遼寧五龍金礦床163號脈Au品位數(shù)據(jù)特征與找礦預測

邱海成，李德東，李建平，陳海濤，褚廣勤，解麗強，張鳳琴

(1.遼寧五龍黃金礦業(yè)有限責任公司； 2.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限責任公司； 3.中國地質(zhì)大學(北京))

五龍金礦床是遼東地區(qū)大型巖金礦床之一，以石英脈型礦體為主，礦床的成因類型為巖漿熱液型[1]。五龍金礦是1958年建礦，開采近70年的老礦山。前人對五龍金礦床進行了大量研究工作[1-15]，但近十幾年來大量探礦和采礦工程積累的大量數(shù)據(jù)資料沒有進行過詳細而系統(tǒng)的分析，基于對這些數(shù)據(jù)資料的充分利用，以期從數(shù)據(jù)中挖掘出其內(nèi)在規(guī)律，指導進一步找礦預測工作。本文針對五龍金礦床近幾年主要開采礦脈(163號脈)，在詳細收集礦石品位數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，利用統(tǒng)計學方法對各中段礦石Au品位數(shù)據(jù)進行分析，并對成礦規(guī)律進行探討，希望對礦山工程的開拓及找礦預測起參考作用。

1 成礦地質(zhì)背景

五龍金礦床大地構(gòu)造上位于華北地臺東北部，鴨綠江成礦斷裂西側(cè)。區(qū)域出露地層主要為古元古代遼河群，其以較大面積分布在三股流巖體的北部。區(qū)域明顯受北東向剪切構(gòu)造系統(tǒng)控制[16]，發(fā)育北東向斷裂，從西到東主要為紅石斷裂、楊家斷裂、雞心嶺斷裂、黑溝斷裂和鄭家堡子斷裂(見圖1)。區(qū)域巖漿活動強烈，巖性主要為二長花崗巖，普遍發(fā)育糜棱巖化。礦區(qū)北部為五龍背巖體，出露面積達1 200 km2[17]，礦區(qū)南部發(fā)育三股流巖體，出露面積約40 km2[18]。此外，區(qū)域內(nèi)發(fā)育一系列巖脈，從形成年齡來看，巖脈的形成年齡(115～127 Ma[3,8-9])與金成礦年齡(119～125 Ma[2,4,8,12,19-20])基本一致，這一點從礦區(qū)探礦工程揭露的礦脈與閃長巖脈和花崗斑巖脈密切共生的特征是相符的。特別指出的是，北西向細粒閃長巖脈可能是礦區(qū)主要的含礦流體通道，如北西向展布的163號脈是近幾年來主要的開采對象。

1—第四系 2—釣魚臺組 3—蓋縣組 4—大石橋組 5—里爾峪組 6—晚侏羅世黑云母二長花崗巖 7—早白堊世二長花崗巖 8—早白堊世花崗閃長巖 9—煌斑巖 10—閃長巖 11—花崗斑巖 12—斷裂 13—金礦床 14—銅礦床圖1 五龍金礦床區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)文獻[20]修改)

2 礦床地質(zhì)

礦區(qū)主要礦脈集中在雞心嶺斷裂至黑溝斷裂之間，按走向大致可分為北北東向礦脈和北西向礦脈。北北東向礦脈主要為2～5號脈、10～33號脈、80號脈、107號脈；北西向礦脈主要有6～8號脈、163號脈(原11號脈)、80號脈。在主礦脈間出現(xiàn)規(guī)模較小的副礦脈，主要有38號脈、9號脈、20號脈、50號脈[21]。近幾年，163號脈呈現(xiàn)出巨大的成礦潛力，探采工程大多集中在該礦脈上(見圖2)。其主要有三分礦的10中段、12中段、13中段、14中段、15中段和19中段；四分礦的6中段、7中段、17中段、18中段、19中段和20中段；四分礦副井的6中段、7中段、8中段和10中段。

圖2 五龍金礦床礦體位置示意圖(據(jù)文獻[22]修改)

從礦區(qū)內(nèi)眾多含金石英脈與細粒閃長巖脈和花崗斑巖脈關(guān)系來看，礦體幾乎全部與細粒閃長巖脈緊密相伴，二者之間有明顯的接觸界線，厚度具有反消長趨勢，當細粒閃長巖脈膨脹時，礦體則收縮。這說明二者是受到了剪切作用控制，含礦流體明顯侵入細粒閃長巖脈的剪張性空間內(nèi)。因此，常常把細粒閃長巖脈作為重要的找礦地質(zhì)體。而花崗斑巖脈多已發(fā)生剪切破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，含礦流體可侵入其中形成礦體，因此花崗斑巖脈出露地段也同樣具有較大找礦潛力。

3 數(shù)據(jù)來源及統(tǒng)計分析結(jié)果

針對五龍金礦床163號脈Au品位數(shù)據(jù)，采用SPSS軟件進行了統(tǒng)計分析。163號脈各中段樣品Au品位統(tǒng)計結(jié)果見表1，直方圖見圖3。

表1 163號脈各中段樣品Au品位統(tǒng)計結(jié)果

圖3 五龍金礦床163號脈各中段樣品Au品位直方圖

由表1、圖3可知：各中段樣品Au品位數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布特征，與整體數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果是一致的，均呈現(xiàn)右偏態(tài)分布特征(見圖4)。出現(xiàn)明顯非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)其算術(shù)平均值不能代表整體數(shù)據(jù)的集中趨勢，而中位數(shù)則比較適合[23]。各中段樣品Au品位數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值與中位數(shù)相差不大的有四分礦副井7中段和三分礦10中段，同時這2個中段的標準偏差(分別為3.96 g/t和3.69 g/t)也最小，說明這2個中段樣品Au品位比較穩(wěn)定(離散程度低)；而相差比較大的有四分礦6中段和三分礦13中段，標準偏差(分別為17.50 g/t和24.46 g/t)最大，說明這2個中段樣品Au品位變化比較大(離散程度高)，可能是Au品位較高的數(shù)據(jù)拉大了平均數(shù)。

163號脈樣品Au品位直方圖見圖4。由圖4可知：163號脈樣品Au品位數(shù)據(jù)整體不符合正態(tài)分布特征，中位數(shù)和算術(shù)平均值都位于眾數(shù)右側(cè)，明顯呈現(xiàn)右偏趨勢，并且算術(shù)平均值(6.59 g/t)與中位數(shù)(3.30 g/t)差別較大，偏度為3.968(>1)，明顯偏大，說明這些數(shù)據(jù)不是正態(tài)分布數(shù)據(jù)。

圖4 五龍金礦床163號脈樣品Au品位直方圖

4 討 論

4.1 數(shù)據(jù)非正態(tài)分布的處理

163號脈Au品位數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布特征。通常，在標準正態(tài)分布數(shù)據(jù)中，眾數(shù)、中位數(shù)和算術(shù)平均值相等，如果數(shù)據(jù)是左偏態(tài)分布，說明數(shù)據(jù)存在極小值，必然拉動算術(shù)平均值向極小值靠攏；如果數(shù)據(jù)是右偏態(tài)分布，說明數(shù)據(jù)存在極大值，必然拉動算術(shù)平均值向極大值靠攏，而中位數(shù)不受極值影響[23]。163號脈Au品位數(shù)據(jù)呈現(xiàn)明顯右偏態(tài)分布特征，主要是因為數(shù)據(jù)中存在極大值(如出現(xiàn)極大值101 g/t)，使算術(shù)平均值明顯大于中位數(shù)。

通常對非正態(tài)分布數(shù)據(jù)處理的方法是取平方根、取自然對數(shù)和取以10為底對數(shù)。對于輕度偏態(tài)數(shù)據(jù)可以取平方根處理，對中度偏態(tài)數(shù)據(jù)可以取自然對數(shù)處理，對于重度偏態(tài)數(shù)據(jù)可以取以10為底對數(shù)處理。通過對Au品位數(shù)據(jù)取自然對數(shù)獲得對數(shù)數(shù)據(jù)，對對數(shù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)總體呈現(xiàn)近似正態(tài)分布特征(見圖5-a))，平均值為2.82 g/t，中位數(shù)為3.30 g/t，標準偏差為2.70 g/t，偏度為-0.431。Au品位數(shù)據(jù)取以10為底對數(shù)進行處理，數(shù)據(jù)總體也呈現(xiàn)近似正態(tài)分布特征，平均值為2.82 g/t，中位數(shù)為3.30 g/t，標準偏差為4.19 g/t，偏度為-0.431(見圖5-b))。2種方法相比，二者的平均值、中位數(shù)和偏度是相等的，自然對數(shù)處理的標準偏差較小，因此可以看出五龍金礦床163號脈樣品Au品位數(shù)據(jù)整體上屬于輕度偏態(tài)數(shù)據(jù)，采用取自然對數(shù)處理更好。

圖5 五龍金礦床163號脈樣品Au品位取對數(shù)處理直方圖

對各中段Au品位數(shù)據(jù)進行了取自然對數(shù)處理，結(jié)果見圖6。由圖6可知：各中段Au品位數(shù)據(jù)大致符合正態(tài)分布特征，這與吳文章等[15]認為的Au品位數(shù)據(jù)基本符合對數(shù)正態(tài)分布是一致的。

圖6 五龍金礦床163號脈各中段Au品位取自然對數(shù)統(tǒng)計直方圖

4.2 Au品位數(shù)據(jù)垂向變化特征與找礦預測

五龍金礦床對163號脈的礦石開采是通過不同深度中段巷道進行的。盡管礦區(qū)分為若干采區(qū)(如二分礦、三分礦、四分礦、四分礦副井等)，但開采163號脈的中段相對集中，因此本文把這些不同采礦區(qū)不同中段視為同一垂向采礦范圍。同時，把各中段樣品Au品位數(shù)據(jù)視為任意采集數(shù)據(jù)樣本，沒有刻意去除一些極值點和缺失點，這樣數(shù)據(jù)可能更接近整個中段的實際水平。

通過將樣品Au品位數(shù)據(jù)作為橫坐標，不同中段按由淺向深作為縱坐標作圖，結(jié)果見圖7。由圖7可知：三分礦10中段的Au品位數(shù)據(jù)相對集中，沒有明顯的離散點；其他中段的Au品位數(shù)據(jù)離散點較多，其中三分礦13中段和19中段散點分布范圍較大，可能是含有較高的Au品位數(shù)據(jù)所致。

圖7 五龍金礦床163號脈樣品Au品位箱線圖

為了進一步降低數(shù)據(jù)分布的分散性，對Au品位數(shù)據(jù)取自然對數(shù)處理，結(jié)果見圖8。由圖8可知：取自然對數(shù)后的Au品位數(shù)據(jù)相對集中，除四分礦7中段和三分礦19中段有幾個離散點外，其他Au品位數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定。

圖8 五龍金礦床163號脈Au品位數(shù)據(jù)取自然對數(shù)箱線圖

對原數(shù)據(jù)取自然對數(shù)后明顯降低了數(shù)據(jù)的離散程度，更符合正態(tài)分布特征，且處理前后數(shù)據(jù)的中位數(shù)不變。各中段Au品位數(shù)據(jù)中位數(shù)直方圖見圖9-a)，其顯示垂向上(從淺至深)Au品位數(shù)據(jù)的中位數(shù)呈不規(guī)則波浪狀變化，推測深部具有較大的成礦潛力。對Au品位數(shù)據(jù)進行自然對數(shù)處理后的自然對數(shù)平均值直方圖見圖9-b)，其顯示垂向上(從淺至深)這些平均值也呈不規(guī)則的波浪狀，推測深部具有較大的成礦潛力。這與前人的地球物理資料解譯出163號脈深部具有較大成礦空間[24-25]是一致的，并且最新的鉆探工程揭露出163號脈深部發(fā)現(xiàn)多條工業(yè)礦體及具有明顯的礦化蝕變現(xiàn)象，證實了163號脈深部具有較大成礦潛力，可進一步加強深部找礦工作。

圖9 五龍金礦床163號脈各中段樣品Au品位直方圖

5 結(jié) 論

1)五龍金礦床163號脈Au品位數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布特征，具有明顯的右偏態(tài)分布趨勢，而Au品位自然對數(shù)數(shù)據(jù)基本符合正態(tài)分布特征。

2)各中段樣品Au品位數(shù)據(jù)集中程度較差，離散數(shù)據(jù)點較多，而Au品位對數(shù)數(shù)據(jù)集中程度較好。

3)各中段Au品位數(shù)據(jù)的中位數(shù)以波浪狀變化，認為163號脈深部具有較大成礦潛力，可進一步加強深部找礦工作。