馬扎拉金銻礦元素組合異常及找礦方向

卿成實(shí) 丁 俊, 李應(yīng)栩 董 磊 代作文

(1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都610081)

·地質(zhì)與測(cè)量·

馬扎拉金銻礦元素組合異常及找礦方向

卿成實(shí)1丁 俊1,2李應(yīng)栩2董 磊2代作文1

(1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都610081)

巖屑地球化學(xué)測(cè)量作為一種初期勘探方法應(yīng)用極為廣泛，由于礦床次生暈異常分布范圍廣，如何縮小靶區(qū)范圍，降低非礦致異常帶來(lái)的干擾，減少異常查證的工作量，以便進(jìn)一步準(zhǔn)確定位礦體，成為化探工作中需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。利用西藏措美縣馬扎拉礦區(qū)1∶1萬(wàn)巖屑地球化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)，采用因子分析、聚類分析劃分出Au-Sb-As、Pb、Hg、Zn、Ag等5類元素組合，并繪制了因子得分等值線圖，在此基礎(chǔ)上探討了Au的找礦方向，縮小了預(yù)測(cè)靶區(qū)。結(jié)合礦區(qū)實(shí)際地質(zhì)情況認(rèn)為：區(qū)內(nèi)Au、Sb、As和其余元素間有著明顯不同的物質(zhì)來(lái)源；礦區(qū)東南角及西北角為兩處成礦潛力較好的區(qū)域；下一步除繼續(xù)在礦區(qū)東南角構(gòu)造交匯位置重點(diǎn)開(kāi)展找礦工作外，還可對(duì)礦區(qū)南側(cè)以及西北部進(jìn)行相應(yīng)的工程驗(yàn)證。

因子分析 聚類分析 元素組合異常 找礦方向

巖屑地球化學(xué)測(cè)量作為一種反映礦床次生暈分布的地球化學(xué)測(cè)量方法，在初期勘探工作中對(duì)于快速圈定靶區(qū)有著重要作用[1]。但如何將初步圈定的靶區(qū)范圍進(jìn)一步縮小，減少異常查證的工作量，以便進(jìn)一步準(zhǔn)確定位礦體便成為了亟需解決的問(wèn)題。多元統(tǒng)計(jì)分析中的因子分析以及聚類分析，可以有效劃分出與物質(zhì)來(lái)源聯(lián)系緊密的元素組合[1]。通過(guò)對(duì)原數(shù)據(jù)變量進(jìn)行降維，將元素分組，并計(jì)算出每個(gè)樣品的因子得分，可以突出對(duì)應(yīng)元素組合的異常強(qiáng)度濃集中心，降低“假異?！奔捶堑V致異常的干擾[2-4]。位于西藏措美縣的馬扎拉礦床，目前勘探程度較低，地表覆蓋嚴(yán)重，直接找礦的難度較高，如何有效利用1∶1萬(wàn)巖屑地球化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)指導(dǎo)找礦靶區(qū)遴選，便是目前勘探工作需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一。

1 礦床地質(zhì)概況

馬扎拉礦區(qū)在大地構(gòu)造單元上屬于岡底斯—喜馬拉雅造山系(Ⅰ級(jí))喜馬拉雅地塊(Ⅱ級(jí))的拉軌崗日被動(dòng)陸緣盆地(Ⅲ級(jí))東段[5]，與周圍的哲古、古堆、沙拉崗、車窮卓布、壤拉和扎西康等礦床一道構(gòu)成了一條近EW向展布長(zhǎng)達(dá)600 km的典型銻、金成礦帶[6]。礦區(qū)地層巖性由下至上主要表現(xiàn)為：以板巖、灰?guī)r為主的陸熱組(J1-2l)、含火山巖夾層的碎屑巖的遮拉組(J2z)、砂巖和碎屑巖組成的維美組(J3w)和具有雙峰式特征的桑秀組(J3K1s)。區(qū)內(nèi)主構(gòu)造為近東西向的褶皺和斷裂，規(guī)模最大，發(fā)育時(shí)限最早，并疊加北西向和近南北向的具走滑性質(zhì)的逆沖斷裂。礦區(qū)西北還有大面積的閃長(zhǎng)巖出露，礦區(qū)西南還有數(shù)個(gè)花崗斑巖脈出露，并在近東西向斷裂中發(fā)育侵入巖脈。金銻礦體多在侏羅系板巖和灰?guī)r以及安山巖地層內(nèi)呈脈狀、透鏡狀和似層狀產(chǎn)出[7]，礦體嚴(yán)格受控礦構(gòu)造控制，主要有近EW、NE及NW向3組[8]。礦石的構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造(輝銻礦呈致密塊狀)、團(tuán)塊狀、條帶狀、局部見(jiàn)梳狀、晶洞狀和星點(diǎn)狀構(gòu)造；礦石的結(jié)構(gòu)以自形粒狀結(jié)構(gòu)為主，其次還有他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、脈狀穿插結(jié)構(gòu)等[9]。金屬礦物以自然金和輝銻礦為主，其次為少量的辰砂、褐鐵礦、黃鐵礦、鐵礦和黃銅礦；脈石礦物有石英、方解石、絹云母、白云母、綠泥石和綠簾石等[9]。前人研究認(rèn)為，馬扎拉礦床主要成礦流體為中低溫和低鹽度的巖漿水、變質(zhì)水與地?zé)崴幕旌纤甗9-12]，富Au含CO2流體，沿韌性剪切帶上升，進(jìn)一步萃取圍巖地層的成礦物質(zhì)，演化形成高礦化度的成礦流體，在地殼淺部的脆性斷裂構(gòu)造中形成馬扎拉金銻礦床[13]。

2 元素地球化學(xué)分析

2.1 樣品采集

此次地球化學(xué)測(cè)量方法為巖屑地球化學(xué)測(cè)量，即采樣層位為C層(母質(zhì)層)，布置測(cè)線距為100 m，測(cè)點(diǎn)距為40 m。在馬扎拉礦區(qū)共采集3 176件樣品，分析了Zn、Ag、Sb、Pb、As、Hg、Au共7個(gè)元素。

2.2 因子分析

要查證數(shù)據(jù)是否符合因子分析的條件，首先需要對(duì)其進(jìn)行Kmo和Bartlett檢驗(yàn)。Kaiser給出了常用的kmo度量標(biāo)準(zhǔn)：0.9以上表示非常適合；0.8以上表示適合；0.6以上表示一般；0.5以下表示不適合。而當(dāng)Bartlett球體檢驗(yàn)Sig值<0.05時(shí)，數(shù)據(jù)才有結(jié)構(gòu)效度，才具備因子分析的條件。本研究中采用的數(shù)據(jù)，取樣足夠度的Kaiser-Meyer-Olkin度量值為0.601>0.5，Bartlett球形檢驗(yàn)Sig值為0<0.05，因此可以進(jìn)行因子分析。礦區(qū)因子分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 馬扎拉礦區(qū)R因子分析特征值和累計(jì)方差貢獻(xiàn)率

由表1可知，當(dāng)提取5個(gè)因子時(shí)，方差累計(jì)可達(dá)到80.665%，已經(jīng)包含了原始變量的大部分信息，且旋轉(zhuǎn)前后總的信息量(即總的累計(jì)貢獻(xiàn)率)與旋轉(zhuǎn)前相比，沒(méi)有發(fā)生信息丟失，在如表1所示的前5個(gè)初始因子構(gòu)成的公因子空間中進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn)，可得旋轉(zhuǎn)成分矩陣見(jiàn)表2。

由表2可得到以下幾個(gè)因子變量對(duì)應(yīng)的元素組合：F1代表Sb-As-Au元素組合，F(xiàn)2代表Pb，F(xiàn)3代表Hg，F(xiàn)4代表Zn，F(xiàn)5代表Ag。其中F1代表了典型熱液型金礦床的元素共生組合，由其異常分布區(qū)域的延伸方向可以判斷對(duì)應(yīng)的熱液運(yùn)移方向[14]，其他元素各自構(gòu)成一個(gè)主因子則說(shuō)明這些元素與Sb-As-Au關(guān)系不大，各自的物質(zhì)來(lái)源相對(duì)獨(dú)立。

表2 馬扎拉礦區(qū)因子分析旋轉(zhuǎn)成分矩陣

2.3 聚類分析

對(duì)表2中7類元素進(jìn)行進(jìn)行R型聚類分析，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 馬扎拉礦區(qū)元素變量R型聚類分析

由圖1可知，當(dāng)距離系數(shù)小于15時(shí)，As、Au、Sb元素聚為一類，Ag、Pb、Hg、Zn這幾個(gè)元素均各自獨(dú)立為一類，與因子分析的結(jié)果一致，這說(shuō)明在馬扎拉礦區(qū)，對(duì)于Au的富集最具指示意義的應(yīng)是As、Sb，而其余元素在整個(gè)體系中處于相對(duì)獨(dú)立的位置，從物質(zhì)來(lái)源上推測(cè)Au、Sb與Pb、Zn、Ag、Hg等元素的富集應(yīng)屬于兩套不同的系統(tǒng)，因此，應(yīng)將區(qū)內(nèi)金銻礦的找礦研究重點(diǎn)放在Au、Sb、As這類元素的組合異常分布特征即F1因子上。

2.4 元素組合特征

在因子分析中，除了得到元素組合的劃分結(jié)論外，還可同時(shí)得到對(duì)應(yīng)每個(gè)樣品的因子得分，根據(jù)因子分析和聚類分析的結(jié)果，選擇F1因子得分繪制等值線圖，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 馬扎拉礦區(qū)F1因子得分等值線

由圖2可知，F(xiàn)1因子得分即Au-Sb-As的組合異常強(qiáng)度表現(xiàn)出較高的濃集性，異常強(qiáng)度的大范圍高值區(qū)域主要集中在礦區(qū)西北角以及東南角。其中以東南角的元素組合異常強(qiáng)度分布范圍最廣，可以發(fā)現(xiàn)異常強(qiáng)度由北由南向東南向逐漸增高，原先呈串珠狀分布的高值區(qū)域也開(kāi)始逐漸匯聚，指示出3處較明顯的元素運(yùn)移趨勢(shì)方向(圖2中以虛線箭頭表示)。而這3個(gè)趨勢(shì)方向正好與礦區(qū)內(nèi)3個(gè)主要控礦斷裂方向一致，同時(shí)，隨著3條斷裂交匯，可以發(fā)現(xiàn)在其交匯區(qū)域附近異常強(qiáng)度明顯增高，表明礦區(qū)內(nèi)幾條大斷裂為成礦元素的富集提供了通道，成礦熱液順著主要的南北向和東西向斷裂構(gòu)造運(yùn)移，并在構(gòu)造交匯部位集中沉淀，應(yīng)作為主要找礦方向。同時(shí)，西北角的高值區(qū)域，處于極為獨(dú)立的位置，未與其他位置的異常區(qū)域直接相連，說(shuō)明此處的Au-Sb-As元素富集機(jī)制可能與東南角有較大差異，可能與此處大面積出露的閃長(zhǎng)巖體有關(guān)。此外，礦區(qū)南側(cè)的小范圍高值區(qū)域也值得引起注意。

為驗(yàn)證以上推測(cè)，在2014年的野外工作中，對(duì)礦區(qū)東南處異常強(qiáng)度集中分布位置采集樣品進(jìn)行了Au含量測(cè)試，發(fā)現(xiàn)D8332點(diǎn)Au含量為3.81 g/t，D8487點(diǎn)Au含量為2.62 g/t，D8154點(diǎn)Au含量為8.85 g/t，均已達(dá)到工業(yè)品位，說(shuō)明以元素組合異常指導(dǎo)找礦工作，可以有效縮小靶區(qū)范圍，有利于在早期地球化學(xué)勘探中快速尋找濃集中心。因此在今后的野外工作中，除了繼續(xù)對(duì)東南角構(gòu)造交匯位置開(kāi)展重點(diǎn)工作外，還可對(duì)礦區(qū)南側(cè)以及西北部進(jìn)行相應(yīng)的工程驗(yàn)證。

3 結(jié) 語(yǔ)

結(jié)合馬扎拉礦區(qū)已有的巖屑地球化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)，采用因子分析、聚類分析對(duì)區(qū)內(nèi)元素組合異常進(jìn)行了劃分，通過(guò)繪制因子得分等值線圖，對(duì)區(qū)內(nèi)Au元素的找礦方向進(jìn)行了討論，對(duì)于區(qū)內(nèi)開(kāi)展找礦工作具有一定的指導(dǎo)作用。

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(責(zé)任編輯 王小兵)

ElementCombinationAnomaliesandProspectingDirectioninMazhalaGold-antimonyDeposit

Qing Chengshi1，2Ding Jun1，2Li Yingxu2Dong Lei2Dai Zuowen1

(1.CollegeofEarthScience，ChengduUniversityofTechnology，Chengdu610059，China;2.ChengduCentre，ChinaGeologicalSurvey，Chengdu，610081，China)

Cuttings geochemical survey method as an initial exploration method is widely used in geological prospecting work.Due to the large distribution scope of secondary halo anomalies，how to narrow the scope of target zone，reduce the interference to mineralization anomalies and lower the workload anomalies verification to locate the ore-body accurately become the important problems that should be solved in the process of geochemical exploration work.Based on the 1∶10 000 cuttings geochemical survey data of Mazhala mining area in Comai county，Tibet，five types of element association Au-Sb-As，Pb，Hg，Zn，Ag，are divided by adopting the factor analysis method and cluster analysis method.Besides that，the factor score isopleth map is drawn so as to discuss the Au prospecting direction and narrow the target prediction area.Based on the actual geological situation of the mining area，it is concluded that the materials source of the Au，Sb and As are different to the other elements obviously in the mining area.The southeastern and northwestern corners are the good area of metallogenic potential.Further exploration should be conducted the tectonic intersection location area in mining area，and some exploration verifications should be carried out in the southern and northwestern corner in the mining area.

Factor analysis，Cluster analysis，Element combination anomalies，Prospecting direction

2014-09-23

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(編號(hào)：2011CB403105)，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(編號(hào)：12120113036000)。

卿成實(shí)(1986—)，男，博士研究生。

TD166

A

1001-1250(2014)-12-134-04