加权特征分析在找矿靶区预测中的应用

时间：2022-01-27 历史故事版权反馈

【摘要】：4．2　加权特征分析在找矿靶区预测中的应用4．2．1　找矿预测方法选择与找矿靶区定性预测1．找矿预测方法选择找矿预测方法种类繁多，目前还没有找到普遍行之有效的统一方法，故应根据具体地质情况和预测对象、预测过程的不同阶段及研究程度等因素合理选择预测方法。本书对大水金矿找矿靶区预测采用加权特征分析，仅仅是一种尝试。

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4．2　加权特征分析在找矿靶区预测中的应用

4．2．1　找矿预测方法选择与找矿靶区定性预测

1．找矿预测方法选择

找矿预测方法种类繁多，目前还没有找到普遍行之有效的统一方法，故应根据具体地质情况和预测对象、预测过程的不同阶段及研究程度等因素合理选择预测方法。

（1）地质类比法

地质类比法是大水金矿区成矿预测方法体系的基本出发点。它包括单项地质分析方法、成矿模式预测方法及勘查模型预测方法等。其中单项地质分析方法，实质上是利用关键性的地质控矿因素进行不同级别与不同阶段的找矿预测。比如，在工作区区域找矿预测过程中，利用NWW向断裂构造、闪长岩体、金矿床“三位一体”成矿规律进行地质类比预测，利用NWW向构造带与NE向构造带交叉部位控制矿田的规律预测成矿远景地区；依据远景区闪长岩岩枝、岩株、岩脉的空间形态、产状及含矿性预测成矿有利地段。成矿模式预测法是单项地质分析方法的拓宽与发展，其关键在于成矿规律的研究与成矿可能性的分析，主要运用已知典型矿床、矿体成矿模式进行类比预测，它是工作区成矿预测的基本内容或有效内核。勘查模型预测方法又是成矿模式预测方法的进一步发展与补充，它将大量的找矿信息进行了采集与提取，扩大了信息量。进行综合信息类比，增加了预测的可靠性与有效性。

（2）综合信息找矿预测

运用地质、物化探综合信息进行找矿预测，具有较强的探索性。预测工作首先全面系统搜集已有的地质、物化探资料，进行成矿地质背景与矿床自身识别特征的研究。依据矿床成矿模式，着重于构造、闪长岩体、含矿有利地层与岩性、蚀变与矿体物化探异常的空间展布规律的深入研究。通过大水金矿成矿区成矿规律的分析与研究，特别是构造与闪长岩脉、金矿体“三位一体”构造控岩控矿容岩容矿的分析，筛选与确定最佳成矿控矿找矿综合标志预测信息，在此基础上进行找矿靶区的预测与优选。本次找矿预测研究工作表明，综合信息找矿预测方法对于深部隐伏矿床预测具有较强的优越性，提高了找矿预测的可信度。

（3）定量预测

定量预测是地质类比法和综合信息找矿预测方法的进一步深化，对找矿靶区进行量化，难度很大。本书对大水金矿找矿靶区预测采用加权特征分析，仅仅是一种尝试。

2．找矿靶区定性预测

（1）找矿标志

根据大水金矿床成矿规律与成矿模式的分析与研究，以及大量的野外地质调查，大水金矿找矿标志可概括为以下几个方面。

①区域北西西向构造岩浆成矿带标志

北西西向忠格大水构造岩浆成矿带，是区域西秦岭北西向玛曲南坪构造岩浆成矿带的西段，位于西秦岭西倾山复式背斜西部倾伏端和背斜轴“S”型转弯地带南缘，也是北西向玛曲南坪断裂构造岩浆带与北东向碌曲玛曲久治构造岩浆带交叉复合部位，构造、岩浆成矿条件十分有利，是最佳的成矿地带，有很大的找矿前景。因此，碌曲和玛曲两县城之间的区域北西西构造岩浆成矿带，特别是与北东向构造岩浆带交叉复合地带的西倾山复背斜“S”型转弯处、区域背斜倾伏端，是大水金矿区重要的区域找矿标志。

a．区域闪长岩标志

在成因类型上，大水金矿床为典型的与闪长岩有关的浅成低温岩浆热液矿床。因此，区域岩浆活动区，特别是浅成—超浅成、偏碱性的闪长岩、闪长玢岩、石英闪长斑岩的小岩体或岩株、岩脉以及岩脉密集发育的地区，是大水式金矿床首要的区域找矿标志之一。

b．区域北西西向断裂构造标志

大水金矿床典型的成矿模式为断裂构造、闪长岩、金矿床三者构成“三位一体”，其中断裂构造起着导岩、控岩、控矿和容矿作用，是“三位一体”的关键控制因素和根本所在。因此，断裂构造标志也是最重要的区域找矿标志之一。其中，区域NWW—近EW向断裂构造带控制了矿带的空间分布。而次级NWW—EW向层间断裂及其伴（派）生低序次的近SN向、NEE—NE向断裂破碎带、断裂交叉复合处、节理裂隙密集发育带、岩脉与围岩接触带等控制了矿带内金矿床和矿体的具体空间定位。

c．区域金矿化和地球化学标志

区域构造岩浆带内的区域金矿化和Au、As、Hg、Sb组合元素地球化学异常，是区域构造岩浆成矿带内金矿成矿作用的具体体现。因此，金矿化和Au、As、Hg、Sb组合异常的广泛分布，也是重要的区域金矿找矿较为直接的标志之一。

②区域热接触变质作用——大理岩化标志

由于大水金矿床为区域构造岩浆活动带内岩浆活动的产物，伴随闪长岩的侵入活动，普遍发育不同程度的热接触变质作用，表现为一定区域和范围的大理岩化或灰岩白云质灰岩的普遍重结晶，从而构成岩浆活动的重要直接指示标志。因此，大范围的面型、线型大理岩化、硅化－似碧玉岩化以及矽卡岩化，指示与成矿有关的岩浆接触变质作用的广泛发育，是大型中低温岩浆热液型金矿床的重要找矿标志之一。

③ 碳酸盐化标志

大水金矿床是岩浆热液大规模蚀变矿化的产物，二氧化硅的大量带入和二氧化碳的带出，矿床、矿体浅部和外围广泛发育强烈的碳酸盐化，指示成矿热液活动范围与迁移方向。因此，广泛的微细网状碳酸盐化（密集的网脉状碳酸盐岩）和粗晶伟晶方解石脉的广泛分布，特别是沿区域断裂构造破碎带发育的碳酸盐化，指示了大规模成矿热液活动的存在，是深部找矿预测的重要标志之一。

④铁帽硅帽火烧皮赤铁矿化标志

大水金矿床为典型的富黄铁矿型金矿床，氧化带极为发育并成为开采的主要对象，强烈而广泛的黄铁矿化褐铁矿化赤铁矿化，构成了该类型金矿床的重要标志与特征之一。由于金矿体多位于闪长岩体顶部和内外接触带，铁帽硅帽火烧皮赤铁矿化广泛发育。因此，铁帽硅帽火烧皮赤铁矿化，特别是闪长岩体顶部和边部的铁帽硅帽，包括不同色调的铁染红色赤铁矿化、硅化灰岩和广泛发育的褐铁矿化、铁白云石化、黄钾铁矾，是大水金矿的重要的直接找矿标志之一。

⑤蚀变矿化闪长岩脉和岩枝标志

蚀变与矿化的闪长岩脉和岩枝，特别是闪长岩脉顶部和内外接触带强烈的硅化、碳酸盐化、褐铁矿化、金矿化，以及断裂破碎带的广泛发育，是与闪长岩有关的中低温热液型金矿最重要和最直接的找矿标志之一。

⑥闪长岩脉、岩枝与主岩体接合部位

根据大水金矿床成矿规律分析，闪长岩脉和岩枝与主岩体接合部位，是形成高品位大矿体的重要地带，特别是伴随一定的热液蚀变与矿化，构成重要的找矿标志。

⑦蚀变矿化角砾岩标志

断裂构造、岩浆岩、金矿体“三位一体”，时常表现为沿裂隙充填的热液角砾岩、隐爆角砾岩、枝杈状岩浆胶结角砾岩细脉和构造角砾岩，特别是普遍蚀变与矿化的角砾岩的产出，指示了成矿岩浆热液活动和控岩控矿构造作用，也是中低温岩浆热液型金矿的重要找矿标志之一。

⑧局部Au AgAs Hg Sb组合地球化学异常标志

金矿常伴随银、砷、汞及锑矿化，大水金矿床伴随明显的Au AgAs Hg Sb矿化或地球化学异常，特别是沿某些蚀变矿化破碎带分布有金银砷汞锑组合异常，往往构成成矿热液活动的直接和间接标志。

⑨岩溶作用与红色粘土化作用标志

在大水金矿床氧化带、蚀变矿化带、断裂构造破碎带中，岩溶作用和红色粘土化作用十分发育，往往伴随次生富集作用，指示原生金矿化岩（矿）石表生氧化作用强烈，是寻找氧化矿的重要标志之一。

在20号矿体采场，闪长岩脉顶部发育后期方解石脉，表现为方解石脉中含大量闪长岩脉角砾和接触带似碧玉岩化、褐铁矿化和强硅化灰岩角砾，反映闪长岩脉侵位和成矿后进一步破碎，并被成矿晚期方解石脉充填胶结。它反映了脉岩成矿之后的进一步破碎和成矿晚期脉岩顶部的碳酸盐化。

因此，浅部碳酸盐脉，特别是碳酸盐脉中含有闪长岩的角砾、似碧玉岩角砾，指示了深部闪长岩脉以及蚀变矿化体的存在。而且，浅部沿构造裂隙分布的透镜状和线状似碧玉岩、强硅化灰岩、粗晶方解石脉组合以及方解石脉中的脉岩和蚀变矿化岩石角砾，均指示深部含矿岩体和岩石的存在。这实际上也是含矿岩体的一种重要的浅部热液活动标志，可指导找矿预测。

（2）综合信息找矿模型

根据矿床地质、“三位一体”成矿模型和找矿标志，闪长岩是大水闪长岩型金矿地质找矿的首要前提条件，而发生强烈蚀变与矿化的闪长岩则是形成和寻找闪长岩型金矿的关键。北西向和近南北向断裂构造和蚀变破碎带，是控制闪长岩侵位和成矿物质运移富集沉淀成矿的关键因素和赋存空间。灰岩和白云质灰岩地层的大理岩化重结晶作用，指示了闪长岩和闪长岩热接触变质作用的存在与发育。碳酸盐岩地层强烈的硅化似碧玉岩化与广泛的碳酸岩化空间组合分布，更进一步表明闪长岩的存在、闪长岩接触变质作用的发育以及碳酸盐岩围岩地层的脱碳酸盐化等闪长岩型金矿成矿热液蚀变矿化作用。地表氧化带强烈的褐铁矿赤铁矿化，反映了原生黄铁矿化的氧化作用，往往指示深部原生黄铁矿型未氧化矿的存在。这些找矿地质前提条件信息与矿床矿体找矿标志信息（成矿控矿找矿信息），构成了大水金矿综合信息找矿模型，为加权特征分析靶区定量预测数学模型的主要统计变量。

（3）找矿靶区定性预测

①矿区外围找矿靶区

a．大水金矿尾矿坝东侧隐伏闪长岩体找矿靶区

在忠曲大水北西西向构造岩浆成矿带中寻找隐伏闪长岩体，是实现大水金矿成矿区寻找与闪长岩有关的大水型大型金矿床的前提条件。而发现隐伏闪长岩体的关键在于寻找隐伏闪长岩体顶部一定范围和强度的热接触变质作用，即灰岩白云质灰岩的面状重结晶作用和大理岩化。

在大水金矿尾矿坝东侧山坡一带，大理岩化是整个大水金矿区已知最发育的地带之一，表现为纯白色、肉红色不同粒度的大理岩，并有褐铁矿脉、碳酸盐细脉和网脉的广泛发育。

从前人研究得知，该区南侧的金矿化成矿温度在大水金矿区最高，而且流体包裹体更明显为富硫型，也指示该区成矿温度较高，而且，氧同位素更接近岩浆水。

因此，该区发育岩浆热接触变质作用，深部存在隐伏岩体及矽卡岩化的可能性愈来愈大，应为重要的找矿靶区之一。该区也是大水金矿区外围寻找第二个大水大型金矿床、实现金矿找矿重大突破的根本所在，应引起高度重视。

该区列为本次研究工作的最佳找矿靶区，即第一优选靶区。

b．格尔托金矿区深部闪长岩体找矿靶区

已知金矿化产在侏罗纪砾岩破碎带内，表现为沿破碎带硅化（似碧玉岩化）、碳酸盐化，与大水矿区蚀变矿化类型基本一致，仅仅是围岩不同。碳酸盐化相对较弱，载金矿物可能主要为细晶石英，铁方解石明显较少。

该矿在断裂中心硅化最强，向两侧逐渐减弱。在断裂破碎带两侧10～20m范围内，发育密集的碳酸盐微细网脉。伟晶状方解石明显晚于似碧玉岩，见似碧玉岩破碎成的棱角分明的角砾被方解石包裹，或似碧玉岩成角砾分布在方解石脉之中。

格尔托金矿标高相对较高，蚀变与矿化层位明显较高，分布在侏罗纪砾岩中的破碎带内，深部灰岩之中应有与大水相对应的金矿化。格尔托金矿属于中低温岩浆热液型金矿床，在深部应当有隐伏岩体，而且，深部灰岩中的金矿石堆浸出率也将会明显提高。

该区灰岩和白云质灰岩普遍重结晶、大理岩化、硅化似碧玉岩化、碳酸盐化，反映该区深部存在岩浆接触变质作用，即存在深部隐伏岩体。在重结晶和硅化灰岩之中，广泛发育微细网脉状碳酸盐脉和粗晶方解石脉，指示该区广泛的低温热液活动和构造裂隙的广泛发育。

在浅部地表和100线采场发现数处闪长岩体（脉）分布，也见有小岩枝。岩体（脉）一般具有冷凝边和细粒相，接触带普遍硅化、大理岩化、绿泥石化、绿帘石化以及矽卡岩化。灰岩重结晶作用强烈而明显，颜色普遍变浅变白或浅肉红色，透明度增大，结晶程度增强，颗粒变粗。内外接触带褐铁矿化普遍，多为方解石褐铁矿脉、方解石铁白云石脉，铁白云石分布在脉的两侧，中间为白色方解石。

该区岩浆岩主要为闪长岩，其岩石特征和蚀变矿化与大水金矿完全一致，属于同一期同一成矿岩浆活动产物，完全可以进行对比。

在闪长岩体两侧广泛发育伟晶状方解石脉，其数量、宽度、总量远大于大水金矿主要金矿体分布区，反映该区存在较大规模的低温碳酸盐热液活动，指示大规模的脱碳酸盐化作用，即大规模的硅化，反映大规模的成矿作用。

该区伟晶状碳酸盐脉明显穿切闪长岩体，方解石脉中常有岩体的角砾、岩块和蚀变矿化岩块、蚀变矿化灰岩。

一般来说，碳酸盐是成矿热液活动晚期产物或成矿期后产物，多分布在岩体上盘或外侧边部，代表成矿热液活动边部或浅部、顶部低温产物，而该区伟晶状方解石脉分布在岩体内和下盘，可能指示深部岩浆活动顶部的产物，而且，上部岩体底部灰岩强烈硅化和重结晶作用，可能指示深部隐伏岩体的存在，或者岩浆侵入活动和成矿作用的多期性。

格尔托金矿区深部闪长岩找矿靶区，也是大水金矿区外围找矿突破的重要地区之一，被列为本次工作的第二优选靶区。

②选厂大水军牧场一带找矿靶区

在选厂大水军牧场之间，发育大范围不同粒度的大理岩，靠近玛曲郎木寺公路旁为中—细粒大理岩，而在北侧也主要为粉红色和浅粉红色中—细粒大理岩，发育褐铁矿（或赤铁矿）细脉，槽探工程揭示金矿化的存在。

在与北部灰岩接触地带上，岩石普遍破碎，地貌上主要为负地形或山的鞍部，可能有断裂通过。在大理岩化的中部，重结晶程度很高，粒度很粗，可以达50～80mm，与格尔括合石英闪长岩东北侧接触带大理岩极为相似，表现出明显的粒度分带以及明显的褐铁矿化和金矿化。

因此，该区大理岩的出现，是否指示深部隐伏岩体的存在，对该区寻找成矿岩体和金矿床具有重要意义。

③贡北金矿区深部闪长岩找矿靶区

贡北金矿严格受断裂破碎带控制，走向近东西向，划分为3个矿段或矿体，西部1号、2号矿体西段分布在三叠纪灰岩与侏罗纪砾岩之间的断裂破碎带内。侏罗纪砾岩和砂岩的角砾成分主要为暗灰色和黑色硅质岩和灰岩，角砾磨圆度很好。矿区灰岩、白云质灰岩普遍重结晶，碳酸盐脉广泛分布。在断裂带附近硅化较强，局部有似碧玉岩。在断裂带两侧微细碳酸盐网脉极为发育，这是贡北金矿的一个重要标志与特征。细网脉是热液活动的产物，主要为白云石。

该区见细脉状黄铁矿，主要分布于断裂两侧硅化重结晶灰岩之中，细脉多呈青灰色和铅灰色，非金属矿物为方解石和石英。贡北金矿区褐铁矿也十分发育，但赤铁矿化不很明显，指示该区总体氧化程度可能相对较低。

在断裂破碎带见脉状和团块状褐铁矿，局部形成火烧皮或铁帽。在1号矿体，主要为氧化矿石，明显为原生矿化挤压破碎表生氧化产物（铁白云石、方解石、黄铁矿等金属硫化物破碎氧化物）。在氧化矿石中，可见到未氧化矿石的团块，反映该区氧化矿石主要为原生硫化物矿石表生氧化产物，而岩溶作用仅仅是促进原生矿石的氧化作用和次生富集作用。

在贡北金矿区东侧有两条闪长岩脉，岩性、蚀变、矿化、构造破碎等特征与大水金矿区小岩株、岩脉完全类似，有褐铁矿化、绿泥石绿帘石化、碳酸盐化、赤铁矿化，粗晶和伟晶方解石脉发育，褐铁矿多呈脉状。

该矿区断裂构造作用十分突出，构造角砾岩十分发育，主要为张性角砾岩，在2号矿体（1842PD）见角砾型矿石，角砾为1～3cm不等的灰岩，胶结物硅质，为硅质充填张性角砾，另有大量方解石充填胶结角砾。

该断裂构造带灰岩局部地段强烈劈理化，形成宽1cm至几厘米不等的薄板状、薄层状灰岩，有的后期强烈硅化，形成纹层状似碧玉岩，大部分强烈淋滤风化呈黄褐色条带状、纹层状泥质岩，多为红色粘土化作用所致。

金矿化与褐铁矿化、硅化密切伴生。硅化越强，褐铁矿化越发育，金矿化愈强。似碧玉岩与金矿化密切相关，沿断裂构造中心向两侧，硅化、褐铁矿、金矿化逐渐减弱，碳酸盐化广泛分布在整个矿区。

总之，该区深部可能存在隐伏闪长岩体，可作为找矿靶区之一。

④1号、2号、3号蚀变矿化闪长岩找矿靶区

在大水金矿总厂与选厂之间，编号为汉塔1号、2号、3号的蚀变矿化闪长岩找矿靶区，均见强烈硅化似碧玉岩化、褐铁矿化、赤铁矿化等，岩脉边部强烈挤压破碎，碳酸盐围岩强烈大理岩化、硅化似碧玉岩化、褐铁矿化和赤铁矿化，是重要的找矿靶区。

该项目组共提交了22个找矿靶区，本次工作从中优选出16个靶区作为定量预测单元。根据项目组的要求，此处不作一一介绍。

4．2．2 加权特征分析与找矿靶区定量预测　

1．加权特征分析

特征分析是一种多元统计分析，它通过对研究区内已知单元的研究，查明成矿控矿找矿各地质变量之间的内在联系并确定它们的找矿意义，从而建立起特定类型矿床或矿体的定量模式。预测时将预测对象的成矿控矿找矿各种地质特征地质标志与模型对比，进行已知模型与未知预测单元之间的定量类比，用相似程度关联度表示预测对象的成矿找矿可能性，进而圈定出有利成矿的各找矿靶区。

特征分析包括一般特征分析和加权特征分析，原理简单，方法容易，便于实施，用之较广。

（1）一般特征分析

一般特征分析，称之为简单匹配特征分析，主要包括以下几个步骤。

①变量赋值

特征分析使用的变量是离散型的状态变量，把成矿控矿找矿的综合信息转化为二态（1，0）或三态（1，0，－1）赋值的变量。将成矿控矿找矿的综合信息地质变量转换成逻辑变量，是多元结构的地质数据应用特征分析的前提，来表达不同性质的成矿控矿找矿综合信息地质变量。在定义逻辑变量时，＋1和－1必须是逻辑上互相对立的概念，赋值的原则是以变量对成矿找矿的有利程度为标准，有利为＋1，不利为－1，介于两者之间或情况不明者为0。

②模型单元的选取及统计模型的建立

特征分析所选用的模型单元，是勘探评价工作较高的已知有矿模型单元，如地质体（岩体、矿体、蚀变矿化体等）、控矿信息聚集中心（成矿控矿信息组合）、综合信息异常（地质、物化探等综合信息找矿模型标志信息组合）。最佳统计模型的建立，是在已知模型单元中选取具有典型特征的单元。

③计算变量权

一个模型单元或预测单元，有多个成矿控矿找矿的综合信息地质变量，但对于控制矿床的形成或指示矿床的有无而论，各成矿控矿找矿的综合信息地质变量的重要性或权是不等的。在已知有矿的模型统计单元中选取有代表性的典型单元n个，在每个单元内取m个状态变量（1，0），用乘积矩阵求变量权。本次预测工作运用金矿体规模大小计算变量权。

④计算单元的关联度

用有矿模型单元和未知预测单元各变量的逻辑值，求得各有矿模型单元和未知预测单元的关联度f。f值越大，表明未知预测单元的成矿控矿找矿的综合信息特征越接近已知有矿的模型单元，发现矿床或矿体的概率越大。

（2）加权特征分析

加权特征分析与一般特征分析的不同之处就在于“加权”。“加权”指的是显示矿床、矿体成矿规模大小的储量权。

由于数学模型在变量匹配矩阵中增加了储量权，使加权特征分析模型具有功能强、优选度高、与矿床矿体规模大小关联密切等突出的优点。

①原始数据及加权矩阵

设取n个模型统计单元，m个变量，n组储量，用离散型的变量数据建立了两个数据阵。

a．原始数据阵