EDA异常下限分析在二段井地球化学找矿中的应用

高正海 史梁 王子赫

摘要：地球化学异常下限的确定对圈定地球化学异常至关重要。笔者采用二段井地区1∶1万土壤地球化学数据，通过对比分析研究EDA异常下限确定方法与85%累计频率法，EDA异常下限方法比较符合客观实际，与地质背景吻合好，通过对HT4号综合异常进行异常查证，发现了1条金铅多金属矿体，且异常与矿体产出位置相吻合，化探异常在二段井找金铅多金属矿工作中具有较好的指示意义。

关键词：地球化学特征；异常下限；EDA；肃北县；甘肃省

地球化学异常下限的确定是地球化学勘查的一个基本问题。EDA即探索性数据分析，属稳健统计学的范畴，对数据的分析不建立在数据是否服从正态分布的基础上，EDA技术的图示方式，能够一目了然地看出来数据的分布情况，使数据更容易、更客观地被利用[1]。本文利用箱线图进行元素异常下限与85%累计频率法计算的异常下限进行对比研究，通过合理比较确定适合研究区的异常下限。

1.区域地质特征

研究区大地构造位置上属塔里木板块和哈萨克斯坦板块结合部，被视为天山复杂弧盆系的东延部分，位于北山造山带南带，即黑山—咸泉子深大断裂（缝合带）以南，柳园—大奇山深大断裂以北的红柳园—音凹峡地体。区域构造线总体展布方向为近北西西向，该区经历了多期次的构造运动和岩浆热液活动，火山—沉积建造发育，成矿条件良好，在成矿区划上属于拾金坡—金场沟金、铜、铁和铅锌、银、稀有金属成矿带[1，2]。

区域内地层为前长城系敦煌群（AnChD）、奥陶系锡林柯博组（Oxl）、二叠系方山口组（Pf）、三叠系珊瑚井组（TS）、侏罗系水西沟组（Js）以及新近系、第四系地层。区域内构造行迹复杂，区内的断裂构造发育良好，以强烈挤压、走滑兼韧性剪切为特征，并对区内侵入岩的分布、成矿物质的活化、迁移和富集成矿均有十分重要的控制作用，受柳园—大奇山断裂影响，发育数量众多的次级张性和扭性断裂，走向主要为近东西向、北西向和北东向；区内岩浆活动频繁，从加里东期到印支期皆有分布，岩性以中酸性为主[3]。研究区属于北山造山带南带，北山南带是我国西北重要的多金属成矿带。区域内已发现的矿床有红山井南金钨钼矿床、金场沟金钼多金属矿床等，矿床类型以岩浆热液矿床为主[2]。

2.研究区地质特征

研究区内出露主要地层为奥陶系锡林柯博组（Oxl）、二叠系方山口组（Pf）、新近系苦泉组（NK）及第四系。区内受柳园—大奇山断裂影响，断裂构造多发育。研究区中部发育多组近北西向断裂，为张扭性断裂，围岩为黑云花岗岩和英云闪长岩，断裂破碎带内岩石破碎，蚀变主要为褐铁矿化、硅化、碳酸盐化等。区内岩浆岩较为发育，大面积出露黑云花岗岩和英云闪长岩，以中酸性岩为主[3]。

3. EDA異常下限计算

本次数据处理采用EDA（ Expolrer Data Analysis）分析技术。EDA技术不需要检验数据的分布形式，对于不服从正态或对数正态分布的数据进行处理时，具有一定的优势[4]。EDA方法能消除个别极值点对算术平均值和标准离差带来的重大影响，异常值的标准以四分位数和四分位距为基础，可以容许零星的极值存在。EDA方法的五个特征数据为：最小值（Min）、下四分位数（Q1）、中位数（m）、上四分位数（Q3）、最大值（Max）（见图1）[5]。

为了确定这五个参数，首先要对数据进行排序（从大到小或从小到大）；然后取中位数（m）。通过中位数排序之后，分成从最小值至中位数与中位数至最大值两部人分，分别对这两部分取中位数得到下四分位数（Q1）和上四分位数（Q3）。四分位数已确定，EDA方法通过大于Q3+1.5Sh确定异常下限。通过计算内散度：hs=Q3-Q1；异常下限：Fu=Q3+ 1.5Sh；极端异常下限：Wu=Q3+3Sh；异常上限： Fl=Q1-1.5Sh；极端异常上限：Wl=Q1-3Sh[5]。

利用箱线图数据可以显示出集中、分散或者是否对称分布。中位数的位置决定了数据是正态分布或者是正偏分布，位于中间为正态，位于下部是正偏。数据对比分析时处于同一量纲下，通过箱体的大小可以看出来数据的集中或分散程度。从图1可以清楚地看到地球化学异常评价中的异常下限和异常上限的值及其位置[5]。

数据：甘肃省肃北县二段井地区1∶1万土壤地球化学测量数据，有11个样品测试元素，主要为Au、Ag、As、Sb、Bi、W、Mo、Cu、Pb、Zn、Hg等。研究区内主成矿元素为Au、Pb，笔者初步拟选取Au、Pb元素进行分析，各元素的箱线图参数特征见表1，Au元素和Pb元素的箱线图见图2。

4.应用效果分析与讨论

85%累计频率法就是一个数值的频率和比它的频率高的数值频率的总和。设x1

利用EDA中的箱线图，对地球化学元素在全区的数据分布状况进行分析，重在异常下限的提取和对比分析[5]。

对甘肃省肃北县二段井地区Au、Pb元素运用EDA异常下限分析方法分析研究，所圈定的地球化学异常图具有如下特征（表2和图3）：

（1）异常面积小，具有明显的浓集中心。

（2）所圈异常形态比较规整，区域分布趋势受到地质背景的一定控制。

（3）异常区域与含矿构造具有明显的良好的指示相关性。

（4）EDA异常方法确定的异常下限，消除低缓异常的干扰，有利于异常查证。

HT4綜合异常位于研究区中南部，呈不规则带状，异常区面积约0.39km2。异常区地势平坦，植被不发育，交通较为便利。异常展布于黑云花岗岩岩体内。在中南部发育4条北西向断裂横穿异常区，成矿条件较好。该异常元素组合复杂，元素种类全，主要异常元素为Au、Mo、W、Pb、Bi、Hg异常，少量Ag、Cu、Zn、As、Sb异常（图4），综合异常呈不规则展布，异常长轴方向为北西向。其中Au元素规模大套合好，Au、Mo、W、Pb、Bi、Hg元素具外、中、内三级浓度分带，Sb元素具外、中二级浓度分带（表3），有清晰的浓集中心。Au异常面积约0.0853km2，Au元素峰值191×10- 9、平均值18.73×10-6；Pb元素峰值494.6×10-6、平均值219.04×10-6；Mo元素峰值10.21×10-6、平均值3.66×10-6。确定Au、Pb为该异常的主成矿元素，Mo、W、Bi、Hg为特征组合元素。伴生组份为Ag、Cu、Zn、As、Sb。

该综合异常元素组合多，规模大，Au、Pb异常强度较高、变异显著、浓集中心突出，Mo、W、Hg异常套合较好，成矿地质条件有利。

5.工程验证

根据化探异常特征，结合区内地层、构造、岩浆岩等条件，对HT4号综合异常进行了异常查证。依据金铅元素异常的形态针对F8破碎蚀变带进行探槽揭露，该蚀变带宽2m～5m，蚀变主要为硅化，褐铁矿化，高岭土化等。该蚀变带内圈出1条金铅矿体（AuPb1）。其中，AuPb1金铅化体，由TC14-2、TC20-1、BT1三条槽探工程控制，长约200m，宽1.3m～2.5m不等，Au品位1.90-21.74×10- 6，平均品位为13.08×10-6；Pb品位1.29%-8.82%，平均品位为5.62%。

6.结论

（1）采用EDA技术确定异常下限，所圈定的异常面积小，具有明显的浓集中心。对比85%累计频率法，EDA异常下限分析方法所圈异常形态比较规整，区域分布趋势受到地质背景的一定控制。异常区域与含矿构造具有明显的良好的指示相关性。消除低缓异常的干扰，有利于异常查证。

（2）通过对HT4号综合异常进行异常查证，F8破碎蚀变带内新发现了1条金铅多金属矿体，且异常与矿体产出位置相吻合，说明化探异常在二段井找金铅多金属矿工作中具有较好的指示意义。

参考文献：

[1]甘肃省地质矿产局.甘肃省区域地质志[M].北京：地质出版社， 1989， 1-520.

[2]张新虎，刘建宏，赵彦庆.甘肃省成矿区（带）研究[J].甘肃地质， 2008， 17（2）： 1-8.

[3]高正海.甘肃省肃北县二段井铅多金属矿地质特征及找矿标志浅析[J].甘肃科技， 2019， 10. 35（20）：81-83.

[4]史长义.勘查数据分析（EDA）技术的应用[J].地质与勘探， 1993， 29（11）： 52-58.

[5]陈健. EDA异常下限分析在地质找矿中的应用[J].矿产勘查， 2019， 8. 10（8）：1961-1964.

[6]陈健，李正栋，钟皓，武明贵.多种地球化学异常下限确定方法的对比研究[J].地质调查与研究， 2014， 37（03）： 187-192.