1、黑龍江金廠金礦區(qū)外圍三場方法成礦遠景預測目 錄第一章 前言11.1 項目來源11.2 目標任務11.3 金廠礦區(qū)研究現(xiàn)狀114 成礦預測研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢2第二章 區(qū)域成礦地質(zhì)背景32.1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景32.1.1 地層32.1.2 侵入巖32.1.3 構造42.1.4 區(qū)域礦產(chǎn)42.2 金廠礦區(qū)地質(zhì)特征52.2.1 地層52.2.2 構造52.2.3 巖漿巖52.2.4 圍巖蝕變52.2.5 地球物理、地球化學特征62.2.6 遙感影像特征6第三章 成礦預測流程73.1 金廠外圍地區(qū)地球化學測量數(shù)據(jù)處理83.1.1 數(shù)據(jù)源83.1.2 數(shù)據(jù)處理的基本思路113.1.3 特征值統(tǒng)計113.

2、1.4 各元素間關系分析123.2 研究區(qū)元素區(qū)域背景值確定123.2.1 方法選擇123.2.2 全區(qū)各元素背景值133.3 地球化學分區(qū)及地球化學特征分析133.3.1 地球化學分區(qū)133.3.2 研究區(qū)元素地球化學特征143.4 研究區(qū)Au、Cu、As、Sb、Bi物質(zhì)場143.4.1 異常下限確定方法143.4.2 單元素物質(zhì)場圈定153.5 研究區(qū)成礦能量場203.5.1 成礦能量場理論基礎203.5.2 能量場研究方法213.5.3 成礦能量計算213.6 研究區(qū)成礦空間場23物理成礦空間233.7 綜合成礦預測243.8 成礦預測結論28第一章 前言1.1 目標任務 （1）、運用物

3、質(zhì)場、能量場、空間場三場預測方法完成金廠外圍外圍紫陽葦子溝一帶金礦遠景預測； （2）、指明金廠外圍地區(qū)金礦找礦線索、找礦方向。1.2 金廠礦區(qū)研究現(xiàn)狀 1997、1998年合作開展了黑龍江省東寧縣金廠礦區(qū)成礦規(guī)律以及找礦方向項目研究，圈定了10處找礦遠景靶區(qū)。2000年-2001年開展了黑龍江省東寧縣金廠礦區(qū)及外圍金礦成礦規(guī)律及深部預測研究。先后對號礦體、6#PI、7#PI及14號礦化體、9號環(huán)形影像進行了高密度電法試驗，共圈出低電阻率、高極化率異常12處。其中在號礦體上圈出的異常形態(tài)、規(guī)模與淺鉆驗證結果基本一致，9號環(huán)形影像經(jīng)淺鉆驗證，證實為角礫巖筒，具較強烈黃鐵礦化、硅化、綠泥石化。說明該

4、方法對尋找金屬硫化物較強的地質(zhì)體具有指導意義。2004年對環(huán)狀構造內(nèi)部施工的各見礦鉆孔分別系統(tǒng)地采取了原生暈、石英包裹體測溫、硫同位素、光薄片等分析測試樣品。大致確定了環(huán)狀構造內(nèi)部的礦體及礦化蝕變帶的成礦時代、期次、控礦機制，進行了元素分帶及蝕變分帶。2005-2006年對2號環(huán)形影像、14號、36號角礫巖筒進行了高密度電法、EH4測量，已確定低阻高極化地質(zhì)體形態(tài)及產(chǎn)狀，指導下一步工作。13 成礦預測研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢成礦預測工作比較系統(tǒng)、大規(guī)模地在我國開展是在二十世紀的80年代初，而成礦預測方法的探索研究早在二十世紀的60年代就開始了，大體經(jīng)歷過二個階段（葉天竺等，2003）。方法研究應用階

5、段：大致從1960開始至1990年，我國全面研究成礦預測方法，開展全國性的成礦預測工作，在與國際上在同步開展編制成礦規(guī)律圖、成礦預測圖、將已知區(qū)推向未知區(qū)的預測工作的同時，在引進多元統(tǒng)計預測方法和計算機軟件開發(fā)應用等方面與世界同步。產(chǎn)生重大影響的如：綜合普查找礦方法研究，1960年先在大寶山試驗，其成果制定了綜合方法普查找礦條例，后來在全國推廣；1962年開始，原地質(zhì)部設置“數(shù)理統(tǒng)計在礦產(chǎn)勘探中的應用”研究項目，是我國最初引進和研究的成礦預測方法；自1972年后，大規(guī)模開展了多元統(tǒng)計預測方法研究，先后發(fā)表了“數(shù)學地質(zhì)引論”（徐道一，1977）、寧蕪地區(qū)鐵礦統(tǒng)計預測（趙鵬大等，1978）、閩南鐵

6、礦統(tǒng)計預測（李裕偉等，1980）、“數(shù)量化理論及其應用”（董文泉等，1979）、“礦產(chǎn)資源評價問題概述”（朱裕生，1982）、“礦產(chǎn)資源評價的理論與實踐”（朱裕生、潘思偉等，1982）、“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎”（計算機工程與應用編輯部，1981）、“礦產(chǎn)預測方法學導論”（朱裕生，1984）、“綜合信息預測技術”（王世稱，1986）等等一系列試點成果與專著，形成了多元統(tǒng)計預測的研究熱潮和應用成果；自上而下開展全國性的成礦預測工作，由原地礦部規(guī)劃設計院領導的全國第一輪成礦遠景區(qū)劃（1979），全國30個片區(qū)的跨省區(qū)劃（1982），鐵、銅、金、石灰?guī)r總量預測（1983），中、大比例尺成礦預測（1987）等

7、，獲得的成果部署了“七五”、“八五”的地質(zhì)找礦工作；1980-1989年間開始籌建礦產(chǎn)儲量庫、1100萬數(shù)字地形圖庫、化探數(shù)據(jù)庫、金屬礦床數(shù)據(jù)庫、非金屬礦床數(shù)據(jù)庫、多元統(tǒng)計軟件系統(tǒng)和地質(zhì)制圖軟件系統(tǒng)（MAPCAD）。礦產(chǎn)預測信息化建設階段：從1990年至今，我國開始了信息化建設。該階段的主要標志是在全國開展第二輪成礦遠景區(qū)劃。原地礦部組織建立了一系列地質(zhì)、礦產(chǎn)、物探、化探等分省及全國數(shù)據(jù)庫，國土資源部于1999年啟動數(shù)字國土工程（包括基礎地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、大中型礦產(chǎn)地數(shù)據(jù)庫、地學成果數(shù)據(jù)庫、地質(zhì)調(diào)查工作網(wǎng)絡與管理系統(tǒng)、信息技術開發(fā)與研究等總體內(nèi)容）。按空間地學信息標準化要求，研制了一套空間數(shù)據(jù)庫的國

8、家級、行業(yè)的、專業(yè)的技術標準，如地質(zhì)礦產(chǎn)術語分類代碼（GB/T9649-88）、資源評價工作中地理信息系統(tǒng)工作細則（DDZ9701）、地質(zhì)圖用色標準及用色原則（DZ/T0179-1997）等幾十種。地理信息系統(tǒng)（GIS）研究獲得突破性進展，吳信才教授等研制成功用于地學領域的MAPGIS軟件系統(tǒng)已在全國推廣應用；礦產(chǎn)資源GIS評價系統(tǒng)（MRAS）研制成功，并已推廣使用。礦床比例尺層面的成礦預測和礦體的具體評價預測是典型大比例尺成礦預測，國內(nèi)外較為成功的是構造-礦床學-地球化學-物探-找礦礦物學填圖研究、方法和應用。較為成功的報道有：鄧吉牛通過礦床學研究應用新的礦床模型對青海錫鐵山鋅礦通過礦床勘探

9、資料和礦山采掘資料的二次開發(fā)成功地找到了新礦體，使查明儲量成倍增加；任英忱教授等通過礦床學研究和找礦礦物學填圖，與山東冶勘三隊合作，成功指導找礦新增100噸儲量；石連漢教授級高工通過成礦構造與構造現(xiàn)金屬量分析，成功在膠東半島找礦實踐，得到委托方嘉獎；大比例尺找礦預測的理論尚未完全成熟，在不斷發(fā)展和完善之中。翟裕生院士系統(tǒng)總結的“區(qū)域成礦學”和“成礦系統(tǒng)”理論是中國礦床學家在礦床學研究重要貢獻。崔彬教授提出的“三場”準則用于中小比例尺成礦預測得到多家應用。我國地質(zhì)研究、教學、生產(chǎn)環(huán)節(jié)眾多的礦床學和找礦實踐者總結了豐富的礦體、礦床、礦帶的評價預測方法和實例。隨著礦床類型、成礦帶成礦規(guī)律、找礦方法、

10、評價準則等的信息更加豐富和傳播應用，預測找礦能力大幅度提高和加強。新技術、新理論、新方法的運用和完善對預測找礦效果起了決定性作用。第二章 區(qū)域成礦地質(zhì)背景2.1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景2.1.1 地層該區(qū)區(qū)域內(nèi)出露的地層有下元古界、上古生界、中生界和新生界，其中上古生界石炭一二迭系和中生界侏羅系、白堊系最為發(fā)育。2.1.2 侵入巖區(qū)域內(nèi)侵入活動強烈，侵入巖分布廣泛，占區(qū)域面積的44，以中深成花崗巖類為主，巖石類型為石英閃長巖、花崗閃長巖、花崗巖、白崗質(zhì)花崗巖，其次為輝石閃長巖、閃長巖等，主要呈巖基狀、巖株狀產(chǎn)出，也有呈脈巖產(chǎn)出。可劃分為華力西期、燕山期兩個侵入旋回。（1）華力西中一晚期侵入巖 主要分

11、布于區(qū)域中部及西北部，呈巖基或巖株狀產(chǎn)出，侵入方向為北東向，主要為白崗質(zhì)花崗巖、花崗巖。（2）華力西晚期侵入巖 為區(qū)域內(nèi)最早發(fā)育的一期侵入巖，多呈巖基狀產(chǎn)出，也有呈巖株狀產(chǎn)出者，侵入方向為北東向。巖石類型以花崗巖、斜長花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖為主，閃長巖次之。（3）燕山早期侵入巖 本期侵入巖出露較為廣泛，僅次于華力西晚期侵入巖的出露面積，呈巖基、巖株狀產(chǎn)出，受新華夏系構造體系與南北向構造系統(tǒng)的控制，沿北北東向，南北向分布，巖石類型為閃長巖、花崗閃長巖，斜長花崗巖、花崗巖、白崗質(zhì)花崗巖及它們的斑(玢)巖。（4）燕山晚期侵入巖本期侵入巖主要分布于東寧縣大徐山一西大崗一線的南北向構造帶上，出露

12、不甚廣泛，多呈巖株狀、脈狀產(chǎn)出，多呈南北向分布，類型有花崗斑巖、閃長玢巖以及流紋斑巖等。2.1.3 構造 該區(qū)由于構造運動的長期性和巖漿活動的頻繁，導致了褶皺形態(tài)及斷裂構造的復雜。（1）褶皺 本區(qū)的褶皺發(fā)育有太平嶺復背斜，其軸向為北東向，貫穿整個區(qū)域，長達上百公里。由于受SN向和NW向斷裂影響，而將其分成三段。南西段的軸部地層為上元古界黃松群楊木組，北東段的軸部地層為黃松群閻王殿組，系南西段抬起，北東傾沒的復背斜。其中發(fā)育有一系列的次級褶皺，主要包括：雙橋子向斜、南天山向斜、黃松背斜、黑瞎子溝向斜、楊木二段向斜及大豬圈背斜等。（2）斷裂 本區(qū)斷裂構造比較發(fā)育，北東向的綏陽深大斷裂控制著斷裂構造

13、格架，按走向可把斷裂分為四組：NENNE向壓扭性一壓性斷裂；NW向張扭性一張性斷裂；近SN向壓性一壓扭性斷裂；近EW向張性一張扭性斷裂。2.1.4 區(qū)域礦產(chǎn)長期頻繁的構造、巖漿活動導致區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)的多樣性和復雜性，區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)以金、銀、黃鐵礦、銅、鉛、煤、石英為主。2.2 金廠礦區(qū)地質(zhì)特征 金廠礦區(qū)位于太平嶺成礦帶I級金及有色金屬成礦遠景區(qū)，成礦地質(zhì)條件十分優(yōu)越。2.2.1 地層 礦區(qū)內(nèi)出露地層簡單，在礦區(qū)西南部零星出露侏羅系中統(tǒng)地層，為流紋巖，英安巖及凝灰熔巖，新生界第三、第四系分布于小綏芬河及其次級溝谷中，主要有砂巖，礫巖及砂礫石組成。2.2.2 構造工作區(qū)由于是侵入巖區(qū)，褶皺不發(fā)育，斷裂構造發(fā)育

14、，主要有以下幾組：2550510-560,2200-2250460-500，2000470-500,2000-2200600-700，1500-1600560-640,2850800-850，這幾組斷裂在空間展布上具有同心環(huán)狀及放射狀的特征，控制了區(qū)內(nèi)脈狀礦(化)體的產(chǎn)出與分布，為主要的控礦、容礦構造。2.2.3 巖漿巖 工作區(qū)內(nèi)侵入巖分布面積較廣，占工作區(qū)面積的75左右，主要為燕山晚期侵入巖，燕山早期侵入巖次之，燕山早期侵入巖呈巖基、巖株產(chǎn)出，受新華夏系和南北向構造體系控制，沿北北東向，南北向分布，巖石類型為閃長巖、花崗閃長巖、中細粒花崗巖及花崗斑巖、閃長玢巖，燕山晚期侵入巖多呈巖株狀、脈狀

15、，沿南北向、北北東向產(chǎn)出，巖石類型有花崗斑巖，閃長玢巖及流紋斑巖等。2.2.4 圍巖蝕變區(qū)內(nèi)巖石蝕變比較普遍，主要有硅化(包括石英化)、絹云母化、冰長石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、綠簾石化、綠泥石化、高嶺土化、鉀長石化、褐鐵礦化等。蝕變有的單獨存在，大部分為幾種蝕變迭加在一起，蝕變強弱各有不同，范圍大小不等，其成因類型可分為巖漿巖期后熱液、接觸交代和表生作用。2.2.5 地球物理、地球化學特征 根據(jù)物性測定結果表明：做為礦體圍巖的花崗巖及閃長巖其極化率較低，電阻率較大，顯示出低極化率，高電阻率的特征，而礦石顯示出高極化率，低電阻率的特征，這足以證明圍巖與礦石存在著明顯的物性差異。 礦區(qū)進行了激發(fā)極

16、化法、中間梯度、電測深測量，通過激電中梯測量顯示出在花崗巖、閃長巖區(qū)其極化率較低，電阻率值較高，為本區(qū)的背景場；而在礦體上方其極化率明顯升高，電阻值較低，為本區(qū)異常場，而且從其異常等值線圖可判斷此異常形態(tài)近于圓形，其強度高，梯度變化大，一般為礦化異常。其電測深曲線特征為多層曲線，且呈升高趨勢，反映出地下地質(zhì)體多層狀分布特征。本區(qū)共圈出激電異常24處，通過對區(qū)內(nèi)進行的1:1萬土壤地球化學測量結果可看到， Au、Ag、Cu等元素在花崗巖及閃長巖中表現(xiàn)為富集狀態(tài)且分散與集中趨勢明顯，其中元素的含量極值大于100×10-9，而Au、Ag、Cu多元素異常分布在接觸帶及構造上方，各元素疊加好，濃

17、集中心大致吻合，具有很好的找礦指示作用。本區(qū)共圈出化探異常17處，本區(qū)的物化探異常具有較好的找礦指示作用，其物化探異常吻合部位往往是找礦重點部位，本區(qū)的物化探異常與礦體基本吻合，其走向反映出礦體走向，而通過激電中梯及電測深可大致判斷出礦體的傾向及頂板埋深及深部變化情況，研究所通過多年的野外實踐和室內(nèi)研究表明，高密度電法對爆破角礫巖筒型金礦和脈狀金礦體具有十分明顯的指示作用，是覆蓋區(qū)十分有效的找礦手段之一，工作效率高，可以高效、快速地評價物化探異常和解決其它地質(zhì)問題。如果再結合其它(如電提取離子法)方法，可以做到快速、高效地尋找金礦體。可指導工程布設，對指導找礦意義重大。2.2.6 遙感影像特征

18、 1999年我支隊委托廊坊研究所對綏陽一老黑山一帶開展l:1萬遙感解譯工作，共解譯出環(huán)型影像40多個，其中礦區(qū)內(nèi)已成型的I號礦體(14號環(huán))、0號礦體(4號環(huán))、八號硐I號礦體(1號環(huán))所處位置與環(huán)型影像相吻合，先后對2、5、9、10、1l、12、13、15、16、17號等環(huán)型影像進行驗證，查明9、10、11、15、16、17號環(huán)型影像為角礫巖筒，蝕變及礦化均較發(fā)育，說明區(qū)內(nèi)角礫巖筒為重要的容礦、控礦構造。第三章 成礦預測流程綜合成礦預測的主要工作內(nèi)容包括:1 基礎地質(zhì)和礦床地質(zhì)研究；2 地球物理、地球化學和遙感等多源信息地處理、分析和研究；3 對地球物理場信息、地球化學場信息和能量信息場進行

19、綜合信息提取，確定綜合找礦標志，劃定找礦遠景區(qū)。通過對黑龍江金廠地區(qū)的野外及室內(nèi)大量的地質(zhì)工作，以及對該區(qū)前人工作成果的理解，已能正確認識該區(qū)的成礦、控礦條件。在此基礎上，采用多種數(shù)學地質(zhì)的方法對已知的地質(zhì)資料進行成礦信息的再提取。任何一個礦床的形成都必須有成礦物質(zhì)的來源，使成礦物質(zhì)聚集成礦的能量，以及儲存成礦物質(zhì)的空間。從物質(zhì)、能量、空間這三個成礦要素出發(fā)，利用“物質(zhì)場能量場空間場”的方法去客觀地探尋該區(qū)隱伏礦體存在的可能性，盡可能地避免地質(zhì)工作中的人為主觀性及單方面預測的片面性，可以使預測工作更趨于合理，從而達到“有的放矢”地去尋找未知礦體的目的。具體利用“物質(zhì)場能量場空間場”進行成礦預測

20、的方法流程如圖3-1。地質(zhì)單元劃分化探數(shù)據(jù)點位輸入并建屬性庫各元素高程數(shù)據(jù)提取（DEM）元素特征值統(tǒng)計元素間相關分析物質(zhì)場能量場空間場數(shù)據(jù)網(wǎng)格化控礦斷裂節(jié)理統(tǒng)計古構造應力場模擬區(qū)域綜合成礦預測圖3-1 物質(zhì)場能量場空間場綜合成礦預測流程圖3.1 金廠外圍地區(qū)地球化學測量數(shù)據(jù)處理3.1.1 數(shù)據(jù)源本次研究所采用的數(shù)據(jù)為金廠礦區(qū)外圍紫陽葦子溝一帶開展1:1萬土壤地球化學測量數(shù)據(jù)，元素分別為Au、Ag、As、Sb、Cu、Bi、Hg約4071個多元素分析樣品，劃分為250個網(wǎng)格進行分析。采樣工作區(qū)范圍，在金廠礦區(qū)所處位置見下圖（圖3-2）A、東經(jīng):130°4644 北緯:44°16

21、31 B、東經(jīng):130°4644 北緯:44°1558C、東經(jīng):130°5025 北緯:44°1553D、東經(jīng):130°4723 北緯:44°1540E、東經(jīng):130°5123 北緯:44°1540F、東經(jīng):130°5128 北緯:44°1658G、東經(jīng):130°4902 北緯:44°1700H、東經(jīng):130°4902 北緯:44°1628圖3-2 金廠外圍研究區(qū)所處位置示意圖32圖3-3 研究區(qū)示意圖（紅色區(qū)域為化探采樣區(qū)域）原始數(shù)據(jù)格式為單元素的文本格

22、式，分別以線號、采樣號、分析值表示。共有4071個采樣數(shù)據(jù)，每個公里格分成5×5即200×200米的單元格，歸并為250網(wǎng)格。（圖3-3）3.1.2 數(shù)據(jù)處理的基本思路對經(jīng)過整理后的工作區(qū)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計主要元素的特征值（最小值、最大值、均值、標準差等），并進行相關分析和聚類分析，了解元素間的組合關系。根據(jù)所處大地構造位置和構造單元，考慮到不同的構造單元具有不同的物質(zhì)組成，以區(qū)域性斷裂為界，如果研究區(qū)存在區(qū)域性斷裂則需要將研究區(qū)地球化學測量數(shù)據(jù)進行分區(qū)，采用迭代處理方法將原始數(shù)據(jù)按均值+3倍標準差剔除特高值，分別求出各構造單元內(nèi)目標礦種元素的背景值和異常下限。由于本研究區(qū)構造比較

23、單一，巖性出露也比較簡單所以未進行分區(qū)。對各分區(qū)元素數(shù)據(jù)進行相關分析、聚類分析，了解各分區(qū)間元素間的組合關系。根據(jù)相關分析和聚類分析結果，依據(jù)能量場的原理，對工作區(qū)的成礦能量場進行處理，利用迭代法處理方法，得到研究區(qū)成礦能量分布圖，來表征工作區(qū)的成礦能量信息。3.1.3 特征值統(tǒng)計對金廠研究區(qū)的進行數(shù)據(jù)的最大值、最小值、中值、均值、標準差、方差等特征值進行了統(tǒng)計，列于表3-1中。表3-1 金廠研究區(qū)地球化學測量數(shù)據(jù)特征值統(tǒng)計表(網(wǎng)格化數(shù)據(jù)，n=3917)n=3917AuAgCuAsSbBi最小值0.30.0420.570.200.30最大值84.32.856465.7314.363.34均值1

24、.4330.114214.908.43600.56890.4212標準差2.58790.218636.4485.758560.326640.17216方差2.58790.218636.4485.758560.326640.17216眾數(shù)0.30.05164.700.470.30中值1.0000.070014.607.06000.53000.3800區(qū)域背景值1.1848390.08865214.604677.6101610.5399320.393393變異系數(shù)1.80593161.91444830.43275170.68261740.57416070.4087369區(qū)域濃集系數(shù)1.209447

25、1.2881831.02022161.10851791.05365121.070685單位：Au、Ag為10-9，其他元素為10-63.1.4 各元素間關系分析對研究區(qū)數(shù)據(jù)進行了相關分析和基于相關系數(shù)的聚類分析。元素間的相關關系如下表3-2，聚類分析圖如3-4和圖1-3。 表3-2 金廠研究區(qū)地球化學測量數(shù)據(jù)相關關系表(網(wǎng)格化數(shù)據(jù)，n=3917)AuAgCuAsSbBiAu1Ag-0.0081Cu0.0140.0271As0.042(*)0.059(*)0.057(*)1Sb0.0280.031-0.044(*)0.267(*)1Bi0.016-0.026-0.039(*)0.048(*)0.

26、0141* Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).l Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).l圖3-4 金廠外圍各元素聚類關系表由聚類分析可以看出：1、Au呈單獨的一類，說明Au的成礦具有專屬性，與其他元素相關性較小。Bi單獨成一類。2、Au與Ag呈相對較強負相關性，存在此消彼長的關系3、Au與Cu、As、Sb、Bi呈較弱正相關，可以參與物質(zhì)場分析，可以參與能量場的運算。3.2 研究區(qū)元素區(qū)域背景值確定3.2.1 方法選擇在原生暈地球化學找礦中使用

27、濃度克拉克值以及在土壤測量和水系沉積物測量中使用均值+2倍標準偏差（X+2Sd）的方法劃分背景與異常雖然在理論上有牽強之處 ,但在實際生產(chǎn)中是可行的。該方法通常在整個研究區(qū)內(nèi)使用統(tǒng)一的背景值,稱為全局估計。地球化學背景值與異常的確定是勘查地球化學的一個基本問題，也是勘查地球化學用于礦產(chǎn)勘查時決定成敗的一個關鍵性環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的異常下限計算方法是以化探數(shù)據(jù)服從正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布為假設前提，一般采用平均值（或幾何平均值、眾值或中位數(shù)）作為地球化學背景值，以背景值加兩倍（也有的為1.5或3倍）的標準離差作為異常下限值，強調(diào)了元素含量值的頻率分布。還有一些更為復雜的異常下限計算方法，如：趨勢面法、移動平均

28、值法、多元回歸法、穩(wěn)健多元線性回歸分析法、克立格法（Kriging）、馬氏距離識別離點群法等，注意到了元素含量分布的空間信息，但都是以地球化學含量數(shù)據(jù)在空間上呈連續(xù)的變化，是一個光滑（處處可微分），至少是分片光滑的連續(xù)曲面這一假設前提為基礎建立的。而事實上，地球化學含量的空間分布是極其復雜，十分粗糙而并非處處可微分的。地球化學場是一個既具有隨機性又具有確定性結構的非穩(wěn)定場，具有多重分形的結構特征。根據(jù)以上分析，我們采用了迭代法求取研究區(qū)各元素的背景值。方法如下：（i）對全區(qū)元素原始含量數(shù)據(jù)不做任何處理，全集參加、計算全區(qū)各元素算術平均值 (X1),標準離差 (Sd1)；（ii）對全區(qū)元素原始含

29、量數(shù)據(jù)按X1+ kSd1 的條件剔除一批高含量數(shù)據(jù)后獲得一個新數(shù)據(jù)集 ,再計算此數(shù)據(jù)集的算術平均值 (X2) 和標準離差（Sd2 ）;（iii）重復步聚（ii）4次（假設成礦期次為4次），求出新的數(shù)據(jù)集的均值（X）和標準離差（Sd）,則X做為背景值C0。3.2.2 全區(qū)各元素背景值按照迭代法，對金廠研究區(qū)地球化學數(shù)據(jù)進行了求背景值處理，結果如表3-3。（所采用用數(shù)據(jù)都為為處理原始原始數(shù)據(jù)）（Hg數(shù)據(jù)有問題，故未處理）表3-3 按均值+3標準偏差迭代4次去除特高值后結果（n=3203）n=3203AuAgCuAsSbBi剩余樣品數(shù)157415901578161016131589（原始）均值1.4

30、329360.11423314.899628.4360180.5689330.421239（處理）均值1.41640.103414.7928.020830.56860.421標準偏差0.8767820.0452755.7720923.7380430.187820.07889背景值1.1848390.08865214.604677.6101610.5399320.3933933.3 地球化學分區(qū)及地球化學特征分析3.3.1 地球化學分區(qū)礦區(qū)位于吉黑地槽褶皺系老爺嶺隆起的第二隆起帶太平嶺隆起東側，與老黑山坳陷的過渡部位，地質(zhì)構造背景比較簡單，主要出露地層為第三系與第四系覆蓋物，巖漿巖為以中深成花崗

31、巖類為主，巖石類型為石英閃長巖、花崗閃長巖、花崗巖、白崗質(zhì)花崗巖等花崗巖類。礦區(qū)位于太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部位，斷裂構造比較發(fā)育。斷裂構造、巖漿穹隆構造及派生的環(huán)狀放射狀構造、隱爆角礫巖筒控制了區(qū)內(nèi)礦體的分布。以北東向、北西向、南北向以及東西向線性構造為主。研究區(qū)面積較小，構造比較簡單，故未進行化學分區(qū)。3.3.2 研究區(qū)元素地球化學特征統(tǒng)計特征將研究區(qū)主要元素（Au、Ag、Cu、As、Sb、Bi、Hg）統(tǒng)計特征值列于表3-4中。n=3917AuAgCuAsSbBi最小值0.30.0420.570.200.30最大值84.32.856465.7314.363.34均值1.4330.1142

32、14.908.43600.56890.4212標準差2.58790.218636.4485.75856.326640.17216方差2.58790.218636.4485.75856.326640.17216眾數(shù)0.30.05164.700.470.30中值1.0000.070014.607.06000.53000.3800區(qū)域背景值1.1848390.08865214.604677.6101610.5399320.393393變異系數(shù)1.80593161.91444830.43275170.68261740.57416070.4087369區(qū)域濃集系數(shù)1.2094471.2881831.02

33、022161.10851791.05365121.070685表3-4 研究區(qū)主要元素統(tǒng)計特征值（ 注：Au、Ag單位為10-9，其它元素為10-6；表中統(tǒng)計值中均未剔除特高值；變異系數(shù)=標準差/均值；區(qū)域濃集系數(shù)=均值/區(qū)域背景值。）從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，有統(tǒng)計結果的6個元素都成富集狀態(tài)，但不是特別強烈，Cu、As、Sb、Bi呈弱富集狀態(tài)，Au、Ag富集稍微強一些。Au的變異系數(shù)較大，表明在研究區(qū)內(nèi)可能有局部富集成礦。3.4 研究區(qū)Au、Cu、As、Sb、Bi物質(zhì)場物質(zhì)場是通過研究預測區(qū)成礦物質(zhì)的分布狀態(tài)和分布特征，并結合成礦系統(tǒng)的研究，獲得能反映區(qū)內(nèi)成礦作用的成礦元素的空間分布特征，找出礦床

34、形成的成礦元素在時空上分布、活動、演化的特點，即找出構成礦床形成的物質(zhì)背景及演化規(guī)律。金廠地區(qū)的主攻礦種為Au，由相關性分析及聚類分析可知Au與Cu、As、Sb、Bi存在不同程度的正相關性，所以選擇綜合分析Au、Cu、As、Sb的異常分布來研究金廠地區(qū)的物質(zhì)場。3.4.1 異常下限確定方法對Au、Cu、As、Sb、Bi的原始數(shù)據(jù)進行正態(tài)分布檢驗，結果Au、As、Bi不服從正態(tài)分布，Cu、Sb服從正態(tài)分布Au、Bi經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后仍不服從對態(tài)分布，對其原始數(shù)據(jù)做直方圖分析可知這兩種元素有多峰的特點，判斷為多期富集，所以對這兩種元素采用原始數(shù)據(jù)直方圖篩分的方法確定異常下限。As不服從正態(tài)分布，經(jīng)過對數(shù)

35、轉(zhuǎn)化后服從正態(tài)分布，用經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)做直方圖篩分，選取波谷數(shù)據(jù)為異常下限點，再將下限點反算為原始數(shù)據(jù)，從而圈定異常。Cu、Sb數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，做直方圖篩分，選取波谷為異常下限，圈定異常。3.4.2 單元素物質(zhì)場圈定1、Au應用原始數(shù)據(jù)做Au累計頻率直方圖（3-5）圖3-5 Au異常篩分圖（已經(jīng)剔除部分離散極高值）圖3-6 Au異常分級異常圖表3-5 各分區(qū)Au物質(zhì)場分區(qū)表(利用原始數(shù)據(jù)篩分得到) 最大值最小值均值標準偏差物質(zhì)場分級下限黃粉紅84.30.31.1848392.58791.352.224.48單位：10-62、 Bi應用原始數(shù)據(jù)做Bi累計頻率直方圖（3-7）圖3-7 Bi異常

36、篩分圖（已經(jīng)剔除部分離散極高值）圖3-8 Bi異常分級異常圖表3-6 各分區(qū)Bi物質(zhì)場分區(qū)表(利用原始數(shù)據(jù)篩分得到) 最大值最小值均值標準偏差物質(zhì)場分級下限黃粉紅3.340.30.390.1720.450.540.643、Cu應用原始數(shù)據(jù)做Cu累計頻率直方圖（3-9）圖3-9 Cu異常篩分圖（已經(jīng)剔除部分離散極高值）圖3-10 Cu異常分級異常圖表3-7 各分區(qū)Cu物質(zhì)場分區(qū)表(利用原始數(shù)據(jù)篩分得到)最大值最小值均值標準偏差物質(zhì)場分級下限黃粉紅64214.604676.44815.5517.520.54、Sb應用原始數(shù)據(jù)做Sb累計頻率直方圖（3-11）圖3-11 Sb異常篩分圖（已經(jīng)剔除部分離

37、散極高值）圖3-12 Sb異常分級異常圖表3-8 各分區(qū)Sb物質(zhì)場分區(qū)表(利用原始數(shù)據(jù)篩分得到)最大值最小值均值標準偏差物質(zhì)場分級下限黃粉紅14.360.20.5399320.326640.660.80.965、As對As原始數(shù)據(jù)取對數(shù)，做數(shù)據(jù)篩分圖（圖3-13）圖3-13 As 異常篩分圖（已經(jīng)剔除部分離散極高值）圖3-14 As異常分級異常圖表3-9 各分區(qū)As物質(zhì)場分區(qū)表(利用原始數(shù)據(jù)篩分得到)最大值最小值均值標準偏差物質(zhì)場分級下限黃粉紅65.730.577.6101615.758569.4911.0214.9由Au、Cu、As、Sb、Bi五種元素成礦異常圖空間疊加可得物質(zhì)場異常統(tǒng)計表（

38、表3-10）表3-10 物質(zhì)場疊加異常統(tǒng)計表元素異常疊加結果一級物質(zhì)場二級物質(zhì)場三級物質(zhì)場數(shù)目1553443.5 研究區(qū)成礦能量場3.5.1 成礦能量場理論基礎礦床的形成是多種地質(zhì)作用疊加的產(chǎn)物。在復雜和漫長的成礦作用過程中，成礦物質(zhì)從分散狀態(tài)發(fā)生活化、遷移和富集等變化，均需要消耗相應的能量。從動力學的角度理解，成礦元素的遷移，不僅包括元素物理化學狀態(tài)的轉(zhuǎn)變和空間運動，還包括能量的輸運和能量的傳遞。如成礦流體的遷移、巖漿活動等不但帶來了大量的成礦物質(zhì)，而且?guī)砭薮蟮臒崮堋Ｎ镔|(zhì)和能量的帶入造成體系的高度不平衡，易在新的環(huán)境（背景）下，導致一系列的物、化反映。因此，進一步探討成礦能量的變化和分布，

39、對了解成礦規(guī)律和控制因素，進行成礦預測有很重要的意義。能量場是借鑒“成礦能量”這一概念而來的。“成礦能量”首先是由蘇聯(lián)地質(zhì)學薩弗隆諾夫等人（B.T. ）在1978年提出的。是指成礦元素由分散狀態(tài)組合成富集體（礦體或礦石）時的地球自然能，也就是各種金屬成礦元素從原始分散狀態(tài)到局部富集成礦、成暈而所要消耗的相應的能量。崔彬教授（1992）根據(jù)成礦能量的原理和計算方法，提出了“能量場”的概念，并作為成礦預測的一項指標，應用于大、中比例尺的成礦預測中。能量場展示了成礦能量在某一預測區(qū)內(nèi)的分布狀態(tài)和空間分布特征。換句話說，在成礦過程中，元素的濃縮和稀釋，均要通過消耗能量才能完成，其能耗之和即為總成礦能。

40、無論成礦、成暈過程如何復雜，但作為一個熱力學體系，可將這些過程簡化為元素從最初的分散狀態(tài)到最終富集狀態(tài)，這種富集程度（成礦能量的變化）可以用克拉克濃度來表示。具體到一個礦床就是利用礦區(qū)內(nèi)某幾種元素的含量同區(qū)域上該元素的背景值的比值來反映能量的變化。單位體積礦石（暈）上成礦能消耗（En）的計算公式為：En=ki lnki (1)En：由n個元素形成單位體積礦石或地球化學暈時所消耗的能量；n ：成礦、成暈的元素數(shù)；ki：為組成礦石或地球化學暈的第i個元素的克拉克濃度值（該元素的含量/該元素區(qū)域背景值）；這樣計算出的成礦能量只反映元素富集到現(xiàn)有程度能量增加或減少的相對值而不反映元素富集或分散所消耗的

41、能量的絕對值。同時也不反映具體到哪一種（期）地質(zhì)作用對能量場發(fā)生了什么的影響，僅是最終形成現(xiàn)有狀態(tài)的能量的分布情況，對于表征一個地區(qū)的地球化學綜合信息有著實際意義。3.5.2 能量場研究方法對于一個地區(qū)進行成礦能量的研究，是以主攻礦種為前提條件進行的，具體方法為：確定研究區(qū)的主攻礦種，金廠地區(qū)為Au選出與主攻礦種呈正相關元素。以全區(qū)的迭代法求出的各元素的平均值為元素的區(qū)域背景值，依能量場計算公式，進行研究區(qū)成礦能量計算；對計算出的成礦能量進行直方圖篩分或分形研究，將能量場進行處理，按一定區(qū)間范圍進行能量場異常圈定，做為該區(qū)與主攻礦種相關的綜合成礦能量異常。3.5.3 成礦能量計算由于成礦能量僅

42、考慮的是成礦物質(zhì)從始態(tài)到終態(tài)富集成礦的結果，不考慮過程，因此，研究區(qū)成礦能量的計算按全區(qū)計算，不進行分區(qū)處理，雖然各地球化學單元分區(qū)的成礦能有低有高，但在個別地球化學分區(qū)中也存在著和主攻礦種元素呈負相關的元素，由于工作中收集到的地球化學測量元素較少，因此，將整個研究區(qū)劃為一個大區(qū)，統(tǒng)一進行其成礦能量的計算。將整個研究區(qū)的元素，按高均值+2倍標準偏差為特高值的原則，利用迭代法去除，這樣，去除特高值后的各元素平均值就是金廠外圍研究區(qū)的相應元素的背景值。（表1-8）表3-11 金廠研究區(qū)各元素背景值n=3203AuAgCuAsSbBi剩余樣品數(shù)157415901578161016131589（原始）

43、均值1.4329360.11423314.899628.4360180.5689330.421239（處理）均值1.41640.103414.7928.020830.56860.421標準偏差0.8767820.0452755.7720923.7380430.187820.07889背景值1.1848390.08865214.604677.6101610.5399320.393393以各元素區(qū)域背景值為基礎，按公式(1)進行各點位的成礦能量的計算。其中：Au、Ag單位為10-9，其它元素為10-6金廠研究區(qū)的主攻礦種是金。根據(jù)前面對各個分區(qū)不同元素間相關關系分析，利用網(wǎng)格化數(shù)據(jù)分別求出對Au和

44、Cu、As的成礦能量，見表1-9，最終成能量分布圖（圖1-13）。參與與Au有關成礦能量計算的元素為：Au、Cu、As、Sb、Bi。表3-12 研究區(qū)Au、Cu、As、Sb、Bi綜合成礦能量特征統(tǒng)計表原始能量和數(shù)據(jù)特征值（n=3917 ）最小值最大值中值眾值平均值標準離差方差-1.61932306.33710.5315/1.5774178.17280266.79469作能量篩分直方圖（圖3-15）圖3-15 Au+Cu+As+Sb+Bi能量篩分直方圖圖3-16 金廠外圍Au+Cu+As+Sb+Bi能量異常分布圖表3-13 各分區(qū)Au、Cu、As、Sb、Bi能量場分區(qū)表最大值最小值均值標準偏差物

45、質(zhì)場分級下限黃粉紅306.1542-1.438791.4426028.1249271.63.15.4顏色表示能量場級別，紅色為級，粉紅為級，黃色為級，按能量篩分中波谷分布圈定能量場異常場，將成礦能量高于5.4的以5.4替代后成圖。3.6 研究區(qū)成礦空間場崔彬教授（1992）指出，任何一個礦床的形成，不論成礦物質(zhì)從何來，無論是由何種流體搬運，最終聚集成礦，就必須要有一個儲存成礦物質(zhì)的空間，成礦空間的存在、成礦空間的類型，就決定了礦床的類型，礦床的分布。在不同類型成礦空間中，又可以不同成礦方式，形成不同的礦床類型，它們決定了礦床的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀，空間位置以及地、物、化表征，這將關系到我們到什么地

46、方去找礦，用什么方法去找礦，因此，也為成礦預測學提供了新地思路和方法。物理成礦空間翟裕生教授（1993）提出“構造作用形成的各種開放空間、如斷層、裂隙空間以及地表的匯水盆地均可作為成礦物質(zhì)堆積的場所，因而在很大程度上決定著礦體的形態(tài)產(chǎn)狀和空間位置。”構成這些空間都是應力作用的結果，因此，成為物理空間。作為物理成礦空間，它們之間還有著共性，也就是它們?yōu)槌傻V溶液的運移提供了通道，為成礦溶液的沉淀提供了場所，而造成成礦物質(zhì)沉淀的主要因素是物理化學條件（P、T、u、fo2、Eh等）的改變。圖3-17 金廠外圍遙感綜合地質(zhì)圖金廠地區(qū)金礦為隱爆角礫巖型金礦，金的富集成礦與角礫巖筒，與環(huán)狀構造密切相關，經(jīng)過

47、對金廠地區(qū)已發(fā)現(xiàn)礦床區(qū)域?qū)Ρ妊芯堪l(fā)現(xiàn)，成礦區(qū)域在斷裂的交匯部位的環(huán)狀構造區(qū)域，斷裂的交匯部位為成礦熱液的侵位與成礦提供了良好的通道與空間。圖3-18 1號礦體與斷裂關系示意圖金廠現(xiàn)已經(jīng)開采的號礦體就產(chǎn)于窮棒子溝近南北走向與近NEE的兩組斷裂的交匯處的NW部位（圖3-18），而在金廠礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的17個主要礦化體中都與環(huán)狀構造有關，其中有9個礦化體與遙感圖中環(huán)狀影像有關。所以金廠地區(qū)的的礦體賦存有利空間一是環(huán)狀構造，二是斷裂交匯部位，而兩個條件都具備的區(qū)域則是重點中的重點。所以，由遙感圖分析，金廠外圍的重點勘查區(qū)域仍然在前人所圈定的1號遠景區(qū)中的幾個微型環(huán)狀構造地質(zhì)體上，以及圖中圈出的2號斷裂交匯遠

48、景區(qū)。（圖3-17）3.7 綜合成礦預測在成礦作用過程中 ,伴隨著礦床 (點 )的形成 ,還產(chǎn)生各種異常 (地質(zhì)的、地球化學的、地球物理的 ) ,這些異常既是找礦的標志 ,又是全面研究和認識成礦系統(tǒng)、探索成礦規(guī)律的重要信息。我們將金廠外圍地區(qū)的Au、Cu、As、Sb、Bi物質(zhì)場與成礦能量場以及空間場在GIS平臺上復合疊加，進行綜合成礦預測。利用GIS的空間分析功能，將工作區(qū)綜合物質(zhì)場異常場與成礦能量場異常場和空間場進行空間相交分析，其結果即為綜合成礦預測場。并按以下原則進行綜合成礦預測場等級劃分：綜合物質(zhì)場異常為一級、成礦能量場異常也為一級的，有空間場存在的，劃為一級綜合成礦預測場；綜合物質(zhì)場

49、異常場為一級、有空間場和成礦能量異常場存在，或綜合物質(zhì)場異常場為二級、成礦能量場異常為一級，有空間場存在的，劃為二級綜合成礦預測；除上述外，三場都存的，劃為三級綜合成礦預測。這樣，得到研究區(qū)Au成礦預測場（如圖3-19）。圖3-19 綜合成礦預測圖表3-14 金廠外圍地區(qū)各級預測塊段統(tǒng)計表三場疊加結果一級預測區(qū)二級預測區(qū)三級預測區(qū)數(shù)目113063序號編號名 稱礦 種綜合場巖 漿 巖構 造構造單元1Au-1-29Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存在空間場斜長花崗巖、花崗巖構造發(fā)育區(qū)太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部2Au-1-41Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存在空間場斜長花崗巖、花崗巖

50、構造發(fā)育區(qū)太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部3Au-1-48Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存在空間場斜長花崗巖、花崗巖構造發(fā)育區(qū)太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部4Au-1-59Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存在空間場斜長花崗巖、花崗巖構造發(fā)育區(qū)太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部5Au-1-74Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存在空間場斜長花崗巖、花崗巖構造發(fā)育區(qū)太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部6Au-1-75Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存在空間場斜長花崗巖、花崗巖構造發(fā)育區(qū)太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部7Au-1-163Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存有利空間場斜長花崗巖、花

51、崗巖斷裂交匯地帶太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部8Au-1-190Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存有利空間場斜長花崗巖、花崗巖斷裂交匯地帶與微型環(huán)狀構造發(fā)育地帶交匯處太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部9Au-1-193Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存有利空間場斜長花崗巖、花崗巖斷裂交匯地帶太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部10Au-1-194Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存有利空間場斜長花崗巖、花崗巖斷裂交匯地帶太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部11Au-1-223Au一級預測區(qū)Au一級物質(zhì)場一級能量場存有利空間場斜長花崗巖、花崗巖斷裂交匯地帶太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部表3-15 金廠外圍研究區(qū)一級預測區(qū)表3-16 金廠外圍研究區(qū)二級預測區(qū)序號編號名 稱礦 種綜合場巖 漿 巖構 造構造單元1Au-2-26Au二級預測區(qū)Au一級能量場二級物質(zhì)場存在空間場斜長花崗巖、花崗巖斷裂附近太平嶺隆起與老黑山斷陷交接部2Au-2-27Au二級預測區(qū)Au一級能量場二級物質(zhì)場存在空間場斜長花崗巖、花崗巖斷裂附近太平嶺隆起與