證據(jù)權(quán)找礦法在陜西青木川-蒼社地區(qū)金礦遠景評價中的應(yīng)用

李 培，孟旭光，廖時理，楊麗麗

(1．中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；2.中國國土資源經(jīng)濟研究院，北京 101149;3.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢 430074；4.國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100034)

勉略寧地區(qū)是陜西省著名的金礦產(chǎn)區(qū)，而位于其南帶的青木川-蒼社地區(qū)雖發(fā)現(xiàn)有較多的中小型金礦床，但是多年來一直沒有取得較大的成果。證據(jù)權(quán)法是由加拿大數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)家Agterberg所提出的一種使用GIS技術(shù)進行礦產(chǎn)資源評價預(yù)測的地學(xué)統(tǒng)計方法[1]。它采用一種統(tǒng)計分析模式，通過對與礦產(chǎn)形成相關(guān)的地學(xué)信息的疊加復(fù)合分析來進行礦產(chǎn)遠景區(qū)的預(yù)測，每一種地學(xué)信息都被視為成礦遠景區(qū)預(yù)測的一個證據(jù)因子，而每一個證據(jù)因子對成礦預(yù)測的貢獻是由這個因子的權(quán)重值來確定的[2-4]。其基礎(chǔ)是將地質(zhì)評價模型轉(zhuǎn)換為“網(wǎng)格模型”，針對每一網(wǎng)格上信息數(shù)據(jù)進行權(quán)值計算，評價方法自始至終都是依靠圖層數(shù)據(jù)驅(qū)動，由計算機自動完成。結(jié)合GIS技術(shù)對各種有利成礦因素(證據(jù)層)進行有效綜合的數(shù)學(xué)預(yù)測評價。只要所輸入的圖層合理，選擇條件適當，計算結(jié)果就客觀可信[5-7]。本文通過應(yīng)用證據(jù)權(quán)找礦法對青木川-蒼社地區(qū)金的找礦遠景做出評價，以期能更好的指導(dǎo)找礦工作。

1 控礦因素及證據(jù)層選擇

綜合前人研究資料，研究區(qū)金礦床找礦預(yù)測的因素主要包括以下四個方面。

1.1 有利的地層、巖性組合發(fā)育

1.2 韌性剪切帶線性構(gòu)造發(fā)育

區(qū)內(nèi)礦床分布與韌性剪切帶密切相關(guān)，礦化帶嚴格受韌性剪切帶控制，帶內(nèi)糜棱巖化強烈，石英脈的固態(tài)流變，無根錯構(gòu)造，眼球狀構(gòu)造，剪切褶皺及巖石片理發(fā)育，面理置換強烈，金礦化體及金礦體呈扁豆體或透鏡狀賦存于韌性剪切帶內(nèi)的糜棱巖化帶與構(gòu)造破碎帶中。因此，對韌性剪切帶進行緩沖區(qū)分析，當距離為0.6時區(qū)內(nèi)金礦點絕大部分落于緩沖區(qū)之內(nèi)，因此選擇緩沖半徑為0.6對韌性剪切帶做緩沖區(qū)分析，并將該斷裂緩沖區(qū)圖層作為單獨的一個證據(jù)因子。

1.3 有利的地球化學(xué)異常

對研究區(qū)的12種化探元素做聚類分析表明，Au與其他元素的相關(guān)性系數(shù)很小或者不相關(guān)，當距離系數(shù)小于0.9時，Au獨自成為一類。同時，據(jù)漢中地質(zhì)大隊資料，Au化探異常與金礦床的一致型相當強(圖1)，金礦化往往出現(xiàn)在金異常發(fā)育的部位，因此選擇Au元素化探異常做為證據(jù)因子。

圖1 陜西青木川-蒼社地區(qū)化探Au異常示意

1.4 遙感解譯斷裂，其優(yōu)異度、等密度等異常證據(jù)因子

對遙感解譯圖(圖2)上不同方向的斷裂賦予不同的權(quán)值從而提取其優(yōu)異度、等密度等信息，并作為證據(jù)圖層。

區(qū)域上雖然有關(guān)口埡石英閃長巖體與蒼社閃長-石英閃長巖體，但是通過對金礦的成礦地質(zhì)特征研究發(fā)現(xiàn)，二者關(guān)系并不密切，因此此次分析未將其單獨作為證據(jù)層。另外，由于面上的物探資料缺乏完整性，激電缺資料，重力與航磁資料比例尺較小，不適合于研究區(qū)預(yù)測僅用于區(qū)域上的綜合評價。

圖2 陜西青木川-蒼社地區(qū)遙感線性構(gòu)造解譯圖

2 地質(zhì)變量的提取及定量化

依據(jù)1∶5萬陜西省青木川-蒼社地質(zhì)圖，按照0.5cm×0.5cm網(wǎng)格，應(yīng)用GIS技術(shù)進行地質(zhì)變量提取，所提取的地質(zhì)變量及意義如下所示。

1)單元中面變量種類數(shù)，分析單位面積內(nèi)地層變化的復(fù)雜程度與礦化的關(guān)系。

2)單元內(nèi)是否存在對成礦有利的某種(群、組、段)巖性，是否存在Au的化探異常以及對成礦有利的斷裂的緩沖區(qū)。

3)單元的組合熵，研究單元內(nèi)組分出現(xiàn)的多少和各組分出現(xiàn)的均勻程度與成礦的關(guān)系。

4)單元中斷裂條數(shù)及斷裂交叉點數(shù)，分析單位面積內(nèi)斷裂構(gòu)造的復(fù)雜程度與礦化的關(guān)系以及是否存在對成礦有利的韌性剪切帶。

5)單元中的礦(化)點數(shù)，反映某單元成礦的有利程度或?qū)ふ夜I(yè)化礦床的概率。

6)單元中的礦石品位，在礦石品位尚無法確定時，用礦床規(guī)模表示，對礦化取值為0.2，礦點取值為0.5，中小型礦床取值為0.75，中、大型礦床取值為1。

3 證據(jù)權(quán)找礦評價模型

證據(jù)權(quán)法的數(shù)學(xué)原理是：假設(shè)將研究區(qū)劃分為T個等大小的網(wǎng)格(以保證一個網(wǎng)格中至多出現(xiàn)一個已知礦點為基礎(chǔ))，提取以上信息，將上述提取的每個變量看作獨立的證據(jù)因子(以下稱證據(jù)因子)，利用證據(jù)權(quán)法計算各個證據(jù)因子存在和不存在時的權(quán)重值W+與W-；對于n個證據(jù)因子，若他們都關(guān)于礦點條件獨立，研究區(qū)任一網(wǎng)格單元k為礦點的可能性，用后驗概率P代表每單元內(nèi)找礦的有利度，根據(jù)后驗概率提出找礦遠景區(qū)[3-5, 8- 9]。

控礦地質(zhì)因素與礦床產(chǎn)出狀態(tài)之間的關(guān)聯(lián)性強弱，可以通過正負權(quán)的差值大小C來度量，C值大表示該地質(zhì)標志的找礦指示性好，C值小表示該找礦標志的找礦指示性差，若C=0，表示該找礦標志對有礦與無礦無指示意義。

對研究區(qū)所提取的6個證據(jù)層進行空間分析并提取找礦信息后計算它們的正負權(quán)重，見表1。證據(jù)權(quán)重法的預(yù)測結(jié)果是一個后驗概率圖，其值在0～1之間，后驗概率值的大小對應(yīng)著成礦概率的大小。在完成各證據(jù)因子的先驗概率、正負權(quán)值計算和條件獨立性檢驗后，就可以計算研究區(qū)的后驗概率。

表1 變量因子正負權(quán)重表

4 成礦遠景區(qū)劃分與資源潛力評價

對該區(qū)做證據(jù)權(quán)值的等值線異常圖，綜合以上預(yù)測結(jié)果和成礦地質(zhì)背景分析，劃分出Au找礦遠景區(qū)5個，其中Ⅰ級找礦遠景區(qū)2個，Ⅱ級找礦遠景區(qū)2個，Ⅲ級找礦遠景區(qū)1個。結(jié)合地理位置、找礦遠景規(guī)模、有利程度、地質(zhì)背景和異常組合特征對優(yōu)選出的5個Au金屬找礦遠景區(qū)(圖3)簡要歸結(jié)如下。

4.1 Ⅰ級找礦遠景區(qū)

4.1.1 小燕子溝-金廠溝-八海金找礦遠景區(qū)(Ⅰ-a)

該遠景區(qū)出露地層主要為碧口群二亞群二巖組(包括Pt2-3bk22-3c、Pt2-3bk22-3b以及Pt2-3bk2-3)，總體上以Pt2-3bk22-3b為主。遠景區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為中酸性、中基性熔巖，巖性變化較大，區(qū)內(nèi)含磁鐵礦石英巖發(fā)育。遠景區(qū)總體沿青木川-八海-關(guān)口埡逆沖推覆斷裂分布，寬約2～3km，長約8～9km。區(qū)內(nèi)金化探異常濃集中心多位于山溝，在區(qū)內(nèi)北山坡已發(fā)現(xiàn)的礦有金廠溝和小燕子溝金礦，金化探異常沿韌性剪切帶分布，濃集中心明顯，規(guī)模大、均值高、離差大、襯度大，若干濃集中心程串珠狀展布。區(qū)內(nèi)有激電異常發(fā)育，有線狀航磁異常分布。下一步，需對航磁、激電異常進行異常查證。區(qū)內(nèi)今后找礦的重點地段為沿韌性剪切帶的狹長部位。

圖3 陜西青木川-蒼社地區(qū)金礦綜合找礦遠景區(qū)

4.1.2 袁家溝-火烽崖金成礦遠景區(qū)(Ⅰ-b)

該遠景區(qū)發(fā)育地層主要為主要為碧口群二亞群二巖組(包括Pt2-3bk22-3c、Pt2-3bk22-3b以及Pt2-3bk2-3)，以凝灰?guī)r細碧巖(Pt2-3bk22-3b)為主。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為三條NE向韌性剪切帶：托河-林家溝、陽壩-寨子包-兩河口以及太陽嶺-龍銅壩和燕家梁上-梅松溝，糜棱巖化普遍發(fā)育。

該遠景區(qū)沿托河-林家溝韌性剪切帶分布，長約10km，寬1～2km。金化探異常呈NE向與區(qū)域構(gòu)造一致，具離差大、均值高、襯度大、規(guī)模大等特點，與金礦化關(guān)系極為密切。區(qū)內(nèi)還發(fā)育有航磁和銅化探異常。從地質(zhì)上分析該帶火山巖形成的構(gòu)造及古地理環(huán)境與陽壩相似，甘肅杜壩、陽壩礦床處于同一構(gòu)造巖性帶。且由于蒼社巖體是多期侵入的復(fù)合巖體，晚期鉀長花崗巖呈巖株、巖脈、巖枝穿插于早期輝長閃長巖中和火山巖中，可能在晚期構(gòu)造成礦期有重要影響，因此該帶是尋找多成因、復(fù)合型礦床和新的礦化類型的重要地段。區(qū)內(nèi)蒼社巖體外圍發(fā)育有多個環(huán)形影象，NNE、NE、EW、NW向斷裂發(fā)育，是遙感線形構(gòu)造高密度區(qū)。已通過遙感解譯、野外及地質(zhì)化探異常的綜合研究在林后壩和唐家溝發(fā)現(xiàn)有一定的礦化信息。其中，在唐家溝發(fā)現(xiàn)了較多含硫化物的磁鐵石英巖轉(zhuǎn)石，走向NE,其礦石特征與陽壩類似,在羅家灣附近出露寬3～5m。下一步應(yīng)對這一地區(qū)進行深入研究，在該帶找尋金礦以及塊狀硫化物礦床將會有所突破。

4.2 Ⅱ級找礦遠景區(qū)

4.2.1 王家坪-李青河-綠竹溝金找礦遠景區(qū)(Ⅱ-a)

4.2.2 趙家壩-磨刀石-雞頭山金成礦遠景區(qū)(Ⅱ-b)

4.3 Ⅲ級找礦遠景區(qū)

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