江西贛縣烏石下地區(qū)1:10000土壤測量元素特征值及組合分布特征

鄧以超，葉東旭，鐘建國

(江西省地礦局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，江西 贛州 341000)

1 區(qū)內(nèi)地質(zhì)概況

工作區(qū)位于江西省贛縣區(qū)石蕪鄉(xiāng)山背村，距贛州市北東向22.5公里，區(qū)內(nèi)大部分面積屬低山丘陵地貌，東邊和中部為低山地貌，間夾少量較小的河谷盆地。區(qū)內(nèi)出露地層主要有震旦系沙壩黃組、壩里組、老虎塘組，出露巖體主要是燕山晚期黑云母二長花崗巖及少量花崗斑巖脈。贛縣烏石下地區(qū)在前人1：20萬和1:5萬水系沉積物測量顯示區(qū)內(nèi)W、Mo、Bi、Ag等元素異常強(qiáng)度高，認(rèn)為區(qū)內(nèi)有以W、Cu為主，伴Mo、Bi、Ag的有利成礦遠(yuǎn)景。區(qū)域周邊圍繞燕山期巖漿巖體，特別是燕山早期第二階段侵入體的內(nèi)、外接觸帶，成為了已有銅鎢礦床(點(diǎn))的聚集區(qū)，如白石山鎢銅礦、廣教寺和桂湖鎢銅礦點(diǎn)等[1]。

2 土壤測量工作情況

贛縣烏石下地區(qū)開展1：1萬土壤測量15平方公里，采用40×100米點(diǎn)線距的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格布置采樣點(diǎn)，根據(jù)工作區(qū)地層大致為南北走向而選擇東西向測線；共有46根測線，采集3909個(gè)土壤樣品，對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行鎢、錫、鉬、鉍、銅、鉛、鋅、金、銀、砷、銻等11個(gè)元素分析測試。

土壤測量野外作業(yè)的采樣點(diǎn)位置準(zhǔn)確，采樣深度合理，原始記錄內(nèi)容真實(shí)可靠，描述齊全，分析測試方法得當(dāng)質(zhì)量合格?？傮w質(zhì)量符合DZ/T0145-2017《土壤地球化學(xué)測量規(guī)范》及工作設(shè)計(jì)的要求[2]。

3 元素富集變異特征

元素富集情況用富集系數(shù)來衡量，據(jù)前人總結(jié)出富集系數(shù)K＜0.5為顯著貧化類，0.5＜K＜1為接近標(biāo)準(zhǔn)類， K＞1.5為相對(duì)富集類，1.5＜K＜3明顯富集，大于K ＞3.00強(qiáng)富集。

圖1 烏石下地區(qū)土壤測量富集系數(shù)排序圖

圖1 為烏石下地區(qū)土壤測量富集系數(shù)排序圖，可直觀反應(yīng)區(qū)內(nèi)各元素富集情況。其中1.5＜Sb＜Zn＜Au＜Ag＜Cu＜As＜3，表明這些元素區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為明顯富集；3＜Pb＜Sn＜W＜Mo＜Bi，表明這些元素區(qū)內(nèi)強(qiáng)富集，具有良好的找礦前提。

圖2 烏石下地區(qū)土壤測量變異系數(shù)排序圖

元素分異性用變化系數(shù)CV來衡量，當(dāng)CV＞1.5屬于極強(qiáng)分異， 1.5＞CV＞1為元素分布極不均勻，屬強(qiáng)分異型，1.0＞CV＞0.7表示元素分布不均勻，屬分異型，當(dāng)0.7＞CV＞0.5為分布相對(duì)均勻，屬弱分異型，若CV＜0.5則為均勻分布，屬無明顯分異。在地球化學(xué)勘查中一般變化系數(shù)越大，表示某種元素的變化程度越大，也就是離散程度越高，越有利于成礦。圖2變異系數(shù)排序圖[3]。

可見區(qū)內(nèi)0.5＜Pb＜Sb＜W＜Au＜0.7，說明這些元素區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為弱分異，分布相對(duì)均勻；0.5＜Pb＜Sn＜1，說明這兩個(gè)元素屬于分異型；Bi的變異系數(shù)為1.4，表現(xiàn)為強(qiáng)分異；而1.5＜Cu＜As＜Ag＜Mo，這些元素在區(qū)內(nèi)為極強(qiáng)分異。

結(jié)合富集系數(shù)和變異系數(shù)，可知區(qū)內(nèi)Pb、Sn、W、Mo、Bi幾個(gè)元素具有強(qiáng)富集高分異的特征，是區(qū)內(nèi)重要的成礦元素[4]。

4 元素組合與分布規(guī)律

本文通過相關(guān)性分析、R性聚類分析和因子分析等方法進(jìn)行區(qū)內(nèi)元素組合分布規(guī)律研究。

4.1 元素相關(guān)性分析

相關(guān)性分析是研究兩組或多組變量間的相關(guān)關(guān)系的分析方法，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值在0.6-1為強(qiáng)相關(guān)，0.4-0.6之間為中等程度相關(guān)，0.2-0.4為弱相關(guān)，0-0.2之間為無相關(guān)。表1為區(qū)內(nèi)元素相關(guān)系數(shù)矩陣。

表1 烏石下元素相關(guān)系數(shù)矩陣

可見，高溫元素Sn和Bi為強(qiáng)相關(guān)；重要成礦元素Sn、 W、Mo、Ag之間為中等程度相關(guān)；此外高溫元素W與中低溫元素Ag、As為中等程度相關(guān)。認(rèn)為區(qū)內(nèi)較為有利的成礦組合為Bi-Sn-Mo-Bi，為一組高溫?zé)嵋撼傻V帶組合；此外Ag元素與多個(gè)高溫元素相關(guān)性較強(qiáng)，認(rèn)為也具有良好的找礦意義。中低溫元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As等元素之間沒有中等程度相關(guān)以上的元素組合，只有個(gè)別存在弱相關(guān)。

4.2 R型聚類分析

R性聚類分析主要可以了解變量間和各變量組之間關(guān)系的親疏程度，根據(jù)分析繪制出聚類譜系圖則可以非常直觀的表達(dá)分類結(jié)果。本文對(duì)在對(duì)全區(qū)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行最近鄰元素的分析方法進(jìn)行聚類分析，圖3為區(qū)內(nèi)元素R型聚類分析譜系圖。

圖3 烏石下地區(qū)R性聚類分析譜系圖

由圖可知，當(dāng)相關(guān)系數(shù)為0.5時(shí)，元素可分為4組，分別為（1）Bi-Sn-Mo-As-W-Ag，（2）Cu，（3）Au，(4)Pb。再一次印證了高溫元素為主的Mo-Sn-Bi-W的元素組合伴生中低溫元素Ag-As組合為區(qū)內(nèi)主要成礦元素。

4.3 因子分析

因子分析是從變量群中提取個(gè)性因子的方法，為簡化變量，是研究元素共生組合的有效方法。因子分析中包含的元素反應(yīng)了它們之間組合關(guān)系和內(nèi)在成因關(guān)系，所以因子的得分可以直觀了解區(qū)內(nèi)元素分布規(guī)律甚至預(yù)測礦體的存在[5]。

對(duì)全區(qū)3909件樣品11個(gè)元素進(jìn)行因子分析，取得初始因子模型后對(duì)特征根累計(jì)約60%的前三個(gè)因子做“方差極大”正交旋轉(zhuǎn)得到旋轉(zhuǎn)后的因子模型，以因子載荷大于0.6為標(biāo)準(zhǔn)，提取三個(gè)因子組合。分別為（1）F1:W-Mo-Bi-Sn-Ag；（2）F2：Cu-Pb-Zn（3）F3：Au-Sb。

表2 主要因子特征根和結(jié)構(gòu)式

主因子F1為區(qū)內(nèi)最重要的元素組合因子，累計(jì)均方根為34.66%，反映了Mo、Sn、W、Bi等高溫元素的富集，與區(qū)內(nèi)花崗巖有密切的聯(lián)系；主因子F2是以Cu-Pb-Zn成礦元素組合為特征的中低溫硫化物成礦階段，反映了中低溫成礦元素的親緣性，但相關(guān)性和R型聚類分析這組元素的結(jié)合性相對(duì)較差；主因子F3代表著Au在區(qū)內(nèi)的分布情況。

為了更直觀的分析各元素組合在區(qū)內(nèi)空間分布規(guī)律，利用因子得分?jǐn)?shù)據(jù)繪制因子異常圖，見圖4。

圖4 烏石下地區(qū)元素因子異常圖

由圖4可見，主控礦元素F1（W-Sn-Mo-Bi-Ag）因子組合主要分布在測區(qū)西北角鵝子坑一帶，與區(qū)內(nèi)侏羅紀(jì)中世深坑單元的中-細(xì)粒斑狀二長花崗巖分布基本重合，更晚的侏羅紀(jì)中世大瑞山單元的中-粗粒斑狀二長花崗巖則未見明顯高溫元素組合異常。黑云母二長花崗巖呈灰白-淺肉紅色，風(fēng)化后呈灰黃色，似斑狀結(jié)構(gòu)，主要見斜長石、鉀長石、石英，黑云母、白云母礦物少量，地表觀測到云英巖化。燕山期是本區(qū)鎢錫鉬鉍等高溫元素主要成礦期，也是巖漿活動(dòng)的最鼎盛時(shí)期，具多階段、多次成巖活動(dòng)，成為區(qū)內(nèi)最具特色的鎢、錫多金屬礦成礦時(shí)期。推測區(qū)內(nèi)主要成礦地質(zhì)體為深坑單元的中-細(xì)粒斑狀二長花崗巖，具有尋找W、Sn、Mo、Bi等高溫?zé)嵋旱V床的良好前景。

主因子F2（Cu-Pb-Zn）則相對(duì)分散，零星分布于測區(qū)各個(gè)部位，只在東北部牛皮寨東側(cè)龍腦-上橫溪一帶見面積較大的因子異常，出露主要地層為震旦系沙壩黃組，其西邊與燕山期巖體接觸。從因子異常看，雖然分布零散但互為整體，總面積較大，說明不是單點(diǎn)或者污染引起，也應(yīng)引起注意，在測區(qū)東北部尋找鉛鋅礦礦可能具有較好前景。

主因子F3（Au-Sb）主要分布于測區(qū)西南角小分和東南角銅鑼灣一帶，其次在深坑單元的中-細(xì)粒斑狀二長花崗巖與震旦紀(jì)砂巖的接觸帶也可見Au-Sb異常。但從區(qū)內(nèi)金元素的均值、極值、變異系數(shù)和富集系數(shù)和與其他元素的相關(guān)性等參數(shù)看，金在區(qū)內(nèi)成礦條件較為一般。

5 結(jié)論

江西贛縣烏石下測區(qū)內(nèi)Sn、W、Mo、Bi、Pb等元素具有強(qiáng)富集高分異的特征，是區(qū)內(nèi)重要的成礦元素；利用相關(guān)性分析、R型聚類分析和因子分析等方法可以有效確定化探元素共生組合類型和成因關(guān)系，利用因子得分繪制因子異常圖可以直觀反映區(qū)內(nèi)各組合類型的空間分布規(guī)律。經(jīng)過綜合分析，推測燕山期是本區(qū)鎢錫鉬鉍等高溫元素主要成礦期，推測區(qū)內(nèi)主要成礦地質(zhì)體為深坑單元的中-細(xì)粒斑狀二長花崗巖，具有尋找W、Sn、Mo、Bi等高溫?zé)嵋旱V床的極好前景[6]。