基于因子分析的內(nèi)蒙古東部山區(qū)成礦潛力評(píng)價(jià)

基于因子分析的內(nèi)蒙古東部山區(qū)成礦潛力評(píng)價(jià)

在地質(zhì)學(xué)中，由于地質(zhì)對(duì)象的復(fù)雜性，通常需要更多的變量來(lái)雕刻它們。然而，由于變量眾多，很難確定它們之間的關(guān)系，因此很難找到主導(dǎo)作用的變量。因子分析方法通過(guò)研究變量之間的協(xié)方差陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu),將原來(lái)較多的變量組合成少數(shù)的“因子”。通過(guò)因子可以再現(xiàn)原始變量之間的相關(guān)關(guān)系,提示產(chǎn)生這些關(guān)系的內(nèi)在原因,從而有助于探索事物的因果關(guān)系。同一因子中,相同正號(hào)或負(fù)號(hào)的載荷絕對(duì)值較大的元素(化合物)間,在各該因子中是相關(guān)的,它們的聚合可以看作各該因子的特征組合,反映相關(guān)物質(zhì)屬性。特征根λ最大或較大的因子,反映研究區(qū)內(nèi)最重要或較重要的物質(zhì)屬性;與特征組合載荷值的正號(hào)或負(fù)號(hào)相關(guān)聯(lián)的各數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)量值的空間變化反映相關(guān)物質(zhì)屬性的空間變化,從而揭示某種物質(zhì)屬性的空間分布。不同因子所揭示的一類(特征組合的載荷值符號(hào)相同時(shí))或兩類(主要荷載元素的載荷值分為正負(fù)兩種符號(hào)時(shí))物質(zhì)屬性都是某種主導(dǎo)地質(zhì)作用的結(jié)果,所以,因子計(jì)量的趨勢(shì)變化還一定程度上表達(dá)著某種地質(zhì)作用的因果關(guān)聯(lián)。地球化學(xué)場(chǎng)背景反映了地殼物質(zhì)組成的不均勻性,同時(shí)也提供了不同成礦物質(zhì)基礎(chǔ)。各類異常的出現(xiàn),與一定的地質(zhì)有關(guān),異常在空間上的展布與地質(zhì)因素的聯(lián)系,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析形成可能原因,并提供成礦演化信息。此次研究中我們以野馬泉-小盆地地區(qū)為例,利用因子分析方法,結(jié)合地質(zhì)情況,從地球化學(xué)角度對(duì)地層成礦可能性進(jìn)行了討論,并對(duì)成礦潛力進(jìn)行了淺要評(píng)價(jià)。1下元古界、上奧陶統(tǒng)小盆地—野馬泉地區(qū)處于祁漫塔格—都蘭成礦帶(Ⅲ11)烏蘭烏珠爾(Ⅳ11)、野馬泉—開(kāi)木棋河(Ⅳ12)成礦亞帶內(nèi)。下元古界、寒武—奧陶系、上奧陶統(tǒng)、石炭系、下二疊統(tǒng)、第三系地層不同程度都有發(fā)育,以寒武—奧陶系、上奧陶統(tǒng)為主,其次是下元古界、石炭系。寒武—奧陶系、上奧陶統(tǒng),由碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖組成,石炭系為碎屑巖、灰?guī)r,這兩套地層與本區(qū)接觸交代—熱液型礦床、火山巖型礦床的形成,有著直接關(guān)系;下元古界結(jié)晶片巖、大理巖為古陸塊體,構(gòu)成基底。各地層單位除早古生代地層與下伏地層斷層接觸外,其余均為不整合接觸,由于后期構(gòu)造破壞和巖漿巖侵入,地層出露零散。該區(qū)巖漿活動(dòng)比較強(qiáng)烈,由基性—超基性、中性—酸性侵入巖、火山巖都有發(fā)育?；?、超基性巖呈脈狀分布于研究區(qū)北部,侵位于寒武—奧陶系,與火山巖相伴產(chǎn)出。研究區(qū)南部?jī)H見(jiàn)基性巖脈零散侵位于華力西期侵入體中。中—酸性侵入巖特別發(fā)育。巖體展布方向北西—北西西,和區(qū)域構(gòu)造線方向一致,巖漿活動(dòng)明顯受構(gòu)造控制。華力西期和印支期侵入巖形成過(guò)程對(duì)本區(qū)熱液礦床的形成起著重要作用。2質(zhì)來(lái)源分析通過(guò)分析野馬泉地區(qū)40元素(化合物)主因子分析形成13個(gè)主因子模型,根據(jù)主要組份及其特征對(duì)物質(zhì)來(lái)源直行了簡(jiǎn)單推斷,詳見(jiàn)表1。由表可知13個(gè)主因子中F1和F2因子是最強(qiáng)大兩因子,其特征根最大和次大,主要荷載元素(化合物)眾多,所以它們說(shuō)明的不僅是主要地質(zhì)背景,而且對(duì)成礦物質(zhì)來(lái)源或控制因素上,它們也起著積極貢獻(xiàn),且其余因子分布在很大程度上受F1、F2這樣的主導(dǎo)因子制約。3地質(zhì)因子及礦化因子的計(jì)量圖為了更好地揭示各因子間的相互關(guān)系用各因子與地質(zhì)背景之間的相互關(guān)系,對(duì)選定的各主因子根據(jù)其因子得分繪制了各因子計(jì)量圖。其中F1、F2、F5三個(gè)因子的計(jì)量圖較好地揭示了區(qū)域最重要的地質(zhì)作用發(fā)生及其結(jié)果的空間分布,可視為區(qū)內(nèi)主要的地質(zhì)因子;F3、F8、F10和F12因子計(jì)量圖較好揭示了區(qū)域最重要的成礦作用及其結(jié)果的空間分布可視為重要的礦化因子。它們與地質(zhì)圖上構(gòu)造、巖槳巖等吻合的非常好,也在一定程度上反映了該區(qū)區(qū)域地球化學(xué)場(chǎng)特征。3.1區(qū)域地質(zhì)背景F1因子的正高值域反映區(qū)內(nèi)偏基性物質(zhì)多是偏基性火山巖分布(圖1)。正高值域多呈不連續(xù)帶狀分布,規(guī)模最大的在小盆地至紅柳溝及其東南,主要落位于泥盆、石炭和奧陶系地層。該因子正高值在其它地帶分布相對(duì)比較弱小,其落位除了局部出現(xiàn)于三迭系及老地層中,還和輝長(zhǎng)巖、蘇長(zhǎng)巖巖體分布相關(guān)聯(lián)或與該地段含偏基性火山巖建造相關(guān)。這一帶以Au主異常分布區(qū)域與方響應(yīng)較好。F2因子負(fù)低值域揭示的含碳酸鹽巖建造和局部碳酸鹽化,且在區(qū)內(nèi)形成很明顯的兩個(gè)帶,南帶分布在虎頭崖至塔選諾一帶,主要同石炭和奧陶系地層有關(guān)。北帶主要分布在小盆地至剪羊毛場(chǎng)東,也主要同石炭和奧陶系地層有關(guān)。正高值域揭示的高鉀鈉硅酸鹽建造或中酸性巖體,主要在二長(zhǎng)花崗巖為主的侵入巖體中,Si、Al、Na、K、Be、Rb組合≥0.8的地段可見(jiàn)局部偉晶巖化(圖2)。對(duì)該因子的正高值域同負(fù)低值域以較大變化梯度相毗鄰的區(qū)段應(yīng)高度重視,綜合各信息,認(rèn)為是矽卡巖型礦床形成的有利地段。F5的正高值域分布幾乎同F(xiàn)1因子的正高值域完全一致,可以看作是同火山成因的富硼、鋰、砷而貧鈉的氣液活動(dòng)有關(guān)。正值≥12的地段可能暗示著火山活動(dòng)中心或巖體頂部云英巖化的存在。偏酸性的火山氣液或巖體頂部氣液活動(dòng)或許是本區(qū)成礦作用的一種重要機(jī)制。因此,小盆地地區(qū),土房子?xùn)|、烏蘭烏珠爾、冰溝-鴨子溝、夏努溝-塔選諾等地區(qū)無(wú)論從已有的地球化學(xué)異常還是成礦事實(shí),都應(yīng)作為重要的成礦區(qū)段進(jìn)行工作布置。F1、F5因子正高值域同F(xiàn)2因子負(fù)低值域相互呼應(yīng)的地段,無(wú)論是地質(zhì)環(huán)境還是可能的促進(jìn)成礦機(jī)制,都是可以認(rèn)為是的找礦有利地段。3.2含鉛鋅鉛礦活動(dòng)地段的區(qū)外地區(qū)礦化因子是指它們更多反映局部礦化地段及其可能的礦石類型。它們的分布很大程度上受F1、F2這樣的主導(dǎo)因子的制約,也還需要導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造的配合。F3因子暗示的含錫、鉍硫化物礦化地段,是該區(qū)最強(qiáng)大的礦化因子。其較明顯的負(fù)低值域分別出現(xiàn)在紅柳溝、烏蘭烏珠爾、冰溝、鴨子溝、虎頭崖、野馬泉、牛苦頭溝和塔選諾地段。Bi、Sn、Ag、Cu、F這些以Bi、Sn為主的主要荷載元素中的某幾個(gè)的異常量聚合都會(huì)導(dǎo)致負(fù)低值域的出現(xiàn),是含鋅鉛矽卡巖或含錫云英巖特征組合的一部分。F8暗示的鉬砷鎢礦化活動(dòng)地段,其正高值域主要分布在本區(qū)的中部和北東部,主要在花崗巖基周圍并多有石炭或奧陶系地層、巖株規(guī)模中酸巖體和多組斷裂相體的地段,其較明顯的正高值落位地段有:小盆地地區(qū)、剪羊毛場(chǎng)、烏蘭烏珠爾、冰溝、鴨子溝、虎頭崖地區(qū)和別里賽地區(qū)。從元素組合和地質(zhì)環(huán)境推斷,多與斑巖型礦床有一定成因聯(lián)系。F10因子反映的金礦化活動(dòng)地段,其負(fù)低值域的分布同F(xiàn)8的正高值域分布幾乎是完全一致。其中有金的礦床級(jí)富集。F12顯示的鉛鋅鎘礦化地段,其正高值域分布同F(xiàn)8的正高值域、F10的負(fù)低值域極其相似;其規(guī)模和強(qiáng)度都比較顯赫的是烏蘭烏珠爾、冰溝、鴨子溝和虎頭崖區(qū)段,這三處是最可能造就鉛鋅礦床的地方。4成礦物質(zhì)來(lái)源通過(guò)地質(zhì)背景、地質(zhì)因子、礦化因子之間相互印證分析,我們對(duì)該區(qū)域成礦控制因素及成礦可能性作如下推論:(1)F1因子的正高值域落位地段,很可能也是FeCo、Cu(V)成礦物源區(qū)段,其特征組合中較多的變價(jià)元素,有利于含金鉻合物中Au離子的還原沉淀,是較重要的金礦富集指示區(qū)。F2因子負(fù)低值域反映的富碳酸鹽環(huán)境,是成礦富集中化學(xué)圈閉的有利地段,其正值域反映的中酸性花崗巖漿活動(dòng),無(wú)論是某些成礦物質(zhì)(如Sn、Bi等)提供或作為成礦熱液的熱驅(qū)動(dòng)都是重要的控制因素。F5和F11暗示相關(guān)蝕變,有形成破碎蝕變巖型金礦的可能,也可能存在以Pb、Zn為主(烏蘭烏珠爾可能富錫)的熱液脈狀礦床。(2)F8(Mo、As、W為主)的正高值、F10(Au為主)的負(fù)低值和F12(Pb、Zn、Cd為主)的正高值在區(qū)域上的落位分布同因子F1(V、Fe2O3、Cr、Ni、Co、Ti、Mn、Cu、P為主)、F5(B、Li、As為主)和F11(Sr、P、Na2O為主)的正高值域落位相互伴隨。主要在冰溝至虎頭崖及其以北的地區(qū)。這表明該區(qū)的中西部和西北部地區(qū)的相關(guān)礦化多發(fā)生在偏基性火山巖建造的地質(zhì)背景上,中酸性巖漿熱液(包括相關(guān)的火山熱液)及具體的巖性、構(gòu)造配合是導(dǎo)致局部礦化富集的主要因素,成礦類型上預(yù)示該區(qū)域可能存在斑巖型的多金屬礦床。(3