礦業(yè)職稱論文銅礦地球化學(xué)特征及成礦分析

　　摘 要：通過在新疆準(zhǔn)東紙房東地區(qū)開展的1：5萬巖屑測量工作，對干旱荒漠景觀的準(zhǔn)東紙房東地區(qū)地球化學(xué)條件進(jìn)行了分析。對圈定的綜合異常運(yùn)用聚類分析與因子分析，結(jié)合野外查證，新發(fā)現(xiàn)與成礦有關(guān)的紅石灘巖體及其銅礦點(diǎn)1處。確定了成礦有利地質(zhì)體，為地球化學(xué)勘查提供了找礦方向。

　　關(guān)鍵詞：聚類分析,因子分析,紅石灘,地球化學(xué),成礦分析

　　一、1:5萬巖屑測量概述

　　該區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地東北緣紙房東一帶。屬殘山丘陵區(qū)。本區(qū)屬典型大陸性干旱氣候，冬季寒冷，夏季炎熱，年平均降雨量約30 mm，而年蒸發(fā)量達(dá)1800～4000 mm，在強(qiáng)烈的蒸發(fā)蒸騰作用下，在土壤層中形成厚度10～40 cm 的膏鹽層，成為常規(guī)地球化學(xué)勘查中難以逾越的堿性地球化學(xué)障;同時(shí)經(jīng)常有5～8級以上的大風(fēng)，造成風(fēng)成沙、風(fēng)成黃土。上述特征表明該區(qū)屬于典型的干旱荒漠區(qū)，在上述景觀條件下出露銅礦體地表孔雀石化極不發(fā)育[1-2]。依據(jù)1∶20萬化探通過對干旱荒漠景觀區(qū)方法技術(shù)試驗(yàn)成果的研究認(rèn)為，在紙房東地區(qū)化探巖屑掃面最佳采樣粒級為-5-+20目，此粒級各元素具有明顯的代表性，并能很好的排除風(fēng)成砂、風(fēng)成黃土的干擾。新疆準(zhǔn)東紙房東項(xiàng)目采樣粒級為-4-+20目混合粒級。其中第四系為1個(gè)樣/4 km2 組合分析;一般工作區(qū)域8個(gè)樣/km2 ，重點(diǎn)區(qū)域12個(gè)樣/km2 組合分析(每個(gè)樣由3～7點(diǎn)組成，每點(diǎn)距離30m～50m)。

　　二、地質(zhì)礦產(chǎn)概況

　　區(qū)內(nèi)主要出露下石炭統(tǒng)條山群 (C1T)陸源碎屑巖和下—中泥盆統(tǒng)大長溝群(D1-2D)中基性火山碎屑巖與陸源碎屑巖。早石炭世條山群(C1T)巖性為青灰色、黃綠色、灰綠色凝灰質(zhì)砂巖、細(xì)砂巖、灰白色長石巖屑砂巖、灰黑色泥粉砂巖夾含礫砂巖、鈣質(zhì)砂巖、薄層狀白云質(zhì)灰?guī)r，夾少量安山巖及含角礫凝灰?guī)r，產(chǎn)化石。泥盆紀(jì)大長溝群(D1-2D)：灰綠色凝灰質(zhì)砂巖、長石巖屑砂巖夾砂礫巖、含礫砂巖及灰綠色粉砂質(zhì)沉凝灰?guī)r，常夾有灰綠色角礫凝灰?guī)r，含基性火山巖。下—中泥盆統(tǒng)大長溝群表現(xiàn)為向北東變新的單斜構(gòu)造，而下石炭統(tǒng)條山群則表現(xiàn)為向斜，軸部呈北西向展布。橫貫于異常區(qū)中部，局部被巖體破壞[3](圖1)。

　　侵入巖有早泥盆世紅石灘巖體(δοπD1HTS)石英閃長斑巖及早石炭世紅土巖體(γοπC2HT)花崗細(xì)晶巖、花崗閃長巖;巖脈主要為石英閃長巖巖脈、閃長玢巖巖脈。

　　巖體與礦化密切相關(guān)，礦化體產(chǎn)于下—中泥盆統(tǒng)大長溝群(D1-2D)與早泥盆世紅石灘巖體(δοπD1HTS)石英閃長斑巖的外接觸硅化蝕變帶中。以0.20%為邊界品位圈定銅礦(化)體，圈定銅礦化體16條。銅礦長約200 m，最大寬8 m，銅平均品位0.52% ;礦石金屬礦物以黃銅礦、輝銅礦、黃鐵礦為主，次為銅藍(lán)、孔雀石化。礦石構(gòu)造為浸染狀。

　　三、地球化學(xué)異常特征

　　1.巖石地球化學(xué)特征

　　表1反映早泥盆系紅石灘單元中富含Cu、Au、Ag、Mo、Zn、Co、Cr元素，Cu、Au變化系數(shù)最大，Ag、Mo、Zn、Co、Cr變化系數(shù)小;中—下泥盆統(tǒng)大長溝群(D1-2D)Cu含量較高，且變化系數(shù)較大;下石炭統(tǒng)條山群 (C1T)與早石炭世紅土巖體(γοπC2HT)巖體無明顯富集的微量元素。礦石中Cu、Ag、Au富集程度最高，較正常背景高20倍以上;Cr、Ni、Zn、W、Pb、As、Sb、Bi與圍巖無明顯的變化。而斑巖銅礦相關(guān)的富集元素組合為Cu、Ag、Au、Mo、 Cr、Ni、Co、Zn、W 、Pb，而與基性巖有關(guān)的元素組合為Cu、Cr、Ni、Co、Au[2]。

　　2.地球化學(xué)異常特征

　　異常元素組合多樣，該異常以Au、Cu、Mo為主，伴有As、W、Zn、Ni、Co、Cr元素，綜合異常面積約17.42km2。異常面積大，特別是Cu異常面積大，強(qiáng)度高、規(guī)模大，濃集中心明顯，且Au、Cu二元素均具三級濃度分帶，顯示了“高、大、全”礦致異常。Au元素外圍為Cu元素， Cu 、Au元素標(biāo)準(zhǔn)離差較大，峰值較高，Au最大值為59.10×10-9，Cu元素最大值為752.25×10-6。

　　四、多元統(tǒng)計(jì)

　　近年來，基于中國地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查項(xiàng)目在全國范圍的實(shí)施，在中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心大力推進(jìn)倡導(dǎo)下，數(shù)字調(diào)查技術(shù)日益完善與成熟。在這種背景下，采用數(shù)字地質(zhì)調(diào)查2.0版數(shù)字填圖系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)處理多元統(tǒng)計(jì)中的聚類分析與因子分析對紅石灘銅礦進(jìn)行研究與分析。

　　1.聚類分析

　　于紅石灘銅礦異常區(qū)及周邊提取了14種元素的850件樣品分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了R型聚類，結(jié)果表明，在譜系圖上當(dāng)取0.5的相似水平時(shí)，可分為以下四個(gè)元素簇。

　　①Cu、Mo、Au、Sn、Bi、W簇，高-中溫礦化引起的異常元素組合均有出現(xiàn)。顯示Cu、Au與中酸性花崗巖漿活動有關(guān)，并伴有Mo礦化。該簇元素類又可再進(jìn)一步劃分，即當(dāng)取0.55的相似水平時(shí)，可以分為Cu、Au、Mo簇及W、Sn、Bi簇。其中Cu、Au礦化主要與中酸性巖漿熱液活動有關(guān)，并伴隨有Mo礦化;而W、Sn、Bi異常主要受酸性巖漿熱液活動的影響，有兩期礦化疊加的地球化學(xué)特征;

　　②Ag、Pb、Sb、As簇，該簇元素從中溫～低溫礦化引起的元素組合均有出現(xiàn)。該簇元素自中溫—低溫均有，表明硫化物礦化體尚處于淺剝蝕狀態(tài)，顯示了Ag與構(gòu)造熱液后期礦熱液活動有關(guān)，并伴隨有Mo礦化;而W、Sn、Bi異常主要受酸性巖漿熱液活動的影響，有兩期礦化疊加的地球化學(xué)特征;顯示了Ag與構(gòu)造熱液后期礦化有關(guān);

　　③Cr、Ni、Co簇，顯示Cr、Ni、Co異常與中基性火山碎屑巖及火山熔巖有關(guān);

　　④單Zn簇，表明可能存有一期單Zn的礦化熱液活動。

　　2.因子分析

　　從正交旋轉(zhuǎn)因子矩陣表(表2)中可以看出：F1+F2+F3+F4+F5累積方差貢獻(xiàn)的百分率已達(dá)75.008%，即前五個(gè)主礦化因子已包含了異常區(qū)內(nèi)絕大部分礦化信息，可供解釋使用。

　　F1礦化因子為Cr、Ni、Co，伴有Cu與中基性火山碎屑巖及火山熔巖有關(guān)的礦化因子;

　　F2礦化因子為Cu、Au、Mo、Zn、Sn、As、Sb，伴有Ag與低溫-高溫?zé)嵋河嘘P(guān)的礦化因子;

　　F3礦化因子為Au、W、As、Sb為與高溫?zé)嵋杭暗蜏責(zé)嵋汗泊娴牡V化因子，前緣元素As、Sb異常發(fā)育，顯示區(qū)內(nèi)硫化物礦體可能尚處于淺剝蝕狀態(tài);

　　F4礦化因子為Au、Ag、Pb、As與低溫構(gòu)造熱液有關(guān)的礦化因子;

　　F5礦化因子為Cr、Ni，伴有Sb、Bi與中基性火山碎屑巖及火山熔巖有關(guān)的礦化因子;

　　與聚類分析結(jié)果相似。

　　F1顯示了Cu礦化與中基性火山碎屑巖及火山熔巖有關(guān)的地球化學(xué)特征。F1主成礦因子占有29.335%的礦化信息份額，因此Cu礦化是該異常的主體礦化;F2礦化因子占有18.953%的信息份額，也是該異常中的一個(gè)重要礦化因子，該因子顯示了區(qū)內(nèi)有一期與酸-中酸性巖漿及構(gòu)造有關(guān)的礦化熱液活動，Cu、Mo、Au、Ag多金屬礦化是該異常的主體礦化;F3礦化因子占有10.577%的信息份額，該因子顯示了區(qū)內(nèi)有一期與酸性巖漿及構(gòu)造有關(guān)的礦化熱液活動，Au礦化是該異常的主體礦化。F4礦化因子所占信息份額較少，不是區(qū)內(nèi)主要礦化。F5礦化因子占有7.183%的信息份額，該因子顯示了區(qū)內(nèi)有一期與構(gòu)造有關(guān)的礦化熱液活動，Au、Ag多金屬礦化是該異常的主體礦化，而As異常是其找礦的指示標(biāo)志。綜上所述，HY-4號異常是由中基性火山碎屑巖及火山熔巖、中酸性巖體熱液礦化和后期酸性巖體再次侵入帶來的熱液礦化及構(gòu)造熱液引起，該異常最顯著的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、規(guī)模大，濃集中心明顯，且Au、Cu二元素均具三級濃度分帶，顯示了“高、大、全”礦致異常，且與石英閃長斑巖巖體形態(tài)基本吻合，凸顯了該異常具有尋找與中酸性巖體有關(guān)的Cu、Mo、Au、Ag礦床及與中基性火山碎屑巖及火山熔巖有關(guān)的Cu礦床的地球化學(xué)信息[4]。

　　五、結(jié)論

　　1.1:5萬巖屑測量是干旱荒漠景觀最直接、最快速的找礦方法,是進(jìn)一步定性、定位預(yù)測礦區(qū)、礦床的主要環(huán)節(jié)。在找銅多金屬礦尤其有用。

　　2.通過聚類分析與因子分析總結(jié)出，Cu、Cr、Ni、Co為主要元素組合的高背景和異常區(qū)一般反映了與基性巖漿活動和成礦作用有關(guān);以Cu為主、伴有Ag、Au、Mo、 Pb、Cr、Ni、Co、Zn元素組合的高背景和異常區(qū)與中酸性巖漿活動與斑巖型銅礦成礦作用有關(guān)。

　　3.在地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理中，采用聚類分析與因子分析，結(jié)合地質(zhì)背景，可初步預(yù)測成礦地質(zhì)體，為異常劃分、解釋與評價(jià)提供依據(jù), 可作為找礦過程中參考的一種輔助信息。

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