EDA異常下限分析在二段井地球化學找礦中的應用

高正海 史梁 王子赫

摘要：地球化學異常下限的確定對圈定地球化學異常至關重要。筆者采用二段井地區1∶1萬土壤地球化學數據，通過對比分析研究EDA異常下限確定方法與85%累計頻率法，EDA異常下限方法比較符合客觀實際，與地質背景吻合好，通過對HT4號綜合異常進行異常查證，發現了1條金鉛多金屬礦體，且異常與礦體產出位置相吻合，化探異常在二段井找金鉛多金屬礦工作中具有較好的指示意義。

關鍵詞：地球化學特征；異常下限；EDA；肅北縣；甘肅省

地球化學異常下限的確定是地球化學勘查的一個基本問題。EDA即探索性數據分析，屬穩健統計學的范疇，對數據的分析不建立在數據是否服從正態分布的基礎上，EDA技術的圖示方式，能夠一目了然地看出來數據的分布情況，使數據更容易、更客觀地被利用[1]。本文利用箱線圖進行元素異常下限與85%累計頻率法計算的異常下限進行對比研究，通過合理比較確定適合研究區的異常下限。

1.區域地質特征

研究區大地構造位置上屬塔里木板塊和哈薩克斯坦板塊結合部，被視為天山復雜弧盆系的東延部分，位于北山造山帶南帶，即黑山—咸泉子深大斷裂（縫合帶）以南，柳園—大奇山深大斷裂以北的紅柳園—音凹峽地體。區域構造線總體展布方向為近北西西向，該區經歷了多期次的構造運動和巖漿熱液活動，火山—沉積建造發育，成礦條件良好，在成礦區劃上屬于拾金坡—金場溝金、銅、鐵和鉛鋅、銀、稀有金屬成礦帶[1，2]。

區域內地層為前長城系敦煌群（AnChD）、奧陶系錫林柯博組（Oxl）、二疊系方山口組（Pf）、三疊系珊瑚井組（TS）、侏羅系水西溝組（Js）以及新近系、第四系地層。區域內構造行跡復雜，區內的斷裂構造發育良好，以強烈擠壓、走滑兼韌性剪切為特征，并對區內侵入巖的分布、成礦物質的活化、遷移和富集成礦均有十分重要的控制作用，受柳園—大奇山斷裂影響，發育數量眾多的次級張性和扭性斷裂，走向主要為近東西向、北西向和北東向；區內巖漿活動頻繁，從加里東期到印支期皆有分布，巖性以中酸性為主[3]。研究區屬于北山造山帶南帶，北山南帶是我國西北重要的多金屬成礦帶。區域內已發現的礦床有紅山井南金鎢鉬礦床、金場溝金鉬多金屬礦床等，礦床類型以巖漿熱液礦床為主[2]。

2.研究區地質特征

研究區內出露主要地層為奧陶系錫林柯博組（Oxl）、二疊系方山口組（Pf）、新近系苦泉組（NK）及第四系。區內受柳園—大奇山斷裂影響，斷裂構造多發育。研究區中部發育多組近北西向斷裂，為張扭性斷裂，圍巖為黑云花崗巖和英云閃長巖，斷裂破碎帶內巖石破碎，蝕變主要為褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等。區內巖漿巖較為發育，大面積出露黑云花崗巖和英云閃長巖，以中酸性巖為主[3]。

3. EDA異常下限計算

本次數據處理采用EDA（ Expolrer Data Analysis）分析技術。EDA技術不需要檢驗數據的分布形式，對于不服從正態或對數正態分布的數據進行處理時，具有一定的優勢[4]。EDA方法能消除個別極值點對算術平均值和標準離差帶來的重大影響，異常值的標準以四分位數和四分位距為基礎，可以容許零星的極值存在。EDA方法的五個特征數據為：最小值（Min）、下四分位數（Q1）、中位數（m）、上四分位數（Q3）、最大值（Max）（見圖1）[5]。

為了確定這五個參數，首先要對數據進行排序（從大到小或從小到大）；然后取中位數（m）。通過中位數排序之后，分成從最小值至中位數與中位數至最大值兩部人分，分別對這兩部分取中位數得到下四分位數（Q1）和上四分位數（Q3）。四分位數已確定，EDA方法通過大于Q3+1.5Sh確定異常下限。通過計算內散度：hs=Q3-Q1；異常下限：Fu=Q3+ 1.5Sh；極端異常下限：Wu=Q3+3Sh；異常上限： Fl=Q1-1.5Sh；極端異常上限：Wl=Q1-3Sh[5]。

利用箱線圖數據可以顯示出集中、分散或者是否對稱分布。中位數的位置決定了數據是正態分布或者是正偏分布，位于中間為正態，位于下部是正偏。數據對比分析時處于同一量綱下，通過箱體的大小可以看出來數據的集中或分散程度。從圖1可以清楚地看到地球化學異常評價中的異常下限和異常上限的值及其位置[5]。

數據：甘肅省肅北縣二段井地區1∶1萬土壤地球化學測量數據，有11個樣品測試元素，主要為Au、Ag、As、Sb、Bi、W、Mo、Cu、Pb、Zn、Hg等。研究區內主成礦元素為Au、Pb，筆者初步擬選取Au、Pb元素進行分析，各元素的箱線圖參數特征見表1，Au元素和Pb元素的箱線圖見圖2。

4.應用效果分析與討論

85%累計頻率法就是一個數值的頻率和比它的頻率高的數值頻率的總和。設x1

利用EDA中的箱線圖，對地球化學元素在全區的數據分布狀況進行分析，重在異常下限的提取和對比分析[5]。

對甘肅省肅北縣二段井地區Au、Pb元素運用EDA異常下限分析方法分析研究，所圈定的地球化學異常圖具有如下特征（表2和圖3）：

（1）異常面積小，具有明顯的濃集中心。

（2）所圈異常形態比較規整，區域分布趨勢受到地質背景的一定控制。

（3）異常區域與含礦構造具有明顯的良好的指示相關性。

（4）EDA異常方法確定的異常下限，消除低緩異常的干擾，有利于異常查證。

HT4綜合異常位于研究區中南部，呈不規則帶狀，異常區面積約0.39km2。異常區地勢平坦，植被不發育，交通較為便利。異常展布于黑云花崗巖巖體內。在中南部發育4條北西向斷裂橫穿異常區，成礦條件較好。該異常元素組合復雜，元素種類全，主要異常元素為Au、Mo、W、Pb、Bi、Hg異常，少量Ag、Cu、Zn、As、Sb異常（圖4），綜合異常呈不規則展布，異常長軸方向為北西向。其中Au元素規模大套合好，Au、Mo、W、Pb、Bi、Hg元素具外、中、內三級濃度分帶，Sb元素具外、中二級濃度分帶（表3），有清晰的濃集中心。Au異常面積約0.0853km2，Au元素峰值191×10- 9、平均值18.73×10-6；Pb元素峰值494.6×10-6、平均值219.04×10-6；Mo元素峰值10.21×10-6、平均值3.66×10-6。確定Au、Pb為該異常的主成礦元素，Mo、W、Bi、Hg為特征組合元素。伴生組份為Ag、Cu、Zn、As、Sb。

該綜合異常元素組合多，規模大，Au、Pb異常強度較高、變異顯著、濃集中心突出，Mo、W、Hg異常套合較好，成礦地質條件有利。

5.工程驗證

根據化探異常特征，結合區內地層、構造、巖漿巖等條件，對HT4號綜合異常進行了異常查證。依據金鉛元素異常的形態針對F8破碎蝕變帶進行探槽揭露，該蝕變帶寬2m～5m，蝕變主要為硅化，褐鐵礦化，高嶺土化等。該蝕變帶內圈出1條金鉛礦體（AuPb1）。其中，AuPb1金鉛化體，由TC14-2、TC20-1、BT1三條槽探工程控制，長約200m，寬1.3m～2.5m不等，Au品位1.90-21.74×10- 6，平均品位為13.08×10-6；Pb品位1.29%-8.82%，平均品位為5.62%。

6.結論

（1）采用EDA技術確定異常下限，所圈定的異常面積小，具有明顯的濃集中心。對比85%累計頻率法，EDA異常下限分析方法所圈異常形態比較規整，區域分布趨勢受到地質背景的一定控制。異常區域與含礦構造具有明顯的良好的指示相關性。消除低緩異常的干擾，有利于異常查證。

（2）通過對HT4號綜合異常進行異常查證，F8破碎蝕變帶內新發現了1條金鉛多金屬礦體，且異常與礦體產出位置相吻合，說明化探異常在二段井找金鉛多金屬礦工作中具有較好的指示意義。

參考文獻：

[1]甘肅省地質礦產局.甘肅省區域地質志[M].北京：地質出版社， 1989， 1-520.

[2]張新虎，劉建宏，趙彥慶.甘肅省成礦區（帶）研究[J].甘肅地質， 2008， 17（2）： 1-8.

[3]高正海.甘肅省肅北縣二段井鉛多金屬礦地質特征及找礦標志淺析[J].甘肅科技， 2019， 10. 35（20）：81-83.

[4]史長義.勘查數據分析（EDA）技術的應用[J].地質與勘探， 1993， 29（11）： 52-58.

[5]陳健. EDA異常下限分析在地質找礦中的應用[J].礦產勘查， 2019， 8. 10（8）：1961-1964.

[6]陳健，李正棟，鐘皓，武明貴.多種地球化學異常下限確定方法的對比研究[J].地質調查與研究， 2014， 37（03）： 187-192.