江西贛縣烏石下地區(qū)1:10000土壤測(cè)量元素特征值及組合分布特征

鄧以超，葉東旭，鐘建國(guó)

(江西省地礦局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，江西 贛州 341000)

1 區(qū)內(nèi)地質(zhì)概況

工作區(qū)位于江西省贛縣區(qū)石蕪鄉(xiāng)山背村，距贛州市北東向22.5公里，區(qū)內(nèi)大部分面積屬低山丘陵地貌，東邊和中部為低山地貌，間夾少量較小的河谷盆地。區(qū)內(nèi)出露地層主要有震旦系沙壩黃組、壩里組、老虎塘組，出露巖體主要是燕山晚期黑云母二長(zhǎng)花崗巖及少量花崗斑巖脈。贛縣烏石下地區(qū)在前人1：20萬(wàn)和1:5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量顯示區(qū)內(nèi)W、Mo、Bi、Ag等元素異常強(qiáng)度高，認(rèn)為區(qū)內(nèi)有以W、Cu為主，伴Mo、Bi、Ag的有利成礦遠(yuǎn)景。區(qū)域周邊圍繞燕山期巖漿巖體，特別是燕山早期第二階段侵入體的內(nèi)、外接觸帶，成為了已有銅鎢礦床(點(diǎn))的聚集區(qū)，如白石山鎢銅礦、廣教寺和桂湖鎢銅礦點(diǎn)等[1]。

2 土壤測(cè)量工作情況

贛縣烏石下地區(qū)開(kāi)展1：1萬(wàn)土壤測(cè)量15平方公里，采用40×100米點(diǎn)線距的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格布置采樣點(diǎn)，根據(jù)工作區(qū)地層大致為南北走向而選擇東西向測(cè)線；共有46根測(cè)線，采集3909個(gè)土壤樣品，對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行鎢、錫、鉬、鉍、銅、鉛、鋅、金、銀、砷、銻等11個(gè)元素分析測(cè)試。

土壤測(cè)量野外作業(yè)的采樣點(diǎn)位置準(zhǔn)確，采樣深度合理，原始記錄內(nèi)容真實(shí)可靠，描述齊全，分析測(cè)試方法得當(dāng)質(zhì)量合格?？傮w質(zhì)量符合DZ/T0145-2017《土壤地球化學(xué)測(cè)量規(guī)范》及工作設(shè)計(jì)的要求[2]。

3 元素富集變異特征

元素富集情況用富集系數(shù)來(lái)衡量，據(jù)前人總結(jié)出富集系數(shù)K＜0.5為顯著貧化類(lèi)，0.5＜K＜1為接近標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)， K＞1.5為相對(duì)富集類(lèi)，1.5＜K＜3明顯富集，大于K ＞3.00強(qiáng)富集。

圖1 烏石下地區(qū)土壤測(cè)量富集系數(shù)排序圖

圖1 為烏石下地區(qū)土壤測(cè)量富集系數(shù)排序圖，可直觀反應(yīng)區(qū)內(nèi)各元素富集情況。其中1.5＜Sb＜Zn＜Au＜Ag＜Cu＜As＜3，表明這些元素區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為明顯富集；3＜Pb＜Sn＜W＜Mo＜Bi，表明這些元素區(qū)內(nèi)強(qiáng)富集，具有良好的找礦前提。

圖2 烏石下地區(qū)土壤測(cè)量變異系數(shù)排序圖

元素分異性用變化系數(shù)CV來(lái)衡量，當(dāng)CV＞1.5屬于極強(qiáng)分異， 1.5＞CV＞1為元素分布極不均勻，屬?gòu)?qiáng)分異型，1.0＞CV＞0.7表示元素分布不均勻，屬分異型，當(dāng)0.7＞CV＞0.5為分布相對(duì)均勻，屬弱分異型，若CV＜0.5則為均勻分布，屬無(wú)明顯分異。在地球化學(xué)勘查中一般變化系數(shù)越大，表示某種元素的變化程度越大，也就是離散程度越高，越有利于成礦。圖2變異系數(shù)排序圖[3]。

可見(jiàn)區(qū)內(nèi)0.5＜Pb＜Sb＜W＜Au＜0.7，說(shuō)明這些元素區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為弱分異，分布相對(duì)均勻；0.5＜Pb＜Sn＜1，說(shuō)明這兩個(gè)元素屬于分異型；Bi的變異系數(shù)為1.4，表現(xiàn)為強(qiáng)分異；而1.5＜Cu＜As＜Ag＜Mo，這些元素在區(qū)內(nèi)為極強(qiáng)分異。

結(jié)合富集系數(shù)和變異系數(shù)，可知區(qū)內(nèi)Pb、Sn、W、Mo、Bi幾個(gè)元素具有強(qiáng)富集高分異的特征，是區(qū)內(nèi)重要的成礦元素[4]。

4 元素組合與分布規(guī)律

本文通過(guò)相關(guān)性分析、R性聚類(lèi)分析和因子分析等方法進(jìn)行區(qū)內(nèi)元素組合分布規(guī)律研究。

4.1 元素相關(guān)性分析

相關(guān)性分析是研究?jī)山M或多組變量間的相關(guān)關(guān)系的分析方法，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值在0.6-1為強(qiáng)相關(guān)，0.4-0.6之間為中等程度相關(guān)，0.2-0.4為弱相關(guān)，0-0.2之間為無(wú)相關(guān)。表1為區(qū)內(nèi)元素相關(guān)系數(shù)矩陣。

表1 烏石下元素相關(guān)系數(shù)矩陣

可見(jiàn)，高溫元素Sn和Bi為強(qiáng)相關(guān)；重要成礦元素Sn、 W、Mo、Ag之間為中等程度相關(guān)；此外高溫元素W與中低溫元素Ag、As為中等程度相關(guān)。認(rèn)為區(qū)內(nèi)較為有利的成礦組合為Bi-Sn-Mo-Bi，為一組高溫?zé)嵋撼傻V帶組合；此外Ag元素與多個(gè)高溫元素相關(guān)性較強(qiáng)，認(rèn)為也具有良好的找礦意義。中低溫元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As等元素之間沒(méi)有中等程度相關(guān)以上的元素組合，只有個(gè)別存在弱相關(guān)。

4.2 R型聚類(lèi)分析

R性聚類(lèi)分析主要可以了解變量間和各變量組之間關(guān)系的親疏程度，根據(jù)分析繪制出聚類(lèi)譜系圖則可以非常直觀的表達(dá)分類(lèi)結(jié)果。本文對(duì)在對(duì)全區(qū)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行最近鄰元素的分析方法進(jìn)行聚類(lèi)分析，圖3為區(qū)內(nèi)元素R型聚類(lèi)分析譜系圖。

圖3 烏石下地區(qū)R性聚類(lèi)分析譜系圖

由圖可知，當(dāng)相關(guān)系數(shù)為0.5時(shí)，元素可分為4組，分別為（1）Bi-Sn-Mo-As-W-Ag，（2）Cu，（3）Au，(4)Pb。再一次印證了高溫元素為主的Mo-Sn-Bi-W的元素組合伴生中低溫元素Ag-As組合為區(qū)內(nèi)主要成礦元素。

4.3 因子分析

因子分析是從變量群中提取個(gè)性因子的方法，為簡(jiǎn)化變量，是研究元素共生組合的有效方法。因子分析中包含的元素反應(yīng)了它們之間組合關(guān)系和內(nèi)在成因關(guān)系，所以因子的得分可以直觀了解區(qū)內(nèi)元素分布規(guī)律甚至預(yù)測(cè)礦體的存在[5]。

對(duì)全區(qū)3909件樣品11個(gè)元素進(jìn)行因子分析，取得初始因子模型后對(duì)特征根累計(jì)約60%的前三個(gè)因子做“方差極大”正交旋轉(zhuǎn)得到旋轉(zhuǎn)后的因子模型，以因子載荷大于0.6為標(biāo)準(zhǔn)，提取三個(gè)因子組合。分別為（1）F1:W-Mo-Bi-Sn-Ag；（2）F2：Cu-Pb-Zn（3）F3：Au-Sb。

表2 主要因子特征根和結(jié)構(gòu)式

主因子F1為區(qū)內(nèi)最重要的元素組合因子，累計(jì)均方根為34.66%，反映了Mo、Sn、W、Bi等高溫元素的富集，與區(qū)內(nèi)花崗巖有密切的聯(lián)系；主因子F2是以Cu-Pb-Zn成礦元素組合為特征的中低溫硫化物成礦階段，反映了中低溫成礦元素的親緣性，但相關(guān)性和R型聚類(lèi)分析這組元素的結(jié)合性相對(duì)較差；主因子F3代表著Au在區(qū)內(nèi)的分布情況。

為了更直觀的分析各元素組合在區(qū)內(nèi)空間分布規(guī)律，利用因子得分?jǐn)?shù)據(jù)繪制因子異常圖，見(jiàn)圖4。

圖4 烏石下地區(qū)元素因子異常圖

由圖4可見(jiàn)，主控礦元素F1（W-Sn-Mo-Bi-Ag）因子組合主要分布在測(cè)區(qū)西北角鵝子坑一帶，與區(qū)內(nèi)侏羅紀(jì)中世深坑單元的中-細(xì)粒斑狀二長(zhǎng)花崗巖分布基本重合，更晚的侏羅紀(jì)中世大瑞山單元的中-粗粒斑狀二長(zhǎng)花崗巖則未見(jiàn)明顯高溫元素組合異常。黑云母二長(zhǎng)花崗巖呈灰白-淺肉紅色，風(fēng)化后呈灰黃色，似斑狀結(jié)構(gòu)，主要見(jiàn)斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英，黑云母、白云母礦物少量，地表觀測(cè)到云英巖化。燕山期是本區(qū)鎢錫鉬鉍等高溫元素主要成礦期，也是巖漿活動(dòng)的最鼎盛時(shí)期，具多階段、多次成巖活動(dòng)，成為區(qū)內(nèi)最具特色的鎢、錫多金屬礦成礦時(shí)期。推測(cè)區(qū)內(nèi)主要成礦地質(zhì)體為深坑單元的中-細(xì)粒斑狀二長(zhǎng)花崗巖，具有尋找W、Sn、Mo、Bi等高溫?zé)嵋旱V床的良好前景。

主因子F2（Cu-Pb-Zn）則相對(duì)分散，零星分布于測(cè)區(qū)各個(gè)部位，只在東北部牛皮寨東側(cè)龍腦-上橫溪一帶見(jiàn)面積較大的因子異常，出露主要地層為震旦系沙壩黃組，其西邊與燕山期巖體接觸。從因子異?？?，雖然分布零散但互為整體，總面積較大，說(shuō)明不是單點(diǎn)或者污染引起，也應(yīng)引起注意，在測(cè)區(qū)東北部尋找鉛鋅礦礦可能具有較好前景。

主因子F3（Au-Sb）主要分布于測(cè)區(qū)西南角小分和東南角銅鑼灣一帶，其次在深坑單元的中-細(xì)粒斑狀二長(zhǎng)花崗巖與震旦紀(jì)砂巖的接觸帶也可見(jiàn)Au-Sb異常。但從區(qū)內(nèi)金元素的均值、極值、變異系數(shù)和富集系數(shù)和與其他元素的相關(guān)性等參數(shù)看，金在區(qū)內(nèi)成礦條件較為一般。

5 結(jié)論

江西贛縣烏石下測(cè)區(qū)內(nèi)Sn、W、Mo、Bi、Pb等元素具有強(qiáng)富集高分異的特征，是區(qū)內(nèi)重要的成礦元素；利用相關(guān)性分析、R型聚類(lèi)分析和因子分析等方法可以有效確定化探元素共生組合類(lèi)型和成因關(guān)系，利用因子得分繪制因子異常圖可以直觀反映區(qū)內(nèi)各組合類(lèi)型的空間分布規(guī)律。經(jīng)過(guò)綜合分析，推測(cè)燕山期是本區(qū)鎢錫鉬鉍等高溫元素主要成礦期，推測(cè)區(qū)內(nèi)主要成礦地質(zhì)體為深坑單元的中-細(xì)粒斑狀二長(zhǎng)花崗巖，具有尋找W、Sn、Mo、Bi等高溫?zé)嵋旱V床的極好前景[6]。