遼寧五龍金礦床163號脈Au品位數據特征與找礦預測

邱海成，李德東，李建平，陳海濤，褚廣勤，解麗強，張鳳琴

(1.遼寧五龍黃金礦業有限責任公司； 2.北京礦產地質研究院有限責任公司； 3.中國地質大學(北京))

五龍金礦床是遼東地區大型巖金礦床之一，以石英脈型礦體為主，礦床的成因類型為巖漿熱液型[1]。五龍金礦是1958年建礦，開采近70年的老礦山。前人對五龍金礦床進行了大量研究工作[1-15]，但近十幾年來大量探礦和采礦工程積累的大量數據資料沒有進行過詳細而系統的分析，基于對這些數據資料的充分利用，以期從數據中挖掘出其內在規律，指導進一步找礦預測工作。本文針對五龍金礦床近幾年主要開采礦脈(163號脈)，在詳細收集礦石品位數據基礎上，利用統計學方法對各中段礦石Au品位數據進行分析，并對成礦規律進行探討，希望對礦山工程的開拓及找礦預測起參考作用。

1 成礦地質背景

五龍金礦床大地構造上位于華北地臺東北部，鴨綠江成礦斷裂西側。區域出露地層主要為古元古代遼河群，其以較大面積分布在三股流巖體的北部。區域明顯受北東向剪切構造系統控制[16]，發育北東向斷裂，從西到東主要為紅石斷裂、楊家斷裂、雞心嶺斷裂、黑溝斷裂和鄭家堡子斷裂(見圖1)。區域巖漿活動強烈，巖性主要為二長花崗巖，普遍發育糜棱巖化。礦區北部為五龍背巖體，出露面積達1 200 km2[17]，礦區南部發育三股流巖體，出露面積約40 km2[18]。此外，區域內發育一系列巖脈，從形成年齡來看，巖脈的形成年齡(115～127 Ma[3,8-9])與金成礦年齡(119～125 Ma[2,4,8,12,19-20])基本一致，這一點從礦區探礦工程揭露的礦脈與閃長巖脈和花崗斑巖脈密切共生的特征是相符的。特別指出的是，北西向細粒閃長巖脈可能是礦區主要的含礦流體通道，如北西向展布的163號脈是近幾年來主要的開采對象。

1—第四系 2—釣魚臺組 3—蓋縣組 4—大石橋組 5—里爾峪組 6—晚侏羅世黑云母二長花崗巖 7—早白堊世二長花崗巖 8—早白堊世花崗閃長巖 9—煌斑巖 10—閃長巖 11—花崗斑巖 12—斷裂 13—金礦床 14—銅礦床圖1 五龍金礦床區域地質圖(據文獻[20]修改)

2 礦床地質

礦區主要礦脈集中在雞心嶺斷裂至黑溝斷裂之間，按走向大致可分為北北東向礦脈和北西向礦脈。北北東向礦脈主要為2～5號脈、10～33號脈、80號脈、107號脈；北西向礦脈主要有6～8號脈、163號脈(原11號脈)、80號脈。在主礦脈間出現規模較小的副礦脈，主要有38號脈、9號脈、20號脈、50號脈[21]。近幾年，163號脈呈現出巨大的成礦潛力，探采工程大多集中在該礦脈上(見圖2)。其主要有三分礦的10中段、12中段、13中段、14中段、15中段和19中段；四分礦的6中段、7中段、17中段、18中段、19中段和20中段；四分礦副井的6中段、7中段、8中段和10中段。

圖2 五龍金礦床礦體位置示意圖(據文獻[22]修改)

從礦區內眾多含金石英脈與細粒閃長巖脈和花崗斑巖脈關系來看，礦體幾乎全部與細粒閃長巖脈緊密相伴，二者之間有明顯的接觸界線，厚度具有反消長趨勢，當細粒閃長巖脈膨脹時，礦體則收縮。這說明二者是受到了剪切作用控制，含礦流體明顯侵入細粒閃長巖脈的剪張性空間內。因此，常常把細粒閃長巖脈作為重要的找礦地質體。而花崗斑巖脈多已發生剪切破碎，節理裂隙發育，含礦流體可侵入其中形成礦體，因此花崗斑巖脈出露地段也同樣具有較大找礦潛力。

3 數據來源及統計分析結果

針對五龍金礦床163號脈Au品位數據，采用SPSS軟件進行了統計分析。163號脈各中段樣品Au品位統計結果見表1，直方圖見圖3。

表1 163號脈各中段樣品Au品位統計結果

圖3 五龍金礦床163號脈各中段樣品Au品位直方圖

由表1、圖3可知：各中段樣品Au品位數據不符合正態分布特征，與整體數據統計結果是一致的，均呈現右偏態分布特征(見圖4)。出現明顯非正態分布的數據其算術平均值不能代表整體數據的集中趨勢，而中位數則比較適合[23]。各中段樣品Au品位數據的算術平均值與中位數相差不大的有四分礦副井7中段和三分礦10中段，同時這2個中段的標準偏差(分別為3.96 g/t和3.69 g/t)也最小，說明這2個中段樣品Au品位比較穩定(離散程度低)；而相差比較大的有四分礦6中段和三分礦13中段，標準偏差(分別為17.50 g/t和24.46 g/t)最大，說明這2個中段樣品Au品位變化比較大(離散程度高)，可能是Au品位較高的數據拉大了平均數。

163號脈樣品Au品位直方圖見圖4。由圖4可知：163號脈樣品Au品位數據整體不符合正態分布特征，中位數和算術平均值都位于眾數右側，明顯呈現右偏趨勢，并且算術平均值(6.59 g/t)與中位數(3.30 g/t)差別較大，偏度為3.968(>1)，明顯偏大，說明這些數據不是正態分布數據。

圖4 五龍金礦床163號脈樣品Au品位直方圖

4 討 論

4.1 數據非正態分布的處理

163號脈Au品位數據不符合正態分布特征。通常，在標準正態分布數據中，眾數、中位數和算術平均值相等，如果數據是左偏態分布，說明數據存在極小值，必然拉動算術平均值向極小值靠攏；如果數據是右偏態分布，說明數據存在極大值，必然拉動算術平均值向極大值靠攏，而中位數不受極值影響[23]。163號脈Au品位數據呈現明顯右偏態分布特征，主要是因為數據中存在極大值(如出現極大值101 g/t)，使算術平均值明顯大于中位數。

通常對非正態分布數據處理的方法是取平方根、取自然對數和取以10為底對數。對于輕度偏態數據可以取平方根處理，對中度偏態數據可以取自然對數處理，對于重度偏態數據可以取以10為底對數處理。通過對Au品位數據取自然對數獲得對數數據，對對數數據進行統計分析，數據總體呈現近似正態分布特征(見圖5-a))，平均值為2.82 g/t，中位數為3.30 g/t，標準偏差為2.70 g/t，偏度為-0.431。Au品位數據取以10為底對數進行處理，數據總體也呈現近似正態分布特征，平均值為2.82 g/t，中位數為3.30 g/t，標準偏差為4.19 g/t，偏度為-0.431(見圖5-b))。2種方法相比，二者的平均值、中位數和偏度是相等的，自然對數處理的標準偏差較小，因此可以看出五龍金礦床163號脈樣品Au品位數據整體上屬于輕度偏態數據，采用取自然對數處理更好。

圖5 五龍金礦床163號脈樣品Au品位取對數處理直方圖

對各中段Au品位數據進行了取自然對數處理，結果見圖6。由圖6可知：各中段Au品位數據大致符合正態分布特征，這與吳文章等[15]認為的Au品位數據基本符合對數正態分布是一致的。

圖6 五龍金礦床163號脈各中段Au品位取自然對數統計直方圖

4.2 Au品位數據垂向變化特征與找礦預測

五龍金礦床對163號脈的礦石開采是通過不同深度中段巷道進行的。盡管礦區分為若干采區(如二分礦、三分礦、四分礦、四分礦副井等)，但開采163號脈的中段相對集中，因此本文把這些不同采礦區不同中段視為同一垂向采礦范圍。同時，把各中段樣品Au品位數據視為任意采集數據樣本，沒有刻意去除一些極值點和缺失點，這樣數據可能更接近整個中段的實際水平。

通過將樣品Au品位數據作為橫坐標，不同中段按由淺向深作為縱坐標作圖，結果見圖7。由圖7可知：三分礦10中段的Au品位數據相對集中，沒有明顯的離散點；其他中段的Au品位數據離散點較多，其中三分礦13中段和19中段散點分布范圍較大，可能是含有較高的Au品位數據所致。

圖7 五龍金礦床163號脈樣品Au品位箱線圖

為了進一步降低數據分布的分散性，對Au品位數據取自然對數處理，結果見圖8。由圖8可知：取自然對數后的Au品位數據相對集中，除四分礦7中段和三分礦19中段有幾個離散點外，其他Au品位數據相對穩定。

圖8 五龍金礦床163號脈Au品位數據取自然對數箱線圖

對原數據取自然對數后明顯降低了數據的離散程度，更符合正態分布特征，且處理前后數據的中位數不變。各中段Au品位數據中位數直方圖見圖9-a)，其顯示垂向上(從淺至深)Au品位數據的中位數呈不規則波浪狀變化，推測深部具有較大的成礦潛力。對Au品位數據進行自然對數處理后的自然對數平均值直方圖見圖9-b)，其顯示垂向上(從淺至深)這些平均值也呈不規則的波浪狀，推測深部具有較大的成礦潛力。這與前人的地球物理資料解譯出163號脈深部具有較大成礦空間[24-25]是一致的，并且最新的鉆探工程揭露出163號脈深部發現多條工業礦體及具有明顯的礦化蝕變現象，證實了163號脈深部具有較大成礦潛力，可進一步加強深部找礦工作。

圖9 五龍金礦床163號脈各中段樣品Au品位直方圖

5 結 論

1)五龍金礦床163號脈Au品位數據不符合正態分布特征，具有明顯的右偏態分布趨勢，而Au品位自然對數數據基本符合正態分布特征。

2)各中段樣品Au品位數據集中程度較差，離散數據點較多，而Au品位對數數據集中程度較好。

3)各中段Au品位數據的中位數以波浪狀變化，認為163號脈深部具有較大成礦潛力，可進一步加強深部找礦工作。