基于Sufer軟件的安徽巢湖馬家凹地區土壤化探測量的數據處理方法

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(1.東華理工大學，江西南昌330013； 2.安徽省地質實驗研究所，安徽合肥230001； 3.安徽理工大學，安徽淮南232001； 4.成都理工大學，四川成都610059)

基于Sufer軟件的安徽巢湖馬家凹地區土壤化探測量的數據處理方法

王西榮1，2，李紹俠3，趙赳1，吳偉4，鄒德偉2

(1.東華理工大學，江西南昌330013； 2.安徽省地質實驗研究所，安徽合肥230001； 3.安徽理工大學，安徽淮南232001； 4.成都理工大學，四川成都610059)

通過各項地質工作，完成面積約7.47 km2的土壤化探測量，采集樣品1 353個，根據統計分析結果，確定了區內Au元素與Cu、Pb、Zn及Ag的關系較之Co、Ni密切，反映了區內金的成礦與老地層有一定的成因聯系。通過異常等級的確定，圈定金化探異常9個。并利用地球化學塊體方法對區內金的資源潛力進行了評估。初步認為區內金在構造、地層有利地段是最佳的最找礦地段。

Sufer軟件；土壤化探測量；成因聯系；異常等級；金化探異常；金的資源潛力；安徽巢湖

安徽省巢湖市馬家凹金礦普查工作于2012年底開始，目的是根據設計確定的目的任務，開展面積性土壤測量，圈定異常。重點關注構造蝕變巖型和石英脈型金礦，對普查區找礦潛力作出評價，提出進一步找礦工作靶區。

1 礦區地質

馬家凹金礦在區域上處于郯廬斷裂帶內，隸屬于張八嶺構造成礦帶。區域成礦帶內的地層屬于巢湖—肥東晚太古—早元古代變質巖系；斷裂構造主要表現為韌性剪切帶，呈NE向展布，呈中深層次變形表現為面理和各類糜棱巖等；巖漿巖分布在郯廬斷裂帶內及其東側，總體呈NNE展布，巖性為一套深成鈣堿系列巖石，受韌性剪切帶的變形改造，巖石具片麻狀構造。

1.1 地層

桴槎山巖組(Ar2Pt1f)：主要巖性為二長片麻巖。下部為一套較單調均勻的灰黃色中厚層狀細粒二長片麻巖夾深灰色角閃黑云斜長片麻巖；上部為灰黃色中—薄層狀細粒二長片麻巖，夾大量的、縱向變化較大的斜長角閃巖、角閃黑云斜長片麻巖，局部呈互層狀，形成黑白條帶狀構造。

大橫山巖組下段(Ar2Pt1d1)：分布于礦區中部，呈NNE向條帶狀展布，橫貫整個查區，主要巖性為角閃巖、二長斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖。普查區出露面積約1 km2(圖1)。

圖1 安徽省巢湖市馬家凹地區地質圖(附工程分布)

大橫山巖組中段(Ar2Pt1d2)：分布于礦區中部，呈NNE向條帶狀展布，橫貫整個普查區，主要巖性為二長斜長片麻巖、白云斜長片麻巖，夾磁鐵石英巖。普查區出露面積約2.22 km2。

大橫山巖組上段(Ar2Pt1d3)：分布于礦區東部，呈NNE向條帶狀展布，和礦體的走向方向一致。主要巖性為含磁鐵礦斜長角閃巖，普查區出露面積約0.58 km2。

大橫山巖組原巖應為一套火山-碎屑巖建造，由下而上砂質組分遞減，泥質組分增高，局部硅質、鐵質富集，并伴隨有火山活動，屬淺海沉積環境。大橫山巖組經歷了強烈的構造變形，構造條帶發育。片間剪切褶皺、無根鉤狀褶皺、不規則流變褶曲及補丁構造、礦物拉伸線理常見；巖石中多期脈體活動、石英巖脈發育，尤以NNE向鉀質交代作用發育。

1.2 構造

早期褶皺構造由于變形強烈已無法識別，普查區位于印支期褶皺大康集復背斜的南東翼，地層向南東緩傾斜。

主要韌性剪切帶為清水澗剪切帶，該帶屬于郯廬斷裂帶的組成部分，由不同強弱變形帶相間排布組成，呈NE向展布，表現為面理、線理、褶皺和糜棱巖。

脆性斷裂為NNE向和NW向2組發育，影響到第三系以前的地質體。

1.3 巖漿巖

巖漿巖以中晚元古代變質變形侵入巖為主，可分為：山王片麻巖(Shgn)，石英閃長質，侵入于中深變質巖中，巖石具片麻狀構造。廟山片麻巖(Mgn)，花崗閃長質，NNE向展布，侵入于中深變質巖中，巖石具片麻狀構造。卸甲山片麻巖(Xgn)，二長石花崗質，侵入于中深變質巖中，巖石具片麻狀構造。

2 化探樣品的采集工作

運用Sufer軟件處理數據前，需要做一系列準備工作，包括數據的采集及數據的預處理等。

本次土壤化探測量面積為7.47 km2，網度為100 m×40 m。共采集了1 353個樣品。

2.1 土壤化探采樣及分析情況簡介

在距地表20～50 cm深處的B層(淋積層)或C層(母質層)中采樣。 地球化學普查樣品中分析元素的選擇以1∶20萬區域化探中有異常反映的元素和測區內已知礦化元素及少數有意義的伴生元素為依據。選擇的元素有Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Ag、Sn、Au共8種元素。土壤化探測量選用等離子體質譜儀、X射線衍射儀、發射光譜儀等方法進行測試。化探測量元素的分析方法、檢出限要求、報出率等均執行和達到行業標準(DZ/T 0011—1991)(表1)。

表1數據說明所用分析方法完全滿足測區的化探要求。

2.2 準確度與精密度的確定

表1 11種元素分析測定質量驗檢表

注：質量分數單位：Au、Ag為ng/g，其他元素為μg/g

由表2比對精密度與準確度的檢出限要求，可知各測試項目均滿足要求。

3 數據的檢查整理

化探數據的檢查整理是進行數據統計分析的前提。數據處理工作根據實驗室提供的樣品分析數據，首先進行數據檢查，確保數據中不出現寫錯、漏、負數、#字符等；檢查坐標和樣品數據的對應關系，擬編測量點位圖件。

3.1 數據的統計分析3.1.1 特高值處理 采用數據的移動加權平均計算，根據計算結果計算出原始數據與該組數據差值的隨機離差值，用大于等于6Dδ確定數據的特高值點，用移動加權平均數進行替代，移動加權平均值采用公式Xi=(2x2+x1+x3)/4計算求得(羅先熔等，2007)。

表2 測試項目準確度與精密度計算表

注：質量分數單位：Au、Ag為ng/g，其他元素為μg/g

3.1.2 數據的對數化 由于化探測量的元素在地殼中多呈微量分布，數據一般服從對數正態分布，在進行化探數據處理前，均要將數據對數化再進行數據的處理與分析。

3.1.3 正態分布檢驗 根據微量元素在地層中的分布具有對數值服從正態分布的特性，首先將處理好的原始數據進行對數取值，采用lnx轉換成對數值，然后進行統計，用±3δ檢查異常值點進行剔除(黃瑞，2005)，校驗數據是否服從正態分布檢驗。

(1) 定性檢驗：用直方圖和正態分布曲線圖更直觀，通過統計8種元素數據，對數據進行分組，統計分組頻數及頻率，作頻率分布直方圖和頻率分布函數的正態分布圖，以下僅給出Au元素直方圖和正態分曲線(圖2、圖3)。

圖2 Au元素頻率分布直方圖

圖3 Au元素正態分布圖

(2) 定量檢驗：檢驗數據是否服從正態分布可以參照2個參數，采用偏度(βs)和峰度(βk)數值進行定量化。一般來說，βs≤1、βk≤1時服從對數正態分布，βs≈0時，正態分布型式越好，βk≈1時，對稱性較好，且左右曲線切線方向的夾角為45°，斜率≈1。βk越大，反映曲線呈狹窄的尖峰狀。經統計分析，獲得的偏度和峰度數據如表3。

表3 元素正態分布偏度與峰度統計結果

注：質量分數單位：Au、Ag為ng/g，其他元素為μg/g

由表3可知，偏度βs≈0，峰度除個別元素，其余也較小，反映經過處理后的數據服從正態分布。

土壤地球化學異常下限與地球化學背景值的確定礦區以金礦普查為主，在普查過程中，針對礦區內可能存在的其他有用礦種應該進行評價，為此，進行了1∶1萬土壤化探測量，分析測試土壤中8種元素的質量分數，統計結果列于表4。

表4 土壤化探測量元素統計結果

注：質量分數單位：Au、Ag為ng/g,其他元素為μg/g

測區范圍小，背景值C0用平均值來代替，C0=xi，異常下限：T=C0+2S0(史長義，1995)。

4 聚類分析

確定元素之間的相關關系，用于作組合異常圖，評價元素與成礦的關系。R型聚類分析主要是求解各個元素之間的相關矩陣，然后依照F聚類原則進行聚類。其步聚如下。

4.1 對數數據的標準化

4.2 求相關矩陣

由于相關系數r是一個隨機變量，服從一定的概率分布，只有當r值大于某一置信界限的理論R值時，才能判定變量之間的相關關系的密切程度，所討論的變量之間的相關性存在一元與多元相關分析。可用F檢驗來判斷。

變量為一元相關關系時，采用公式：

(1)

多元相關檢驗采用公式(羅先熔等，2007)：

(2)

計算的F值越接近于1，說明變量之間的相關性越顯著，反之則不顯著。在F數據不確定的情況下，可在置信水平下(通常取a=0.05)，分別計算F與Fa(臨界值)，若F>Fa，則表示變量之間的關系密切，反之，則關系不密切。

上述統計計算過程均可以采用Excel計算功能進行計算(蘇秋克等，2004)，獲得如下相關系數及F檢驗矩陣(表5)。

表5 元素相關關系數據統計表

由表5中數據得知：一元相關分析中，Au與Ag的關系相對密切，多元相關分析結果則顯示出Cu與Pb、Zn的關系(F=1.275 4>Fa(0.05)=1.094 0)、Cu與Zn的關系(F=1.445 9>Fa(0.05)=1.094 0)較之Cu與Co、Ni的關系(F=0.593 0

圖4 馬家凹金礦普查元素譜系圖

由圖4可直觀看出元素的相關關系密切程度，它們是Cu-Pb-Zn，Cu-Co-Ni，Au-Cu、Co、Ni，Au-Ag共4組，與F模糊聚類分析所得出的結果一致。F模糊聚類原則，在無需證明關系矩陣的自反性、對稱性、傳遞性的前提下，可以依據直接聚類法或編網法，通過取不同的λ值得到不同水平下的分類。依λ=0.5，0.4，0.3，0.1值，獲得聚類結果有4對，分別是Cu-Pb-Zn，Cu-Co-Ni，Au-Cu、Co、Ni，Au-Ag。

4.3 一次回歸分析

回歸分析多用來求解2個以上變量之間的數理統計上的關系，所要的是檢驗所得到的回歸方程是否顯著。在輸入數據后，用Excel進行數據統計較為方便，操作步聚如下：工具—數據分析—回歸—確定。在回歸對話框選中，選擇相應的選項，然后按“確定”鍵。通過回歸分析，獲得Cu-Au，Ag-Au回歸關系(表6)。

表6 Au元素回歸分析結果

由表6獲得Cu-Au，Ag-Au的回歸方程如下：

yi=kxi+b=0.395 1xi+0.366 7

yi=kxi+b=0.147 5xi+0.620 8

(3)

式(3)中，yi為Au元素變量；xi為Cu、Ag元素變量。因此，利用式(3)，可以用Cu、Ag元素質量分數大致預測出區內Au元素的質量分數。

5 單元素化探和組合異常圖

根據上述統計分析結果，利用Sufer軟件將數據進行網格化處理后(趙容軍等，2004)，編制8張單元素化探異常分析圖。由聚類分析結果，將單元素異常圖疊合成組合異常圖，共計4張，以下僅以Au-Cu組合異常進行分析評價，通過Sufer軟件獲得組合異常圖(圖5)。

圖5 馬家凹地區金礦普查土壤化探測量Au、Cu元素組合異常圖

5.1 Sufer軟件工作步驟

Sufer軟件工作步驟如下：打開Sufer—點擊菜單項中網格—數據—打開文件(數據計算表格)—網格化數據(選擇列A、B、C也即所要求統計的數據)—網格方法(克立格法)—確定，網格化數據已經形成，文件名為*.grad。網格化數據生成后，即可制作化探異常圖件。同理，打開Sufer—點擊菜單項中的地圖—等值線圖—新建等值線圖—網格化數據—自動生成平面等值線圖—雙擊圖面—勾選所需要的選項(Map,Contour屬性項，常規項—勾選充填等值線和平滑等值線項；等級—根據成圖需要勾選；比例—根據比例尺進行選取，如成圖為1∶1萬，則選100，單位選擇厘米)—成圖。

5.2 土壤地球化學異常解釋與評價

利用Sufer軟件獲得的異常圖件如圖5(以Cu、Au為主)。

Au異常等級的劃分：根據異常范圍極大值與平均值計算結果，將Au異常分級情況列于表7。

表7 Au元素異常分級表

由表7確定的Au異常等級，將測區范圍內Au異常劃分為6個異常區，其中1級異常3個、二級異常各有5個，共計9個異常，編號分別為Zh-1、2、3、4、5、6、7、8、9。本次普查找礦以找金為主(結合綜合評價，綜合研究區內成礦元素地質特征，對其中7種元素也進行了取樣及調查)，從元素異常圖中，獲得的一級異常特征如表8。

Zh-1樣位于測區北部，主要分布于測線06、08線上。異常呈長條狀，近于直北走向，異常中心極大值為4.2 mg/t。該處地層主要為古太古代大橫山巖組第三含礦帶，大橫山巖組中段主要巖性為二長斜長片麻巖、白云斜長片麻巖、斜長角閃巖，夾磁鐵石英巖，其變質原巖為一套火山碎屑巖建造，巖石中見有多期次脈體活動。據相關資料研究，在太古代一套火山碎屑建造的巖石中，其普遍含金豐度值略高于巖石地殼中克拉克值，對金的成礦條件有利。太古代一套火山碎屑建造中主要地層巖性斜長片麻巖及斜長角閃巖類含金豐度及其他元素質量分數特征見表9。

表8 Au元素一級異常特征表

表9 斜長片麻巖及斜長角閃巖類Au豐度值及其他元素質量分數表

從表9中可看出，斜長片麻巖類和角閃巖類中Au的豐度值略高于克拉克值，另外，其他元素Co、Ni、W、Cu等微量元素也較高。Au與Cu、Ag的相關關系為0.395 1，Cu與Pb、Zn、Co、Ni的關系為0.494 0，0.565 6，間接地反映Au與Pb、Zn、Co、Ni的關系；組合異常圖也反映了Au與Cu之關系密切，主要表現在Au1、Au2、Au4與Cu異常套合較好，也說明了太古代斜長片麻巖與角閃巖類的變質原巖可能為變質的中基性火山碎屑巖類。

該異常所處的地質構造位置在清水澗韌性剪切帶中，該韌性剪切帶隸屬于郯廬斷裂帶的組成部分，由不同強弱變形帶相間排布而成。在韌性剪切帶中，由于受構造應力的作用，Au很容易發生活化遷移，至合適的部位有利于成礦。

在該異常WN方向，即04、06、08線上，有二級Au異常分布，異常編號Zh-5,該異常與Cu異常套合十分吻合，其所處的地質條件與Au元素異常Zh-1相同，成礦條件極為有利。

Zh-2,位于測區中部，主要分布于測線07、09線上。異常呈新月狀，走向與測區方向基本一致，異常中心極大值為4.9 mg/t。該處地層主要為古太古代大橫山巖組第三含礦帶大橫山巖組中段，主要巖性為二長斜長片麻巖、白云斜長片麻巖，夾磁鐵石英巖，其變質原巖為一套火山碎屑巖建造，巖石中見有多期次脈體活動。據相關資料研究，在太古代一套火山-碎屑建造的巖石中，其普遍含Au豐度值高于巖石地殼中克拉克值，對金的成礦條件有利，該異常有1處位置，Au異常與Cu異常套合較好。

Zh-3位于測區南部，主要分布于測線59線上。異常呈橢圓形，異常中心極大值為3.3 mg/t。該處地層主要為古太古代大橫山巖組第二含礦帶，與前述Au異常地質背景基本相似。根據所處的地質構造背景，Zh-3是值得進一步工作的靶區。

5.3 地球化學塊體對區內金潛力資源評價

6 結 論

(1) 根據統計分析結果，確定了區內Au元素與Cu、Pb、Zn及Ag的關系較之Co、Ni密切，而區域內主要出露的地層為桴槎山巖組和大橫山巖組。桴槎山巖組主要巖性為二長片麻巖、角閃黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖、角閃黑云斜長片麻巖等。大橫山巖組主要巖性為角閃巖、二長斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、二長斜長片麻巖、白云斜長片麻巖、斜長角閃巖、夾磁鐵石英巖、含磁鐵礦斜長角閃巖，其原巖應為一套中基性火山碎屑巖建造。

(2) 區域資料顯示，該地層含金普遍較高，且Cu、Co、Ni元素均較其他地層略顯高。反映了區內金的成礦與老地層有一定的成因聯系。

(3) 通過異常等級的確定，圈定Au化探異常9個，一級異常3個。利用地球化學塊體方法對區內金的資源潛力進行了評價，潛在的資源儲量約為183.4 kg。據此認為，區內金在構造、地層等有利地段是最佳的尋找地段。

DZ/T 0011—1991，1∶5萬地球化學普查規范[S]．

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On data processing method of soil geochemical survey in Majiaao of Chaohu in Anhui based on Sufer software

WANGXi-rong1,2,LIShao-xia3,ZHAOJiu1,WUWei4,ZOUDe-wei2

(1.East China Institute of Technology, 330013 Nanchang, China；2.Geological Experiment Institute of Anhui Province, Hefei 230001, China；3. Anhui University of Science and Technology, 232001 Huainan, Anhui, China; 4. Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China)

Majiaao soil geochemical survey project in Chaohu of Anhui Province was issued by Anhui Bureau of Geology and Mineral Resources. Through all sorts of geological work, an area of 7.47 km2survey was completed in the area, 1 353 samples were collected, and according to the results of statistical analysis, the authors determined the relationship between the gold and copper, including lead, zinc and silver elements is closely related with cobalt and nickel, it reflected a certain genetic relationship of gold and old strata in this region. Through ensuring the abnormal grade, there were nine gold geochemical anomalies have been delineated. The resource potential of gold was evaluated by used the geochemical block method in area. The authors thought that was the best locations for gold mineralization in favorable tectonic and strata sectors.

Sufer software; Soil geochemical survey; Genetic relationship; Anomaly grade; Gold geochemical exploration anomaly; Gold resource potential; Chaohu, Anhui

10.3969/j.issn.1674-3636.2014.04.644

2014-06-25；

：2014-07-14；編輯：陸李萍

安徽省地勘基金項目“安徽省巢湖市馬家凹金、金多金屬礦普查”(DK2012-2-24)

王西榮(1970— )，男，工程師，碩士研究生，長期從事區域地質、地質礦產勘查工作，E-mail：735511713@qq.com

0 引 言

P628+.1；P622+.3；P618.51

：A

：1674-3636(2014)04-0644-08