韓榮文　高洪生　馬英　徐方

摘要：水系沉積物測(cè)量數(shù)據(jù)較大，測(cè)試元素種類繁多。通過(guò)開展阿拉克湖——冬給措納湖地區(qū)區(qū)域化探掃面，總結(jié)測(cè)區(qū)元素濃集特征，通過(guò)元素聚類分析和因子分析，確定測(cè)區(qū)內(nèi)元素相關(guān)性和元素組合特征，為地球化學(xué)找礦模型建立提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：阿拉克湖——冬給措納湖地區(qū)；水系沉積物地球化學(xué)；聚類分析；因子分析

引言

測(cè)區(qū)位于青海省中部，昆侖山山脈東段，行政區(qū)劃隸屬玉樹藏族自治州曲麻萊縣和海西蒙古族藏族自治州都蘭縣管轄，地理坐標(biāo)東經(jīng)96°00′～99°00′，北緯35°20′～36°00′，工作面積20016km2。在地質(zhì)找礦工作中以水系沉積物測(cè)量方法在區(qū)域化探掃面占有重要位置，是找礦的重要手段之一[1]。前人對(duì)該地區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)及物化探做了比較系統(tǒng)的工作，但地球化學(xué)測(cè)量工作中分析項(xiàng)目較少，對(duì)研究區(qū)的成礦預(yù)測(cè)相對(duì)薄弱。因此就該地區(qū)1∶25萬(wàn)水系沉積物地球化學(xué)數(shù)據(jù)，通過(guò)R型聚類分析和因子分析方法，總結(jié)該地區(qū)的地球化學(xué)元素組合的相關(guān)性及元素組合特征，為工作區(qū)建立地球化學(xué)找礦模型提供依據(jù)。

1. 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/p>

1.2 地層

區(qū)內(nèi)地層分布受構(gòu)造控制特征明顯，具有明顯的分區(qū)性。地層分布跨越兩個(gè)地層大區(qū)，以測(cè)區(qū)北部的秦祁昆造山系地層為主，出露面積大；南部出露少量西藏——三江造山系地層。北部秦祁昆造山系由北向南主要分布東昆侖弧盆系地層區(qū)的北昆侖巖漿弧地層小區(qū)、東昆侖南坡俯沖增生雜巖帶、木孜塔格——布青山蛇綠混雜巖帶、瑪多——瑪沁增生楔、賽什塘——興海蛇綠混雜巖帶地層小區(qū)；南部為巴顏喀拉地塊地層區(qū)的可可西里——松潘前陸地層小區(qū)[2]。

古元古代地層主要有金水口群（Pt1J）、寧多群（Pt1-2N）、萬(wàn)保溝群（Pt2-3W）。金水口群（Pt1J）地層主要分布于測(cè)區(qū)北部的布爾汗布達(dá)山一帶，分布較廣，空間上受斷層所割，呈斷塊體產(chǎn)于斷裂帶中。

區(qū)內(nèi)早古生代地層僅出露中—上奧陶統(tǒng)納赤臺(tái)群（O2-3N）地層，大致零星分布在艾肯德勒斯特北—狠哪克—龍什更公瑪，總體方向?yàn)楸蔽飨颉?/p>

區(qū)內(nèi)晚古生代地層大致出露于測(cè)區(qū)中部，呈北西向橫貫整個(gè)測(cè)區(qū)，大致沿扎木特和拉—布青山—瓦勒洼一線分布。

中生代地層于區(qū)內(nèi)分布范圍廣，主要分布在測(cè)區(qū)南部，北部分布零星。與地層的接觸關(guān)系多以不整合或斷層形式接觸。

古近紀(jì)（E）—新近紀(jì)（N）—第四紀(jì)（Q）地層分布于區(qū)內(nèi)中南部廣大地區(qū)的山間盆地、溝谷、谷坡地帶。出露巖組較多，有沱沱河組（Et）、雅西措組（E3N1y）、干柴溝組（E3N1g）、五道梁組（N1w）、曲果組（N2q）、獅子山組（N2s）、羌塘組（QP1qt）等。

1.3 巖漿巖

測(cè)區(qū)處于兩大板塊碰撞——俯沖——拆沉——會(huì)聚地帶，威爾遜構(gòu)造旋回發(fā)育完整，因此縫合帶附近的大陸活動(dòng)邊緣地帶巖漿侵入活動(dòng)極為活躍，巖漿巖體區(qū)內(nèi)出露主要分布在測(cè)區(qū)的北部地帶。區(qū)內(nèi)巖漿主要以侵入為主，噴發(fā)少見?？臻g上受構(gòu)造控制明顯，多產(chǎn)于斷裂帶或其兩側(cè)，侵入體產(chǎn)狀多呈小巖株或脈狀，為活動(dòng)大陸邊緣弧、碰撞、后碰撞、后造山地質(zhì)環(huán)境。巖石類型主要有中—酸性巖及堿性巖，超基性巖、基性巖由于構(gòu)造侵位不夠，區(qū)內(nèi)未見出露。它們分屬加里東期、印支期、燕山期和喜山期。

2. 水系沉積物異常特征

2.1 樣品采集和數(shù)據(jù)處理

測(cè)區(qū)以昆侖山脊為界南部處于高寒湖泊丘陵區(qū)，北部地區(qū)為高寒山區(qū)景觀，區(qū)內(nèi)基巖大面積出露，水系發(fā)育。本次區(qū)域化探工作采用平均采用密度1.8個(gè)點(diǎn)/4km2，-10目～+60目截取粒級(jí)，能真實(shí)客觀地反映本區(qū)元素地球化學(xué)分布特征[3-6]。

測(cè)試項(xiàng)目：Ag、Au、As、B、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、F、Hg、La、Li、Mn、Mo、Nb、Ni、P、Pb、Rb、Sb、Sn、Sr、Th、Ti、U、V、W、Y、Zn、Zr、SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO，共40項(xiàng)。本次研究根據(jù)需要選擇了Ag、Au、As、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Sn、W、Zn進(jìn)行分析研究。將全區(qū)40種元素或氧化物的平均值作為豐度，與全省和東昆侖地區(qū)豐度作比較分析測(cè)區(qū)元素的富集特征。與東昆侖地區(qū)相比As、Sb、W、Sn、Mo、Bi、Pb、Zn、La、Ti、B、Zr元素豐度略低；而Ag、Ba、Cd、Sr、Th、CaO、MgO、K2O、Na2O豐度明顯偏高；與全省相比As、B、Sb、Ti、W、Zr豐度比全省略低；而Ag、Ba、Cd、Sr、CaO豐度明顯偏高，其余元素豐度與全省相當(dāng)；As、Sb、W、Sn、Mo、Bi、Pb、Zn、La、Ti、B等元素在測(cè)區(qū)均呈現(xiàn)低背景局部強(qiáng)烈富集的特征（表2-1）。

2.2 元素聚類分析

對(duì)本區(qū)元素采用R型聚類分析法對(duì)全區(qū)水系沉積物測(cè)量中元素進(jìn)行研究（圖1）。從譜系圖上可以明顯的將40種元素分為八個(gè)大的族群，在相關(guān)系數(shù)大于0.268的基礎(chǔ)上將元素組合近一步劃分提取更科學(xué)合理的地質(zhì)意義。第Ⅰ簇為單元素Ag，表征的地質(zhì)意義可解釋為反映昆南斷裂以北火山沉積疊加后期熱液改造，某種程度上反映了該地區(qū)火山巖地層中硫化物礦床的成礦地質(zhì)作用。第Ⅱ簇元素以黑色金屬元素為主。Cr、Ni、Co、Cu、V、Ti、Fe2O3、Mn、MgO、P是一組典型的反應(yīng)基性火山巖或基性——超基性侵入巖的元素組合，B、Li在特定條件下與鐵鎂硅酸鹽關(guān)系緊密，As、Sb為中低溫?zé)嵋涸亍?/p>

第Ⅱ簇元素為與基性火山巖、基性——超基性巖有關(guān)及中低溫?zé)嵋涸亟M合。第Ⅲ簇元素組合為W、Mo，元素組合代表了該地區(qū)老變質(zhì)基底地層經(jīng)后期熱液疊加改造的地球化學(xué)特征。第Ⅳ簇元素為單元素Bi，Bi與W、Sn、Mo地球化學(xué)行為十分相似，第Ⅳ簇和第Ⅲ簇距離較近，因此可以認(rèn)為Bi與W、Mo代表了相同的地質(zhì)意義。第Ⅴ簇元素為造巖氧化物、高溫?zé)嵋涸丶跋∮邢⊥练稚⒃亟M合，是典型的中酸性巖漿巖組合。第Ⅵ簇單元素Au，代表了測(cè)區(qū)主要的金成礦作用。第Ⅶ簇元素為Hg，在昆中斷裂、昆南斷裂及布青山南緣斷裂帶Hg呈現(xiàn)明顯富集特征。第Ⅷ簇元素為Sr、CaO、Cd，代表測(cè)區(qū)淺海陸棚相、濱湖相碎屑巖沉積建造和中酸性巖漿活動(dòng)（Sr）。

2.3 元素因子分析

因子分析實(shí)際上是一種降維分析，降維后使標(biāo)本具有更明確的意義[7]。在40元素（化合物）相關(guān)矩陣的基礎(chǔ)上進(jìn)行因子分析，截取各因子特征根較大、累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)85%的前12個(gè)因子作為主要因子，對(duì)其作方差極大正交旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)后因子模型（表2-2）。

2.4 綜合解釋

（1）第Ⅰ簇和F5因子載荷均為單元素Ag，從聚類分析譜系圖上可看出第Ⅰ簇與第Ⅱ簇距離較近。因此F5因子表征的地質(zhì)意義可解釋為反映昆南斷裂以北火山沉積疊加后期熱液改造，某種程度上反映了該地區(qū)火山巖地層中硫化物礦床的成礦地質(zhì)作用。

（2）第Ⅱ簇元素與F1因子正載荷元素、F6因子負(fù)載荷元素、F12因子正載荷元素、F13因子正載荷元素一致，元素以黑色金屬元素為主。Cr、Ni、Co、Cu、V、Ti、Fe2O3、Mn、MgO、P是一組典型的反應(yīng)基性火山巖或基性——超基性侵入巖的元素組合，B、Li在特定條件下與鐵鎂硅酸鹽關(guān)系緊密，As、Sb為中低溫?zé)嵋涸亍Ｒ虼说冖虼卦貫榕c基性火山巖、基性——超基性巖有關(guān)及中低溫?zé)嵋涸亟M合。

（3）第Ⅲ簇元素組合為W、Mo，F(xiàn)11因子載荷元素為Mo，二者表征了相同的地質(zhì)意義，二者均為偏酸性的元素，與中酸性侵入巖關(guān)系密切。反映出載荷元素在古元古金水口和中元古小廟組地層區(qū)呈現(xiàn)高強(qiáng)富集趨勢(shì)，Mo、W元素組合代表了該地區(qū)老變質(zhì)基底地層經(jīng)后期熱液疊加改造的地球化學(xué)特征。

（4）第Ⅳ簇元素和F9因子載荷元素均為單元素Bi，Bi與W、Sn、Mo地球化學(xué)行為十分相似，聚類分析譜系圖上可以看出第Ⅳ簇和第Ⅲ簇距離較近，因此可以認(rèn)為Bi與W、Mo代表了相同的地質(zhì)意義。

（5）第Ⅴ簇元素和F2因子負(fù)載荷元素、F3和F4因子正載荷元素為造巖氧化物、高溫?zé)嵋涸丶跋∮邢⊥练稚⒃亟M合，是典型的中酸性巖漿巖組合。

（6）第Ⅵ簇和F8因子載荷元素僅有單元素Au，代表了測(cè)區(qū)主要的金成礦作用。

（7）第Ⅶ簇和F10因子載荷元素為Hg，Hg是對(duì)構(gòu)造活動(dòng)反應(yīng)最為靈敏的元素，因此在昆中斷裂、昆南斷裂及布青山南緣斷裂帶Hg呈現(xiàn)明顯富集的特征。

（8）第Ⅷ簇元素為Sr、CaO、Cd，分別為F7因子正載荷元素和F4因子負(fù)載荷元素，Sr除具有F7因子相同的地質(zhì)意義外，一定程度上代表了昆中巖漿弧帶的中酸性巖漿活動(dòng)。因此Sr、CaO、Cd三種元素（氧化物）代表測(cè)區(qū)淺海陸棚相、濱湖相碎屑巖沉積建造和中酸性巖漿活動(dòng)（Sr）。

3. 結(jié)論

（1）依據(jù)R型聚類分析，工作區(qū)40種元素或化合物可分為8族組合類型。

（2）依據(jù)因子分析，工作區(qū)40種元素或化合物可總結(jié)出13個(gè)主因子。

（3）因子分析和聚類分析結(jié)果對(duì)應(yīng)較好，有效確定了測(cè)區(qū)內(nèi)元素共生組合類型，為組合異常圈定提供依據(jù)，且按照該元素組合類型圈定的組合異常，異常套合程度高，異常明顯。

（4）因子分析和聚類分析是劃分元素相關(guān)性的有效方法，兩者在地球化學(xué)測(cè)量中普遍共同應(yīng)用，相互對(duì)比和驗(yàn)證，提高了元素組合類型劃分的準(zhǔn)確性。

（5）對(duì)于通過(guò)因子分析與聚類分析劃分出來(lái)與成礦作用相關(guān)的元素組合，可確定后期測(cè)區(qū)地球化學(xué)找礦模型類型。

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