基于因子分析的內蒙古東部山區成礦潛力評價

在地質學中，由于地質對象的復雜性，通常需要更多的變量來雕刻它們。然而，由于變量眾多，很難確定它們之間的關系，因此很難找到主導作用的變量。因子分析方法通過研究變量之間的協方差陣的內部結構,將原來較多的變量組合成少數的“因子”。通過因子可以再現原始變量之間的相關關系,提示產生這些關系的內在原因,從而有助于探索事物的因果關系。同一因子中,相同正號或負號的載荷絕對值較大的元素(化合物)間,在各該因子中是相關的,它們的聚合可以看作各該因子的特征組合,反映相關物質屬性。特征根λ最大或較大的因子,反映研究區內最重要或較重要的物質屬性;與特征組合載荷值的正號或負號相關聯的各數據點計量值的空間變化反映相關物質屬性的空間變化,從而揭示某種物質屬性的空間分布。不同因子所揭示的一類(特征組合的載荷值符號相同時)或兩類(主要荷載元素的載荷值分為正負兩種符號時)物質屬性都是某種主導地質作用的結果,所以,因子計量的趨勢變化還一定程度上表達著某種地質作用的因果關聯。地球化學場背景反映了地殼物質組成的不均勻性,同時也提供了不同成礦物質基礎。各類異常的出現,與一定的地質有關,異常在空間上的展布與地質因素的聯系,在此基礎上進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-小盆地地區為例,利用因子分析方法,結合地質情況,從地球化學角度對地層成礦可能性進行了討論,并對成礦潛力進行了淺要評價。1下元古界、上奧陶統小盆地—野馬泉地區處于祁漫塔格—都蘭成礦帶(Ⅲ11)烏蘭烏珠爾(Ⅳ11)、野馬泉—開木棋河(Ⅳ12)成礦亞帶內。下元古界、寒武—奧陶系、上奧陶統、石炭系、下二疊統、第三系地層不同程度都有發育,以寒武—奧陶系、上奧陶統為主,其次是下元古界、石炭系。寒武—奧陶系、上奧陶統,由碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖組成,石炭系為碎屑巖、灰巖,這兩套地層與本區接觸交代—熱液型礦床、火山巖型礦床的形成,有著直接關系;下元古界結晶片巖、大理巖為古陸塊體,構成基底。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,由于后期構造破壞和巖漿巖侵入,地層出露零散。該區巖漿活動比較強烈,由基性—超基性、中性—酸性侵入巖、火山巖都有發育?；浴⒊詭r呈脈狀分布于研究區北部,侵位于寒武—奧陶系,與火山巖相伴產出。研究區南部僅見基性巖脈零散侵位于華力西期侵入體中。中—酸性侵入巖特別發育。巖體展布方向北西—北西西,和區域構造線方向一致,巖漿活動明顯受構造控制。華力西期和印支期侵入巖形成過程對本區熱液礦床的形成起著重要作用。2質來源分析通過分析野馬泉地區40元素(化合物)主因子分析形成13個主因子模型,根據主要組份及其特征對物質來源直行了簡單推斷,詳見表1。由表可知13個主因子中F1和F2因子是最強大兩因子,其特征根最大和次大,主要荷載元素(化合物)眾多,所以它們說明的不僅是主要地質背景,而且對成礦物質來源或控制因素上,它們也起著積極貢獻,且其余因子分布在很大程度上受F1、F2這樣的主導因子制約。3地質因子及礦化因子的計量圖為了更好地揭示各因子間的相互關系用各因子與地質背景之間的相互關系,對選定的各主因子根據其因子得分繪制了各因子計量圖。其中F1、F2、F5三個因子的計量圖較好地揭示了區域最重要的地質作用發生及其結果的空間分布,可視為區內主要的地質因子;F3、F8、F10和F12因子計量圖較好揭示了區域最重要的成礦作用及其結果的空間分布可視為重要的礦化因子。它們與地質圖上構造、巖槳巖等吻合的非常好,也在一定程度上反映了該區區域地球化學場特征。3.1區域地質背景F1因子的正高值域反映區內偏基性物質多是偏基性火山巖分布(圖1)。正高值域多呈不連續帶狀分布,規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比較弱小,其落位除了局部出現于三迭系及老地層中,還和輝長巖、蘇長巖巖體分布相關聯或與該地段含偏基性火山巖建造相關。這一帶以Au主異常分布區域與方響應較好。F2因子負低值域揭示的含碳酸鹽巖建造和局部碳酸鹽化,且在區內形成很明顯的兩個帶,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。北帶主要分布在小盆地至剪羊毛場東,也主要同石炭和奧陶系地層有關。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的地段可見局部偉晶巖化(圖2)。對該因子的正高值域同負低值域以較大變化梯度相毗鄰的區段應高度重視,綜合各信息,認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F1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有關。正值≥12的地段可能暗示著火山活動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或許是本區成礦作用的一種重要機制。因此,小盆地地區,土房子東、烏蘭烏珠爾、冰溝-鴨子溝、夏努溝-塔選諾等地區無論從已有的地球化學異常還是成礦事實,都應作為重要的成礦區段進行工作布置。F1、F5因子正高值域同F2因子負低值域相互呼應的地段,無論是地質環境還是可能的促進成礦機制,都是可以認為是的找礦有利地段。3.2含鉛鋅鉛礦活動地段的區外地區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這樣的主導因子的制約,也還需要導礦、容礦構造的配合。F3因子暗示的含錫、鉍硫化物礦化地段,是該區最強大的礦化因子。其較明顯的負低值域分別出現在紅柳溝、烏蘭烏珠爾、冰溝、鴨子溝、虎頭崖、野馬泉、?？囝^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的異常量聚合都會導致負低值域的出現,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地段,其正高值域主要分布在本區的中部和北東部,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、剪羊毛場、烏蘭烏珠爾、冰溝、鴨子溝、虎頭崖地區和別里賽地區。從元素組合和地質環境推斷,多與斑巖型礦床有一定成因聯系。F10因子反映的金礦化活動地段,其負低值域的分布同F8的正高值域分布幾乎是完全一致。其中有金的礦床級富集。F12顯示的鉛鋅鎘礦化地段,其正高值域分布同F8的正高值域、F10的負低值域極其相似;其規模和強度都比較顯赫的是烏蘭烏珠爾、冰溝、鴨子溝和虎頭崖區段,這三處是最可能造就鉛鋅礦床的地方。4成礦物質來源通過地質背景、地質因子、礦化因子之間相互印證分析,我們對該區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)成礦物源區段,其特征組合中較多的變價元素,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。F2因子負低值域反映的富碳酸鹽環境,是成礦富集中化學圈閉的有利地段,其正值域反映的中酸性花崗巖漿活動,無論是某些成礦物質(如Sn、Bi等)提供或作為成礦熱液的熱驅動都是重要的控制因素。F5和F11暗示相關蝕變,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)的負低值和F12(Pb、Zn、Cd為主)的正高值在區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。這表明該區的中西部和西北部地區的相關礦化多發生在偏基性火山巖建造的地質背景上,中酸性巖漿熱液(包括相關的火山熱液)及具體的巖性、構造配合是導致局部礦化富集的主要因素,成礦類型上預示該區域可能存在斑巖型的多金屬礦床。(3