地球化學(xué)組合求異方法在吉林省和龍南部地區(qū)找礦中的應(yīng)用

徐 山，陳國強(qiáng)，汪志剛，王淑娟

1.吉林省第一地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長春130031；2.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春130061

地球化學(xué)組合求異方法在吉林省和龍南部地區(qū)找礦中的應(yīng)用

徐 山1，陳國強(qiáng)2，汪志剛1，王淑娟1

1.吉林省第一地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長春130031；2.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春130061

玄武巖覆蓋區(qū)找礦一直是礦產(chǎn)資源勘察中的熱點(diǎn)與難點(diǎn)，而地球化學(xué)求異則是覆蓋區(qū)找礦研究的重中之重。本文應(yīng)用地球化學(xué)元素空間定量組合求異理論，對和龍地區(qū)地球化學(xué)元素數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，求出該地區(qū)組合元素空間分布信息。并結(jié)合相關(guān)地質(zhì)特征，闡明該區(qū)地球化學(xué)元素空間分布特征及與成礦的關(guān)系，為該區(qū)礦產(chǎn)資源勘查靶區(qū)的圈定提供重要依據(jù)。

玄武巖覆蓋區(qū)；元素空間分布；組合求異；和龍地區(qū)

0　引言

吉林省和龍市南部地區(qū)出露有大面積的玄武巖，地處夾皮溝—金城洞金鐵銅成礦帶之二道江—百里坪金銀及多金屬成礦帶上，地質(zhì)作用復(fù)雜，巖漿巖分布廣泛，經(jīng)歷了多期次的變質(zhì)作用和復(fù)雜的構(gòu)造巖漿活動，區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)較為豐富，成礦潛力較大。本文通過地球化學(xué)元素空間定量組合求異理論，重點(diǎn)分析和龍南部地區(qū)地球化學(xué)元素分布特征與成礦的關(guān)系，為進(jìn)一步圈定找礦靶區(qū)提供依據(jù)

1　區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)位于華北陸塊北緣東段、遼東隆起、鐵嶺—靖宇次級隆起、和龍地塊內(nèi)，區(qū)內(nèi)因經(jīng)歷了多期次的變質(zhì)作用、復(fù)雜的巖漿構(gòu)造活動及熱液活動，為成礦元素的運(yùn)移、富集提供了非常有利的地質(zhì)條件，成礦條件十分優(yōu)越，是有利的金礦、銀礦等熱液脈型礦床的找礦靶區(qū)。目前在工作區(qū)東部已經(jīng)發(fā)現(xiàn)百里坪銀礦、王開溝銀金礦點(diǎn)、石人溝鉬礦等多處礦床（點(diǎn)）。

和龍南部地區(qū)地層不發(fā)育，僅有少量地層出露，由老至新依次為：古元古界珍珠門巖組、上侏羅統(tǒng)屯田營組、下白堊統(tǒng)泉水村組、新近系土門子組等。

由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，區(qū)內(nèi)巖漿活動較為強(qiáng)烈，主要為華力西期花崗巖，總體呈近東西向展布，局部可能由于后期地質(zhì)構(gòu)造作用影響為北西向分布。

研究區(qū)處于華北陸塊北緣東段與吉黑褶皺造山帶交接部位，東西向構(gòu)造帶與北東 向構(gòu)造帶的交匯部位（張興洲等，2012）。由于地處陸塊邊緣，發(fā)育著大量的構(gòu)造破碎帶、糜棱巖化帶和溝谷。各方向斷裂構(gòu)造縱橫交錯，斷層性質(zhì)和斷層之間的關(guān)系十分復(fù)雜，部分地段顯示出繼承迭加、改造的關(guān)系。

區(qū)內(nèi)西南部大面積出露新生代火山巖，包括有船底山組、軍艦山組、漫江組、南坪組等不同時期的玄武巖（見圖1）。

該區(qū)位于遼吉Ⅲ級成礦帶夾皮溝—和龍成礦亞帶，夾皮溝—金城洞成礦帶，二道江—百里坪成礦帶上，區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)較為豐富，主要受控于區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造的空間分布，除此之外還受到成礦母巖及圍巖物質(zhì)成分。礦種有 Au、Ag、Pb、Zn、Mo、Ni、Cu、Fe、煤、油頁巖等。主要以中低溫?zé)嵋撼涮钚秃褪⒚}型礦床為主，還有少數(shù)中—高溫石英脈型和細(xì)脈侵染型。

圖1　和龍南部地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1　The geological sketch map of south of Helong area

2　和龍地區(qū)地球化學(xué)組合求異模型

區(qū)域地球化學(xué)元素異常分析是礦產(chǎn)資源預(yù)測中最主要的研究內(nèi)容之一，闡明地球化學(xué)元素異常分布特征與成礦之間的關(guān)系，可以為畫出礦致異常甚至資源靶區(qū)提供重要的信息。

地球化學(xué)元素空間組合求異理論主要是依據(jù)元素的空間分布所呈現(xiàn)出來的自相關(guān)性，通過在最優(yōu)低維空間進(jìn)行相關(guān)分析，找到可以表征地球化學(xué)元素空間點(diǎn)群關(guān)系的組合因子；同時空間變異函數(shù)進(jìn)行擬合，并給出元素的權(quán)重值并進(jìn)行適當(dāng)變換，目的是凸顯元素的指向性，由此可以定義主礦化因子組合。這種利用在最小維空間上求得的礦化因子來表達(dá)地球化學(xué)元素組合特征的方法稱為元素空間定量組合求異理論，由此確定的異常因子稱為組合異常（路來君，1999）。該方法是遵循了元素自身空間匹配特征進(jìn)行計算，最大可能實(shí)現(xiàn)了對地球化學(xué)元素空間信息進(jìn)行提取，使異常信息盡可能的表達(dá)出來。

本文對和龍地區(qū)3 080個水系沉積物樣品，10個元素變量，進(jìn)行地球化學(xué)元素組合求異計算，主要結(jié)果見表1～3。

基于上述計算可得出，和龍地區(qū)的10個元素的分布信息可通過3個礦化因子顯示，每個礦化因子是一個元素組合，其代表的地質(zhì)背景、成礦溫度都是不同的，再經(jīng)漂移剩余計算，可求得組合異常。所得的異常通過等值線圖表示（見圖2～4），并與本地區(qū)地質(zhì)簡圖進(jìn)行對比，可以凸顯出每個組合因子在空間上與地質(zhì)因素之間的關(guān)系。

表2　因子分析計算結(jié)果Table 2 Factor analysis results

表3　旋轉(zhuǎn)變換結(jié)果Table 3 Rotation transformation results

圖2　Au-As-Sb-Bi組合異常等值線示意圖Fig.2　The Contour diagram of Au-As-Sb-Bi combination anomaly

圖3　Ag-Pb-Zn 組合異常等值線示意圖Fig.3　The Contour diagram of Ag-Pb-Zn combination anomaly

圖 4 Mo-Cu組合異常等值線示意圖Fig.4　The Contour diagram of Mo-Cu combination anomaly

3　和龍地區(qū)地球化學(xué)組合異常的地質(zhì)解釋

3.1組合異常分析

基于上述10個元素所求的組合異常組合，結(jié)合本區(qū)的地質(zhì)背景，可以看出不同組合異常無論是在形成時間上還是空間分布上，都具有各自的特點(diǎn)。

F1：Au-As-Sb-Bi高溫組合；該組合的地質(zhì)背景與巖漿侵入體有關(guān)，主要是與華力西期花崗閃長巖發(fā)育有關(guān)，發(fā)育于花崗巖與火山巖系接觸帶上，表明該組合受控于巖漿活動的后期火山噴發(fā)作用。

F2：Ag-Pb-Zn中低溫組合；該組合的地質(zhì)背景是發(fā)育在中元古界珍珠門巖組及其上覆地層與火山巖交匯處，屬于典型中低溫組元素組合，這種組合是往往在區(qū)域巖漿活動的后期形成，其產(chǎn)出部位往往在巖漿侵入體或巖漿侵入體與上覆地層交匯處。

F3：Mo-Cu高溫組合；該組合的地質(zhì)背景與構(gòu)造活動關(guān)系密切，受控于北西向與東西向斷裂構(gòu)造，產(chǎn)生于巖漿活動中期，該組合多發(fā)育于花崗閃長巖與火山巖接觸帶上。

3.2組合異常分帶分析

本區(qū)三種類型的組合異常具有較強(qiáng)的分帶特征，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景可劃分出3個帶（圖5）。

圖 5 和龍地區(qū)地球化學(xué)組合異常分帶圖Fig.5　The zoning map of geochemical assemblage anomaly of Helong area

Ⅰ帶內(nèi)主要分布華力西晚期花崗巖、花崗閃長巖，組合異常形態(tài)較規(guī)則，主要受北東向斷裂構(gòu)造影響，大體呈北東向展布。帶內(nèi)出現(xiàn)3處Ag-Pb-Zn組合異常，異常根據(jù)異常性質(zhì)，該帶異常揭示中高溫?zé)嵋撼傻V元素的聚集過程，有可能形成Ag礦化。

Ⅱ帶內(nèi)主要為華力西晚期花崗閃長巖。帶內(nèi)出現(xiàn)4處Au-As-Sb-Bi組合異常，2處Ag-Pb-Zn組合異常，1處Mo-Cu組合異常，三組異常在空間上的疊加性較差，主要受控于北西及北東向斷裂構(gòu)造。該帶異常表明此處巖漿活動頻繁，伴隨多期次的構(gòu)造運(yùn)動，有可能形成Au，Ag及Mo礦化。Ⅲ帶內(nèi)主要為華力西晚期花崗閃長巖，部分地區(qū)有華力西期閃長巖及花崗斑巖零星出露。帶內(nèi)出現(xiàn)4 處Mo-Cu組合異常，1處Ag-Pb-Zn組合異常，1 處Au-As-Sb-Bi組合異常，三組異常在空間上的疊加性較差，主要受控于北東向斷裂構(gòu)造，有可能形成Mo，Ag及Au礦化。

4　結(jié)論

通過地球化學(xué)組合元素空間定量組合求異方法求取的組合異常，所指示的信息具有較明顯的分布規(guī)律，異常與地質(zhì)活動密切相關(guān)，依據(jù)因子-泛克里格法計算出的不同組合異常，在元素空間分布上具有相關(guān)性及分帶性，反映了地球化學(xué)元素在沉積過程中的多次巖漿活動及多次成礦作用形成不同類型的地球化學(xué)組合異常。本區(qū)主要形成以成礦元素Au為主的Au-As-Sb-Bi組合、以成礦元素Ag為主的Ag-Pb-Zn組合及以成礦元素Mo為主的Mo-Cu組合。表明本區(qū)以Au、Ag、Mo為主要成礦元素的組合均以各自獨(dú)特的地球化學(xué)作用為主，從而反映出它們在成礦時代或空間分布上存在著差異性，應(yīng)屬不同礦化期及礦化階段的產(chǎn)物，為本區(qū)礦產(chǎn)普查工作提供了科學(xué)的依據(jù)，并指明了找礦方向。

［1］ 畢守業(yè)，王德榮，賈大成.吉林省地體構(gòu)造的基本特征［J］.吉林地質(zhì)，1995（01）：1-14.

［2］ 葛肖虹.吉林省東部的大地構(gòu)造環(huán)境與構(gòu)造演化輪廓［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，1990（01）：107-113.

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［4］ 李雪菲.吉林省和龍地區(qū)化探數(shù)據(jù)處理方法對比研究［D］.長春：吉林大學(xué)，2012.

［5］ 張興洲，馬玉霞，遲效國，等.東北及內(nèi)蒙古東部地區(qū)顯生宙構(gòu)造演化的有關(guān)問題［J］.吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版），2012（05）：1269-1285.

Application of geochemical combined anomaly analysis method on prospecting in south of Helong in Jilin Province

XU Shan1， CHEN Guo-qiang2， WANG Zhi-gang1， WANG Shu-juan1
1.The First Geological Survey of Jilin Province， Changchun 130033， Jilin， China； 2.College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， Jilin， China

The prospecting in coverage area by basalt is a hotspot but also a difficulty in the exploration of mineral resources， which is paramount importance is geochemical difference.This paper analyzed geochemical survey data of Helong area with the spatial quantitative combined anomaly analysis method， and worked out the spatial distribution information of the combined elements， and elucidated the its relationship with mineralization based on relevant geological features.It could provide an important basis for the delineation of mineral resources prospecting target areas.

Coverage area by basalt； spatial distribution of elements； combined anomaly analysis； Helong area

P632

A

1001—2427（2015）04 - 99 -4

2015-08-05；

2015-12-13

徐 山（1969—），男，吉林通化人，吉林省第一地質(zhì)調(diào)查所工程師.