河南新縣滸灣鎢礦土壤地球化學(xué)多元統(tǒng)計(jì)分析

許棟，種凱琳，羅帥，劉玥，彭亞南

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州450003；2.鄭州商學(xué)院，河南鄭州451200）

新縣滸灣鎢礦位于秦嶺-大別造山帶東延部位，秦嶺-大別造山帶經(jīng)歷了華北板塊與揚(yáng)子板塊的碰撞造山及后碰撞伸展過程，燕山期巖漿活動為新縣地區(qū)鎢鉬多金屬（銅鉬金銀鉛鋅）成礦提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)，而深達(dá)巖石圈的不同方向、多期次的深大斷裂活動，又給礦液的運(yùn)移、貯存提供了有利空間［1-3］。目前該地區(qū)鉬、金、銀、鉛、鋅等礦種勘查和研究程度較高、但鎢礦的勘查和研究程度偏低［4-6］。本報(bào)道以礦區(qū)開展1:1萬土壤地球化學(xué)測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，開展成礦元素的分布、分配特征，研究土壤地球化學(xué)元素規(guī)律與成礦的關(guān)系，為進(jìn)一步找礦提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

1.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)大地構(gòu)造位于秦嶺-大別造山帶東段，隸屬于Ⅱ-7秦嶺—大別成礦?。|段）、Ⅲ-3桐柏-大別Mo-Ni-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-CaF2-金紅石成礦帶、Ⅲ-3-④新縣一帶Mo-W-Cu-Pb-Zn-Fe-CaF2-金紅石-白云母成礦亞區(qū)，具有很好的鎢礦成礦條件［3-5］。區(qū)內(nèi)地層為：中新元古界滸灣巖組(Pt2+3h)、新生界第四系（Q）（圖1）。

圖1 滸灣鎢礦區(qū)地質(zhì)簡圖

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，總體構(gòu)造近北西西向，有一區(qū)域性白洼韌性剪切帶從礦區(qū)北部橫穿而過，次級南北向或北北東向斷裂多有發(fā)育，大致形成網(wǎng)格狀構(gòu)造格局［7-9］。

1.2 礦床地質(zhì)特征

研究區(qū)共圈定六個(gè)石英脈型黑鎢礦礦體，黑鎢礦體主要賦存于含榴混合花崗巖斷裂或花崗質(zhì)片麻巖層間斷裂構(gòu)造中，分四面山、鄢山兩個(gè)礦段，四面山礦區(qū)圈出W3-1、W3-2隱伏石英脈型黑鎢礦礦體兩個(gè)，其中W3-1為工業(yè)礦體，W3-2為低品位礦體。鄢山礦段圈出石英脈型黑鎢礦礦體四個(gè)，編號為W1-2、W1-5、W1-6和W2-1，其中W1-2、W1-5、W2-1為工業(yè)礦體，W1-6為低品位礦體。

礦區(qū)的石英脈型鎢礦體多呈半隱伏至隱伏狀，鎢主要賦存于黑鎢礦（鎢錳鐵礦）中，鎢礦賦存在石英脈中，礦石不易氧化，為原生礦石，礦床成因類型屬中偏高溫?zé)嵋旱V床，工業(yè)類型屬半隱伏—隱伏緩傾斜石英薄脈型鎢礦床。

2 土壤樣品采集

本區(qū)地層或構(gòu)造線大致為東西向展布，因此選用測線方向?yàn)槟媳毕颍瑴y網(wǎng)規(guī)格：100m×40m，對構(gòu)造發(fā)育、原評價(jià)為具備重點(diǎn)礦化地段加密至100m×20m。所有土壤樣品（4228件）由河南省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院巖礦測試中心（信陽）分析測試，擬定土壤測量采樣及樣品加工粒級為-10目，分析W、Mo、Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、Bi、As、Sb共11項(xiàng)。

3 土壤地球化學(xué)多元統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

3.1 元素分布特征

根據(jù)測試結(jié)果，各元素基本地球化學(xué)參數(shù)（表1）、分布分異特征（表2、表3）。

表1 元素地球化學(xué)參數(shù)特征值表

表2 元素富集或貧乏程度一覽表

由表3可知：W、As、Ag、Au、Bi、Mo、Sb的K1大于1.5，在測區(qū)呈富集態(tài)勢；特別是W元素的K1=3.61，為強(qiáng)富集。Sn元素的K1=1.27，屬高背景值區(qū)；Zn元素的K1=0.82，屬背景值區(qū)；Pb、Cu的K1小于0.8，屬低背景值區(qū)。Au、W、Ag、Bi、Sn的Cv1大于1，為強(qiáng)分異狀態(tài)；其中Au、Ag、W的Cv1分別等于5.64、2.51、2.39，為極強(qiáng)分異狀態(tài)；此三元素離散程度大、分異能力強(qiáng)，表明受過強(qiáng)烈的后生疊加改造作用，在勘查區(qū)較富集成礦。Mo的Cv1為0.85，呈分異；Pb、Cu、Sb、As、Zn的Cv1小于0.75，為弱分異或平均分布狀態(tài)。W、Au、Ag在測區(qū)富集程度高，離散程度強(qiáng)，主要在測區(qū)相對集中，為測區(qū)的主要成礦元素，Mo在測區(qū)富集程度高，具有一定的分異性，富集成礦可能性較大。

表3 元素不同均勻等級分布表

3.2 離散程度分析

元素的相對離散程度主要通過各元素含量的原始數(shù)據(jù)集變異系數(shù)（Cv1）與平均值加（減）3倍方差剔除后的數(shù)據(jù)集變異系數(shù)（Cv2）之間的比值來反應(yīng)見圖2。

圖2 測區(qū)土壤測量元素相對離散程度圖

由圖可知，區(qū)內(nèi)Au、Ag、W元素的離散程度大，高值點(diǎn)較多，表明在研究區(qū)富集成礦的可能性較高；如測區(qū)北部四面山一帶有W、Au礦化；Bi、Sn、Mo、Cu、Pb、Sb、As、Zn的變化程度相對平穩(wěn)，高含量數(shù)據(jù)相對較少。綜上分析，結(jié)合全區(qū)地質(zhì)背景，確定主要成礦元素為W、Au、Ag。

3.3 相關(guān)性分析

為進(jìn)一步了解區(qū)內(nèi)成礦元素與其它伴生元素之間的關(guān)系，對測區(qū)內(nèi)礦體（礦化體）67件礦（礦化）體化學(xué)樣本中11種元素進(jìn)行了相關(guān)性分析［10］，計(jì)算得出測量元素的對數(shù)相關(guān)性矩陣（表4），可得出：

表4 元素對數(shù)相關(guān)性矩陣

（1）W與Au、Ag、Cu、Pb元素相關(guān)性較好，相關(guān)性系數(shù)（r）≥0.5，相關(guān)系數(shù)變化不大。

（2）Au與Cu、Ag、Pb、Mo、W元素均有較好的相關(guān)性，其中與Cu相關(guān)系數(shù)0.71，與Pb相關(guān)系數(shù)0.63，與Ag相關(guān)系數(shù)為0.59，其次Au與Mo、W元素相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)分別為0.50、0.55。

（3）Pb與Cu元素顯著相關(guān)，r=0.84；As與Sb元素相關(guān)性較好r=0.74。

3.4 R型因子分析

本研究采用R型因子分析（表5），提取主因子4個(gè)，代表整個(gè)數(shù)據(jù)的變化情況，提取方法為主成份法，對初始因子進(jìn)行方差最大正交旋轉(zhuǎn)。

表5 旋轉(zhuǎn)成份矩陣

F1因子（Cu、Pb、Ag、Au、Bi、W、Mo、）：多金屬硫化物礦化因子，Cu、Pb、Ag、Au、Bi的載荷值較大，代表了主要成礦期。W、Mo元素與Cu、Pb、Ag、Au、Bi元素出現(xiàn)在同一因子中，說明礦化具有多期疊加的特征，代表具有多元素?zé)嵋旱幕顒幼饔?，同時(shí)代表了成礦過程各元素的共生組合關(guān)系。F2因子（Sb、As）：代表成礦的早期階段。F3因子（Sn、Pb）：低溫成礦元素，為礦體前部指示元素。F4因子（Zn）：Zn元素化學(xué)性質(zhì)比較活潑，單獨(dú)出現(xiàn)表明具有一定的成礦獨(dú)立性。主因子（F1）表明W的礦化具有多期次特征，與W礦化相關(guān)的主要2個(gè)階段是W-Mo-Cu-Bi組合沉淀作用階段和Au-Ag-Pb-Zn-Sn金屬硫化物礦化階段組合沉淀作用階段。

4 結(jié)論

（1）采用多元統(tǒng)計(jì)分析方法對研究區(qū)土壤地球化學(xué)W、Mo、Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、Bi、As、Sb 11種元素測試數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析、聚類分析、因子分析，提出W在區(qū)礦內(nèi)的近礦指示元素為Au、Ag、Cu、Pb、Mo、Bi。

（2）依托各元素之間的聯(lián)系及共生組合的特性，因子分析結(jié)果表明：W的礦化具有多期次特征，與W礦化相關(guān)的主要2個(gè)階段是W-Mo-Cu-Bi組合沉淀作用階段和Au-Ag-Pb-Zn-Sn金屬硫化物礦化階段組合沉淀作用階段。