云南個舊陡巖地區地球化學特征及多金屬礦找礦方向

李國偉　周永恒

(云南錫業股份有限責任公司卡房分公司)

云南個舊地區是我國最重要的錫等多金屬礦床的賦存地，以SN向個舊斷裂為界該區可分為個舊東區和西區。傳統勘探手段雖然在該區前期地質勘探中發揮了重要作用，但在實踐中，勘探數據解譯大多依靠技術人員的專業知識以及工程經驗，主觀性較強，導致對礦體賦存狀態、品位特征的分析與實際存在一定的誤差[1-4]。為此，本研究分別采用相關性分析、聚類分析、因子分析等數理統計方法對云南個舊陡巖地區原生巖石的1∶10 000化探數據進行分析，確定成礦元素之間的組合關系，利用Sufer軟件對巖石樣品單個元素的品位數據進行處理，進一步分析單元素的異常特征及元素組合特征，并對該區多金屬礦的找礦方向進行討論。

1　區域成礦地質背景

研究區位于個舊西區西南角，總面積約33.3 km2。區內沉積巖地層發育，由老至新分別為中三疊統個舊組(T2g)、法郎組(T2f)、第三系(N)、第四系(Q)(圖1)。其中，個舊組在研究區內出露面積較大，本研究通過1∶10 000地質簡測，將個舊組地層按巖性劃分為個舊組水塘段(T2gst)、砂場段(T2gsc)、陡巖段(T2gD)以及冷墩段(T2gld)，水塘段巖性以灰巖為主，厚度為110～190 m；砂場段巖性以白云巖為主，厚度為300～490 m；陡巖段巖性主要為灰巖、泥質條帶灰巖、白云巖互層，底部有一層泥灰巖和粉砂巖，厚度為800～1 260 m；冷墩段巖性以肉紅色灰巖為主，厚度不詳。法郎組地層巖性主要為白云巖和灰巖互層，底部有一層粉砂巖；第三系巖性以礫巖為主；第四系以沖積、殘坡積物為主。研究區內主要發育NE向、NW向、EW向斷裂構造。區內圍巖蝕變以赤鐵礦化、褐鐵礦礦化、鐵錳礦化、鐵錳碳酸鹽化等為主，可以作為直接找礦標志。研究區內未見巖漿巖活動。區內礦產豐富，以錫為主，鉛、鋅、銅等皆有產出，礦床類型以層間氧化礦床為主。

2　研究區地球化學特征

2.1　單個元素地球化學特征

分析表1可知：研究區As、Bi、Cd、Pb、Sb、Sn的富集系數(K)均大于1，說明區內巖石中該類元素含量與地殼豐度相比，均發生了不同程度富集。其中，As、Bi、Sb、Sn的富集系數可達2以上，表明這4種元素富集更為強烈；Ba、Be、Co、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Sr、Zn的富集系數較小，表明該類元素富集程度較差。

研究區各元素含量頻數分布型式為近似對數正態分布，但均存在不同程度的偏離(圖2)，除Pb為雙峰外，其他元素均為單峰分布。就Sn而言，其含量頻數明顯向右高值區偏離，反映了該元素受后期不同地質作用疊加，經歷了不同的地球化學演化旋回(圖2(b))。

對研究區所有樣品的原始測試數據進行了特異值迭代剔除處理后，選用(X+3S)、(X-3S)作為閾值剔除離群值，對處理后的數據計算其變異系數Cv2。利用原始數據的變異系數Cv1和剔除特異值后數據的變異系數Cv2的比值Cv1/Cv2來分析各元素的相對離散程度。結合圖3分析可知：①Bi、Cd、Sn含量變化幅度較大，成礦可能性大，Bi、Cd 1/16濃幅分位以上的剔除數據較多，表明其高值點較多，但Sn在1/16濃幅分位以下的剔除數據有113個，占總剔除數的66%，表明其整體豐度偏低；②含量變化幅度中等的元素有As、Pb、Cu、Sb、Ba、Hg，且該類元素1/16濃幅分位以上的剔除數據較多，數據高值點居多，成礦可能性較大。

2.2　不同地質單元的元素含量特征

中三疊統法郎組和個舊組為個舊礦區最主要的賦礦層位。個舊東區已探明的礦體有90%分布于個舊組卡房段(與西區的陡巖段對應)，巖性主要為灰色—深灰色中厚層狀灰巖、灰質白云巖；西區礦(化)點有61%分布于個舊組地層，有39%分布于法郎組地層。由表2可知：①第三系地層出露面積較小，豐度值較高的元素有As、Sb；②法郎組地層中豐度值較高的元素有Ba、Be、Bi、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、Sb、Sn、W、Zn，其中，Sn、Cu、Bi、Ba、Sb離散程度較高，有富集成礦的可能；③個舊組水塘段地層中豐度值較高的元素有Ba、Co、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sn、Sr、W、Zn，其中，Sn、Cu、Hg、Ba離散程度較高，有富集成礦的可能；④個舊組砂場段地層中As、Cd、Hg、Pb、Sb、Sr、W豐度值較高，As、Cd、Hg、Pb、Sb離散程度高，有利于富集成礦；⑤個舊組陡巖段地層中As、Bi豐度值較高，Sn豐度接近研究區平均值。

2.3　元素組合特征

2.3.1相關性分析

相關性分析是采用相關系數這一指標來度量2個連續變量之間線性相關程度和相關方向的統計分析方法[5-6]。利用該方法，可通過研究元素之間相關系數的特征，了解元素之間關系的親疏程度，總結元素的組合特征，進而確定成礦物質基礎。對表1中18種元素進行了相關性分析，認為Sn僅與Mo成弱正相關(相關系數為0.21，可以作為間接找礦的指示元素)，與其他16種元素的相關性較差(表3)。

圖1　研究區地質特征

2.3.2聚類分析

通過對研究區巖石原生暈測量數據進行R型聚類分析[7-8]，來探索區內元素的親疏關系和共生組合關系。分析圖4可知，區內元素可以分為4類：①Co-Ni-Be-Mn-Ba-Cu，代表銅礦化信息，為區內相關性最佳的元素組合；②Pb-Zn-W-Hg-Cd-Sb-As，為親硫元素組合，反映了與中—低溫熱液作用有關的礦化信息，As遷移能力強，可以作為找礦前緣元素；③Bi-Mo-Sn，為中—高溫親酸性元素組合，Bi可以作為找礦前緣元素；④Sr，為碳酸鹽巖中的常見微量元素，與其他元素的相關性較差。

表1　研究區元素地球化學參數

圖2　元素含量頻數直方圖

圖3　元素變異系數分布

2.3.3因子分析

對研究區內地球化學數據進行了基于主成分變量的R型因子分析，以累積方差貢獻率68.21%為基準，提取了5個主因子，結果如表4所示。其中，F1因子(Cd、Hg、Pb、W、Zn)代表親硫元素的次生組合，反應中—低溫熱液型礦化信息；F2因子(Co、Cu、Mo)代表與銅有關的礦化次生組合；F3因子(Sn、Mo)、F5因子(Sn、Sr)代表與錫有關的礦化次生組合，反映Sn富集的多期性和多源性；F4因子(Bi、Sb)、Sb代表碳酸鹽巖中常見的微量元素。

分析表4可知：17種元素可以聚合成4個主因子，第1主因子主要包含的元素有Sn、Cu、Pb、Ni、Au、Zn、Cd、Co、Mn、Sb、W，主要為高—中溫熱液組合元素，具有親硫性質，與硫化物金屬礦相關；第2主因子主要包含的元素為Pb、Zn，主要反映的是鉛鋅礦化信息；第3主因子主要包含的元素有Ba、Be、Mn，反映了后天表生作用信息，主要形成氧化物；第4主因子主要包含的元素為Bi、Sn，方差貢獻率較小，數據包含的信息量較少。

2.4　地球化學異常特征

通過分析研究區內各單元素異常等值線，可知區內除Sr異常規模較小外，其他元素異常規模均較大，濃集中心明顯；異?？傮w分布于陡巖—水塘斷裂兩側、小寨和水塘地區，總體受NW向地層和構造控制明顯。研究區內元素異常特征可以總結為：①Cu、Co、Ni、Be、Ba和Mn，元素異常形態基本相似，高背景區主要位于法郎組地層，外、中、內帶濃度分帶明顯，在個舊組地層中異常規模普遍較小，異?？傮w呈NW向展布，受地層、構造控制；②Pb、Zn和W，元素異常形態基本相似，高背景區主要位于法郎組、個舊組水塘段地層，外、中、內帶濃度分帶明顯，異常總體呈NW向展布，受地層、構造控制；③As、Cd、Sb和Hg，元素異常形態基本相似，異常零星分布于整個研究區，異常規模較小[9-10]。

表2　不同地層單元元素含量變化特征

表3　微量元素相關分析結果

圖4　元素R型聚類譜系

3　找礦遠景區圈定

本研究通過野外實地調查，對區內的假異常進行了篩選和剔除，在確定主成礦元素的基礎上，結合元素地球化學特征，優選出2處找礦遠景區，分別為陡巖Sn、Cu異常區、小寨Sn、Pb異常區[11-13]。

(1)陡巖找礦遠景區。該遠景區出露的地層巖性主要為法郎組下段灰巖、泥質灰巖、白云巖和粉砂巖等，構造主要有NE向賈沙河、龍岔河斷裂和NW向陡巖—水塘斷裂。區內異常沿NW向展布，與法郎組下段、個舊組水塘段的斷裂不整合面和陡巖—水塘斷裂的延伸方向一致。該區以Sn、Cu為主成礦元素，伴生元素有Ba、Be，元素組合較為復雜，單元素異常均呈現不規則橢圓狀，套合性較好。Sn、Cu異常襯度高，規模大，其中，Sn異常峰值為293×10-6，異常面積約10.82 km2；Cu異常峰值為279×10-6，異常襯度為3.98，異常面積為10.99 km2。

表4　旋轉因子載荷矩陣[4]

(2)小寨找礦遠景區。該遠景區主要包含有Sn、Pb、Cd、Bi 4種單元素異常，主成礦元素為Sn、Pb，伴生元素為Cd、Bi。區內構造以NW向斷裂構造為主，出露地層的巖性主要為個舊組陡巖段灰巖、泥質條帶灰巖互層，地表見有褐鐵礦化、大理巖化等蝕變現象。Sn、Pb異常規模大、襯度高，其中Sn異常峰值為180×10-6，異常襯度為11.37，異常面積為6.02 km2；Pb異常峰值為601×10-6，異常襯度為4.96，異常面積為2.35 km2。小寨找礦遠景區西側分布有1個已知中型錫多金屬礦床，礦化帶沿NW向展布，礦體復雜多變，多為囊狀、透鏡狀、脈狀。小寨找礦遠景區與已知的陡巖錫礦床相距較近，且有多條NW向斷裂相連接，成礦地質條件優越，是下一步擴大找礦規模的重點靶區，建議開展相關工程驗證工作。

4　結　論

(1)通過對研究區各單個元素的化探數據進行分析，認為區內各元素含量頻數呈近似對數正態分布，Sn、Pb、Cu、Sb為區內的主成礦元素。

(2)采用數理統計方法對研究區內各元素的化探數據進行了相關性分析、聚類分析以及因子分析，認為Sn與其他16種元素的相關性較差，僅與Mo成弱正相關，相關系數為0.21，可以作為間接找礦指示元素；Co-Ni-Be-Mn-Ba-Cu組合代表了銅礦化信息，為區內相關性最好的元素組合；F1因子(Cd、Hg、Pb、W、Zn)代表親硫元素的次生組合，反映了中—低溫熱液型礦化信息。

(3)陡巖、小寨遠景區為研究區較有潛力的找礦工作區，建議進一步開展工程驗證工作，有望實現找礦突破。

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