因子分析在河北省多金屬礦成礦地球化學(xué)分區(qū)中的應(yīng)用探討

王金朵

（河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066000）

通過因子分析在河北省多金屬礦成礦地球化學(xué)分區(qū)中的應(yīng)用，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行地球化學(xué)分區(qū)，并對(duì)其邊界進(jìn)行確定，詳細(xì)探討和研究具有有利成礦意義的因子及其相對(duì)的地質(zhì)體，對(duì)區(qū)內(nèi)的地球化學(xué)特征進(jìn)行分析總結(jié)，更好的指導(dǎo)成礦預(yù)測(cè)。

1 工作區(qū)地質(zhì)概況及采樣技術(shù)要求

工作區(qū)位于河北省西北部，位于上黃旗～烏龍溝深斷裂東南側(cè)，區(qū)域地層出露不太齊全，地質(zhì)構(gòu)造形跡比較復(fù)雜，以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造不發(fā)育，巖漿活動(dòng)頻繁而廣泛，礦產(chǎn)豐富。區(qū)域構(gòu)造形式以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造比較次要。區(qū)域斷裂變形絕大部分系燕山運(yùn)動(dòng)產(chǎn)物。燕山運(yùn)動(dòng)不但導(dǎo)致古斷裂復(fù)活，形成繼承性斷裂構(gòu)造，而且產(chǎn)生大量新斷裂，形成新生斷裂構(gòu)造[1]。礦石呈星點(diǎn)狀、侵染狀、團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀。星點(diǎn)狀、侵染狀礦石為幔原巖礦漿深部溶離、上侵結(jié)晶作用形成；塊狀礦石為幔原巖礦漿深部溶離，分期貫入作用形成，受構(gòu)造薄弱帶或裂隙控制。

2 地球化學(xué)分區(qū)基本原理和方法

（1）確定元素組合。在元素共生組合分析研究過程中，因子分析發(fā)揮著非常重要的作用，各個(gè)因子不僅將主要元素包含其中，同時(shí)還將其組合關(guān)系充分體現(xiàn)出來，能夠?qū)⑵渲械某梢蚵?lián)系充分反應(yīng)出來，對(duì)其中的公共因子進(jìn)行提取，并將元素組合合理確定，從中獲取有效的地球化學(xué)信息。

（2）劃分樣品類型。元素組合類型通過因子載荷矩陣進(jìn)行劃分之后，將巖屑測(cè)量樣品存在的地球化學(xué)分類進(jìn)行有效反應(yīng)，對(duì)樣品屬于何種元素組合類型進(jìn)行確定，應(yīng)當(dāng)通過因子分析對(duì)因子得分進(jìn)行計(jì)算，地質(zhì)作用中各類樣品屬性可以通過因子得分值進(jìn)行反映，借此對(duì)某種地質(zhì)作用空間特征進(jìn)行研究，依照因子得分值，并根據(jù)元素組合對(duì)樣品實(shí)施歸類。

3 工作區(qū)巖屑測(cè)量地球化學(xué)分區(qū)

（1）樣品分析質(zhì)量。利用1：5萬巖屑地球化學(xué)測(cè)量，對(duì)河北省西部某多金屬礦開展相應(yīng)研究，共進(jìn)行10257個(gè)樣品采集，對(duì)其元素進(jìn)行分析[2]。確保樣品質(zhì)量與相關(guān)要求相符合，為此次地球化學(xué)分區(qū)提供支持。

（2）元素組合類型分析。檢驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)過程中，通過Bartlett球度檢驗(yàn)以及KMO檢驗(yàn)，為因子分析提供條件，這些檢驗(yàn)值的大小，對(duì)數(shù)據(jù)與因子分析是否適合有著重要的作用，是重要的指標(biāo)。KM0值與1越接近，顯示變量中存在較強(qiáng)的相關(guān)性。對(duì)相關(guān)矩陣與單位陣是否適合的檢驗(yàn)，可用Bartlett球度檢驗(yàn)來完成，相較于給定的顯著水平a概率P值相對(duì)較小，則表示變量與因子分析相適合，KM0度量標(biāo)準(zhǔn)由Kaiser所給出，非常適合的為0.9，適合的為0.8，不適合的為0.6。通過SPSS軟件，R型因子分析研究區(qū)中的12各元素以及所要測(cè)試的樣品10257件，獲知Bartlett球度檢驗(yàn)以及KM0檢驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，0.779為KM0值，顯示與因子分析相適應(yīng)，36 254是Bart-lett球度檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值，于66自由度條件0.000上屬于顯著水平，0.000為概率P值。倘若0.05為顯著性水平，則顯示顯著性水平a相較于概率P值要小，所以區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)與因子分析相適合。接下來依照因子分析理論，對(duì)有關(guān)系數(shù)矩陣進(jìn)行計(jì)算，利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件開展相應(yīng)的因子分析，對(duì)研究區(qū)內(nèi)的元素（12種）含量數(shù)據(jù)有關(guān)系數(shù)矩陣。發(fā)現(xiàn)As與Sb以及W與Bi和Pb與Sn以及Cu與Zn等有著非常密切的關(guān)聯(lián)性，依照成因進(jìn)行研究，具有較好相關(guān)性的元素，其來源與成因管良性非常密切。對(duì)有關(guān)系數(shù)矩陣特征值求出，對(duì)因子分析具有重要作用，依照超過0.75的特征值以及超過75%累計(jì)方差貢獻(xiàn)率，對(duì)公共因子進(jìn)行提取。

在＞75%累計(jì)方差貢獻(xiàn)率下提取因子，有主因子6個(gè)被選取出，將之前76.717%12個(gè)變量總方差進(jìn)行了解釋，同時(shí)累計(jì)貢獻(xiàn)率在旋轉(zhuǎn)的前后未出現(xiàn)明顯的變化，對(duì)總信息量未造成影響，顯示具有非常好的因子分析作用。因子分析的重要的作用是把存在相同因子載荷的不同量變?cè)诠惨蜃酉逻M(jìn)行放置，相較于初始的因子載荷矩陣而言，正交旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣具有非常好的解釋性與合理性，所以通過其對(duì)元素組合類型進(jìn)行劃分，有6個(gè)因子被確定，元素組合W-Bi—M0由F1所代表；As-Sb由F2所代表；Cu—Zn則為F3；Pb—Ag—Sn為F4；元素Hg與Au等由F5與F6所代表。

（3）地球化學(xué)分區(qū)的解釋與評(píng)價(jià)。依照工作區(qū)地球化學(xué)分區(qū)開展相應(yīng)的討論工作，F(xiàn)1因子具有17.726%的方差貢獻(xiàn)率，是研究區(qū)重要的因子，W—Bi—M0為其元素組合特征，為高溫型，具有相似的地球化學(xué)性質(zhì)。F2因子具有14.686%的方差貢獻(xiàn)率，在研究區(qū)屬于次要的因子，As-Sb是其元素組合特征，為低溫型，As以及Sb都屬于第V主族元素，親銅元素主要為As，具有類似的化學(xué)行為特征，具有非常強(qiáng)的遷移力。依照研究區(qū)中的具體地表礦化情況，地表區(qū)域的銅礦化點(diǎn)，都在F3因子Cu-Zn元素組合分區(qū)內(nèi)落入，這一因子類型是該區(qū)重要的類型之一，屬于重要的成礦元素組合，和成礦具有非常密切的聯(lián)系。

4 地球化學(xué)分區(qū)對(duì)成礦的指示意義

（1）區(qū)域成礦特征的指示作用。區(qū)內(nèi)具有非常復(fù)雜的成礦地質(zhì)條件，發(fā)育有明顯的巖漿以及構(gòu)造活動(dòng)，對(duì)區(qū)內(nèi)成礦非常有利。對(duì)該礦成礦地質(zhì)特征與其成礦規(guī)律予以分析探討，并和該去成礦信息提取進(jìn)行結(jié)合，認(rèn)為該區(qū)對(duì)和銅礦密切的礦床尋找非常有利。

（2）銅元素的分布與聚集特征。張家口組火山巖系（中生界侏羅系上統(tǒng)）是該區(qū)的主要地層出露。分散元素以及聚集元素在很多地區(qū)都有存在，區(qū)內(nèi)的地質(zhì)背景和這些特征，關(guān)系非常的密切，依照各地質(zhì)體的不同，其中也存在不同高低含量的元素特點(diǎn)，能夠及時(shí)的將元素異常以及和地質(zhì)體成因存在的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行查明，使找礦的靶區(qū)進(jìn)一步縮小，更好的指導(dǎo)找礦方向。

5 結(jié)論

（1）通過因子分析，把研究區(qū)中的12種元素進(jìn)行6種元素組合劃分，與該區(qū)的成礦特征以及研究區(qū)的地質(zhì)情況和礦化特征等進(jìn)行分析，并結(jié)合地球化學(xué)分區(qū)，綜合研究認(rèn)為Cu—Zn元素組合具有非常好的找礦意義。依照地球化學(xué)分區(qū)顯示，并和該區(qū)地質(zhì)體分布情況進(jìn)行研究，顯示區(qū)內(nèi)地質(zhì)體和各個(gè)子區(qū)形態(tài)邊界具有非常相同的類似性，證實(shí)中大比例尺在對(duì)地球化學(xué)分區(qū)驗(yàn)證工作中具有非常好的可行性，利于未來地質(zhì)研究工作的進(jìn)一步開展。

（2）該區(qū)地質(zhì)特征顯示，在研究區(qū)內(nèi)進(jìn)行Cu礦床尋找非常有利，利用Boxplot圖解研究，發(fā)現(xiàn)Cu元素在該區(qū)地質(zhì)體中的聚集特征和區(qū)內(nèi)的地質(zhì)體非常類似，在張家口組火山巖地層中及其與黑云母花崗巖巖體的接觸帶上尋找銅礦床具有較好前景。