河南省光山縣千鵝沖鉬礦巖石地球化學(xué)特征及其意義

朱厚廣李悅輝楊志強(qiáng)朱展翅

1.河南省地礦局第十一地質(zhì)隊2.河南省地礦局第三地質(zhì)調(diào)查隊3.河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院

河南省光山縣千鵝沖鉬礦巖石地球化學(xué)特征及其意義

朱厚廣1李悅輝2楊志強(qiáng)3朱展翅1

1.河南省地礦局第十一地質(zhì)隊2.河南省地礦局第三地質(zhì)調(diào)查隊3.河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院

通過對礦區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖、變質(zhì)巖、構(gòu)造巖四大巖類1255件樣品，8種元素算術(shù)平均含量（X）、變異系數(shù)（CV）、濃集克拉克值（Kk）和襯度（P）的分布、分配特征分析對比，來確定礦區(qū)背景值（C0）及礦物質(zhì)來源。為盡可能避免強(qiáng)礦化的影響，采用了統(tǒng)計法，迭次剔除≥ +2.5S的數(shù)據(jù)。

煤層氣；變異系數(shù)（CV）；濃集克拉克值（Kk）；襯度（P）；礦區(qū)背景值（C0）礦物質(zhì)來源

引 言

河南省光山縣千鵝沖鉬礦是河南省地調(diào)三隊近年在斑巖型成礦理論指導(dǎo)下于中央成礦帶新發(fā)現(xiàn)的，隱伏的特大型鉬多金屬礦床，鉬金屬資源量達(dá)70.8426萬噸。

1 地質(zhì)概況

千鵝沖礦區(qū)位于大別山北麓，屬秦嶺造山帶東延部分。夾持于華北板塊與揚(yáng)子板塊的東秦嶺—大別造山帶具有多旋回裂陷—閉合演化史，產(chǎn)生過多次塑性推覆和滑脫構(gòu)造運(yùn)動，形成一系列不同層次、不同程度、不同序列且大致相互平行的北西—近東西向斷裂帶。北西西向龜（山）—梅（山）斷裂及桐（柏）—商（城）斷裂縱貫全區(qū)，控制了巖漿巖帶及地層的展布（圖1）。

圖1 大別山北麓地質(zhì)略圖（據(jù)地調(diào)三隊2006）

2 巖石地球化學(xué)特征

為研究礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)單元與巖石中元素地球化學(xué)特征，主要利用本次詳查工作所采集的0線、8線地質(zhì)剖面和及其部分鉆孔的1255件巖石樣品數(shù)據(jù)，分別統(tǒng)計了礦區(qū)主要地層、侵入巖及巖石中Mo、W、Cu、Pb、Zn、Ag、Sn、Bi等8種元素的算術(shù)平均含量（X）、變異系數(shù)（CV）、濃集克拉克值（Kk）和襯度（P），以研究元素的分布、分配特征。確定礦區(qū)背景值（C0）時，為盡可能避免強(qiáng)礦化的影響，采用統(tǒng)計法，迭次剔除≥ +2.5S的數(shù)據(jù)，直至無≥+2.5S數(shù)據(jù)被剔除為止。在此基礎(chǔ)上，計算各元素的平均含量即作為礦區(qū)巖石中元素背景值。

表1 礦區(qū)巖石中微量元素特征值表

2.1 礦區(qū)巖石中微量元素特征

利用巖石測量結(jié)果，統(tǒng)計的礦區(qū)巖石中微量元素特征參數(shù)值列于表1。

由表1可以看出：

a.該區(qū)巖石中元素含量與地殼元素豐度相比，Mo的Kk1值最大，為150.1；W、Bi、Ag、Pb次之，其Kk1值介于9～62.21之間；Cu、Zn、Sn元素的Kk1值相對較低，在2.4～3.01之間。說明區(qū)內(nèi)巖石中Mo、W、Bi、Ag、Pb呈強(qiáng)富集分布，Cu、Zn、Sn呈富集分布，具有成礦的地球化學(xué)高背景，局部可形成礦體、礦化體、或形成異常。

b.Mo、W、Pb、Zn、Ag五種元素的最大值，均大于其礦石邊界品位，Cu接近邊界品位。Mo為主要成礦元素，W、Pb、Zn、Ag、Cu為次要成礦元素，或主要伴生元素。

c.Mo、W、Pb、Zn、Bi、Ag變異系數(shù)均大于1.76，呈強(qiáng)分異型分布；Cu、Sn變異系數(shù)分別為1.22、0.83，呈分異型分布，表明Mo、W、Pb、Zn、Bi、Ag活動性很強(qiáng)，Cu、Sn活動性較強(qiáng)，各元素均易于遷移富集成礦，或形成強(qiáng)異常。

2.2 地層中微量元素特征

利用巖石測量結(jié)果，統(tǒng)計的礦區(qū)背景值和地層中微量元素特征參數(shù)值列于表2。

由于巖石樣品的分布局限于鉬礦區(qū)較小的范圍內(nèi)，所以，計算的背景值僅代表元素局部背景含量特征。與礦區(qū)背景值相比，主要地層泥盆系南灣組巖石中元素平均含量均高于礦區(qū)背景值。其中，Pb襯度最高，Ag、Cu次之，Zn、W、Mo 較高，Sn、Bi襯度最低。Pb、Ag、Cu、Zn、W呈強(qiáng)富集分布，Mo呈富集分布，Sn、Bi呈均勻分布。依據(jù)元素的變異系數(shù)，Pb、Mo、W、Bi具有極強(qiáng)的分異型， Zn、Ag、Cu、Sn具分異略低。所以，該地層中Pb、Mo、W、Bi等元素可形成較強(qiáng)的異常，局部形成Mo、Pb、Ag、Cu、Zn礦體，而Sn僅形成較弱異常。

2.3 巖漿巖中微量元素特征

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為（鉀長）花崗斑巖和閃長玢巖脈。在地表和鉆孔中均有花崗斑巖或鉀長花崗斑巖脈出現(xiàn)，閃長玢巖脈距鉬礦體較遠(yuǎn)。現(xiàn)將（鉀長）花崗巖脈中微量元素特征值列于表3。由表3可以看出：

與世界花崗巖（維氏）相比，礦區(qū)內(nèi)（鉀長）花崗斑巖中Bi、Mo、Ag、W、Pb、Zn、Sn、Cu的Kk2值均＞1.67， 其中Bi最大，為117.00；Mo、Ag、W次之，分別為17.49、17.00、14.33；其它元素介于7.38～1.68。各元素含量均明顯高于世界花崗巖中元素豐度，呈強(qiáng)富集分布，并以Bi、Mo、Ag、W含量高為特征。從元素的變異系數(shù)可知，各元素均呈分異型分布，或強(qiáng)分異型分布。

與礦區(qū)背景值相比，花崗斑巖中Pb、Mo、Zn背景含量高，呈強(qiáng)富集分布；Sn、W、Ag、Cu、Bi含量明顯偏低，呈低背景—貧乏分布。鉀長花崗斑巖中Pb、Mo、Zn、Bi呈強(qiáng)富集-富集分布，Ag、Sn、W呈高背景分布。

表2 地層中微量元素特征值表

表3 巖漿巖中微量元素特征值表

表5 構(gòu)造巖中微量元素特征值表

綜合以上分析，在巖漿侵入過程中花崗斑巖攜帶的Mo、Pb、Zn等元素可直接或間接地提供成礦物質(zhì)。

2.4 主要巖石類型中微量元素特征

礦區(qū)巖石按巖性特征大致可分為8種。其微量元素的分布、分配特征與巖石類型密切相關(guān)。礦區(qū)各類巖石中微量元素含量特征見表4。

由表4可以得出如下認(rèn)識：

a.片巖中Mo、Bi、W、Cu、Pb、Zn、Ag、Sn的變異系數(shù)，均大于變粒巖中元素的變異系數(shù)，一般高出1.19～3.63倍，其中Pb、Ag大于3倍。說明片巖較變粒巖有利于成礦，Pb、Ag更明顯。

b.變粒巖中Mo、W、Cu、Ag、Sn、Bi的平均值，高于片巖中元素平均值1.02～5.17倍； Pb、Zn低于片巖中的平均值，是片巖的0.56、0.78倍。說明未發(fā)生片理化的變粒巖原巖中，多數(shù)元素的背景含量高，區(qū)域變質(zhì)或構(gòu)造作用發(fā)生片理化的過程中，Mo、W、Cu、Ag、Sn、Bi六元素活化遷移趨于聚集，而Pb、Zn相對趨于分散。

c.已知礦體主要產(chǎn)于片巖中，各元素的極大值、極小值多出現(xiàn)于片巖中，這些現(xiàn)象表明，相比變粒巖，片巖更有利于元素的活動、遷移、富集，可為成礦物質(zhì)提供適宜的物理化學(xué)環(huán)境和成礦空間。

2.5 構(gòu)造巖石中微量元素特征

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造巖石主要有碎裂巖化的片巖、構(gòu)造角礫巖和碎裂巖。其中微量元素的分布、分配特征與構(gòu)造類型密切相關(guān)。構(gòu)造巖石中微量元素特征值見表5。由表可知：

a.與礦區(qū)Mo背景值相比，除碎裂巖化綠簾斜長片巖襯度（P）偏低外，其它構(gòu)造巖石中Mo襯度（P）多大于2，呈強(qiáng)富集分布。其中，碎裂巖、構(gòu)造角礫巖和碎裂巖化綠簾黑云石英片巖中Mo最高含量分別為1980 μg/g、642 μg/g、1053 μg/g，均已達(dá)工業(yè)品位（600 μg/g）。已知地表和鉆孔中，礦體主要賦存于構(gòu)造破碎帶或構(gòu)造裂隙內(nèi)，表明本區(qū)構(gòu)造巖石有利于Mo的富集，局部形成了鉬礦體，并形成較強(qiáng)的Mo異常。

b.鉬礦化的強(qiáng)弱與構(gòu)造巖石的破碎程度及原巖有一定的關(guān)系。Mo在不同的構(gòu)造巖石中表現(xiàn)出不同的含量特征，破碎程度較高的碎裂巖、構(gòu)造角礫巖，鉬礦化較強(qiáng)，碎裂巖化的巖石，相對弱些；構(gòu)造巖石，原巖為黑云片巖或黑云（絹云）石英片巖，鉬礦化較強(qiáng)，原巖為斜長片巖則鉬礦化較弱。

c.構(gòu)造巖石中，Mo、Pb、Zn、Cu、Bi最高含量分別為1980μg/g、5937μg/g、8917μg/g、1858μg/g、118μg/g，變異系數(shù)均不小于1.4，含量變化較大，分異型較強(qiáng)，有利成礦。其中Mo達(dá)工業(yè)品位、Pb、Zn為礦化，Cu為弱礦化，Bi為強(qiáng)異常含量。

d.在構(gòu)造巖石中W、Ag、Sn平均含量分別為46.68μg/g、2.85μg/g、10.61μg/g，變異系數(shù)均小于1，一般為0.7～0.86，含量變化不大，呈弱分異型-不均勻型分布，說明構(gòu)造巖石中W、Ag、Sn具有一定的活化、集散特征。

Sn具有一定的活化、集散特征。

表4 主要巖石類型中微量元素含量特征

2.6 礦化蝕變巖中微量元素特征

礦區(qū)蝕變巖石主要有三種類型：硅化巖石、黃鐵礦化（褐鐵礦化）巖石、弱輝鉬礦化巖石。黃鐵礦化在地表及淺部表現(xiàn)為褐鐵礦化。礦區(qū)主要蝕變巖石中微量元素特征值列表6。

由表6可以得出：

a.硅化巖石中，Mo、W、Cu、Pb、Zn、Ag、Sn、Bi的平均值多明顯高于礦區(qū)背景值，其襯度（P）多大于1，其中Mo、Pb、Ag、Bi襯度（P）多大于3，可高達(dá)52.61、72.84、16.94、20.53。最大值Mo755μg/g、Pb6378μg/g、Ag82.7μg/g，已大于邊界品位，構(gòu)成了礦（化）體；W302μg/g、Cu929μg/g、Zn746μg/g，低于礦石邊界品位一個數(shù)量級，為礦化；Sn94μg/g、Bi100μg/g，為強(qiáng)異常含量。結(jié)合地表及鉆孔中的蝕變巖石，硅化愈強(qiáng)，鉬礦化愈好，表明硅化巖石與礦化關(guān)系密切。

b.Mo在黃鐵礦化巖石中平均含量較高，其余7種元素的平均值在硅化巖石中也較高；Mo、W、Cu、Ag、Sn、Bi變異系數(shù)在硅化巖石中較大，Pb、Zn變異系數(shù)在輝鉬礦化、黃鐵礦化巖石中較大。結(jié)合硅化與構(gòu)造破碎帶關(guān)系密切，黃鐵礦化與輝鉬礦化緊密相伴，有時硅化疊加在一起，蝕變強(qiáng)弱與鉬礦化強(qiáng)弱多呈正相關(guān)，說明蝕變疊加對成礦更有利。

c.鉬礦化的強(qiáng)弱與蝕變巖石的原巖有一定的關(guān)系，即原巖為絹云斜長片巖（變粒巖）鉬礦化較強(qiáng)，原巖為石英斜長片巖則鉬礦化相對減弱說明原巖含鉀高（云母族礦物）已發(fā)生蝕變，鉬礦化較強(qiáng)；原巖含硅高（石英）則蝕變和鉬礦化較弱。

2.7 礦石中微量元素特征

為研究礦石中微量元素的地球化學(xué)特征，主要選取了礦石中Mo含量大于300μg/g的礦石樣品，個別夾石Mo含量小于300μg/g，統(tǒng)計計算了礦石中微量元素最大值、平均含量、變化系數(shù)及原始襯度等列于表7。由表可知：

a.Mo為主成礦元素。Mo具有很高的原始襯度（Pc=113.15），其它元素的原始襯度介于1.35～4.14之間，表明Mo具有最強(qiáng)的成礦能力，其它元素成礦能力相對較弱。同時說明Mo在成礦熱液中礦質(zhì)來源比較豐富，礦液運(yùn)移到有利的構(gòu)造（及圍巖）中即沉淀成礦，并在礦體的圍巖中形成較強(qiáng)的原生暈。

b.W、Pb、Zn、Cu為次要成礦元素，或為主要伴生元素W、Pb、Zn最高含量均大于其礦石邊界品位，Cu接近邊界品位，已構(gòu)成礦化或形成礦體。

c.Ag、Sn、Bi可作指示元素。礦石中Ag、Sn、Bi平均含量分別為：Ag2.04μg/ g、Sn 10.3μg/g、Bi 3.74μg/g，原始襯度為1.35～1.96，變異系數(shù)Ag 0.75、Sn0.61、Bi 3.19，指示了Bi在礦石中變化較大，Ag、Sn變化較小，具有一定的指示意義。

d.礦石中成礦元素與非成礦元素含量差異，是由于它們的沉淀條件和物質(zhì)供應(yīng)水平，以及地球化學(xué)性質(zhì)的差異所致。這在礦石中元素的原始襯度和變化系數(shù)的大小上清楚地反映出來。按礦石中元素的原始襯度值，由大到小排列順序為：Mo－Pb－Zn－W－Bi－Cu－Sn－Ag；按礦石中元素的變化系數(shù)，由大到小排列順序為：Bi－Pb－Zn－W－Cu－Mo－Ag－Sn。通過礦床原生暈發(fā)育程度與原始襯度的排序?qū)Ρ?，發(fā)現(xiàn)二者吻合較好。

表6 主要蝕變巖石中微量元素特征值表

3 結(jié)語

從上述分析表明：一個地區(qū)的區(qū)域地球化學(xué)特征決定了該區(qū)內(nèi)成礦特征的內(nèi)在因素，它提供了成礦的礦質(zhì)來源，決定了成礦的元素種類及共生組合，并與該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特點和地質(zhì)發(fā)展歷史密切相關(guān)，且成礦區(qū)中主要的成礦元素在圍巖或有關(guān)巖漿巖中的豐度都比較高。在大別山北麓，各時代花崗巖侵入體的Mo、W、Sn、Bi 等元素的平均含量普遍高于地殼中的酸性巖的平均含量，以與成礦有關(guān)的燕山早期花崗巖含量最高，其中集中了大量的Mo、W、Bi等礦床、礦點。

根據(jù)礦區(qū)的元素豐度資料，結(jié)合構(gòu)造特點和成礦作用分析，將礦區(qū)范圍劃分為不同的地球化學(xué)區(qū)，從正常場→低異常區(qū)→高異常區(qū)→濃集中心→工業(yè)礦化，通過分析元素逐步富集的趨勢，能直觀地反映出成礦的有利部位。

元素的遷移富集且常常是成群出現(xiàn)，表現(xiàn)為特定的共生組合規(guī)律(從元素到礦物、礦床的共生)。如大別山北麓豫南地區(qū)與中酸性巖活動有關(guān)的則是W、Sn、Mo、Bi、Li、Be、Nb、Ta、Fe、Cu、Pb、Zn等元素經(jīng)常共生。有些共生組分對成礦元素富集起著特殊的作用，如中酸性巖的堿質(zhì)和揮發(fā)分對W、Sn、Bi、Mo等的富集都起重要作用；另外，利用共生元素及其比值的變化，可反映出礦化富集規(guī)律、成礦作用和礦床成因等。

有些共生組分對成礦元素富集起著特殊的作用，如中酸性巖的堿質(zhì)和揮發(fā)分對W、 Sn、Bi、Mo等的富集都起重要作用；另外，利用共生元素及其比值的變化，可反映出本區(qū)礦化富集規(guī)律、成礦作用和礦床成因等。

通過對該礦區(qū)的巖石地球化學(xué)特征分析對比，為深部找礦提供又一新的思路。

In henan province, the guangshan county thousand goose impact molybdenum ore rock geochemical characteristics

and significance
1.The No.11 Geological Team, Henan Geological Survey Bureau;2.The Third Geological Team, Henan Geological Survey Bureau; 3.The Second Geological Survey Institute, Henan Geological Survey Bureau

表7 鉬礦石中微量元素特征參數(shù)值表

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.002

朱厚廣，男，1969年10月，大專，地質(zhì)工程師，現(xiàn)就職于河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第11地質(zhì)隊。

Abstractthrough the mainland of mining area layer, magmatic rock, metamorphic rock, tectonic rock four big rock class 1255 samples, 8 kinds of element arithmetic average content (X), coefficient of variation (CV), concentration Clarke (Kk) and contrast (P) distribution, distribution characteristics analysis contrast, to determine the mining background value (C0) and mineral sources.For as far as possible to avoid the influence of strong mineralization, the statistics, again and again to eliminate or + 2.5 S data.

Keywordsoefficient of variation (CV); concentration Clarke (Kk); contrast (P); mining background value (C0) Mineral sources