黑龍江大昆侖地區(qū)鉬多金屬地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

王新生，張映錢，付睿彪，趙 征,苗書雷，陳飛陽

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450000)

0 引 言

大昆侖地區(qū)位于黑龍江省伊春市與懷鶴崗市交界處，地坐標為東經(jīng)129°30′～130°00′，北緯47°40′～47°40′。近年來，許多地質(zhì)單位在該區(qū)開展了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)勘查工作，對區(qū)域成礦條件、礦產(chǎn)分布規(guī)律、找礦潛力進行了廣泛的研究。筆者立足于1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果，擬對區(qū)域地球化學(xué)元素分配規(guī)律及其相關(guān)性特征進行研究，并對化探異常進行剖析，以期為區(qū)域地質(zhì)地球化學(xué)背景研究和礦產(chǎn)勘查提供參考依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

該區(qū)位于興安嶺-內(nèi)蒙地槽褶皺區(qū)(Ⅱ級)、伊春-延壽地槽褶皺系(亞Ⅰ級)、豐茂-亞布力地槽褶皺帶(Ⅱ級)、格金河-雙河斷褶束(Ⅲ級)[1]。區(qū)內(nèi)主要經(jīng)歷了中二疊世巖漿巖侵入活動，晚三疊世巖漿巖侵入活動及早白堊世巖漿巖侵入活動[2](圖1)。

圖1 大昆侖地區(qū)地質(zhì)簡圖K1γπ—花崗斑巖; K1ηγ—微細粒二長花崗巖; T3χγ—細中粒堿長花崗巖; T3ξγ—細粒正長花崗巖; T3ηγ—細中粒似斑狀二長花崗巖; P2ηγ—細中粒(似斑狀)二長花崗巖; P2ηγ(g)—細中粒(弱片麻狀)二長花崗巖; P2γδ—細中粒花崗閃長巖; P2υ—中細粒角閃輝長巖

區(qū)內(nèi)地層出露比較簡單，僅在大豐河、查旗河、十里河、細磷河等大小河谷中發(fā)現(xiàn)全新世近代河流堆積物[3]，地貌上多表現(xiàn)為現(xiàn)代河床、(高、低)河漫灘，在近河谷上源多見小型沖洪積扇。區(qū)內(nèi)風(fēng)化作用較強，土壤成熟度較高，土壤層位發(fā)育齊全，殘坡積層基巖碎屑粒度偏細，-250 μm目土壤細粒占主導(dǎo)地位，風(fēng)化基巖層厚度較大，往往達幾十米厚。區(qū)內(nèi)水系較發(fā)育，在一級水系的水系沉積物多為殘坡積、沖洪積混合物，其成分以粘土質(zhì)及大量的基巖粗碎屑物質(zhì)為主，二、三級水系在主河道區(qū)水系沉積物多為粗碎屑、砂質(zhì)物，而粘土較少，河道邊緣及河漫灘區(qū)以大量的細粒粘土質(zhì)為主。

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，巖性主要有早白堊世花崗斑巖(K1γπ)、細粒斑狀二長花崗巖(K1ηγ)、晚三疊世細中粒堿長花崗巖(T3χγ)、細中粒正長花崗巖(T3ξγ)、細中粒似斑狀二長花崗巖(T3ηγ)，中二疊世細中粒(似斑狀)二長花崗巖(P2ηγ)、細中粒(弱片麻狀)二長花崗巖(P2ηγ(g))、細中?；◢忛W長巖(P2γδ)、中細粒角閃輝長巖(P2υ)。區(qū)內(nèi)脈巖種類較少，規(guī)模不大，主要為閃長巖、閃長玢巖等。根據(jù)呈巖基狀大面積分布的侵入單元范圍，區(qū)內(nèi)劃分為中二疊世細中粒似斑狀二長花崗巖(P2ηγ)、中二疊世中粒片麻狀二長花崗巖(P2ηγγ(g))、晚三疊世中粗粒似堿長花崗巖(T3χγ)、晚三疊世細中粒似斑狀二長花崗巖(T3ηγ)4個地質(zhì)子區(qū)。

區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有北東、北北東、北西、北北西向斷裂構(gòu)造及南北向斷裂。其中北西向斷裂和北東向斷裂可能是研究區(qū)晚三疊世侵入巖定位后研究區(qū)的剛性塊體受近北北東—南南西向擠壓作用的產(chǎn)物，而南北向斷裂可能系控制研究區(qū)巖漿巖帶分布的深大斷裂[4]。

2 1∶5萬水系地球化學(xué)特征

研究區(qū)進行了系統(tǒng)的1∶5萬水系沉積物測量工作，面積697 km2，共采取樣品2 952個，共分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Mo、W、Hg 11種元素，平均采樣密度為4.1個點/km2，野外樣品初加工粒級采用-1 700～+250 μm[5]。

2.1 元素的統(tǒng)計特征

與我國森林沼澤區(qū)水系沉積物測量結(jié)果相比，區(qū)內(nèi)的Pb、Zn、Bi元素略高于森林沼澤區(qū)的平均值，Au、Ag、As、Cu、Hg元素低于森林沼澤區(qū)的平均值，Sb、Mo元素近似于森林沼澤區(qū)的平均值[5](見表1)。該區(qū)元素變化系數(shù)由大到小排序依次為Bi-Au-Mo-W-Ag-Hg-As-Cu-Zn-Sb-Pb(見表1)，由此可見Bi、Au、Mo、W、Ag前5種元素極有成礦可能。

表1 大昆侖地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)參數(shù)表

注:金、銀含量單位為10-9，其他元素含量單位為10-6

2.2 元素相關(guān)性特征

對研究區(qū)元素分析數(shù)據(jù)作相關(guān)性分析(見表2)和R型聚類分析(見圖2)，研究區(qū)中元素相關(guān)性大體可分成以Cu-Zn-As-Sb-Hg-Bi為主的中低溫元素組合、以Mo-W為主的高溫元素組合、以Ag-Pb為主的中溫元素組合，區(qū)內(nèi)Mo、W、Bi、Ag、Pb元素成礦可能性較大。

表2 大昆侖地區(qū)水系沉積物元素相關(guān)系數(shù)距陣

圖2 大昆侖地區(qū)R型聚類分析譜系圖

2.3 元素分布特征

在元素地球化學(xué)圖上，Cu、Zn、As、Sb、Hg、Bi等成礦有利元素的高背景場均處在早白堊世呈巖株狀和巖瘤狀產(chǎn)出的花崗斑巖及閃長巖中或其巖體周圍，說明研究區(qū)元素分布同燕山期侵入體關(guān)系密切；在元素組合異常圖上，各元素也呈規(guī)律性分布，各元素分布基本沿北東向、北西向斷裂構(gòu)造帶斷續(xù)分布，在北東、北西向兩組斷裂帶交匯部位各元素相對富集，在平面上形成北東、北向向的高度富集帶；高溫元素Mo、W在中二疊世細中粒似斑狀二長花崗巖子區(qū)中局部高度富集并形成礦床的可能性較大；Au、Ag、W、Mo、Bi元素在中二疊世中粒片麻狀二長花崗巖(P2ηγγ(g))子區(qū)含量較高，變化系也較大，有局部高度富集并形成礦床的可能；Bi、Mo、W等元素在晚三疊世中粗粒似堿長花崗巖(T3χγ)子區(qū)含量較高，變異系數(shù)較大，有局部富集成礦的可能性；Bi、Mo、Au等元素在晚三疊世細中粒似斑狀二長花崗巖(T3ηγ)子區(qū)中變化系數(shù)較大，有局部富集成礦的可能性。

3 1∶5萬水系沉積物地球化學(xué)異常特征

根據(jù)4個子區(qū)水系沉積物測量數(shù)據(jù)，按照符合正態(tài)和不符合正態(tài)分布兩種情況采用算術(shù)法和對數(shù)法計算元素背景平均值及異常下限(見表3)，用MaPGIS軟件按異常下限的1、2、8倍分別圈出異常的外、中、內(nèi)帶。區(qū)內(nèi)共圈出單元素異常168處，組合異常23處，其中與鉬關(guān)系密切的組合異常有9處，劃分為乙2類異常1處，乙3類異常5處，丙類異常3處(見表4)。

3.1 Hs-2號組合異常區(qū)

該組合異常位于白山林場西北約15 km處，晚三疊世細中粗粒似斑狀二長花崗巖及晚三疊世中粗粒堿長花崗巖接觸帶附近，東部有早白堊世細粒斑狀二長花崗巖侵入體出露，西部有早白堊花崗斑巖侵入體出露。北東向樺皮溝上游-安全河源頭北北東向斷裂構(gòu)造從異常北部通過。區(qū)內(nèi)不同期次巖漿活動強烈，對鉬、鎢等高溫元素成礦地質(zhì)條件有利。該組合異常北東向展布，由W-2、Mo-2兩個異常組成，異常排序8號，分類為乙2類，異常套合較好，其中鉬元素異常出露面積為0.89 km2，平均值8.76×10-6，最大值14.44×10-6，Mo異常規(guī)模大強度高，為主要成礦異常。該組合異常規(guī)模大，強度較高，構(gòu)造巖漿活動頻繁，成礦地質(zhì)條件有利，鉬成礦的可能性較大，為主要成礦元素。

表3 大昆侖地區(qū)各子區(qū)異常下限統(tǒng)計表

注:含量單位Au、Ag為10-9，其他為10-6

表4 大昆侖地區(qū)組合異常評序表

3.2 Hs-3號組合異常

該組合異常位于白山林場西北約12 km處，晚三疊世細中粗粒似斑狀二長花崗巖與正長花崗巖接觸帶附近。該組合異常北東向展布，由Pb-3、Mo-4兩個異常組成(詳見表3)，異常排序15號，異常分類為乙3類，異常套合較好，其中Mo元素異常出露面積為1.91 km2，平均值4.097×10-6，最大值8.01×10-6，其異常規(guī)模大，強度較高，為主要成礦元素。該區(qū)構(gòu)造巖漿活動頻繁，成礦地質(zhì)條件有利，應(yīng)為鉬成礦的重要地區(qū)。

3.3 Hs-4號組合異常

Hs-4號組合異常位于白山林場西北西北抗聯(lián)營溝中游，晚三疊世細中粗粒似斑狀二長花崗巖與早白堊世花崗斑巖體接觸帶附近，東北部有早白堊世花崗斑巖侵入體出露，東部出露有早二疊世二長花崗巖，有白山林場北部-十八號林場北部北西向斷裂通過。組合異常由As、Sb、Pb、Zn、Bi、Hg、Mo 7種元素共7個異常組成，異常排序6號，異常分類為乙2類，各元素異常套合較好，以有色金屬異常為主，Pb、Mo為該異常區(qū)主要成礦元素。其中鉛元素異常出露面積為1.39 km2，平均值45.94×10-6，最大值76.3×10-6；鉬元素異常出露面積為0.99 km2，平均值4.23×10-6，最大值5.80×10-6。該組合異常規(guī)模大，構(gòu)造巖漿活動頻繁，成礦地質(zhì)條件有利，同時該組合異常南部有中基性的角閃輝長巖體出露，其鉛、鉬多金屬成礦的可能性較大。

3.4 Hs-10號異常區(qū)

Hs-10號組合異常位于大昆侖二段東北部，晚三疊世細中粗粒堿長花崗巖內(nèi)，南部有線狀分布的早白堊世花崗斑巖體出露，該組合異常呈橢圓狀東西向展布，由Bi-1、W-7、Mo-10異常組成，異常排序9號，分類為乙3類，主要成礦元素應(yīng)為鉬、鎢等高溫元素。元素Bi、W、Mo套合較好，規(guī)模大強度高，為主要成礦異常。其中鉬元素異常出露面積為0.68 km2，平均值5.145×10-6，最大值5.370×10-6。該組合異常分布的地理位置附近，出露有燕山期的花崗斑巖體，同時該組合異常為不同方向斷裂構(gòu)造交匯部位，因此，從該組合異常的組成分析，此處為鎢、鉬成礦的重要地區(qū)，與花崗斑巖體有關(guān)的鉬元素的成礦可能性較大。

4 1∶20 000土壤地球化學(xué)異常特征

為了更好地解釋元素地球化學(xué)分配規(guī)律和和解析地球化學(xué)異常地質(zhì)意義，選擇Hs-2號組合異常區(qū)、Hs-4號組合異常區(qū)開展了1∶20 000土壤測量工作，測量網(wǎng)度為200 m×40 m，取樣層位為B+C層，采樣深度為20～50 cm，采樣介質(zhì)為殘坡積砂質(zhì)土、砂土、粘土地、亞粘土等。根據(jù)土壤地球化學(xué)測量樣品化驗分析數(shù)據(jù)，用計算法確定背景平均值及異常下限值，用MaPGIS軟件按異常下限的1、2、8倍分別圈定異常內(nèi)、中、外帶，共圈出單元素異常154處，組合異常22處，其中與鉬關(guān)系密切的組合異常有8處，劃分為乙2類異常4處，乙3類異常3處，丙類異常1處。

4.1 Hs-2號組合異常區(qū)

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景和各元素土壤地球化學(xué)異常下限(Au1.20×10-9、Ag0.19×10-9、As11.0×10-6、Sb0.58×10-6、Cu20.0×10-6、Pb32.0×10-6、Zn110.0×10-6、Bi0.70×10-6、W2.50×10-6、Mo3.40×10-6、Hg0.08×10-6)，組合異常區(qū)內(nèi)共圈出單元素異常64個，組合異常8個，其中鉬單元素異常5個，與鉬有關(guān)的組合異常4處(見表5、圖3)。由相關(guān)系數(shù)和R型聚類分析譜系圖(圖4)可以看出，當(dāng)相關(guān)系數(shù)取0.78時，區(qū)內(nèi)11種元素分為Sb-As-Cu-Pb-Zn、Bi-W、Mo-Ag-Hg-Au 3組。其中Sb-As相關(guān)系數(shù)最大為0.910，其次As-Pb為0.849，除Sb、As、Cu、Pb、Zn；Bi、W兩組相關(guān)性較好外，其他元素相關(guān)性較差，呈現(xiàn)單獨狀態(tài)分布。

表5 大昆侖地區(qū)Hs-2號異常區(qū)土壤測量地球化學(xué)組合異常評序表

圖3 大昆侖地區(qū)Hs-2號異常區(qū)綜合地質(zhì)圖

4.2 Hs-4號組合異常區(qū)

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景和各元素土壤地球化學(xué)異常下限(Au1.40×10-9、Ag0.19×10-9、As13.0×10-6、Sb0.70×10-6、Cu21.5×10-6、Pb35.0×10-6、Zn145.0×10-6、Bi0.80×10-6、W3.40×10-6、Mo3.40×10-6、Hg0.10×10-6)，組合區(qū)內(nèi)共圈出單元素異常90個，組合異常14個，其中鉬單位元素異常6個，與鉬元素有關(guān)的組合異常4個(表6、圖4)。由相關(guān)系數(shù)和R型聚類分析譜系圖(圖5)可以看出，當(dāng)相關(guān)系數(shù)取0.30時，區(qū)內(nèi)11種元素分為Sb-As-Cu、Bi-Mo、W、Ag-Hg、Pb-Zn、Au 7組，其中相關(guān)系數(shù)最大Sb-As為0.689，其次Bi-Mo為0.461，W、Au與其他元素不相關(guān)甚至負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)除Ag-Hg、As-Sb、Bi-Mo 3組大于0.4外，其他元素相關(guān)性均小于0.3，呈現(xiàn)單獨狀態(tài)分布。

表6 大昆侖地區(qū)Hs-4號異常區(qū)土壤測量地球化學(xué)組合異常評序表

圖4 大昆侖地區(qū)Hs-4號異常區(qū)綜合地質(zhì)圖

圖5 Hs-4和Hs-5異常區(qū)土壤R型聚類分析譜系圖

5 地質(zhì)找礦遠景

通過1∶5萬水系沉積物地球化學(xué)測量及1∶2萬土壤地球化學(xué)測量工作，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)多處鉬、鎢、銅、鉛、鋅等異常，顯示了區(qū)內(nèi)多金屬資源成礦的可能性。根據(jù)研究區(qū)成礦地質(zhì)背景和地球化學(xué)異常推斷解釋成果，在研究區(qū)共劃分出白山林場、大昆侖二段、力林一段、桶子溝林場、查巴旗河上游、999.2高地6處Ⅲ級成礦遠景區(qū)。其中白山林場、大昆侖二段、力林一段元素異常面積較大，強度較高，元素套合較好，為一套中高溫銅-鉛-鋅-鉬有色金屬組合，是尋找侵入巖型銅(鉬)多金屬礦床的重要靶區(qū)。根據(jù)土壤土球化學(xué)異常性質(zhì)及其地質(zhì)特征，對Hs-2、Hs-4號組合異常區(qū)內(nèi)的有望土壤異常進行槽探工程揭露檢查，在土壤勝Ht-4組合異常內(nèi)揭露出蝕變帶一條，帶寬14.9 m，帶內(nèi)巖石類型為二長花崗巖，巖石硅化強烈，呈致密塊狀，巖石中具星點狀和細粒浸染狀黃鐵礦化，顯示該區(qū)具有進一步工作的價值和較好的找礦潛力。