青海省北部綠草山地區(qū)化探元素組合分類信息探討

于林松，邱成貴，劉偉

(山東省物化探勘查院，山東 濟(jì)南 250013)

青海省大柴旦行委綠草山地區(qū)位于青海省中北部，南祁連山脈西段，海拔3500～4955m。地形上表現(xiàn)為北西向山體突起，兩側(cè)為低平的荒漠戈壁殘山區(qū)。該區(qū)前期開展的1∶20萬化探掃面及1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，具有較好的化探異常及礦化信息反映。為切實(shí)研究該區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)分布、分解化探異常，青海省地調(diào)局開展了該區(qū)1∶5萬水系沉積物測量工作。筆者試圖利用測量工作取得的23個元素的樣品分析數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的化探變量分類，并探討不同得分因子(元素組合)在該區(qū)所反映的地球化學(xué)信息，以期通過對化探異常的地質(zhì)解釋和評價，指導(dǎo)異常查證、地質(zhì)填圖、找礦預(yù)測等工作。

1 地質(zhì)概況

圖1 柴北緣大地構(gòu)造單元劃分(據(jù)辛厚田等,2003)構(gòu)造單元:中南祁連地塊(I)宗務(wù)隆山天山期裂陷槽(Ⅰ1);歐龍布魯克微陸塊(Ⅱ)；柴達(dá)木地塊(Ⅲ)柴達(dá)木中新生代斷陷盆地(Ⅲ1)；柴北緣祁連期結(jié)合帶(Ⅳ)：魚卡河-沙柳河高壓-超高壓混雜巖帶(Ⅳ1)，灘間山蛇綠混雜巖帶(Ⅳ2)；東昆侖地塊(V)東昆北巖漿弧(V1)；興海-共和中新生代斷陷盆地(Ⅵl)主要斷裂：F1—阿爾金斷裂；F2—哇洪山-溫泉斷裂；F3—柴北緣(烏蘭-魚卡斷裂)；F4—宗務(wù)隆山南緣斷裂；F5—宗務(wù)隆-青海湖南山斷裂；F6—柴北緣南緣斷裂；F7—東昆北斷裂；F8—東昆中斷裂

從大地構(gòu)造位置上看，該區(qū)位于柴達(dá)木盆地北緣，地處秦祁昆三大山系的交會部位，其東西兩端分別被哇洪山-溫泉斷裂和阿爾金斷裂所圍限(圖1)。該區(qū)地層較為齊全，從古元古代到第四紀(jì)均有出露， 主要為成層有序地層，且多呈條帶狀展布，局部地層受構(gòu)造控制明顯，對成礦有利地層主要為古元古代達(dá)肯達(dá)坂巖群、南華紀(jì)—震旦紀(jì)全吉群、寒武—奧陶紀(jì)灘間山群、志留紀(jì)巴龍貢嘎爾組等。其中古元古代達(dá)肯大坂群構(gòu)成該區(qū)的結(jié)晶基底巖系，全吉群以上地層皆表現(xiàn)為蓋層沉積特征，未經(jīng)受廣泛的區(qū)域變質(zhì)作用。區(qū)內(nèi)線性斷裂構(gòu)造走向與地層展布方向基本一致，為NW—SE向。局部次級斷裂與主斷裂形成小角度的交接復(fù)合部位，為后期成礦物質(zhì)提供了有利的賦存空間。

2 化探變量組合分類

化探信息提供了一種直觀找礦信息的可能，為直接或間接找礦提供了翔實(shí)的依據(jù)[1]。單一化探元素異常存在著不確定性，而多元素的綜合指示則可較大程度有效地反映異常的存在[1]。這其中就需要合理有效地進(jìn)行化探變量的分類和信息提取，而因子分析是最為常用的化探數(shù)據(jù)處理方法之一[2]。

筆者選用了成熟的統(tǒng)計軟件SPSS16.0為處理工具，選取青海省綠草山地區(qū)1∶5萬水系沉積物測量樣品分析數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，對該區(qū)6026件樣品、23種元素進(jìn)行了因子分析，以期為研究區(qū)內(nèi)的化探變量信息提取及異常查證提供一些必要的線索。所選23種元素分別為Au，Ag，As，Be，Bi，Cd，Co，Cr，Cu，Hg，Mo，Ni，Pb，Sb，Sn，V，W，Zn，La，Ti，Y，F(xiàn)，MgO。

首先對23種元素進(jìn)行歸一化處理，即將各元素分析量綱均轉(zhuǎn)變?yōu)?0-6進(jìn)行因子分析。該次數(shù)據(jù)的KMO值0.864>0.5,球形檢驗顯著(p=0，<0.05)，表明數(shù)據(jù)適合做因子分析。結(jié)合該次工作的主攻礦種，從中提取9個因子，這9個因子貢獻(xiàn)率達(dá)到了84.133%。視這9個因子為主要因子(表1)，并將其初始因子作“方差最大”正交旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)后因子模型。結(jié)合工作區(qū)的實(shí)際情況，可將元素組合解釋為：①F1：Co-Ni-Cr-Cu-V-Zn(Ti)，該元素組合與研究區(qū)的前期1∶20萬圈定的化探異常吻合較好，為該區(qū)成礦元素組合類型。②F2：Be-Sn-F-W(Bi)，與巖體相關(guān)性較大，代表了高溫元素及巖漿射氣元素組合，為有指示意義的元素類型。③F3：La-Y，為稀土元素類型。④F4：As(Mo-Cd)：與成礦元素表現(xiàn)出常見的As，Mo，Cd伴生組合；⑤F5～F9可理解為不同礦化類型的反映(表2)。

表1 正交旋轉(zhuǎn)因子裁荷矩陣

3 地質(zhì)地球化學(xué)信息提取

因子得分值反映了每個元素組在各種地質(zhì)作用中的屬性，是勘查地球化學(xué)中經(jīng)常應(yīng)用的參數(shù)之一[3，4]，利用旋轉(zhuǎn)后的因子得分制作因子計量圖，該圖件反映了每個樣品組在各種地質(zhì)作用中的屬性[2]。筆者選取此次因子分析得到的貢獻(xiàn)較大的F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3及反映礦化明顯的F7因子，分別繪制了相應(yīng)的因子得分圖(圖2)，并與地質(zhì)簡圖疊加，使因子得分與研究區(qū)內(nèi)地層、巖體、構(gòu)造的分布關(guān)系直觀明了，成礦規(guī)律關(guān)系的顯示更為明確。因子得分等值線做法為離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，即直接使用各因子得分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行等值線繪制。地球化學(xué)圖色階劃分按照低值至高值區(qū)統(tǒng)一分為19級，分級采用累計頻率法，分級色階的選取方式為：以冷色調(diào)(蘭色)作為低值區(qū)，隨著數(shù)據(jù)的增大，顏色變暖，即由蘭—綠—黃—紅—深紅變化。各因子化探信息分述如下：

表2 因子結(jié)構(gòu)式及特征根

F1因子主要由Co，Cr，Ni，V，Cu，Ti，Zn等7個元素組成，其累積貢獻(xiàn)率為31.13%。F1因子代表的礦化信息最為豐富，其地質(zhì)意義十分重要。在戈氏分類中Ti，V，Cr，Co屬于親鐵元素；Cu，Zn，Ni為親硫元素。F1因子的7個元素在某些類型的巖石中還保持有一定的地球化學(xué)共生關(guān)系。分析可知，該組元素代表主要分布在測區(qū)北東方向的志留紀(jì)巴龍貢嘎爾組地層，并與原1∶20萬化探異常信息吻合度較高；同時，沿NW向斷裂，有零星的高值異常區(qū)塊，表明該構(gòu)造的多金屬礦化特征；再者，測區(qū)東南角紅鐵溝附近的鐵多金屬礦點(diǎn)，受構(gòu)造控礦明顯，為典型的低緩異常帶，顯示了淺紅—紅的梯度變化。

F2因子為Be-Sn-F-W(Bi)組合，其累積貢獻(xiàn)率為19.29%。該元素組在戈氏分類中W，F(xiàn)為親石元素；Sn，Mo為親鐵元素，其基本上反映了該區(qū)域內(nèi)的主要中酸性巖體分布，具有與巖漿熱液有關(guān)的元素組合，也不排除獨(dú)立成礦的可能；同時，在圖幅東部的地層中高值點(diǎn)分布較多，從因子得分圖上看出，F(xiàn)2得分對應(yīng)的區(qū)域較為典型，地球化學(xué)場界面明顯，存在藍(lán)—黃—紅的急變區(qū)，西北部高背景區(qū)為花崗巖分布區(qū)，其余為地層分布區(qū)。其地質(zhì)反映為該區(qū)二長巖與地層存在NE—SW向弧線式界線，表明二長巖分布區(qū)應(yīng)比地質(zhì)圖對應(yīng)巖體范圍大，這與筆者在塔塔楞河沿岸發(fā)現(xiàn)過環(huán)斑花崗巖相印證。

圖2 綠草山地區(qū)化探數(shù)據(jù)因子得分地球化學(xué)圖Q—第四系；N—上新世砂礫巖；E—漸新世泥沙巖；K—白堊紀(jì)砂礫巖、灰?guī)r；J—侏羅紀(jì)砂巖；T—三疊紀(jì)砂礫巖、粉砂巖；P—二疊紀(jì)砂巖、板巖、灰?guī)r；C—石炭紀(jì)變砂巖、千枚巖、變礫巖等；S—志留紀(jì)板巖、千枚巖；O—奧陶紀(jì)灰?guī)r、砂礫巖；∈+O—寒武奧陶紀(jì)砂巖、灰?guī)r；Pt1—古元古代達(dá)肯達(dá)坂巖群；NhZ—南華紀(jì)—震旦紀(jì)變質(zhì)巖群；ηγT3—加里東晚期二長巖；ηγT3—印支期二長巖

F3因子為La-Y元素組合，為具有指示意義的稀土組，其累積貢獻(xiàn)率為7.23%。La，Y為親鐵元素，一般不形成硫化物，就其表生特性來看，稀土元素易被粘土礦物吸附[5]，這反映了大面積的新近紀(jì)泥巖、粉砂巖等所在的地層區(qū)域，即測區(qū)的中部；再者，巖漿作用中，稀土元素一般與酸性—堿性巖活動相關(guān)，多趨于晚期、期后呈副礦物的方式出現(xiàn)，對花崗巖的階段劃分有一定指示意義，比如，測區(qū)北東部團(tuán)塊狀黃—紅色異常區(qū)反映的可能是印支期花崗巖，而測區(qū)中北部藍(lán)—黃相對低值區(qū)反映的可能是加里東晚期花崗巖。

F7因子由Au單元素組成，其累積貢獻(xiàn)率為4.17%。Au在戈氏分類中屬于親鐵元素。從測區(qū)Au元素得分圖上看，得分高值區(qū)主要分布于達(dá)肯達(dá)坂巖群和志留紀(jì)地層；達(dá)肯達(dá)坂巖群呈條帶狀分布于測區(qū)綠草山幅及大頭羊煤礦幅，其展布特征受構(gòu)造控制明顯，而志留紀(jì)地層主要以巴龍貢嘎爾組為主，結(jié)合該次水系工作中取得的成果，該地層為一套親硫、親鐵元素的高背景區(qū)，加之該區(qū)處于近EW向與NW向構(gòu)造交會部，具備金成礦的地質(zhì)條件；局部高值點(diǎn)在震旦紀(jì)—南華紀(jì)構(gòu)造線附近呈串珠狀分布。該因子揭示了工作區(qū)可能的金礦化信息及找礦方向。

4 結(jié)語

(1)不同地質(zhì)體中一定的元素組合必然反映了特定的地球化學(xué)信息，因子得分圖是元素組淺表地球化學(xué)場的一種反映，因子分析在化探元素組合分類中具有現(xiàn)實(shí)意義。

(2)貢獻(xiàn)較大的主要因子(對地質(zhì)體、構(gòu)造和反映礦化信息的因子)等值線圖所反映的地質(zhì)信息表明，面積性高、中、低值區(qū)可能是不同巖體、地層的反映，高低異常突變區(qū)域可能是不同性質(zhì)地球化學(xué)場界面或者構(gòu)造線的反映。

(3)各主要因子元素組與地質(zhì)概況的綜合對比表明，對于青藏高原的特殊地球化學(xué)景觀，局部低緩異常區(qū)也應(yīng)在化探異常查證工作中引起重視，其往往代表了隱伏礦(化)體或者地球化學(xué)惰性元素。

參考文獻(xiàn)：

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