基于元素組合特征的相似性系數(shù)法圈定異常—以南嶺地區(qū)為例

龔晶晶, 李方林, 張 爽, 崔 放

(1. 中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北廊坊 065000； 2. 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430074； 3. 中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東廣州 510640； 4. 武漢地質(zhì)調(diào)查中心，湖北武漢 430205)

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基于元素組合特征的相似性系數(shù)法圈定異?！阅蠋X地區(qū)為例

龔晶晶1, 2, 李方林2, 張 爽3, 崔 放4

(1. 中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北廊坊 065000； 2. 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430074； 3. 中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東廣州 510640； 4. 武漢地質(zhì)調(diào)查中心，湖北武漢 430205)

強(qiáng)調(diào)了統(tǒng)計(jì)域的正確選擇對區(qū)域地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析的重要性。本文以南嶺研究區(qū)的W元素原始異常作為統(tǒng)計(jì)域，分析得出了研究區(qū)內(nèi)不同成礦類型鎢礦一種量化的簡單元素組合特征。以此量化的元素組合特征，并結(jié)合相似度分析方法，統(tǒng)計(jì)了研究區(qū)內(nèi)樣點(diǎn)與各典型鎢礦元素組合特征的相似性系數(shù)，其成圖結(jié)果非常準(zhǔn)確地圈定了已知的各類型鎢礦，相比W元素原始異常其準(zhǔn)確率得到了明顯提升。該方法亦可認(rèn)為是對地球化學(xué)場的一種成因分解，能夠準(zhǔn)確提取其中與成礦有關(guān)的異常信息。該研究可作為區(qū)域異常結(jié)構(gòu)模式研究的重要補(bǔ)充，也可以為擴(kuò)大南嶺地區(qū)鎢礦找礦遠(yuǎn)景提供線索。

南嶺鎢礦 區(qū)域地球化學(xué)測量 元素組合特征 統(tǒng)計(jì)域 相似性系數(shù)

Gong Jing-jing, Li Fang-lin, Zhang Shuang, Cui Fang. Delineating anomalies using similarity coefficients based on element assemblage characteristics: An example of the Nanling area[J].Geology and Exploration, 2015, 51(2):0312-0322.

地球化學(xué)測量數(shù)據(jù)不僅包含與成礦有關(guān)的異常信息，還包含與成巖、構(gòu)造活動(dòng)、地理環(huán)境等多方面有關(guān)的信息。所以，準(zhǔn)確識(shí)別地球化學(xué)異常信息中與成礦有關(guān)的部分是地球化學(xué)找礦中非常關(guān)鍵的一步。在巖石地球化學(xué)測量工作中，往往通過礦床原生暈元素組合及分布特征來對礦致異常進(jìn)行識(shí)別，而針對區(qū)域地球化學(xué)測量，前人(歐陽宗圻等,1990; Shietal.,1995; 史長義等,1995)提出了“區(qū)域異常結(jié)構(gòu)模式”的概念，通過總結(jié)不同礦床的典型地球化學(xué)異常結(jié)構(gòu)模式來有效甄別礦致異常。區(qū)域異常結(jié)構(gòu)模式即專指與成礦作用有關(guān)的各個(gè)元素組合在空間分布上所具有的結(jié)構(gòu)模式，是多元素異常有序分布之總體結(jié)構(gòu)的表征(史長義等,1996)，該概念的提出旨在對區(qū)域化探資料進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)與利用。本文以南嶺地區(qū)(N24°00′～27°00′，E110°00′～115°00′)多個(gè)不同類型的鎢礦為例，利用研究區(qū)1∶20萬水系沉積物測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)地分析了與不同鎢礦相關(guān)的多個(gè)W異常的元素組合特征，以一種簡化的思路探討了該區(qū)不同類型鎢礦形成的元素組合特征，有效提取了與不同類型鎢礦相關(guān)的異常信息，并結(jié)合相似性系數(shù)法進(jìn)行了找礦靶區(qū)的圈定。該研究可以作為區(qū)域異常結(jié)構(gòu)模式研究的重要補(bǔ)充，也可以為擴(kuò)大南嶺地區(qū)鎢礦找礦遠(yuǎn)景提供線索。

1 研究區(qū)概況

南嶺地區(qū)是我國重要的鎢錫成礦區(qū)。該地區(qū)地層由古元古界到第四系均有發(fā)育，構(gòu)造面貌復(fù)雜，深大斷裂發(fā)育，與小構(gòu)造交織一起組成了鎢、錫礦床的控礦、容礦背景。區(qū)內(nèi)巖漿巖種類齊全，規(guī)模龐大，尤以花崗巖分布最為廣泛，并以燕山期花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈且與鎢錫礦成礦最為密切(王登紅等,2007; 李建康等,2013)。自中國地質(zhì)調(diào)查局在南嶺部署鎢錫多金屬礦調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目推進(jìn)該地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)工作至今，已獲得大量的基礎(chǔ)地質(zhì)資料，并發(fā)現(xiàn)了一批大中型礦床地。本文收集了研究區(qū)范圍內(nèi)部分大中小型鎢礦床的資料(位置分布見圖1)。圖1中部分超大型、大型鎢礦的詳細(xì)資料見表1。可見研究區(qū)內(nèi)鎢礦數(shù)量眾多，且種類豐富，資料較為齊全，非常適合進(jìn)行地球化學(xué)結(jié)構(gòu)模式的研究，并可在不同類型礦床間進(jìn)行對比分析。

本區(qū)1∶20萬區(qū)域化探掃面資料亦較為詳實(shí)完整，針對這些資料前人也進(jìn)行過化探數(shù)據(jù)分析方面的相關(guān)研究(吳軒等,2006; 楊帥,2006; 許云等,2011)，但缺乏典型鎢礦區(qū)域地球化學(xué)元素組合特征的研究。本文采用的數(shù)據(jù)為研究區(qū)范圍內(nèi)44004件水系沉積物樣品的30種元素的測量結(jié)果。

2 研究方法

地球化學(xué)異常結(jié)構(gòu)模式往往是非常復(fù)雜的，不同的地質(zhì)過程其形成的元素組合特征往往不同，針對復(fù)雜多樣的地質(zhì)現(xiàn)象需要分別去研究其元素組合特征。而如果為每一種地質(zhì)現(xiàn)象確定一個(gè)適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)范圍——統(tǒng)計(jì)域，即可使分析更為簡單合理而且能夠得出量化的分析結(jié)果。適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)域是指在該統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)，地球化學(xué)場的展布主要受該地質(zhì)現(xiàn)象的控制，為地質(zhì)現(xiàn)象對周圍地質(zhì)環(huán)境的影響區(qū)域(成秋明,2004)，該范圍內(nèi)的地球化學(xué)數(shù)據(jù)特征與該地質(zhì)現(xiàn)象具有對應(yīng)關(guān)系。針對多樣的地質(zhì)現(xiàn)象，采用合理的統(tǒng)計(jì)域進(jìn)行元素組合特征的研究可能更為合理。在巖石地球化學(xué)測量中分析原生暈元素組合及分布特征與礦床類型的對應(yīng)關(guān)系時(shí)，要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)域的考慮，例如將礦脈、圍巖蝕變、圍巖或不同巖性的巖石分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析對比，將不同的巖性作為不同的統(tǒng)計(jì)域。以往區(qū)域地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析工作中很少進(jìn)行統(tǒng)計(jì)域的考慮，一般對數(shù)據(jù)整體進(jìn)行元素組合特征的分析，但區(qū)域地球化學(xué)數(shù)據(jù)往往受到較多因素的控制，這樣統(tǒng)一進(jìn)行此類分析顯然是不合適的。通過各元素地球化學(xué)圖進(jìn)行元素組合特征的分析僅能給出定性的結(jié)論(史長義等,1995; 史長義等,1996; 張雨蓮等,2009)，其應(yīng)用性較差，并且分析過程較為繁雜。所以在區(qū)域地球化學(xué)分析中也應(yīng)考慮統(tǒng)計(jì)域。對此，前人提出過一些思路，如依據(jù)地質(zhì)背景進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)(

表1 研究區(qū)超大型、大型鎢礦資料(據(jù)武漢地質(zhì)調(diào)查中心資料)

周蒂,1986; 郝立波等,2007)、依據(jù)數(shù)據(jù)特征進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)(時(shí)艷香等,2004; 董毅等,2009; 王永華等,2010)等，但這些方法主要針對數(shù)據(jù)異常信息的提取，而且分區(qū)范圍較大并不能細(xì)致地區(qū)分不同的地質(zhì)現(xiàn)象。所以需要采用一種更為細(xì)致的與地質(zhì)現(xiàn)象關(guān)系更為密切的統(tǒng)計(jì)域。

本研究區(qū)區(qū)域面積大、地質(zhì)背景復(fù)雜、鎢礦類型多樣，在分析元素組合特征時(shí)顯然不能從全區(qū)出發(fā)而應(yīng)針對典型地質(zhì)背景、成礦類型引入統(tǒng)計(jì)域的考慮。本文使用一種簡化的思路，主要以鎢礦的主成礦元素W的異常作為統(tǒng)計(jì)域。鎢礦成礦作用形成的鎢的地球化學(xué)暈?zāi)軌蚍从虫u礦成礦作用對周圍地質(zhì)環(huán)境的影響范圍，該范圍內(nèi)地球化學(xué)場的特征與該鎢礦具有對應(yīng)關(guān)系，將鎢地球化學(xué)暈的高值區(qū)—“W異?！弊鳛檠芯挎u礦的統(tǒng)計(jì)域是合適的。所以本文以W異常作為統(tǒng)計(jì)域，以W的異常范圍建立一系列不同的窗口，求得不同窗口內(nèi)各元素的平均含量及其襯值。繼而使用不同窗口內(nèi)(不同礦床)元素的平均值或襯值與礦床類型、地質(zhì)背景進(jìn)行綜合分析，以對比不同類型礦床其地球化學(xué)測量數(shù)據(jù)的元素組合特征。該“元素組合特征”為“區(qū)域異常結(jié)構(gòu)模式”的一種簡化，但具備量化的特征，反映的并非各個(gè)元素的異常分布特征，而是能反映典型鎢礦礦化信息的元素組合及含量特征。

3 不同鎢礦的元素組合特征

由W元素的常規(guī)異常圖(圖2)可知：① W異常的面積較大，濃度分帶完整，W異常下限(6×10-6)亦遠(yuǎn)高于全國水系沉積物均值(2.7×10-6)(遲清華等,2007)，顯示出研究區(qū)有非常大的鎢礦成礦潛力，但較大的異常面積往往又會(huì)對圈定重點(diǎn)區(qū)、縮小靶區(qū)帶來較大困難；② 區(qū)內(nèi)已知的鎢礦均位于W異常范圍內(nèi)，鎢礦與其附近出現(xiàn)的W異常顯然有密切聯(lián)系；③ W異常范圍與區(qū)內(nèi)巖體分布范圍對應(yīng)關(guān)系也較好，兩者關(guān)系也較為密切。其他元素的異常特征與W元素也非常相似，如與鎢礦關(guān)系密切的Sn、Mo、Bi等元素，此處不再詳細(xì)介紹?？梢娫搮^(qū)各元素的異常成因較為復(fù)雜：可能是因?yàn)閹r體，也可能是因?yàn)椴煌愋偷牡V床。因此在異常分析時(shí)會(huì)受到大量的源自巖體異常的干擾，這對找礦靶區(qū)的圈定是非常不利的。所以針對大面積的元素異常準(zhǔn)確提取其中與成礦有關(guān)的部分是較為困難但非常關(guān)鍵的一步。本文首先以W異常為統(tǒng)計(jì)域，統(tǒng)計(jì)分析各典型鎢礦的結(jié)構(gòu)模式，進(jìn)而對異常信息進(jìn)行再提取。以表1中鎢礦為重點(diǎn)，選取了7個(gè)W異常(圖2)(為防止各個(gè)異常連接成片，僅選擇中帶、內(nèi)帶異常)。統(tǒng)計(jì)各個(gè)異常范圍內(nèi)各個(gè)元素的平均值，然后再比上各個(gè)元素的全區(qū)均值求取襯值(表2)，并以此襯值來反映各個(gè)鎢礦的元素組合特征。

Sn、Mo、Bi、Be等高溫元素在接觸交代型(注：磚頭坳鎢礦的元素含量特征與高溫?zé)嵋盒玩u礦相近，下文元素含量特征介紹中接觸交代型鎢礦僅包括柿竹園鎢礦與瑤崗仙鎢礦。)、高溫?zé)嵋盒玩u礦形成的異常處較高，其中Mo、Bi在氣化熱液型鎢礦—長營嶺鎢礦處相對貧化明顯區(qū)別于另外兩種類型的鎢礦。中溫元素：Cu、Pb、Zn元素均在接觸交代型鎢礦處富集，在其他鎢礦處Cu、Pb形成弱富集，而Zn未出現(xiàn)明顯的富集貧化。低溫(前緣)元素：Au、As、Sb、Hg等在高溫?zé)嵋盒玩u礦處相對貧化，可能因?yàn)槠浞謳б话闾幱谕鈬?，而在W異常中帶、內(nèi)帶處形成低值區(qū)，除Hg元素外均在接觸交代型鎢礦處形成強(qiáng)富集；Ag元素也在接觸交代型鎢礦處形成強(qiáng)富集，而在其他鎢礦處出現(xiàn)弱富集。大離子親石元素：K在接觸交代型鎢礦處較為虧損，在高溫?zé)嵋盒玩u礦處出現(xiàn)弱富集，在氣化熱液型鎢礦型鎢礦處未見明顯富集貧化；Sr元素除在長營嶺鎢礦處富集外，在其他鎢礦處均為貧化；Ba元素在震旦紀(jì)地層中非常富集，而各鎢礦均不在震旦紀(jì)地層中，所以Ba元素在各鎢礦處呈不同程度的貧化，但在接觸交代鎢礦中貧化更為突出；K、Sr、Ba的貧化特征與其較強(qiáng)的活動(dòng)性是相一致的。鹵族元素F在接觸交代型鎢礦處形成富集，在高溫?zé)嵋盒玩u礦處未見明顯富集貧化。高場強(qiáng)元素Zr、Y在接觸交代型鎢礦處出現(xiàn)明顯貧化，而在高溫?zé)嵋盒玩u礦處未出現(xiàn)明顯富集貧化。鐵族元素：Co、Ni并未出現(xiàn)明顯的富集貧化；Fe、Mn在柿竹園鎢礦處出現(xiàn)富集，在瑤崗仙鎢礦未出現(xiàn)富集貧化，在其他鎢礦處出現(xiàn)貧化。其余常量元素：Ca在接觸交代型鎢礦處較高，這與接觸交代鎢礦成礦過程中碳酸鹽巖的參與是密不可分的；Si未出現(xiàn)明顯富集貧化；而Na在除磚頭坳鎢礦外的其余各鎢礦處均呈現(xiàn)不同程度的貧化?？傮w上各不同類型的鎢礦處出現(xiàn)了不同的元素富集貧化狀態(tài)(詳見表3)，即具有不同的元素組合特征。

表2 各W異常范圍內(nèi)元素襯值

注：1.襯值為異常范圍內(nèi)元素均值與全區(qū)均值的比值；2.全區(qū)均值單位：Ag、Au×10-9；SiO2、Na2O、K2O、CaO、Fe2O3×%；其余×10-6；3.全國均值為全國水系沉積物均值，據(jù)遲清華，2007。

表3 研究區(qū)不同類型鎢礦元素組合特征

注：強(qiáng)富集(襯值>5)，富集(1.2<襯值<5)，惰性(0.8<襯值<1.2)，貧化(0.6<襯值<0.8)，強(qiáng)貧化(襯值<0.6)。

接觸交代型鎢礦與高溫?zé)嵋盒玩u礦在Ag、As、Au、Sb、F、Ba、Zr等元素的差異最為明顯，而此種差異與鎢礦類型之間的內(nèi)在聯(lián)系還有待進(jìn)一步的研究。Ag、As、Au和Sb元素在接觸交代型鎢礦更為富集可能是因?yàn)榻佑|交代型礦床的鎢礦礦石礦物以金屬氧化物和金屬硫化物為主，即在低溫的石英硫化物期可形成大量硫化物，如黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、輝銻礦、毒砂等，而高溫?zé)嵋盒玩u礦的金屬礦物主要為黑鎢礦和錫石等高溫礦物，一般輝鉍礦、輝鉬礦和毒砂僅以伴生礦物出現(xiàn)，只是在某些地區(qū)出現(xiàn)硫化物。F元素作為礦化劑元素，在矽卡巖型鎢礦中富集，但是在高溫?zé)嵋烘u礦中受溫度影響可能存在大量揮發(fā)，因此未出現(xiàn)富集。親石元素Ba易與K形成類質(zhì)同象，在接觸交代的過程中可能存在K的遷出，Ba也同K一道遷出，造成Ba元素在接觸交代型鎢礦中更為貧化的現(xiàn)象(李方林,1993)。而Zr和Y等非致礦不活動(dòng)元素的不同特征一般是由不同地區(qū)地層或巖體元素含量差異導(dǎo)致，在不同類型鎢礦床中的差異還有待進(jìn)一步的研究工作。

根據(jù)各異常的元素襯值數(shù)據(jù)對各個(gè)異常作聚類分析(圖3)，可見高溫?zé)嵋盒玩u礦的W異常聚為一類，接觸交代型鎢礦的W異常聚為一類，而氣化熱液型鎢礦的W異常獨(dú)自為一類。其中磚頭坳鎢礦為接觸交代型鎢礦，而其與高溫?zé)嵋盒偷V的元素組合特征較為相近，推測是因?yàn)槠渌诋惓-3的面積較大，而其位于該異常的邊緣，同時(shí)異常范圍內(nèi)還有多個(gè)中小型高溫?zé)嵋盒玩u礦，所以W-3異常并不是主要由磚頭坳鎢礦床引起的而與其他高溫?zé)嵋盒玩u礦關(guān)系密切。由此注意到，在以異常為統(tǒng)計(jì)域進(jìn)行分析時(shí)，同樣要注意其他地質(zhì)環(huán)境的影響，如果異常范圍內(nèi)還有其他會(huì)對地球化學(xué)場產(chǎn)生較大影響的地質(zhì)活動(dòng)就得加以重視并另行分析。

圖3 各異常聚類譜系圖Fig.3 Cluster analysis pedigree chart of the anomalies 注：聚類方法為組間聯(lián)接；距離使用平方Euclidean距離

依據(jù)表2以及聚類分析的結(jié)果分別繪制高溫?zé)嵋盒?、氣化熱液型、接觸交代型鎢礦的元素襯值趨勢圖(圖4、圖5)。高溫?zé)嵋盒玩u礦的元素襯值分布一致，而與氣化熱液型鎢礦長營嶺鎢礦的區(qū)別較大；柿竹園鎢礦與瑤崗仙鎢礦的元素襯值分布一致，而磚頭坳鎢礦的元素襯值受W-3號(hào)異常范圍的控制與前二者存在一定差異。元素襯值趨勢圖再一次驗(yàn)證了聚類分析的結(jié)果?？梢缘贸觯孩?相同成因類型礦床其元素組合分布特征非常相似；② 不同成因類型礦床其元素組合分布特征差異明顯；③ 以異常為統(tǒng)計(jì)域的統(tǒng)計(jì)方法能夠較好的反映礦床的元素組合及分布特征；④ 典型鎢礦的元素組合特征(表3)即可作為下一步工作的參考，而典型鎢礦所在鎢異常范圍內(nèi)各元素襯值所構(gòu)成的一個(gè)多維向量即可作為典型鎢礦的一種簡化的定量化的地球化學(xué)結(jié)構(gòu)模式，并可用于該礦田內(nèi)相同類型鎢礦的靶區(qū)圈定工作。

圖4 高溫?zé)嵋盒图皻饣療嵋盒玩u礦的元素襯值趨勢圖Fig.4 Trend graph of the contrast values of the high-temperature hydrothermal and the pneumatolytic hydrothermal tungsten deposits 注：Si-SiO2；Ca-CaO；K-K2O；Fe-Fe2O3；Na-Na2O

圖5 接觸交代型鎢礦的元素襯值趨勢圖Fig.5 Trend graph of the contrast values of the contact metasomatic tungsten deposits 注：灰色區(qū)域?yàn)楦邷責(zé)嵋盒玩u礦的元素分布范圍；Si-SiO2；Ca-CaO；K-K2O；Fe-Fe2O3；Na-Na2O

然而還需注意到，鎢礦的元素組合特征往往不僅受到其成礦類型的控制，還是受到其他更多因素的影響，如礦床的剝蝕程度、亞景觀條件等因素。礦床的剝蝕程度不同，其地球化學(xué)特征顯然不一致；同時(shí)因?yàn)樵卦诓煌砩h(huán)境中的遷移能力不同，相同成礦類型鎢礦在不同亞景觀環(huán)境中的地球化學(xué)結(jié)構(gòu)模式可能也不一致。所以，在進(jìn)行典型鎢礦的元素組合特征的分析時(shí)還應(yīng)注重礦床剝蝕程度、亞景觀條件的影響。由于本研究區(qū)內(nèi)景觀條件幾乎一致，主要為典型的濕潤低山丘陵區(qū)，同時(shí)相同類型鎢礦的剝蝕程度也近一致，所以本文未進(jìn)行此類因素的分析。

4 相關(guān)性分析

前文總結(jié)了研究區(qū)內(nèi)不同類型鎢礦的元素組合特征，而如何將其應(yīng)用于實(shí)際圈定重點(diǎn)區(qū)、縮小靶區(qū)的工作成為本文關(guān)注的另一重點(diǎn)內(nèi)容。結(jié)合前人研究成果以及總結(jié)的元素組合特征的特點(diǎn)，本文采用相似度圖法中相關(guān)系數(shù)的方法：即求取研究區(qū)內(nèi)的樣點(diǎn)襯值數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù)/全區(qū)均值)與前文總結(jié)的典型鎢礦的元素襯值數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)，并以此反映樣點(diǎn)所在區(qū)域的該類型礦床的成礦潛力。某一隨機(jī)樣點(diǎn)x與某種典型鎢礦m的元素含量分布相關(guān)系數(shù)的具體計(jì)算公式為：

其中：為樣點(diǎn)x與典型鎢礦m的地球化學(xué)結(jié)構(gòu)模式的相關(guān)系數(shù)；n為樣本中的變量數(shù)，即包含的元素變量的個(gè)數(shù)；mi為樣點(diǎn)或地球化學(xué)結(jié)構(gòu)模式中第i個(gè)元素的含量。

相關(guān)系數(shù)越大，隨機(jī)樣點(diǎn)x的元素分布模式與該典型鎢礦m的元素組合模式越相似，可以認(rèn)為樣點(diǎn)x針對該類型鎢礦的成礦潛力越大；反之樣點(diǎn)x針對該類型鎢礦的成礦潛力越小。

以柿竹園鎢礦的襯值數(shù)據(jù)與瑤崗仙鎢礦處、茅坪鎢礦處、非礦區(qū)處各一個(gè)隨機(jī)樣點(diǎn)的相關(guān)性分析為例(圖6)?，帊徬涉u礦的樣點(diǎn)與柿竹園鎢礦相關(guān)性較高(圖6a)，而茅坪鎢礦、非礦區(qū)的樣點(diǎn)與柿竹園鎢礦則未見明顯的相關(guān)性(圖6b,c)。而相關(guān)系數(shù)能夠定量的反映這種相關(guān)關(guān)系：① 瑤崗仙鎢礦樣點(diǎn)與柿竹園鎢礦的相關(guān)系數(shù)為0.75，即該點(diǎn)的元素組合特征與柿竹園鎢礦具有非常大的相似性，可以認(rèn)為該點(diǎn)具有較大的接觸交代型鎢礦成礦潛力，這與事實(shí)是相符的；② 茅坪鎢礦、非礦區(qū)樣點(diǎn)與柿竹園鎢礦的相關(guān)系數(shù)均非常低，即二者元素組合特征與柿竹園鎢礦的差異均較大，可以認(rèn)為這兩樣點(diǎn)不具備接觸交代型鎢礦的成礦潛力，這與事實(shí)也是相符的。所以用此相關(guān)系數(shù)反映成礦潛力是可行的。

圖6 柿竹園鎢礦與不同樣點(diǎn)的相關(guān)性圖Fig.6 Correlation between the Shizhuyuan tungsten deposit and the various kinds of samples

選取了最具典型意義的高溫?zé)嵋盒玩u礦—茅坪鎢礦、接觸交代型鎢礦—柿竹園鎢礦、氣化熱液型鎢礦—長營嶺鎢礦作為求取相關(guān)系數(shù)的對應(yīng)典型鎢礦。對研究區(qū)范圍內(nèi)所有樣點(diǎn)求取了與茅坪鎢礦、柿竹園鎢礦、長營嶺鎢礦的相關(guān)系數(shù)，并繪制成圖(圖7)(依據(jù)相關(guān)系數(shù)的數(shù)理特征與其頻數(shù)分布，本文選取0.4作為下界)。整體上看，與茅坪鎢礦、柿竹園鎢礦、長營嶺鎢礦相關(guān)系數(shù)大于0.4(以下簡稱茅坪鎢礦相關(guān)系數(shù)、柿竹園鎢礦相關(guān)系數(shù)、長營嶺鎢礦相關(guān)系數(shù))圈定的區(qū)域多數(shù)出現(xiàn)在W元素原始異常范圍內(nèi)，且范圍遠(yuǎn)小于后者。

茅坪鎢礦相關(guān)系數(shù)圈定的范圍最大，主要集中在研究區(qū)的東南部，圈定了包含所有特大型的高溫?zé)嵋烘u礦在內(nèi)的59個(gè)高溫?zé)嵋盒玩u礦點(diǎn)(表4)。柿竹園鎢礦相關(guān)系數(shù)圈定的范圍較茅坪鎢礦更小。但其圈定范圍針對接觸交代型鎢礦依然非常準(zhǔn)確，圈定了12處接觸交代型鎢礦點(diǎn)。并圈定了近年發(fā)現(xiàn)的隱伏的祥霖鋪魏家鎢礦(圖7)，該鎢礦為一典型的接觸交代型鎢礦。前文聚類分析中與高溫?zé)嵋烘u礦歸為一類的磚頭坳鎢礦出現(xiàn)在與柿竹園鎢礦相關(guān)系數(shù)大于0.4的區(qū)域中，表明磚頭鎢礦的元素組合特征主要還是與接觸交代型鎢礦相似。表明前文分析的其所在異常面積較大，異常范圍內(nèi)有多個(gè)高溫?zé)嵋烘u礦，該異常主要受高溫?zé)嵋烘u礦控制的推論是合理的。所以在進(jìn)行以異常為對象的分析時(shí)，要格外注意地質(zhì)背景對異常成因的控制。長營嶺鎢礦相關(guān)系數(shù)圈定的范圍相對較小，其準(zhǔn)確圈定的氣化熱液型鎢礦的數(shù)量較少，可能是因?yàn)榇笮蜌饣療嵋烘u礦僅有長營嶺鎢礦一處而不具有足夠的典型性。

由表4，W元素原始異常有效的圈定了大部分的鎢礦點(diǎn)，但其面積非常大，在實(shí)際工作中挑選重點(diǎn)區(qū)的難度較大。而各典型鎢礦的相關(guān)系數(shù)圈定的面積相對小很多，并且有針對性的準(zhǔn)確圈定了不同類型的鎢礦點(diǎn)，對找礦靶區(qū)的圈定篩選具有非常大的指導(dǎo)意義。對比W元素原始異常圈定的異常與各典型鎢礦相關(guān)系數(shù)圈定的范圍，后者針對找礦靶區(qū)的圈定更為精確有效。同時(shí)該相似性系數(shù)也可認(rèn)為是利用元素組合特征對樣點(diǎn)的一種分類，弱化了元素絕對含量特征，但強(qiáng)化了元素組合特征與成礦作用的關(guān)系，這一點(diǎn)與前人提出的對應(yīng)聚類方法(Jietal.,1995; 紀(jì)宏金等,2005; Jietal.,2007)在思路上具有一致性。綜上所述，該方法可以為擴(kuò)大南嶺地區(qū)鎢礦找礦遠(yuǎn)景提供線索。

圖7 與不同典型鎢礦相關(guān)系數(shù)的分布圖Fig.7 Distribution map of the correlation coefficients for various kinds of tungsten deposits1-與茅坪鎢礦的相關(guān)系數(shù)(>0.4)；2-與柿竹園鎢礦的相關(guān)系數(shù)(>0.4)；3-與長營嶺鎢礦的相關(guān)系數(shù)(>0.4); 4-超大型大型、中型、小型高溫?zé)嵋烘u礦；5-超大型大型、中型、小型矽卡巖型鎢礦；6-超大型大型、中型、小型其他類型鎢礦1-correlation coefficient with the Maoping tungsten deposit (>0.4); 2-correlation coefficient with the Shizhuyuan tungsten deposit (>0.4); 3-correlation coefficient with the Changyingling tungsten deposit (>0.4); 4-super-large, large, middle and small high-temperature hydrothermal tungsten deposits; 5-super-large, large, middle and small contact metasomatic tungsten deposits; 6-super-large, large, middle and small other kinds tungsten deposits

礦床類型研究區(qū)范圍內(nèi)個(gè)數(shù)W元素原始異常與茅坪鎢礦相關(guān)系數(shù)大于04與柿竹園鎢礦相關(guān)系數(shù)大于04與長營嶺鎢礦相關(guān)系數(shù)大于04面積個(gè)數(shù)面積個(gè)數(shù)面積個(gè)數(shù)面積個(gè)數(shù)高溫?zé)嵋盒玩u礦90接觸交代型鎢礦18氣化熱液型鎢礦154205168414259————13——197312——15————11095

注：1.面積單位：km2；2.個(gè)數(shù)為異?；蛳嚓P(guān)系數(shù)圈定范圍內(nèi)礦點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

5 結(jié)論與不足

(1) 通過統(tǒng)計(jì)分析得出：研究區(qū)范圍內(nèi)不同類型的鎢礦其元素組合特征差異明顯，其中接觸交代型鎢礦與高溫?zé)嵋盒玩u礦在Ag、As、Au、Sb、F、Ba、Zr等元素上的區(qū)別尤為明顯；相同類型的鎢礦其元素組合特征非常相似；這種定量化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以作為典型鎢礦的一種簡化的元素組合特征。不同成礦類型的鎢礦具有不同的區(qū)域地球化學(xué)元素組合特征，而通過以W異常為統(tǒng)計(jì)域的統(tǒng)計(jì)能夠準(zhǔn)確、有效、定量的反映此種元素組合特征。這為區(qū)域地球化學(xué)異常結(jié)構(gòu)模式的研究提供了一種新的思路。

(2) 針對研究區(qū)內(nèi)不同鎢礦的地球化學(xué)結(jié)構(gòu)模式的研究得出了定量化的結(jié)果，因而可以非常方便的進(jìn)行應(yīng)用。采用相關(guān)系數(shù)的方法，統(tǒng)計(jì)了研究區(qū)內(nèi)樣點(diǎn)與各典型鎢礦元素組合特征的相似性，其成圖結(jié)果非常準(zhǔn)確地圈定了已知的各類型鎢礦，相比W元素原始異常其準(zhǔn)確率得到了明顯提升。固統(tǒng)計(jì)域選定的即是W異常，所以該方法也可認(rèn)為是對原始W地球化學(xué)場的一種成因分解，能夠有效降低非成礦成因W異常的影響。該結(jié)果可以為擴(kuò)大南嶺地區(qū)鎢礦找礦遠(yuǎn)景提供線索。

(3) 本文討論更多集中在區(qū)域地球化學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與鎢礦成因類型的關(guān)系上，而對其內(nèi)在聯(lián)系未做深入討論，即針對各個(gè)元素在地質(zhì)過程與表生環(huán)境中的行為特征與其分布特征需要做進(jìn)一步的研究。

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Delineating Anomalies Using Similarity Coefficients Based on Element Assemblage Characteristics: An Example of the Nanling Area

GONG Jing-jing1, 2, LI Fang-lin2, ZHANG Shuang3, CUI Fang4

(1.InstituteofGeophysicalandGeochemicalExploration，ChineseAcademyofGeologicalScience,Langfang,Hebei065000; 2.FacultyofEarthSciences,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan,Hubei430074; 3.GuangzhouInstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofScience,Guangzhou,Guangdong510640; 4.WuhanCenterofGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430205)

This paper emphasized the importance of correct selection for a suitable statistics region in analysis of regional geochemical data. A kind of simple and quantized element assemblage characteristics of the various genetic types' tungsten ores in the Nanling area is obtained taking the original W-anomaly as the statistics region in data analysis. In terms of these characteristics, combining with similarity analysis, a statistical analysis is made to the tungsten ores for their element assemblage. The known typical tungsten ores can be more precisely defined according to the correlation coefficients than the original W-anomaly. This method can be regarded as a genetic decomposition of the geochemical field., which permits extracting accurate information relevant to mineralization from the field. This study is a significant complement to the regional anomaly structure model, and provides clues for expanding the prospect of tungsten ore in the Nanling area.

Nanling tungsten ore, regional geochemical survey, element assemblage characteristics, statistics region, similarity coefficient

2014-8-18；

2014-11-25；[責(zé)任編輯]郝情情。

中國地質(zhì)調(diào)查局“南嶺地區(qū)鎢錫多金屬礦深部礦地球化學(xué)找礦方法試驗(yàn)”項(xiàng)目(編號(hào)1212091013014)資助。

龔晶晶(1989年-)，男，2014年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)，獲碩士學(xué)位，主要從事地球化學(xué)勘查研究工作。E-mail: jjinggong1989@gmail.com。

P632

A

0495-5331(2015)02-0312-11