矿业职称论文铜矿地球化学特征及成矿分析

　　摘 要：通过在新疆准东纸房东地区开展的1：5万岩屑测量工作，对干旱荒漠景观的准东纸房东地区地球化学条件进行了分析。对圈定的综合异常运用聚类分析与因子分析，结合野外查证，新发现与成矿有关的红石滩岩体及其铜矿点1处。确定了成矿有利地质体，为地球化学勘查提供了找矿方向。

　　关键词：聚类分析,因子分析,红石滩,地球化学,成矿分析

　　一、1:5万岩屑测量概述

　　该区位于准噶尔盆地东北缘纸房东一带。属残山丘陵区。本区属典型大陆性干旱气候，冬季寒冷，夏季炎热，年平均降雨量约30 mm，而年蒸发量达1800～4000 mm，在强烈的蒸发蒸腾作用下，在土壤层中形成厚度10～40 cm 的膏盐层，成为常规地球化学勘查中难以逾越的碱性地球化学障;同时经常有5～8级以上的大风，造成风成沙、风成黄土。上述特征表明该区属于典型的干旱荒漠区，在上述景观条件下出露铜矿体地表孔雀石化极不发育[1-2]。依据1∶20万化探通过对干旱荒漠景观区方法技术试验成果的研究认为，在纸房东地区化探岩屑扫面最佳采样粒级为-5-+20目，此粒级各元素具有明显的代表性，并能很好的排除风成砂、风成黄土的干扰。新疆准东纸房东项目采样粒级为-4-+20目混合粒级。其中第四系为1个样/4 km2 组合分析;一般工作区域8个样/km2 ，重点区域12个样/km2 组合分析(每个样由3～7点组成，每点距离30m～50m)。

　　二、地质矿产概况

　　区内主要出露下石炭统条山群 (C1T)陆源碎屑岩和下—中泥盆统大长沟群(D1-2D)中基性火山碎屑岩与陆源碎屑岩。早石炭世条山群(C1T)岩性为青灰色、黄绿色、灰绿色凝灰质砂岩、细砂岩、灰白色长石岩屑砂岩、灰黑色泥粉砂岩夹含砾砂岩、钙质砂岩、薄层状白云质灰岩，夹少量安山岩及含角砾凝灰岩，产化石。泥盆纪大长沟群(D1-2D)：灰绿色凝灰质砂岩、长石岩屑砂岩夹砂砾岩、含砾砂岩及灰绿色粉砂质沉凝灰岩，常夹有灰绿色角砾凝灰岩，含基性火山岩。下—中泥盆统大长沟群表现为向北东变新的单斜构造，而下石炭统条山群则表现为向斜，轴部呈北西向展布。横贯于异常区中部，局部被岩体破坏[3](图1)。

　　侵入岩有早泥盆世红石滩岩体(δοπD1HTS)石英闪长斑岩及早石炭世红土岩体(γοπC2HT)花岗细晶岩、花岗闪长岩;岩脉主要为石英闪长岩岩脉、闪长玢岩岩脉。

　　岩体与矿化密切相关，矿化体产于下—中泥盆统大长沟群(D1-2D)与早泥盆世红石滩岩体(δοπD1HTS)石英闪长斑岩的外接触硅化蚀变带中。以0.20%为边界品位圈定铜矿(化)体，圈定铜矿化体16条。铜矿长约200 m，最大宽8 m，铜平均品位0.52% ;矿石金属矿物以黄铜矿、辉铜矿、黄铁矿为主，次为铜蓝、孔雀石化。矿石构造为浸染状。

　　三、地球化学异常特征

　　1.岩石地球化学特征

　　表1反映早泥盆系红石滩单元中富含Cu、Au、Ag、Mo、Zn、Co、Cr元素，Cu、Au变化系数最大，Ag、Mo、Zn、Co、Cr变化系数小;中—下泥盆统大长沟群(D1-2D)Cu含量较高，且变化系数较大;下石炭统条山群 (C1T)与早石炭世红土岩体(γοπC2HT)岩体无明显富集的微量元素。矿石中Cu、Ag、Au富集程度最高，较正常背景高20倍以上;Cr、Ni、Zn、W、Pb、As、Sb、Bi与围岩无明显的变化。而斑岩铜矿相关的富集元素组合为Cu、Ag、Au、Mo、 Cr、Ni、Co、Zn、W 、Pb，而与基性岩有关的元素组合为Cu、Cr、Ni、Co、Au[2]。

　　2.地球化学异常特征

　　异常元素组合多样，该异常以Au、Cu、Mo为主，伴有As、W、Zn、Ni、Co、Cr元素，综合异常面积约17.42km2。异常面积大，特别是Cu异常面积大，强度高、规模大，浓集中心明显，且Au、Cu二元素均具三级浓度分带，显示了“高、大、全”矿致异常。Au元素外围为Cu元素， Cu 、Au元素标准离差较大，峰值较高，Au最大值为59.10×10-9，Cu元素最大值为752.25×10-6。

　　四、多元统计

　　近年来，基于中国地质调查局矿产远景调查项目在全国范围的实施，在中国地质调查局发展研究中心大力推进倡导下，数字调查技术日益完善与成熟。在这种背景下，采用数字地质调查2.0版数字填图系统综合数据处理多元统计中的聚类分析与因子分析对红石滩铜矿进行研究与分析。

　　1.聚类分析

　　于红石滩铜矿异常区及周边提取了14种元素的850件样品分析数据进行了R型聚类，结果表明，在谱系图上当取0.5的相似水平时，可分为以下四个元素簇。

　　①Cu、Mo、Au、Sn、Bi、W簇，高-中温矿化引起的异常元素组合均有出现。显示Cu、Au与中酸性花岗岩浆活动有关，并伴有Mo矿化。该簇元素类又可再进一步划分，即当取0.55的相似水平时，可以分为Cu、Au、Mo簇及W、Sn、Bi簇。其中Cu、Au矿化主要与中酸性岩浆热液活动有关，并伴随有Mo矿化;而W、Sn、Bi异常主要受酸性岩浆热液活动的影响，有两期矿化叠加的地球化学特征;

　　②Ag、Pb、Sb、As簇，该簇元素从中温～低温矿化引起的元素组合均有出现。该簇元素自中温—低温均有，表明硫化物矿化体尚处于浅剥蚀状态，显示了Ag与构造热液后期矿热液活动有关，并伴随有Mo矿化;而W、Sn、Bi异常主要受酸性岩浆热液活动的影响，有两期矿化叠加的地球化学特征;显示了Ag与构造热液后期矿化有关;

　　③Cr、Ni、Co簇，显示Cr、Ni、Co异常与中基性火山碎屑岩及火山熔岩有关;

　　④单Zn簇，表明可能存有一期单Zn的矿化热液活动。

　　2.因子分析

　　从正交旋转因子矩阵表(表2)中可以看出：F1+F2+F3+F4+F5累积方差贡献的百分率已达75.008%，即前五个主矿化因子已包含了异常区内绝大部分矿化信息，可供解释使用。

　　F1矿化因子为Cr、Ni、Co，伴有Cu与中基性火山碎屑岩及火山熔岩有关的矿化因子;

　　F2矿化因子为Cu、Au、Mo、Zn、Sn、As、Sb，伴有Ag与低温-高温热液有关的矿化因子;

　　F3矿化因子为Au、W、As、Sb为与高温热液及低温热液共存的矿化因子，前缘元素As、Sb异常发育，显示区内硫化物矿体可能尚处于浅剥蚀状态;

　　F4矿化因子为Au、Ag、Pb、As与低温构造热液有关的矿化因子;

　　F5矿化因子为Cr、Ni，伴有Sb、Bi与中基性火山碎屑岩及火山熔岩有关的矿化因子;

　　与聚类分析结果相似。

　　F1显示了Cu矿化与中基性火山碎屑岩及火山熔岩有关的地球化学特征。F1主成矿因子占有29.335%的矿化信息份额，因此Cu矿化是该异常的主体矿化;F2矿化因子占有18.953%的信息份额，也是该异常中的一个重要矿化因子，该因子显示了区内有一期与酸-中酸性岩浆及构造有关的矿化热液活动，Cu、Mo、Au、Ag多金属矿化是该异常的主体矿化;F3矿化因子占有10.577%的信息份额，该因子显示了区内有一期与酸性岩浆及构造有关的矿化热液活动，Au矿化是该异常的主体矿化。F4矿化因子所占信息份额较少，不是区内主要矿化。F5矿化因子占有7.183%的信息份额，该因子显示了区内有一期与构造有关的矿化热液活动，Au、Ag多金属矿化是该异常的主体矿化，而As异常是其找矿的指示标志。综上所述，HY-4号异常是由中基性火山碎屑岩及火山熔岩、中酸性岩体热液矿化和后期酸性岩体再次侵入带来的热液矿化及构造热液引起，该异常最显著的特点是强度高、规模大，浓集中心明显，且Au、Cu二元素均具三级浓度分带，显示了“高、大、全”矿致异常，且与石英闪长斑岩岩体形态基本吻合，凸显了该异常具有寻找与中酸性岩体有关的Cu、Mo、Au、Ag矿床及与中基性火山碎屑岩及火山熔岩有关的Cu矿床的地球化学信息[4]。

　　五、结论

　　1.1:5万岩屑测量是干旱荒漠景观最直接、最快速的找矿方法,是进一步定性、定位预测矿区、矿床的主要环节。在找铜多金属矿尤其有用。

　　2.通过聚类分析与因子分析总结出，Cu、Cr、Ni、Co为主要元素组合的高背景和异常区一般反映了与基性岩浆活动和成矿作用有关;以Cu为主、伴有Ag、Au、Mo、 Pb、Cr、Ni、Co、Zn元素组合的高背景和异常区与中酸性岩浆活动与斑岩型铜矿成矿作用有关。

　　3.在地球化学数据处理中，采用聚类分析与因子分析，结合地质背景，可初步预测成矿地质体，为异常划分、解释与评价提供依据, 可作为找矿过程中参考的一种辅助信息。

　　参考文献：

　　[1] 谢学锦.勘查地球化学：发展史·现状·展望[J].地质与勘探，2002，38(6)：3～5.

　　[2] 庄道泽.新疆东天山地区土屋、延东铜矿地球化学特征与异常查证方法[J].地质与勘探，2003，39(5)：1～3.

　　[3] 新疆维吾尔自治区地质矿产局.1999.新疆维吾尔自治区岩石地层.武汉：中国地质大学出版社

　　[4]KonstantinovM M, Strujkov S F. App lication of indicator halos( signs of ore remobilization) in exp loration for blind gold and sil2ver deposits [ J ]. Journal of Geochemical Exp loration, 1995, 54(1) : 1 - 17.