证据权找矿法在陕西青木川-苍社地区金矿远景评价中的应用

2014-04-01孟旭光廖时理杨丽丽

中国矿业 2014年11期

李培，孟旭光，廖时理，杨丽丽

(1．中国地质大学(北京)，北京 100083；2.中国国土资源经济研究院，北京 101149;3.中国地质大学(武汉)，湖北武汉 430074；4.国土资源部油气资源战略研究中心，北京 100034)

勉略宁地区是陕西省著名的金矿产区，而位于其南带的青木川-苍社地区虽发现有较多的中小型金矿床，但是多年来一直没有取得较大的成果。证据权法是由加拿大数学地质学家Agterberg所提出的一种使用GIS技术进行矿产资源评价预测的地学统计方法[1]。它采用一种统计分析模式，通过对与矿产形成相关的地学信息的叠加复合分析来进行矿产远景区的预测，每一种地学信息都被视为成矿远景区预测的一个证据因子，而每一个证据因子对成矿预测的贡献是由这个因子的权重值来确定的[2-4]。其基础是将地质评价模型转换为“网格模型”，针对每一网格上信息数据进行权值计算，评价方法自始至终都是依靠图层数据驱动，由计算机自动完成。结合GIS技术对各种有利成矿因素(证据层)进行有效综合的数学预测评价。只要所输入的图层合理，选择条件适当，计算结果就客观可信[5-7]。本文通过应用证据权找矿法对青木川-苍社地区金的找矿远景做出评价，以期能更好的指导找矿工作。

1 控矿因素及证据层选择

综合前人研究资料，研究区金矿床找矿预测的因素主要包括以下四个方面。

1.1 有利的地层、岩性组合发育

1.2 韧性剪切带线性构造发育

区内矿床分布与韧性剪切带密切相关，矿化带严格受韧性剪切带控制，带内糜棱岩化强烈，石英脉的固态流变，无根错构造，眼球状构造，剪切褶皱及岩石片理发育，面理置换强烈，金矿化体及金矿体呈扁豆体或透镜状赋存于韧性剪切带内的糜棱岩化带与构造破碎带中。因此，对韧性剪切带进行缓冲区分析，当距离为0.6时区内金矿点绝大部分落于缓冲区之内，因此选择缓冲半径为0.6对韧性剪切带做缓冲区分析，并将该断裂缓冲区图层作为单独的一个证据因子。

1.3 有利的地球化学异常

对研究区的12种化探元素做聚类分析表明，Au与其他元素的相关性系数很小或者不相关，当距离系数小于0.9时，Au独自成为一类。同时，据汉中地质大队资料，Au化探异常与金矿床的一致型相当强(图1)，金矿化往往出现在金异常发育的部位，因此选择Au元素化探异常做为证据因子。

图1 陕西青木川-苍社地区化探Au异常示意

1.4 遥感解译断裂，其优异度、等密度等异常证据因子

对遥感解译图(图2)上不同方向的断裂赋予不同的权值从而提取其优异度、等密度等信息，并作为证据图层。

区域上虽然有关口垭石英闪长岩体与苍社闪长-石英闪长岩体，但是通过对金矿的成矿地质特征研究发现，二者关系并不密切，因此此次分析未将其单独作为证据层。另外，由于面上的物探资料缺乏完整性，激电缺资料，重力与航磁资料比例尺较小，不适合于研究区预测仅用于区域上的综合评价。

图2 陕西青木川-苍社地区遥感线性构造解译图

2 地质变量的提取及定量化

依据1∶5万陕西省青木川-苍社地质图，按照0.5cm×0.5cm网格，应用GIS技术进行地质变量提取，所提取的地质变量及意义如下所示。

1)单元中面变量种类数，分析单位面积内地层变化的复杂程度与矿化的关系。

2)单元内是否存在对成矿有利的某种(群、组、段)岩性，是否存在Au的化探异常以及对成矿有利的断裂的缓冲区。

3)单元的组合熵，研究单元内组分出现的多少和各组分出现的均匀程度与成矿的关系。

4)单元中断裂条数及断裂交叉点数，分析单位面积内断裂构造的复杂程度与矿化的关系以及是否存在对成矿有利的韧性剪切带。

5)单元中的矿(化)点数，反映某单元成矿的有利程度或寻找工业化矿床的概率。

6)单元中的矿石品位，在矿石品位尚无法确定时，用矿床规模表示，对矿化取值为0.2，矿点取值为0.5，中小型矿床取值为0.75，中、大型矿床取值为1。

3 证据权找矿评价模型

证据权法的数学原理是：假设将研究区划分为T个等大小的网格(以保证一个网格中至多出现一个已知矿点为基础)，提取以上信息，将上述提取的每个变量看作独立的证据因子(以下称证据因子)，利用证据权法计算各个证据因子存在和不存在时的权重值W+与W-；对于n个证据因子，若他们都关于矿点条件独立，研究区任一网格单元k为矿点的可能性，用后验概率P代表每单元内找矿的有利度，根据后验概率提出找矿远景区[3-5, 8- 9]。

控矿地质因素与矿床产出状态之间的关联性强弱，可以通过正负权的差值大小C来度量，C值大表示该地质标志的找矿指示性好，C值小表示该找矿标志的找矿指示性差，若C=0，表示该找矿标志对有矿与无矿无指示意义。

对研究区所提取的6个证据层进行空间分析并提取找矿信息后计算它们的正负权重，见表1。证据权重法的预测结果是一个后验概率图，其值在0～1之间，后验概率值的大小对应着成矿概率的大小。在完成各证据因子的先验概率、正负权值计算和条件独立性检验后，就可以计算研究区的后验概率。

表1 变量因子正负权重表

4 成矿远景区划分与资源潜力评价

对该区做证据权值的等值线异常图，综合以上预测结果和成矿地质背景分析，划分出Au找矿远景区5个，其中Ⅰ级找矿远景区2个，Ⅱ级找矿远景区2个，Ⅲ级找矿远景区1个。结合地理位置、找矿远景规模、有利程度、地质背景和异常组合特征对优选出的5个Au金属找矿远景区(图3)简要归结如下。

4.1 Ⅰ级找矿远景区

4.1.1 小燕子沟-金厂沟-八海金找矿远景区(Ⅰ-a)

该远景区出露地层主要为碧口群二亚群二岩组(包括Pt2-3bk22-3c、Pt2-3bk22-3b以及Pt2-3bk2-3)，总体上以Pt2-3bk22-3b为主。远景区内岩浆岩主要为中酸性、中基性熔岩，岩性变化较大，区内含磁铁矿石英岩发育。远景区总体沿青木川-八海-关口垭逆冲推覆断裂分布，宽约2～3km，长约8～9km。区内金化探异常浓集中心多位于山沟，在区内北山坡已发现的矿有金厂沟和小燕子沟金矿，金化探异常沿韧性剪切带分布，浓集中心明显，规模大、均值高、离差大、衬度大，若干浓集中心程串珠状展布。区内有激电异常发育，有线状航磁异常分布。下一步，需对航磁、激电异常进行异常查证。区内今后找矿的重点地段为沿韧性剪切带的狭长部位。

图3 陕西青木川-苍社地区金矿综合找矿远景区

4.1.2 袁家沟-火烽崖金成矿远景区(Ⅰ-b)

该远景区发育地层主要为主要为碧口群二亚群二岩组(包括Pt2-3bk22-3c、Pt2-3bk22-3b以及Pt2-3bk2-3)，以凝灰岩细碧岩(Pt2-3bk22-3b)为主。区内构造主要为三条NE向韧性剪切带：托河-林家沟、阳坝-寨子包-两河口以及太阳岭-龙铜坝和燕家梁上-梅松沟，糜棱岩化普遍发育。

该远景区沿托河-林家沟韧性剪切带分布，长约10km，宽1～2km。金化探异常呈NE向与区域构造一致，具离差大、均值高、衬度大、规模大等特点，与金矿化关系极为密切。区内还发育有航磁和铜化探异常。从地质上分析该带火山岩形成的构造及古地理环境与阳坝相似，甘肃杜坝、阳坝矿床处于同一构造岩性带。且由于苍社岩体是多期侵入的复合岩体，晚期钾长花岗岩呈岩株、岩脉、岩枝穿插于早期辉长闪长岩中和火山岩中，可能在晚期构造成矿期有重要影响，因此该带是寻找多成因、复合型矿床和新的矿化类型的重要地段。区内苍社岩体外围发育有多个环形影象，NNE、NE、EW、NW向断裂发育，是遥感线形构造高密度区。已通过遥感解译、野外及地质化探异常的综合研究在林后坝和唐家沟发现有一定的矿化信息。其中，在唐家沟发现了较多含硫化物的磁铁石英岩转石，走向NE,其矿石特征与阳坝类似,在罗家湾附近出露宽3～5m。下一步应对这一地区进行深入研究，在该带找寻金矿以及块状硫化物矿床将会有所突破。