礦業職稱論文銅礦地球化學特征及成礦分析

　　摘 要：通過在新疆準東紙房東地區開展的1：5萬巖屑測量工作，對干旱荒漠景觀的準東紙房東地區地球化學條件進行了分析。對圈定的綜合異常運用聚類分析與因子分析，結合野外查證，新發現與成礦有關的紅石灘巖體及其銅礦點1處。確定了成礦有利地質體，為地球化學勘查提供了找礦方向。

　　關鍵詞：聚類分析,因子分析,紅石灘,地球化學,成礦分析

　　一、1:5萬巖屑測量概述

　　該區位于準噶爾盆地東北緣紙房東一帶。屬殘山丘陵區。本區屬典型大陸性干旱氣候，冬季寒冷，夏季炎熱，年平均降雨量約30 mm，而年蒸發量達1800～4000 mm，在強烈的蒸發蒸騰作用下，在土壤層中形成厚度10～40 cm 的膏鹽層，成為常規地球化學勘查中難以逾越的堿性地球化學障;同時經常有5～8級以上的大風，造成風成沙、風成黃土。上述特征表明該區屬于典型的干旱荒漠區，在上述景觀條件下出露銅礦體地表孔雀石化極不發育[1-2]。依據1∶20萬化探通過對干旱荒漠景觀區方法技術試驗成果的研究認為，在紙房東地區化探巖屑掃面最佳采樣粒級為-5-+20目，此粒級各元素具有明顯的代表性，并能很好的排除風成砂、風成黃土的干擾。新疆準東紙房東項目采樣粒級為-4-+20目混合粒級。其中第四系為1個樣/4 km2 組合分析;一般工作區域8個樣/km2 ，重點區域12個樣/km2 組合分析(每個樣由3～7點組成，每點距離30m～50m)。

　　二、地質礦產概況

　　區內主要出露下石炭統條山群 (C1T)陸源碎屑巖和下—中泥盆統大長溝群(D1-2D)中基性火山碎屑巖與陸源碎屑巖。早石炭世條山群(C1T)巖性為青灰色、黃綠色、灰綠色凝灰質砂巖、細砂巖、灰白色長石巖屑砂巖、灰黑色泥粉砂巖夾含礫砂巖、鈣質砂巖、薄層狀白云質灰巖，夾少量安山巖及含角礫凝灰巖，產化石。泥盆紀大長溝群(D1-2D)：灰綠色凝灰質砂巖、長石巖屑砂巖夾砂礫巖、含礫砂巖及灰綠色粉砂質沉凝灰巖，常夾有灰綠色角礫凝灰巖，含基性火山巖。下—中泥盆統大長溝群表現為向北東變新的單斜構造，而下石炭統條山群則表現為向斜，軸部呈北西向展布。橫貫于異常區中部，局部被巖體破壞[3](圖1)。

　　侵入巖有早泥盆世紅石灘巖體(δοπD1HTS)石英閃長斑巖及早石炭世紅土巖體(γοπC2HT)花崗細晶巖、花崗閃長巖;巖脈主要為石英閃長巖巖脈、閃長玢巖巖脈。

　　巖體與礦化密切相關，礦化體產于下—中泥盆統大長溝群(D1-2D)與早泥盆世紅石灘巖體(δοπD1HTS)石英閃長斑巖的外接觸硅化蝕變帶中。以0.20%為邊界品位圈定銅礦(化)體，圈定銅礦化體16條。銅礦長約200 m，最大寬8 m，銅平均品位0.52% ;礦石金屬礦物以黃銅礦、輝銅礦、黃鐵礦為主，次為銅藍、孔雀石化。礦石構造為浸染狀。

　　三、地球化學異常特征

　　1.巖石地球化學特征

　　表1反映早泥盆系紅石灘單元中富含Cu、Au、Ag、Mo、Zn、Co、Cr元素，Cu、Au變化系數最大，Ag、Mo、Zn、Co、Cr變化系數小;中—下泥盆統大長溝群(D1-2D)Cu含量較高，且變化系數較大;下石炭統條山群 (C1T)與早石炭世紅土巖體(γοπC2HT)巖體無明顯富集的微量元素。礦石中Cu、Ag、Au富集程度最高，較正常背景高20倍以上;Cr、Ni、Zn、W、Pb、As、Sb、Bi與圍巖無明顯的變化。而斑巖銅礦相關的富集元素組合為Cu、Ag、Au、Mo、 Cr、Ni、Co、Zn、W 、Pb，而與基性巖有關的元素組合為Cu、Cr、Ni、Co、Au[2]。

　　2.地球化學異常特征

　　異常元素組合多樣，該異常以Au、Cu、Mo為主，伴有As、W、Zn、Ni、Co、Cr元素，綜合異常面積約17.42km2。異常面積大，特別是Cu異常面積大，強度高、規模大，濃集中心明顯，且Au、Cu二元素均具三級濃度分帶，顯示了“高、大、全”礦致異常。Au元素外圍為Cu元素， Cu 、Au元素標準離差較大，峰值較高，Au最大值為59.10×10-9，Cu元素最大值為752.25×10-6。

　　四、多元統計

　　近年來，基于中國地質調查局礦產遠景調查項目在全國范圍的實施，在中國地質調查局發展研究中心大力推進倡導下，數字調查技術日益完善與成熟。在這種背景下，采用數字地質調查2.0版數字填圖系統綜合數據處理多元統計中的聚類分析與因子分析對紅石灘銅礦進行研究與分析。

　　1.聚類分析

　　于紅石灘銅礦異常區及周邊提取了14種元素的850件樣品分析數據進行了R型聚類，結果表明，在譜系圖上當取0.5的相似水平時，可分為以下四個元素簇。

　　①Cu、Mo、Au、Sn、Bi、W簇，高-中溫礦化引起的異常元素組合均有出現。顯示Cu、Au與中酸性花崗巖漿活動有關，并伴有Mo礦化。該簇元素類又可再進一步劃分，即當取0.55的相似水平時，可以分為Cu、Au、Mo簇及W、Sn、Bi簇。其中Cu、Au礦化主要與中酸性巖漿熱液活動有關，并伴隨有Mo礦化;而W、Sn、Bi異常主要受酸性巖漿熱液活動的影響，有兩期礦化疊加的地球化學特征;

　　②Ag、Pb、Sb、As簇，該簇元素從中溫～低溫礦化引起的元素組合均有出現。該簇元素自中溫—低溫均有，表明硫化物礦化體尚處于淺剝蝕狀態，顯示了Ag與構造熱液后期礦熱液活動有關，并伴隨有Mo礦化;而W、Sn、Bi異常主要受酸性巖漿熱液活動的影響，有兩期礦化疊加的地球化學特征;顯示了Ag與構造熱液后期礦化有關;

　　③Cr、Ni、Co簇，顯示Cr、Ni、Co異常與中基性火山碎屑巖及火山熔巖有關;

　　④單Zn簇，表明可能存有一期單Zn的礦化熱液活動。

　　2.因子分析

　　從正交旋轉因子矩陣表(表2)中可以看出：F1+F2+F3+F4+F5累積方差貢獻的百分率已達75.008%，即前五個主礦化因子已包含了異常區內絕大部分礦化信息，可供解釋使用。

　　F1礦化因子為Cr、Ni、Co，伴有Cu與中基性火山碎屑巖及火山熔巖有關的礦化因子;

　　F2礦化因子為Cu、Au、Mo、Zn、Sn、As、Sb，伴有Ag與低溫-高溫熱液有關的礦化因子;

　　F3礦化因子為Au、W、As、Sb為與高溫熱液及低溫熱液共存的礦化因子，前緣元素As、Sb異常發育，顯示區內硫化物礦體可能尚處于淺剝蝕狀態;

　　F4礦化因子為Au、Ag、Pb、As與低溫構造熱液有關的礦化因子;

　　F5礦化因子為Cr、Ni，伴有Sb、Bi與中基性火山碎屑巖及火山熔巖有關的礦化因子;

　　與聚類分析結果相似。

　　F1顯示了Cu礦化與中基性火山碎屑巖及火山熔巖有關的地球化學特征。F1主成礦因子占有29.335%的礦化信息份額，因此Cu礦化是該異常的主體礦化;F2礦化因子占有18.953%的信息份額，也是該異常中的一個重要礦化因子，該因子顯示了區內有一期與酸-中酸性巖漿及構造有關的礦化熱液活動，Cu、Mo、Au、Ag多金屬礦化是該異常的主體礦化;F3礦化因子占有10.577%的信息份額，該因子顯示了區內有一期與酸性巖漿及構造有關的礦化熱液活動，Au礦化是該異常的主體礦化。F4礦化因子所占信息份額較少，不是區內主要礦化。F5礦化因子占有7.183%的信息份額，該因子顯示了區內有一期與構造有關的礦化熱液活動，Au、Ag多金屬礦化是該異常的主體礦化，而As異常是其找礦的指示標志。綜上所述，HY-4號異常是由中基性火山碎屑巖及火山熔巖、中酸性巖體熱液礦化和后期酸性巖體再次侵入帶來的熱液礦化及構造熱液引起，該異常最顯著的特點是強度高、規模大，濃集中心明顯，且Au、Cu二元素均具三級濃度分帶，顯示了“高、大、全”礦致異常，且與石英閃長斑巖巖體形態基本吻合，凸顯了該異常具有尋找與中酸性巖體有關的Cu、Mo、Au、Ag礦床及與中基性火山碎屑巖及火山熔巖有關的Cu礦床的地球化學信息[4]。

　　五、結論

　　1.1:5萬巖屑測量是干旱荒漠景觀最直接、最快速的找礦方法,是進一步定性、定位預測礦區、礦床的主要環節。在找銅多金屬礦尤其有用。

　　2.通過聚類分析與因子分析總結出，Cu、Cr、Ni、Co為主要元素組合的高背景和異常區一般反映了與基性巖漿活動和成礦作用有關;以Cu為主、伴有Ag、Au、Mo、 Pb、Cr、Ni、Co、Zn元素組合的高背景和異常區與中酸性巖漿活動與斑巖型銅礦成礦作用有關。

　　3.在地球化學數據處理中，采用聚類分析與因子分析，結合地質背景，可初步預測成礦地質體，為異常劃分、解釋與評價提供依據, 可作為找礦過程中參考的一種輔助信息。

　　參考文獻：

　　[1] 謝學錦.勘查地球化學：發展史·現狀·展望[J].地質與勘探，2002，38(6)：3～5.

　　[2] 莊道澤.新疆東天山地區土屋、延東銅礦地球化學特征與異常查證方法[J].地質與勘探，2003，39(5)：1～3.

　　[3] 新疆維吾爾自治區地質礦產局.1999.新疆維吾爾自治區巖石地層.武漢：中國地質大學出版社

　　[4]KonstantinovM M, Strujkov S F. App lication of indicator halos( signs of ore remobilization) in exp loration for blind gold and sil2ver deposits [ J ]. Journal of Geochemical Exp loration, 1995, 54(1) : 1 - 17.