鳳太礦集區基于MRAS證據權重法的金礦床找礦預測

劉 芳，王 雷，王 飛

(1.陜西鳳縣四方金礦有限責任公司； 2.寶雞西北有色七一七總隊有限公司)

引 言

鳳太礦集區地處秦嶺東段、挾持于趙家—湘子河—督門斷裂與酒奠梁—江口斷裂之間，由對沖推覆構造形成，其內部褶皺、斷裂組合形成近似菱形的構造塊呈北西西向展布[1]。其成礦區帶位于秦嶺造山帶泥盆系金多金屬成礦帶中部，礦種以鉛、鋅、金為主，已經探明的鉛、鋅金屬儲量超過500萬t，金儲量超過200 t[2]。

前人已經對鳳太礦集區內的鉛鋅礦床、金礦床進行了大量研究[3-7]，但對礦床成因存在不同認識，認為以熱水噴流沉積改造型(再造型)礦床[2-3]為主。為了進一步推進鳳太礦集區金礦床勘查工作的深入開展，提高對金成礦規律的研究，并為深部及外圍找礦提供新的突破方向，本文依托陜西省鳳太礦集區找礦預測項目，基于MRAS軟件進行金找礦預測工作。MRAS軟件是中國地質科學院開發的一套基于MapGIS平臺的礦產資源評價軟件[8],被廣泛應用于國內礦產資源的成礦預測和潛力評價項目[6-12]。

本次主要應用“三位一體”找礦理論，根據已知的金礦床建立金礦床找礦標志，構置了金礦床預測因子，建立了MapGIS空間數據庫，并采用MRAS軟件中的證據權重模型，對預測范圍的金找礦潛力進行了預測和評價。

1 成礦地質背景

鳳太礦集區大地構造位置位于華北板塊與揚子板塊的挾持部位，南秦嶺晚古生代裂陷盆地，北部以趙家莊—湘子河—都督門斷裂(F21)為界，南部以酒奠梁—江口斷裂(F22)為界(見圖1)。該礦集區內主要構造呈北西西向，西部則發育北東向構造，北西西向與北東向構造交會部位是賦存金礦床的有利部位[13]。

1—東河群 2—下三疊統 3—石炭系 4—九里坪組 5—星紅鋪組 6—古道嶺組 7—斷裂及編號 8—角度不整合接觸界線 9—復式向斜軸線 10—二長花崗巖 11—花崗閃長巖 12—花崗斑巖脈 13—閃長玢巖脈 14—煌斑巖脈 15—鈉長角礫巖脈 16—鉛鋅礦床 17—金礦床圖1 鳳太礦集區地質礦產簡圖

鳳太礦集區出露地層主要為泥盆系，為一套淺變質濱淺海相沉積碎屑巖。自下而上有中泥盆統古道嶺組(D2g)，上泥盆統星紅鋪組(D3x)、九里坪組(D3j)。其中，星紅鋪組主要發育千枚巖，是金礦床的主要賦礦層位。

鳳太礦集區巖漿巖較發育，東南部出露西壩花崗巖體[14]，巖性主要為二長花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖；東北部出露花紅樹坪巖體；西部以北西西向花崗斑巖脈及北東向閃長玢巖脈為主。該礦集區內金礦床、鉛鋅礦床發育部位的巖脈分布同樣較為集中。

2 找礦標志研究

鳳太礦集區以鉛鋅、金為優勢礦種，已發現鉛鋅、金、銅、鐵礦床(點)121處。其中，特大型金礦床為八卦廟金礦床，大型金礦床為龐家河金礦床及雙王金礦床。對該礦集區內的金礦床進行了綜合研究，確定了金礦床的成因類型為中低溫巖漿熱液型[15]，本次找礦預測以“三位一體”找礦理論為依據，以八卦廟金礦床作為典型金礦床，確定其成礦地質體為印支期中—晚三疊世中酸性隱伏侵入巖體，建立了鳳太礦集區金礦床找礦標志。

1)區域成礦地質背景：鳳太礦集區大地構造處于秦嶺弧盆系鳳縣—鎮安陸緣斜坡帶，位于南秦嶺Au-PbZn-Fe-Hg-Sb-PM-REE-V-藍石棉-重晶石成礦亞帶，區域成礦構造帶為山陽—鳳鎮斷裂帶。

2)成礦地質體：印支期中—晚三疊世中酸性隱伏侵入巖體。

3)成巖成礦構造：成巖構造為北西向斷裂及褶皺，成礦構造為次生成礦結構面。

4)含礦地層：星紅鋪組。

5)成礦作用特征標志：金礦床總體沿北西西向分布，大多集中在絲毛嶺—八卦廟—小梨園斷裂一帶，受斷裂控制，賦礦巖性主要為斑點狀鐵白云質千枚巖，礦體總體呈似層狀、透鏡狀、鞍狀產出，礦體產狀與地層總體產狀基本一致。由礦體向外依次為Au-Ag-As-Sb-Bi-Pb的元素分帶；金礦床產于區域北西西向脆韌性剪切構造與北東向構造交會部位[12]。

3 預測變量與構置

根據鳳太礦集區金礦床找礦標志，分析和提取以下信息作為預測變量。

1)地層：鳳太礦集區內已發現的金礦床主要產于星紅鋪組中(見圖2-a))，因此選用星紅鋪組作為金礦床預測的預測變量，該預測變量對于金礦床預測有重要意義。

2)構造：鳳太礦集區金礦床成因類型為中低溫巖漿熱液型，斷裂對金礦床的形成有明顯的控制作用，考慮金礦床發育于北西西向斷裂附近及北西西向與北東向構造交會部位(見圖2-b))，因此選取了北西向構造1.0 km緩沖區、斷裂交會2.0 km緩沖區作為預測變量。

3)巖漿巖：根據對八卦廟金礦床的研究，在該金礦區雖然未見同期侵入巖體，但花紅樹坪巖體距該金礦床約4 km，其區位關系指示二者之間關系密切，因此選擇5 km作為巖漿巖的緩沖半徑。

4)化探異常：1 ∶5萬水系沉積物測量結果顯示，Au、Ag、As、Sb和W異常(見圖2-c))往往對應已發現的金礦床(點)，因此選擇Au、Ag、As、Sb和W異常作為預測變量。

5)環形構造：遙感解譯環形構造(見圖2-d))反映了隱伏巖體的分布，且金礦床均分布在遙感解譯環形構造內部，與成礦有較高的相關性，因此選用遙感解譯環形構造作為預測變量。

6)遙感蝕變異常：蝕變是尋找熱液型礦床的重要標志，鳳太礦集區內的金礦床均落在遙感蝕變異常內，因此選取鐵染異常、羥基異常作為預測變量(見圖2-d))。

圖2 鳳太礦集區金礦床找礦模型

綜合地質、礦產、化探異常和遙感等方面找礦標志，將星紅鋪組、北西向斷裂、斷裂交會部位、環形構造、巖漿巖、鐵染異常、羥基異常、W異常、Sb異常、Au異常、As異常、Ag異常作為鳳太礦集區金礦床的預測變量(見表1)。

表1 鳳太礦集區預測變量先驗概率

4 證據權重法預測模型構建

通過對鳳太礦集區金礦床的研究，選取中部泥盆系地層分布區作為預測區，金礦床的預測方法類型確定為復合內生型。

基于MRAS軟件的證據權重法，以鳳太礦集區內已發現的15個金礦床(點)作為模型單元，構置了12個預測變量，按照0.9 km×0.9 km 網格間距確定各預測變量與已知金礦床(點)的位置關系，計算各預測變量的證據權重值，最后計算各網格單元的成礦概率。鳳太礦集區預測變量先驗概率見表1，預測變量證據權重值見表2。

表2 鳳太礦集區預測變量證據權重值

使用證據權重法預測模型進行成礦預測的一個重要前提是所有預測變量都是條件獨立的[8]。通過MRAS軟件進行預測變量獨立性驗證，結果表明本次采用的12個預測變量具有獨立性，可作為預測的證據因子。

5 找礦預測

本次找礦預測采用證據權重法，對預測區進行優選。在MRAS軟件中對預測變量及屬性進行提取，形成原始數據矩陣，設置礦化等級，計算后驗概率(P)，結果見表3。根據后驗概率將網格單元分為A、B、C 3類找礦遠景區塊。把P>0.55的網格單元作為A級找礦遠景區塊，0.31≤P≤0.55的網格單元作為B級找礦遠景區塊，0.079≤P<0.31的網格單元作為C級找礦遠景區塊，結果見圖3。

表3 鳳太礦集區金礦床找礦靶區后驗概率統計結果

圖3 鳳太礦集區金礦床找礦靶區圖

根據找礦遠景區的后驗概率平均值、面積和已發現礦床(點)數量等，結合鳳太礦集區金礦床的地質特征，共圈定了5處找礦靶區，并對其進行了級別劃分。Ⅰ級找礦靶區2處，分別為八卦廟金深部找礦靶區和絲毛嶺—沈家灣金找礦靶區，這2處找礦靶區內均包含已發現金礦床(點)3處。Ⅲ級找礦靶區3處：①松樹灣唐家灣金找礦靶區，其內已發現金礦點2處；②花紅樹坪金找礦靶區，其內已發現金礦點1處；③黃泥峽溝金找礦靶區，其內已發現金礦點1處。

6 結 論

鳳太礦集區內金礦床經過多年開采和勘查，已積累了大量的地質及物化探資料。本次首次采用MRAS證據權重法對其進行處理和分析，圈出了找礦靶區，其與成礦帶吻合度高。

1)在成礦地質背景分析和對八卦廟金礦床研究基礎上，構建了鳳太礦集區金礦床找礦標志，基于MRAS軟件開展了金礦床找礦預測，提取并構置了12個預測變量作為證據因子，并計算了其證據權重值。

2)在綜合分析金礦床成礦條件的基礎上，結合MRAS證據權重模型，在鳳太礦集區內圈定了找礦靶區5處，并進行了等級劃分，為今后金礦床勘查工作提供依據。