潘 斌
(福建省197地質(zhì)大隊,福建 泉州 362011)
永春地區(qū)位于福建省中南部,處于歐亞大陸板塊東南緣,構(gòu)造單元屬閩東火山斷坳帶之福鼎-平和斷陷帶。
構(gòu)造活動以燕山期為主,福安--南靖北北東向區(qū)域主干斷裂、漳平--仙游東西向主要斷裂穿過測區(qū),永安--晉江北西向區(qū)域斷裂波及測區(qū)西南角。
區(qū)域內(nèi)出露的地層單一,為晚侏羅世南園組(J3n),為一套陸相酸--中酸性的火山巖夾火山碎屑沉積巖。根據(jù)層序、巖性、巖相組合、巖石化學成分劃分為南園組第一段(J3n1)、第二段(J3n2)、第三段(J3n3)、第四段(J3n4)等四個段,工作區(qū)內(nèi)出露有南園組第二段(J3n2)、第三段(J3n3)、第四段(J3n4)等三個段。
區(qū)內(nèi)巖漿巖以燕山期侵入巖為主,巖性為正長花崗巖、石英閃長巖、花崗閃長巖、花崗斑巖(圖1)。
圖1 工作區(qū)地質(zhì)簡圖
工作區(qū)處于四級Ⅲ-80-②福鼎-云霄Ag-Cu-WMo-Sn-Pb-Zn-明礬石-葉蠟石成礦亞帶內(nèi),具有良好的成礦背景。
為了尋找各個成礦元素之間的內(nèi)在聯(lián)系,對工作區(qū)1:50000水系沉積物測量化探數(shù)據(jù)按相關(guān)分析、聚類分析、因子分析等數(shù)學方法進行處理,分析其與地質(zhì)現(xiàn)象之間的聯(lián)系,揭示成礦規(guī)律。
在工作區(qū)內(nèi)開展1:50000水系沉積物測量工作,按設(shè)計要求測試了Cu、Pb、Zn、Ag、Mo、Sn、Au、As、Hg、Sb、Bi、W、Mn、Co、Be、Ni共16種元素[1],對測試結(jié)果進行統(tǒng)計,各元素的地球化學參數(shù)見表1。
表1 永春地區(qū)地球化學參數(shù)表
與全省地殼豐度相比,本區(qū)濃集系數(shù)(Kk值)大于1的元素有Mo、Bi、Cd、Pb、Cu、Sb、Zn、W、Sn、Au、Ag、Co,變異系數(shù)(Cv)大于1的元素有Bi、Cd,有利于富集成礦。
對16種元素進行相關(guān)性分析,根據(jù)各元素之間相關(guān)系數(shù)的大小,確定它們之間的密切程度,找出元素之間的組合特征,進而判斷成礦物質(zhì)來源。本次1:50000水系沉積物測量工作測試的16種元素的相關(guān)性分析結(jié)果見表2。由表2可知,本區(qū)相關(guān)性較強的元素組合有Ni-Cr-Co、Au-Sn-As和Ag-Pb-Zn-Cd-Bi三組。
表2 永春地區(qū)元素相關(guān)性統(tǒng)計表
聚類分析是以變量之間的相似程度為基礎(chǔ),將變量分成不同級別的類或點群[2],本區(qū)16中元素R型聚類分析的相關(guān)譜系圖見圖2。
由圖2可知,當R=0.3時,本區(qū)的元素組合可分為Ag-Pb-Zn-Cd-Bi-W-Mo、Ni-Cr-Co-Cu和 Au-Sn-As三組,說明彼此關(guān)系較密切,Hg、Sb元素相對獨立分散。
圖2 永春地區(qū)R型聚類分析圖
因子分析是研究元素共生組合的有效手段,每一個因子包含的主要元素,既表示了他們之間的相互組合關(guān)系,又能夠反映內(nèi)在的成因聯(lián)系[3]。
對永春地區(qū)的16種元素進行R型因子分析,提取有代表性的公共因子,根據(jù)因子負載矩陣中所反映的不同元素組合來確定各元素的親疏關(guān)系,進而指導劃分元素共生組合類型。
初始因子載荷矩陣見表3。
表3 初始因子載荷矩陣
結(jié)果表明,本區(qū)前9個因子方差貢獻率達80%以上,基本反映了變量的信息。
因初始因子載荷矩陣出現(xiàn)較多中等載荷,使得F1、F2、F3因子與大多數(shù)元素均呈現(xiàn)相關(guān)關(guān)系,不利于用地質(zhì)現(xiàn)象對因子進行解釋,因此,對初始因子載荷矩陣進行正交旋轉(zhuǎn),使旋轉(zhuǎn)后的因子只跟少數(shù)變量相關(guān)[4],所指向的地質(zhì)意義更加明確[5-9]。正交旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣結(jié)果見表4。
表4 正交旋轉(zhuǎn)后主因子載荷矩陣
根據(jù)正交旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣結(jié)合本區(qū)因子載荷分布圖(圖3)劃分元素組合類型,確定因子數(shù)3個,F(xiàn)1為本區(qū)主因子,方差貢獻率為17.7642%,所代表的Zn-Cd-Pb-Ag元素組合與中低溫熱液有密切關(guān)系;F2為本區(qū)占次要地位的因子,方差貢獻率為15.5799%,所代表的Ni-Cr-Co-Cu元素組合與超基性巖體密切相關(guān);F3因子方差貢獻率為9.8359%,所代表的元素組合為Au-Sn。元素組合特征和聚類分析結(jié)果相近。
圖3 因子載荷分布圖
通過對本區(qū)16種元素化探數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)本區(qū)有利成礦的元素組合為Ag-Pb-Zn-Cd、Ni-Cr-Co和Au-Sn三組。本區(qū)地球化學參數(shù)顯示,Ni、Cr元素在本區(qū)濃集系數(shù)小于1,低于全省平均值,找礦遠景較差,應與本區(qū)超基性巖體不發(fā)育有關(guān);Au、Sn在本區(qū)濃集系數(shù)分別為1.12和1.25,超出全省平均值,但變異系數(shù)只有0.78和0.68,不利于富集成礦,找礦前景一般。Pb、Cd元素濃集系數(shù)為2.33和2.72,遠超全省均值,變異系數(shù)為0.71和1.11,有利于富集成礦,找礦前景較好。且Zn和Ag濃集系數(shù)分別為1.39和1.53,保持較高水平,確定本區(qū)成礦條件良好的元素組合為Ag-Pb-Zn-Cd組合,為本區(qū)找礦主攻方向。
本區(qū)16種元素的化探數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)學分析后確定合適的異常下限,圈定單元素異常和綜合異常,共圈定12處綜合異常(圖5),其中與Ag-Pb-Zn為主要元素的綜合異常有5個,分別為HS1、HS2、HS3、HS9、HS12,其異常特征如下:
圖5 永春綜合異常圖
HS1異常:呈近橢圓形北東向展布,面積40.02km2。異常元素組合為Pb、Zn、Ag、Mo、W、Sn、Au、Cu,Pb、Au元素具濃度內(nèi)中外帶,濃集中心吻合,Zn、Ag具濃度中外帶,均較好的套合于Pb、Au之上。Pb單元素異常Pb-9異常面積28.66km2,規(guī)模49.31,平均值283.88ug/g,最大值1255.50ug/g;Zn、Ag具濃度中外帶,均較好的套合于Pb、Au之上,Ag最大單元素異常為Ag-9,異常面積為12.82km2,規(guī)模21.40,平均值0.50ug/g,最大值1.86ug/g;Zn最大單元素異常為Zn-9,異常面積為24.62km2,規(guī)模42.41,平均值309.99ug/g,最大值706.91ug/g。Mo、W、Sn具濃度中外帶且套合好,但異常面積較小。
異常剖析圖見圖4。異常位于北東向外碧斷裂、北西向大力斷裂及東西向東平斷裂的交匯部位,早白堊正長花崗巖、花崗閃長巖與晚侏羅世南園組地層接觸地段。多期次的巖漿活動提供了Pb、Zn、Ag等有用成礦元素,斷裂構(gòu)造發(fā)育,為有用成礦元素的遷移、富集提供了通道和儲礦空間,具有良好的成礦地質(zhì)背景。且元素異常強度高,分帶明顯,各元素之間異常套合好,異常規(guī)模大,具有良好的Pb-Zn-Ag多金屬礦成礦遠景,有進一步工作的價值[10,11]。
圖4 HS1異常剖析圖
HS2異常:異常區(qū)面積6.77km2,異常不完整,向北延出圖處,在區(qū)內(nèi)近似長方形。異常元素組合有Pb、Zn、Ag、Au,其中Pb具濃度內(nèi)中外帶,Zn、Ag、Au元素只有中帶和外帶,且異常套合較差,成礦遠景一般。
HS3異常:異常區(qū)面積0.95km2,異常不完整,向北、向東延出圖處,區(qū)內(nèi)異常近三角形。異常元素組合有Pb、Zn、Ag,其中Pb具濃度內(nèi)中帶,Pb、Zn、Ag、Au元素異常套合一般,異常規(guī)模小,成礦遠景一般。
HS9異常:異常區(qū)面積2.85km2,異常呈近橢圓狀。異常元素組合主要有Pb、Zn、Au、Ag等,Pb、Zn、Ag元素異常套合較好,其中Pb具濃度中外分帶,Zn、Ag只有外帶,成礦遠景一般。
HS12異常:異常區(qū)面積6.55km2,異常呈近長方形。異常元素組合主要有Pb、Zn、Sn、Mo等,其中Pb具濃度中外分帶,Zn元素只有濃度外帶,Pb、Zn異常套合差,成礦遠景一般。
對本區(qū)成礦遠景好的HS1綜合異常進行重點檢查,采用1:1萬土壤測量、1:1萬地質(zhì)測量、槽探(剝土)等手段,在HS1異常內(nèi)龍坑地區(qū)共發(fā)現(xiàn)銀鉛鋅多金屬工業(yè)礦體5個:PbZn-Ⅰ(平均品位:Pb:0.37%、Zn:1.46%、Ag2.13g/t)、PbZn-Ⅱ( 平 均 品 位:Pb:0.43%、Zn:1.26%、Ag0.79g/t)、PbZn-Ⅲ(平均品位:Pb:0.61%、Zn:1.67%、Ag4.68g/t)、AgPbZn-Ⅳ(平均品位:Pb:0.77%、Zn:0.50%、Ag38.91g/t)、PbZn-Ⅴ(平均品位:Pb:1.20%、Zn:0.88%、Ag42.69g/t),鉛鋅低品位礦體4個:Zn-Ⅰ′、Pb-Ⅱ′、Pb-Ⅲ′、AgPb-Ⅳ′,預測AgPbZn多金屬礦體預測礦石資源量274.65萬噸,金屬量:Ag:438.17噸、Pb:168281.65噸、Zn:264597.66噸。
福建永春地區(qū)具有良好的成礦地質(zhì)背景,通過1:50 000水系沉積物測量、1:1萬土壤測量等化探工作,成功在龍坑地區(qū)發(fā)現(xiàn)了銀鉛鋅多金屬工業(yè)礦體5個、鉛鋅低品位礦體4個,提交龍坑銀鉛鋅多金屬礦找礦靶區(qū)一處,取得了優(yōu)異的找礦成果。