賀爭鋒，張亞峰，王星，孔文年，張清盛，仵桐，趙江林，袁璋

（1.陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710068；2.陜西省地質(zhì)調(diào)查院，陜西 西安 710054）

0 引言

1951年，中國勘查地球化學(xué)開拓者和奠基人謝學(xué)錦開展的勘查地球化學(xué)試驗，揭開了中國勘查地球化學(xué)的序幕。自我國1978年實施“區(qū)域化探全國掃面計劃”以來，截止2015年，完成1∶20萬或1∶25萬比例尺調(diào)查面積700萬平方公里，發(fā)現(xiàn)的各類礦床達(dá)2570處，近20年來，中國80%的礦床是根據(jù)地球化學(xué)填圖所提供的線索或是應(yīng)用地球化學(xué)方法找到的（謝學(xué)錦等，2018），進(jìn)一步說明勘查地球化學(xué)是一種效率較高的地球化學(xué)普查找礦手段。

之前對于南秦嶺多金屬成礦帶中鉛鋅資源的勘查及研究工作，多注重在泥盆紀(jì)沉積盆地中，而對其它地層的工作開展較少。近年來，通過實際地質(zhì)勘查及研究，于陜西安康地區(qū)發(fā)現(xiàn)了志留系沉積-改造型大型鉛鋅礦帶，先后在下志留統(tǒng)梅子埡組地層中發(fā)現(xiàn)多處鉛鋅礦、銅礦及金礦（宋小文等，2003；齊文和侯滿堂，2005a，2005b；侯滿堂等，2007），證實了梅子埡組具有較大的找礦潛力。梅子埡組地層在本次研究區(qū)內(nèi)占有較大的面積，在梅子埡組地層中實現(xiàn)找礦突破，是本次找礦工作的重點。

在本次化探數(shù)據(jù)處理的過程中，由于區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景復(fù)雜，不同地質(zhì)背景內(nèi)各元素豐度值差別較大，尤其是梅子埡組中，金、銀、銅、鋅、釩、鉬等16種元素均顯示為低背景，若全區(qū)采用同一異常下限圈定異常，則會導(dǎo)致梅子埡組低背景區(qū)中金、銀、銅等多元素未能圈出異常，而在魯家坪、斑鳩關(guān)組等高背景區(qū)內(nèi)圈定出的異常面積又普遍偏大。為了在梅子埡組地層中實現(xiàn)找礦突破，首先就要解決梅子埡組地層中不能圈出異常的問題，經(jīng)過對地質(zhì)背景不斷分析，以及結(jié)合研究區(qū)內(nèi)地球化學(xué)場的分布特征，最后，選取了一種較為適合本區(qū)實際情況的化探數(shù)據(jù)處理方法——分區(qū)襯度值法，該方法有效的解決了上述存在的問題，并在后續(xù)異常檢查的過程中，進(jìn)一步證實了該種方法的合理性以及可靠性，為后續(xù)找礦工作的突破提供了一定的依據(jù)及指導(dǎo)性。

1 地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于揚子板塊北緣，屬秦嶺-大別山新元古代—中生代造山帶，處于北大巴山-西傾山早古生代裂谷帶。研究區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，以黑色巖系型釩、鉬等金屬礦產(chǎn)為主，黑色巖系中亦有重晶石、毒重石等非金屬礦產(chǎn)產(chǎn)出。張復(fù)新等（2009）將秦嶺造山帶黑色巖系劃分的北、中、南三個巖系帶，南秦嶺南帶黑色巖系，包括區(qū)內(nèi)魯家坪組、斑鳩關(guān)組，是在晉寧期構(gòu)造運動揚子板塊形成統(tǒng)一基地之后，震旦紀(jì)至早古生代揚子板塊北部邊緣拉伸裂解，導(dǎo)致局部拉張環(huán)境下，發(fā)育的裂谷式斷陷盆地形成的。志留紀(jì)之后，進(jìn)入深水盆地環(huán)境，形成了志留紀(jì)大量的碎屑沉積建造（圖1）。

圖1 安康市平利縣北部大貴鎮(zhèn)一帶地質(zhì)簡圖

1.2 工作區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)主要出露地層有中—上元古界楊坪巖組Pt2-3y，分布于區(qū)內(nèi)大貴鎮(zhèn)南一帶，出露面積小，為一套“無底”變質(zhì)地層，原巖為中酸性火山熔巖夾火山碎屑巖和基性火山巖；上元古界耀嶺河組Pt3y，分布于區(qū)內(nèi)大貴鎮(zhèn)南及赤巖鎮(zhèn)一帶，為一套綠片巖相變質(zhì)的中基性火山巖、火山碎屑巖組合；上元古界陡山沱組Pt3d，分布于大貴鎮(zhèn)南一帶，出露面積小，為一套黑色薄層炭質(zhì)板巖（千枚巖）、黑色含炭質(zhì)細(xì)砂巖，細(xì)碎屑巖組合；上元古界—下寒武統(tǒng)燈影組（Pt3-∈1）dn，分布于大貴坪南一帶，出露面積小，為一套灰色厚層塊狀灰質(zhì)白云巖、碳酸鹽巖夾黑色炭質(zhì)板巖組合；上震旦統(tǒng)—下寒武統(tǒng)魯家坪組（Z2-∈1）l，分布于大貴鎮(zhèn)南一帶，為一套黑色硅質(zhì)、炭質(zhì)沉積組合；寒武系箭竹壩組∈1-4j，主要巖性以發(fā)育薄層灰?guī)r為主要特征；奧陶系洞河組Odh，分布于赤巖鎮(zhèn)—銅錢關(guān)鎮(zhèn)一帶以及大貴鎮(zhèn)南一帶，為一套淺變質(zhì)巖，巖石組合主要為灰色絹云母板巖、鈣質(zhì)板巖夾黑色含炭板巖等；上奧陶統(tǒng)—下志留統(tǒng)斑鳩關(guān)組（O3-S1）b，分布于赤巖鎮(zhèn)以及大貴鎮(zhèn)—田壩鎮(zhèn)一帶，巖石總體為黑色泥質(zhì)炭硅質(zhì)沉積組合；中—下志留統(tǒng)梅子埡組S1-2m，該套地層在區(qū)內(nèi)大面積出露，集中分布于老縣鎮(zhèn)、興隆鎮(zhèn)、西河鎮(zhèn)一帶；中志留統(tǒng)竹溪組S2zh，零星出露于區(qū)內(nèi)興隆鎮(zhèn)一帶，與下伏梅子埡組為斷層接觸，主要巖性為灰色千枚巖、淺灰色粉砂質(zhì)板巖、青灰色石英細(xì)砂巖。根據(jù)以上地層分布特征，整體可將研究區(qū)劃分為中部的志留系碎屑沉積建造和兩側(cè)的黑色巖系區(qū)（圖1），而研究區(qū)巖漿活動較弱，主要出露為早古生代志留紀(jì)輝綠—輝長巖脈、正長巖脈以及正長斑巖脈等。

1.3 區(qū)域地球化學(xué)特征

1985年，陜西地質(zhì)局物化探隊在紫陽、平利一帶開展了1∶20萬水系沉積物測量，其成果顯示，區(qū)域上Au、Hg、Mo、Ag、Pb、Sb等元素相對富集系數(shù)大，變異系數(shù)和疊加強度整體較大，說明這些元素在地質(zhì)體中存在高含量點及高含量地段，具有一定的找礦潛力。研究表明，黑色巖系因吸附性強，往往是Au、Ag、V、Mo、Ba、Zn、U等元素的高背景區(qū)和主要賦存層位，區(qū)域上P、Mn、V、Mo等元素在寒武系等黑色巖系中呈弱分型-極強富集型，顯示同生富集特征，具有形成沉積型P、Mn、V、Mo等礦產(chǎn)的成礦潛力（單衛(wèi)國等，2004；魯寶龍和楊福新，2010；王聚杰等，2015）。

2 地球化學(xué)場特征

根據(jù)本地區(qū)化探資料以及本次數(shù)據(jù)處理獲得的地球化學(xué)圖所顯示，V、Mo等多種元素在研究區(qū)中部出露的梅子埡組地層中整體上呈低背景-低值地球化學(xué)場，而在兩側(cè)以黑色巖系為主的魯家坪組、斑鳩關(guān)組地層中呈明顯高背景-高值地球化學(xué)場。以Mo為例，中部大面積出露的梅子埡組低背景區(qū)整體上與兩側(cè)以黑色巖系為主的高背景區(qū)形成了鮮明對比（圖2）。

圖2 安康市平利縣北部大貴鎮(zhèn)一帶鉬元素地球化學(xué)圖

3 地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理

勘查地球化學(xué)做為現(xiàn)階段找礦的重要方法和技術(shù)手段，在整個找礦工作中有其特別重要的地位，而在通過地球化學(xué)進(jìn)行找礦的整個過程中化探數(shù)據(jù)的處理是其核心之一。因此，化探數(shù)據(jù)處理方法選擇的是否合理得當(dāng)對整個找礦工作來說是極其重要的。近年來，隨著應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展和實際應(yīng)用的需要，進(jìn)一步產(chǎn)生和完善了多種數(shù)據(jù)處理的新方法，如移動平均法、趨勢面法、克里格法等（史長義，1993；李隨民和姚書振，2005；李建東等，2006；程志中和謝學(xué)錦，2006；李隨民等，2007；楊利民等，2007；孫忠軍，2007；任光明等，2008；李隨民等，2014；王冶華等，2019）。

本次數(shù)據(jù)處理，其圖件的制作均利用化探一體化軟件完成，經(jīng)過反復(fù)的實驗以及與地質(zhì)背景的對比分析，最終，為了客觀的反映地質(zhì)背景，經(jīng)過多次實驗，最終地球化學(xué)圖的制作采用常規(guī)數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，四個方向搜索，每個搜索方向點數(shù)6個點，網(wǎng)格間距300 m×300 m，搜索半徑為1493 m，此種方法從宏觀上更加體現(xiàn)出研究區(qū)的地球化學(xué)場的分布情況，結(jié)合地球化學(xué)圖與區(qū)內(nèi)地質(zhì)圖的對比分析，區(qū)內(nèi)地球化學(xué)場的分布情況與地質(zhì)背景套合較好。單元素異常圖采用普通三角剖分法生成，采用此種方法能更好的指示高值點與異常濃聚中心的具體位置，為后期的異常查證提供了便利。根據(jù)本次數(shù)據(jù)處理所遇到的問題，現(xiàn)就制作單元素異常圖的各種方法介紹如下。

3.1 未分區(qū)采用原始值（傳統(tǒng)方法）

按照慣例，首先采用傳統(tǒng)方法，即將全區(qū)采用統(tǒng)一的異常下限進(jìn)行編圖。為了消除特異值帶來的誤差，采用迭代剔除法反復(fù)剔除大于或小于“平均值±3×標(biāo)準(zhǔn)離差”的數(shù)據(jù)，直到?jīng)]有再可以剔除的值為止，使數(shù)據(jù)盡量服從正態(tài)分布，然后分別計算出每種元素的異常下限（異常下限=算術(shù)平均值+2×標(biāo)準(zhǔn)離差），再用計算出來的數(shù)值，參照累計頻率85%的取值，確定最終異常下限，最后統(tǒng)一進(jìn)行編圖。以Au為例，經(jīng)過11次迭代計算獲得的全區(qū)異常下限為2.48（表1），這與累計頻率85%所控制的2.43基本一致。同理，可獲得共20種元素的全區(qū)異常下限（表2），并編圖，以Mo為例（圖3）進(jìn)行論述。

圖3 安康市平利縣北部大貴鎮(zhèn)一帶鉬元素異常圖（未分區(qū)采用原始值）

表1 安康市平利縣北部大貴鎮(zhèn)一帶Au元素特征統(tǒng)計表/10-9

表2 工作區(qū)內(nèi)20種元素異常下限統(tǒng)計表

根據(jù)圈定出的異常圖，可以看出：兩側(cè)黑色巖系中Mo明顯高于梅子埡組的碎屑沉積巖，當(dāng)全區(qū)采用統(tǒng)一異常下限時，中部的梅子埡組因背景值較低，未能有效圈出異常，不利于實現(xiàn)找礦突破，而兩邊黑色巖系因背景值高，導(dǎo)致異常面積過大，不利于后期異常查證工作的進(jìn)行。

3.2 分區(qū)采用原始值

根據(jù)研究區(qū)元素組合、地球化學(xué)場空間展布特征，結(jié)合地質(zhì)背景，將研究區(qū)分為3個子區(qū)，即中間的低背景區(qū)和兩側(cè)的高背景區(qū)。但在大貴鎮(zhèn)一帶及斑鳩關(guān)組地層的北側(cè)區(qū)域出現(xiàn)了一個過渡區(qū)域（梅子埡組地層中有斑鳩關(guān)組地層的斷續(xù)出現(xiàn)），如果將該過渡區(qū)與南側(cè)出露黑色巖系為主的高背景區(qū)視為一體進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，則該區(qū)域無異常，而與梅子埡組的低背景區(qū)視為一體進(jìn)行處理，該區(qū)域內(nèi)異常范圍又過大?；诖?，在對地質(zhì)圖進(jìn)行重新審視后，發(fā)現(xiàn)北側(cè)分區(qū)界線與區(qū)域大斷裂基本重合，兩側(cè)地質(zhì)單元元素豐度差異大，可直接分區(qū)；但北側(cè)分界線位于梅子埡組與斑鳩關(guān)組的過渡區(qū)，發(fā)育的復(fù)式褶皺造成元素豐度漸變過渡，無截然界線，類似于復(fù)式巖體的涌動界線。為了解決“過渡帶”的問題，本次最終采用四分法，將全區(qū)分為4個子區(qū)，即東北部赤炎-銅錢關(guān)一帶的高背景區(qū)（Ⅰ區(qū)）、中部縣河-興隆一帶的低背景區(qū)（Ⅱ區(qū)），中南部田壩-大貴一帶的過渡區(qū)（Ⅲ區(qū)）和西南部大貴-洛河一帶的高背景區(qū)（Ⅳ區(qū)）。

通過分區(qū)，對每個子區(qū)分別進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后得出每種元素在各個子區(qū)內(nèi)所對應(yīng)的異常下限（表3），然后按子區(qū)分別進(jìn)行編圖（圖4）。

圖4 安康市平利縣北部大貴鎮(zhèn)一帶鉬元素異常圖（分區(qū)采用原始值）

表3 工作區(qū)內(nèi)各子區(qū)異常下限統(tǒng)計表

此種方法解決了圈出的異常都集中在高背景區(qū)，而低背景區(qū)異常缺失的問題，但在子區(qū)與子區(qū)分界處異常突變，形成畸變帶，編圖效果不夠理想。綜合分析認(rèn)為，分區(qū)方法可取，但需要一個參數(shù)，使圈出的異常既要具有化探數(shù)據(jù)的異常屬性，又能消除分區(qū)之間的異常過渡問題。

3.3 分區(qū)采用襯度值

用采樣點上不同元素的原始值除以其在對應(yīng)子區(qū)里的異常下限，得出該采樣點上不同元素的襯度值（Ac=X/T），利用該方法對全區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)化處理，最后，將四個區(qū)內(nèi)各種元素的襯度值進(jìn)行合并，統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、編圖（圖5），將“1”作為所有元素的異常下限，及襯度值“＞1”的值均為異常值，利用這種辦法做出的異常圖，異常平滑、美觀，有效消除了分區(qū)采用原始值成圖出現(xiàn)的異常突斷等情況。

圖5 安康市平利縣北部大貴鎮(zhèn)一帶鉬元素異常圖（分區(qū)采用襯度值）

由此可見，分區(qū)采用襯度值圈定的單元素異常，既解決了低背景區(qū)無法有效圈定異常的問題，又避免了分區(qū)界線處異常突斷等問題，編圖效果好，元素異常與地質(zhì)背景套合較好。與傳統(tǒng)編圖法及全區(qū)給一固定的異常下限相比，新圈定出的異常能夠很好的與地質(zhì)背景相套合，為后期找礦以及成礦規(guī)律的總結(jié)研究提供了很好的依據(jù)。如：Ⅱ區(qū)內(nèi)如果按全區(qū)統(tǒng)一給定異常下限，則該區(qū)內(nèi)金異常則沒有顯示，不能體現(xiàn)金元素在本子區(qū)內(nèi)的一個具體分布富集情況，如果按照分子區(qū)全區(qū)采用襯度值統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，則該子區(qū)內(nèi)新圈定出的金異常局部呈現(xiàn)出沿斷層分布的特征（圖6），初步確定了金元素在該子區(qū)中的富集規(guī)律—受構(gòu)造控制，為后續(xù)找礦工作的開展提供了重要的依據(jù)以及針對性。

圖6 梅子埡組中金異常分布圖

因圖件是采用襯度值生成，導(dǎo)致計算機自動生成的異常圖上顯示的異常下限值以及最大值均為襯度值，為了圖件的直觀性，在制作出單元素異常圖后，將實際下限與高值點的原始值予以重新標(biāo)注?？紤]到每種元素的含量區(qū)間不同，為了顯現(xiàn)出元素的富集規(guī)律，采用不同的異常下限分級進(jìn)行編圖。例如，研究區(qū)內(nèi)鋇元素含量變化區(qū)間較大，變化系數(shù)相對較大，本次圈定單元素異常圖時，采用異常下限值的1、2、4倍進(jìn)行了單元素異常的濃度劃分。相反，區(qū)內(nèi)鉛異常的元素含量變化區(qū)間較小，變化系數(shù)相對較小，本次采用異常下限值的1、1.5、3倍進(jìn)行了單元素異常的濃度劃分，這樣就能從圖面上很直觀的看出某種元素在研究區(qū)內(nèi)的一個大致的富集規(guī)律。

4 復(fù)雜背景下化探數(shù)據(jù)分區(qū)處理的結(jié)果與意義

化探數(shù)據(jù)分區(qū)處理后，在全區(qū)圈定單元素異常1811個，綜合異常65個，其重要意義主要表現(xiàn)在以下兩個方面。

4.1 在低背景區(qū)圈出了異常，指導(dǎo)找礦意義顯著

由于該種方法在低背景區(qū)降低了異常下限，以致于在低背景區(qū)內(nèi)圈定了一系列的單元素異常以及綜合異常，例如：在針對地球化學(xué)分區(qū)Ⅱ區(qū)（梅子埡組低背景區(qū)）新圈定出Mo異常進(jìn)行檢查的過程中，在異常濃集中心碳質(zhì)泥巖內(nèi)發(fā)現(xiàn)釩鉬多金屬礦體2～3條，以TC02為例單工程Mo平均含量0.037%、V2O5平均含量0.585%，均達(dá)到邊界品位（Mo邊界品位取0.03%，V2O5邊界品位取0.4%）以上，礦體連續(xù)性較好，品位穩(wěn)定，為全巖礦化（圖7、表4），該處有望提交小—中型釩鉬多金屬礦床1處，有力的佐證了當(dāng)工作區(qū)存在多個背景區(qū)時，采用襯度值法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理對地球化學(xué)分區(qū)可行性以及有效性，對今后類似情況的地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理以及找礦工作的進(jìn)行都具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。

表4 TC02樣品分析結(jié)果表/%

圖7 Ⅱ區(qū)TC02探槽素描圖

4.2 縮小了高背景區(qū)的異常范圍，增加了異常檢查的針對性

由于該方法在高背景區(qū)內(nèi)提高了異常下限，縮小了異常面積，能夠使有限的工作量用到更有針對性的地方，例如：三陽鎮(zhèn)南一帶新圈定的釩鉬異常，就是用極少的工作量進(jìn)行異常檢查，新圈定釩鉬銀礦化帶1條，經(jīng)過探槽工程揭露，新圈定釩鉬銀礦體、礦化體各1條。

綜上所述，研究區(qū)內(nèi)存在不同的地質(zhì)單元，且各地質(zhì)單元內(nèi)元素豐度值差異較大時，地球化學(xué)數(shù)據(jù)利用襯度值進(jìn)行分區(qū)處理能夠很好的提取、定位不同地質(zhì)體內(nèi)地球化學(xué)異常，為后期的找礦工作提供了大量信息，同時，異常檢查更具針對性，大大節(jié)省了工作量。但與傳統(tǒng)方法比較，該方法數(shù)據(jù)處理的工作量偏大，分區(qū)界限以及分子區(qū)后異常下限等各種參數(shù)的確定需結(jié)合地質(zhì)背景等因素進(jìn)行綜合考量。

5 結(jié)論

（1）當(dāng)研究區(qū)存在多個與地質(zhì)背景相吻合的地球化學(xué)區(qū)時，傳統(tǒng)的將全區(qū)采用統(tǒng)一的異常下限進(jìn)行異常圈定的方法其效果并不理想，分區(qū)采用不同的異常下限利用襯度值對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可有效解決低背景區(qū)無法圈定異?；虍惓＿^少，而高背景區(qū)異常范圍普遍偏大的問題，不失為一種更有效的解決辦法。

（2）利用分區(qū)襯度值法對研究區(qū)地球化學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，能夠有效的對研究區(qū)進(jìn)行異常的圈定，且圈定的異常相比其它方法更加具有合理性以及針對性，為后續(xù)找礦工作的進(jìn)行提供有效的參考以及重要的指導(dǎo)。