等值線化探數據的美顏效果圖

◎高豔芳 柳青青 李瑞紅/文

我們生活的藍色星球——地球主要由92種天然化學元素組成。地球表層主要是海洋和陸地，其中海洋面積約為71%、陸地面積約為29%。地球表層陸地是人類的棲息之地及主要活動場所。人類絕大部分的生產和生活都發生在陸地。在人類歷史長河中，曾不斷地探索地球表層陸地的組成成分是什麼？已知主要的天然化學元素是怎麼分布的？

勘查地球化學領域也稱作化探，是人類了解地球化學元素分布特徵及其規律的重要手段。隨著科技的進步，地球化學勘查數據一體化處理系統軟體的可視化水平不斷提高，使得我們認識地球表層的化學分布成為了可能。當前，化探通過採集陸地巖石、土壤、水系沉積物等不同介質樣品，經過實驗分析後可以獲得76種天然化學元素的含量值。經過化探工作者多年的積累，獲取了海量的原始數據（也就是樣品元素含量），那麼利用化探軟體的美顏功能（等值線圖的製作）就可以直觀地了解陸域化學元素分布情況。

西藏四種金屬元素Cr、Ni、Ti、U的地球化學等值線圖

化探原始數據的美顏工具——打網格

在大數據時代，我們應該讓每一條化探數據都體現出價值來，更好地表達陸地化學元素組成。在面對不計其數的原始數據，我們如何來獲取有用信息呢？其中，地球化學等值線圖是化探成果表達常用基礎性圖件之一，它通常利用化學元素原始分析數據打網格，然後採用等值連線的形式，即通過分層設色並利用顏色的變化，來表達一定範圍內地球化學元素的空間分布趨勢。打網格即對離散的原始數據進行規則的網格劃分，網格劃分的範圍由網格數據坐標的最小值和最大值來確定。網格間距由網格的範圍和採樣密度共同決定，這是對化探原始數據進行的初步美顏。

無中生有的魔術——填充著色

在對化探原始數據打網格後，生成地球化學等值線圖還有一個重要的步驟就是無中生有的魔術，即為插值。通俗的講，插值是在原始數據規劃網格化的基礎上，通過已知的、離散的數據點，在一定範圍內可以使散亂的原始數據排列成規則的新數據點的方法。針對不同的研究目的，用戶可以根據自身的需求在化探數據一體化處理系統軟體上選擇不同的插值方法進行計算。完成插值後，通過連接相鄰等值點，就可以獲得等值線。最後把元素含量數值轉換成不同的顏色，並將這些顏色值以圖像的形式顯示出，並添加相應的圖例、圖名、標註等要素，既美觀又實用的地球化學等值線圖就繪製完成了。

顏值背後的故事——等值線圖的應用

地球化學等值線圖在礦產勘查、成礦規律研究、生態環境研究、大地構造研究等領域具有重要意義。西藏地球化學調查的66種元素地球化學等值線圖顯示，元素異常分布呈現一定的規律性。例如，在西藏66種元素有2/3與Cr、Ni、Ti、U四種元素的地球化學圖相像。進一步研究元素空間分布與基礎地質的關係，可以發現雅魯藏布縫合帶對青藏高原地球化學元素的分布有重要影響。另外，等值線圖中元素空間分布總體特徵與礦產資源的分布關係密切，例如拉薩以南的銅金礦產密集區與銅、金地球化學圖中的高值異常區位置非常吻合。在生態環境研究方面發現元素硒和碘均沿雅魯藏布江縫合帶降低，這些信息對雅魯藏布江河谷地區的地方病防治有指導意義。

（作者單位：中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所）