陜西樓房溝釩礦床礦化強度的趨勢面分析與遠景預測

王亞萍，李 曉，蔡 穩，趙國棟，賈福聚，李 亮

(1.山東黃金礦業股份有限公司，山東 濟南 250101；2.昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093；3. 中色地科礦產勘查股份有限公司，北京 100012)

0 引言

陜西樓房溝釩礦位于秦嶺造山帶中段武當地塊北緣，含礦地層為寒武系水溝口組，該地層黑色巖系廣泛發育，釩、金、銀、鎳、鈷、銅及磷等成礦元素背景值高，找礦潛力巨大[1-3]。

趨勢面分析既能反映地質變量的區域性變化(趨勢面)，又能揭示其局部變化(剩余面)，是進行成礦遠景評價中運用較成熟的一種分析方法[4-6]。通過系統收集整理樓房溝釩礦以往礦產勘查過程中形成的化驗數據，錄入Surpac三維礦業軟件系統，建立品位數據庫，實現了品位數據的三維空間定位。本文對具有空間屬性的品位數據進行趨勢面分析，結合礦區地質情況總結礦化趨勢和礦化規律，以期為礦區資源開發和找礦工作提供理論支撐。

1 地質背景

區域出露地層主要有震旦系燈影組(Z2dn)和寒武系水溝口組(∈1s)、岳家坪組(∈2y)、石甕子組(∈3O2)s，總體呈單斜構造向北東傾斜。賦礦地層寒武系水溝口組與下伏地層震旦系燈影組呈平行不整合接觸，與上覆寒武系岳家坪組為整合接觸關系。斷裂構造以EW向斷裂為主，次為NW、NE向斷裂。

礦區內水溝口組呈NW—SE向帶狀出露，傾向NE，傾角35°～45°，可劃分為兩個巖性段。下段為硅質巖、硅質板巖及碳質板巖，間夾泥質板巖等，厚20～60 m。上段為層間夾泥、碳質千枚巖條帶的灰黑色薄層灰巖、厚層泥斑灰巖，厚60～200 m。其中下巖性段的硅質板巖及炭質板巖為釩礦主要含礦層位。

礦區西部發育一條NW—SE走向正斷層(F1)，斷裂長約1.0 km，傾向NE，傾角45°～78°，受斷層影響地層為震旦系燈影組，對含礦地層影響微弱。

樓房溝釩礦床已探明2個礦體，其中Ⅰ號礦體為主礦體，地表控制長度約2100 m，Ⅱ號礦體產出礦區西部在Ⅰ號礦體下盤，規模較小，地表露頭長約250 m。2個礦體均呈層狀，順層產出于水溝口組含結核炭硅質板巖夾泥巖、泥質板巖、黑色炭硅質巖中，礦體產狀穩定，傾向NE，傾角35°～52°。

礦石類型可分為炭、硅質板巖型釩礦石和泥質板巖型釩礦石兩種，以炭、硅質板巖型釩礦石為主。含釩礦物主要有絹云母、磁鐵礦、褐鐵礦和金紅石等。

該礦床屬沉積—熱液改造型礦床[1，7]。

2 數據收集和品位分布

分析數據主要來自礦山以往探礦工程形成的探礦工程編錄及化驗數據。共收集到19個鉆孔、13個穿脈和22個探槽工程資料，選取達到V2O5邊界品位0.50%以上的原始化驗樣品(單樣)919個，錄入Surpac三維礦業軟件系統，建立V2O5品位空間數據庫，實現了數據的三維空間定位。由于趨勢面分析要求數據空間分布盡可能均勻，對上述單樣按2 m的樣長進行重新組合，得到組合樣560個。V2O5組合樣最低品位0.53%，最高品位達1.52%，平均品位為1.03%，方差為0.050，標準差為0.224，變化系數為21.77%。

3 釩礦化趨勢面分析

3.1 地質變量選取與分析

一階趨勢面函數：f(x，y)=b0+b1x+b2y；

二階趨勢面函數：f(x，y)=b0+b1x+b2y+b3x2+b4xy+b5y2；

三階趨勢面函數：f(x，y)=b0+b1x+b2y+b3x2+b4xy+b5y2+b6x3+b7x2y+b8xy2+b9y3；

……

b0為常數項，b1、b2、b3……為理論偏回歸系數。

將組合樣各點V2O5的品位值、東坐標和北坐標以SAS統計分析軟件規定的格式輸入系統，采用GLM過程進行趨勢面回歸分析，可得到各點每階趨勢的趨勢值和剩余值，并自動求得各階趨勢分析的概率P值(Pr>F)、判定系數(R-Square)、誤差均方根(Root MSE)、偏態系數(Coeff Var)和殘差獨立性(Durbin-Watson D)等參數(表1)。

表1 V2O5品位各階趨勢面分析結果Table 1 V2O5 grade trend surface analysis result of each level

3.2 分析結果與趨勢面

得出各階趨勢面分析結果后，需要選取更能代表研究區礦化規律的模型階次。

各階趨勢概率P值(Pr>F)均為P<0.0001，反映各階趨勢面統計結果與原數據均具有顯著差異(P≤0.05)。

判定系數(R-Square)又稱趨勢面分析的擬合度，擬合度是判定最優趨勢面的重要參數，理論上擬合度越接近于1越好。在地球化學數據趨勢面分析過程中，擬合度太高會使異常區消失，擬合度太低則不能消減區域背景因素的影響，在實際應用中擬合度跟趨勢面的階數及數據個數相關，趨勢面階數越大擬合度越高，數據個數越多則擬合度越低[10]。一般選擇隨著趨勢面階數增大，擬合度增大幅度逐漸變緩的轉折點作為最優趨勢面[11-12]，分析結果顯示二階趨勢判定系數為0.2782，為數據變化的轉折點，因此采用二階趨勢面分析結果。而且，二階趨勢面分析結果誤差均方根(Root MSE)和偏態系數(Coeff Var)較一階結果均有明顯降低，不足之處是殘差獨立性(Durbin-Watson D)為0.6647，與2有一定偏差，殘差在一定程度上偏離正態分布。選取二階趨勢面分析結果，繪制V2O5礦化趨勢等值線圖和剩余等值線圖(圖1和圖2)。

4 討論與結論

從擬合的礦區礦化趨勢等值線圖可知：

1)樓房溝礦區V2O5礦化趨勢線總體延伸方向為NW—SE向，與地層走向方向基本一致，表明地層控礦是總趨勢。

圖1 樓房溝礦區V2O5礦化二次趨勢等值線圖(底圖據文獻[7])

圖2 樓房溝礦區V2O5礦化二次剩余等值線圖(底圖據文獻[7])Fig.2 Contour map of the secondary residual of V2O5 grade in Loufanggou deposit[7]

2)樓房溝V2O5礦化趨勢值具自南西向北東增高趨勢，預示著在礦體傾向方向隨深度增加，礦化強度有增大的趨勢。具體的礦化趨勢較高帶出現在3線、0線、4線和8線的北東區域，由圖2可見，礦化剩余高值中心分布相對分散，在3線、0線、4線之間形成了一個高值區域。

因此，推測該區域釩礦資源經濟價值高，可作為深部找礦遠景區，是礦山資源開發的重點區域。