陕西楼房沟钒矿床矿化强度的趋势面分析与远景预测

王亚萍，李 晓，蔡 稳，赵国栋，贾福聚，李 亮

(1.山东黄金矿业股份有限公司，山东 济南 250101；2.昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093；3. 中色地科矿产勘查股份有限公司，北京 100012)

0 引言

陕西楼房沟钒矿位于秦岭造山带中段武当地块北缘，含矿地层为寒武系水沟口组，该地层黑色岩系广泛发育，钒、金、银、镍、钴、铜及磷等成矿元素背景值高，找矿潜力巨大[1-3]。

趋势面分析既能反映地质变量的区域性变化(趋势面)，又能揭示其局部变化(剩余面)，是进行成矿远景评价中运用较成熟的一种分析方法[4-6]。通过系统收集整理楼房沟钒矿以往矿产勘查过程中形成的化验数据，录入Surpac三维矿业软件系统，建立品位数据库，实现了品位数据的三维空间定位。本文对具有空间属性的品位数据进行趋势面分析，结合矿区地质情况总结矿化趋势和矿化规律，以期为矿区资源开发和找矿工作提供理论支撑。

1 地质背景

区域出露地层主要有震旦系灯影组(Z2dn)和寒武系水沟口组(∈1s)、岳家坪组(∈2y)、石瓮子组(∈3O2)s，总体呈单斜构造向北东倾斜。赋矿地层寒武系水沟口组与下伏地层震旦系灯影组呈平行不整合接触，与上覆寒武系岳家坪组为整合接触关系。断裂构造以EW向断裂为主，次为NW、NE向断裂。

矿区内水沟口组呈NW—SE向带状出露，倾向NE，倾角35°～45°，可划分为两个岩性段。下段为硅质岩、硅质板岩及碳质板岩，间夹泥质板岩等，厚20～60 m。上段为层间夹泥、碳质千枚岩条带的灰黑色薄层灰岩、厚层泥斑灰岩，厚60～200 m。其中下岩性段的硅质板岩及炭质板岩为钒矿主要含矿层位。

矿区西部发育一条NW—SE走向正断层(F1)，断裂长约1.0 km，倾向NE，倾角45°～78°，受断层影响地层为震旦系灯影组，对含矿地层影响微弱。

楼房沟钒矿床已探明2个矿体，其中Ⅰ号矿体为主矿体，地表控制长度约2100 m，Ⅱ号矿体产出矿区西部在Ⅰ号矿体下盘，规模较小，地表露头长约250 m。2个矿体均呈层状，顺层产出于水沟口组含结核炭硅质板岩夹泥岩、泥质板岩、黑色炭硅质岩中，矿体产状稳定，倾向NE，倾角35°～52°。

矿石类型可分为炭、硅质板岩型钒矿石和泥质板岩型钒矿石两种，以炭、硅质板岩型钒矿石为主。含钒矿物主要有绢云母、磁铁矿、褐铁矿和金红石等。

该矿床属沉积—热液改造型矿床[1，7]。

2 数据收集和品位分布

分析数据主要来自矿山以往探矿工程形成的探矿工程编录及化验数据。共收集到19个钻孔、13个穿脉和22个探槽工程资料，选取达到V2O5边界品位0.50%以上的原始化验样品(单样)919个，录入Surpac三维矿业软件系统，建立V2O5品位空间数据库，实现了数据的三维空间定位。由于趋势面分析要求数据空间分布尽可能均匀，对上述单样按2 m的样长进行重新组合，得到组合样560个。V2O5组合样最低品位0.53%，最高品位达1.52%，平均品位为1.03%，方差为0.050，标准差为0.224，变化系数为21.77%。

3 钒矿化趋势面分析

3.1 地质变量选取与分析

一阶趋势面函数：f(x，y)=b0+b1x+b2y；

二阶趋势面函数：f(x，y)=b0+b1x+b2y+b3x2+b4xy+b5y2；

三阶趋势面函数：f(x，y)=b0+b1x+b2y+b3x2+b4xy+b5y2+b6x3+b7x2y+b8xy2+b9y3；

……

b0为常数项，b1、b2、b3……为理论偏回归系数。

将组合样各点V2O5的品位值、东坐标和北坐标以SAS统计分析软件规定的格式输入系统，采用GLM过程进行趋势面回归分析，可得到各点每阶趋势的趋势值和剩余值，并自动求得各阶趋势分析的概率P值(Pr>F)、判定系数(R-Square)、误差均方根(Root MSE)、偏态系数(Coeff Var)和残差独立性(Durbin-Watson D)等参数(表1)。

表1 V2O5品位各阶趋势面分析结果Table 1 V2O5 grade trend surface analysis result of each level

3.2 分析结果与趋势面

得出各阶趋势面分析结果后，需要选取更能代表研究区矿化规律的模型阶次。

各阶趋势概率P值(Pr>F)均为P<0.0001，反映各阶趋势面统计结果与原数据均具有显著差异(P≤0.05)。

判定系数(R-Square)又称趋势面分析的拟合度，拟合度是判定最优趋势面的重要参数，理论上拟合度越接近于1越好。在地球化学数据趋势面分析过程中，拟合度太高会使异常区消失，拟合度太低则不能消减区域背景因素的影响，在实际应用中拟合度跟趋势面的阶数及数据个数相关，趋势面阶数越大拟合度越高，数据个数越多则拟合度越低[10]。一般选择随着趋势面阶数增大，拟合度增大幅度逐渐变缓的转折点作为最优趋势面[11-12]，分析结果显示二阶趋势判定系数为0.2782，为数据变化的转折点，因此采用二阶趋势面分析结果。而且，二阶趋势面分析结果误差均方根(Root MSE)和偏态系数(Coeff Var)较一阶结果均有明显降低，不足之处是残差独立性(Durbin-Watson D)为0.6647，与2有一定偏差，残差在一定程度上偏离正态分布。选取二阶趋势面分析结果，绘制V2O5矿化趋势等值线图和剩余等值线图(图1和图2)。

4 讨论与结论

从拟合的矿区矿化趋势等值线图可知：

1)楼房沟矿区V2O5矿化趋势线总体延伸方向为NW—SE向，与地层走向方向基本一致，表明地层控矿是总趋势。

图1 楼房沟矿区V2O5矿化二次趋势等值线图(底图据文献[7])

图2 楼房沟矿区V2O5矿化二次剩余等值线图(底图据文献[7])Fig.2 Contour map of the secondary residual of V2O5 grade in Loufanggou deposit[7]

2)楼房沟V2O5矿化趋势值具自南西向北东增高趋势，预示着在矿体倾向方向随深度增加，矿化强度有增大的趋势。具体的矿化趋势较高带出现在3线、0线、4线和8线的北东区域，由图2可见，矿化剩余高值中心分布相对分散，在3线、0线、4线之间形成了一个高值区域。

因此，推测该区域钒矿资源经济价值高，可作为深部找矿远景区，是矿山资源开发的重点区域。