福建永春地區(qū)地球化學(xué)特征分析及找礦預(yù)測(cè)

潘 斌

（福建省197地質(zhì)大隊(duì)，福建 泉州 362011）

1 區(qū)域地質(zhì)概況

永春地區(qū)位于福建省中南部，處于歐亞大陸板塊東南緣，構(gòu)造單元屬閩東火山斷坳帶之福鼎-平和斷陷帶。

構(gòu)造活動(dòng)以燕山期為主，福安--南靖北北東向區(qū)域主干斷裂、漳平--仙游東西向主要斷裂穿過(guò)測(cè)區(qū)，永安--晉江北西向區(qū)域斷裂波及測(cè)區(qū)西南角。

區(qū)域內(nèi)出露的地層單一，為晚侏羅世南園組（J3n），為一套陸相酸--中酸性的火山巖夾火山碎屑沉積巖。根據(jù)層序、巖性、巖相組合、巖石化學(xué)成分劃分為南園組第一段(J3n1)、第二段(J3n2)、第三段(J3n3)、第四段(J3n4)等四個(gè)段，工作區(qū)內(nèi)出露有南園組第二段(J3n2)、第三段(J3n3)、第四段(J3n4)等三個(gè)段。

區(qū)內(nèi)巖漿巖以燕山期侵入巖為主，巖性為正長(zhǎng)花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖（圖1）。

圖1 工作區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

工作區(qū)處于四級(jí)Ⅲ-80-②福鼎-云霄Ag-Cu-WMo-Sn-Pb-Zn-明礬石-葉蠟石成礦亞帶內(nèi)，具有良好的成礦背景。

2 化探數(shù)據(jù)分析

為了尋找各個(gè)成礦元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)工作區(qū)1：50000水系沉積物測(cè)量化探數(shù)據(jù)按相關(guān)分析、聚類分析、因子分析等數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理，分析其與地質(zhì)現(xiàn)象之間的聯(lián)系，揭示成礦規(guī)律。

2.1 地球化學(xué)參數(shù)

在工作區(qū)內(nèi)開(kāi)展1：50000水系沉積物測(cè)量工作，按設(shè)計(jì)要求測(cè)試了Cu、Pb、Zn、Ag、Mo、Sn、Au、As、Hg、Sb、Bi、W、Mn、Co、Be、Ni共16種元素[1]，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，各元素的地球化學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 永春地區(qū)地球化學(xué)參數(shù)表

與全省地殼豐度相比，本區(qū)濃集系數(shù)（Kk值）大于1的元素有Mo、Bi、Cd、Pb、Cu、Sb、Zn、W、Sn、Au、Ag、Co，變異系數(shù)(Cv)大于1的元素有Bi、Cd，有利于富集成礦。

2.2 相關(guān)分析

對(duì)16種元素進(jìn)行相關(guān)性分析，根據(jù)各元素之間相關(guān)系數(shù)的大小，確定它們之間的密切程度，找出元素之間的組合特征，進(jìn)而判斷成礦物質(zhì)來(lái)源。本次1：50000水系沉積物測(cè)量工作測(cè)試的16種元素的相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，本區(qū)相關(guān)性較強(qiáng)的元素組合有Ni-Cr-Co、Au-Sn-As和Ag-Pb-Zn-Cd-Bi三組。

表2 永春地區(qū)元素相關(guān)性統(tǒng)計(jì)表

2.3 聚類分析

聚類分析是以變量之間的相似程度為基礎(chǔ)，將變量分成不同級(jí)別的類或點(diǎn)群[2]，本區(qū)16中元素R型聚類分析的相關(guān)譜系圖見(jiàn)圖2。

由圖2可知，當(dāng)R=0.3時(shí)，本區(qū)的元素組合可分為Ag-Pb-Zn-Cd-Bi-W-Mo、Ni-Cr-Co-Cu和 Au-Sn-As三組，說(shuō)明彼此關(guān)系較密切，Hg、Sb元素相對(duì)獨(dú)立分散。

圖2 永春地區(qū)R型聚類分析圖

2.4 因子分析

因子分析是研究元素共生組合的有效手段，每一個(gè)因子包含的主要元素，既表示了他們之間的相互組合關(guān)系，又能夠反映內(nèi)在的成因聯(lián)系[3]。

對(duì)永春地區(qū)的16種元素進(jìn)行R型因子分析，提取有代表性的公共因子，根據(jù)因子負(fù)載矩陣中所反映的不同元素組合來(lái)確定各元素的親疏關(guān)系，進(jìn)而指導(dǎo)劃分元素共生組合類型。

初始因子載荷矩陣見(jiàn)表3。

表3 初始因子載荷矩陣

結(jié)果表明，本區(qū)前9個(gè)因子方差貢獻(xiàn)率達(dá)80%以上，基本反映了變量的信息。

因初始因子載荷矩陣出現(xiàn)較多中等載荷，使得F1、F2、F3因子與大多數(shù)元素均呈現(xiàn)相關(guān)關(guān)系，不利于用地質(zhì)現(xiàn)象對(duì)因子進(jìn)行解釋，因此，對(duì)初始因子載荷矩陣進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)后的因子只跟少數(shù)變量相關(guān)[4]，所指向的地質(zhì)意義更加明確[5-9]。正交旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 正交旋轉(zhuǎn)后主因子載荷矩陣

根據(jù)正交旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣結(jié)合本區(qū)因子載荷分布圖（圖3）劃分元素組合類型，確定因子數(shù)3個(gè)，F(xiàn)1為本區(qū)主因子，方差貢獻(xiàn)率為17.7642%，所代表的Zn-Cd-Pb-Ag元素組合與中低溫?zé)嵋河忻芮嘘P(guān)系；F2為本區(qū)占次要地位的因子，方差貢獻(xiàn)率為15.5799%，所代表的Ni-Cr-Co-Cu元素組合與超基性巖體密切相關(guān)；F3因子方差貢獻(xiàn)率為9.8359%，所代表的元素組合為Au-Sn。元素組合特征和聚類分析結(jié)果相近。

圖3 因子載荷分布圖

2.4 找礦方向

通過(guò)對(duì)本區(qū)16種元素化探數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)本區(qū)有利成礦的元素組合為Ag-Pb-Zn-Cd、Ni-Cr-Co和Au-Sn三組。本區(qū)地球化學(xué)參數(shù)顯示，Ni、Cr元素在本區(qū)濃集系數(shù)小于1，低于全省平均值，找礦遠(yuǎn)景較差，應(yīng)與本區(qū)超基性巖體不發(fā)育有關(guān)；Au、Sn在本區(qū)濃集系數(shù)分別為1.12和1.25，超出全省平均值，但變異系數(shù)只有0.78和0.68，不利于富集成礦，找礦前景一般。Pb、Cd元素濃集系數(shù)為2.33和2.72，遠(yuǎn)超全省均值，變異系數(shù)為0.71和1.11，有利于富集成礦，找礦前景較好。且Zn和Ag濃集系數(shù)分別為1.39和1.53，保持較高水平，確定本區(qū)成礦條件良好的元素組合為Ag-Pb-Zn-Cd組合，為本區(qū)找礦主攻方向。

3 化探異常特征分析

本區(qū)16種元素的化探數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)學(xué)分析后確定合適的異常下限，圈定單元素異常和綜合異常，共圈定12處綜合異常（圖5），其中與Ag-Pb-Zn為主要元素的綜合異常有5個(gè)，分別為HS1、HS2、HS3、HS9、HS12，其異常特征如下：

圖5 永春綜合異常圖

HS1異常：呈近橢圓形北東向展布，面積40.02km2。異常元素組合為Pb、Zn、Ag、Mo、W、Sn、Au、Cu，Pb、Au元素具濃度內(nèi)中外帶，濃集中心吻合，Zn、Ag具濃度中外帶，均較好的套合于Pb、Au之上。Pb單元素異常Pb-9異常面積28.66km2，規(guī)模49.31，平均值283.88ug/g，最大值1255.50ug/g；Zn、Ag具濃度中外帶，均較好的套合于Pb、Au之上，Ag最大單元素異常為Ag-9，異常面積為12.82km2，規(guī)模21.40，平均值0.50ug/g，最大值1.86ug/g；Zn最大單元素異常為Zn-9，異常面積為24.62km2，規(guī)模42.41，平均值309.99ug/g，最大值706.91ug/g。Mo、W、Sn具濃度中外帶且套合好，但異常面積較小。

異常剖析圖見(jiàn)圖4。異常位于北東向外碧斷裂、北西向大力斷裂及東西向東平斷裂的交匯部位，早白堊正長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖與晚侏羅世南園組地層接觸地段。多期次的巖漿活動(dòng)提供了Pb、Zn、Ag等有用成礦元素，斷裂構(gòu)造發(fā)育，為有用成礦元素的遷移、富集提供了通道和儲(chǔ)礦空間，具有良好的成礦地質(zhì)背景。且元素異常強(qiáng)度高，分帶明顯，各元素之間異常套合好，異常規(guī)模大，具有良好的Pb-Zn-Ag多金屬礦成礦遠(yuǎn)景，有進(jìn)一步工作的價(jià)值[10，11]。

圖4 HS1異常剖析圖

HS2異常：異常區(qū)面積6.77km2，異常不完整，向北延出圖處，在區(qū)內(nèi)近似長(zhǎng)方形。異常元素組合有Pb、Zn、Ag、Au，其中Pb具濃度內(nèi)中外帶，Zn、Ag、Au元素只有中帶和外帶，且異常套合較差，成礦遠(yuǎn)景一般。

HS3異常：異常區(qū)面積0.95km2，異常不完整，向北、向東延出圖處，區(qū)內(nèi)異常近三角形。異常元素組合有Pb、Zn、Ag，其中Pb具濃度內(nèi)中帶，Pb、Zn、Ag、Au元素異常套合一般，異常規(guī)模小，成礦遠(yuǎn)景一般。

HS9異常：異常區(qū)面積2.85km2，異常呈近橢圓狀。異常元素組合主要有Pb、Zn、Au、Ag等，Pb、Zn、Ag元素異常套合較好，其中Pb具濃度中外分帶，Zn、Ag只有外帶，成礦遠(yuǎn)景一般。

HS12異常：異常區(qū)面積6.55km2，異常呈近長(zhǎng)方形。異常元素組合主要有Pb、Zn、Sn、Mo等，其中Pb具濃度中外分帶，Zn元素只有濃度外帶，Pb、Zn異常套合差，成礦遠(yuǎn)景一般。

4 找礦成果

對(duì)本區(qū)成礦遠(yuǎn)景好的HS1綜合異常進(jìn)行重點(diǎn)檢查，采用1：1萬(wàn)土壤測(cè)量、1：1萬(wàn)地質(zhì)測(cè)量、槽探（剝土）等手段，在HS1異常內(nèi)龍坑地區(qū)共發(fā)現(xiàn)銀鉛鋅多金屬工業(yè)礦體5個(gè)：PbZn-Ⅰ（平均品位：Pb：0.37%、Zn：1.46%、Ag2.13g/t）、PbZn-Ⅱ（ 平 均 品 位：Pb：0.43%、Zn：1.26%、Ag0.79g/t）、PbZn-Ⅲ（平均品位：Pb：0.61%、Zn：1.67%、Ag4.68g/t）、AgPbZn-Ⅳ（平均品位：Pb：0.77%、Zn：0.50%、Ag38.91g/t）、PbZn-Ⅴ（平均品位：Pb：1.20%、Zn：0.88%、Ag42.69g/t），鉛鋅低品位礦體4個(gè)：Zn-Ⅰ′、Pb-Ⅱ′、Pb-Ⅲ′、AgPb-Ⅳ′，預(yù)測(cè)AgPbZn多金屬礦體預(yù)測(cè)礦石資源量274.65萬(wàn)噸，金屬量：Ag：438.17噸、Pb：168281.65噸、Zn：264597.66噸。

5 結(jié)論

福建永春地區(qū)具有良好的成礦地質(zhì)背景，通過(guò)1：50 000水系沉積物測(cè)量、1：1萬(wàn)土壤測(cè)量等化探工作，成功在龍坑地區(qū)發(fā)現(xiàn)了銀鉛鋅多金屬工業(yè)礦體5個(gè)、鉛鋅低品位礦體4個(gè)，提交龍坑銀鉛鋅多金屬礦找礦靶區(qū)一處，取得了優(yōu)異的找礦成果。