3. 品位频率分布表编制

在矿产资源品位统计中,原始样品品位数据往往是一长串离散数值,直接观察很难看出品位集中在哪个区间、高品位与低品位各占多大比例。频率分布表的作用,就是把连续变化的品位值按一定区间归并,用“组—频数—频率—累计频率”的结构把数据的整体形态呈现出来。它是后续品位分级统计、吨位分配、储量估算的基础数据表,编制质量直接影响分级结果的可靠性。

本节以一组铁矿石样品为例,完整走一遍频率分布表的编制过程。示例数据为教学假设:某铁矿体采集了 50 个样品,TFe 品位(质量分数,%)经化验后记录如下(保留一位小数):

22.4  25.1  27.8  28.3  29.6  30.2  30.8  31.5  32.1  32.7
33.0  33.4  33.9  34.2  34.6  35.0  35.3  35.7  36.1  36.4
36.8  37.2  37.5  37.9  38.3  38.6  39.0  39.4  39.8  40.2
40.6  41.0  41.5  42.0  42.6  43.1  43.7  44.3  45.0  45.8
46.5  47.3  48.2  49.1  50.3  51.6  53.0  54.8  56.9  59.4

这 50 个数据的最小值为 22.4%,最大值为 59.4%,极差 R = 59.4 − 22.4 = 37.0 个百分点。极差是确定组距的起点。

一、确定组数与组距

组数过少,区间太宽,品位细节被抹平;组数过多,区间太窄,频数分散、规律不明显。经验上,样本量 50 左右时组数取 6~10 组较为合适。本例取组数 k = 8。组距按“极差 ÷ 组数”估算:37.0 ÷ 8 = 4.625,向上取整为便于读数的整数 5,即组距 d = 5 个百分点。此时实际组数约为 37.0 ÷ 5 = 7.4,取 8 组可以完整覆盖全部数据。

需要强调:组距应尽量取整齐数值(如 2、5、10),便于制表和后续分级口径统一;组距一旦确定,全表必须一致,不能中途改变。

二、确定组限与组中值

组限是每个区间的上下边界。为避免边界值归属不清,采用“左闭右开”约定,即区间 [下限, 上限),品位恰好等于下限的样品归入本组,等于上限的归入下一组。起点取略低于最小值的整齐数 20,于是各组为 [20,25)、[25,30)、……、[55,60)。

组中值是该组的代表值,用于后续绘制直方图、计算加权平均品位:组中值 =(下限 + 上限)÷ 2。例如 [30,35) 的组中值为 32.5%。组中值并非该组样品的真实平均品位,只是一种区间代表,在品位分级统计中常用于近似估算各品位级别对应的吨位。

铁矿石 TFe 品位频率分布编制(n=50,组距 d=5) ① 求极差 59.4 − 22.4 = 37.0 ② 定组数、组距 k=8,d=5 ③ 定组限、组中值 [20,25)…[55,60) ④ 归组计频数 左闭右开,Σf=50 ⑤ 算频率、累计频率 f/n,逐组累加 频数分布直方图(纵轴:频数) 0 2 4 6 8 10 1 2 5 9 12 10 7 4 20 25 30 35 40 45 50 55 60 TFe 品位 / % 主峰区间 [40,45),频率 24% 累计频率在 [45,50) 处越过 50%

三、归组计频数与计算频率

按“左闭右开”逐组清点样品个数,得到频数 f;频率 = f ÷ n,n = 50。累计频率为自低品位向高品位逐组累加,反映“品位不超过某上限”的样品占比。整理结果如下表(示例数据):

组号 品位区间 / % 组中值 / % 频数 f 频率 / % 累计频率 / %
1[20, 25)22.5122
2[25, 30)27.5246
3[30, 35)32.551016
4[35, 40)37.591834
5[40, 45)42.5122458
6[45, 50)47.5102078
7[50, 55)52.571492
8[55, 60)57.548100
合计50100—

从表中可读出几个关键信息:频数合计必须等于样本总数 50,频率合计必须为 100%,这是编制正确性的第一道校验;主峰落在 [40,45) 组,频率 24%,说明该矿体样品品位最集中在这一区间;累计频率在 [40,45) 组达到 58%,即约六成样品的 TFe 品位低于 45%。这些结论正是后续品位分级(如将矿石划分为低品位、中品位、高品位)的直接依据。

四、编制中的常见问题与校验

第一,组限归属必须全表统一。若某样品品位恰为 40.0%,按左闭右开应计入 [40,45) 而非 [35,40),否则频数会重复或遗漏。第二,组距与组数要匹配极差,若起点取 20、组距 5、共 8 组,上限为 60,恰好覆盖最大值 59.4,若最大值超过 60 则需增加一组。第三,频率与累计频率保留位数应一致,通常频率保留整数或一位小数,累计频率末组必须回到 100%。第四,组中值只用于代表区间,不能反过来当作样品真实品位参与精确化验统计。

编制完成后做三项快速校验:① Σf = n;② Σ频率 = 100%;③ 末组累计频率 = 100%。三项全部通过,频率分布表才可用于分级统计。

频率分布表编好后,品位分级就有了统一口径:可按累计频率切分品位级别,也可按组中值乘以对应吨位估算各级别矿石量。例如若规定 TFe ≥ 45% 为高品位矿石,则由表可知其频率为 20% + 14% + 8% = 42%,配合矿体总吨位即可快速估算高品位矿石吨位。这正是频率分布表作为“分级统计数据基础”的实际价值所在。