河南新县浒湾钨矿土壤地球化学多元统计分析

许栋，种凯琳，罗帅，刘玥，彭亚南

（1.河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南郑州450003；2.郑州商学院，河南郑州451200）

新县浒湾钨矿位于秦岭-大别造山带东延部位，秦岭-大别造山带经历了华北板块与扬子板块的碰撞造山及后碰撞伸展过程，燕山期岩浆活动为新县地区钨钼多金属（铜钼金银铅锌）成矿提供了良好的物质基础，而深达岩石圈的不同方向、多期次的深大断裂活动，又给矿液的运移、贮存提供了有利空间［1-3］。目前该地区钼、金、银、铅、锌等矿种勘查和研究程度较高、但钨矿的勘查和研究程度偏低［4-6］。本报道以矿区开展1:1万土壤地球化学测量数据为基础，开展成矿元素的分布、分配特征，研究土壤地球化学元素规律与成矿的关系，为进一步找矿提供理论依据。

1 地质概况

1.1 矿区地质特征

研究区大地构造位于秦岭-大别造山带东段，隶属于Ⅱ-7秦岭—大别成矿省（东段）、Ⅲ-3桐柏-大别Mo-Ni-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-CaF2-金红石成矿带、Ⅲ-3-④新县一带Mo-W-Cu-Pb-Zn-Fe-CaF2-金红石-白云母成矿亚区，具有很好的钨矿成矿条件［3-5］。区内地层为：中新元古界浒湾岩组(Pt2+3h)、新生界第四系（Q）（图1）。

图1 浒湾钨矿区地质简图

矿区内构造以断裂为主，总体构造近北西西向，有一区域性白洼韧性剪切带从矿区北部横穿而过，次级南北向或北北东向断裂多有发育，大致形成网格状构造格局［7-9］。

1.2 矿床地质特征

研究区共圈定六个石英脉型黑钨矿矿体，黑钨矿体主要赋存于含榴混合花岗岩断裂或花岗质片麻岩层间断裂构造中，分四面山、鄢山两个矿段，四面山矿区圈出W3-1、W3-2隐伏石英脉型黑钨矿矿体两个，其中W3-1为工业矿体，W3-2为低品位矿体。鄢山矿段圈出石英脉型黑钨矿矿体四个，编号为W1-2、W1-5、W1-6和W2-1，其中W1-2、W1-5、W2-1为工业矿体，W1-6为低品位矿体。

矿区的石英脉型钨矿体多呈半隐伏至隐伏状，钨主要赋存于黑钨矿（钨锰铁矿）中，钨矿赋存在石英脉中，矿石不易氧化，为原生矿石，矿床成因类型属中偏高温热液矿床，工业类型属半隐伏—隐伏缓倾斜石英薄脉型钨矿床。

2 土壤样品采集

本区地层或构造线大致为东西向展布，因此选用测线方向为南北向，测网规格：100m×40m，对构造发育、原评价为具备重点矿化地段加密至100m×20m。所有土壤样品（4228件）由河南省地矿局第三地质矿产调查院岩矿测试中心（信阳）分析测试，拟定土壤测量采样及样品加工粒级为-10目，分析W、Mo、Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、Bi、As、Sb共11项。

3 土壤地球化学多元统计学分析

3.1 元素分布特征

根据测试结果，各元素基本地球化学参数（表1）、分布分异特征（表2、表3）。

表1 元素地球化学参数特征值表

表2 元素富集或贫乏程度一览表

由表3可知：W、As、Ag、Au、Bi、Mo、Sb的K1大于1.5，在测区呈富集态势；特别是W元素的K1=3.61，为强富集。Sn元素的K1=1.27，属高背景值区；Zn元素的K1=0.82，属背景值区；Pb、Cu的K1小于0.8，属低背景值区。Au、W、Ag、Bi、Sn的Cv1大于1，为强分异状态；其中Au、Ag、W的Cv1分别等于5.64、2.51、2.39，为极强分异状态；此三元素离散程度大、分异能力强，表明受过强烈的后生叠加改造作用，在勘查区较富集成矿。Mo的Cv1为0.85，呈分异；Pb、Cu、Sb、As、Zn的Cv1小于0.75，为弱分异或平均分布状态。W、Au、Ag在测区富集程度高，离散程度强，主要在测区相对集中，为测区的主要成矿元素，Mo在测区富集程度高，具有一定的分异性，富集成矿可能性较大。

表3 元素不同均匀等级分布表

3.2 离散程度分析

元素的相对离散程度主要通过各元素含量的原始数据集变异系数（Cv1）与平均值加（减）3倍方差剔除后的数据集变异系数（Cv2）之间的比值来反应见图2。

图2 测区土壤测量元素相对离散程度图

由图可知，区内Au、Ag、W元素的离散程度大，高值点较多，表明在研究区富集成矿的可能性较高；如测区北部四面山一带有W、Au矿化；Bi、Sn、Mo、Cu、Pb、Sb、As、Zn的变化程度相对平稳，高含量数据相对较少。综上分析，结合全区地质背景，确定主要成矿元素为W、Au、Ag。

3.3 相关性分析

为进一步了解区内成矿元素与其它伴生元素之间的关系，对测区内矿体（矿化体）67件矿（矿化）体化学样本中11种元素进行了相关性分析［10］，计算得出测量元素的对数相关性矩阵（表4），可得出：

表4 元素对数相关性矩阵

（1）W与Au、Ag、Cu、Pb元素相关性较好，相关性系数（r）≥0.5，相关系数变化不大。

（2）Au与Cu、Ag、Pb、Mo、W元素均有较好的相关性，其中与Cu相关系数0.71，与Pb相关系数0.63，与Ag相关系数为0.59，其次Au与Mo、W元素相关性较好，相关系数分别为0.50、0.55。

（3）Pb与Cu元素显著相关，r=0.84；As与Sb元素相关性较好r=0.74。

3.4 R型因子分析

本研究采用R型因子分析（表5），提取主因子4个，代表整个数据的变化情况，提取方法为主成份法，对初始因子进行方差最大正交旋转。

表5 旋转成份矩阵

F1因子（Cu、Pb、Ag、Au、Bi、W、Mo、）：多金属硫化物矿化因子，Cu、Pb、Ag、Au、Bi的载荷值较大，代表了主要成矿期。W、Mo元素与Cu、Pb、Ag、Au、Bi元素出现在同一因子中，说明矿化具有多期叠加的特征，代表具有多元素热液的活动作用，同时代表了成矿过程各元素的共生组合关系。F2因子（Sb、As）：代表成矿的早期阶段。F3因子（Sn、Pb）：低温成矿元素，为矿体前部指示元素。F4因子（Zn）：Zn元素化学性质比较活泼，单独出现表明具有一定的成矿独立性。主因子（F1）表明W的矿化具有多期次特征，与W矿化相关的主要2个阶段是W-Mo-Cu-Bi组合沉淀作用阶段和Au-Ag-Pb-Zn-Sn金属硫化物矿化阶段组合沉淀作用阶段。

4 结论

（1）采用多元统计分析方法对研究区土壤地球化学W、Mo、Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、Bi、As、Sb 11种元素测试数据进行相关分析、聚类分析、因子分析，提出W在区矿内的近矿指示元素为Au、Ag、Cu、Pb、Mo、Bi。

（2）依托各元素之间的联系及共生组合的特性，因子分析结果表明：W的矿化具有多期次特征，与W矿化相关的主要2个阶段是W-Mo-Cu-Bi组合沉淀作用阶段和Au-Ag-Pb-Zn-Sn金属硫化物矿化阶段组合沉淀作用阶段。