因子分析在地质沉积学中砾石粒径与搬运距离、沉积水动力条件研

1、因子分析在地质沉积学中砾石粒径与搬运距离、沉积水动力条件研究中的应用冶金工业部西南冶金地质勘探公司科学研究所 薛友智 韩秉忠四川大铜厂砾岩铜矿产于中新生代红色盆地中，含矿层位于白垩系小坝组的底部，为紫色表6-4-1 原 始 数 据 表 样品 变量123456789101112131415112.323.48.41.57.20.20.12.644.25267.98.52.43.97213.621.26.40.27.405.78.33713.220.210.84.52.58.2315.614.992.220.50.407.230.136.716.67.34.32.60418.916.13.30.2

2、7.11.80.16.146.311.110.99.44.95.57.5517.625.130.2800.14.341.613.813.411.27.53.88.269.2202.72.37.310.2453.417.415.25.55.601.9710.432.16.708.400.32.939.220.715.26.46.24.37.289.817.46.60.15.401.46.652.515.711.77.44.92.94.9913.824.78.70.715.40.40.81.334.220.511.815.44.37.151012.917.930.37.30.30.27.350.7

3、16.712.79.83.151.31111.1171.70.19.800.48.95116.19.8142.41.94.41210.320.64.71.212.70.32.35.142.715.416.59.83.56.33.31310.821.31009.300.73.544.413.811.99.95.65.88.21412.122.68.3012.500.50.143.99.912.811.25.23.812.415712.1404.60.103.159.18.16.67.93.72.92.11611.811.26.302.50.92.16.558.814.410.97.72.74.2

4、1.21717.334.53.80.23.705.25.130.213.914.29.88.7218.31810.78.410.82.511.91.42.45.146.714.98.810.13.33.710.5197.913.48.905.806.98.748.39.610.68.28.83.212.8207.416.57.9012.106.66.841.711.714.86.96.84.812218.814.8100.910.2056.244.210.49.18.39.26.79.32216.618.74.20.215.91.21.81.937.313.917.711.88.54.76.9

5、237.612.46.10.810.42.11.33.854.310.614.410.82.93.62.2249.110.3518.30.11.5460.113.13.89.74.83.73.7259.213.111.71.19.301.22.751.815.46.79.26.33.111269.814.78.6011.901.2845.814.29.47.25.17.492715.919.111.91.814.100.47.628.624.420137.24.41.72810.910.48.70140.20.55.250.210.88.77.14.50.917.62911.810.212.5

6、1.612.4013.846.712.78.884.22.617.7308.39.25.42.910.803.66.852.810.78.18.46.24.49.131914.73.22.716.50154818.28.78.38.81.94.8329.215.413.52.213.80.61.74.339.29.36.96.67.28.520.63310.813.14.2013023.852.613.310.59.25.51.84.93416.211.510.2216.90.31.77.733.514.86.510.48.36.119.2359.217.85.30.514.20.137.14

7、2.716.812.97.610.562.7361113.18.7014.61.22.42.146.65.389.66.5417.13715.613.120.1011.501.74.733.613.89.510.49.33.619.13810.611.842.4180.81.77.342.517.310.110.49.93.16.23910.511.66.1017.50.413.84917.511.65.83.21.610409.57.117.101903.814.62994.378.84.736.7418.399012.50.12.64.354.311.36.67.46.34.37.7421

8、6.418.16.105.711.92.248.616.416.7115.622.74312.616.813.51.15.42.92.34.241.11616.912.84.66.11.24415.713.68.728.402.54451113.19.47.45.58.2砾岩，部分为浅色砾岩。砾石成分复杂，几乎反映了周围剥蚀区的所有岩性，而且剥蚀区距沉各区不远。徐一仁、张素华为研究砾石特征同铜矿化之间的关系曾在钻孔中作了大量的砾石测量。本方引用其中的44件测量资料，数据见表6-4-1。表中1-17号为含矿砾岩，18-44号为无矿砾岩。15个变量依次是：X1：花岗岩质砾石 X2：玄武岩质砾石 X

9、3：碳酸岩质砾石X4：中性岩砾石 X5：砂岩砾石 X6：泥岩砾石X7：变质岩砾石 X8：石英岩砾石 X9：胶结物，砾径1mmX10：砾径13mm X11：砾径46mm X12：砾径79mmX13：砾径1012mm X14：砾径1315mm X15：砾径15mm期望通过砾石类型的统计分析，提供砾岩层的物质来源和指示剥蚀区的类型，对砾石砾径的研究指示的搬运距离和沉积的水动力条件。计算时，取雅可比迭代精度及方差极大正交旋转精度为0.00001。 计算结果中，只列出了对地质解释有关的部分。根据原始数据计算出相关矩阵，并计算出特征值见表6-4-2。从表中可知，前面七个特征值的累计百分比为81.30%，因

10、此选取前面七个主因子，求出主因子解，由于其地质可解性较差，因此作出方差极大正交旋转见表6-4-2，给出7个主因子：表6-4-2 特 征 值 百 分 比 表序号特征值CH比例值LH累计比例值1234567891011121314153.27192.78461.79341.46131.13930.90880.83650.73700.61950.53860.39820.28210.21730.01090.00060.21810.18560.11960.09740.07600.06060.05580.04910.04130.03590.02650.01880.01450.00070.00000.218

11、10.40380.52330.62070.69670.75730.81300.86220.90350.93940.96590.98480.99921.00001.0000 表6-4-3 方 差 极 大 正 交 旋 转 矩 阵 因子 变量1234567123456789101112131415-0.12820.4272-0.85880.1838-0.47530.12910.0191-0.19560.32210.32460.60190.0393-0.2043-0.1510-0.89270.94430.69280.0791-0.11620.09010.0749-0.0782-0.0593-0.793

12、70.47620.74810.71040.18310.0395-0.0163-0.0108-0.29720.09500.95800.86020.0356-0.24840.0973-0.28570.4918-0.0905-0.05480.31240.0449-0.0622-0.19430.3841-0.0441-0.15410.1285-0.9754-0.00340.1007-0.15350.2530-0.1486-0.60820.2517-0.09480.1996-0.1655-0.26520.2183-0.01260.0795-0.04640.56980.9605-0.25450.16260

13、.2171-0.32600.0364-0.02900.13020.1207-0.1725-0.4421-0.10230.0445-0.0832-0.14020.03320.25050.0096-0.0107-0.1203-0.0712-0.97580.0203-0.06280.0396-0.04600.02540.0363-0.12640.76650.1221-0.1831-0.5792-0.02420.00920.87030.10750.37651：砾径15mm(-0.8927) 碳酸盐岩质砾石(-0.8588) 砾径46mm(0.6019) 玄武岩质砾石(0.4272)2：花岗岩质砾石(0

14、.9443) 玄武岩质砾石(0.6928) 砾径46mm(0.7481) 砾径79mm(0.7104) 砾径13mm(0.4762) 胶结物，砾径1mm(-0.7937)3：中性岩砾石(0.9580) 砂岩砾石(0.8602) 砾径46mm(0.6019) 4：泥岩砾石(-0.9754) 砾径79mm (-0.6082)5：石英岩砾石(0.9605) 变质岩砾石(0.5698)6：砾径1315mm(-0.9758) 7：砾径1012mm(0.8703) 变质岩砾石(0.5698) 砾径13mm(-0.5792)上述各因子的地质意义如下：1：粗大的粒径同碳酸盐岩处于同一因子，表明碳酸盐被搬运的距

15、离短，碳酸盐岩砾石的蚀源区离本矿区不远。矿区以西5km处，大片出露下元古界凤山营组结晶灰岩，是1因子所表示的碳酸盐岩的物质来源。搬运岩石的水流应以侧方山洪为主。2：由花岗岩、玄武岩和小粒径的砾石组成为特征，由表6-4-2可知花岗岩和玄武岩是砾石中数量最多的砾石，而且以小砾径为主，表明被搬运的距离较长。砾石中泥质和沙质胶结物较少， 表示河流的主河道特征。在矿区北部及北西西约20km以远处，出露大片的峨眉山玄武岩与花岗岩，二者在空间上相互交叉。因此2因子的意义是玄武岩和花岗岩砾石由北而南流向主河道中的主要沉积物。这两种类型的岩性在矿区北部和西北部组成共同的蚀源区，两类砾石在河流搬运和沉积过程中具有

16、共同的行为。3：表现为砂岩、中性岩和小砾径的关联。从表6-4-2可知，砂岩在砾岩中的数量较多，其砾径以细小(13mm)为主。认为系河流的主河道沉积，但来源较远。查在盆地西北部有分布较广的早古生代的以砂页岩和白云岩为主的地层，是河流沉积的一个更远的蚀源区。由于搬运较远，故白云岩与页岩等不稳定砾石因长途搬运而消耗，仅留下较坚硬的砂岩砾石。本因子中还有中性岩砾石，以表6-4-2知道含量极少，且“中性岩”名称较含混，故中性岩在3因子中意义清。4：主要代表白垩系盆地边缘较老的侏罗系砂岩、泥岩，搬运的距离较近。由于岩性软弱（含泥质极高），故在矿区砾岩层中数量很少，且具中等砾径。5：反映一个老地层区石英岩和

17、变质岩的剥蚀来源。此因子中，没有见到某一种砾径的系数较大，说明该蚀源区的物质未经水流分选。这个蚀源区就在邻近地区。搬运的方式可能为侧方山洪。在矿区 西北6-7km处的下元古界凤山营组中夹有零星下元古界天宝山组石英岩及变质火山岩，可能为5因子所反映的石英岩的主要来源。6：仅为1315mm砾径的砾石，代表一个较粗的砾径砾石英钟沉积的环境。其确切意义不清楚。7：为变质岩和中等偏粗砾径的关联。由于变质砾石数量甚少，而且含义不清，因此，无法讨论这个因子所代表的意义。计算中还得到了斜交因子模型矩阵。因在本例中它与方差极大旋转因子解的差异不太大，因此未列出。结论：本矿区砾岩层的砾石来源于四个远近不同、岩性不同的蚀源区，并且存在着两种搬运形式。主要的砾石为由北向南搬运的产物，它们来自由近及元的花岗岩玄武岩剥蚀来源区（）和更远的早古生代地层剥蚀来源区（）。另外有一种由西部来的侧方向山洪搬运方式的产物，因此存在一个下元古界凤山营组结晶灰岩剥蚀来源区（）和一个下元古界天宝山组石英岩变质岩剥蚀来源区（）。将下述代表三个主要剥蚀区（即、剥蚀区）的因子作方差极大正交旋转因子得分，观察铜矿化同剥蚀区