東昆侖東段水系沉積物測量數(shù)據(jù)處理中因子分析法的應(yīng)用研究

耿國帥 張德會 楊 帆 張 晶 湛 龍

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083；2.中國人民武裝警察部隊黃金地質(zhì)研究所，河北廊坊065000；3.中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)研究所，河北廊坊065000；4.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，北京100012；5.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安710054；6.中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心，江蘇南京210016）

東昆侖東段處于青海省東中部，與其周緣地區(qū)共同構(gòu)成了東昆侖—柴達(dá)木造山亞系，是青藏高原北緣的重要構(gòu)造單位。該區(qū)蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源，有“金邊”（柴達(dá)木盆地周邊金礦）、“鹽盆”（柴達(dá)木盆地鹽類礦產(chǎn)）、“金腰帶”（昆侖山銅多金屬礦）之稱，是我國重要的金屬礦產(chǎn)資源基地。特別是近年來，由于西部大開發(fā)和青藏高原專項的實施，發(fā)現(xiàn)了一批鐵、銅、金、鈷、鉛鋅等重要礦床，如五龍溝金礦、督冷溝銅鈷礦、果洛龍洼金礦等。然而，就整個東昆侖區(qū)帶而言，地質(zhì)工作程度仍然較低，在銅、鎢等找礦方面尚未取得重大突破。因此在該區(qū)開展成礦預(yù)測，明確找礦類型及目標(biāo)，是當(dāng)前首要任務(wù)。近年來，不少學(xué)者對該區(qū)進(jìn)行了成礦預(yù)測研究，崔曉亮等[1]根據(jù)水系沉積物的單元素異常，結(jié)合地質(zhì)情況，對東昆侖布青山地區(qū)進(jìn)行了成礦預(yù)測；安國英[2]在分析東昆侖地區(qū)元素分布及異常特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)、物探、遙感資料，進(jìn)行了成礦預(yù)測；丁清峰等[3-4]在綜合分析成礦信息的基礎(chǔ)上，利用證據(jù)權(quán)法對東昆侖成礦帶進(jìn)行了成礦預(yù)測；田立明[5]通過分析東昆侖地區(qū)區(qū)域地球化學(xué)異常特征，結(jié)合地質(zhì)內(nèi)涵法，進(jìn)行了成礦預(yù)測。上述研究雖然取得了一定的進(jìn)展，但存在明顯不足：①成礦預(yù)測是建立在單元素異常的基礎(chǔ)上，Lindqvist等[6]指出，用傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)方法確定的單元素異常下限，可能無法揭示或突出數(shù)據(jù)集中所含的有價值的復(fù)合信息，是因為在許多情況下異常下限并非某個重要元素的濃度值，而是樣品中幾種元素相互關(guān)系的反應(yīng)，利用單元素異常下限進(jìn)行成礦預(yù)測，易造成各單元素異?？臻g疊置關(guān)系很難對應(yīng)，且無法指示預(yù)測區(qū)的成礦類型；②成礦預(yù)測是建立在多元信息基礎(chǔ)上，會造成工作程度高的地區(qū)綜合信息量大，而空白區(qū)或工作程度低的地區(qū)綜合信息量少，造成信息量不對稱，進(jìn)而導(dǎo)致圈定的成礦預(yù)測區(qū)往往都處于工作程度較高的地區(qū)。

因子分析是利用降維的思想通過研究原始變量相關(guān)矩陣內(nèi)部的依賴關(guān)系，將一些具有錯綜復(fù)雜關(guān)系的變量歸結(jié)為少數(shù)幾個共性因子的一種多元統(tǒng)計分析方法。地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理所指的每個共性因子代表了某一成因類型的元素組合，利用因子得分圈定的異常更具有成因和找礦意義[7-8]，可以指示礦床類型以及主攻礦種，且消除了信息不對稱問題，因此因子分析在成礦預(yù)測中得到了很好的應(yīng)用[9-14]。但該方法的不足在于：①因子分析的相關(guān)系數(shù)是Pearson相關(guān)系數(shù)，其不但受到元素高低異常值的影響，還受到數(shù)據(jù)整體結(jié)構(gòu)的影響，是一個不穩(wěn)健的統(tǒng)計量[15-18]；②地球化學(xué)數(shù)據(jù)是成分?jǐn)?shù)據(jù)，具有閉合效應(yīng)，正如Filzmoser等[19]指出，地球化學(xué)數(shù)據(jù)在進(jìn)行計算分析時，即便是求取平均值、標(biāo)準(zhǔn)方差之類簡單的計算統(tǒng)計或者繪制直方圖等類似的分布圖之前，不對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，也容易得出錯誤結(jié)果。

本研究以東昆侖東段水系沉積物地球化學(xué)數(shù)據(jù)為例，對原始數(shù)據(jù)、自然對數(shù)變換數(shù)據(jù)和ILR變換數(shù)據(jù)分別進(jìn)行常規(guī)因子分析和穩(wěn)健因子分析，發(fā)現(xiàn)ILR變換后數(shù)據(jù)的穩(wěn)健因子分析效果較好，根據(jù)其因子得分圈定找礦靶區(qū)，并對各靶區(qū)的主要成礦類型和主攻礦種進(jìn)行詳細(xì)討論。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地處青藏高原東北緣，是我國中央造山帶之秦祁昆褶皺系的一部分，西起格爾木以西，東至香日德以東，北鄰柴達(dá)木盆地。3條近EW向的斷裂自北向南將該區(qū)分為祁漫塔格—都蘭造山亞帶（昆北帶）、伯喀里克—香日德元古宙古陸塊體（昆中帶）、雪山峰—布爾汗布達(dá)造山亞帶（昆南帶）和布喀達(dá)阪峰—阿尼瑪卿華力西印支復(fù)合造山亞帶（北巴帶）4個三級構(gòu)造單元。區(qū)內(nèi)地層出露齊全，從古元古代到新生代均有出露，其中昆北帶主要出露三疊系的鄂拉山組地層，昆中帶主要出露太古代的古老變質(zhì)巖系，昆南帶出露地層最為復(fù)雜，從古元古代到侏羅系地層均有出露，北巴帶內(nèi)主要出露三疊系巴顏喀拉群的復(fù)理石沉積。研究區(qū)巖漿侵入活動強烈，以花崗巖類為主，在4個構(gòu)造單元均有出露，尤以昆中帶最密集，北巴帶最稀少，時代從元古代、早古生代、晚古生代到中生代均有分布，其中中生代最為發(fā)育（圖1）。

該區(qū)的區(qū)域地球化學(xué)勘查工作始于1978年，目前已基本覆蓋整個東昆侖成礦帶，圈出了一系列綜合異常，但有些圖幅數(shù)據(jù)利用性較差，該區(qū)總體工作程度仍較低。不少學(xué)者對該區(qū)的區(qū)域地球化學(xué)勘查數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，并應(yīng)用于地質(zhì)背景探討和地質(zhì)填圖[20-22]。

近年來，該區(qū)一直是找礦工作的熱點地區(qū)之一[23-25]，目前已發(fā)現(xiàn)金、鐵、銅、鉛、鋅、鎢、錫、鈷等礦床（點）110多處，其中大型礦床4處，均為金礦床；中型礦床7處，為金、鐵、多金屬礦；小型礦床13處，為金、銅、鐵、多金屬礦；礦點46處；礦化點41處。張德全[26]將該區(qū)的礦床類型分為噴氣—沉積礦床組合（VHMS型和SEDEX型）和造山礦床組合（斑巖、矽卡巖、熱液脈型和造山型金礦）2個組合和6個類型；丁清峰[4]將該區(qū)的礦床類型分為熱水噴流沉積和與造山作用有關(guān)的斑巖型、矽卡巖型、熱液脈型和疊加改造型；田立明[5]將該區(qū)的主要成礦類型劃分為海相火山巖型、斑巖型/矽卡巖和造山型金礦等3種組合?；谏鲜鲅芯砍晒?，本研究將該區(qū)的金屬礦床劃分為如表1所示的3種成因組合。

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2 成分?jǐn)?shù)據(jù)變換和穩(wěn)健方法選擇

2.1 成分?jǐn)?shù)據(jù)變換

成分?jǐn)?shù)據(jù)是一組部分占整體的比例數(shù)據(jù)，只攜帶相對信息，地球化學(xué)數(shù)據(jù)為典型的成分?jǐn)?shù)據(jù)[27]。成分?jǐn)?shù)據(jù)變換有3種形式，即：非對稱對數(shù)比變換（Additive Log-ratio Transformation，ALR）、中心對數(shù)比變換（Centered Log-ratio Transformation，CLR）[28]和等距對數(shù)比變換（Isometric Log-ratio Transformation，ILR）[29]。3種變換的共同點在于變換形式都是變量的對數(shù)比值，因而統(tǒng)稱為對數(shù)比變換。ALR變換受主觀因素影響比較大，且無法消除成分?jǐn)?shù)據(jù)的閉合效應(yīng)；CLR變換會造成每個樣品的所有變量之和為0，因此對于需要滿秩數(shù)據(jù)矩陣的算法則不適應(yīng)[30]，同時也沒有消除閉合效應(yīng)；ILR變換可以消除閉合效應(yīng)，但原始成分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)ILR變換之后，減少一個變量，故ILR變換后數(shù)據(jù)因子分析缺乏明確的地球化學(xué)意義。利用CLR變換和ILR變換，將ILR變換后的因子分析結(jié)果在CLR空間下表示出來，既克服了成分?jǐn)?shù)據(jù)的閉合效應(yīng)，又易于指示地球化學(xué)元素組合的地球化學(xué)意義。

2.2 穩(wěn)健方法選擇

Pearson相關(guān)系數(shù)是一個不穩(wěn)健的統(tǒng)計變量，易受特異值影響，因此，不少學(xué)者提出了不同的方法，最常用的為最小協(xié)方差行列式（Minimum Covariance Determinant，MCD）方法[31]，本研究采用的穩(wěn)健因子分析則是基于MCD的方法。

在統(tǒng)計分析過程中，由于CLR變換導(dǎo)致協(xié)方差矩陣奇異，使得以協(xié)方差矩陣為基礎(chǔ)的因子分析和基于最小協(xié)方差行列式的MCD算法運算不能有效進(jìn)行，ILR變換則不存在此不足。因而在進(jìn)行因子分析和穩(wěn)健相關(guān)分析時，需使用ILR變換后的數(shù)據(jù)，但I(xiàn)LR變換后的數(shù)據(jù)變量數(shù)減少一個，易造成因子載荷無法解釋，故因子載荷需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)正交基變換到CLR空間。直接應(yīng)用ILR變換數(shù)據(jù)計算因子得分與變換到CLR空間再計算因子得分，其結(jié)果是一致的，故本研究因子得分直接用ILR變換數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。

3 應(yīng)用實例

利用東昆侖成礦帶東段1:50萬水系沉積物測量的4 001件樣品的39種元素中的Ag、As、Au、Cd、Co、Cr、Cu、F、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Sn、V、W、Zn 等18個成礦元素（或指示元素）進(jìn)行因子分析。分別對原始數(shù)據(jù)、自然對數(shù)變換后數(shù)據(jù)（Log）和ILR變換后數(shù)據(jù)（ILR）分常規(guī)和穩(wěn)健兩種情況來進(jìn)行因子分析。

3.1 主因子個數(shù)選擇

原始數(shù)據(jù)、自然對數(shù)變換后數(shù)據(jù)（Log）和ILR變換后數(shù)據(jù)（ILR）的常規(guī)因子分析和穩(wěn)健因子分析特征值如表2所示。

本研究主因子個數(shù)選擇原則為：①特征值大于1；②因子的累積貢獻(xiàn)率大于70%（表2）；③Screen圖上，特征值的連線存在著明顯拐點（圖2）。經(jīng)過綜合考慮，本研究選擇了F1、F2、F3、F4、F5、F66 個因子（表2）作為主因子。

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3.2 主因子載荷對比

原始數(shù)據(jù)、Log變換后數(shù)據(jù)和ILR變換后數(shù)據(jù)的常規(guī)和穩(wěn)健因子分析所得出的主因子元素載荷如表3所示。分析表3可知：3種數(shù)據(jù)2種因子分析的第一主因子都具有相似的元素組合Cr、Ni、V、Cu、Co，差別僅在ILR變換后數(shù)據(jù)穩(wěn)健因子分析中出現(xiàn)負(fù)載荷，而在其它因子分析中呈正載荷（表3）。此外，除了原始數(shù)據(jù)穩(wěn)健因子分析中的Au在主因子中呈獨立載荷存在外，其它因子分析中，Au都與As、Sb形成主因子的載荷元素?？紤]到因子的可對比性，第一主因子須具有最高的因子貢獻(xiàn)率，而Au是研究區(qū)最重要的成礦元素，因此選擇第一主因子和Au作為載荷元素所在的主因子進(jìn)行對比（表4、圖3）。

注：括號內(nèi)的元素表示因子的負(fù)載荷部分。

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由表4和圖3可知，原始數(shù)據(jù)、Log變換后數(shù)據(jù)的常規(guī)因子分析和穩(wěn)健因子分析結(jié)果大致一致，幾乎所有元素在第一主因子的載荷為正，在另一因子載荷中也大都為正值，這使得18種元素幾乎都處于因子的第一像限，且這一現(xiàn)像普遍存在[32]，這給因子解釋造成了困難。經(jīng)過ILR變換后的數(shù)據(jù)不論是常規(guī)因子分析還是穩(wěn)健因子分析，其第一主因子都分為兩個端元，一個端元為Mo、Sn、W、Pb等元素組合，另一端元為Cu、Ni、Cr、Co、V等元素組合，從元素地球化學(xué)性質(zhì)分析可知，Mo、Sn、W、Pb等元素的富集與中酸性花崗巖有關(guān)，而Cu、Ni、Co、V等元素的富集與基性、超基性巖有關(guān)。從兩個因子載荷的關(guān)系看，前兩種數(shù)據(jù)所作的因子中，Au、As、Sb與其它元素的關(guān)系較一致（除了Log變換的數(shù)據(jù)As稍有分離，處于第一主因子的負(fù)半軸外），都處于第一主因子的正半軸，經(jīng)ILR變換后的數(shù)據(jù)，As、Sb和Au明顯分離，As、Sb與Sn、Pb、W、Mo更密切，Au與Cu、Co、Ni、V關(guān)系更密切，這也與東昆侖地區(qū)存在的鈷金礦的事實較一致。

3.3 主因子代表性對比

因子分析的目的是利用少量的主因子來代替原有較多的變量，以達(dá)到降維的目的，因此主因子的代表性問題有必要進(jìn)行詳細(xì)探討。本研究選擇Au元素所在的主因子，利用標(biāo)準(zhǔn)化的因子得分值與相應(yīng)變換的Au標(biāo)準(zhǔn)化值進(jìn)行對比（圖4），了解標(biāo)準(zhǔn)化因子得分值與相應(yīng)變換的Au標(biāo)準(zhǔn)化值之間的對應(yīng)關(guān)系，從而判別因子分析中主因子的代表性。

由圖4可知：采用常規(guī)方法進(jìn)行因子分析時，直接用原始數(shù)據(jù)，其主因子標(biāo)準(zhǔn)化得分值與Au的標(biāo)準(zhǔn)化值之間的對應(yīng)性最差，表明其主因子不能很好地提取Au的信息，代表性差；Log變換后數(shù)據(jù)的主因子代表性有所提升，ILR變換后數(shù)據(jù)的主因子代表性最佳。從因子載荷來看，Au在原始數(shù)據(jù)中是最高的，達(dá)到0.78，遠(yuǎn)高于Log變換后數(shù)據(jù)（0.55）和ILR變換后數(shù)據(jù)（0.64）。究其原因：一方面是因為相關(guān)系數(shù)矩陣（或協(xié)方差矩陣）受特異值影響較大，而對數(shù)據(jù)進(jìn)行Log變換后，會降低特異值的影響，使得因子的代表性提高；另一方面，由于化探數(shù)據(jù)是成分?jǐn)?shù)據(jù)，其存在的閉合效應(yīng)會造成相關(guān)系數(shù)矩陣不能代表元素間真正的相關(guān)性。故而經(jīng)過ILR變換后，消除了成分?jǐn)?shù)據(jù)的閉合效應(yīng)，使得因子分析中主因子的代表性大大提高。相較于常規(guī)因子分析，穩(wěn)健因子分析的因子代表性有了很大提升，但也表現(xiàn)為Log變換后數(shù)據(jù)的代表性強于原始數(shù)據(jù)，ILR變換后數(shù)據(jù)因子的代表性最強的特征。從因子載荷來看，3種數(shù)據(jù)的因子載荷也相較于常規(guī)方法有很大提升，但仍然表現(xiàn)為原始數(shù)據(jù)的因子載荷最大，達(dá)到0.93，遠(yuǎn)高于其余兩種變換后數(shù)據(jù)（Log變換后數(shù)據(jù)的載荷為0.76，ILR變換后數(shù)據(jù)的載荷為0.71）。由此可見：直接用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析，因子的代表性最差，將ILR變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)健因子分析效果最佳。

3.4 主因子得分值與相應(yīng)礦床（點）的對應(yīng)性

分別選取Log變換后和ILR變換后數(shù)據(jù)穩(wěn)健因子分析的兩個主因子得分值與對應(yīng)礦床（點）的分布進(jìn)行分析。因子得分間隔區(qū)間選取見表5。

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Log變換后數(shù)據(jù)穩(wěn)健因子的第一主因子為Cr、Ni、V、Co、Cu、Zn、Mn、F，且所有元素在第一主因子中都呈正載荷；在ILR變換的第一主因子中，正載荷為W、Sn、Mo、Mn等，負(fù)載荷為Ni、Cr、Cu、V、Co等。據(jù)表5和圖5分析可知：Log變換后F1得分值幾乎都處于負(fù)端高背景到正端高背景區(qū)間，異常點較少，沒有強異常點；ILR變換后的數(shù)據(jù)F1得分值從負(fù)端強異常到正端強異常都有出現(xiàn)，且異常較明顯。這可能是由于Log變換后數(shù)據(jù)的因子穩(wěn)健分析，全部元素在第一主因子中的載荷都為正，受到不同元素的綜合影響，使得因子得分值在兩個端元不明顯；ILR變換后，全部元素在第一主因子中分成正負(fù)兩個端元，受到不同端元元素的影響，使得因子得分值正負(fù)特征更分明，因此也突出了兩個端元的異常。在ILR變換后數(shù)據(jù)第一主因子得分圖上，幾乎所有的鎢、鉬、鉛、鋅等礦床（點）都產(chǎn)于ILR變換第一主因子正端元的異常上；除了東北端少數(shù)幾個與巖漿熱液有關(guān)的銅礦床（點）產(chǎn)于正端元的異常上，絕大多數(shù)的鐵、銅、鉻、鎳、鈷等礦床（點）都產(chǎn)于因子得分負(fù)端異常上，顯示出兩種不同成因類型的礦床組合；在Log變換后數(shù)據(jù)第一主因子得分圖上，大多數(shù)鐵、鉻、銅等礦床（點）產(chǎn)于得分值正端的高背景及異常上，鎢、鉬、鉛、鋅等礦床（點）分布不明顯，部分分布于負(fù)端元高背景上，還有部分分布于正端元的高背景上。

據(jù)表4可知，ILR變換后數(shù)據(jù)的第5主因子正載荷為Au、As、Sb，顯示以金為主的熱液成礦元素組合，負(fù)載荷為F、Cr、W、Mo，顯示以W、Mo為主的巖漿元素組合。Log變換后數(shù)據(jù)的F2中，正載荷較大的元素為As、Sb、Au，負(fù)載荷僅有F，且載荷值較小，而其它元素都顯示為正載荷。

ILR變換后數(shù)據(jù)中，因子得分正負(fù)端分布比較明顯，負(fù)端元高背景及異常分布于研究區(qū)北部，空間位置與昆北、昆中花崗巖帶吻合，且鎢、鉬礦床（點）都處于該因子得分為負(fù)的高背景到異常上。從金礦床（點）分布來看，西端的金礦床（點）主要分布于因子得分正端元的高背景及異常上，東端的金礦床（點）主要分布于因子得分負(fù)端元的高背景上，這說明西端的金礦床（點）主要受熱液成礦系統(tǒng)控制，東端的金礦床（點）受巖漿成礦作用影響，這與東端阿斯哈金礦產(chǎn)于巖漿巖中的事實相一致。Log變換的數(shù)據(jù)中，因子得分正負(fù)端分布沒有明顯規(guī)律，兩者互相摻雜，兩類礦床（點）幾乎都處于因子得分正端元的高背景及異常上（圖6）。

綜合分析上述兩種數(shù)據(jù)變換的兩個因子得分值可知，使用ILR變換后數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)健因子分析，可以更好地突出因子載荷正負(fù)端因子得分異常，并與成礦類型及成礦組合有較好的對應(yīng)，可有效指導(dǎo)找礦靶區(qū)圈定及下一步的找礦工作。

3.5 找礦靶區(qū)圈定及評述

根據(jù)因子載荷并結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)和礦產(chǎn)情況，綜合分析可知：第1主因子的正載荷為與中酸性巖有關(guān)的成礦元素組合，負(fù)載荷為與基性—超基性巖有關(guān)的成礦元素組合；第5主因子的正載荷為與造山型金礦有關(guān)的元素組合，且與之對應(yīng)的礦床大多位于得分較高（或較低）的區(qū)域。因此，因子得分可用來圈定找礦靶區(qū)。本研究根據(jù)第1主因子和第5主因子得分圈定了如圖7所示的7處找礦靶區(qū)。

3.5.1 五龍溝—注斯楞一帶找礦靶區(qū)（B1）

B1靶區(qū)分布于研究區(qū)北端、昆中斷裂帶兩側(cè)，出露地層主要為古元古代金水口群，古—中元古代苦海雜巖，中元古代狼牙山組、奧陶—志留紀(jì)納赤臺群、早三疊世洪水川組和晚三疊世八寶山組地層。金水口群為一套變質(zhì)程度高的變質(zhì)巖系，主要由混合巖化黑云斜長片麻巖、角閃黑云斜長片麻巖及鎂質(zhì)大理巖等組成，巖石均遭受了不同程度的混合巖化，屬區(qū)域動力變質(zhì)作用的產(chǎn)物。苦海雜巖巖性以灰綠色眼球狀黑云母鉀長正片麻巖為主，夾少量糜棱巖化黑云斜長片麻巖和淺粒巖；狼牙山組巖性為大理巖夾碎屑巖，為一套正常碳酸鹽巖夾碎屑巖沉積建造；納赤巖臺群巖性為淺變質(zhì)凝灰質(zhì)千枚巖、板巖、砂巖及片巖、大理巖和片理化中酸性火山巖、火山碎屑巖、凝灰質(zhì)礫巖等；洪水川組為一套濁積巖相砂板巖；八寶山組下段為砂礫巖，上段為粉砂、頁巖。靶區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要為中生代侵入巖，時代從早二疊世到晚三疊世，巖性主要為石英閃長巖、石英花崗閃長巖、花崗閃長巖、云英閃長巖、二長花崗巖和鉀長花崗巖等。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，昆中斷裂從靶區(qū)中部通過，是東昆侖地區(qū)的一個構(gòu)造密集分布區(qū)，構(gòu)造線總體呈NW—SE向展布。

靶區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了五龍溝大型金礦田、清水河中型鐵礦床、洪水河中型鐵礦床、小廟小型鐵礦床、三通溝鐵礦點、山根果勒鉛鋅多金屬礦點、五龍溝中游鐵礦化點、五龍溝鉛鋅礦點、鉛礦溝鉛（稀土）礦化點、注斯楞鐵礦點、阿不特哈達(dá)北東鉛鐵等。五龍溝金礦田包括大型金礦床1處（深水潭金礦床），中型巖金礦床2處（石灰溝金礦床和百噸溝金礦床），小型金礦床4處（淡水溝、紅旗溝、中支溝、打柴溝金礦床），累計估算金資源量58.83 t。清水河鐵礦區(qū)圈定了4條鐵礦體，估算鐵礦石量3 498.33萬t；洪水河鐵礦區(qū)圈定了5條鐵礦體，估算鐵礦石量1 211.10萬t，小廟鐵礦區(qū)圈定了2條鐵礦體，估算鐵礦石量達(dá)368.5萬t。

該靶區(qū)內(nèi)有1個F5正載荷得分異常、2個F1正載荷得分異常、1個F1負(fù)載荷得分異常和Au、As、Sb、W、Pb、Sn、Cd、Ag、Zn、Cu、Fe、Co、Ni等單元素異常，且各元素異常強度高、濃集趨勢明顯。該區(qū)具有尋找與造山型金礦、中基性巖有關(guān)的沉積變質(zhì)型鐵錳和與中酸性巖有關(guān)的矽卡巖型鉛、鋅、鐵等礦床的潛力。

3.5.2 香日德—哈次譜山找礦靶區(qū)（B2）

B2靶區(qū)位于昆北成礦亞帶東段、都蘭縣城西南。區(qū)內(nèi)出露地層主要為早石炭世大干溝組、晚石炭世—早二疊世締敖蘇組和晚三疊世鄂拉山組。大干溝組巖石組合為碎屑巖與灰?guī)r互層。締敖蘇組巖石組合為一套碳酸鹽巖夾少量碎屑巖，偶夾碎裂巖化安山巖、流紋巖和含海綠石流紋質(zhì)沉凝灰?guī)r。鄂拉山組由陸相噴發(fā)的一套中—酸性火山巖組成，在鄂拉山組下部火山巖中夾有厚度不大的碎屑巖。區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，侵入巖主要有早三疊世花崗閃長巖、晚三疊世二長花崗巖。靶區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，有近EW向、NW向和NE向斷裂，為多組斷裂交匯區(qū)。

靶區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有白石崖中型矽卡巖型鐵鋅鉛礦床，其中鐵礦石量796.42萬t，鋅資源量4.45萬t，鉛資源量0.35萬t。此外，還發(fā)現(xiàn)了大洪山，雙慶、占布扎楞等3處小型矽卡巖型多金屬礦床，哈次譜山和那日拉馬黑山西南銅礦點和隆統(tǒng)北鉛鋅礦點。本研究在該靶區(qū)東側(cè)還發(fā)現(xiàn)了多溝鉛銅多金屬礦點，其中鉛的最高品位為13.2%。

該靶區(qū)內(nèi)有F1正載荷的3號異常，該異常是研究區(qū)內(nèi)該類因子中面積最大、強度最高、濃集趨勢最明顯的異常，且分布有Cd、Mo、Pb、Zn、Ag、Cu、W、As、Sb異常。Ag異常是研究區(qū)面積最大、強度最高的異常，故該靶區(qū)是研究區(qū)內(nèi)矽卡巖型礦床最具找礦潛力的地區(qū)。

3.5.3 東大灘—西藏大溝一帶找礦靶區(qū)（B3）

B3靶區(qū)分布于研究區(qū)西部的東大灘—西藏大溝一帶，夾持于昆中—昆南斷裂及以南地區(qū)，出露地層南部主要為巴顏喀拉群上亞群地層，北部主要為古元古代白沙河巖群、中元古代萬寶溝群、奧陶—志留紀(jì)納赤臺群地層及早泥盆世牦牛山組地層，此外，沿昆南斷裂帶還斷續(xù)分布有二疊紀(jì)馬爾爭組地層。白沙河巖群巖性以片麻質(zhì)初糜棱巖為主，兼有黑云母片麻巖；萬寶溝群為一套淺變質(zhì)碎屑巖、火山巖、碳酸鹽巖；納赤臺群是東昆侖造山帶中段出露的構(gòu)造混雜巖帶的重要組成部分，根據(jù)巖石組合可劃分為碳酸鹽巖段、碎屑巖段、玄武巖段及超鎂鐵巖段；牦牛山組是一套以火山巖為主的陸相碎屑—火山巖建造；馬爾爭組地層是昆南蛇綠巖帶的重要組成部分，根據(jù)巖石組合可分為碎屑巖組合、超鎂鐵質(zhì)巖組合、玄武巖組合、中基性火山巖組合、碳酸鹽巖組合等。區(qū)內(nèi)巖漿巖不甚發(fā)育，只在靶區(qū)北東端發(fā)育小面積的早古生代和中生代侵入巖，具體巖性為早志留世二長花崗巖、花崗閃長巖，早二疊世花崗閃長巖、二長花崗巖和晚三疊世二長花崗巖、花崗閃長巖等。受印支期—燕山期SN向擠壓作用的影響，地層走向、構(gòu)造線及脈巖產(chǎn)出方向以EW向為主。區(qū)內(nèi)斷裂、褶皺發(fā)育，斷裂構(gòu)造有脆性斷裂和韌性斷裂兩種形式，規(guī)模較大，形成片理化帶及糜棱巖帶。

靶區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)小干溝中型金礦床，東大灘小型銻金礦床和駝路溝鈷金礦床，此外還發(fā)現(xiàn)了納赤臺金銅礦點、忠陽山銅礦點、菜園子溝錳礦化點、南溝磁鐵礦化點和西藏大溝金礦化點。小干溝金礦區(qū)共提交金資源量6 044 t，達(dá)到了中型礦床規(guī)模；東大灘銻金礦床共查明銻金屬量5 991.5 t，金742.1 t，為一小型銻（金）礦床；駝路溝礦區(qū)共圈定鈷礦體32條，333+334鈷資源量3 911.23 t，達(dá)到中型礦床規(guī)模。

該靶區(qū)內(nèi)有F1正載荷異常、F1負(fù)載荷異常和F5正載荷異常，F(xiàn)1負(fù)載荷異常和F5正載荷異常面積較大、強度較高、濃集趨勢明顯，且有Au、As、Sb、Cu、Ni、Co、W、Mo、Pb、Zn等單元素異常，具有尋找與基性巖有關(guān)的VHMS型銅、鈷礦，與造山型有關(guān)的金、銻礦和與酸性巖有關(guān)的鉬礦等礦床的潛力，尤以前兩種為主。

3.5.4 開荒北—烏蘭烏拉找礦靶區(qū)（B4）

B4靶區(qū)分布于昆南帶內(nèi)的開荒北—烏蘭烏拉一帶，出露地層主要為二疊紀(jì)樹維門科組、馬爾爭組，三疊紀(jì)的洪水川組和鬧倉堅溝組。樹維門科組主要為一套碳酸鹽巖組合，夾少量碎屑巖；馬爾爭組地層與周圍地層呈斷層接觸，并經(jīng)受強烈構(gòu)造變形變質(zhì)形成大理巖質(zhì)礫巖，紋層狀鈣質(zhì)膠結(jié)，礫石由大理巖及少量未變質(zhì)灰?guī)r碎塊組成；洪水川組由下部砂巖段和上部砂板巖段組成，上部砂板巖段是主要的含礦層和礦源層；鬧倉堅溝組主要由砂質(zhì)板巖和灰?guī)r組成。區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，但石英脈分布廣泛，各類巖層中均有一定數(shù)量的石英脈體，NWW向脆韌性剪切帶中分布最廣泛，嚴(yán)格受構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動強烈，由于昆南斷裂持續(xù)向北逆沖，褶皺、韌性變形構(gòu)造和脆性斷裂等不同期次、不同類型的構(gòu)造交織在一起，使得構(gòu)造極為復(fù)雜。

區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)開荒北中型金礦床和樹維門科鐵礦點、烏蘇屋矮銅礦點，此外，本研究在開荒北金礦床西端發(fā)現(xiàn)了新的礦化線索，Au品位為（0.25～0.53）×10-6，具有進(jìn)一步工作的價值。

該靶區(qū)內(nèi)含一個F1負(fù)載荷異常和一個F5正載荷異常，雖然異常面積較小，但強度較高，此外還有Au、As、Sb、Cu、Ni、Cd等單元素異常，因此該靶區(qū)具有尋找與造山型金礦和與基性巖有關(guān)的銅、鐵等礦床的潛力。

3.5.5 達(dá)瓦特—曲什昂找礦靶區(qū)（B5）

B5靶區(qū)分布于研究區(qū)東部的達(dá)瓦特—曲什昂一帶，昆南成礦亞帶東段。靶區(qū)內(nèi)出露的地層主要有古元古代白沙河巖群、中元古代萬寶溝群、中元古代小廟巖群、早石炭世哈拉郭勒組、晚石炭世—早二疊世浩特洛洼組以及早三疊世洪水川組地層。白沙河巖群巖性以片麻質(zhì)初糜棱巖為主，兼有黑云母片麻巖；萬寶溝群為一套淺變質(zhì)碎屑巖、火山巖、碳酸鹽巖；小廟巖群由片巖、變粒巖、片麻巖和大理巖組成；哈拉郭勒組由砂巖、灰?guī)r和火山巖組成；浩特洛洼組由生物碎屑灰?guī)r和砂巖組成；洪水川組由砂巖、火山巖和灰?guī)r組成。區(qū)內(nèi)出露的巖體有超基性巖，中奧陶世花崗閃長巖，早二疊世黑云母二長花崗巖、石英閃長巖，中二疊世二長花崗巖，二疊紀(jì)石英閃長巖，早三疊世花崗閃長巖、閃長巖，侏羅紀(jì)鉀長花崗巖等。

靶區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)果洛龍洼大型金礦床、督冷溝小型銅（鈷）礦床、2024磁鐵礦點和達(dá)瓦特金（黃鐵礦）化點。果洛龍洼金礦床共圈出金礦體7條，累積提交金資源量40.85 t，為一大型礦床。督冷溝估算銅資源量3.3萬t，鈷資源量245 t，為一小型銅（鈷）礦床。該靶區(qū)因子得分異常面積較小，但強度較高，濃集趨勢較明顯，且有Cu、Ni、Co、Fe、W、Sn、Mo異常，具有進(jìn)一步工作的潛力。

3.5.6 馬尼特—冬給措納湖找礦靶區(qū)（B6）

B6靶區(qū)分布于馬尼特—冬給措納湖一帶，出露的地層主要為馬爾爭組、苦海群、樹維門科組地層，發(fā)育基性巖脈。該靶區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了馬尼特金礦、牧羊山銅礦2個小型礦床。馬尼特金礦區(qū)共圈定10條金礦體，估算金資源量1 276 t。牧羊山銅礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)3條銅化礦化帶，5個銅礦化體，估算銅資源量2.39萬t。該靶區(qū)因子得分異常面積較大，強度較高，濃集趨勢明顯，是找該類型礦床最有利的地區(qū)。從已發(fā)現(xiàn)的礦床來看，與異常面積和強度不相稱，且有Ni、Cu、Au、Sb、W異常，Ni異常面積最大、強度最高，故該靶區(qū)還具有進(jìn)一步找礦的潛力。

3.5.7 大場-措尼一帶找礦靶區(qū)（B7）

B7靶區(qū)分布于研究區(qū)南部北巴帶內(nèi)的大場—措尼一帶，出露的地層主要是三疊系巴顏喀拉群地層，為一套類復(fù)理石建造的濁流相沉積巖系，巖性主要為砂巖和板巖。巖漿巖不發(fā)育，僅在靶區(qū)中部出露燕山期黑云母花崗閃長巖。該靶區(qū)位于甘德—瑪多深大斷裂南側(cè)，甘德—瑪多深大斷裂為穿透性斷裂，為深源熱液及成礦流體提供了運移通道；其派生的次級斷裂大致與該斷裂平行，呈NW—SE向展布，具有成群、成束展布的特點。這些次級斷裂帶的長度和寬度基本厘定了金礦體的長度和寬度。次級斷裂形成的含礦破碎帶普遍具有硅化、絹云母化、碳酸鹽化及泥化，與此相關(guān)的礦化有黃鐵礦化、毒砂礦化及輝銻礦化，顯然是區(qū)內(nèi)的容礦構(gòu)造，為成礦物質(zhì)的沉淀和富集提供了良好的空間場所。

靶區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了大場特大型金礦床和加給隆洼中型金礦床，大場金礦床的資源量達(dá)到104.33 t，加給龍洼金礦床估算資源量為11.94 t。近年來，在大場外圍又發(fā)現(xiàn)了扎家同那小型金礦床和東大溝金礦點、稍日哦金（銻）礦點。大場金礦區(qū)45個鉆孔的原生暈測量結(jié)果顯示，礦區(qū)內(nèi)剝蝕程度較低，深部找礦潛力巨大。

該靶區(qū)內(nèi)含有一個F1正載荷異常和2個F5正載荷異常，且F1正載荷異常處于F5正載荷異常之間，從單元素異常分布看，F(xiàn)1正載荷異常處發(fā)育W、Sn異常，F(xiàn)5正載荷異常處主要發(fā)育Sb、Au、As異常。根據(jù)元素的分帶性和造山型金礦床的分帶性[33]可知，在該靶區(qū)中部可找到與中酸性巖體有關(guān)的礦床。本研究在該區(qū)開展工作時，發(fā)現(xiàn)了大面積出露的石英團塊，通過取樣分析，發(fā)現(xiàn)樣品中鎢含量較高，多數(shù)大于100×10-6，在采集的光片中，見到了明顯的白鎢礦。靶區(qū)東面的F5正載荷的4號異常，是研究區(qū)內(nèi)強度最高、濃集分帶最明顯的異常，且Sb異常面積最大、強度最高，是研究區(qū)內(nèi)造山型金礦最有利的找礦地區(qū)。西端F5正載荷的5號異常，面積較大，但強度較低，濃集趨勢也不如前者明顯，但附近分布有柯爾咱程、平頂山北砂金礦和扎木吐砂金礦。經(jīng)查證，在該區(qū)發(fā)現(xiàn)了蓋寺由池金礦點，較好的為Ⅰ、Ⅱ號兩條金礦化體，長300～1 000 m，平均含金0.98×10-6，最高2.08×10-6，淺井工程中最高4.34×10-6，此外，還發(fā)現(xiàn)多條含金破碎帶。因此，該靶區(qū)是尋找造山型金礦床和與中酸性侵入巖有關(guān)的鎢、錫礦床的有利靶區(qū)。

4 結(jié) 論

（1）對于成分?jǐn)?shù)據(jù)，CLR變換后數(shù)據(jù)無法應(yīng)用于基于協(xié)方差矩陣的穩(wěn)健因子分析，需對數(shù)據(jù)進(jìn)行ILR變換，因子分析的載荷需通過標(biāo)準(zhǔn)正交基變換到CLR空間，便于解釋。因子得分不需要變換，用ILR直接計算的得分與變換到CLR空間計算的得分是對應(yīng)的。

（2）以東昆侖東段水系沉積物測量18種元素的原始數(shù)據(jù)、Log變換后數(shù)據(jù)和ILR變換后數(shù)據(jù)分別進(jìn)行了常規(guī)因子分析和穩(wěn)健因子分析，結(jié)果表明：ILR變換后數(shù)據(jù)的因子載荷便于解釋，且與元素地球化學(xué)性質(zhì)一致。其穩(wěn)健分析的因子代表性最好，同時ILR變換的穩(wěn)健分析可以更好地突出因子載荷正負(fù)端因子得分異常，并與成礦類型及成礦組合有效對應(yīng)，能更好地指導(dǎo)成礦靶區(qū)圈定及下一步找礦工作。

（3）根據(jù)ILR變換后數(shù)據(jù)穩(wěn)健因子分析的因子得分，圈定了找礦靶區(qū)7處，詳細(xì)分析了每個找礦靶區(qū)的主攻礦種及類型，并發(fā)現(xiàn)了新的找礦線索，為研究區(qū)后續(xù)找礦工作高效開展提供了有益參考。