凤太矿集区基于MRAS证据权重法的金矿床找矿预测

刘 芳，王 雷，王 飞

(1.陕西凤县四方金矿有限责任公司； 2.宝鸡西北有色七一七总队有限公司)

引 言

凤太矿集区地处秦岭东段、挟持于赵家—湘子河—督门断裂与酒奠梁—江口断裂之间，由对冲推覆构造形成，其内部褶皱、断裂组合形成近似菱形的构造块呈北西西向展布[1]。其成矿区带位于秦岭造山带泥盆系金多金属成矿带中部，矿种以铅、锌、金为主，已经探明的铅、锌金属储量超过500万t，金储量超过200 t[2]。

前人已经对凤太矿集区内的铅锌矿床、金矿床进行了大量研究[3-7]，但对矿床成因存在不同认识，认为以热水喷流沉积改造型(再造型)矿床[2-3]为主。为了进一步推进凤太矿集区金矿床勘查工作的深入开展，提高对金成矿规律的研究，并为深部及外围找矿提供新的突破方向，本文依托陕西省凤太矿集区找矿预测项目，基于MRAS软件进行金找矿预测工作。MRAS软件是中国地质科学院开发的一套基于MapGIS平台的矿产资源评价软件[8],被广泛应用于国内矿产资源的成矿预测和潜力评价项目[6-12]。

本次主要应用“三位一体”找矿理论，根据已知的金矿床建立金矿床找矿标志，构置了金矿床预测因子，建立了MapGIS空间数据库，并采用MRAS软件中的证据权重模型，对预测范围的金找矿潜力进行了预测和评价。

1 成矿地质背景

凤太矿集区大地构造位置位于华北板块与扬子板块的挟持部位，南秦岭晚古生代裂陷盆地，北部以赵家庄—湘子河—都督门断裂(F21)为界，南部以酒奠梁—江口断裂(F22)为界(见图1)。该矿集区内主要构造呈北西西向，西部则发育北东向构造，北西西向与北东向构造交会部位是赋存金矿床的有利部位[13]。

1—东河群 2—下三叠统 3—石炭系 4—九里坪组 5—星红铺组 6—古道岭组 7—断裂及编号 8—角度不整合接触界线 9—复式向斜轴线 10—二长花岗岩 11—花岗闪长岩 12—花岗斑岩脉 13—闪长玢岩脉 14—煌斑岩脉 15—钠长角砾岩脉 16—铅锌矿床 17—金矿床图1 凤太矿集区地质矿产简图

凤太矿集区出露地层主要为泥盆系，为一套浅变质滨浅海相沉积碎屑岩。自下而上有中泥盆统古道岭组(D2g)，上泥盆统星红铺组(D3x)、九里坪组(D3j)。其中，星红铺组主要发育千枚岩，是金矿床的主要赋矿层位。

凤太矿集区岩浆岩较发育，东南部出露西坝花岗岩体[14]，岩性主要为二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩；东北部出露花红树坪岩体；西部以北西西向花岗斑岩脉及北东向闪长玢岩脉为主。该矿集区内金矿床、铅锌矿床发育部位的岩脉分布同样较为集中。

2 找矿标志研究

凤太矿集区以铅锌、金为优势矿种，已发现铅锌、金、铜、铁矿床(点)121处。其中，特大型金矿床为八卦庙金矿床，大型金矿床为庞家河金矿床及双王金矿床。对该矿集区内的金矿床进行了综合研究，确定了金矿床的成因类型为中低温岩浆热液型[15]，本次找矿预测以“三位一体”找矿理论为依据，以八卦庙金矿床作为典型金矿床，确定其成矿地质体为印支期中—晚三叠世中酸性隐伏侵入岩体，建立了凤太矿集区金矿床找矿标志。

1)区域成矿地质背景：凤太矿集区大地构造处于秦岭弧盆系凤县—镇安陆缘斜坡带，位于南秦岭Au-PbZn-Fe-Hg-Sb-PM-REE-V-蓝石棉-重晶石成矿亚带，区域成矿构造带为山阳—凤镇断裂带。

2)成矿地质体：印支期中—晚三叠世中酸性隐伏侵入岩体。

3)成岩成矿构造：成岩构造为北西向断裂及褶皱，成矿构造为次生成矿结构面。

4)含矿地层：星红铺组。

5)成矿作用特征标志：金矿床总体沿北西西向分布，大多集中在丝毛岭—八卦庙—小梨园断裂一带，受断裂控制，赋矿岩性主要为斑点状铁白云质千枚岩，矿体总体呈似层状、透镜状、鞍状产出，矿体产状与地层总体产状基本一致。由矿体向外依次为Au-Ag-As-Sb-Bi-Pb的元素分带；金矿床产于区域北西西向脆韧性剪切构造与北东向构造交会部位[12]。

3 预测变量与构置

根据凤太矿集区金矿床找矿标志，分析和提取以下信息作为预测变量。

1)地层：凤太矿集区内已发现的金矿床主要产于星红铺组中(见图2-a))，因此选用星红铺组作为金矿床预测的预测变量，该预测变量对于金矿床预测有重要意义。

2)构造：凤太矿集区金矿床成因类型为中低温岩浆热液型，断裂对金矿床的形成有明显的控制作用，考虑金矿床发育于北西西向断裂附近及北西西向与北东向构造交会部位(见图2-b))，因此选取了北西向构造1.0 km缓冲区、断裂交会2.0 km缓冲区作为预测变量。

3)岩浆岩：根据对八卦庙金矿床的研究，在该金矿区虽然未见同期侵入岩体，但花红树坪岩体距该金矿床约4 km，其区位关系指示二者之间关系密切，因此选择5 km作为岩浆岩的缓冲半径。

4)化探异常：1 ∶5万水系沉积物测量结果显示，Au、Ag、As、Sb和W异常(见图2-c))往往对应已发现的金矿床(点)，因此选择Au、Ag、As、Sb和W异常作为预测变量。

5)环形构造：遥感解译环形构造(见图2-d))反映了隐伏岩体的分布，且金矿床均分布在遥感解译环形构造内部，与成矿有较高的相关性，因此选用遥感解译环形构造作为预测变量。

6)遥感蚀变异常：蚀变是寻找热液型矿床的重要标志，凤太矿集区内的金矿床均落在遥感蚀变异常内，因此选取铁染异常、羟基异常作为预测变量(见图2-d))。

图2 凤太矿集区金矿床找矿模型

综合地质、矿产、化探异常和遥感等方面找矿标志，将星红铺组、北西向断裂、断裂交会部位、环形构造、岩浆岩、铁染异常、羟基异常、W异常、Sb异常、Au异常、As异常、Ag异常作为凤太矿集区金矿床的预测变量(见表1)。

表1 凤太矿集区预测变量先验概率

4 证据权重法预测模型构建

通过对凤太矿集区金矿床的研究，选取中部泥盆系地层分布区作为预测区，金矿床的预测方法类型确定为复合内生型。

基于MRAS软件的证据权重法，以凤太矿集区内已发现的15个金矿床(点)作为模型单元，构置了12个预测变量，按照0.9 km×0.9 km 网格间距确定各预测变量与已知金矿床(点)的位置关系，计算各预测变量的证据权重值，最后计算各网格单元的成矿概率。凤太矿集区预测变量先验概率见表1，预测变量证据权重值见表2。

表2 凤太矿集区预测变量证据权重值

使用证据权重法预测模型进行成矿预测的一个重要前提是所有预测变量都是条件独立的[8]。通过MRAS软件进行预测变量独立性验证，结果表明本次采用的12个预测变量具有独立性，可作为预测的证据因子。

5 找矿预测

本次找矿预测采用证据权重法，对预测区进行优选。在MRAS软件中对预测变量及属性进行提取，形成原始数据矩阵，设置矿化等级，计算后验概率(P)，结果见表3。根据后验概率将网格单元分为A、B、C 3类找矿远景区块。把P>0.55的网格单元作为A级找矿远景区块，0.31≤P≤0.55的网格单元作为B级找矿远景区块，0.079≤P<0.31的网格单元作为C级找矿远景区块，结果见图3。

表3 凤太矿集区金矿床找矿靶区后验概率统计结果

图3 凤太矿集区金矿床找矿靶区图

根据找矿远景区的后验概率平均值、面积和已发现矿床(点)数量等，结合凤太矿集区金矿床的地质特征，共圈定了5处找矿靶区，并对其进行了级别划分。Ⅰ级找矿靶区2处，分别为八卦庙金深部找矿靶区和丝毛岭—沈家湾金找矿靶区，这2处找矿靶区内均包含已发现金矿床(点)3处。Ⅲ级找矿靶区3处：①松树湾唐家湾金找矿靶区，其内已发现金矿点2处；②花红树坪金找矿靶区，其内已发现金矿点1处；③黄泥峡沟金找矿靶区，其内已发现金矿点1处。

6 结 论

凤太矿集区内金矿床经过多年开采和勘查，已积累了大量的地质及物化探资料。本次首次采用MRAS证据权重法对其进行处理和分析，圈出了找矿靶区，其与成矿带吻合度高。

1)在成矿地质背景分析和对八卦庙金矿床研究基础上，构建了凤太矿集区金矿床找矿标志，基于MRAS软件开展了金矿床找矿预测，提取并构置了12个预测变量作为证据因子，并计算了其证据权重值。

2)在综合分析金矿床成矿条件的基础上，结合MRAS证据权重模型，在凤太矿集区内圈定了找矿靶区5处，并进行了等级划分，为今后金矿床勘查工作提供依据。