李圣玉，趙 闖

（山東省物化探勘查院，山東 濟(jì)南 250000）

數(shù)學(xué)應(yīng)用是地質(zhì)研究學(xué)科中的一個重要組成部分，其是通過量的角度對地質(zhì)進(jìn)行分析并解決研究地質(zhì)中出現(xiàn)的問題。由于礦床的開采數(shù)量不斷增大，在尋找新的礦床過程中，傳統(tǒng)的勘查方法出現(xiàn)了許多困難，數(shù)學(xué)應(yīng)用對于勘查新礦的作用也日益凸顯。

1 金屬礦化探數(shù)據(jù)處理分析

化探數(shù)據(jù)是勘查新礦的首要因素，是成礦預(yù)測的必要條件，并且對于化探數(shù)據(jù)處理的常用方法為多遠(yuǎn)分析方法[1]。在此用“統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案”分析軟件，對甘肅多壩溝地區(qū)金屬礦化探數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究，為成礦預(yù)測提供必要的條件。

1.1 聚類分析法

圖1 金屬礦中各元素的相關(guān)性結(jié)構(gòu)圖

聚類分析法是依據(jù)分析礦體的本身的性質(zhì)，利用數(shù)學(xué)方法根據(jù)一些類似的指標(biāo)，一定程度地掌握礦體之間的聯(lián)系，并按照這種聯(lián)系進(jìn)行聚類分析。利用“統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案”分析軟件，對多壩溝地區(qū)金屬礦化探數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，采取組間連接的方式，檢測各礦體間的相關(guān)性，并構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖。

由結(jié)構(gòu)圖可得，選取距離系數(shù)18為類似性分類標(biāo)準(zhǔn)，將本區(qū)8種元素分成4個類別：①Ag、Au、Zn、Cu②Sn③Hg④Cr。其中Ag、Au的相關(guān)性較好，與1∶1000金屬礦化學(xué)測量Ag、Au的特征，其中Ag、Au與Sr相關(guān)性最好，且相關(guān)系數(shù)m=0.79，因此Sn是金屬礦最直接的指標(biāo)元素。其中①類是金屬氯化物的特征，Zn、Cu含量極多且在地區(qū)的下部，說明此區(qū)域深部蘊藏金屬礦的幾率大；Co是高溫條件存在的元素，表明金屬礦體的尾部異常；Hg是低溫條件存在的元素，其為金屬礦的前部因素。

1.2 合并分析法

合并分析法是指把一些元素的復(fù)雜變化關(guān)系合并為數(shù)個元素組合關(guān)系的分析方法。在研究地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，通過此方法的分析，可以了解礦床的形成過程及金屬礦體的勘查；使用合并分析法對多壩溝地區(qū)金屬礦中所含的元素進(jìn)行分析，并合并為5個組合，A1組合作為主要組合：①A1組合指在低溫條件下，Ag、Au、Zn、Cu四個元素組成的組合。其中各元素有高負(fù)載的特點，反映元素對A1組合的重要作用，同時也說明這四個元素分布于同一礦床中。Zn、Cu是同族元素，轉(zhuǎn)移能力強(qiáng)，常與Au共存。所以將Zn、Cu作為此地區(qū)金屬礦勘查的代表元素，與上述分析結(jié)果一致。②A2為高溫條件下的組合，與此地區(qū)的酸性巖層有緊密的聯(lián)系，是位于金屬礦區(qū)的尾部。③A3組合與A2元素組合條件一致，在巖漿巖中較為常見，Hg是在組合元素中發(fā)生異常變化，位于金屬礦區(qū)的尾部。④A4組合位于金屬礦區(qū)的中部，與A1和A3的分值相近，表明該區(qū)域有較好的礦體存在，與聚類分析的結(jié)果相吻合。⑤A5是在低溫條件下的元素組合，Ag有較高的活動性，轉(zhuǎn)移能力較強(qiáng)，在礦體中容易發(fā)現(xiàn)，因此它存在任何元素組合的可能性較大。Cr熔點較低，對金屬礦地質(zhì)構(gòu)造有一定的影響。

1.3 組合分值分布

組合分值即各元素在礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的性質(zhì)，是勘查礦區(qū)地質(zhì)的常用參數(shù)。其中組合分值越高，表明在礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的作用越大。利用組合分值的數(shù)據(jù)，可以對金屬礦成礦作用進(jìn)行預(yù)測。

圖2 組合分值分布圖

2 金屬礦成礦預(yù)測

通過對金屬礦化探數(shù)據(jù)的處理分析，可以根據(jù)化探數(shù)據(jù)與礦區(qū)中各元素之間的相關(guān)性對金屬礦進(jìn)行成礦預(yù)測。

圖3 多壩溝地區(qū)金屬礦成礦預(yù)測圖

由圖可知，1號成礦區(qū)范圍較小，有A1、A4元素組合分布，是低溫條件下的主要金屬成礦區(qū)域，主要坐落多壩溝地區(qū)的片巖組合中。A1元素組合為Ag、Au、Zn、Cu，A2元素組合為Sn、Co，各個元素之間有良好的相關(guān)性，其中Au與Sn的相關(guān)性最好，所以Sn可以作為尋找金屬礦的重要線索元素?？梢?號成礦區(qū)域的南部發(fā)現(xiàn)銀礦點的存在，銀礦中的銀的品位平均值為102.32%。

2號成礦區(qū)規(guī)模較大，呈南北向分布在花崗巖中。其有A4、A5異常元素組合，A4元素組合為Cr、Ab、Mo，A5組合為Zn、Hr，Cr和Mo量元素有極好的相關(guān)性，Ab在各個元素中負(fù)載較高，是鋅礦帶的元素異常組合，其可以作為勘察鋅礦的重要標(biāo)志。

3 結(jié)語

利用聚類分析法和合并分析法對甘肅省多壩溝地區(qū)金屬礦化探數(shù)據(jù)處理分析，并根據(jù)組合分值的分布規(guī)律對該區(qū)域可以進(jìn)行有效地預(yù)測。通過研究可以發(fā)現(xiàn)在此區(qū)域中可能有銀礦點和鋅礦點的存在，而且銀礦區(qū)域的主要元素組合與Sn的組合分值相符合，表明利用此分析方法的分析預(yù)測效果較好，為金屬礦的尋找和勘查提供了一定的理論依據(jù)。

[1]苗中杰,申維,荊林海,等．新疆西昆侖甜水?！缪驗┑貐^(qū)鉛鋅礦遙感找礦模型構(gòu)建及成礦預(yù)測[J]．金屬礦山,2017，56(8)：138-145．