EM聚类方法在岩性复杂区水系沉积物地球化学异常圈定中的应用

孙尧尧，郝立波，赵新运，陆继龙，马成有，魏俏巧

(吉林大学 地球探测科学与技术学院，吉林 长春 130026)

0 引言

在地球化学找矿工作中，异常的圈定是极为重要的环节。目前，在岩性复杂区水系沉积物地球化学异常圈定时仍存在一些亟待解决的问题，其中，岩性背景问题最为突出，尤其是在区域地球化学勘查中[1-4]。若不消除岩性背景差异的影响而直接采用统一的背景上限进行异常圈定，一是可能会将高背景值区的一些正常样品划分为异常样品，从而形成虚假地球化学异常；二是可能会将低背景值区的一些异常样品划分为正常样品，从而掩盖掉部分低弱但重要的地球化学异常[3-5]。

针对岩性背景问题，学者们提出了许多处理方法，如多元线性回归法[6]、滑动平均标准化法[1]和一元线性回归法[3-4]等。然而，这些方法的提出并不是从直接区分岩性背景的角度出发的，或多或少存在一些局限性，因此很难从根本上消除岩性背景的影响。Zhao等认为岩性背景问题的本质是多重母体问题，因此提出利用Expectation-Maximization(EM)算法来分解多重母体，进而达到消除岩性背景影响的目的[5]。该方法地质意义明确，对合理圈定岩性复杂区水系沉积物地球化学异常应能起到一定的作用。笔者以湖南省某地1∶20万水系沉积物地球化学数据为例，尝试将EM聚类方法应用到地球化学背景与异常划分中，旨在为岩性复杂区水系沉积物地球化学异常的圈定提供参考。

1 岩性背景问题

研究表明，地球化学背景与异常划分的影响因素主要有岩性背景、地球化学景观条件以及样品粒度等[1-2,6]。……