基于Sufer软件的安徽巢湖马家凹地区土壤化探测量的数据处理方法

，， ， ，邹德

(1.东华理工大学，江西南昌330013； 2.安徽省地质实验研究所，安徽合肥230001； 3.安徽理工大学，安徽淮南232001； 4.成都理工大学，四川成都610059)

基于Sufer软件的安徽巢湖马家凹地区土壤化探测量的数据处理方法

王西荣1，2，李绍侠3，赵赳1，吴伟4，邹德伟2

(1.东华理工大学，江西南昌330013； 2.安徽省地质实验研究所，安徽合肥230001； 3.安徽理工大学，安徽淮南232001； 4.成都理工大学，四川成都610059)

通过各项地质工作，完成面积约7.47 km2的土壤化探测量，采集样品1 353个，根据统计分析结果，确定了区内Au元素与Cu、Pb、Zn及Ag的关系较之Co、Ni密切，反映了区内金的成矿与老地层有一定的成因联系。通过异常等级的确定，圈定金化探异常9个。并利用地球化学块体方法对区内金的资源潜力进行了评估。初步认为区内金在构造、地层有利地段是最佳的最找矿地段。

Sufer软件；土壤化探测量；成因联系；异常等级；金化探异常；金的资源潜力；安徽巢湖

安徽省巢湖市马家凹金矿普查工作于2012年底开始，目的是根据设计确定的目的任务，开展面积性土壤测量，圈定异常。重点关注构造蚀变岩型和石英脉型金矿，对普查区找矿潜力作出评价，提出进一步找矿工作靶区。

1 矿区地质

马家凹金矿在区域上处于郯庐断裂带内，隶属于张八岭构造成矿带。区域成矿带内的地层属于巢湖—肥东晚太古—早元古代变质岩系；断裂构造主要表现为韧性剪切带，呈NE向展布，呈中深层次变形表现为面理和各类糜棱岩等；岩浆岩分布在郯庐断裂带内及其东侧，总体呈NNE展布，岩性为一套深成钙碱系列岩石，受韧性剪切带的变形改造，岩石具片麻状构造。

1.1 地层

桴槎山岩组(Ar2Pt1f)：主要岩性为二长片麻岩。下部为一套较单调均匀的灰黄色中厚层状细粒二长片麻岩夹深灰色角闪黑云斜长片麻岩；上部为灰黄色中—薄层状细粒二长片麻岩，夹大量的、纵向变化较大的斜长角闪岩、角闪黑云斜长片麻岩，局部呈互层状，形成黑白条带状构造。

大横山岩组下段(Ar2Pt1d1)：分布于矿区中部，呈NNE向条带状展布，横贯整个查区，主要岩性为角闪岩、二长斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩。普查区出露面积约1 km2(图1)。

图1 安徽省巢湖市马家凹地区地质图(附工程分布)

大横山岩组中段(Ar2Pt1d2)：分布于矿区中部，呈NNE向条带状展布，横贯整个普查区，主要岩性为二长斜长片麻岩、白云斜长片麻岩，夹磁铁石英岩。普查区出露面积约2.22 km2。

大横山岩组上段(Ar2Pt1d3)：分布于矿区东部，呈NNE向条带状展布，和矿体的走向方向一致。主要岩性为含磁铁矿斜长角闪岩，普查区出露面积约0.58 km2。

大横山岩组原岩应为一套火山-碎屑岩建造，由下而上砂质组分递减，泥质组分增高，局部硅质、铁质富集，并伴随有火山活动，属浅海沉积环境。大横山岩组经历了强烈的构造变形，构造条带发育。片间剪切褶皱、无根钩状褶皱、不规则流变褶曲及补丁构造、矿物拉伸线理常见；岩石中多期脉体活动、石英岩脉发育，尤以NNE向钾质交代作用发育。

1.2 构造

早期褶皱构造由于变形强烈已无法识别，普查区位于印支期褶皱大康集复背斜的南东翼，地层向南东缓倾斜。

主要韧性剪切带为清水涧剪切带，该带属于郯庐断裂带的组成部分，由不同强弱变形带相间排布组成，呈NE向展布，表现为面理、线理、褶皱和糜棱岩。

脆性断裂为NNE向和NW向2组发育，影响到第三系以前的地质体。

1.3 岩浆岩

岩浆岩以中晚元古代变质变形侵入岩为主，可分为：山王片麻岩(Shgn)，石英闪长质，侵入于中深变质岩中，岩石具片麻状构造。庙山片麻岩(Mgn)，花岗闪长质，NNE向展布，侵入于中深变质岩中，岩石具片麻状构造。卸甲山片麻岩(Xgn)，二长石花岗质，侵入于中深变质岩中，岩石具片麻状构造。

2 化探样品的采集工作

运用Sufer软件处理数据前，需要做一系列准备工作，包括数据的采集及数据的预处理等。

本次土壤化探测量面积为7.47 km2，网度为100 m×40 m。共采集了1 353个样品。

2.1 土壤化探采样及分析情况简介

在距地表20～50 cm深处的B层(淋积层)或C层(母质层)中采样。 地球化学普查样品中分析元素的选择以1∶20万区域化探中有异常反映的元素和测区内已知矿化元素及少数有意义的伴生元素为依据。选择的元素有Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Ag、Sn、Au共8种元素。土壤化探测量选用等离子体质谱仪、X射线衍射仪、发射光谱仪等方法进行测试。化探测量元素的分析方法、检出限要求、报出率等均执行和达到行业标准(DZ/T 0011—1991)(表1)。

表1数据说明所用分析方法完全满足测区的化探要求。

2.2 准确度与精密度的确定

表1 11种元素分析测定质量验检表

注：质量分数单位：Au、Ag为ng/g，其他元素为μg/g

由表2比对精密度与准确度的检出限要求，可知各测试项目均满足要求。

3 数据的检查整理

化探数据的检查整理是进行数据统计分析的前提。数据处理工作根据实验室提供的样品分析数据，首先进行数据检查，确保数据中不出现写错、漏、负数、#字符等；检查坐标和样品数据的对应关系，拟编测量点位图件。

3.1 数据的统计分析3.1.1 特高值处理 采用数据的移动加权平均计算，根据计算结果计算出原始数据与该组数据差值的随机离差值，用大于等于6Dδ确定数据的特高值点，用移动加权平均数进行替代，移动加权平均值采用公式Xi=(2x2+x1+x3)/4计算求得(罗先熔等，2007)。

表2 测试项目准确度与精密度计算表

注：质量分数单位：Au、Ag为ng/g，其他元素为μg/g

3.1.2 数据的对数化 由于化探测量的元素在地壳中多呈微量分布，数据一般服从对数正态分布，在进行化探数据处理前，均要将数据对数化再进行数据的处理与分析。

3.1.3 正态分布检验 根据微量元素在地层中的分布具有对数值服从正态分布的特性，首先将处理好的原始数据进行对数取值，采用lnx转换成对数值，然后进行统计，用±3δ检查异常值点进行剔除(黄瑞，2005)，校验数据是否服从正态分布检验。

(1) 定性检验：用直方图和正态分布曲线图更直观，通过统计8种元素数据，对数据进行分组，统计分组频数及频率，作频率分布直方图和频率分布函数的正态分布图，以下仅给出Au元素直方图和正态分曲线(图2、图3)。

图2 Au元素频率分布直方图

图3 Au元素正态分布图

(2) 定量检验：检验数据是否服从正态分布可以参照2个参数，采用偏度(βs)和峰度(βk)数值进行定量化。一般来说，βs≤1、βk≤1时服从对数正态分布，βs≈0时，正态分布型式越好，βk≈1时，对称性较好，且左右曲线切线方向的夹角为45°，斜率≈1。βk越大，反映曲线呈狭窄的尖峰状。经统计分析，获得的偏度和峰度数据如表3。

表3 元素正态分布偏度与峰度统计结果

注：质量分数单位：Au、Ag为ng/g，其他元素为μg/g

由表3可知，偏度βs≈0，峰度除个别元素，其余也较小，反映经过处理后的数据服从正态分布。

土壤地球化学异常下限与地球化学背景值的确定矿区以金矿普查为主，在普查过程中，针对矿区内可能存在的其他有用矿种应该进行评价，为此，进行了1∶1万土壤化探测量，分析测试土壤中8种元素的质量分数，统计结果列于表4。

表4 土壤化探测量元素统计结果

注：质量分数单位：Au、Ag为ng/g,其他元素为μg/g

测区范围小，背景值C0用平均值来代替，C0=xi，异常下限：T=C0+2S0(史长义，1995)。

4 聚类分析

确定元素之间的相关关系，用于作组合异常图，评价元素与成矿的关系。R型聚类分析主要是求解各个元素之间的相关矩阵，然后依照F聚类原则进行聚类。其步聚如下。

4.1 对数数据的标准化

4.2 求相关矩阵

由于相关系数r是一个随机变量，服从一定的概率分布，只有当r值大于某一置信界限的理论R值时，才能判定变量之间的相关关系的密切程度，所讨论的变量之间的相关性存在一元与多元相关分析。可用F检验来判断。

变量为一元相关关系时，采用公式：

(1)

多元相关检验采用公式(罗先熔等，2007)：

(2)

计算的F值越接近于1，说明变量之间的相关性越显著，反之则不显著。在F数据不确定的情况下，可在置信水平下(通常取a=0.05)，分别计算F与Fa(临界值)，若F>Fa，则表示变量之间的关系密切，反之，则关系不密切。

上述统计计算过程均可以采用Excel计算功能进行计算(苏秋克等，2004)，获得如下相关系数及F检验矩阵(表5)。

表5 元素相关关系数据统计表

由表5中数据得知：一元相关分析中，Au与Ag的关系相对密切，多元相关分析结果则显示出Cu与Pb、Zn的关系(F=1.275 4>Fa(0.05)=1.094 0)、Cu与Zn的关系(F=1.445 9>Fa(0.05)=1.094 0)较之Cu与Co、Ni的关系(F=0.593 0

图4 马家凹金矿普查元素谱系图

由图4可直观看出元素的相关关系密切程度，它们是Cu-Pb-Zn，Cu-Co-Ni，Au-Cu、Co、Ni，Au-Ag共4组，与F模糊聚类分析所得出的结果一致。F模糊聚类原则，在无需证明关系矩阵的自反性、对称性、传递性的前提下，可以依据直接聚类法或编网法，通过取不同的λ值得到不同水平下的分类。依λ=0.5，0.4，0.3，0.1值，获得聚类结果有4对，分别是Cu-Pb-Zn，Cu-Co-Ni，Au-Cu、Co、Ni，Au-Ag。

4.3 一次回归分析

回归分析多用来求解2个以上变量之间的数理统计上的关系，所要的是检验所得到的回归方程是否显著。在输入数据后，用Excel进行数据统计较为方便，操作步聚如下：工具—数据分析—回归—确定。在回归对话框选中，选择相应的选项，然后按“确定”键。通过回归分析，获得Cu-Au，Ag-Au回归关系(表6)。

表6 Au元素回归分析结果

由表6获得Cu-Au，Ag-Au的回归方程如下：

yi=kxi+b=0.395 1xi+0.366 7

yi=kxi+b=0.147 5xi+0.620 8

(3)

式(3)中，yi为Au元素变量；xi为Cu、Ag元素变量。因此，利用式(3)，可以用Cu、Ag元素质量分数大致预测出区内Au元素的质量分数。

5 单元素化探和组合异常图

根据上述统计分析结果，利用Sufer软件将数据进行网格化处理后(赵容军等，2004)，编制8张单元素化探异常分析图。由聚类分析结果，将单元素异常图叠合成组合异常图，共计4张，以下仅以Au-Cu组合异常进行分析评价，通过Sufer软件获得组合异常图(图5)。

图5 马家凹地区金矿普查土壤化探测量Au、Cu元素组合异常图

5.1 Sufer软件工作步骤

Sufer软件工作步骤如下：打开Sufer—点击菜单项中网格—数据—打开文件(数据计算表格)—网格化数据(选择列A、B、C也即所要求统计的数据)—网格方法(克立格法)—确定，网格化数据已经形成，文件名为*.grad。网格化数据生成后，即可制作化探异常图件。同理，打开Sufer—点击菜单项中的地图—等值线图—新建等值线图—网格化数据—自动生成平面等值线图—双击图面—勾选所需要的选项(Map,Contour属性项，常规项—勾选充填等值线和平滑等值线项；等级—根据成图需要勾选；比例—根据比例尺进行选取，如成图为1∶1万，则选100，单位选择厘米)—成图。

5.2 土壤地球化学异常解释与评价

利用Sufer软件获得的异常图件如图5(以Cu、Au为主)。

Au异常等级的划分：根据异常范围极大值与平均值计算结果，将Au异常分级情况列于表7。

表7 Au元素异常分级表

由表7确定的Au异常等级，将测区范围内Au异常划分为6个异常区，其中1级异常3个、二级异常各有5个，共计9个异常，编号分别为Zh-1、2、3、4、5、6、7、8、9。本次普查找矿以找金为主(结合综合评价，综合研究区内成矿元素地质特征，对其中7种元素也进行了取样及调查)，从元素异常图中，获得的一级异常特征如表8。

Zh-1样位于测区北部，主要分布于测线06、08线上。异常呈长条状，近于直北走向，异常中心极大值为4.2 mg/t。该处地层主要为古太古代大横山岩组第三含矿带，大横山岩组中段主要岩性为二长斜长片麻岩、白云斜长片麻岩、斜长角闪岩，夹磁铁石英岩，其变质原岩为一套火山碎屑岩建造，岩石中见有多期次脉体活动。据相关资料研究，在太古代一套火山碎屑建造的岩石中，其普遍含金丰度值略高于岩石地壳中克拉克值，对金的成矿条件有利。太古代一套火山碎屑建造中主要地层岩性斜长片麻岩及斜长角闪岩类含金丰度及其他元素质量分数特征见表9。

表8 Au元素一级异常特征表

表9 斜长片麻岩及斜长角闪岩类Au丰度值及其他元素质量分数表

从表9中可看出，斜长片麻岩类和角闪岩类中Au的丰度值略高于克拉克值，另外，其他元素Co、Ni、W、Cu等微量元素也较高。Au与Cu、Ag的相关关系为0.395 1，Cu与Pb、Zn、Co、Ni的关系为0.494 0，0.565 6，间接地反映Au与Pb、Zn、Co、Ni的关系；组合异常图也反映了Au与Cu之关系密切，主要表现在Au1、Au2、Au4与Cu异常套合较好，也说明了太古代斜长片麻岩与角闪岩类的变质原岩可能为变质的中基性火山碎屑岩类。

该异常所处的地质构造位置在清水涧韧性剪切带中，该韧性剪切带隶属于郯庐断裂带的组成部分，由不同强弱变形带相间排布而成。在韧性剪切带中，由于受构造应力的作用，Au很容易发生活化迁移，至合适的部位有利于成矿。

在该异常WN方向，即04、06、08线上，有二级Au异常分布，异常编号Zh-5,该异常与Cu异常套合十分吻合，其所处的地质条件与Au元素异常Zh-1相同，成矿条件极为有利。

Zh-2,位于测区中部，主要分布于测线07、09线上。异常呈新月状，走向与测区方向基本一致，异常中心极大值为4.9 mg/t。该处地层主要为古太古代大横山岩组第三含矿带大横山岩组中段，主要岩性为二长斜长片麻岩、白云斜长片麻岩，夹磁铁石英岩，其变质原岩为一套火山碎屑岩建造，岩石中见有多期次脉体活动。据相关资料研究，在太古代一套火山-碎屑建造的岩石中，其普遍含Au丰度值高于岩石地壳中克拉克值，对金的成矿条件有利，该异常有1处位置，Au异常与Cu异常套合较好。

Zh-3位于测区南部，主要分布于测线59线上。异常呈椭圆形，异常中心极大值为3.3 mg/t。该处地层主要为古太古代大横山岩组第二含矿带，与前述Au异常地质背景基本相似。根据所处的地质构造背景，Zh-3是值得进一步工作的靶区。

5.3 地球化学块体对区内金潜力资源评价

6 结 论

(1) 根据统计分析结果，确定了区内Au元素与Cu、Pb、Zn及Ag的关系较之Co、Ni密切，而区域内主要出露的地层为桴槎山岩组和大横山岩组。桴槎山岩组主要岩性为二长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、角闪黑云斜长片麻岩等。大横山岩组主要岩性为角闪岩、二长斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、二长斜长片麻岩、白云斜长片麻岩、斜长角闪岩、夹磁铁石英岩、含磁铁矿斜长角闪岩，其原岩应为一套中基性火山碎屑岩建造。

(2) 区域资料显示，该地层含金普遍较高，且Cu、Co、Ni元素均较其他地层略显高。反映了区内金的成矿与老地层有一定的成因联系。

(3) 通过异常等级的确定，圈定Au化探异常9个，一级异常3个。利用地球化学块体方法对区内金的资源潜力进行了评价，潜在的资源储量约为183.4 kg。据此认为，区内金在构造、地层等有利地段是最佳的寻找地段。

DZ/T 0011—1991，1∶5万地球化学普查规范[S]．

黄瑞．2005．化探数据处理方法研究[D]．成都：成都理工大学.

刘大文．2004．区域地球化学数据的归一化处理及应用[J]．物探与化探，28(3):273-275.

罗先熔，文美兰，欧阳菲，等．2007．勘查地球化学[M]．北京：冶金工业出版社.

史长义．1995．异常下限与异常识别之现状[J]．国外地质勘探技术,(3):19-25.

苏秋克，姜益善，蒋敬业．2004．Excel 2002在地球化学数据处理中的应用[J]．现代计算机：下半月版，(3)：84-86.

赵鹏大．1999．地质异常成矿预测理论与实践[M]．武汉：中国地质大学出版社．

赵荣军，和向丽．2004.Sufer在地球化学图制图中的应用[J]．物探与化探，28(2):167-169.

On data processing method of soil geochemical survey in Majiaao of Chaohu in Anhui based on Sufer software

WANGXi-rong1,2,LIShao-xia3,ZHAOJiu1,WUWei4,ZOUDe-wei2

(1.East China Institute of Technology, 330013 Nanchang, China；2.Geological Experiment Institute of Anhui Province, Hefei 230001, China；3. Anhui University of Science and Technology, 232001 Huainan, Anhui, China; 4. Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China)

Majiaao soil geochemical survey project in Chaohu of Anhui Province was issued by Anhui Bureau of Geology and Mineral Resources. Through all sorts of geological work, an area of 7.47 km2survey was completed in the area, 1 353 samples were collected, and according to the results of statistical analysis, the authors determined the relationship between the gold and copper, including lead, zinc and silver elements is closely related with cobalt and nickel, it reflected a certain genetic relationship of gold and old strata in this region. Through ensuring the abnormal grade, there were nine gold geochemical anomalies have been delineated. The resource potential of gold was evaluated by used the geochemical block method in area. The authors thought that was the best locations for gold mineralization in favorable tectonic and strata sectors.

Sufer software; Soil geochemical survey; Genetic relationship; Anomaly grade; Gold geochemical exploration anomaly; Gold resource potential; Chaohu, Anhui

10.3969/j.issn.1674-3636.2014.04.644

2014-06-25；

：2014-07-14；编辑：陆李萍

安徽省地勘基金项目“安徽省巢湖市马家凹金、金多金属矿普查”(DK2012-2-24)

王西荣(1970— )，男，工程师，硕士研究生，长期从事区域地质、地质矿产勘查工作，E-mail：735511713@qq.com

0 引 言

P628+.1；P622+.3；P618.51

：A

：1674-3636(2014)04-0644-08