Структура исходного описания метасоматитов и методика обработки данных

При сборе материалов представлялось целесообразным дать достаточно полную характеристику особенностей проявления метасоматического процесса. Собранные данные составили исходное описание 21 объекта, среди которых 6 месторождений, 7 рудопроявлений и 8 участков безрудных метасоматитов. Это описание включает 46 факторов, прослеженных на всех изучавшихся объектах и отражающих условия локализации, морфологию, вещественный состав и геохимические особенности щелочных метасоматитов (рис. 21). Выделены подгруппы факторов (см. рис. 21, 1—6), которые характеризуют: 1) приуроченность метасоматитов к различным литологическим разностям пород и соотношение литологических типов метасоматитов; 2) процент альбититов в составе метасоматитов, суммарную горизонтальную мощность и относительную плотность альбититов, глубины их залегания и выклинивания; 3) ассоциации темноцветных и лейкократовых минералов в метасоматитах; 4) интенсивность проявления наложенных процессов (эпидотизации, сфенизации, гематитизации, апатитизации, карбонатизации, окварцевания, сульфидизации); 5—6) средние содержания некоторых типоморфных элементов (щелочей, углекислоты, тория, циркония, свинца и др.); индикаторные отношения для альбит-микроклиновых метасоматитов и альбититов.

Таким образом, исходное описание опирается как на качественные характеристики свойств объекта, так и на факторы, охарактеризованные количественно.

Обработка данных осуществлена по двум основным схемам: 1) получение решений, учитывающих особенности пространственного размещения объектов в структурах рудных полей и условия локализации оруденения; 2) получение решений,опирающихся на группы факторов, которые отражают отдельные крупные этапы истории геологического развития рудоносных структур района.

Последовательный анализ данных по обеим схемам с помощью программ для ЭВМ основан на представлениях о существовании причинно-следственных связей между факторами.

Все изучавшиеся объекты вошли в эталонную выборку, в которой априорно выделены классы «месторождений (I) и класс «неместорождений» (II). К классу I, состоящему из 9 объектов, отнесены месторождения различного масштаба. Соответствующая группа из 9 объектов класса II объединяет 4 рудопроявления, 3 проявления минерализации и 2 участка безрудных метасоматитов, Остальные объекты являлись контрольными. Такое разграничение объектов обучения, при весьма ограниченной контрольной выборке, определило требование к алгоритмам, предназначенным для обработки исходных данных (возможность анализа структуры каждого из классов определение места в нем отдельного эталона).

При обработке геологических данных использован ряд алгоритмов («Оптимальная прямая», «Информативный набор» и др.), которые основаны на различных способах оптимизации статистики Q дискриминантного анализа, введенной С. Уилксом. Статистика Q оценивает пересекаемость и удаленность двух нормально распределенных выборок в многомерном пространстве, по осям которого отложены геологические факторы, подлежащие изучению. Инвариантность коэффициента Q (показатель пересекаемости выборок) относительно масштабов, в которых измеряются факторы, позволила использовать цифровой способ кодирования исходных данных. Последующие процедуры по их систематизации включали построение шкалы количественных факторов, контролируемое рассмотрением содержательных аспектов выделяемых при этом интервалов; минимизацию описания путем устранения факторов, имеющих наиболее низкие показатели информативности; сопоставление с решениями, базирующимися на геолого-структурных факторах и подчеркивающими важность учета всей предшествующей метасоматозу истории геологического развития структуры.

Результаты исследований

Рассмотрим результаты частных решений, опирающихся на использование отдельных подгрупп факторов, учитывающих размеры и морфологию гранитных массивов, состав вмещающих пород и т. п. Показатель пересекаемости выборок — Q в таких решениях достаточно велик 0,325—0,48 при ошибке классификации 50%. Это указывает, что при выборочном использовании факторов, характеризующих вещественный состав метасоматитов. их размеры и морфологию, нельзя осуществить разграничение объектов по перспективности. В то же время установлено, что существенно влияют на правильную классификацию, соотношение литологических разностей метасоматитов, процент альбититов в составе метасоматитов, интенсивность проявления разнообразных постальбитовых процессов (эпидотизация, гематитизация, карбонатизация).

Итоговыми явились несколько решений, базирующиеся на использовании набора геолого-минералогических факторов, относящихся к разным подгруппам.

Первое из них учитывает отдельные факторы структурного контроля метасоматитов, сведения об особенностях состава вмещающих их пород, морфологии и размерах метасоматитов и их вещественном составе (рис. 22, А). Установлено, что при полном разграничении эталонов на классы (Q=0,13) это решение имеет сравнительно высокие классификационные возможности (максимальная ошибка не более 12%). В этих решениях весьма существенными оказываются факторы, характеризующие структурное положение метасоматитов, их приуроченность к различным литолого-петрографическим разностям пород, состав и количество самих альбититов.

Второе решение (рис. 22, Б) дополнительно учитывает факторы, отражающие проявление наложенных процессов — эпидотизации, гематитизации, карбонатизации. Возможность разграничения объектов по перспективам, достигнутая с помощью данного решения (Q = 0,097), при низкой величине вероятной ошибки (не более 10%) также делает его приемлемым для использования в практических целях. Увеличение эффективности классификации связывается с высокой информативностью факторов, характеризующих интенсивность проявления карбонатизации и гематитизации. Менее существенными оказываются факторы, характеризующие морфологию метасоматитов, глубину их залегания, присутствие кварца, содержание главных породообразующих элементов в альбититах.

Более эффективные решения (Q=0,05) получены при использовании факторов, характеризующих геохимические особенности метасоматитов (содержания CO2, Be, Pb, P, V, Zr, Th, TR и др.). Наиболее существенными оказались параметры, фиксирующие средние содержания CO2 в альбититах и альбит-микроклиновых метасоматитах, а также средние содержания в альбититах Pb, Zr и V.

Другое решение (рис. 22, В) характеризует изменение разрешающей способности указанных параметров при дополнительном. вовлечении в выборку типоморфных элементов-индикаторов оруденения (As, Bi, Ag, Sn). Чрезвычайно низкая величина характеристики Q = 0,007 при ошибке не более 3% отличает это решение как исключительно эффективное для классификации объектов по масштабу оруденения. Это определяет в свою очередь диагностическую роль факторов, прямо указывающих на интенсивность и характер рудообразующего процесса, и дает основание считать, что установление принадлежности к классу «месторождений» для выделенных локальных участков развития метасоматитов может быть осуществлено в практических целях с достаточной надежностью.

В результате проведенных исследований выделена ограниченная совокупность из 18 ведущих факторов, отражающих явления, приведшие к формированию оруденения и характеризующих специфику натрового метасоматоза и частично рудообразующего процесса (табл. 5).

Рассмотрим подробнее некоторые ведущие минералого-геохимические факторы, имеющие существенное значение при классификации метасоматитов.

Так фактор (X4) — процент альбититов в составе метасоматитов, означает соотношение метасоматитов промежуточной и внутренней зоны. На объектах перспективного класса I преобладают по размерам залежей метасоматиты внутренней зоны (альбититы). Высокий процент альбититов (более 50%) указывает на интенсивность разрастания внутренней зоны, что является весьма благоприятным, поскольку именно внутренняя зона непосредственно вмещает рудные тела.

Фактор (X5), характеризующий парагенетические ассоциации темноцветных минералов, отражает уровень проявления фациальной горизонтальной и вертикальной зональности самих альбититов. При характеристике этой зональности по темноцветным минералам зафиксированы все возможные случаи наблюдавшихся парагенезисов. Учитывая реакционные соотношения между темноцветными силикатами, можно установить, что состав устойчивых парагенезисов определяется присутствием ассоциации, включающей минимально два минеральных вида. Остальные являются либо ранними — остаточными, либо поздними — наложенными.

Соотношение альбититов с щелочной и бесщелочной ассоциациями минералов условно оценивается фактором (X6). На многих рудных объектах преобладание бесщелочных парагенезисов происходит за счет интенсивного развития наложенных процессов, при этом ассоциации с щелочными темноцветными минералами могут появляться на значительных глубинах (около 600—800 м). Это подчеркивает важность влияния совокупности ведущих факторов, как, например, характера парагенетических ассоциаций (X6) и интенсивности проявления наложенных ассоциаций (Х7-9),

В изученных типах метасоматитов прослежены две парагенетические ассоциации элементов: 1) Th, Zr, Be, TRce, 2) Pb, As, Bi, Cu, Co, Au, CO2 и др. Первая парагенетическая ассоциация определяется катионным составом метасоматических растворов и в первую очередь их натриевым составом. Вторая парагенетическая ассоциация элементов определяется анионным составом растворов. Их присутствие связано с проявлением поздних наложенных процессов и является хорошим индикатором процесса рудообразования.

Интересно проанализировать особенности распределения циркония в метасоматнтах (X13). Обычно среднее содержание циркония в изученных типах альбититов колеблется в интервале 15—50*10в-3%. В некоторых рудоносных разностях метасоматитов содержание циркония может повышаться до десятых долей процента. Однако, повышение концентрации циркония возможно и в неперспективных типах метасоматитов. В то же время в рудоносных (перспективных) альбититах прослеживается значимая положительная связь циркония с CO2; в других типах альбититов она не характерна, но зато имеет место положительная связь циркония с фосфором.

Совокупность факторов (X11-14) усиливает классификационный эффект, так как отражает взаимосвязь явлений — степень интенсивности альбитизации (увеличение содержания циркония), степень насыщения щелочными темноцветными минералами (увеличение содержания ванадия), количество радиогенного свинца (увеличение содержания свинца), интенсивность карбонатизации (увеличение содержания CO2). Использование геохимических факторов помогает получать наиболее эффективные решения, позволяющие разграничивать метасоматиты с достаточной степенью надежности.

В результате проведенных исследований было установлено: 1. Возникающие в результате изменчивости термодинамических параметров разновидности альбититов отличаются по составу и парагенетическим ассоциациям темноцветных минералов, закономерно сменяющих друг друга в пространстве, что дало возможность выявить горизонтальную и вертикальную зональность альбититов. Между зональностью альбититов и зональностью оруденения существует тесная связь, что послужило обоснованием для составления достаточно широкого исходного описания особенностей проявления и развития метасоматических процессов.

2. При решении задач классификации и оценки рудоносности метасоматитов с помощью ЭВМ целесообразно использовать главным образом косвенную информацию об оруденении, обычно накапливаемую при проведении специализированного картирования масштаба 1:25 000—1:10 000.

3. Ограниченная совокупность минералого-геохимических критериев, которая характеризует проявление натровых метасоматитов на объекте и определяет их классификацию по масштабу оруденения. Их выделение осуществлено с помощью алгоритмов дискриминантного анализа при обработке сравнительно широкого описания ряда разномасштабных объектов, отражающего особенности формирования рудоносных метасоматитов.

4. Особенностью практических решений является их сравнительно высокие классификационные возможности, что позволяет эффективно провести разграничение объектов с ошибкой не более 12%. Показано, что диагностическая роль ведущих факторов возрастает по мере приближения к характеристике самого рудообразующего процесса, что приводит к снижению ошибки разграничения до 3%.

5. Результаты исследований создают предпосылки широкого проведения прогнозных оценок перспектив локальных участков путем использования полученных решений, при этом значительная часть неперспективных участков может быть отбракована уже на ранних стадиях их изучения.

Опыт решения указанных задач может быть использован для оценки различной металлогенической специализации метасоматитов.