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《資源環境與工程雜志》2014年第S1期

1.應用實例

1.1研究區地質概況1.區域地質特征礦區位于桐柏-大別變質核雜巖隆起亞帶中部。區域出露主要為TTG系列的英云閃長質片麻巖、奧長花崗質片麻巖、花崗閃長質片麻巖組合；表殼巖系為沉積其上的含鐵碎屑建造（蘇必利爾鐵建造—BIF）、孔茲巖系及碎屑—碳酸鹽巖建造夾雙峰式火山建造（稱大別山（巖）群）；而侵入巖則主要表現為晉寧期和燕山期的花崗巖類。造山帶內巖漿活動十分頻繁，發育多期巖漿巖，尤以燕山期后碰撞鈣堿性花崗巖最為強烈，工區北部有靈山、新縣和商城等巖體分布，規模較小的巖體主要形成于早白堊世，其中中酸性小巖體密布，巖性多為酸性富堿的花崗斑巖、似斑狀花崗巖、石英斑巖及花崗閃長斑巖等。2.礦床地質特征礦區出露地層屬秦嶺－大別地層區卡房－龜峰山小區，出露主要巖性有黑云二長花崗質片麻巖、斜長角閃巖、斜長角閃片巖等。廣泛出露的二長花崗質片麻巖以及基性火山巖組，巖石化學性質十分穩定，巖石中節理、裂隙發育，為良好的成礦圍巖，也提供了儲礦空間。區內巖漿巖活動頻繁，燕山期巖漿侵入尤為強烈,提供了豐富的的巖漿熱液和成礦物質來源。區內構造復雜，斷裂構造極其發育，它們控制了熱液活動、地表水和地下水運移,控制了成礦流體的運移，提供了有利的導礦通道及成礦空間，進而控制礦體的空間分布。區內構造以斷裂活動為主。按照空間展布特征可劃分為北西西向、近東西向、北北東向三組，以北西西向較為發育，它們組成了區內網格狀的斷裂構造格架，基本與區域構造配套。其中兩路口斷層、獅子垴斷層為工區主要斷層。兩路口斷層區內出露長度約3km，走向10～30°，斷層產狀310～340°∠45～78°，形成的破碎帶一般寬5～15m，帶內發育強硅化巖、構造角礫巖、碎裂巖及碎粒巖，明顯與圍巖面理斜交，常見斷層引起的拖曳褶曲，構造巖具明顯分帶現象，從內到外依次為碎粉巖、角礫巖、碎裂巖，部分有早期糜棱巖殘留，斷裂帶及其附近節理發育，沿斷層常常見石英細脈沿裂隙面充填及黃鐵礦化，該斷層是區內規模最大的斷裂構造，該斷層是商城—麻城斷裂的次級斷裂，且兩路口鎢礦床主礦體分布于其構造破碎帶內。

1.2確定異常下限以礦區土壤化探數據為例，有樣品2600個，分析Ag、As、Bi、Mo、Pb、Sn、W、Zn元素，按C-A模型理由mapgis軟件進行計算求出r和A(r),取對數部分統計結果如表1，根據統計數據制作散點圖，如圖1。以Ag元素為例，利用公式②③求擬合兩段直線方程為：lgA(r)=0.272lgr+6.8592(-3.91<lgr<-2.95)lgA(r)=-2.627lgr-0.0902(-2.95<lgr<1.04)因此分維數為D1=0.272，D2=2.627，異常下限r0=0.0523，分界點r0的地質意思是含量小于0.0523為背景數據，大于0.0523為異常數據。經分析表明：⑴在雙對數（lgr-lgA）圖中，元素含量與面積的投影點呈現曲線分布，可用兩條或多條直線去擬合，顯示出一種連續多重分型特征。其中第一段直線非常平坦，D1數值接近零，大致反應了元素含量的低值背景，第二段直線斜率較陡，反應元素含量的高值區及異常區，兩條直線的拐點對應元素含量可視為異常下限。⑵圖中分維值D定量的反應了元素含量在空間上的叢集集度和不均勻程度，D值越大，則元素空間分布均勻，且主要集中在低含量區，在地質上成礦能性極小，如As元素D2=8.48；D值越小，反應元素低值含量點到高值含量點的頻率下降的越慢，元素在空間上分布越不均勻，存在著較多高含量點，在地質上有富集成礦的可能，如W元素D2=1.04、Mo元素D2=1.43，在兩路口地區主攻礦種就是鎢鉬礦，分形分維值真實反映了地質事實，經長期分形數據處理筆者認為D2值小于2，尤其是小于1.8有極大可能性富集成礦。⑶圖中有些元素多重分維，分維數D3明顯小于D2，在圖像上曲線明顯偏離第二條直線段，如Mo、Pb、Sn、Zn元素，說明這些元素在高含量點基礎上有二次局部富集，在地質上極有可能是成礦元素的伴生元素，且本區Ag與Pb、Zn富集沒有相關性，Mo與Pb、Zn富集有一定相關性，W、Bi富集具有較強相關性，Mo與W、Bi富集也存在相關性。

1.3繪制異常圖依據分維確定的拐點處對應的元素值，可直接繪制元素異常圖，以W元素為例，依據多重分維D1、D2、D3，確定區域異常下限為7.39μg/g，局部異常（礦致異常）下限為40μg/g，繪制異常圖，如圖2。對比傳統方法繪制的異常圖，如圖3。分形C-A模型處理方法保留了所有異常數據，其區域異常能較好反應礦區構造特征，體現W元素富集與東西向構造的密切關系；其局部異常面積小于傳統方法，更為有效地體現了最小面積最大含礦率原則。

2.結論

基于分形C-A模型，確定化探異常下限主要有以下特點⑴反映化探數據元素特征。傳統方法確定地球化學元素異常下限值的前提，是元素含量呈正態分布或者對數正態分布，所以傳統方法通常需要多次剔除特高值，不斷檢驗是否符合正態分布，即“檢驗－計算－再檢驗－再計算”的過程，分形C-A模型法確定異常下限值時，無需數據服從正態分布，也不用對數據進行特高值剔除處理，大大降低了人為因素的干擾，能較客觀地反映了研究區成礦元素的分布形態。⑵異常下限確定有理論依據。對服從多維分形的化探數據，運用最小二乘法擬合曲線，斜率不同的直線段反映的是不同期次的地球化學場，所對應的分界值往往可作為區分背景和異常的臨界值，這為研究地球化學元素的分布規律及其異常下限確定，提供了理論支持，且元素分維值D2越小表示該元素越有富集成礦的可能，可利用分維值快速確定主攻礦種。⑶C-A模型分析實現容易。僅利用MAPGIS和Excel就能實現化探數據分形C-A模型分析，操作簡單易行。結合傳統方法確定異常下限，進行對比分析，能取得較好的效果，提高礦產預測的可靠性和客觀性，對指導礦區下一步工作具有參考意義。

作者：胡飛陳建國曾小華黎蓉李靖李鵬單位：中國地質大學資源學院湖北省地質調查院湖北省地質災害防治中心湖北省地質環境總站