江西北部大湖塘钨矿田成矿预测研究

占岗乐，占 卉，但小华

（江西省地矿局赣西北大队，江西 九江 332000）

江西北部大湖塘钨矿田成矿预测研究

占岗乐，占 卉，但小华

（江西省地矿局赣西北大队，江西 九江 332000）

大湖塘矿田位于江西北部九岭钨多金属成矿带中部，面积约200 km2。本文以地质、物探、化探、遥感等地质找矿标志作为预测因子，运用综合找矿信息量、特征分析等数理统计方法进行成矿有利信息量、特征变量计算，认为石英脉（带）及燕山花岗岩是找矿的重要标志。利用MAPGIS平台，对网格单元找矿总信息量及关联度等值线进行了二次圈连。共圈定找矿可行地段2个，通过野外地质调查及钻孔验证，取得较好地质找矿效果，说明该预测方法对找矿具有一定的参考和指导意义。

钨矿；成矿预测；矿田；大湖塘

1 地质背景

大湖塘钨多金属矿田大地构造位置处于江南地块之九岭—鄣公隆起西段。属九岭山钨多金属成矿带中部，大湖塘—同安钨（锡）钽铌多金属矿带的北段[1]（图1），成矿地质条件优越。

矿田地层主要为新元古界双桥山群浅变质岩系，其中夹中—基性古火山岩层，含钨丰度为9.13× 10-6，是钨等成矿物质来源之一[2]；矿田内九岭复式岩体大面积裸露，由晋宁期岩浆岩和燕山期岩浆岩组成；晋宁期岩体呈东西向展布，为一巨型岩基，出露面积大于3 000 km2，岩性为黑云母花岗闪长岩；燕山期岩体呈北东—北北东向带状分布，呈岩株状产出；岩石类型从早到晚依次为斑状白云母花岗岩→斑状黑云母花岗岩→细粒黑云母花岗岩→中粗粒白云母花岗岩→中细粒白云母花岗岩→脉状花岗斑岩[3]。矿田断裂构造十分发育，常成带出现，主要有北东向、东西向、北西向三组断裂带，其中北东向断裂带最为醒目，北西向断裂带形成最晚。东西向断裂带由深大断裂、逆冲—推覆构造体系构成，宜丰—景德镇（慈化—宜丰、景德镇—歙县）深断裂控制了九岭岩浆岩带的展布；北东向断裂带是区内表现特征最为明显的一组断裂带，断裂带延伸性好，大部分延伸长度在数十千米至百余千米，宽度数千米，呈带状平行展布；它控制了区内燕山期岩浆岩带及矿带的分布[2]。

图1 大湖塘矿田地质略图[1]Fig.1 Geologicalsketch for Dahutang ore field

在重力布格异常图上，该区表现为较大负布格异常区（-60×10-5～-70×10-5m/s2），在大湖塘—东陡崖地段出现强洼地（布格值-74×10-5m/s2）[3]。布格重力剩余异常曲线以北北东向和近东西向为主，这些局部重力负布格异常地段均与地表出露的燕山期花岗岩相对应，也常是矿化集中区。

根据1∶50万、1∶20万遥感解译资料，该区线性构造十分醒目，主要有北东东、北东、北北东及北西向四组，其中北北东向、北东东向最为发育，密度大、延伸长；北西向构造稀疏分布，切穿北北东、北东、北东东向线性构造；各组方向线性影像与区域发育的断裂构造基本吻合。

矿田内1∶10万水系沉积物地球化学测量成果在大河里—杨师殿和狮尾洞—新安里显示了良好的W、Sn、Mo、Cu等元素组合异常，异常总面积达110km2，其中甲类W异常4处、乙类Sn异常5处、乙类Mo异常4处、乙类Cu异常4处。异常浓度分别为：W16×10-6～240×10-6，最高值1 440×10-6；Sn8×10-6～100×10-6，最高值大于5 000×10-6；Mo30×10-6～35×10-6，最高值 50×10-6；Cu10×10-6～200×10-6，最高值1 500×10-6；各元素异常丰度值高，具二级或三级浓度分带，其中W、Sn异常规模最大，浓集中心明显，套合良好[4]。

大湖塘矿田周围150 km2范围内已发现钨（锡、钼）矿床（点）15个，其中大型3处，中型2处，小型4处；锡矿床（点）3处（小型1处）；铜矿化点3处。主要矿床有石门寺钨矿、狮尾洞钨矿、大湖塘钨矿、昆山钨钼矿、大河里钼矿、茅公洞钨矿、新安里钨锡矿。矿点、矿床成群呈北北东向展布，并从北往南间隔2.5～3.5 km沿近东西展布。矿床成因分类划分为细脉浸染型、石英大脉型、岩体型、隐爆角砾岩型4种矿床类型。以钨矿化为主，共伴生铜、钼、锡、银[5]。

2 预测方法与成矿有利信息量计算

2.1 预测方法

充分收集和分析已往地质、物探、化探、遥感成果资料和最新找矿研究成果，通过预测区内典型矿床，建立地质概念模型及综合信息地质找矿模型；应用综合找矿信息量法、特征分析法等数理统计成矿预测方法进行地质矿产预测。分析区内找矿的可行性及有利度、重点突破区的地质特征，应用叠加分析法进行靶区优选。

2.2 预测因子

2.2.1 地质标志

（1）地层围岩。区域地层或围岩为双桥山群浅变质岩和晋宁期黑云母花岗闪长岩。双桥山群为一套富含火山质的浅变质岩，其在区内成矿元素W、Sn、Mo、Cu丰度分别是地壳克拉克值的9倍、1.83倍、0.5倍、0.6倍。

预测区内的黑云母花岗闪长岩为九岭岩基的一部分，为晋宁期岩体。黑云母花岗闪长岩W、Sn、Cu、Mo丰度值分别是维氏值的2.2倍、2.0倍、3.8倍、0.6倍，显示其钨、锡、铜丰度值较高，为成矿提供了一定的物质基础。

（2）构造。区内北东或北北东向断裂与北东东向断裂带控制着矿体及矿化带的分布范围，同时也控制了燕山期花岗岩的展布，是矿区内主要的控岩控矿构造。已知的钨钼铜矿床常产于北东—北东东向断裂带及旁侧的节理裂隙较发育的地段。燕山期岩体内外接触带常是钨钼铜矿的聚集地。

（3）岩浆岩。区域燕山期花岗岩体均具有较高的W、Sn、Cu、Mo元素背景值，其中W、Cu、Mo平均含量分别是维氏值的3.85倍、31倍、12倍、1.35倍；为成矿元素的富集提供了丰富的矿质来源。

对成矿有利的燕山期花岗岩：岩性为斑状黑云母花岗岩、斑状白云母花岗岩对成矿最为有利，其次为等粒或不等粒的黑云母花岗岩、白云母花岗岩；规模产状为面积小于5 km2的岩株、岩舌或岩枝；成矿部位为岩体突起部位（岩凸）及岩体接触带。

（4）石英脉（带）。矿区内石英细脉带是寻找同类型钨钼铜矿的直接有利标志，同时石英细脉带密集区深部常有隐伏燕山期花岗岩体存在。

（5）变质-蚀变带。预测区内较多岩石地层遭热变质-蚀变作用，使原岩具黑鳞云母化或转化为各种角岩及角岩化岩石，往往黑鳞云母化或角岩化蚀变较强的地段，其深部常有隐伏燕山期花岗岩体存在，对区域寻找钨钼铜矿意义较大。

2.2.2 物、化探标志

（1）物探标志。该区属平稳低磁场区，磁场强度变化幅度均在50 nT左右，ΔT航磁局部有正、负异常带；ΔT航磁局部异常对于直接找矿和间接找矿作用都不大。

该区位于重力低异常带的中心部位（布格值-62×10-5～-74×10-5m/s2）。其中布格值-68×10-5～-74× 10-5m/s2异常范围与区域燕山岩体及矿化体的空间分布范围关系密切；其对查明隐伏燕山期岩体及矿化体边界具有指示作用。

（2）化探标志。预测区发育有多个形态各异、方向不一的W、Sn、Mo、Bi、Cu、Zn、Ag等元素水系沉积物异常，异常指示该区钨钼铜矿化区或指导该区钨钼铜矿床的找矿是有效的，其次重砂钨钼锡异常也具有指示作用。

2.3 成矿有利信息量的计算

2.3.1 综合找矿信息量的计算

其基本原理和方法如下[6]：

式中：IA（B）为A标志有B矿的信息量；P（A/B）为已知有B矿存在条件下出现标志A概率；P（A）预测区出现标志A概率。

由于总体概率估计上的困难，具体计算时，用样本频率公式来估计总体概率值，此时：

式中：Nj为具有标志值A的含矿单元数；N为研究区中含矿单元总数；Sj为具有标志值A的单元数；S为研究区单元总数。

然后计算每个单元中各标志找矿信息量的总和，其结果反映各单元找矿远景的大小。

若IA（B）为零时，表示标志A不提供任何找矿信息，即标志A的存在与否对找矿无影响；若IA（B）为负值时，表示标志A在存在的条件下对找矿更为不利；若IA（B）为正值时，表示标志A能提供找矿信息，且越大提供的找矿信息越多[6]。

大湖塘矿田钨钼铜锡矿地质标志成矿有利信息量计算表见表1。

2.3.2 特征变量的计算及预测特征模型

（1）地质变量因素的选取。以预测因子为基础，确定地层、构造、岩浆岩、蚀变及物化探异常等13个地质变量因素，编号为X2～X14。

（2）模型特征的定量化。采用平方和法进行，即以矩阵的行为控制单元，列为地质变量建立原始数据的逻辑矩阵，并求得其乘积矩阵，在乘积矩阵中将各列视为一个向量，求出各向量的长度，其计算公式如式（3）所示。

表1 大湖塘矿田钨钼铜锡矿地质标志状态成矿有利信息量计算表Tab.1 M ineralization-favorable information tableof Dahutang ore field

式中：SSQ（i）为表示第i个向量长度；P为变量数；di2为表示第i个乘积矩阵。

将各向量长度除以各向量长度之和，即得变量权系数。将各变量权系数由大到小进行排列，作变量与权系数的关系图，从而可得研究区钨矿床的预测特征模型，Y为关联度：

3 成矿预测

3.1 网格单元划分及控制模型区的选取

3.1.1 网格单元划分

单元格是开展面积性矿床统计预测时的基本单位。预测根据预测比例尺、研究区地质条件的复杂程度、矿（床）点分布情况、研究区范围大小及保证统计分析必须的单元数，将单元格厘定为2 cm× 2 cm（图面大小），即实际面积为1 000m×1 000m。将整个预测区内共划分为242个单元格。

3.1.2 控制模型区的选取

模型区是指能用来建立模型的单元，该单元中矿化情况已查明，矿床地质特征研究程度高。矿产预测研究的模型区分布于大雾塘钨铜矿床、大湖塘钨矿床、槽头港钨矿床、杨师殿钨矿床中，具体控制模型区的选取如下：

（1）综合找矿信息量法模型区的选取。把已知矿床中部分单元格（即已知见矿单元格）组成预测研究的模型控制区，其余的单元格组成研究预测区（未知矿化区）。

（2）特征分析法模型区的选取。分别是大雾塘矿区的一矿带～平苗矿段、大湖塘北区的大岭上矿段、槽头港矿区的一矿带矿段、大湖塘南区的狮尾洞矿段、杨师殿矿区的南区。本次共选取了8个模型区，一个模型区的大小为一个单元格的大小。

3.2 单元格找（成）矿总信息量的计算

3.2.1 综合找矿信息量

（1）网格单元综合找矿总信息量按下列公式进行计算[7]，公式为：

所计算的单元总信息量，是各单元内各种对钨铜钼锡矿化成矿有利地质因素的高度综合反映。所以，其大小可以直接用于圈定靶区和评价远景。

（2）单元格总信息量等值线的圈定及成果分析。根据单元总信息量的计算结果，本次预测时，利用MAPGIS空间分析系统，进行了单元总信息量等值线的圈定，结果显示在大湖塘、大雾塘、槽头港、杨师殿、火石岭、大河里等地的等值线值较高，与已知的矿化集中地段相符，进一步说明其大小可直接用于圈定靶区和评价远景。

3.2.2 网格单元关联度

（1）网格单元关联度计算。特征分析法网格单元关联度计算主要采用特征模型，由式（4）可得。

具体方法是首先将预测区各单元与控制区完全相同的原则，把诸特征变量赋二态逻辑值，然后进行各单元的关联度计算。

（2）单元格关联度等值线的圈定及成果分析。根据网格单元关联度计算结果，本次预测时，同样利用MAPGIS空间分析系统，进行了网格单元关联度等值线的圈定，结果显示关联度等值线值高值区，呈北东向展布，这与北东向构造及燕山期花岗岩浆活动是本区钨锡矿床成矿作用的重要控制因素的结果相一致，说明特征分析计算出的关联度的大小亦可直接用于圈定靶区和评价远景。

3.3 找矿靶区圈定

3.3.1 找矿信息量法找矿靶区圈定

（1）临界值的确定。根据网格单元总信息量的频率分布曲线图拐点分别确定找矿靶区，包括找矿可行地段和找矿有利地段圈定的临界值[8]。频率分布曲线明显地反映出2.0、2.5和3.5三个拐点（图2）。在此我们可以把大于2.0范围可以看作是有成矿可能的高背景区，在高背景区内，选取2.5和3.50分别作为圈定找矿可行地段和找矿有利地段的临界值。

（2）靶区圈定结果。根据上面确定的临界值，利用MAPGIS平台，对网格单元找矿总信息量进行了第二次等值线的圈连。共圈定钨矿找矿可行地段2个，其中包含2个找矿有利地段，找矿可行地段及其找矿有利地段平面分布总体上呈北东向分布，与该区主要的控矿构造岩浆带基本一致，基本涵盖了目前已知的矿化（或矿床分布的区段），说明该方法有效。

图2 预测区总信息量频率分布曲线图Fig.2 Amounts information of prediction areas frequency distribution graph

3.3.2 特征分析法找矿靶区圈定

（1）临界值的确定。根据网格单元关联度y的频率分布曲线图拐点分别确定找矿靶区，包括找矿可行地段和找矿有利地段圈定的临界值。频率分布曲线明显地反映出0.4、0.5、0.7三个拐点。在此将大于0.4范围看作是有成矿可能的高背景区，在高背景区内，选取0.5和0.7分别作为圈定找矿可行地段和找矿有利地段的临界值。

（2）靶区圈定结果。根据上面确定的临界值，利用MAPGIS平台，同样对网格单元地质标志的关联度进行了二次等值线的圈连。共圈定钨矿找矿可行地段2个，其中包含2个找矿有利地段。圈定的2个找矿可行地段与找矿信息量法圈定的2个找矿可行地段的叠合度较高。

3.3.3 叠加分析法找矿靶区圈定

叠加分析法找矿靶区圈定是在上述两种统计方法的基础上，对两种方法确定的成矿可能地段、找矿可行地段及找矿有利地段在MAPGIS空间分析平台上分别进行叠加，然后按找矿有利地段、找矿可行地段及成矿可能地段的顺序，以三个地段最外缘线确定找矿有利地段、找矿可行地段及成矿可能地段，从而得出叠加分析法的综合找矿靶区（图3）。

从图3可以看出，预测区内主要分布有2个找矿可行地段，编号为Ⅰ、Ⅱ，其中圈定找矿有利地段2个，编号为A、B。圈定的2个找矿可行地段及其中的找矿有利地段与区域燕山花岗岩带的总体走向、分布范围一致，并全部涵盖了目前已知的大、小矿床及矿化范围。

图3 叠加分析法成矿预测找矿靶区示意图Fig.3 Prospecting targetareas for superposition analysism ineralization p rediction

3.3.4 找矿靶区的特征

靶区Ⅰ（大湖塘—狮尾洞）：找矿可行地段位于预测区东北部，面积41.62 km2。对应于预测区北部大湖塘燕山早期花岗岩体分布区，总体走向呈北东向。找矿可行地段内圈出1个找矿有利地段，编号为A，位于大湖塘—狮尾洞一带，涵盖了目前已知的大湖塘钨矿床南区及北区大岭上矿段（大型）、大雾塘钨铜矿床（中-大型）、槽头港钨矿床（小型）、火石岭钨矿床（小型）等和水系沉积物钨钼锡铜等多元素异常区。

靶区Ⅱ（杨师殿—大河里）：找矿可行地段位于预测区中南部，面积34.05 km2。对应于预测区内杨师殿—大河里一带，圈出1个找矿有利地段，编号为B，其中B涵盖了目前已知的杨师殿钨钼铜矿床（中型）、大河里钨矿床（小型）和水系沉积物钨钼铜等多元素异常区。

4 结语

（1）综合资料分析确定地、物、化、遥等地质找矿标志，通过成矿有利信息量及特征变量计算，反映出不同地质标志状态对钨锡矿化的关系密切程度或控制作用大小，它们由大到小依次是石英脉带、燕山期花岗岩体、构造、化探异常、地层岩性、蚀变、物探异常。其中石英脉（带）及燕山花岗岩是矿田找矿的重要标志。

（2）运用综合找矿信息量、特征分析等数理统计方法，分别进行了单元总信息量及关联度等值线的圈定，在MAPGIS空间分析平台上分别进行叠加，圈定出找矿可行地段2个（包含2个有利地段）。找矿可行地段展布方向与区域燕山花岗岩带及构造带的总体走向基本一致，综合反映矿田的地质成矿特点。通过地质勘查项目对找矿靶区进行了验证，取得较好的找矿成果，说明该预测方法对找矿具有一定的参考和指导意义。

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M etallogenic Prediction of Dahutang Tungsten M ine

ZHANGangle,ZHANHui,DANXiaohua

（JiangxiGeologicalSurvey NorthwestBranch,Jiujiang332000,Jiangxi,China)

With a size of 200-odd square kilometers,Dahutang ore field is situated in themiddle section of Jiuling tungsten polymetallic metallogenic belt.Using the various geological prospecting signs,including geology, geophysical prospecting,geochemical exploration and remote sensing,as prediction factors,we suggest that quartz veins(belt)and Yanshan granite are important signs of prospecting by applyingmathematical statistics.MAPGIS platform is utilized to perform the secondary circle on the grid unit prospecting information and correlation degree contour.Two feasible prospecting plotwas determined.Field geological survey and drilling verification proved that the forecastingmethod has certain reference and guidance significance to tungsten prospecting.

tungstenmine;metallogenic prediction;ore concentration area;Dahutang region

P618.67

A

10.3969/j.issn.1009－0622.2017.02.002

2016-12-05

江西省地质矿产勘查开发局科研项目（赣地矿字[2014]43号）

占岗乐（1964-），男，江西乐安人，高级工程师，主要从事地质找矿与研究工作。