第55卷第1期2019年1月
GEOLOGY AND EXPLOＲATION
Vol．55No．1January ，2019
doi ：10．12134/j．dzykt．2019．01．007
［收稿日期］2018－05－02；［改回日期］2018－10－20；［责任编辑］衣骏杰。
［基金项目］广东省自然科学基金博士启动项目（编号：2015A030310246）、中央高校基本科研业务费青年教师培养项目（编号：171gpy48）、
国家重点研发计划重点专项项目（编号：2016YFC0600506）联合资助。
［第一作者］余晓彤（1994年－），男，硕士研究生，地球化学专业，主要研究方向为矿产勘查与数学地质。E-mail ：yuxt3@mail2．sysu．edu．cn 。［通讯作者］肖凡（1985年－），男，博士，副教授，博士研究生导师，主要从事矿产普查与勘探和数学地质方面的教学与科研工作。E-mail ：xiaofan3@mail．sysu．edu．cn 。 余晓彤
1，2，3
，肖凡1，2，3，周永章1，2，3，王语1，2，3，王恺其
1，2，3
（1．中山大学地球环境与地球资源研究中心，广东广州510275；2．广东省地质过程与矿产资源探查重点
实验室，广东广州510275；3．中山大学地球科学与工程学院，广东广州510275）［摘
要］庞西垌地区位于钦－杭成矿带南段，地质构造复杂，成矿条件优越，是华南乃至我国重要 的银金多金属矿集区之一。为了挖掘与提取深层次矿信息，本文运用因子分析方法对庞西垌地区1ʒ50000水系沉积物地球化学数据进行处理分析，发现第三主因子（F3）中Au 、Ag 、Zn 元素具有较高的载荷，据此推测研究区Au 、Ag 、Zn 元素的局部富集可能主要受控于F3所代表的本区域银金多
金属成矿地质作用过程，进而利用F3得分值圈定了可能指示银金多金属矿化的综合化探异常区（即F3得分值异常区）。在此基础上，进一步对综合化探异常区与已知矿床（点）的空间对应关系以及成矿地质条件进行深入分析，发现已知的三个典型银金矿床（庞西垌、金山、中苏）所处的位置，与Ag 、Au 两种主要成矿元素地球化学（分带）异常和F3得分异常区在空间位置上叠加吻合较好。最后，通过类比推断在其他至今未发现银金矿床，但具有相似地球化学异常特征的区域，可能具有寻与已知矿床同类型的银金矿的潜力，并据此将这些区域圈定为矿靶区。该研究表明：利用水系沉积物地球化学数据，运用因子分析方法对粤西庞西垌地区银金地球化学异常信息进行挖掘与提取取得了良好的应用效果，据此圈定的化探异常区及矿靶区对该区域后续矿工作的部署具有一定的指导意义。
［关键词］地球化学异常信息挖掘
因子分析
银金矿床
庞西垌
钦－杭成矿带
［中图分类号］
P628［文献标识码］
A ［文章编号］
0495－5331（2019）01－10Yu Xiaotong ，Xiao Fan ，Zhou Yongzhang ，Wang Yu ，Wang Kaiqi．Mining and extraction of Ag －Au geochemical anomaly information in the Pangxidong district ，western Guangdong Province ［J ］．Ge-ology and Exploration ，2019，55（1）：0077－0086．
0引言
钦－杭成矿带（又称钦－杭结合带）是一条西
起钦州湾，东至杭州湾，途经广东西北部、湖南东部和江西中部，长约2000km ，宽约70 130km 的一条
巨型构造成矿带，地理位置上大致与扬子地台和华夏古陆的结合带相当（王永华等，2012；周永章等，2012，2015；赵立等，2016；Zheng et al．，2016）。它经历了从新元古代到中生代的多次造山作用，包括晋宁、加里东、印支和燕山四期构造运动，成矿地质条件十分优越，已发展成为华南乃至我国最重要的银金多金属矿产地之一，矿潜力巨大（王永华等，
2012；周永章等，2015）。为此，近年来，国家在钦－
杭成矿带重点部署了相应的矿产勘查工作（周永章等，
2012）。庞西垌地区位于钦－杭成矿带南段云开大山变质地块范围内，是带内重要的银金多金属矿集区之一。
勘查地球化学数据挖掘与异常提取是获取有用
矿信息的重要手段之一（Cheng et al．，2000；Car-ranza ，2008；Grunsky ，2010）。大量的研究表明，采用合适的数学模型对多元素勘查地球化探数据，如土
壤、水系沉积物等化探数据（Zuo et al．，2009；蒙勇等，
2011；Xiao et al．，2012；2014；赵娟等，2016，2017），进行计算分析，
可以有效的识别与提取深层
地质与勘探2019年
次地球化学矿信息，进而为矿床的勘查与评价提供新的有用信息，提高矿效果（Carranza，2008；
Grunsky，2010）。为了达到研究地球化学元素空间分布和元素共生组合规律的目的，诸多勘查地球化学数据处理方法相继被提出和应用，例如单变量统计法（Hawkes and Webb，1962；Sinclair，1974；Camp-bell，1982；赵鹏大等，1994），多元统计分析法（Chork andＲousseeuw，1992；Jimenez et al．，1993；赵鹏大等，1994；Ｒeimann et al．，2002；Templ et al．，2008；陈永良等，2014），地质统计学（Goovaerts，1992；Jimenez et al．，1993；赵鹏大等，1994；余先川等，1998；Tavares et al．，2008），谱分析法（陈建国和夏庆霖，1999；Cheng et al．，2000；陈永清等，2006；郭科等，2006）以及基于分形/多重分形理论的多种非线性模型（Cheng et al．，1994；Li et al．，2003；Cheng，2007；郭科等，2007；申维，2007；Xiao et al．，2012；Xiao et al．，2018）等。因子分析是多元统计分析的常用方法之一，常被用来解决复杂地质要素的成因及成矿预测等问题，是挖掘与提取区域地球化学异常的一种有效工具（赵鹏大等，1994；Ｒeimann et al．，2002；成秋明等，2009）。本文运用因子分析方法对庞西垌地区1ʒ50000水系沉积物地球化学数据进行处理以挖掘与提取银金综合地球化学异常信息。在此基础上，结合典型矿床成矿地质特征及关键控矿要素的分析，圈定矿靶区。研究结果可为该区进一步的银金矿床矿地质勘查工作部署提供指导。
1地质概况及化探数据的获取
1．1地质概况
庞西垌地区位于钦－杭成矿带南段，大地构造位置处于粤西云开隆起区南缘（图1），成矿地质条件优越，已发现有庞西垌、金山、中苏等多个典型银金多金属矿床（图2）。除第四系洪、冲积层外，研究区出露的主要地层有中－上元古界丰垌口组，上元古界混合岩、兰坑组，志留系连滩组，泥盆系杨溪组、老虎头组、信都组，以及泥盆系－石炭系帽子峰组（图2），岩性主要为条纹状、条纹－眼球状混合岩，以及云母石英片岩。区内主要发育NE－NNE
向和
图1钦－杭成矿带及庞西垌位置示意图（周永章等，2015）
Fig．1Schematic of the Qinzhou－Hangzhou metallogenic belt and the location of Pangxidong district（Zhou et al．，2015）
1－花岗岩；2－断裂；3－钦－杭成矿带
1－granite；2－fault；3－Qinzhou－Hangzhou metallogenic belt
第1期余晓彤等：
粤西庞西垌地区银金地球化学异常信息挖掘与提取
图2庞西垌地区地质简图及1ʒ50000水系沉积物Ag －Au 异常等值线图（Au 异常等值线从外往内分别代表1．5ˑ10－9
，
3ˑ10－9，6ˑ10－9依次两倍递增；Ag 异常等值线从外往内分别为0．1ˑ10－6，0．2ˑ10－6依次两倍递增）（改编自周永章等，2015）①
液压矫平机Fig．2
Ag －Au geochemical anomaly contours of 1ʒ50000stream sediments in Pangxidong district （Au anomaly contours re-present 1．5ˑ10－9，3ˑ10－9，6ˑ10－9increased by 2times in turn from the outside ；Ag anomaly contours represent 0．1ˑ
10－6，0．2ˑ10－6increased by 2times in turn from the outside ）（modified after Zhou et al．，2015）①
1－第四系；2－燕山早期花岗岩；3－燕山晚期花岗岩；4－上元古界混合岩；5－中－上元古界丰垌口组下段；6－中－上元古界丰垌口组上段；7－中－上元古界兰坑组；8－泥盆系杨溪组；9－泥盆系老虎头组；10－泥盆系－石炭系帽子峰组；11－泥盆系信都组；12－志留系连滩组；13－
小型洗衣粉生产设备
断层；14－Au 异常；15－Ag 异常；16－矿点
1－Quaternary ；2－Early Yanshanian granite ；3－Late Yanshanian granite ；4－Upper Proterozoic migmatite ；5－Lower Member of Middle －Upper Protero-zoic Fengdongkou Formation ；6－Upper Member of Middle －Upper Proterozoic Fengdongkou Formation ；7－Middle －Upper Proterozoic Lankeng Formation ；8－Devonian Yangxi Formation ；9－Devonian Laohutou Formation ；10－Devonian －Carboniferous Maozifeng Formation ；11－Devonian Xindu Formation ；
定型布
12－Silurian Liantan Formation ；13－faults ；14－Au anomaly ；15－Ag anomaly ；16－deposit
NW 向两组断裂构造，褶皱构造总体以NE －NNE 向为主，
且多形成于加里东、印支和燕山三个时期。其中，加里东期主要发育紧密线性褶皱，印支期以过渡性褶皱为主，燕山期则以平缓型，宽展型或拱曲型褶皱为主（战明国等，
2006）。区内有大面积岩浆岩出露，主要为加里东期，印支期，早燕山期和晚燕山期二长花岗岩和闪长岩、花岗斑岩和石英闪长玢岩。前人研究表明，研究区内银金元素的富集与成矿与NE －NNE 构造密切相关（吕文超等，2012，2013，2014）。
旗杆基础
1．2化探数据的获取
本文使用的数据为庞西垌1ʒ50000水系沉积
物地球化学数据，来自于《广东庞西垌地区矿产远
景调查》
①
（下文简称《调查》），野外共采集水系沉积物样品7234个，
每件样品分析测试Cu 、Pb 、Zn 、Mn 、Sn 、W 、Ag 、Au 、As 、Sb 、Bi 、Mo 、Hg 、F 、Ba 和B 十六种元素。其中，
Au 分析方法为化学光谱，B 、Sn 和Ag 分析方法为光谱定量，Cu 的分析方法为原子吸收，
Ba 、Mn 、Pb 和Zn 的分析方法为全光光谱，As 、
地质与勘探2019年
Sb、Bi和Hg的分析方法为原子荧光，F的分析方法为离子电极，Mo和W的分析方法为催化极谱。
2地球化学异常划分
图2中Au－Ag异常等值线图是根据《调查》中的庞西垌地区1ʒ50000水系沉积物测量异常下限值（表1）绘制得到的。从异常等值线图可以看出，Ag、Au异常在区内分布非常不均匀。异常主要集中分布于庞西垌、金山及中苏等已知矿床附近的燕山早期花岗岩区域，以及研究区西南部的中－上元古界丰垌口组，泥盆系信都组、老虎头组等地层中。而在其他区域，异常分布较稀疏、分散。在三个典型矿床所处位置，Au、Ag都具有异常外中带，反映元素较为富集。图2上竹根坡－樟木塘、田头山、丹竹塘等地区也有相似的特征，指示这三个地区可能具备矿前景。
表1庞西垌地区1ʒ50000水系沉积物测量异常下限使用值
Table1Lower anomaly thresholds of1ʒ50000s tream sediments in Pangxidong district 元素
地质单元
Au Ag Cu Pb Zn As Sb Mn W Sn Mo Bi Hg Ba B F 地层区30．1155060301．260055320．155********侵入岩、混合岩1．50．130606081．2600510320．156********注：含量单位：Auˑ10－9，其余ˑ10－6。测试单位：江西省地质矿产勘查开发局地球物理地球化学实验测试所；测试时间：2010年9月24日至2010年12月28日。
3地球化学异常信息挖掘与提取
3．1因子分析
通过因子分析可以把具有一定相关关系的地质变量归纳成少数几个隐藏的代表性主因子。这些主因子保留了原始变量的主要信息，同时互相之间不相关，因此比原始数据更能反映问题实质，通常能指示一些地质上的成因联系或者共生组合，这对变量的地质解释来说很有利。地球化学数据经过因子分析得到的几个主因子中，每一个主因子代表的元素组合反映了他们内在的成因联系，故利用这些主因子的得分圈定的综合化探异常往往具有重要的矿指示意义（吴锡生等，1994；姚玉增等，2005）。为此，本文采用因子分析方法来进行地球化学异常信息的挖掘与提取，对庞西垌地区1ʒ50000水系沉积物地球化学数据进行Ｒ型因子分析，方差最大化旋转因子载荷矩阵见表2。因子F1、F2、F3、F4、F5特征值大于1（图3），因此将这5个因子作为主因子，它们的累积方差贡献率为62．15%。
表2庞西垌地区1ʒ50000水系沉积物地化数据旋转因子
荷载矩阵
Table2Ｒotated factor load matrix of1ʒ50000stream sediments geochemical data in Pangxidong district
元素F1F2F3F4F5
Au－0．059－0．0180．7130．043－0．087
B0．021－0．097－0．0520．7800．098
Sn0．0050．6070．0180．119－0．049续表2
Continued Table2
元素F1F2F3F4F5
Cu0．0320．5310．3230．1930．378
Ag0．163－0．0070．736－0．019－0．038
Ba0．043－0．008－0．0230．2850．681
Mn－0．002－0．0260．011－0．1910．738
Pb0．9010．0750．221－0．0230．076
Zn0．3460．0850．680－0．0270．300
As0．8620．0790．0100．1120．030
Sb0．969－0．0320．029－0．033－0．038
Bi0．0300．7410．012－0．0270．001
Hg0．928－0．0230．046－0．001－0．025
Mo0．0090．441－0．045－0．087－0．020
W0．0200．790－0．0190．060－0．005
F0．0320．2490．0900．747－0．054特征值3．7672．2411．5111．3141．112
方差贡献23．54214．0089．4428．2136．948
方差累积23．54237．55046．99255．20562．152
由表2可知：第一主因子F1反映的是Pb－As－Sb－Hg中低温元素组合。第二主因子F2反映的是Sn－
Cu－W－Bi高温元素组合。第三主因子F3反映的是与银金成矿相关的Ag－Au－Zn中低温元素组合。该组合特征与研究区中典型银金矿床中普遍伴生有闪锌矿的现象相吻合，这指示Ag、Au、Zn的
第1期余晓彤等：粤西庞西垌地区银金地球化学异常信息挖掘与提取
富集很可能源于区内银金多金属成矿作用。由此推测F3很可能反映了研究区中低温热液银金矿化异
常信息。第四主因子F4反映的是B －F 非金属元素组合。第五主因子F5反映的是Ba －Mn 岩浆期后热液元素组合。根据F3得分做出庞西垌地区F3
快速插头
得分异常等值线图（图4）。与Ag 、
Au 原始地球化学异常图（图2）相比较，
F3得分高异常呈现出较规律性的NE 向分布趋势，并且整体上表现出显著的等距或近等距的空间分布模式（图4），
推测其可能蕴含了某种该区域内重要的控矿要素信息。结合上述成矿地质背景，可初步认为F3得分高异常分布的区域存在同一成因银金矿的可能性较大
。
图3因子分析碎石图
Fig．3
Scree plot of factor
analysis
图4
大锅抗干扰庞西垌地区F3得分异常等值线图
Fig．4
Anomaly contours of scores on Factor 3in Pangxidong district
3．2
银金元素异常与F3得分异常的关系
运用GIS 软件将F3得分异常与庞西垌地区Ag 、Au 异常以及地质图进行叠加分析，结果显示如
图5所示。在F3得分高异常区都有Ag 、
Au 异常存在，但在部分存在Ag 、Au 异常的地方F3得分异常较低，甚至没有异常。这种现象出现的原因是，因子
分析方法有效的识别和提取了Ag 、
Au 两种元素同时富集的区域，也即增强了组合异常信息，而相对弱
化了仅出现Ag 或Au 单元素异常信息，因此，
F3得分异常可以作为指示庞西垌地区银金多金属矿化的
综合化探异常信息。另外，在空间上，F3得分异常与区域内重要的控矿构造，即NE 向断裂构造，吻合较好，从图5中可以明显的看出，F3得分异常区基本都是临近并沿着区内NE 向断裂带分布，特别是
在庞西垌和古城－沙铲断裂带附近，这一化探异常与构造线形迹空间高度相关的规律更为显著。这种
现象进一步说明，相较于Ag 、Au 单元素化探异常，F3因子得分综合异常可能具有更好的示矿意义。
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