王占彬，馬承，楊可，張曉星，劉基，寇少磊，田淵

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安礦產(chǎn)資源調(diào)查中心，陜西 西安 710000)

勘查地球化學(xué)是使用地球化學(xué)原理進(jìn)行找礦的典型應(yīng)用(蔣敬業(yè)等，2006)，是一種通過(guò)系統(tǒng)采集天然物質(zhì)，測(cè)量其地球化學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)各類(lèi)地球化學(xué)異常，進(jìn)而尋找礦床的方法，具有直接性、高效性與經(jīng)濟(jì)性(宋賀民等，2014；杜保峰等，2018；侯長(zhǎng)才等，2019；段吉學(xué)等，2019)。

從勘查地球化學(xué)角度來(lái)看，礦床本身就是一種元素高度富集的地質(zhì)體(張德會(huì)，2015)。元素的克拉克值、礦體邊界品位及濃集系數(shù)是判斷化探元素含量高低和找礦潛力大小的重要標(biāo)尺。傳統(tǒng)化探數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、異常下限選取、地球化學(xué)圖制作等往往只考慮元素與背景值或克拉克值這把標(biāo)尺的對(duì)比關(guān)系，很少將各元素同時(shí)放置于克拉克值與邊界品位的雙重標(biāo)尺內(nèi)分析研究。如在異常下限選取方面，傳統(tǒng)方法以均值標(biāo)準(zhǔn)差法最為常見(jiàn)(無(wú)錫生，1993；韓東昱等，2004)，這是一種基于元素?cái)?shù)據(jù)集自身統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，不考慮異常下限與礦體邊界品位關(guān)系，各元素之間的異常下限及異常分級(jí)也無(wú)可比性。對(duì)此，前人進(jìn)行了有益探索。如李明喜等(1999)提出了濃幅分位概念，將元素在某種介質(zhì)中的背景估計(jì)值與礦體邊界品位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以濃幅分位值來(lái)研究元素的富集程度和成礦潛力；Gong Qingjie, et al.(2018)、向運(yùn)川等(2018)提出了7級(jí)異常劃分方案，將礦體邊界品位與某一區(qū)域元素背景值的對(duì)數(shù)差按照等差或?qū)?shù)等差的方式進(jìn)行異常分級(jí)。以上2種方法的提出為元素異常圈定和對(duì)比提供了新思路。筆者試圖在前人探索實(shí)踐的基礎(chǔ)上，提出元素等量濃集概念，即將所有元素從克拉克值到邊界品位的濃集過(guò)程進(jìn)行歸一化處理和等量分級(jí)，為元素分布、分配規(guī)律的對(duì)比研究、成礦元素和伴生元素優(yōu)選、等量濃集地球化學(xué)圖繪制及異常下限確定等問(wèn)題提供理論依據(jù)與解決辦法，使得此類(lèi)基于背景和礦體邊界雙重考慮的分析方法更為簡(jiǎn)單實(shí)用。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)北緣，北接摩天嶺地塊，西鄰松潘-甘孜褶皺帶，處于揚(yáng)子陸塊北緣龍門(mén)山-大巴山鐵-銅-鉛-鋅-錳-磷-硫-重晶石-鋁土礦成礦帶內(nèi)(馬潤(rùn)華等，2007；朱裕生等，2007)，行政區(qū)屬陜西漢中市寧強(qiáng)縣燕子砭鎮(zhèn)中壩村。

區(qū)內(nèi)出露地層主要有中新元古界碧口巖群、震旦系燈影組、寒武系牛蹄塘組、奧陶系陳家壩組、志留系黃坪組和滑天坡組；地層總體呈北東向條帶狀展布(圖1)。具體發(fā)育特征是：震旦系燈影組位于該區(qū)東南角，為一套淺海相碎屑巖和碳酸鹽巖沉積，出露面積較小，主要由白云巖、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、粉砂巖組成；中新元古界碧口巖群位于研究區(qū)西北，為一套淺變質(zhì)的海相火山-沉積建造，巖性為細(xì)碧巖、角斑巖、角斑質(zhì)凝灰?guī)r；寒武系牛蹄塘組位于研究區(qū)東部，為次深海-深海相沉積的一套黑色巖系，主要有含碳硅質(zhì)板巖、含碳粉砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)巖，富集了眾多金屬元素；奧陶系陳家壩組位于該區(qū)東南外圍，為一套淺變質(zhì)碎屑巖地層體，巖性為砂巖、碳質(zhì)或石英質(zhì)千枚巖；志留系黃坪組位于研究區(qū)西部，巖性為千枚巖、粉砂質(zhì)千枚巖、鐵質(zhì)菱鎂礦千枚巖，是該區(qū)金礦的主要賦礦地層；志留系茂縣群滑天坡組位于區(qū)南側(cè)外圍，巖性為碳質(zhì)千枚巖、千枚巖夾變質(zhì)砂巖和砂泥質(zhì)灰?guī)r。

區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，僅有少量花崗巖脈和閃長(zhǎng)巖脈零星出露。

該區(qū)構(gòu)造活動(dòng)頻繁，區(qū)內(nèi)斷裂、褶皺發(fā)育廣泛。斷裂構(gòu)造以北東向?yàn)橹?，從研究區(qū)北側(cè)邊緣穿過(guò)燕子砭-金山寺斷裂，為多期活動(dòng)的區(qū)域性大斷裂，是碧口地塊與揚(yáng)子北緣的分界斷裂。區(qū)內(nèi)斷裂與地層展布方向一致，均為北東向。在研究區(qū)西南寒武系牛蹄塘組和志留系黃坪組接觸帶附近，發(fā)育一條走向北東、傾向北西的韌性剪切帶，帶內(nèi)硅化、黃鐵礦化發(fā)育，與金成礦關(guān)系緊密。區(qū)內(nèi)地層均為斷層接觸，呈單斜構(gòu)造，屬?gòu)?fù)式背斜一翼，褶皺形跡總體北東向，核部以震旦系為主。

區(qū)域上金、銅、鉛鋅、錳、銀、鐵等礦床較多，有丁家林、鏵廠溝、東溝壩、煎茶嶺、李家溝、八海、玉泉壩、青木川等金礦床(點(diǎn))；天臺(tái)山、胡家灣、水晶坪、中壩等錳礦床；大茅坪、劉家坪等銅多金屬礦床。

中壩地區(qū)主要有中壩錳礦、辛家咀金礦(本次工作新發(fā)現(xiàn))、柏楊桃樹(shù)埡褐鐵礦化點(diǎn)。中壩錳礦為沉積變質(zhì)型礦床，產(chǎn)于下寒武統(tǒng)牛蹄塘組中；礦體厚為0.5～3 m，Mn品位為7%～35%，礦體呈層狀產(chǎn)出；錳礦石成分主要為軟錳礦，次為褐錳礦、鐵錳礦及碳酸錳；礦石具塊狀、條帶狀構(gòu)造。辛家咀金礦為與韌性剪切帶有關(guān)的蝕變巖型和石英脈型金礦，金礦體呈透鏡狀分布志留系黃坪組上巖段北東向韌性剪切帶內(nèi)，其分布嚴(yán)格受該韌性剪切帶控制；金礦石主要為剪切帶中石英脈及其兩側(cè)的蝕變巖；圍巖以絹云石英片巖及糜棱巖為主。柏楊桃樹(shù)埡褐鐵礦化點(diǎn)產(chǎn)于牛蹄塘組中，為風(fēng)化淋積型褐鐵礦化，規(guī)模較小。

中壩地區(qū)化探異常發(fā)育，研究區(qū)位于1∶20萬(wàn)碧口幅Hs-16(李家溝)異常的西部，異常元素有Ba、Ag、Mo、Sb、Zn、Hg、Au、As、Cu、Pb、Ni、P等，各元素異常套合好，濃集中心顯著。Au異常主要位于后河壩與韓家灣，Hs-16異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)熱液成因的重晶石礦點(diǎn)1處、采銀(金)古硐1處(孫克儉等，1989)，異常與斷裂構(gòu)造關(guān)系緊密，由多期熱液活動(dòng)所致，找礦潛力較好；1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量在該區(qū)圈定了面積25 km2的Au異常1處，Au均值為21.9×10-9，在黑堰溝一帶檢查發(fā)現(xiàn)含Au礦化蝕變帶1條(樊戰(zhàn)軍，1999)。該區(qū)Au異常突出、成礦地質(zhì)條件有利。因此，部署開(kāi)展了1∶10 000土壤測(cè)量，并取得了良好成效。

2 等量濃集概念

成礦作用本質(zhì)是元素在特定地質(zhì)作用下高度富集的過(guò)程和機(jī)理，是一種復(fù)雜性、綜合性的動(dòng)力學(xué)過(guò)程(張德會(huì)，2015)。不同礦床成礦過(guò)程、成礦機(jī)理不同，但元素從背景豐度要濃集成為礦體需多次富集才能達(dá)到工業(yè)礦體。為簡(jiǎn)化各類(lèi)礦床成礦元素富集過(guò)程，便于對(duì)比研究，筆者首次提出元素等量濃集概念。設(shè)定各元素克拉克值為其礦床形成的元素初始濃度，經(jīng)過(guò)n次等量濃集(等倍數(shù)濃集，即元素每濃集一級(jí)后其豐度與前一級(jí)豐度之比為定值)，達(dá)到了礦體邊界品位。設(shè)定元素克拉克值為Ck，礦體邊界品位為Cg，濃集系數(shù)為K=Cg/Ck。定義a為元素等量濃集分級(jí)系數(shù)：

(1)

式中K為濃集系數(shù)，指元素礦體邊界值與其克拉克值的比值；n為元素從克拉克值濃集到礦體邊界的總級(jí)次數(shù)，n的取值可以根據(jù)研究目的靈活設(shè)定；分級(jí)系數(shù)a表征了元素在等量濃集時(shí)所需的濃集能力大小，不同成礦元素濃集系數(shù)差別較大，對(duì)應(yīng)分級(jí)系數(shù)也不同。元素在濃集到第i級(jí)(i=0，1，2……n)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的含量定義為Ci，則含量Ci為：

Ci=Ck×ai

(2)

依據(jù)上述等量濃集原理，可為元素分布、分配規(guī)律對(duì)比研究提供新途徑，當(dāng)濃集倍數(shù)n給定時(shí)，對(duì)于某研究區(qū)域所有樣品元素含量值均可分布于n+1級(jí)含量區(qū)間中(含量低于克拉克值的部分作為一個(gè)特低背景分區(qū)；高于礦體邊界品位的部分，按礦體邊界品位處理，不單獨(dú)分區(qū))。當(dāng)研究元素分配特征時(shí)，可依據(jù)元素各等量濃集分級(jí)所含樣本數(shù)，制作元素等量濃集直方圖；研究元素空間分布規(guī)律、富集貧化特征時(shí)，可用一定間隔抽取的等量濃集分級(jí)所對(duì)應(yīng)含量值制作元素地球化學(xué)圖或異常圖。

等量濃集直方圖：當(dāng)設(shè)定研究區(qū)元素濃集總級(jí)數(shù)n=100時(shí)，以分級(jí)級(jí)次為橫坐標(biāo)，各分級(jí)區(qū)間樣本數(shù)為縱坐標(biāo)，可得到該區(qū)元素的等量濃集直方圖。

等量濃集地球化學(xué)圖：依據(jù)元素克拉克值和邊界品位，按等量濃集原理進(jìn)行等間隔分級(jí)。當(dāng)總級(jí)數(shù)n=100時(shí)，則元素含量可分為101級(jí)含量區(qū)間，以5級(jí)為等差間隔，從克拉克值到邊界品位共能抽取21級(jí)，用抽取的各級(jí)次對(duì)應(yīng)元素含量勾繪地球化學(xué)圖，即為元素等量濃集地球化學(xué)圖。

等量濃集異常圖：異常的確定與元素背景含量有關(guān)。統(tǒng)計(jì)研究區(qū)元素背景值，將背景值與礦體邊界對(duì)應(yīng)的等量濃集分級(jí)級(jí)差均分為7階，每階所對(duì)應(yīng)元素含量，即是7級(jí)等量濃集異常分級(jí)值。

設(shè)Cb為研究區(qū)背景值，x為背景值所處的等量濃集分級(jí)級(jí)次，則：

Cb=Ck×ax

(3)

x=logaCb/Ck

(4)

設(shè)Δ為7級(jí)異常分級(jí)級(jí)次間隔，則：

(5)

設(shè)Ti為第i級(jí)異常值，則：

Ti=Ck×ax+i×Δ-S

(6)

式中i為異常級(jí)次，取1～7整數(shù)；S為異常調(diào)整系數(shù)，與背景值高低、異常級(jí)次等有關(guān)，S具體為：

(7)

3 等量濃集原理在中壩礦區(qū)土壤異常解釋中的應(yīng)用

中壩礦區(qū)開(kāi)展了1∶10 000土壤地球化學(xué)測(cè)量5 km2，采樣網(wǎng)度100 m×20 m，樣品粒級(jí)為-10～+60目，采集樣品2 510件，含重采樣44件；分析測(cè)試元素有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、W、Mo等，統(tǒng)計(jì)了土壤地化特征參數(shù)(表1)。

表1 土壤地球化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)等量濃集原理，以中壩地區(qū)土壤地球化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)為例，當(dāng)濃集倍數(shù)n=100時(shí)，制作了該區(qū)Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、W、Mo等元素的等量濃集直方圖、等量濃集地球化學(xué)圖及部分元素的等量濃集異常圖，為研究該區(qū)元素分布、分配特征、富集、貧化規(guī)律，以及指導(dǎo)地質(zhì)找礦工作提供了依據(jù)。

3.1 中壩礦區(qū)元素等量濃集直方圖

以中壩礦區(qū)土壤地球化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，當(dāng)元素濃集總級(jí)數(shù)n=100時(shí)，制作得到該區(qū)Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、W、Mo等元素的等量濃集直方圖(圖2)。從直方圖可見(jiàn)，礦區(qū)元素分布形態(tài)各異，有呈單峰分布的，如Pb、W，說(shuō)明在成巖、成礦過(guò)程中未引起上述元素的明顯分異；有呈雙峰分布的，如Sb、Ag、Zn、Cu、Mo等，表明這些元素受巖性或成礦活動(dòng)控制，有明顯的分異或富集；也有呈疊加態(tài)雙峰分布的，如As，說(shuō)明受成巖成礦影響，區(qū)內(nèi)As有一定分異但不強(qiáng)烈。從直方圖可知，本區(qū)元素豐度均顯著高于克拉克值，與該區(qū)熱液成礦活動(dòng)及廣泛分布的黑色巖系有關(guān)。

圖2 中壩礦區(qū)元素等量濃集直方圖

根據(jù)上述元素等量濃集原理，在直方圖中，樣品元素含量越靠近右端，表明其含量越高，越接近礦石豐度；當(dāng)其含量越靠近左端，表明其含量越低，越接近地殼豐度。根據(jù)礦區(qū)成礦規(guī)律和找礦實(shí)踐認(rèn)為，當(dāng)直方圖中元素在0～100級(jí)次之間幾乎都有分布時(shí)，如Au、Mo、Ag則為該區(qū)的主成礦元素，此類(lèi)元素異常極強(qiáng)，成礦潛力極大，在區(qū)內(nèi)都有對(duì)應(yīng)礦化、礦體出現(xiàn)。例如，在礦區(qū)銀洞溝有古采銀硐子1處；在礦區(qū)辛家咀-萬(wàn)家山一帶，有產(chǎn)于韌性剪切帶中的金礦脈；在下寒武統(tǒng)牛蹄塘組黑色頁(yè)巖中，有Mo、Mn、V等元素礦化顯示(圖3)。

當(dāng)元素分布在0～76級(jí)次之間，則為該區(qū)礦化伴生元素，如Cu、Zn有高強(qiáng)異常出現(xiàn)，局部形成了礦化。如在礦區(qū)火地溝一帶見(jiàn)多處石英脈包裹或穿插于硅化灰?guī)r中，在石英脈中可見(jiàn)閃鋅礦化、黃鐵礦化；在火地溝西南民采坑洞內(nèi)見(jiàn)銅銀礦化發(fā)育于牛蹄塘組石英脈中；在辛家咀金礦脈上，多見(jiàn)黃銅礦化、黃鐵礦化及閃鋅礦化(圖3)。

a.辛家咀金礦脈地表露頭；b.辛家咀含Au石英脈；c.銀洞溝古采銀洞；d.中壩錳礦石；e.火地溝閃鋅礦化石英脈；f.火地溝銅銀礦化

當(dāng)元素主要分布在0～51級(jí)次之間時(shí)，為重要的指示元素，如As、Sb、Pb異常較為發(fā)育，但較少見(jiàn)到此類(lèi)金屬礦化。

當(dāng)元素分布在0～26級(jí)次之間時(shí)，如W，此類(lèi)元素富集程度較低，受區(qū)內(nèi)成礦活動(dòng)影響不顯著，異常較弱，找礦指示意義不大。

綜上所述，等量濃集直方圖可直觀便捷掌握元素的分布規(guī)律和富集程度，也能準(zhǔn)確判斷區(qū)內(nèi)的主成礦元素、伴生元素及指示元素，為化探工作者提供極大便利。

3.2 中壩礦區(qū)元素等量濃集地球化學(xué)圖

3.2.1 傳統(tǒng)累頻法地球化學(xué)圖

傳統(tǒng)地球化學(xué)圖等量線(xiàn)勾繪以累積頻率法應(yīng)用最廣，該方法是將元素按含量高低排序，依次以一定頻率間隔進(jìn)行分級(jí)，根據(jù)頻率分級(jí)對(duì)應(yīng)的含量值勾繪地球化學(xué)圖。此類(lèi)地球化學(xué)圖更多的關(guān)注各樣品元素相對(duì)含量高低及元素的累頻分布特征。不管元素豐度高低，有無(wú)成礦可能，都能按一定頻率區(qū)間勾繪出高、中、低地球化學(xué)分級(jí)區(qū)域。

從中壩礦區(qū)累頻法地球化學(xué)圖(圖4)可知，各元素都能根據(jù)各自含量-頻率關(guān)系直觀反映元素豐度變化規(guī)律。中壩礦區(qū)所有元素在寒武系牛蹄塘組黑色頁(yè)巖中含量較高，而在志留系黃坪組千枚巖中豐度較低。傳統(tǒng)累頻法地球化學(xué)圖對(duì)低背景區(qū)的元素變化特征反應(yīng)較為清晰，如Mo、Zn、Pb等元素在黃坪組含量較低且變化起伏不大，但在地球化學(xué)圖中都能反應(yīng)出其細(xì)微差別。但各元素豐度與克拉克值、礦體邊界含量的對(duì)比，從傳統(tǒng)地球化學(xué)圖上無(wú)法直觀判定，各元素間的濃集程度也從地球化學(xué)圖上無(wú)法判斷對(duì)比。

3.2.2 等量濃集地球化學(xué)圖

根據(jù)元素克拉克值與邊界品位，按照等量濃集原理進(jìn)行等間隔分級(jí)，將中壩礦區(qū)元素分為21級(jí)次(表2)，用各分級(jí)對(duì)應(yīng)元素含量勾繪等量濃集地球化學(xué)圖(圖4)，特征如下。

表2 中壩礦區(qū)元素等量濃集分級(jí)方案表

(1)能基本保留傳統(tǒng)累頻法地球化學(xué)所展示的元素分布規(guī)律和變化趨勢(shì)，還能突顯元素的梯度變化帶。從等量濃集地球化學(xué)圖可知，該區(qū)元素高背景區(qū)或異常區(qū)多呈北東向條帶狀分布，與累頻法地化圖表現(xiàn)一致；對(duì)于受地層控制且背景值差異顯著的元素，如Mo、Ag、Cu、Zn、Sb等，等量濃集地球化學(xué)圖能清晰準(zhǔn)確地顯示出其豐度突變界線(xiàn)；而在傳統(tǒng)累頻法地球化學(xué)圖中，地層界線(xiàn)雖有顯示但很寬泛模糊，不利于使用地球化學(xué)成果指導(dǎo)厘定地層界線(xiàn)。

(2)為快速確定礦區(qū)主成礦元素、伴生元素及指示元素提供依據(jù)。從圖4可知，中壩地區(qū)Au、Mo、Ag濃集程度較高，局部異常已經(jīng)到達(dá)成礦區(qū)間，在區(qū)內(nèi)也有相關(guān)礦脈、礦化地質(zhì)體出現(xiàn)，表明Au、Mo、Ag為本區(qū)主成礦元素；Cu、Zn整體呈中低背景分布，但在牛蹄塘組也有局部達(dá)到高富集區(qū)間，異常較好，與主成礦元素關(guān)系緊密，且局部地段有礦化出現(xiàn)，可作為本區(qū)重要的成礦伴生元素；As、Sb、Pb在本區(qū)富集程度一般，異常僅在局部地區(qū)發(fā)育，尤其是As、Sb高值區(qū)與寒武系牛蹄塘組有關(guān)，該套地層富集了眾多的金屬元素，黑色頁(yè)巖中普遍發(fā)育有微細(xì)黃鐵礦顆粒；As、Sb、Pb異常在辛家咀、腰梁上、廠溝里一帶較為明顯，與此地的Au、Ag等熱液成礦活動(dòng)有關(guān)；As、Sb、Pb雖有富集但難以獨(dú)立成礦，可作為本區(qū)重要指示元素；在礦區(qū)W平均值為1.73×10-6，接近地殼豐度，變化系數(shù)僅為0.61，在該區(qū)無(wú)明顯分異，從等量濃集地球化學(xué)圖可知，其主體為背景分布特征，異常稀少，在該區(qū)無(wú)明顯找礦意義。

(3)能直觀反映元素的絕對(duì)含量，各元素間相同地球化學(xué)分級(jí)具有同等的濃集程度，具有可對(duì)比性。在志留系千枚巖中礦區(qū)所有元素分布多在C0～C15級(jí)，呈背景分布特征，尤其是Mo、Ag、Cu、Zn、Sb、W等元素含量較低，接近地殼豐度，反映了該區(qū)志留紀(jì)濱海相碎屑沉積的地球化學(xué)特征。從圖4可知，各元素在志留系中整體濃集程度排序?yàn)椋篈s>Pb>Zn>Sb>Au>Cu>Ag>W>Mo。寒武系牛蹄塘組是一套次深海-深海相沉積的黑色巖系，其形成的特殊地質(zhì)時(shí)代與復(fù)雜的物質(zhì)來(lái)源決定了該地層具有與眾不同的地球化學(xué)屬性(范德廉等，2004)。本區(qū)牛蹄塘組中除Pb、W無(wú)富集外，其他元素均有較好的富集，多集中在C30～C45級(jí)；Mo、Ag富集程度更高，在C50～C75。從圖4可知，各元素在寒武系中整體濃集程度排序?yàn)椋篗o>Ag>Au>Cu>Sb>As>Zn>Pb>W。中壩礦區(qū)富集程度大于C75級(jí)以上的元素主要為Au，其次為Mo、Cu。Au異常主要分布在礦區(qū)辛家咀一帶，為礦致異常，通過(guò)異常檢查和工程驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)了辛家咀金礦；Mo、Cu在局部也有成礦可能。

圖4 中壩礦區(qū)累頻法與等量濃集法地球化學(xué)圖

3.3 中壩礦區(qū)元素等量濃集分級(jí)異常

3.3.1 傳統(tǒng)異常劃分

地球化學(xué)異常劃分主要有均值方差法和累積頻率法2種。均值方差法是最常用的化探異常劃分方案，是以化探數(shù)據(jù)符合正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布為基礎(chǔ)，用平均值與3倍標(biāo)準(zhǔn)離差之和進(jìn)行迭代循環(huán)剔除離群數(shù)據(jù)，直至無(wú)數(shù)據(jù)可剔除為止，用剔除后剩余的數(shù)據(jù)集的平均值與2倍(或1.65倍)標(biāo)準(zhǔn)離差之和作為異常下限，該方法圈定的異常與數(shù)據(jù)分布形態(tài)關(guān)系很大，而與數(shù)據(jù)整體含量高低無(wú)關(guān)，有一定局限性，容易圈出過(guò)大的異常，或圈不出異常，完全取決于數(shù)據(jù)分布特征。累積頻率法是以假設(shè)研究區(qū)存在一定比例異常為前提，按累積頻率的85%、92%、98%對(duì)應(yīng)的含量(或以累積頻率85%對(duì)應(yīng)含量的1、2、4倍)劃定元素外、中、內(nèi)帶異常。該方法確定的異常下限與元素整體含量高低無(wú)關(guān)，不管元素有無(wú)成礦可能，都能按比例圈出異常(向運(yùn)川等，2018)。

3.3.2 等量濃集異常劃分

中壩礦區(qū)Au為主要成礦元素，Sb為金礦伴生元素，Cu、Mo在局部亦有礦化富集可能。因此，選擇Au、Sb、Cu、Mo異常來(lái)研究該區(qū)成礦潛力，確定找礦有利地段。礦區(qū)各地層元素背景差異較大，因此將該區(qū)劃分為2大地質(zhì)單元，按照等量濃集異常劃分辦法，分別統(tǒng)計(jì)異常值(表3)并繪制各分區(qū)元素異常圖(圖5)。

表3 中壩礦區(qū)等量濃集7級(jí)異常分級(jí)表

1.震旦系燈影組白云巖、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r；2.下寒武統(tǒng)牛蹄塘組含碳硅質(zhì)板巖、含碳粉砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)巖；3.志留系黃坪組上段第一亞段鐵質(zhì)菱鎂礦千枚巖、千枚巖；4.志留系黃坪組上段第二亞段粉砂質(zhì)千枚巖、千枚巖；5.石英脈；6.金礦脈；7.鐵質(zhì)菱鎂礦化蝕變帶；8.斷層及編號(hào)；9.燕子砭-金山寺斷裂帶

Au異常在中壩礦區(qū)分布廣泛，大致分為4個(gè)集中區(qū)域：①位于礦區(qū)西南，以辛家咀一帶最為突出，異常呈北東向條帶狀分布，長(zhǎng)約1 km，異常濃集中心明顯，最高為7級(jí)；異常查證發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)于北東向脆韌性剪切帶中的辛家咀金礦；剪切帶位于志留系黃坪組與寒武系牛蹄塘組接觸帶附近，探槽控制長(zhǎng)560 m的金礦脈1條，主要為與剪切帶有關(guān)的石英脈型、構(gòu)造蝕變巖型礦石；探槽Au品位為0.64×10-6～15.4×10-6，礦脈向深部延伸穩(wěn)定，施工鉆孔見(jiàn)到平均厚度3.85 m、平均品位為2.86×10-6的金礦體；辛家咀金礦初步探獲金推斷資源量3.6 t；在辛家咀西300 m處，發(fā)育一處團(tuán)塊狀7級(jí)Au異常，是由前人發(fā)現(xiàn)的金礦脈所引起，有民采礦硐1處。②在礦區(qū)西北李家溝一帶Au異常較為突出，Au異常面積大且最高可達(dá)5級(jí)，異常形態(tài)為北東向雙條帶。③位于礦區(qū)東北角邵家溝-腰梁上一帶，異?？傮w呈“X”型狀，異常中心具呈北東向雁列狀排布的特征，異常最高達(dá)7級(jí)；在7級(jí)異常區(qū)查證發(fā)現(xiàn)金礦點(diǎn)1處，探槽見(jiàn)Au平均品位為6.3×10-6，最高品位為10.7×10-6。④在礦區(qū)東南廠溝里一帶，Au異常沿寒武系底部呈北東向發(fā)育，異常強(qiáng)度低，最高為3級(jí)；在火地溝西南、萬(wàn)家山東北一帶也有少量團(tuán)塊狀A(yù)u異常分布，異常強(qiáng)度為2～4級(jí)不等。

Sb異常受地層控制明顯，主要位于牛蹄塘組中，異常最高為2級(jí)，表明Sb在該區(qū)獨(dú)立成礦可能性較低;Sb異常主要分布在辛家咀、火地溝、腰梁上、廠溝里一帶;Sb在辛家咀零星分布，異常較弱，在腰梁上、廠溝里一帶Sb與Au異常套合較好，Sb為Au的重要伴生元素。

Cu、Mo異常分布相似，在志留系黃坪組中，均為低背景特征，無(wú)明顯異常。在寒武系牛蹄塘組中異常較為發(fā)育，整體呈北東向條帶狀。Cu異常最高6級(jí)，Mo異常最高5級(jí)。Cu、Mo異常在火地溝、腰梁上2個(gè)區(qū)域最為突出，在銀洞溝一帶也有高強(qiáng)異常出現(xiàn)。Cu、Mo異常在牛蹄塘組中呈北東向條帶狀斷續(xù)分布，推測(cè)是與該套黑色巖系中的富錳、鉬、鋅、銅等多金屬礦化層有關(guān)。

通過(guò)中壩礦區(qū)等量濃集7級(jí)異常劃分及初步找礦成果來(lái)看，Au為本區(qū)主成礦元素，Sb為其伴生元素。在Au等量濃集異常達(dá)到5級(jí)以上時(shí)，具有極高成礦可能。如在礦區(qū)西南發(fā)現(xiàn)了辛家咀金礦，在邵家溝北發(fā)現(xiàn)金礦點(diǎn)1處，由此推斷，在李家溝等Au異常突出地帶也有極大的金成礦潛力。礦區(qū)Cu、Mo異常突出，也有一定成礦潛力；在中壩地區(qū)牛蹄塘組黑色巖系中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多處銀、銅、錳等金屬礦化，該地層顯著富集眾多成礦元素，可為區(qū)域成礦提供巨量的礦質(zhì)來(lái)源，是重要的礦源層。從中壩礦區(qū)應(yīng)用效果來(lái)看，依據(jù)等量濃集原理劃分元素異常的辦法是可行的，圈定的異常形態(tài)與強(qiáng)度均與實(shí)際地質(zhì)情況吻合，能客觀反映該區(qū)元素分布、分配及富集離散特征，充分發(fā)揮了化探在找礦中的先導(dǎo)作用。等量濃集異常與傳統(tǒng)化探異常的不同在于該方法充分考慮到元素的背景含量及其與礦體邊界品位的關(guān)系，劃分的異常更有實(shí)踐指導(dǎo)意義，避免了傳統(tǒng)方法受限于數(shù)據(jù)分布形態(tài)或強(qiáng)行按一定比例劃分異常時(shí)人為因素影響過(guò)大的弊病。等量濃集異常在表現(xiàn)異常強(qiáng)度方面也比傳統(tǒng)方法更為直觀明了。

等量濃集概念的提出為研究元素分配規(guī)律提供了較大便利，可直觀明了地展現(xiàn)出元素的空間分布規(guī)律與富集貧化特征，有較好的應(yīng)用空間。應(yīng)用等量濃集原理時(shí)，使用巖石或土壤樣品數(shù)據(jù)更為合適，在使用水系沉積物樣品數(shù)據(jù)時(shí)，要充分考慮到各元素在表生環(huán)境下的貧化富集所帶來(lái)的影響。

4 結(jié)論

(1)元素等量濃集概念是為研究元素在克拉克值與礦體邊界之間的分布、分配規(guī)律而提出的，為定量評(píng)價(jià)和對(duì)比元素富集離散特征提供了新的思路與辦法。

(2)通過(guò)中壩礦區(qū)土壤元素等量濃集直方圖、等量濃集地球化學(xué)圖、等量濃集7級(jí)異常劃分特征可知，該區(qū)元素分布受地層、構(gòu)造成礦活動(dòng)控制明顯；Au、Ag、Mo、Cu等元素濃集程度高，有較大找礦潛力。通過(guò)異常檢查發(fā)現(xiàn)了辛家咀金礦，初步探獲金推斷資源量3.6 t，取得了良好的找礦效果；Ag、Mo、Cu等異常與寒武系牛蹄塘組黑色巖系關(guān)系緊密。

致謝：西安礦產(chǎn)資源調(diào)查中心高永寶研究員、西安地質(zhì)調(diào)查中心李宗會(huì)高工和審稿專(zhuān)家對(duì)本文提出了許多寶貴的修改意見(jiàn)，在此表示誠(chéng)摯的謝意！