內(nèi)蒙古北山額勒根烏蘭烏拉一帶土壤測(cè)量地球化學(xué)特征及找礦方向

張善明，蘭生科，賀中銀，韓志敏，陳 強(qiáng)，王永暉

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，內(nèi)蒙古 烏海 016000)

0 引 言

自地球化學(xué)勘探在中國(guó)開展近半個(gè)世紀(jì)以來，其在找礦勘探中發(fā)揮的作用非常巨大，它是發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)景區(qū)、縮小靶區(qū)最有效和最快捷的手段[1-2]。近年來，內(nèi)蒙古西部的礦產(chǎn)勘查均采用了地質(zhì)、物探和化探相結(jié)合的綜合技術(shù)手段。從找礦實(shí)例來看，化探方法對(duì)金、銅多金屬、鎢、鉬等的找礦效果比較明顯，礦床的發(fā)現(xiàn)基本上是通過化探異常作為找礦標(biāo)志或工作對(duì)象開始的[3]。研究區(qū)位于北山北帶，成礦區(qū)劃位于覺羅塔格—黑鷹山Cu-Ni-Fe-Au-Ag-Mo-W-石膏-硅灰石-膨潤(rùn)土-煤成礦帶的黑鷹山—小狐貍山Fe-Au-Cu-Mo-Cr成礦亞帶(Ⅲ-1-①)[4]，構(gòu)造區(qū)劃處于大南湖—雀兒山—狐貍山早古生代活動(dòng)邊緣帶和雅滿蘇—紅石山—黑鷹山晚古生代陸內(nèi)裂谷帶[5]，早古生代形成與幔源基性侵入巖-噴出巖有關(guān)的Fe-V-Ti-Cu-Co-Ni礦床系列，在該帶西段發(fā)現(xiàn)了梅嶺、紅石、紅海[6]、紅山等塊狀硫化物型礦床，該帶東延蒙古國(guó)境內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了Oyu Tolgoi世界級(jí)斑巖型銅金礦床[7-8]。晚古生代形成與中酸性火山-深成巖建造有關(guān)的Fe-Cu-Mo-Pb-Zn-Au-Ag-W-Sn-稀有金屬礦床系列，與噴出巖有關(guān)的礦床如黑鷹山鐵礦床[9]，與侵入巖有關(guān)的礦床如土屋—延?xùn)|斑巖銅鉬礦床、小白石頭鎢鉬礦床、明錫山錫礦床、紅尖兵山鎢礦床、小狐貍山鉬多金屬礦及流沙山鉬金礦等[5,10-13]。自2003年在該區(qū)發(fā)現(xiàn)額勒根烏蘭烏拉斑巖型銅(鉬)礦后[14]，該區(qū)找礦未有大的進(jìn)展，額勒根烏蘭烏拉斑巖型銅(鉬)礦因其埋藏深、品位低、建設(shè)條件差而未開發(fā)。鑒于該區(qū)成礦條件優(yōu)越，1∶20萬水系沉積物測(cè)量異常明顯，內(nèi)蒙古自治區(qū)第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院于2014—2017年在該區(qū)開展了1∶5萬礦產(chǎn)調(diào)查工作，本文以礦產(chǎn)調(diào)查完成的1∶5萬土壤測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析該區(qū)地球化學(xué)背景及地球化學(xué)場(chǎng)特征，探討找礦方向。

1 工作概況及地質(zhì)特征

1.1 工作概況

研究區(qū)面積約1 300 km2，是干旱荒漠戈壁殘山Ⅰ級(jí)景觀的北山Ⅱ級(jí)景觀區(qū)。影響土壤測(cè)量效果的不利因素主要有：(1)由于淋濾成因的水在極度干旱環(huán)境中演化為高礦化度潛水，又經(jīng)強(qiáng)烈毛細(xì)蒸發(fā)作用，在近地表的蒸發(fā)障層位上大量晶出鹽分并膠結(jié)巖石碎屑形成鈣堿層，影響土壤地球化學(xué)測(cè)量效果；(2)盡管區(qū)內(nèi)風(fēng)向多變，但根據(jù)對(duì)地表灌木叢背后的微型沙丘延伸方向和凹地風(fēng)成沙波紋的觀察，確認(rèn)該地區(qū)存在起主導(dǎo)作用的盛行風(fēng)，且在不同地段受局部地形影響，盛行風(fēng)向也不盡一致。北山地區(qū)開展的大量土壤地球化學(xué)測(cè)量表明，在盛行風(fēng)作用下，礦致巖屑異常一般會(huì)發(fā)生順風(fēng)偏移[15]。為此，采取的解決方案為：(1)研究區(qū)溝谷覆蓋區(qū)土壤一般可分為7層，自地表向下分別為：有大量外來物質(zhì)(如風(fēng)積物)的黑色礫幕(礫石大小不一)→孔泡結(jié)皮(3～5 cm，堅(jiān)硬)→黃色砂土層(5～10 cm，特別松散)→含土砂礫層(10～30 cm，疏松)→含粗纖維狀或礫狀鈣堿層(10～25 cm，特別蓬松，可以形成空隙)→砂礫層(10～80 cm，較為堅(jiān)硬)→風(fēng)化基巖。而剝蝕戈壁區(qū)大多基巖裸露，地表多被表層碎屑物覆蓋，土壤層無上述結(jié)構(gòu)分層特征。因此，本次采樣深度視具體情況具體確定，但首要原則是必須穿過礫膜層、鈣堿層達(dá)到B層或C層，一般采樣深度為10～50 cm；(2)實(shí)驗(yàn)表明[16-17]，-4～+20目采樣粒級(jí)可以有效地避免樣品中混入風(fēng)積物或大顆粒滾石，因此采用該采樣粒級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；(3)異常查證時(shí)注意盛行風(fēng)導(dǎo)致的異常形態(tài)畸變及極大值的短距離位移；(4)由于該區(qū)特殊的地質(zhì)地貌特征，對(duì)地球化學(xué)測(cè)量結(jié)果也應(yīng)區(qū)別對(duì)待，主要分為3種類型：①表生帶中能形成較穩(wěn)定礦物且在風(fēng)化過程中明顯富集的元素如Sn、As、Cd、Be、Cr、Li、Ag、Mo等；②以親硫元素為主的一套在風(fēng)化過程中明顯分散的元素如Hg、Na、Mg、Co、Cu、Ni、Fe、Zn、V等；③集散程度不明顯的元素如Pb、Ti、Mn、B、Si、Ba等。針對(duì)以上3類元素，應(yīng)根據(jù)土壤測(cè)量采樣位置的具體情況對(duì)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的分析評(píng)價(jià)。

本次采樣9 927件，按自由網(wǎng)布設(shè)，山區(qū)樣點(diǎn)盡量往山下布，控制足夠大的面積，平原區(qū)樣點(diǎn)盡量往上布，采取合適樣品。在殘、坡積分布區(qū)，一般穿過B層(淋積層)在C層(母質(zhì)層)中采集，采樣對(duì)象主要為巖屑。一個(gè)采樣點(diǎn)取3個(gè)樣組合成一個(gè)樣品。取樣粒級(jí)-4～+20目， 在基巖區(qū)采樣密度為10～12點(diǎn)/km2，中新生代覆蓋區(qū)采樣密度為4～6點(diǎn)/km2，二次過篩后樣品重量均大于160 g。本次分析項(xiàng)目為18種，等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)分析Co、Ni、Cu、Mo、Ag、Sn、Sb、W、Pb、Bi、U 、Li，X射線熒光光譜法(XRF)分析La、Zn、Y、Nb，氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法(HG-AFS)分析As，泡塑吸附石墨爐無火焰原子吸收法(PGF-AAS)分析Au。插入準(zhǔn)確度控制樣品358件，精密度控制樣品358件，重復(fù)性檢驗(yàn)控制樣品716件。另插入方法準(zhǔn)確度監(jiān)控樣品60件。檢出限、報(bào)出率、精密度、準(zhǔn)確度均符合中國(guó)地調(diào)局《1∶5萬化探普查分析要求補(bǔ)充規(guī)定》中相關(guān)要求，分析質(zhì)量可靠。地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法見張運(yùn)強(qiáng)等2015年文獻(xiàn)[18]。采用GeoIPAS軟件成圖，按多次迭代剔除畸變數(shù)據(jù)確定異常理論下限，根據(jù)實(shí)際情況確定實(shí)用下限，按0.1的對(duì)數(shù)間隔生成地球化學(xué)圖，再在地球化學(xué)圖基礎(chǔ)上提取組合異常圖、綜合異常圖，并綜合地質(zhì)背景制作剖析圖。

1.2 地質(zhì)特征

1.2.1 地層

研究區(qū)出露地層主要有中奧陶統(tǒng)咸水湖組、上奧陶統(tǒng)白云山組、上二疊統(tǒng)方山口組及中新生代覆蓋物。咸水湖組碎屑巖段(O2x1)橫向上相變明顯，主要為一套碎屑巖夾自生沉積巖建造?；鹕綆r段(O2x2)為一套淺海-半深海相的中性、中基性火山巖夾碎屑巖及硅質(zhì)巖建造，是噴流沉積鉛鋅礦、銅鋅礦產(chǎn)出的有利層位，區(qū)域上見多個(gè)小型銅鐵礦床(點(diǎn))，礦化類型為塊狀硫化物型和碧玉巖型；白云山組(O3by)為半深海泥質(zhì)粉砂相沉積，均發(fā)生淺變質(zhì)；碎石山組(S3ss)為一套半深海-深海相的碳酸鹽巖-碎屑巖建造；方山口組(P3f)為一套陸相噴發(fā)的基性、中基性火山巖建造，是與裂谷火山相關(guān)的斑巖銅鉛礦產(chǎn)出的有利層位，亦是一套金礦源層[19-20]。

1.2.2 構(gòu)造

北山北帶的主控?cái)嗔褳榻蔽鳌蔽魑飨蛘共嫉奶鹚勆絽^(qū)域性深大斷裂帶，該斷裂帶向西延入甘肅境內(nèi)，向東隱伏于居延海拗陷之下，斷裂帶出露長(zhǎng)度大于300 km，由多組互相平行、斷層面南傾的逆沖斷層、劈理帶、韌性剪切帶等構(gòu)造形跡組成，形成有強(qiáng)弱變形域交織而成的寬度達(dá)數(shù)千米乃至數(shù)十千米的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)帶，斷裂延伸方向與地層走向相近。

與甜水井—六駝山區(qū)域性深大斷裂帶相配套的次級(jí)斷裂裂隙系統(tǒng)發(fā)育，主要呈近東西、北西及北西西、北東向展布，其次呈南北向，其中北東向斷層與北西向斷層具共軛關(guān)系。受區(qū)域性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，區(qū)內(nèi)巖層變質(zhì)變形強(qiáng)烈，片理、劈理、擠壓破碎帶廣泛發(fā)育。深大斷裂帶及其次級(jí)斷裂裂隙為熱液成礦提供了通道及富集空間，特別是次一級(jí)斷裂裂隙構(gòu)造的交匯部位、產(chǎn)狀變化處是金屬礦床(點(diǎn))產(chǎn)出的有利部位。

褶皺構(gòu)造主要為六駝山復(fù)背斜，呈北西軸向的多背斜、向斜相間排列，一般北東翼傾角緩，南西翼傾角陡，局部南西翼尚發(fā)育次級(jí)褶皺。北東翼多被中新生代沉積物覆蓋，大部分構(gòu)造形跡不清?？傮w來看，褶皺受一系列近東西向、北西向及北東向斷裂切割破壞，形態(tài)復(fù)雜且不完整。

1.2.3 巖漿巖

研究區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖分布廣泛，從深成相到淺成相，從超基性巖、基性巖到中性巖、酸性巖均有分布，其中以中酸性侵入巖為主，形成時(shí)代主要為石炭紀(jì)和二疊紀(jì)，其時(shí)空分布嚴(yán)格受區(qū)域構(gòu)造控制，總體上呈北西西向帶狀展布。巖石類型有石炭紀(jì)石英閃長(zhǎng)巖(CδO)、石炭紀(jì)英云閃長(zhǎng)巖(CγδO)、石炭紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖(Cγδ)，區(qū)域上石炭紀(jì)英云閃長(zhǎng)巖與黑鎢礦、鉬、鉛、銅等成礦關(guān)系密切，江思宏2006年對(duì)巖體內(nèi)鉀長(zhǎng)石通過40Ar/39Ar法測(cè)年獲得同位素年齡值在355.16～271.78 Ma之間[21]。石炭紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖與銅、鉬、鉛、鋅、鐵成礦關(guān)系密切，中型額勒根烏蘭烏拉斑巖型鉬(銅)礦即分布在石炭紀(jì)似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖內(nèi)，聶鳳軍等2005年通過錸-鋨同位素研究獲得等時(shí)線年齡為(332.0±9.0) Ma[22](圖1)。

圖1 額勒根烏蘭烏拉一帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Simplified geological map of Elegenwulanwula area1.第四系湖積物；2.第四系沖洪積物；3.下白堊統(tǒng)赤金堡組；4.上二疊統(tǒng)方山口組；5.上志留統(tǒng)碎石山組；6.上奧陶統(tǒng)白云山組；7.中奧陶統(tǒng)咸水湖組火山巖段；8.中奧陶統(tǒng)咸水湖組碎屑巖段；9.二疊紀(jì)花崗巖；10.石炭紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖；11.石炭紀(jì)英云閃長(zhǎng)巖；12.逆斷層；13.平移斷層；14.性質(zhì)不明斷層；15.推測(cè)斷層；16.背斜；17.向斜；18.鉬(銅)礦床

2 元素地球化學(xué)特征

2.1 元素含量概率分布型式

研究地質(zhì)體中元素含量分布型式可以認(rèn)識(shí)所研究的地質(zhì)體經(jīng)受地質(zhì)改造作用過程的情況，了解該地區(qū)地質(zhì)作用過程，為礦產(chǎn)勘查提供依據(jù)。一般來說，成礦作用總是出現(xiàn)在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、地質(zhì)作用多次疊加的地區(qū)。因此，不服從正態(tài)分布的地質(zhì)體才具有找礦前景。

元素含量概率直方圖能直觀形象地反映元素含量分布型式。本研究區(qū)18種元素概率分布特征見圖2，可見Sn、Bi、As、Cu、Ni、Sb呈左偏型正態(tài)分布，偏度和峰度較小，主要是低值較多，上述元素在區(qū)內(nèi)虧損；Au、Zn、Li、Y、W、Pb、Nb、Ag、La呈左偏型正態(tài)分布，偏度較小，峰度較大，主要是背景值較多；U呈右偏型非正態(tài)分布，偏度較小，峰度較大，主要是背景值較多；Co、Mo呈右偏型非正態(tài)分布，高值和極高值較多，成礦意義明顯。

圖2 研究區(qū)18種元素的分布形式Fig.2 Statistic diagrams of 18 elements in the study area

2.2 元素分布及富集特征

通過比較土壤元素一級(jí)濃度克拉克值(C11)(C11=研究區(qū)土壤元素含量平均值(X1)/北山地區(qū)土壤元素含量平均值(X0))，C11值大于1.5，呈富集型分布的元素有Ag、As、Sb、Cu、Zn、Mo、Ni、Co、U、Li。C11值在1.2

各元素原始數(shù)據(jù)的變化系數(shù)(Cv1)與背景數(shù)據(jù)(剔除畸變數(shù)據(jù)之后的數(shù)據(jù))的變化系數(shù)(Cv2)分別反映兩種數(shù)據(jù)的離散程度，Cv1反映地球化學(xué)場(chǎng)相對(duì)變化幅度，Cv1/Cv2則反映背景處理時(shí)的剔除程度。從剔除前后變化系數(shù)可以看出(圖3)：剔除前變化系數(shù)Cv1>2.0的元素有Au、Sb、As、Mo、Bi，說明這些元素分布極不均勻，離散數(shù)據(jù)多，富集成礦的可能性大，一般形成局部異?；蚋弑尘?；剔除前變化系數(shù)Cv1>1.2的元素有Cu、Pb，說明其分布不均勻，離散數(shù)據(jù)較多，可能富集成礦。Ni元素剔除前變化系數(shù)Cv1在0.8～1.2之間，說明其分布均勻，背景數(shù)據(jù)多；Ag、Co、W、Sn、Zn、Y、Li、Nb、U、La等元素剔除前變化系數(shù)Cv1<0.8，說明這些元素變化系數(shù)小，富集成礦的可能性不大[23]。

2.3 元素聚類特征

參考聚類分析譜系圖4，取相關(guān)系數(shù)20，研究區(qū)元素可分為8類組合：①Y、Nb、La、Sn、U；②Co、Ni、Zn、Li；③Cu、Mo、W；④Pb、Ag；⑤Bi；⑥Sb；⑦As；⑧Au。從地球化學(xué)圖上看，①組合是玄武巖的反映，②組合是奧陶系建造的反映，③組合是含鉬銅斑巖體的反映，④組合是低溫?zé)嵋撼傻V的反映，主要分布在火山盆地邊緣，⑤是巖漿熱液活動(dòng)的反映，⑥、⑦、⑧是局部成礦或構(gòu)造熱液活動(dòng)的反映。

2.4 元素組合分析

為了更突出各個(gè)因子的典型代表變量，對(duì)18種元素進(jìn)行正交因子旋轉(zhuǎn)分析，采用具有Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法，旋轉(zhuǎn)在6次迭代后收斂，從表2可見：成分1為Sn、U、La、Y、Nb組合，為與方山口組高鈦富鈮玄武巖或玄武質(zhì)安山巖有關(guān)的元素組合，普遍具高豐度，但沒有特高含量，分異性也不明顯，未形成礦(化)體。成分2為Co、Ni、Li組合，代表了區(qū)內(nèi)與中基性火山巖有關(guān)的元素組合。成分3為Ag、Pb、Zn組合，可能為低溫?zé)嵋夯顒?dòng)的反映。成分4為Cu、Mo組合，可能為含Mo、Cu斑巖體的反映，該元素組合在區(qū)內(nèi)普遍具高豐度，個(gè)別元素具特高含量和強(qiáng)分異性，并形成礦(化)體。成分5為W、Bi組合，可能為巖漿熱液活動(dòng)的反映。成分6為Sb、As、Au組合，可能為局部成礦作用或構(gòu)造熱液活動(dòng)的反映?？梢姕y(cè)區(qū)各元素具明顯的演化分異作用，且與地質(zhì)過程、建造構(gòu)造配套，顯示地質(zhì)-地球化學(xué)作用的復(fù)雜性和成礦作用的多期疊加的特征。

表1研究區(qū)18種元素地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

Table1Geochemicalparametersof18elementsinthestudyarea

元素北山[22]X0S0Cv0測(cè)區(qū)X1S1Cv1測(cè)區(qū)/北山C11=X1/X0Au1.442.521.751.5893.4942.1981.10Ag0.050.316.270.0920.0660.7161.84As7.9017.842.2613.47428.2792.0991.71Sb0.743.755.061.1223.2042.8561.52La24.118.020.3319.3407.1300.3690.80Cu12.749.770.7728.92334.2691.1852.27Pb16.207.330.4514.01620.1251.4360.87Zn35.4519.890.5668.81441.6950.6061.94W1.072.872.681.1240.8280.7371.05Sn2.125.692.681.9521.1550.5920.92Mo0.841.011.201.3993.0322.1671.67Bi0.210.643.040.1930.5392.7980.92Ni12.0113.001.0821.30618.6960.8771.77Co5.743.500.6112.4277.5340.6062.16U1.510.770.512.4001.0170.4241.59Li16.149.160.5524.60713.7410.5581.52Nb7.454.620.628.4313.4050.4041.13Y17.373.770.2221.6846.7130.3101.25

注：Au含量單位為10-9，其余元素為10-6。

表2研究區(qū)18種元素正交因子旋轉(zhuǎn)分析結(jié)果

Table2Orthogonalfactorrotationanalysisof18elementsofthestudyarea

元素成分123456Co-0.0680.9050.0330.114-0.049-0.012Ni0.1000.8680.0350.020-0.0180.045Cu-0.1510.4070.1080.6550.164-0.054Mo0.110-0.0390.0990.817-0.0130.088Ag0.1620.0070.6850.346-0.0590.089Sn0.6380.071-0.025-0.0780.4290.095Sb-0.0070.033-0.008-0.0830.0390.645W0.2210.039-0.1400.4040.5920.181Pb0.051-0.0310.789-0.0800.1150.120Bi-0.041-0.0140.3120.0000.762-0.136U0.554-0.0050.1150.3510.2010.280Li0.2540.478-0.082-0.0710.3580.335La0.764-0.1210.0780.037-0.061-0.076Zn0.1380.4930.5980.1140.1750.016Y0.8310.0840.0840.0430.0350.013Nb0.8850.1500.085-0.013-0.016-0.046As0.0800.0080.0740.2120.1080.624Au-0.0410.0230.0860.025-0.0940.458

2.5 元素在主要地質(zhì)單元內(nèi)的分布

統(tǒng)計(jì)18種元素在主要地質(zhì)單元內(nèi)的分布特征(表3)，咸水湖組Au、Zn、Sb、Cu、Mo、Bi元素富集系數(shù)大，分異性強(qiáng)，是主要成礦有利地層。石炭紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖Mo、Bi、Ag、Pb、Zn、Cu元素富集系數(shù)大，分異性強(qiáng)，是成礦最有利侵入體。

圖3 研究區(qū)18種元素離散程度圖Fig.3 Variation coefficients of 18 elements in the study area

圖4 研究區(qū)18種元素聚類分析譜系圖Fig.4 Cluster analysis diagrams of 18 elements in the study area

2.6 主要元素地球化學(xué)場(chǎng)特征

2.6.1 親銅元素類，包括Ag、Pb、Au、As、Cu、Zn、Sb元素

Au、As、Sb為研究區(qū)主要的成礦元素及伴生元素，總體分布凌亂，規(guī)律性不強(qiáng)，但從局部地段來看，異常受構(gòu)造和蝕變控制明顯。從空間分布上來看，As、Sb具明顯的共生組合關(guān)系，空間分布套合較好。僅部分Au異常與As、Sb顯示一定空間相關(guān)性。

Cu、Ag、Pb、Zn為研究區(qū)主要的硫化物礦床成礦元素，分布規(guī)律性較強(qiáng)，與地質(zhì)構(gòu)造背景配套，異常受侵入體或構(gòu)造控制明顯。從空間分布上來看，Ag、Pb、Zn具明顯的共生組合關(guān)系，空間分布套合較好。部分Cu異常與Ag、Pb、Zn顯示一定的空間相關(guān)性。

2.6.2 鎢鉬族元素類，包括W、Sn、Mo、Bi元素

W、Sn、Mo、Bi為研究區(qū)主要的成礦元素及伴生元素，異?；蚣蟹植迹叨仁芸赜谔囟ǖ刭|(zhì)體，或凌亂分布，無規(guī)律可循。從空間分布上來看，W、Mo顯示一定的共生組合關(guān)系，部分異常顯示較好的空間套合。Sn、Bi異常僅在多元素異常高度集中地段，與W、Mo顯示一定的空間相關(guān)性，總體來看，該類元素高背景區(qū)主要分布在侵入巖出露區(qū)。奧陶系出露區(qū)，W、Sn、Mo、Bi形成規(guī)模巨大的低背景區(qū)，形態(tài)一致，均呈北西向帶狀，空間分布高度吻合，該區(qū)巖漿巖不發(fā)育，構(gòu)造復(fù)雜，反映了一次統(tǒng)一的W、Sn、Mo、Bi元素遷出貧化過程[24]。

2.6.3 鐵族元素類，包括Co、Ni、(Cu)元素

Co、Ni、(Cu)為研究區(qū)主要的成礦元素，3種元素異?？臻g分布相關(guān)性強(qiáng)，尤其是Co、Cu異常空間分布高度吻合，Ni略有位移。3種元素異常主要分布在奧陶系中基性火山巖出露區(qū)，規(guī)律性較強(qiáng)。

2.6.4 稀有稀土及放射性元素類，包括Nb、Li、La、Y、U元素

La、Nb、Y為研究區(qū)主要的成礦元素，3種元素異?？臻g分布高度吻合，主要分布在方山口組杏仁狀高鈦玄武巖出露區(qū)，Li異常主要分布在碎石山組碳酸鹽巖出露區(qū)，U異常主要分布在奧陶系火山碎屑巖出露區(qū)，規(guī)律性較強(qiáng)。

總體來看，18種元素的地球化學(xué)場(chǎng)具有共性，但也有差異，體現(xiàn)在以下幾方面：

(1)元素地球化學(xué)場(chǎng)具“片、帶、集中區(qū)”分布的特征，“片”指大面積的低背景區(qū)呈片狀分布在中新生代覆蓋區(qū)；“帶”或指受控于奧陶系及其內(nèi)的北西向構(gòu)造帶，主要分布有Co、Ni、Cu高背景區(qū)和W、Sn、Mo、Bi、La、Nb、Y、Li、U低背景區(qū)。或受控于石炭紀(jì)、二疊紀(jì)侵入體與奧陶系之內(nèi)外接觸帶，分布有Pb、Au、Zn、Ni、La、Y、Nb、Li、Mo、Bi高背景區(qū)?；蚴芸赜诜缴娇诮M，分布有Cu、Co、Ni、La、Nb、Y高背景區(qū)和As、Sb、Au、Bi、Li低背景區(qū)；“集中區(qū)”或指受控于咸水湖組火山巖內(nèi)的構(gòu)造蝕變帶，分布有Au、As、Sb、Cu、Ag、Pb、Zn、W、Mo、Bi、Co、Ni、Nb、La、Y等，18種元素幾乎均呈高背景區(qū)分布。或指碎石山組及其內(nèi)的北東向構(gòu)造蝕變帶，分布有As、Sb、Cu、W、Mo、Bi、Li、Co、Ni等高背景區(qū)?；蛑负f(銅)斑巖體及其與圍巖內(nèi)外接觸帶，分布有Cu、Mo、W、Sn、Bi、Ag、Pb、Zn高值區(qū)和Nb、Y低值區(qū)。

(2)異常特征最顯著地段，總是部分元素呈高值分布，而另一部分元素呈低值分布。總體表現(xiàn)為鐵族元素與鎢鉬族元素構(gòu)成高低組合，受侵入體控制的元素與受沉積地層控制的元素構(gòu)成高低組合，高溫元素與低溫元素構(gòu)成高低組合。這種高低組合的特征反映了元素遷出貧化、遷入富集的地球化學(xué)過程，這種過程往往導(dǎo)致某種元素異常富集，巨量堆積并最終成礦，值得重視[25]。馬生明通過在甘肅北山輝銅山開展地球化學(xué)異常結(jié)構(gòu)與礦化關(guān)系研究后認(rèn)為，正-負(fù)組合異?？赡苁侵甘镜V化位置或成礦規(guī)模更有效的指標(biāo)[26]。

(3)高背景區(qū)內(nèi)的高值區(qū)空間分布主要受以下幾方面因素控制：不同走向斷裂構(gòu)造交匯處、石英脈密集發(fā)育處、侵入體與圍巖的內(nèi)外接觸帶處、構(gòu)造蝕變發(fā)育處、含礦層分布處。

2.7 綜合異常特征及找礦遠(yuǎn)景區(qū)

綜合分析多元素化探異常，并結(jié)合地質(zhì)背景，在研究區(qū)內(nèi)圈定綜合化探異常26處，其中與斑巖鉬礦系統(tǒng)有關(guān)的綜合異常8處，與中酸性侵入體有關(guān)的綜合異常5處，與奧陶系建造有關(guān)的綜合異常7處，與志留系沉積建造有關(guān)的綜合異常3處，與二疊系火山建造有關(guān)的綜合異常3處。

2.7.1 與斑巖鉬礦系統(tǒng)有關(guān)的綜合異常

含礦斑巖體內(nèi)的異常元素組合為Mo-Cu-W-Bi-Zn，含礦斑巖體內(nèi)異常形態(tài)、分布受斑巖體控制，外圍異常形態(tài)、分布則與巖體與圍巖接觸帶或北西向斷裂裂隙構(gòu)造有關(guān)。其中Mo、Cu、W、Bi有統(tǒng)一的濃集中心，Bi異常強(qiáng)度稍弱，Zn異常濃集中心略有偏移。成礦元素或指示元素Mo、Cu、W、Bi均在斑巖體東北側(cè)形成負(fù)異常。近斑巖體異常分布在含礦斑巖體西南側(cè)，元素組合幾乎同含礦斑巖體內(nèi)異常，可見，元素組合Mo-Cu-W-Bi-Zn反映了斑巖成礦作用流體的含礦特征(圖5)。

遠(yuǎn)斑巖體異常元素組合主要為(Cu)-Co-Ni，該元素組合暗示中基性火山巖富含(Cu)-Co-Ni元素，在斑巖成礦系統(tǒng)水巖流體系統(tǒng)中進(jìn)一步富集。

含礦斑巖體為石炭紀(jì)似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖，地表蝕變主要見鉀化、云英巖化、絹云母化、零星綠簾石化及廣泛發(fā)育的孔雀石。近斑巖體異常區(qū)出露咸水湖組碎屑巖段，地表蝕變主要見綠簾石化、硅化、鉀化，孔雀石常見。遠(yuǎn)斑巖體異常區(qū)出露咸水湖組火山巖段，地表蝕變主要見綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化、青磐巖化，蝕變強(qiáng)烈且普遍，孔雀石、鏡鐵礦常見。

探槽揭露及巖心鉆探發(fā)現(xiàn)，斑巖鉬(銅)礦區(qū)地表多見奧陶系殘留頂蓋或捕擄體，多形成上銅下鉬的空間分布特征。近斑巖成礦區(qū)主要形成受斑巖體與圍巖的內(nèi)外接觸帶控制的接觸交代型鉬銅礦化，靠近斑巖體側(cè)以鉬為主，遠(yuǎn)離斑巖體側(cè)以銅為主。遠(yuǎn)斑巖成礦區(qū)主要形成受斷裂裂隙構(gòu)造控制的熱液型金銅鐵礦化[27]。

2.7.2 與中酸性侵入體有關(guān)的綜合異常

與中酸性侵入體有關(guān)的綜合異常主要形成W、Sn、Mo、Bi等異常，異常規(guī)模小，強(qiáng)度低，分布零星，濃集中心不明顯，分布在侵入體與圍巖的內(nèi)外接觸帶或斷裂裂隙構(gòu)造發(fā)育處，意義不大。

2.7.3 與奧陶系建造構(gòu)造有關(guān)的綜合異常

在中基性火山巖分布區(qū)，元素組合較簡(jiǎn)單，主要為Cu-Co-Ni，在有正常沉積巖分布區(qū)，元素組合比較復(fù)雜，常見為Cu-Co-Ni-Mo-U，在構(gòu)造發(fā)育地段元素組合一般會(huì)多Zn、As、Au 3種元素。異常多呈北西向帶狀或串珠狀分布，與區(qū)域構(gòu)造線或地層走向一致，異常濃集中心多是不同構(gòu)造交匯處。1∶20萬水系沉積物測(cè)量顯示該區(qū)異常以鐵族元素為主，尤以Fe2O3、V、Mn異常特征顯著，伴有Cu、Au、Hg、F、Be等元素異常。綜合分析認(rèn)為引起此異常的原因復(fù)雜，鐵族元素異?？赡苡上趟M中基性火山巖引起，而Au、Cu、Hg、F、Be異常則與后期構(gòu)造熱液活動(dòng)有關(guān)。

Cu、Au、Zn為主要成礦元素，地表主要見石英脈型礦化，近礦圍巖蝕變主要為綠簾石化，孔雀石化、褐鐵礦化常見?？傮w上該區(qū)應(yīng)尋找公婆泉型、白山堂型與火山建造構(gòu)造有關(guān)的銅礦床和淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床。

2.7.4 與志留系沉積建造有關(guān)的綜合異常

與志留系沉積建造有關(guān)的綜合異常元素組合主要為Au-Li-Cu-Ni-Zn-Mo，其中尤以Li異常特征顯著，異常數(shù)量多、規(guī)模大、濃集中心明顯。經(jīng)踏勘檢查，異常區(qū)主要出露生物碎屑灰?guī)r，未見明顯礦化。

2.7.5 與二疊系火山建造有關(guān)的綜合異常

與二疊系火山建造有關(guān)的綜合異常以Pb、Zn、Ni、La、Nb、Y、Mo異常為主，伴生Ag、As、Co、Sn異常，總體以稀土元素及硫化物礦床成礦元素為主，區(qū)內(nèi)分布有1∶20萬水系沉積物測(cè)量圈定的Au、Mn、Sn、Cd、Pb、Zn、Hg、Ni、Cu、Fe203、V、Co、F等異常，1∶5萬航磁和地面高精磁測(cè)均在此處圈定特征明顯的磁異常。經(jīng)踏勘檢查及取樣化驗(yàn)，區(qū)內(nèi)玄武巖富鈦，局部形成微弱釩鈦磁鐵礦化。

綜合分析認(rèn)為，與斑巖鉬礦系統(tǒng)有關(guān)的綜合異常和與奧陶系建造構(gòu)造有關(guān)的綜合異常是今后工作的重點(diǎn)，前者應(yīng)在充分認(rèn)識(shí)斑巖成礦系統(tǒng)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，以Mo、Cu、Au為主攻礦種，以斑巖型、接觸交代型、構(gòu)造熱液型為主攻類型。

圖5 與斑巖鉬礦系統(tǒng)有關(guān)的18種元素地球化學(xué)圖Fig.5 The geochemical map of 18 elements related to porphyry Mo (Cu) metallogenic system1.下白堊統(tǒng)赤金堡組；2.上二疊統(tǒng)方山口組；3.上奧陶統(tǒng)白云山組；4.咸水湖組火山巖段；5.咸水湖組碎屑巖段；6.二疊紀(jì)花崗巖；7.石炭紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖；8.石炭紀(jì)英云閃長(zhǎng)巖；9.閃長(zhǎng)巖脈；10.花崗巖脈；11.斜長(zhǎng)花崗斑巖脈；12.閃長(zhǎng)玢巖脈；13.地質(zhì)界線；14.不整合地質(zhì)界線；15.逆斷層；16.性質(zhì)不明斷層；17.推測(cè)斷層；18.鉬(銅)礦床；19.產(chǎn)狀

后者應(yīng)以Cu、Au、Pb、Zn為主攻礦種，以噴流沉積疊加后期改造型、次火山巖斑巖型、碧玉巖型、熱液型為主攻類型。

3 結(jié) 論

(1)通過元素地球化學(xué)背景分析，并結(jié)合地質(zhì)背景及其他成礦信息認(rèn)為，本研究區(qū)主成礦元素為Mo、Cu、Au，主要的成礦層位為咸水湖組火山巖段，成礦有利侵入體為石炭紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖。

(2)元素地球化學(xué)場(chǎng)具“片、帶、集中區(qū)”分布的特征。異常特征最顯著地段，總是部分元素呈高值分布，而另一部分元素呈低值分布。不同走向斷裂構(gòu)造交匯處、石英脈密集發(fā)育處、侵入體與圍巖的內(nèi)外接觸帶處、構(gòu)造蝕變發(fā)育處、含礦層分布處多形成異常高值區(qū)或高背景區(qū)。

(3)區(qū)內(nèi)可劃分出5種綜合異常類型，即與斑巖鉬礦系統(tǒng)有關(guān)的綜合異常、與中酸性侵入體有關(guān)的綜合異常、與奧陶系建造構(gòu)造有關(guān)的綜合異常、與志留系沉積建造有關(guān)的綜合異常、與二疊系火山建造有關(guān)的綜合異常，其中與斑巖鉬礦系統(tǒng)有關(guān)的綜合異常和與奧陶系建造構(gòu)造有關(guān)的綜合異常是今后解剖找礦的重點(diǎn)。