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近3 年全世界5 余项地球化学填图分析的元 素最多4 余种，且许多元素的分析不符合IGCP259 所作的统一规定 ［1］ 。中国的区域化探扫面计划分析 的39种元素的结果都符合IGCP259的规定［2］。但 IGCP259规定要分析71种元素，世界各国都还未达 此要求。现进行的项目是利用川滇黔桂4省区试点， 从百万原始样品组合成4 余样品分析76种元素， 取得经验后， 再将这项工作扩展至全国范围， 这将 是人类历史上第一次得以了解元素周期表上除惰 性气体外所有元素在地表的分布， 是地球科学中的 一项空前创举， 为矿产资源评估、 环境监控、 生命演 化都将提供极有价值的资料。 76种元素包括 （1） 区域化探扫面计划规定分析的39种元素。 （2） 新增加的元素 稀有分散元素，Cs、Ga、Ge、 In、Rb、Re、Se、Te、Tl；难挥发元素，Hf、Ta、Zr； 卤 族元素，Br、Cl、I； 铂族元素，Pd、Pt、Ir、Os、Rh、Ru； 稀 土 元 素 ，Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、 Tm、Yb、Lu； 非金属元素，N、S、C。 我们的工作分3步进行， 第一步是将川滇黔桂采 集的8 余个泛滥平原沉积物分发给参加这一研究的 12个实验室，用于优选76种元素的分析方法及优选 承担这4 余组合样分析的实验室；第二步是由优 选出的实验室分头分析擅长分析的元素组；第三步 是研究所取得的结果并出版4省区76种元素地球化 学图集。 在这项研究工作进行之中， 我们将发表一系 列阶段性成果， 这是其中的第一篇。 1优选分析方法及实验室的准则 取得高质量的原始数据对于地球化学填图极其 重要。我们过去执行区域化探全国扫面计划从一开 始就强调了分析的检出限要低于地壳丰度，分析的 数据要能够在实验室之间进行对比，从而制定出一 整套质量监控方案 ［3］ 。这些思想不但在国内实行， 而 且为国际地球化学填图 （IGCP259） 所作统一规定中 采纳 ［4］ 。过去2 余年执行的监控方案主要是用一级 标准样监控不同实验室间的分析偏倚的。用二级标 准样监控实验室内分析批次间的偏倚，及用二级标 准样与重复分析样监控分析的精度。这种方法不仅 可用于优选合适的分析方法，还可以评估实验室的 川滇黔桂76种元素地球化学图编制中分析方法与分析质量研究 （一） 不同实验室产生地球化学图的相似性 以Ag、 Cs、 Ga、 Ge为例 谢学锦1成杭新1谢渊如2 （1.国土资源部物化探研究所 河北 廊坊 65 ；2.石油信息所 北京1 11） 摘要 编制中国76种元素地球化学图将使我们首次了解元素周期表上除氢、 氧及惰性气体之外所有元素在中国大陆 表层的分布， 川滇黔桂76种元素地球化学图的编制是这一研究项目的试点。本文以不同实验室取得的Ag、Cs、Ga、Ge 分析数据为例， 探索、 衡量不同实验室地球化学图相似性的方法， 以优选实验室进行川滇黔桂4省区约4 件组合样 76种元素的大规模分析工作。 关键词 地球化学填图； 优选分析方法； 实验室的准则； 实验工作 中图分类号P595文献标识码A文章编号1671-25522 2- 6- 277- 8 收稿日期2 2- 5-1 地调项目 国土资源大调查项目 “我国西南四省区76种元素区域化探图编制试点研究”F8.1.1资助。 作者简介 谢学锦，1923年生， 男， 中国科学院院士， 从事勘查地球化学、 环境地球化学研究。 专题报告 地质通报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 第21卷第6期 2 2年6月 Vol.21，No.6 Jun.，2 2 地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2 2年 分析质量。这次我们在评估12个实验室的分析质量 时，除了沿用过去衡量精度与分析偏倚的方法外， 又有了新的思路， 认为不仅需要每个测定的数据质 量合乎要求， 而且要使数据相互之间的空间分布情 况逼近自然界的真实， 亦即要研究用不同实验室产 生的数据所制作的地球化学图的相似性， 在大多数 情况下， 那些与某种元素参考图相似性差的实验室 所用的分析该元素的方法自然是不符合要求的。因 为如果图上背景及异常的趋势、 变化幅度、 强度、 规 模等受到扭曲势必影响解释推断的正确性。除了直 观地观察比较不同实验室产生的图形外还试图探 索衡量图形相似性的定量方法， 实际上这种思路在 区域化探扫面计划开始时即已萌芽， 只是过去从未 公开发表以引起各方注意。 2实验工作 提供给各实验室分析的川滇黔桂4省区泛滥平 原沉积物样品， 地理分布见图1。分送各个实验室的 泛滥平原沉积物样中插入了若干地球化学标准样， 其中除GSD-1a，GSD-9，GSD-13，GSD-14为物化 探研究所研制之水系沉积物标样，GSS-8，GSS-9为 物化探研究所研制的土壤标准样外， 其他标样SR-2 至SR-14皆为利用原有标样按一定比例混合配制 的。各标样皆以2份或4份随机插入分送的样品中。 作为实例，本文将讨论不同实验室产生的Ag、 Cs、Ga、Ge4个元素地球化学图的相似性。参加Ag元 素分析的有A、B、D、E、F、G、H、I共8个实验室， 参加 Cs分析的有A、B、C、D、E、F、G、I共8个实验室，参加 Ga分析的为A、B、D、E、F、G、I共7个实验室， 参加Ge 分析的为A、D、E、F、G 5个实验室。 各实验室所用的 分析方法见表1。 表2列出了根据各实验室多个标样双份分析结 果计算出的相对标准偏差 （RSD） 。表3表示各实验室 对标样分析结果的平均对数偏差， 以下列公式计算 平均对数偏差［Σ（log值-log标准值） ］/n 图1川滇黔桂泛滥平原沉积物采样点位图 Fig. 1Localities of floodplain sediment samples from Sichuan，Yunnan，Guizhou，and Guangxi 278 第21卷 第6期 图2不同实验室分析的泛滥平原沉积物样品中Ag的地球化学图 Fig. 2Geochemical map of Ag in floodplain sediment samples analyzed by different labs 谢学锦等 不同实验室产生地球化学图的相似性 279 地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2 2年 图3不同实验室分析的泛滥平原沉积物样品中Cs的地球化学图 Fig. 3Geochemical map of Cs in floodplain sediment samples analyzed by different labs 28 第21卷 第6期 图4不同实验室分析的泛滥平原沉积物样品中Ga的地球化学图 Fig. 4Geochemical map of Ga in floodplain sediment samples analyzed by different labs 谢学锦等 不同实验室产生地球化学图的相似性 281 地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2 2年 图5不同实验室分析的泛滥平原沉积物样品中Ge的地球化学图 Fig. 5Geochemical map of Ge in floodplain sediment samples analyzed by different labs 282 第21卷 第6期 以SURFUR制图软件中的克里格法分别利用 各个实验室的分析数据制作地球化学图， 另以各省 分析数据的平均值制作参考图， 用以衡量不同实验 室产生的图形对参考图的相似性 （图2、3、4、5） 。 制作 这些图需要规范化等量线间距， 对于含量起伏较大 的元素， 统一采用近似对数的等量线间距1，1.2，1.5， 2，2.5，3，4，6，8，1 ，12，15⋯⋯；对于含量起伏较小 的元素，统一采用算术间距1，2，3，4⋯⋯。至于色 斑， 则以参考图为准， 在等量线间距的累积频率大 致为5 ，75，85，95，99左右设5个色斑。制 图规范化目的是在相同条件下目视比较不同实验 室产生地球化学图的相似性， 减少假像的发生。 我们还计算了数据集的全面相关矩阵法。试图 对各实验室图形与参数图的相似性作出定量评估 ［5］ （表4、5、6、7） 。 3讨论 （1） 从表2可看到各实验室对Ag，Cs，Ga，Ge 的分析精度大都符合要求。 （2） 从表4、5、6、7可看到各实验室的平均对数偏 差皆未超出区域化探全国扫面的规定。这些都说明 全国实验室经2 余年数百万样品的分析，整体分析 质量的提高。 （3） 从图2各实验室Ag图形与参考图相似性的比 较就可看到过去分析质量评估未能察觉的更深层的 差异。直观观察图形可以看到实验室A，E，F，H，I与 参考图相似性甚好， 而G稍差，B及D更差一些。而从 表4上更可以对这些实验室Ag分析的质量作出定量 评估，其次序是E（ .975） 、I（ .962） 、A（ .957） 、H （ .952） 、F（ .921） 、G（ .846） 、B（ .753） 、D（ .415） 。 （4） 从图3上可看到所有实验室Cs的图形与参考 图皆非常相似， 全面相关距阵的显示亦同， 说明在地 球化学填图中Cs的分析没有问题， 尽管各实验室所 用分析方法很不相同 （表1） 。 （5） 从图4上Ga的图形与参考图比较可直观看 到D实验室的分析普遍偏低， 而F实验室普遍偏高。 从表3上可看到D实验室对Ga的平均对数偏差较其 他实验室低。但较规定的限值仍远未超过。F实验 室的图形虽偏高，但其平均对数偏差值已近于 ， 而表6的全面相关矩阵上F实验室与参考图的相似 谢学锦等 不同实验室产生地球化学图的相似性 283 地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2 2年 Analytic s and quality in the compilation of 76 elements geochemical atlas of Sichuan，Yunnan，Guizhou，and Guangxi Provinces of China（1） Similarity of geochemical maps compiled from data generated by different laboratories Examples from Ag，Cs，Ga，and Ge analyses XIE Xuejin1CHENG Hangxin1XIE Yuanru2 （1.Institute of Geophysics and Geochemistry，the Ministry of Land and Resources，Langfang 65 ，Hebei，China 2.Institute of Petroleum Ination，Beijing 1 11，China） AbstractThe compilation of geochemical atlas of 76 elements of China will enable us to have an overview of the distribution of all the elements except hydrogen，oxygen，and inert gases on the surface of the continent of China.The compilation of geochemical atlas of 76 elements of Sichuan，Yunnan， Guizhou，and Guangxi is a pilot project of this research project.Take for example the analytic data of Ag，Cs，Ga，and Ge obtained at different labs，this paper explores the similarity of geochemical maps compiled from data obtained by different labs.Seventy-six elements in ～4 composite samples prepared from one million stream sediment samples taken from Sichuan，Yunnan，Guizhou，and Guangxi will be analyzed by selected labs. Key wordsgeochemical mapping；selected analytic ；criteria of labs；experiment 性系数为 .954， 实际上F实验室的图形与参考图是 很相似的， 但整体抬高了21 -6。只是由于色标差 异使直观比较上产生一些错觉。 （6）从图5上看各实验室Ge的图形直观上有较 大差别， 从表7上看A实验室相似性系数甚好，E，F，G 稍差。 这仅从标样分析结果完全难以觉察。 因为各实 验室标样分析的平均对数偏差都合乎要求，且单个 标样分析与标准值的接近程度也是很好的。 4结语 （1） 不同实验室产生的Ag，Cs，Ga，Ge的数据从 精度与准确度来衡量大都合乎要求，这些都说明 全国实验室经2 余年数百万样品的分析，整体分 析质量的提高。 （2） 进入21世纪， 地球化学填图在解决人类重 大的资源和环境问题上将发挥越来越大的作用， 对 原始数据质量的要求也在提高， 特别是在全球性及 区域性超低密度及极低密度填图时， 样品的分析质 量更是举足轻重。遗憾的是， 过去多年国际上许多 地球化学填图项目的负责人对地球化学图所用数 据的来源及质量过问甚少， 国外地质部门实验室的 分析工作者充其量也只是引入一些分析化学界从 工业界产品质量保证得来的思想与作法 ［6］， 而对地 球化学填图的特殊要求认识不足。今后，要从采 样、 分析、 数据处理各个方面认真探索衡量数据空 间分布特征与自然界实际的接近度，使数据能透 露更多有用信息，才不致辱没地球化学填图在21 世纪所担负的使命。本文只是一个初步探索。 （3） 这项研究给我们的启发是， 今后在全国性或 区域性地球化学填图工作中，应采集或制备一组具 有空间分布模式的标样集体，以使图形相似性研究 成为评估地球化学填图分析质量的重要指标。 参考文献 ［1］Xie X J. Some problems，strategical and tactical，in interna- tional geochemical mapping［J］. J. Geochem.Explor.，199 ，39 15～33. ［2］Xie X J，Mu X Z，Ren T X. Geochemical mapping in China ［J］.J.Geochem.Explor.，1997. ［3］谢学锦.区域化探 ［M］.北京 地质出版社，1979. ［4］Darnley A，et al. A global geochemical database for environ- ment and resource management［J］. Earth Science 19，UN- ESCO，Paris.1995. ［5］Davis J C. Statistics and Data Analysis in Geology.1973. ［6］Neidhart B and Wegscheider W. _uality in Chemical Measure- ments［M］.2 1，Springer. 2‘4
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