證據(jù)權(quán)找礦法在陜西青木川-蒼社地區(qū)金礦遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

李 培，孟旭光，廖時(shí)理，楊麗麗

(1．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；2.中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)研究院，北京 101149;3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢 430074；4.國(guó)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(jìn)行礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)的地學(xué)統(tǒng)計(jì)方法[1]。它采用一種統(tǒng)計(jì)分析模式，通過對(duì)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(jìn)行礦產(chǎn)遠(yuǎn)景區(qū)的預(yù)測(cè)，每一種地學(xué)信息都被視為成礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測(cè)的一個(gè)證據(jù)因子，而每一個(gè)證據(jù)因子對(duì)成礦預(yù)測(cè)的貢獻(xiàn)是由這個(gè)因子的權(quán)重值來確定的[2-4]。其基礎(chǔ)是將地質(zhì)評(píng)價(jià)模型轉(zhuǎn)換為“網(wǎng)格模型”，針對(duì)每一網(wǎng)格上信息數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)值計(jì)算，評(píng)價(jià)方法自始至終都是依靠圖層數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。結(jié)合GIS技術(shù)對(duì)各種有利成礦因素(證據(jù)層)進(jìn)行有效綜合的數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。只要所輸入的圖層合理，選擇條件適當(dāng)，計(jì)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(duì)青木川-蒼社地區(qū)金的找礦遠(yuǎn)景做出評(píng)價(jià)，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(cè)的因素主要包括以下四個(gè)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(yán)格受韌性剪切帶控制，帶內(nèi)糜棱巖化強(qiáng)烈，石英脈的固態(tài)流變，無根錯(cuò)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(qiáng)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(duì)韌性剪切帶進(jìn)行緩沖區(qū)分析，當(dāng)距離為0.6時(shí)區(qū)內(nèi)金礦點(diǎn)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(duì)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(dú)的一個(gè)證據(jù)因子。

1.3 有利的地球化學(xué)異常

對(duì)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(dāng)距離系數(shù)小于0.9時(shí)，Au獨(dú)自成為一類。同時(shí)，據(jù)漢中地質(zhì)大隊(duì)資料，Au化探異常與金礦床的一致型相當(dāng)強(qiáng)(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(duì)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(zhǎng)巖體與蒼社閃長(zhǎng)-石英閃長(zhǎng)巖體，但是通過對(duì)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(dú)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(cè)僅用于區(qū)域上的綜合評(píng)價(jià)。

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(jìn)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(duì)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(duì)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(diǎn)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(duì)成礦有利的韌性剪切帶。

5)單元中的礦(化)點(diǎn)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(shí)，用礦床規(guī)模表示，對(duì)礦化取值為0.2，礦點(diǎn)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(píng)價(jià)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(gè)等大小的網(wǎng)格(以保證一個(gè)網(wǎng)格中至多出現(xiàn)一個(gè)已知礦點(diǎn)為基礎(chǔ))，提取以上信息，將上述提取的每個(gè)變量看作獨(dú)立的證據(jù)因子(以下稱證據(jù)因子)，利用證據(jù)權(quán)法計(jì)算各個(gè)證據(jù)因子存在和不存在時(shí)的權(quán)重值W+與W-；對(duì)于n個(gè)證據(jù)因子，若他們都關(guān)于礦點(diǎn)條件獨(dú)立，研究區(qū)任一網(wǎng)格單元k為礦點(diǎn)的可能性，用后驗(yàn)概率P代表每單元內(nèi)找礦的有利度，根據(jù)后驗(yàn)概率提出找礦遠(yuǎn)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(qiáng)弱，可以通過正負(fù)權(quán)的差值大小C來度量，C值大表示該地質(zhì)標(biāo)志的找礦指示性好，C值小表示該找礦標(biāo)志的找礦指示性差，若C=0，表示該找礦標(biāo)志對(duì)有礦與無礦無指示意義。

對(duì)研究區(qū)所提取的6個(gè)證據(jù)層進(jìn)行空間分析并提取找礦信息后計(jì)算它們的正負(fù)權(quán)重，見表1。證據(jù)權(quán)重法的預(yù)測(cè)結(jié)果是一個(gè)后驗(yàn)概率圖，其值在0～1之間，后驗(yàn)概率值的大小對(duì)應(yīng)著成礦概率的大小。在完成各證據(jù)因子的先驗(yàn)概率、正負(fù)權(quán)值計(jì)算和條件獨(dú)立性檢驗(yàn)后，就可以計(jì)算研究區(qū)的后驗(yàn)概率。

表1 變量因子正負(fù)權(quán)重表

4 成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分與資源潛力評(píng)價(jià)

對(duì)該區(qū)做證據(jù)權(quán)值的等值線異常圖，綜合以上預(yù)測(cè)結(jié)果和成礦地質(zhì)背景分析，劃分出Au找礦遠(yuǎn)景區(qū)5個(gè)，其中Ⅰ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)2個(gè)，Ⅱ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)2個(gè)，Ⅲ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)1個(gè)。結(jié)合地理位置、找礦遠(yuǎn)景規(guī)模、有利程度、地質(zhì)背景和異常組合特征對(duì)優(yōu)選出的5個(gè)Au金屬找礦遠(yuǎn)景區(qū)(圖3)簡(jiǎn)要?dú)w結(jié)如下。

4.1 Ⅰ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)

4.1.1 小燕子溝-金廠溝-八海金找礦遠(yuǎn)景區(qū)(Ⅰ-a)

該遠(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(zhǎng)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(duì)航磁、激電異常進(jìn)行異常查證。區(qū)內(nèi)今后找礦的重點(diǎn)地段為沿韌性剪切帶的狹長(zhǎng)部位。

圖3 陜西青木川-蒼社地區(qū)金礦綜合找礦遠(yuǎn)景區(qū)

4.1.2 袁家溝-火烽崖金成礦遠(yuǎn)景區(qū)(Ⅰ-b)

該遠(yuǎn)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(xì)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(yáng)壩-寨子包-兩河口以及太陽(yáng)嶺-龍銅壩和燕家梁上-梅松溝，糜棱巖化普遍發(fā)育。

該遠(yuǎn)景區(qū)沿托河-林家溝韌性剪切帶分布，長(zhǎng)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(diǎn)，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(yáng)壩相似，甘肅杜壩、陽(yáng)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(zhǎng)花崗巖呈巖株、巖脈、巖枝穿插于早期輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)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(gè)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(yáng)壩類似,在羅家灣附近出露寬3～5m。下一步應(yīng)對(duì)這一地區(qū)進(jìn)行深入研究，在該帶找尋金礦以及塊狀硫化物礦床將會(huì)有所突破。

4.2 Ⅱ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)

4.2.1 王家坪-李青河-綠竹溝金找礦遠(yuǎn)景區(qū)(Ⅱ-a)

4.2.2 趙家壩-磨刀石-雞頭山金成礦遠(yuǎn)景區(qū)(Ⅱ-b)

4.3 Ⅲ級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)

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