陜西樓房溝釩礦床礦化強(qiáng)度的趨勢(shì)面分析與遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

王亞萍，李 曉，蔡 穩(wěn)，趙國(guó)棟，賈福聚，李 亮

(1.山東黃金礦業(yè)股份有限公司，山東 濟(jì)南 250101；2.昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；3. 中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司，北京 100012)

0 引言

陜西樓房溝釩礦位于秦嶺造山帶中段武當(dāng)?shù)貕K北緣，含礦地層為寒武系水溝口組，該地層黑色巖系廣泛發(fā)育，釩、金、銀、鎳、鈷、銅及磷等成礦元素背景值高，找礦潛力巨大[1-3]。

趨勢(shì)面分析既能反映地質(zhì)變量的區(qū)域性變化(趨勢(shì)面)，又能揭示其局部變化(剩余面)，是進(jìn)行成礦遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)中運(yùn)用較成熟的一種分析方法[4-6]。通過(guò)系統(tǒng)收集整理樓房溝釩礦以往礦產(chǎn)勘查過(guò)程中形成的化驗(yàn)數(shù)據(jù)，錄入Surpac三維礦業(yè)軟件系統(tǒng)，建立品位數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了品位數(shù)據(jù)的三維空間定位。本文對(duì)具有空間屬性的品位數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)面分析，結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)情況總結(jié)礦化趨勢(shì)和礦化規(guī)律，以期為礦區(qū)資源開(kāi)發(fā)和找礦工作提供理論支撐。

1 地質(zhì)背景

區(qū)域出露地層主要有震旦系燈影組(Z2dn)和寒武系水溝口組(∈1s)、岳家坪組(∈2y)、石甕子組(∈3O2)s，總體呈單斜構(gòu)造向北東傾斜。賦礦地層寒武系水溝口組與下伏地層震旦系燈影組呈平行不整合接觸，與上覆寒武系岳家坪組為整合接觸關(guān)系。斷裂構(gòu)造以EW向斷裂為主，次為NW、NE向斷裂。

礦區(qū)內(nèi)水溝口組呈NW—SE向帶狀出露，傾向NE，傾角35°～45°，可劃分為兩個(gè)巖性段。下段為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)板巖及碳質(zhì)板巖，間夾泥質(zhì)板巖等，厚20～60 m。上段為層間夾泥、碳質(zhì)千枚巖條帶的灰黑色薄層灰?guī)r、厚層泥斑灰?guī)r，厚60～200 m。其中下巖性段的硅質(zhì)板巖及炭質(zhì)板巖為釩礦主要含礦層位。

礦區(qū)西部發(fā)育一條NW—SE走向正斷層(F1)，斷裂長(zhǎng)約1.0 km，傾向NE，傾角45°～78°，受斷層影響地層為震旦系燈影組，對(duì)含礦地層影響微弱。

樓房溝釩礦床已探明2個(gè)礦體，其中Ⅰ號(hào)礦體為主礦體，地表控制長(zhǎng)度約2100 m，Ⅱ號(hào)礦體產(chǎn)出礦區(qū)西部在Ⅰ號(hào)礦體下盤(pán)，規(guī)模較小，地表露頭長(zhǎng)約250 m。2個(gè)礦體均呈層狀，順層產(chǎn)出于水溝口組含結(jié)核炭硅質(zhì)板巖夾泥巖、泥質(zhì)板巖、黑色炭硅質(zhì)巖中，礦體產(chǎn)狀穩(wěn)定，傾向NE，傾角35°～52°。

礦石類型可分為炭、硅質(zhì)板巖型釩礦石和泥質(zhì)板巖型釩礦石兩種，以炭、硅質(zhì)板巖型釩礦石為主。含釩礦物主要有絹云母、磁鐵礦、褐鐵礦和金紅石等。

該礦床屬沉積—熱液改造型礦床[1，7]。

2 數(shù)據(jù)收集和品位分布

分析數(shù)據(jù)主要來(lái)自礦山以往探礦工程形成的探礦工程編錄及化驗(yàn)數(shù)據(jù)。共收集到19個(gè)鉆孔、13個(gè)穿脈和22個(gè)探槽工程資料，選取達(dá)到V2O5邊界品位0.50%以上的原始化驗(yàn)樣品(單樣)919個(gè)，錄入Surpac三維礦業(yè)軟件系統(tǒng)，建立V2O5品位空間數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的三維空間定位。由于趨勢(shì)面分析要求數(shù)據(jù)空間分布盡可能均勻，對(duì)上述單樣按2 m的樣長(zhǎng)進(jìn)行重新組合，得到組合樣560個(gè)。V2O5組合樣最低品位0.53%，最高品位達(dá)1.52%，平均品位為1.03%，方差為0.050，標(biāo)準(zhǔn)差為0.224，變化系數(shù)為21.77%。

3 釩礦化趨勢(shì)面分析

3.1 地質(zhì)變量選取與分析

一階趨勢(shì)面函數(shù)：f(x，y)=b0+b1x+b2y；

二階趨勢(shì)面函數(shù)：f(x，y)=b0+b1x+b2y+b3x2+b4xy+b5y2；

三階趨勢(shì)面函數(shù)：f(x，y)=b0+b1x+b2y+b3x2+b4xy+b5y2+b6x3+b7x2y+b8xy2+b9y3；

……

b0為常數(shù)項(xiàng)，b1、b2、b3……為理論偏回歸系數(shù)。

將組合樣各點(diǎn)V2O5的品位值、東坐標(biāo)和北坐標(biāo)以SAS統(tǒng)計(jì)分析軟件規(guī)定的格式輸入系統(tǒng)，采用GLM過(guò)程進(jìn)行趨勢(shì)面回歸分析，可得到各點(diǎn)每階趨勢(shì)的趨勢(shì)值和剩余值，并自動(dòng)求得各階趨勢(shì)分析的概率P值(Pr>F)、判定系數(shù)(R-Square)、誤差均方根(Root MSE)、偏態(tài)系數(shù)(Coeff Var)和殘差獨(dú)立性(Durbin-Watson D)等參數(shù)(表1)。

表1 V2O5品位各階趨勢(shì)面分析結(jié)果Table 1 V2O5 grade trend surface analysis result of each level

3.2 分析結(jié)果與趨勢(shì)面

得出各階趨勢(shì)面分析結(jié)果后，需要選取更能代表研究區(qū)礦化規(guī)律的模型階次。

各階趨勢(shì)概率P值(Pr>F)均為P<0.0001，反映各階趨勢(shì)面統(tǒng)計(jì)結(jié)果與原數(shù)據(jù)均具有顯著差異(P≤0.05)。

判定系數(shù)(R-Square)又稱趨勢(shì)面分析的擬合度，擬合度是判定最優(yōu)趨勢(shì)面的重要參數(shù)，理論上擬合度越接近于1越好。在地球化學(xué)數(shù)據(jù)趨勢(shì)面分析過(guò)程中，擬合度太高會(huì)使異常區(qū)消失，擬合度太低則不能消減區(qū)域背景因素的影響，在實(shí)際應(yīng)用中擬合度跟趨勢(shì)面的階數(shù)及數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)相關(guān)，趨勢(shì)面階數(shù)越大擬合度越高，數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)越多則擬合度越低[10]。一般選擇隨著趨勢(shì)面階數(shù)增大，擬合度增大幅度逐漸變緩的轉(zhuǎn)折點(diǎn)作為最優(yōu)趨勢(shì)面[11-12]，分析結(jié)果顯示二階趨勢(shì)判定系數(shù)為0.2782，為數(shù)據(jù)變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因此采用二階趨勢(shì)面分析結(jié)果。而且，二階趨勢(shì)面分析結(jié)果誤差均方根(Root MSE)和偏態(tài)系數(shù)(Coeff Var)較一階結(jié)果均有明顯降低，不足之處是殘差獨(dú)立性(Durbin-Watson D)為0.6647，與2有一定偏差，殘差在一定程度上偏離正態(tài)分布。選取二階趨勢(shì)面分析結(jié)果，繪制V2O5礦化趨勢(shì)等值線圖和剩余等值線圖(圖1和圖2)。

4 討論與結(jié)論

從擬合的礦區(qū)礦化趨勢(shì)等值線圖可知：

1)樓房溝礦區(qū)V2O5礦化趨勢(shì)線總體延伸方向?yàn)镹W—SE向，與地層走向方向基本一致，表明地層控礦是總趨勢(shì)。

圖1 樓房溝礦區(qū)V2O5礦化二次趨勢(shì)等值線圖(底圖據(jù)文獻(xiàn)[7])

圖2 樓房溝礦區(qū)V2O5礦化二次剩余等值線圖(底圖據(jù)文獻(xiàn)[7])Fig.2 Contour map of the secondary residual of V2O5 grade in Loufanggou deposit[7]

2)樓房溝V2O5礦化趨勢(shì)值具自南西向北東增高趨勢(shì)，預(yù)示著在礦體傾向方向隨深度增加，礦化強(qiáng)度有增大的趨勢(shì)。具體的礦化趨勢(shì)較高帶出現(xiàn)在3線、0線、4線和8線的北東區(qū)域，由圖2可見(jiàn)，礦化剩余高值中心分布相對(duì)分散，在3線、0線、4線之間形成了一個(gè)高值區(qū)域。

因此，推測(cè)該區(qū)域釩礦資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，可作為深部找礦遠(yuǎn)景區(qū)，是礦山資源開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域。