江西赣县乌石下地区1:10000土壤测量元素特征值及组合分布特征

邓以超，叶东旭，钟建国

(江西省地矿局赣南地质调查大队，江西 赣州 341000)

1 区内地质概况

工作区位于江西省赣县区石芜乡山背村，距赣州市北东向22.5公里，区内大部分面积属低山丘陵地貌，东边和中部为低山地貌，间夹少量较小的河谷盆地。区内出露地层主要有震旦系沙坝黄组、坝里组、老虎塘组，出露岩体主要是燕山晚期黑云母二长花岗岩及少量花岗斑岩脉。赣县乌石下地区在前人1：20万和1:5万水系沉积物测量显示区内W、Mo、Bi、Ag等元素异常强度高，认为区内有以W、Cu为主，伴Mo、Bi、Ag的有利成矿远景。区域周边围绕燕山期岩浆岩体，特别是燕山早期第二阶段侵入体的内、外接触带，成为了已有铜钨矿床(点)的聚集区，如白石山钨铜矿、广教寺和桂湖钨铜矿点等[1]。

2 土壤测量工作情况

赣县乌石下地区开展1：1万土壤测量15平方公里，采用40×100米点线距的标准网格布置采样点，根据工作区地层大致为南北走向而选择东西向测线；共有46根测线，采集3909个土壤样品，对每个样品进行钨、锡、钼、铋、铜、铅、锌、金、银、砷、锑等11个元素分析测试。

土壤测量野外作业的采样点位置准确，采样深度合理，原始记录内容真实可靠，描述齐全，分析测试方法得当质量合格。总体质量符合DZ/T0145-2017《土壤地球化学测量规范》及工作设计的要求[2]。

3 元素富集变异特征

元素富集情况用富集系数来衡量，据前人总结出富集系数K＜0.5为显著贫化类，0.5＜K＜1为接近标准类， K＞1.5为相对富集类，1.5＜K＜3明显富集，大于K ＞3.00强富集。

图1 乌石下地区土壤测量富集系数排序图

图1 为乌石下地区土壤测量富集系数排序图，可直观反应区内各元素富集情况。其中1.5＜Sb＜Zn＜Au＜Ag＜Cu＜As＜3，表明这些元素区内表现为明显富集；3＜Pb＜Sn＜W＜Mo＜Bi，表明这些元素区内强富集，具有良好的找矿前提。

图2 乌石下地区土壤测量变异系数排序图

元素分异性用变化系数CV来衡量，当CV＞1.5属于极强分异， 1.5＞CV＞1为元素分布极不均匀，属强分异型，1.0＞CV＞0.7表示元素分布不均匀，属分异型，当0.7＞CV＞0.5为分布相对均匀，属弱分异型，若CV＜0.5则为均匀分布，属无明显分异。在地球化学勘查中一般变化系数越大，表示某种元素的变化程度越大，也就是离散程度越高，越有利于成矿。图2变异系数排序图[3]。

可见区内0.5＜Pb＜Sb＜W＜Au＜0.7，说明这些元素区内表现为弱分异，分布相对均匀；0.5＜Pb＜Sn＜1，说明这两个元素属于分异型；Bi的变异系数为1.4，表现为强分异；而1.5＜Cu＜As＜Ag＜Mo，这些元素在区内为极强分异。

结合富集系数和变异系数，可知区内Pb、Sn、W、Mo、Bi几个元素具有强富集高分异的特征，是区内重要的成矿元素[4]。

4 元素组合与分布规律

本文通过相关性分析、R性聚类分析和因子分析等方法进行区内元素组合分布规律研究。

4.1 元素相关性分析

相关性分析是研究两组或多组变量间的相关关系的分析方法，相关系数绝对值在0.6-1为强相关，0.4-0.6之间为中等程度相关，0.2-0.4为弱相关，0-0.2之间为无相关。表1为区内元素相关系数矩阵。

表1 乌石下元素相关系数矩阵

可见，高温元素Sn和Bi为强相关；重要成矿元素Sn、 W、Mo、Ag之间为中等程度相关；此外高温元素W与中低温元素Ag、As为中等程度相关。认为区内较为有利的成矿组合为Bi-Sn-Mo-Bi，为一组高温热液成矿带组合；此外Ag元素与多个高温元素相关性较强，认为也具有良好的找矿意义。中低温元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As等元素之间没有中等程度相关以上的元素组合，只有个别存在弱相关。

4.2 R型聚类分析

R性聚类分析主要可以了解变量间和各变量组之间关系的亲疏程度，根据分析绘制出聚类谱系图则可以非常直观的表达分类结果。本文对在对全区分析数据进行最近邻元素的分析方法进行聚类分析，图3为区内元素R型聚类分析谱系图。

图3 乌石下地区R性聚类分析谱系图

由图可知，当相关系数为0.5时，元素可分为4组，分别为（1）Bi-Sn-Mo-As-W-Ag，（2）Cu，（3）Au，(4)Pb。再一次印证了高温元素为主的Mo-Sn-Bi-W的元素组合伴生中低温元素Ag-As组合为区内主要成矿元素。

4.3 因子分析

因子分析是从变量群中提取个性因子的方法，为简化变量，是研究元素共生组合的有效方法。因子分析中包含的元素反应了它们之间组合关系和内在成因关系，所以因子的得分可以直观了解区内元素分布规律甚至预测矿体的存在[5]。

对全区3909件样品11个元素进行因子分析，取得初始因子模型后对特征根累计约60%的前三个因子做“方差极大”正交旋转得到旋转后的因子模型，以因子载荷大于0.6为标准，提取三个因子组合。分别为（1）F1:W-Mo-Bi-Sn-Ag；（2）F2：Cu-Pb-Zn（3）F3：Au-Sb。

表2 主要因子特征根和结构式

主因子F1为区内最重要的元素组合因子，累计均方根为34.66%，反映了Mo、Sn、W、Bi等高温元素的富集，与区内花岗岩有密切的联系；主因子F2是以Cu-Pb-Zn成矿元素组合为特征的中低温硫化物成矿阶段，反映了中低温成矿元素的亲缘性，但相关性和R型聚类分析这组元素的结合性相对较差；主因子F3代表着Au在区内的分布情况。

为了更直观的分析各元素组合在区内空间分布规律，利用因子得分数据绘制因子异常图，见图4。

图4 乌石下地区元素因子异常图

由图4可见，主控矿元素F1（W-Sn-Mo-Bi-Ag）因子组合主要分布在测区西北角鹅子坑一带，与区内侏罗纪中世深坑单元的中-细粒斑状二长花岗岩分布基本重合，更晚的侏罗纪中世大瑞山单元的中-粗粒斑状二长花岗岩则未见明显高温元素组合异常。黑云母二长花岗岩呈灰白-浅肉红色，风化后呈灰黄色，似斑状结构，主要见斜长石、钾长石、石英，黑云母、白云母矿物少量，地表观测到云英岩化。燕山期是本区钨锡钼铋等高温元素主要成矿期，也是岩浆活动的最鼎盛时期，具多阶段、多次成岩活动，成为区内最具特色的钨、锡多金属矿成矿时期。推测区内主要成矿地质体为深坑单元的中-细粒斑状二长花岗岩，具有寻找W、Sn、Mo、Bi等高温热液矿床的良好前景。

主因子F2（Cu-Pb-Zn）则相对分散，零星分布于测区各个部位，只在东北部牛皮寨东侧龙脑-上横溪一带见面积较大的因子异常，出露主要地层为震旦系沙坝黄组，其西边与燕山期岩体接触。从因子异常看，虽然分布零散但互为整体，总面积较大，说明不是单点或者污染引起，也应引起注意，在测区东北部寻找铅锌矿矿可能具有较好前景。

主因子F3（Au-Sb）主要分布于测区西南角小分和东南角铜锣湾一带，其次在深坑单元的中-细粒斑状二长花岗岩与震旦纪砂岩的接触带也可见Au-Sb异常。但从区内金元素的均值、极值、变异系数和富集系数和与其他元素的相关性等参数看，金在区内成矿条件较为一般。

5 结论

江西赣县乌石下测区内Sn、W、Mo、Bi、Pb等元素具有强富集高分异的特征，是区内重要的成矿元素；利用相关性分析、R型聚类分析和因子分析等方法可以有效确定化探元素共生组合类型和成因关系，利用因子得分绘制因子异常图可以直观反映区内各组合类型的空间分布规律。经过综合分析，推测燕山期是本区钨锡钼铋等高温元素主要成矿期，推测区内主要成矿地质体为深坑单元的中-细粒斑状二长花岗岩，具有寻找W、Sn、Mo、Bi等高温热液矿床的极好前景[6]。