姚永龍，王永春，于孔超，邊祥山

（1.遼寧省第三地質(zhì)大隊，遼寧 朝陽 122000；

2.遼寧工程技術大學資源與環(huán)境工程學院，遼寧 阜新 123000；3.遼寧省第四地質(zhì)大隊，遼寧 阜新 123000）

0 引言

成礦遠景預測是應用地質(zhì)理論，綜合基礎地質(zhì)、地球物理、地球化學和遙感地質(zhì)等基礎資料獲得地質(zhì)找礦信息，總結(jié)成礦地質(zhì)條件和礦床賦存規(guī)律，建立礦床模型，圈定不同級別的成礦遠景區(qū)［1］。目前，隨著地表露頭礦床和易識別礦床的日益減少，以合適的成礦預測理論為指導來尋找外圍及深部隱伏礦床已成為地質(zhì)工作者的重要任務。

本文以遼西虹螺山—五指山地區(qū)為研究區(qū)，以證據(jù)權(quán)重法為成礦預測方法，以MapGIS軟件為信息處理平臺，在對一系列原始地質(zhì)信息進行提取與綜合評價的基礎上，進行區(qū)內(nèi)鉬礦床的成礦遠景預測。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

虹螺山—五指山地區(qū)位于遼寧省西部，為一構(gòu)造巖漿巖帶，其大地構(gòu)造位置位于華北地臺北緣燕山臺褶帶的山海關臺拱與遼西臺陷的過渡部位。該區(qū)南東部邊界大致為青龍—葫蘆島大斷裂，北西部邊界為女兒河和要路溝—葫蘆島大斷裂。沿要路溝—女兒河區(qū)域斷裂與其他方向斷裂交匯部位形成了區(qū)域上規(guī)模較大的五指山巖體、寬邦巖體、堿廠巖體、舊門巖體和虹螺山巖體，構(gòu)成了一條十分醒目的NE向展布的構(gòu)造－巖漿活動帶，即八家子—楊家杖子構(gòu)造巖漿巖帶，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的楊家杖子—鋼屯鉬礦正處于該成礦帶北東段的虹螺山巖體西緣。

2 證據(jù)權(quán)重法簡介

證據(jù)權(quán)重法是20世紀80年代末期由加拿大數(shù)學地質(zhì)學家Bonham-Carter和Agterberg提出并開始應用在礦產(chǎn)資源預測領域，經(jīng)改進最終形成的、較為完善的基于GIS模擬的成礦預測方法［2］。其基本原理是把每一種成礦信息都看作為成礦預測的一個證據(jù)因子，而每一個證據(jù)因子對成礦預測的貢獻是由該因子的權(quán)重來確定的。

在評價預測工作中應用證據(jù)權(quán)重法需要掌握下列5類基礎數(shù)據(jù)：

①預測區(qū)的總面積（或單元網(wǎng)格數(shù)）A；②區(qū)內(nèi)含礦預測區(qū)總面積（或單元網(wǎng)格數(shù)）D；③第i個證據(jù)因子的總面積（或單元網(wǎng)格數(shù)）Bi；④第i個證據(jù)因子不存在的面積（或單元網(wǎng)格數(shù)）；⑤不含礦的預測區(qū)面積。

涉及的計算公式主要有：

（1）O先驗＝P先驗/（1－P先驗）；

（3）P后驗＝O后驗/（1＋O后驗）。

其中，O先驗為先驗成礦有利度；P先驗＝D/A為研究區(qū)內(nèi)礦床（點）出現(xiàn)的先驗成礦概率值；O后驗為后驗成礦幾率；P后驗為后驗成礦概率值。為權(quán)重值，當?shù)趇個證據(jù)因子存在時，其權(quán)重定義為正權(quán)，為；當?shù)趇個證據(jù)因子不存在時，其權(quán)重定義為負權(quán)，Wik為；當?shù)趇個證據(jù)因子在某網(wǎng)格單元內(nèi)缺乏資料時取值為0。相關系數(shù)的大小表征某證據(jù)因子找礦指示性的好壞：若C＝0，表示該證據(jù)因子對有礦與無礦無指示意義；C＞0，表示該證據(jù)因子的出現(xiàn)有利于成礦；C＜0，表示該證據(jù)因子的出現(xiàn)不利于成礦。對證據(jù)因子進行提取并建立證據(jù)權(quán)預測模型后，根據(jù)后驗概率值P后驗對區(qū)內(nèi)鉬礦產(chǎn)進行遠景預測并確定預測遠景區(qū)級別。

3 成礦地質(zhì)特征分析及證據(jù)因子提取

3.1 成礦地質(zhì)特征

虹螺山—五指山地區(qū)鉬礦研究始于上世紀50—60年代，相繼勘查評價了楊家杖子、蘭家溝等大中型鉬礦。隨著研究程度的提高，逐步摸清了該區(qū)鉬礦的成礦規(guī)律，并初步建立了該區(qū)鉬礦床的礦床預測模型。

在對虹螺山—五指山地區(qū)各鉬礦地質(zhì)特征進行統(tǒng)計分析后認為，該區(qū)鉬礦的賦礦地層為中元古界和下古生界，其中以寒武系和奧陶系為主，成因上與燕山期花崗巖關系密切，主要控礦構(gòu)造為NE向、NNE向及近EW向的斷裂構(gòu)造，并在有利的地球物理及地球化學條件下形成。

3.2 有利成礦證據(jù)因子的提取

為了統(tǒng)一、有效地提取各成礦證據(jù)因子，保證預測評價的準確性，在Map GIS 6.7操作平臺上依據(jù)統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)和比例尺建立了虹螺山—五指山地區(qū)的空間數(shù)據(jù)庫，主要包括基礎地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、礦產(chǎn)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、遙感影像數(shù)據(jù)庫、地球物理數(shù)據(jù)庫和地球化學數(shù)據(jù)庫。

3.2.1 地層證據(jù)因子的提取

區(qū)內(nèi)共有20類地層出露，屬華北地層區(qū)燕山分區(qū)。為確定有利成礦地層，將礦產(chǎn)地質(zhì)子數(shù)據(jù)庫中的鉬礦床（點）文件與基礎地質(zhì)子數(shù)據(jù)庫中的地層文件進行相交分析后加以統(tǒng)計（圖1），并進行了含礦地層找礦有利度分析［3－4］（表1）。

從圖1和表1可以看出，單位礦產(chǎn)當量以奧陶系和寒武系最為顯著，其次為高于莊組。這與研究區(qū)內(nèi)大中型礦床主要產(chǎn)于奧陶系和寒武系地層中相吻合。故提取奧陶系、寒武系和高于莊組3類地層為有利的地層證據(jù)因子。

圖1 虹螺山—五指山地區(qū)地層中鉬礦床（點）分布統(tǒng)計直方圖Fig.1 Statistical histogram of molybdenum deposits in strata of Hongluoshan-Wuzhishan area

表1 虹螺山—五指山地區(qū)含礦地層找礦有利度分析Table 1 Statistical histogram of Mo ore-bearing strata in Hongluoshan-Wuzhishan area

3.2.2 構(gòu)造證據(jù)因子的提取

區(qū)內(nèi)與鉬礦床的形成關系較為密切的斷裂構(gòu)造主要為NE向的要路溝—葫蘆島斷裂、青龍—葫蘆島斷裂，NNE向的女兒河斷裂、八百壟—北大山斷裂、南安—寺兒堡斷裂，近EW向的黑魚溝斷裂、畫眉山—葫蘆島斷裂、富有屯—團山子斷裂，以及次一級的NE向、NNE向斷裂。并將根據(jù)地球物理資料推測的NE向和近EW向構(gòu)造、根據(jù)遙感影像解譯的NE向構(gòu)造合并到原有地面斷裂構(gòu)造中，作為一類證據(jù)因子進行提取。為確定最為理想的斷裂影響帶，將礦產(chǎn)地質(zhì)子數(shù)據(jù)庫中的鉬礦床（點）文件與基礎地質(zhì)子數(shù)據(jù)庫中的斷裂構(gòu)造文件進行相交分析，并應用Map GIS對斷裂構(gòu)造進行Buffer分析，經(jīng)計算，當緩沖半徑為1.68 km時斷裂構(gòu)造的成礦相關系數(shù)C值最大，故選擇緩沖半徑為1.68 km的斷裂影響帶為成礦有利的構(gòu)造證據(jù)因子（圖2）。

圖2 虹螺山—五指山地區(qū)有利的斷層影響帶證據(jù)層Fig.2 Evidence layer about beneficial faulting zone in Hongluoshan-Wuzhishan area

從圖2可以看出，所有大、中、小型礦床及大部分礦（化）點均落在斷裂緩沖區(qū)內(nèi)，因此認為提取緩沖半徑為1.68 km的斷裂影響帶為成礦有利的構(gòu)造證據(jù)因子是合理的。

3.2.3 侵入巖證據(jù)因子的提取

研究區(qū)內(nèi)侵入巖屬綏中—北鎮(zhèn)侵入巖帶南西端的虹螺山—五指山構(gòu)造巖漿巖帶，由養(yǎng)馬甸子—笊籬頭子巖漿巖帶和楊家杖子—虹螺山巖漿巖帶構(gòu)成，在平面上構(gòu)成一個“卜”字型。對鉬礦床（點）文件與侵入巖文件進行相交分析后（圖3），進行含礦侵入巖找礦有利度分析［3－4］（表2）。

圖3 虹螺山—五指山地區(qū)侵入巖中鉬礦床（點）分布統(tǒng)計直方圖

由圖3和表2可以看出，單位礦產(chǎn)當量以燕山期細?；◢弾r最為顯著，其次為燕山期中粗?；◢弾r。這與前面所述本區(qū)鉬礦的形成與燕山期侵入巖關系密切的成礦模式相一致。故提取這2類侵入巖作為成礦有利的侵入巖證據(jù)因子。

3.2.4 地球物理證據(jù)因子的提取

通過對前人資料的分析和研究，認為本區(qū)鉬成礦有利的地球物理證據(jù)因子主要為剩余布格重力負場和航磁負場。NE向的虹螺山—圣宗廟—五指山重力負場區(qū)對區(qū)內(nèi)鉬礦的形成具有控制作用，目前已發(fā)現(xiàn)的大、中型鉬礦均位于其內(nèi)（圖4）；而大致與女兒河斷裂平行的鋼屯—楊家杖子—大楊樹溝NE向航磁負場區(qū)與區(qū)內(nèi)鉬礦形成關系密切，包絡了大多數(shù)鉬礦產(chǎn)地（圖5）。

表2 虹螺山—五指山地區(qū)含礦侵入巖找礦有利度分析Table 2 Beneficial degree of Mo ore-bearing instrsive rock in Hongluoshan-Wuzhishan area

圖4 虹螺山—五指山地區(qū)剩余布格重力異常等值線示意圖Fig.4 Residual Bouguer gravity anomaly contour map of Hongluoshan-Wuzhishan area

圖5 虹螺山—五指山地區(qū)航磁平面示意圖Fig.5 Aeromagnetic plane sketch of Hongluoshan-Wuzhishan area

3.2.5 地球化學證據(jù)因子的提取

通過對已收集地球化學資料的解讀和統(tǒng)計分析，認為對本區(qū)鉬成礦有利的地球化學證據(jù)因子主要為地球化探異常及重砂異常?；疆惓７矫嬷饕獮殂f元素異常，通過計算當異常值為0.88×10－6時C值最大為2.25，故以此異常值為下限提取鉬化探異常證據(jù)因子；重砂異常方面則主要為含鉬、鉛、鋅元素的重礦物異常。

基于以上分析，提取5類共12個成礦有利證據(jù)因子作為本區(qū)的成礦遠景預測模型建模因子。

4 證據(jù)權(quán)預測模型的建立

證據(jù)權(quán)重法預測模型是根據(jù)已知礦床（點）與各種控礦成礦條件之間的條件概率來確定每種條件的權(quán)重值，然后對全區(qū)進行預測［5］。為保證每個網(wǎng)格單元內(nèi)有、且只有1個礦點產(chǎn)出，結(jié)合本研究區(qū)的面積、勘探程度以及礦點分布情況，以2 km×2 km的規(guī)格對研究區(qū)進行網(wǎng)格劃分，得到1 850個網(wǎng)格單元，并在每個單元格內(nèi)提取各證據(jù)因子。

（1）對前述各證據(jù)因子文件與網(wǎng)格單元文件進行相交分析及二元模式識別，存在證據(jù)因子的網(wǎng)格單元賦值為1，不存在證據(jù)因子的網(wǎng)格單元賦值為0，并將賦值結(jié)果保存為網(wǎng)格單元的屬性數(shù)據(jù)。

（2）對鉬礦床（點）文件與網(wǎng)格單元文件進行相交分析及二元模式識別，存在鉬礦床（點）的網(wǎng)格單元賦值為1，不存在鉬礦床（點）的網(wǎng)格單元賦值為0，同樣將賦值結(jié)果保存為網(wǎng)格單元的屬性數(shù)據(jù)。

（3）在提取完證據(jù)因子及各網(wǎng)格單元屬性數(shù)據(jù)后，分別計算出各證據(jù)因子與本區(qū)鉬礦成礦的相關程度和預測評價證據(jù)權(quán)重值（表3），并以此對區(qū)內(nèi)網(wǎng)格單元進行成礦概率計算。

表3 虹螺山—五指山地區(qū)證據(jù)因子權(quán)重參數(shù)Table 3 Weight parameters of evidence factors of Hongluoshan-Wuzhishan area

5 成礦遠景預測及結(jié)果評價

運用上述預測模型計算出研究區(qū)內(nèi)各網(wǎng)格單元的后驗成礦概率值。根據(jù)區(qū)內(nèi)各單元后驗成礦概率值的具體分布情況，結(jié)合后驗概率值求拐點的方法［6］對研究區(qū)進行3級遠景區(qū)劃分：Ⅰ級遠景區(qū)為P后驗＞0.8的區(qū)域，Ⅱ級遠景區(qū)為0.6＜P后驗≤0.8的區(qū)域，Ⅲ級遠景區(qū)為0.4＜P后驗≤0.6的區(qū)域。據(jù)此作出虹螺山—五指山地區(qū)鉬礦床成礦遠景預測圖（圖6）。

圖6 虹螺山—五指山地區(qū)鉬礦床成礦遠景預測圖Fig.6 Molybdenum prospect prognosis map of Hongluoshan-Wuzhishan area 1.鉬礦床（點）2.Ⅰ級遠景區(qū)3.Ⅱ級遠景區(qū)4.Ⅲ級遠景區(qū)

由圖6可以看出，本次預測圈定的Ⅰ級遠景區(qū)有鋼屯—裴家屯預測區(qū)、葉家屯—蘇家屯預測區(qū)、堿廠預測區(qū)和大楊樹溝預測區(qū)（4個），共有礦產(chǎn)地19處，其中大型礦床3處、中型礦床5處、小型礦床2處，典型礦床有蘭家溝鉬礦、楊家杖子鉬礦和大楊樹溝鉬礦（大型礦床）；Ⅱ級遠景區(qū)有八百壟預測區(qū)、盤道溝預測區(qū)、老虎洞預測區(qū)、營盤村預測區(qū)、灰山屯預測區(qū)、藥王廟預測區(qū)、圍屏預測區(qū)、胡家?guī)X預測區(qū)、八家子預測區(qū)、蒲塘溝預測區(qū)及東洼子預測區(qū)（11個），共有礦產(chǎn)地10處，其中有小型礦床3處，典型礦床為灰山屯鉬礦、任虎山溝鉬礦和圍屏鉬礦（小型礦床）；Ⅲ級遠景區(qū)有馬杖房鎮(zhèn)預測區(qū)和八家子南部預測區(qū)2個，其中尚未發(fā)現(xiàn)鉬礦產(chǎn)地。

6 結(jié)論

（1）區(qū)內(nèi)所有礦床（點）都落在Ⅰ級、Ⅱ級預測遠景區(qū)范圍之內(nèi)，說明本次預測評價對已知礦床（點）沒有遺漏。而且所劃分遠景區(qū)的級別與其內(nèi)產(chǎn)出的鉬礦床（點）規(guī)模及數(shù)量對應良好，說明本次預測是成功的，預測結(jié)果是可靠的。

（2）本次工作還圈定了6處目前尚未發(fā)現(xiàn)礦床（點）的預測區(qū)（張相公屯—虹螺峴一帶、老虎洞一帶、營盤村—影壁山一帶、馬杖房一帶、八家子一帶、老虎汀—東洼子一帶），經(jīng)地質(zhì)資料分析，這些預測區(qū)與已知礦床（點）在成礦條件上具有一定的相似性，具有較好的找礦前景。

（3）區(qū)內(nèi)鉬成礦有利地層為奧陶系、寒武系和高于莊組；控礦侵入巖以燕山期中酸性侵入巖為主；控礦構(gòu)造為緩沖半徑為1.68 km的NE向、NNE向及近EW向的斷裂構(gòu)造影響帶；礦床（點）多發(fā)育在線狀、環(huán)狀構(gòu)造的交叉、密集地區(qū)，而且剩余布格重力負場和航磁負場、鉬元素化探異常、含鉬鉛鋅重礦物異常也對找礦具有指示意義。

（4）基于證據(jù)權(quán)重法的成礦遠景預測，借助Map GIS軟件的數(shù)據(jù)庫處理功能，對研究區(qū)進行了有效的綜合信息預測，并將預測結(jié)果以可視化圖表的形式直觀地表達出來，從而保證了預測過程的便捷性和預測結(jié)果的準確性。

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