何雨明楊 牧

中南大學(xué)地學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410083

深源包體鐵鎂氧化物與金含量的回歸分析

何雨明*楊 牧

中南大學(xué)地學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410083

超基性巖和基性巖中金原子可能以類質(zhì)同像取代鐵鎂礦物中的鐵鎂原子，金原子與鐵鎂原子之間的這種類質(zhì)同像置換使得金含量與鐵鎂氧化物關(guān)系密切。華北地塊北緣作為我國(guó)最重要的金成礦區(qū)具有代表性的研究意義。深源包體可以排除外來(lái)殼源物質(zhì)混染的影響，因此對(duì)深源包體鐵鎂氧化物與金含量進(jìn)行回歸分析旨在將鐵鎂氧化物與金含量的的關(guān)系由定性推向定量，以期對(duì)金元素的成礦特性獲得些許新的認(rèn)識(shí)。回歸分析表明，華北地塊北緣深源包體金含量與鎂氧化物的線性關(guān)系較之與鐵氧化物線性關(guān)系明顯，但均呈負(fù)相關(guān)，推測(cè)是受不同程度熔融的影響并且金元素以氣態(tài)形式從地核遷移入地幔，使得金原子與鐵鎂原子之間的類質(zhì)同像取代現(xiàn)象不明顯。

華北地塊 深源包體 金 氧化物 回歸分析

1 概述

老的礦源層、礦源巖往往具有突出的特點(diǎn)，是以基性-超基性、中-基性火山巖為主體。大的金礦床、金礦田往往產(chǎn)在超基性巖帶中，如金廠、哀牢山、老王寨、意大利利古里亞等。B. Г.孟申科和尼蘭斯基的一系列文章中得出共同的結(jié)論：地殼中金的原始來(lái)源是基性和超基性巖。劉英?。?979）在討論金礦源來(lái)源時(shí)指出不可忽視的事實(shí)“球粒隕石中金豐度為金的現(xiàn)代地殼克拉克值的10～100倍，而與沉積巖或變質(zhì)巖成分相似的隕石則從未發(fā)現(xiàn)過(guò)”【1】。杜樂(lè)天（1990）則直接指出除超基性巖外，地殼上的基性、中性、酸性巖漿作用、區(qū)域變質(zhì)作用、花崗巖花、混合巖化巖石的礦源物質(zhì)在更早期都來(lái)自基性程度高的幔汁【2】，各種巖性的金含量統(tǒng)計(jì)值見(jiàn)表 1。黎彤（1976）統(tǒng)計(jì)計(jì)算出地球及各圈層中金的含量（10-9）為：地球800、地核2600、下地幔5、上地幔5、地殼4【3】。據(jù)牟保磊（1999）金與超基性、基性巖關(guān)系密切是因?yàn)榻鹋c巖石中鐵、鎂元素密切相關(guān)，金的電負(fù)性以及在晶格中與氧成健的離子鍵性程度與鐵、鎂元素相似（Au3+的電負(fù)性2.3，Mg2+電負(fù)性1.2，F(xiàn)e3+電負(fù)性1.8；與氧成鍵的離子鍵性程度 Au3+為 43，Mg2+為 75，F(xiàn)e3+為 57）所致【4】。金的化學(xué)鍵性特點(diǎn)表明，它有利于進(jìn)入離子鍵程度最小的島狀、鏈狀構(gòu)造的鐵鎂硅酸鹽礦物中。因此，含鐵鎂高的超基性和基性巖中金原子可能以類質(zhì)同像取代鐵鎂礦物中的鐵、鎂，因此本文基于金含量與鐵鎂氧化物含量相關(guān)關(guān)系進(jìn)行回歸分析。

表1 不同巖性的金含量Table 1 Gold content of rocks

我國(guó)金元素異常分布廣泛。郭文魁（1987）按照金異常對(duì)中國(guó)金礦成礦區(qū)域進(jìn)行了劃分，華北地塊北緣屬于二級(jí)地球化學(xué)金異常區(qū)域【5】。胡云中等（2006）認(rèn)為華北地塊北緣金礦成礦區(qū)之所以重要，是因?yàn)槠洫?dú)特的區(qū)域異常分布模式、規(guī)律特點(diǎn)，且與區(qū)域成礦特征和規(guī)模密切相關(guān)【6】。如冀北金地球化學(xué)異常區(qū)（宣化至山海關(guān)一線）由一系列三級(jí)濃度帶套合模式的區(qū)域異常組成，形成了金廠峪、峪耳崖、金家莊、小營(yíng)盤(pán)、東坪等一系列大型金礦；華北地塊北緣東段（包括遼東、吉東）元素組合比較簡(jiǎn)單；華北地塊北緣中西段（集寧以西至狼山一帶）由眾多濃集中心突出面積不大的區(qū)域性金異常呈環(huán)帶狀分布在烏拉特中旗以東地區(qū)。由此可見(jiàn)，選取華北地塊北緣作為研究地點(diǎn)是可取的。

據(jù)劉若新（1990）中國(guó)東部有兩種最常見(jiàn)的地幔巖：原始或飽滿型地幔巖（石榴石二輝橄欖巖、尖晶石/石榴石二輝橄欖巖和尖晶石二輝橄欖巖）、殘余或虧損性地幔（方輝橄欖巖、純橄欖巖）。常量元素表明，僅小部分二輝橄欖巖經(jīng)歷輕微部分熔融外，大多二輝橄欖巖相當(dāng)“原始”，而所有方輝橄欖巖相對(duì)虧損且都經(jīng)歷部分熔融，熔融程度高達(dá)13%～30%【7】。黃婉康（1992）、陳道公等（1994）認(rèn)為二輝橄欖巖是接近原始幔汁源區(qū)的地幔經(jīng)不同比例熔融后的殘余，而方輝橄欖巖則較虧損【8】。因此只要選取合適的深源包體就能盡量減少熔融并混染其它外來(lái)物質(zhì)的影響。這也是本文選用包體數(shù)據(jù)的原因。

再者，前人對(duì)銅等其它微量元素與鎂等氧化物的關(guān)系研究較多如，陳道公（1994）、Prob et al.（1986）、Song et al.（1989）、Turekian et al.（1961）。而對(duì)金與鎂等氧化物的研究較少如，牟保磊（1985）【9,10】。本文旨在對(duì)金與鎂、鐵的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行探討，嘗試將金含量與鎂鐵氧化物含量的關(guān)系由定性推向定量，以便對(duì)金元素成礦特性獲得一些認(rèn)識(shí)。

2 樣品制備與測(cè)試

華北地區(qū)新生代超基性巖、基性巖中含較多包體。據(jù)統(tǒng)計(jì)含包體的玄武巖地點(diǎn)有40個(gè)。本次分析（表 2）中樣品采自有代表性的火山巖區(qū)如華北地塊北緣河北漢諾壩、山西天鎮(zhèn)、遼寧寬甸黃椅山、吉林汪清、龍崗、雙遼、輝南、蛟河等地，除河北漢諾壩含少量二輝巖、麻粒巖包體外，其余所見(jiàn)包體均以尖晶石二輝橄欖巖包體為主。樣品制備嚴(yán)格按照中華人名共和國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)目錄》進(jìn)行。遴選新鮮程度好的樣品，去表皮、粗碎、細(xì)磨至0.074mm（200目）以下。

表2 包體分析結(jié)果Table 2 Results of inclusion analysis

3 回歸分析

回歸分析主要用于研究變量之間的相關(guān)關(guān)系，包括線性回歸(一元線性回歸、多元線性回歸)與非線性回歸分析。由于Y是隨即變量，故對(duì)于自變量x的每一個(gè)確定的值，Y都有一定的概率分布，因此，假設(shè)Y的數(shù)學(xué)期望存在，則E(Y/x)是x的函數(shù)。統(tǒng)計(jì)學(xué)上稱Y的條件期望為Y對(duì)x的回歸函數(shù)，簡(jiǎn)稱回歸。

μ(x)=E(Y/x)

回歸函數(shù)描述了因變量Y的均值μ（x）與自變量x的相互關(guān)系。用它來(lái)研究某一變量與其他若干變量之間是否存在相關(guān)關(guān)系，如果存在的話，找出它們之間的依存關(guān)系的合理數(shù)學(xué)表達(dá)式。

回歸模型，是指選取怎樣的函數(shù)來(lái)描述μ（x）。這不是一個(gè)純數(shù)學(xué)問(wèn)題，它往往要結(jié)合經(jīng)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法能幫助我們根據(jù)試驗(yàn)初步確定這個(gè)函數(shù)模型。具體做法就是：將樣本觀察值在直角坐標(biāo)系中描出，得到“散點(diǎn)圖”，它的分布狀況可以幫助我們粗略地選定 μ（x）的類型。

圖1、圖2、圖3為所測(cè)試的14個(gè)樣品數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)投影得到的金與鐵氧化物、鎂氧化物、鐵鎂氧化物含量“散點(diǎn)圖”。

線性回歸分析，假設(shè)：

圖1 金含量與鐵氧化物的關(guān)系Fig.1 Gold content VS iron content

圖2 金含量與鎂氧化物的關(guān)系Fig.2 Gold content VS magnesium content

圖3 金含量與鐵鎂氧化物的關(guān)系Fig.3 Gold content VS iron&magnesium content

通過(guò)計(jì)算得到金與鐵氧化物、鎂氧化物、鐵鎂氧化物的線性回歸函數(shù)分別為：

將用以上三個(gè)線性回歸函數(shù)計(jì)算的金含量結(jié)果與實(shí)際所測(cè)金含量進(jìn)行了比較，得到圖4、圖5、圖6所示偏差。

判定系數(shù)R2越大，表明線性相關(guān)性越好，從表3中可以看到回歸方程式2的相關(guān)性最好。實(shí)際測(cè)量出來(lái)的金含量與回歸方程式計(jì)算出的金含量曲線越吻合，線性相關(guān)性越好。

圖4 金實(shí)際含量與鐵回歸方程計(jì)算含量Fig.4 Real and caculated content of gold（Fe）

圖5 金實(shí)際含量與鎂回歸方程計(jì)算含量Fig.5 Real and calculated content of gold（Mg）

圖6 金實(shí)際含量與鐵鎂回歸方程計(jì)算含量Fig.6 Real and calculated content of gold（Fe&Mg）

表3 回歸方程與判定系數(shù)Table 3 Regression equation & parameter

4 結(jié)果與討論

（1）從以上結(jié)果可以看出，華北地塊北緣包體金含量與 MgO的線性相關(guān)性較之與Fe2O3+FeO、Fe2O3+FeO+MgO的線性相關(guān)性大，因此在用 MgO、Fe2O3、FeO的含量粗略估算金含量理論值的時(shí)候要用回歸方程式 2（Y=-0.500x+23.20）。

（2）回歸分析結(jié)果顯示，金含量與鐵鎂氧化物含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這是因?yàn)楸M管本文選深源包體分析，但據(jù)張維萍（2007），包體仍有不同程度熔融【11】，這也證實(shí)了金的遷移能力。金的惰性留給人們“頑固不化”的印象，正如“真金不怕火煉”所述。然而，本文的結(jié)果卻表明金的遷移能力同樣是不可忽視的。據(jù)劉本立（1994）金在深熔帶中急劇減少達(dá)80%【12】，可見(jiàn)，金在重熔時(shí)候發(fā)生大規(guī)模的遷移。這也是導(dǎo)致本文中金含量與鐵鎂氧化物含量負(fù)相關(guān)的原因。

（3）據(jù)Huo Mingyuan（1991），金元素在地核極高溫壓條件下以氣態(tài)形式存在并通過(guò)核幔對(duì)流進(jìn)入地幔【13】，氣態(tài)的金與地幔的超基性巖體內(nèi)鎂鐵的類質(zhì)同像取代現(xiàn)象不明顯，推測(cè)這也是影響金含量與鐵鎂氧化物含量之間線性正相關(guān)的原因。

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13 Huo Mingyuan. Atomic structure model for gold and its metallogenic model[J]. Geology of Gold，199

THE REGRESSION ANALYSIS BETWEEN GOLD AND OXIDE CONTENT

He Yuming Yang Mu
Geology Institute of Central South University,Changsha,Hunan,410083,China

In ultrabasite and basite，Au、Fe、Mg atoms are isomorphism. Iron， magnesium oxides are closely related to the content of gold because Au atoms can be isomorphically replaced by Fe、Mg atoms. Due to the representative significance of deep-seated inclusions from north margin of North China platform. We apply regression analysis to the existent data from deep-seated inclusions of north margin of Huabei plate in order to gain some insights and an exact function between gold content and Iron， magnesium oxide content. Results show that gold content is much more dependent on magnesium oxide than iron oxide. However， gold content decreases as either oxide content increases. We surmise that gold element may go up into the mantle in terms of gas due to certain melt， which inhibits the isomorphic replacement between gold atoms and iron， magnesium atoms.

north China platform，deep-seated inclusions，gold，oxide，regression analysis

P618.51∶P595

：A

：1006-5296（2010）04-0206-05

* 第一作者簡(jiǎn)介：何雨明（1987～），男，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，碩士研究生

2010-06-28；改回日期：2010-08-05，2010-09-14