R型因子分析在青海省治多杂多地区成矿预测中的应用

物探化探计算技术　　

2010年5月

文章编号:1001—1749(2010)03—0332—05

R型因子分析在青海省治多杂多地区

成矿预测中的应用

刘晓玲

1、2、3

,陈建平

1、2、3

(1.中国地质大学　地球科学与资源学院,北京　100083;2.中国地质大学　国土资源与高新技术研究中心,北京　100083;

3.北京市国土资源信息开发研究实验室,北京　100083)

摘　要:因子分析是研究元素共生组合的一种有效的方法,其中的每一个因子都表示一种元素之间的组合关系,这种组合关系的研究对于成矿预测有很大的帮助。这里对青海省南部治多-杂多地区的地球化学数据中的十七种元素进行R型因子分析,得出了五个因子,分别代表了不同的元素组合特征。将各个因子所对应的因子得分绘制成等值线图,与实际地质背景相结合进行成矿有利分析,可为成矿预测提供线索和依据。关键词:R型因子分析;成矿预测;治多～杂多中图分类号:P632　　文献标识码:A

海陆棚;莫云上叠盆地;结多中生代前陆盆地(见

下页图1)。

该研究区内从古中元古代到第四纪地层出露较为完整,主要为成层有序地层。其中,以三叠纪地层出露面积最广,由查涌蛇绿混杂岩、早中三叠世结隆组和三叠纪巴颜喀拉山群、晚三叠世巴塘群及结扎群组成。

总体上,出露岩体较少,基性～超基性岩规模不大,但有零星分布,在治多地区主要集中于通天河蛇绿混杂带以外的杂多晚古生代～中生代活动陆缘带内。另有部份呈脉状侵入到晚三叠世巴塘群中,在杂多地区多呈岩脉状集中分布于北羌塘～昌都陆块的杂多晚古生代～中生代活动陆缘带内。在治多一带还分布有蛇绿岩,向北与巴颜喀拉双向边缘前陆盆地中三叠纪巴颜喀拉群断层接触,南西侧与北羌塘～昌都地块中晚三叠世巴塘群断层接触。区内线性断裂走向与地层展布方向基本一致,为北西～南东向。局部发育有近南北向次级断裂,形成断裂切割交接复合部位,为岩浆、矿质提供了有利的赋存空间(见下页图2)。

1　区域地质背景与特征西南三江北段是中国重要的铜多金属成矿带,经过对该地区多年的矿产勘查工作,发现了一批具有一定规模的矿床,该地区已成为我国重要的矿集区之一。此次工作的研究区为青海省治多—杂多地区,属于西南三江北段的西北延伸部份。测区在大地构造位置上属于特提斯～喜马拉雅构造域的东段,位于青藏高原腹地,唐古拉山北坡,金沙江缝

[1]

合带与澜沧江缝合带之间的昌都地块中西部。从元古代以来,该地区经历了漫长的构造演化历史,其地质构造复杂,岩浆活动发育。根据青海省地调院2006年的地质调查成果可知,该地区自北向南划分有四个一级构造单元:①松潘～甘孜地块;②通天河复合蛇绿混杂岩带;③羌北～昌都地块;④羌南～左贡地块。其中的羌北～昌都地块杂多晚古生代～中生代活动陆缘为区内的主要构造单元,呈北西向展布,且包含七个三级构造单元:巴塘陆缘火山弧;结扎弧后前陆盆地;纳日贡玛-子曲岛弧带;阿多～东坝弧后盆地;杂多晚古生代浅

基金项目:“十一五”国家科技支撑计划项目子课题(2006BAB01A08)收稿日期:2009-11-18　　　改回日期:2010-03-24

3期刘晓玲等:R型因子分析在青海省治多杂多地区成矿预测中的应用333

图1　构造单元划分简图(据青海省地调院2006年的地质调查成果报告修改)

Fig.1　Sketchmapshowingdivisionoftectonicunits(modifiedafterthereport,Qinghaigeologicalsurveyinstitute,2006)

图2　治多～杂多地区地质简图

Fig.2　Geologicalmaponzhiduo-zaduoarea

334物探化探计算技术32卷

2　地球化学变量分析

化探信息是一种直接找矿信息,是找矿预测中

[2]

的重要变量,而多元统计分析方法是常用的地质数据处理方法。

此次,作者选用了SPSS软件,数据源为青海省地质调查院治多杂多1∶200000化探扫面数据。根据测区内实际地质情况和预测矿种的需要,作者主要采用因子分析对其中的十七种元素3297件样品进行相关性和相关程度分析,以期为研究区内的成矿预测提供一些必要的线索。所选十七种元素分别为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、U、Co、Bi、Hg、Ni、Sn、Sb、W、V、Cr、As。

作者首先对所选的数据进行了R型聚类分析,希望从另一层次来分析该地区化学元素变量之间的相关性。聚类分析是以变量之间的相似程度

[3]

为基础,将变量分成不同级别的类或点群。此次利用R型聚类分析,采用最短距离法进行变量聚类,得出的相关谱系图如图3所示。根据图3可看出,当R≈18时,Ni、Cr、Co、V、As关系密切,为第一组;Cu、Pb、Ag、Sb、Zn、Bi、Au关系较密切,为第二组;Sn和W为第三组;其余Mo、U、Hg分别独立成组。总的来说,聚类分析可从定性的角度,判别每一组内的元素具有较高的相关性。

反映元素间,元素组合间的相关关系,还能反映元

[5]

素组合间的成因联系。这里采用的R型因子分析是着重于研究化探数据中变量之间的关系,最终将以合理的元素组合关系来反映该地区地球化学信息与成矿的关系。

在对该地区的十七种元素进行了旋转(正交)因子分析后,结果显示,前五个因子贡献率达到了711483%。由表1得出五个因子分别代表了不同的元素组合,其组合特征和聚类分组情况很相近。结合该地区的实际情况,可将元素组合解释为:

(1)F1:Pb-Cu-Ag-Au-Bi-Zn,该元素组合与研究区的实际矿化情况基本吻合,为成矿元素组合类型。

(2)F2:Ni-Cr-Co-V,其中的元素常在基性～超基性(铁镁质)岩浆岩中共生组合,该组合应为基性元素组合类型。(3)F3:As-Sb,这二种元素同为VA族元素,低温半金属二性元素,地球化学行为相近,迁移能

[6]

力较强,常与成矿元素伴生。

(4)F4:Mo-U,表现出常见的U、Mo伴生组合,与成矿元素常伴生。

(5)F5:W-Sn组合常在花岗岩类中有伴生,该组合应该与研究区的中酸性岩体有关。

表1　正交旋转因子裁荷矩阵

Tab.1　Thematrixoforthogonalrotationfactorloadings

F1

PbCuAgAuBiZnNiCrCoVAs

0.8480.8450.6820.6690.6520.5760.0470.0070.1280.2000.1870.2860.0910.0310.1230.0770.126

F2-0.0370.278-0.0170.199-0.0210.1190.8870.8790.8650.7980.0310.0450.068-0.0160.0590.3510.092

F30.141-0.0430.6300.2960.3040.3660.0600.0040.0270.0270.8850.8690.0830.0370.0790.2970.255

F40.0520.169-0.004-0.0480.0510.135-0.017-0.1790.0670.3190.1030.0660.7980.7710.2900.1530.346

F5-0.094-0.1010.0800.1270.4760.2040.0490.0740.046-0.0090.0610.0280.1430.0550.7820.540-0.492

图3　聚类谱系图

Fig.3　Clusteranalysisdendrogram

SbMoUWSnHg

因子分析与聚类分析一样,都是研究地球化学

数据中多变量关系的常用方法,它注重于研究变量之间或者样品之间的共生组合规律及相互关[4]

系。从理论上讲,因子分析是一种降维的方法,将原来众多的具有一定相关关系的变量,转换为数目较少的由原始变量组合而成的新变量(因子)。这些因子更符合客观事物的内在联系,比原始变量更能反映事物的本质。在元素地球化学中,不仅能

3　分析结果与成矿关系讨论

因子得分值反映了每个样品在各种地质作用

3期刘晓玲等:R型因子分析在青海省治多杂多地区成矿预测中的应用335

中的属性,是勘查地球化学中经常应用的参数之[7]

一。利用因子得分值研究某种地质作用的空间特征,是人们经常采用的方法。作者将此次因子分析得到的五个因子中贡献较大的F1、F2,分别绘制了相应的因子得分图(见图4及图5),并与地质简图叠加,使因子得分与研究区内地层、岩体、构造的分布关系直观明了,成矿规律关系的显示更为明确。从总体上看,各个因子的高值区走向主体上为北西～南东向,与区域内地层和线性断裂的走向表现出高度的一致性,从而说明区域内元素的富集与伴生受到了构造运动的影响,并且与地层有着密切

图4　F1因子得分图Fig.4　MapshowingF1factorscore

的关系。

3.1　赋矿地层和岩体

第一类组合为F1:Pb-Cu-Ag-Au-Bi-Zn。该组元素组合基本上反映了该区域内的主要成矿元素,具有与岩浆热液成矿作用有关的元素组合特征。

三叠纪时期是三江地区各主要块体聚合形成统一陆壳,由海相沉积变为陆相沉积的关键转折时期(罗建宁等,1992)。同时,三叠纪的地层也成为整个三江北段地区出露最为广泛的地层,也是该研究区内重要的赋矿层位,以铅锌矿为主的多金属矿产非常丰富。

从图4中可看到三处高值区,分布在多采～当江一带的巴塘群地层和东地涌～扎格涌～结杂一带的结扎群地层。

高值区1出现在多采乡以西尕龙格玛矿产地附近,并且向西北向延伸呈现串珠状分布,所出露的晚三叠世的巴塘群,位于北羌塘盆地的北部边

[8]

缘,是构造运动复杂部位,为一套灰紫色、灰色碎屑岩、灰色碳酸盐岩岩石地层。其中,灰岩Pb、Zn微量元素的含量较高,而尕龙格玛铜、铅、锌多金属矿床正好位于这一高值区内,附近还发现了加吉科、湖陆泊龙等铅锌矿化点。

高值区2出现在扎格涌西北角,附近有矿产地吉那。

高值区3在扎青乡以西,矿产地东角涌和先口让成串珠状分布在附近。后二处高值区出露的地层交替出露为晚三叠世结扎群和早石炭世杂多群地层,其中结扎群出露较广。结扎群地层由碎屑岩和碳酸盐岩夹少量火山岩组成,从老到新由甲丕拉组、波里拉组和巴贡组组成,之间呈整合接触。区内不整合在下伏石炭纪杂多群、二叠纪开心岭群、尕笛考组之上,其上局部被第三纪地层覆盖,北侧与巴塘群断层接触。该地层中粉砂岩中Cu、Pb、Zn微量元素也出现了较高值

由以上可看出,该区内的三叠纪地层尤其是巴塘群和结扎群地层是主要的赋矿地层,二者的基本

[9]

特征相同,但是构造环境不同,它们都与F1指示的主要成矿元素表现出很密切的关系,因而在今后的勘查工作中,这二个层位应该引起重视。

本区岩浆岩发育且分布广泛,侵入岩类和火山岩类均有,从超基性岩类到碱性岩类都有出露。整个测区内分布的基性～超基性岩,主要岩石类型为辉长岩、辉长辉绿岩、辉石橄榄岩等。一些岩石以脉状侵入到巴塘群中,另一些岩石侵入到结扎群和杂多群地层中。总的来看,基性～超基性岩分布

图5　F2因子得分图

Fig.5　MapshowingF2factorscore

336物探化探计算技术32卷

的规模并不是很大,且分布分散,分布面较广。而F2因子得出的元素组合(Ni-Cr-Co-V)是常出现在基性～超基性(铁镁质)岩浆岩中的共生组合,三条高值条走向与地层走向基本一致,且具有向东南方向延伸的趋势。从图5上看,F2还有四个明显的浓集中心,所在地层为巴塘群、结扎群和杂多群。据此可以推断,在多采～当江一带和扎格涌北部、格那贡北部,极有可能存在与班公湖～怒江结合带有关的隐伏基性～超基性岩体,但这还需要得到更多的证据来证实。3.2　控矿构造从构造上看,自元古代以来,该区经历了漫长的构造演化过程,岩浆活动很频繁,到印之期、燕山期和喜山期都有的剧烈岩浆活动,而喜山期时达到了鼎盛,控制了全区的金属矿床的形成。因此,该期成为区内最主要的成矿期。剧烈的岩浆运动使中酸性岩浆侵入,使得成矿物质得到热源和供给,加之多期次的构造运动形成的深大断裂,为成矿提供了热动力和通道,使热源和矿源可以叠加,对成矿起到了控矿、容矿作用,因此在断裂旁侧或多组断裂线相互切割交汇部位都是成矿的有利场所。图4上显示出的四个高值中心,有一处沿着断裂方向平行展布,另外三处都处于构造线交汇处,可作为一项证据来证明该结论。另外,已有的成矿事实也证明了这一结论。已知矿点中的尕龙格玛铜矿床矿体,明显受到北西～南东向的逆断层的影响,不仅控制了地层的空间展布,同时也控制了矿体的形态。而位于杂多县的东角涌多金属矿点,受到了北东向、北西向及北北西向三组断裂共同控制,同时,受到褶皱的影响使得岩石破碎,节理发育,这给含矿溶液的迁移及有用矿物的富集创造了有利条件,故矿化部位大多分布于背斜的两翼地层及背斜倾伏部位。同样还有在东南部探明的热液型先口让铅锌矿点,其成矿条件同样是受到多组断裂交汇的影响,这些交汇部位应该成为成矿的地质标志。也因为到喜山期时,岩浆构造运动达到了鼎盛时期,控制了全区的金属矿床的形成,因而喜山期成为该区最主要的成矿期。

指示出有利于成矿元素富集的有利位置。巴塘群和结扎群为该区最有利成矿的地层。

(2)该区广泛发育北西向断裂构造,其中相当一部份为地层单元或构造单元的分界线,对矿床的形成和分布有很强的控制作用,构造线旁侧或交汇切割部位应该为有利的成矿部位。

(3)沿构造单元分界线展布的F2因子得分高值区,成串珠状,应该与该区内的剧烈岩浆活动有关,有隐伏基性～超基性岩体存在的可能,但这还需要更充分的证据来验证。参考文献:

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[12]纪宏金,孙丰月,曾道明,等.对应聚类分析与盲矿体

的地球化学预测[J].物探化探计算技术,2007,29

(2):138.

化学信息,治多～杂多一带地质情况和成矿条

件都很复杂,但针对该区进行的R型因子分析的结果看,F1不仅和成矿事实有很好的对应,而且

[10].

作者简介:刘晓玲(1977-)女,博士生,主要从事矿产普查及定量地学研究。

・6・

ABSTRACTS　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Vol.32　No.3

usingdatadictionaryandstandards,andthechecked

resultshavebeengrouped.Themodulehasmadeagoodfoundationforentiredatastandards,unifiedor2ganizationandunifiedstrategyintheNationalpoten2tialmineralresourceassessment.

Keywords:standardizingqualitativedata;datacheck;datadictionary

THECOMPREHENSIVEUSEOFSTRUCTUREANDTHEALTERATIONINFORMATIONINPROSPECTINGANDFORECASTINGMINER2ALRESOURCES

11,21

LONGXiao2jun,HEZheng2wei,XIAFu2rui,etal.(1.StateKeyLaboratoryofGeohazardPreventionandGeoenvironmentProtection,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China;2.CollegeofInformationEngineering,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China).COMPUTING

TECHNIQUESFORGEOPHYSICALANDGEO2CHEMICALEXPLORATION,2010,32(3):0325

Beijing100083,China;3.TheBeijingKeyLaborato2ryofDevelopmentandResearchforLandResourcesInformation,Beijing100083,China).COMPUTING

TECHNIQUESFORGEOPHYSICALANDGEO2CHEMICALEXPLORATION,2010,32(3):0332

Theextractionofalterationinformationintheim2ageisaimportantaspectofremotesensinggeologicalprospecting.Thegeologicalstructureinformationasonekindofinstructioninformationhasalsotheveryvitalsignificancetoprospecting.Thisarticleshowstheresultsofeliminatingdisturbanceinformationsuchasthewhiteputtyland,waterbody,shadowandvegeta2tionthroughmaskingwipingofftechniqueandthei2ronandthepelizationalterationinformationextractionintheareaofsomewhereinwestTibetbasedontheETM+satellitephantomdataandPCIsoftware.Andthereferencespectrumisestablishedaccordingtoob2viousellipsearea,thefalseabnormalinformationise2liminatedbyuseofspectrumanglemethod.Andametallogenicprognosisandtheselectionofthepros2pectingprospectareainthestudyareaismadebythecharacteristicsoflinearringstructureinformationofthestudyarea.Thismethodisobviouslyeffectiveandflexibleandprovidesonereferableandeffectivewaytospeedingupthegeologicalprospectingwork.

Keywords:principalcomponentsanalysis;thresholdsegmentation;ironalteration;hydroxideradicalalter2ation;mineralizationstructure;spectrumangleACASESTUDYOFR2FACTORANALYSISFORMETALLOGENICPROGNOSISAPPLIEDTOZHIDUO2ZADUOAREAOFQINGHAIPROVINCE

1,2,31,2,3

(1.TheInsti2LIUXiao2ling,CHENJian2ping

tuteofHighandNewTechniquesappliedtoLandRe2sources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China;2.SchoolofEarthScienceandMin2eralResources,ChinaUniversityofGeosciences,

Thefactoranalysisisaneffectivemethodtostud2ythesymbioticcombinationofelements,andeachofthesefactorsindicatedthatarelationshipofcombina2tionamongelements.So,whenpeoplestudythemin2eralizationorthemetallogenicprediction,theycangetsomecluesfromtherelationship.Inthispaper,theauthorcollectedthegeochemicaldataofzhiduo2zaduoregioninsouthernQinghaiprovince,andse2lected17elementstodoR2factoranalysis.Then,theauthorget5differentfactorsindicatingthecombina2tionfeaturesofseveralelements,anddrawingthecontourmapsbasedoffactorsscores.Thenextimpor2tantthingistheanalysisoffactorswiththeactualgeo2logicalbackgroundoffavorableore2forming.Moreo2ver,theauthorhopethatthisresultsoftheanalysiscanprovidecluesandbasisformetallogenicpredic2tion.Keywords:R2factoranalysis;metallogenicpredic2tion;zhiduo2zaduoregion

STUDYOFLOGGINGINTERPRETATIONMODELSWITHSEDIMENTARYMICROFA2CIES

1,21

MENGXiang2mei,YANGShao2chun(1.CollegeofGeo2resourcesandInformation,ChinaUniversityofPetroleum(EastChina),DongyingShandong　257061,China;2.GeologgingCompany,ShengliOilfield,DongyingShandong　257064,China).

COMPUTINGTECHNIQUESFORGEOPHYSICALANDGEOCHEMICALEXPLORATION,2010,32

(3):0337

InPUTAOHUAformationoilsetatPubeioilfield,thechangeofreservoirphysicalpropertyonplanewascontrolledbysedimentarymicrofacies.Theeffectofcommonlayeringandloginterpretationmodelwithoutclassifyingsedimentarymicrofacieswasnoti2deal.Inviewofthischaracteristics,thispaperestab2lishedinterpretationmodelsforporosityandpermea2bilitywhichwereconstrainedbydifferentsedimentarymicrofacies,whicharebuiltonthebasisofthecorre2lationoffourreservoirparameters.Byusingtheinter2pretationmodels,267wellsinthisareaarereinter2preted,theresultshowsthattheinterpretationmodelsbasedondifferentsedimentarymicrofacieshavehigh2eraccuracy,andreliableparametersareprovidedforgeologicmodelingandremainingoiltapping.

Keywords:sedimentarymicrofacies;loginterpreta2tionmodel;porosity;permeability;oilsaturation