遼寧洼塘地區(qū)土壤地球化學(xué)特征及找礦意義

秦丹鶴 郝晴 侯紅星

摘要：洼塘地區(qū)位于遼東裂谷東段，區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多處礦床（點(diǎn)），成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。在1∶1萬土壤地球化學(xué)測(cè)量的基礎(chǔ)上，分析了洼塘地區(qū)地球化學(xué)特征，對(duì)元素變異系數(shù)、單元素異常特征及異常組合特征進(jìn)行地球化學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，論述了7種元素的成礦潛力，發(fā)現(xiàn)Ag、Pb元素具有較好的成礦潛力。根據(jù)地質(zhì)條件及元素異常特征，圈定了綜合異常2處，對(duì)Ⅰ號(hào)綜合異常進(jìn)行槽探工程驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)2條礦（化）體，為進(jìn)一步地質(zhì)勘查工作提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：土壤地球化學(xué)特征;綜合異常;異常查證;礦（化）體;洼塘地區(qū)

中圖分類號(hào)：TD15 P632文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）10-0030-05doi：10.11792/hj20211006

洼塘地區(qū)位于遼東裂谷東段，該裂谷內(nèi)分布一系列大、中、小型金礦床（點(diǎn)），成礦地質(zhì)條件優(yōu)越[1-3]。土壤地球化學(xué)測(cè)量作為傳統(tǒng)的勘查手段被廣泛應(yīng)用于綜合地質(zhì)找礦中，是一種尋找淺覆蓋區(qū)隱伏礦體直接、快速、有效的勘查地球化學(xué)方法[4-7]。區(qū)域內(nèi)開展過1∶20萬水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量，共圈定17處組合異常;岫巖縣大營(yíng)子一帶開展了1∶10萬水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量，圈定金組合異常14處。本次在洼塘地區(qū)開展了1∶1萬土壤地球化學(xué)測(cè)量，從元素分散富集規(guī)律、組合異常特征及元素相關(guān)性等方面進(jìn)行分析，圈定了2處綜合異常，并取得了良好的異常查證效果，為下一步地質(zhì)勘查工作提供了依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置處于華北地臺(tái)北緣膠遼臺(tái)隆南部，營(yíng)口—寬甸臺(tái)拱的西部[8-9]。區(qū)域內(nèi)出露地層為元古界遼河群及新生界第四系（Q）（見圖1-A）。遼河群地層由石英片巖、石英巖、片巖、淺粒巖、變粒巖和大理巖組成，原巖為碳酸鹽巖建造、黏土碎屑巖建造、酸性火山-沉積建造等;第四系主要為砂質(zhì)黏土、砂、礫石等。遼河群自下而上劃分為里爾峪組（Pt 1lr）、高家峪組（Pt 1g）、大石橋組（Pt 1d）和蓋縣組（Pt 1gx）。里爾峪組形成于裂谷早期拉張裂陷作用下，為一套酸性火山-沉積巖建造，巖性為淺粒巖、變粒巖、鈉長(zhǎng)淺粒巖、電氣鈉長(zhǎng)淺粒巖、電氣淺粒巖等，以盛產(chǎn)硼礦為特征，構(gòu)成含硼巖系;高家峪組為一套富含石墨的黑云斜長(zhǎng)變粒巖組合，巖性主要為黑云斜長(zhǎng)變粒巖、黑云斜長(zhǎng)淺粒巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖等，原巖為富含碳質(zhì)的黏土—半黏土質(zhì)巖建造;大石橋組以碳酸鹽巖為主，巖性為大理巖、斜長(zhǎng)變粒巖、黑云二長(zhǎng)變粒巖、二云片巖等;蓋縣組為遼河群的頂部地層，為一套黏土—半黏土質(zhì)巖建造，含少量陸源碎屑巖建造，巖性主要為黑云片巖、二云片巖、絹云片巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)淺粒巖夾薄層大理巖、透閃巖等。區(qū)域內(nèi)經(jīng)歷了多次強(qiáng)烈構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致構(gòu)造復(fù)雜多樣，主要表現(xiàn)為多期次、多方向性。斷裂大致可分為東西向、北東向和北西向3組。其中，北東向及北西向斷裂控制了礦脈（體）的空間分布和產(chǎn)出，是區(qū)域內(nèi)的主要控礦構(gòu)造。區(qū)域內(nèi)巖漿巖發(fā)育，出露面積廣，以印支期—燕山期侵入巖為主。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)大面積出露元古宇遼河群蓋縣組（Pt lgx）（見圖2）。蓋縣組為一套片巖夾變粒巖組合，主要巖性為黑云片巖、二云片巖、絹云片巖、絹云綠泥片巖、黑云斜長(zhǎng)變粒巖、黑云斜長(zhǎng)淺粒巖、黑云二長(zhǎng)變粒巖夾大理巖、透閃巖，普遍含石墨。在黑色變粒巖中發(fā)育少量含金石英脈。該組地層的變質(zhì)作用具一定的分帶性，變質(zhì)相屬于綠片巖相—鐵鋁榴石角閃巖相。遭受混合巖化作用，形成黑云母混合巖，并且發(fā)育長(zhǎng)英質(zhì)混合巖脈體。研究區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，北東向及北西向斷裂為導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造。北東向斷裂總體走向北東30°～35°，傾向南東，傾角60°～80°，延長(zhǎng)約8 km，寬5～50 m，擠壓破碎帶具糜棱巖、擠壓片理、擠壓扁豆體及少量角礫，呈壓扭性特征;北西向斷裂長(zhǎng)約5 km，寬5～10 m，呈北西310°展布，斷裂附近巖石擠壓破碎，形成破碎帶。在破碎帶內(nèi)，有擠壓扁豆體，擠壓片理密集并有脈巖侵入。研究區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁而強(qiáng)烈，且具有多期次侵入的特點(diǎn)，主要為印支期及燕山期花崗巖。巖性主要為中粗粒、粗粒似斑狀花崗巖、細(xì)?；◢弾r及花崗閃長(zhǎng)巖，脈巖主要為閃長(zhǎng)玢巖脈、石英脈。

3 土壤地球化學(xué)特征

3.1 樣品的采集與測(cè)試方法

對(duì)洼塘地區(qū)開展了1∶1萬土壤地球化學(xué)測(cè)量，采樣網(wǎng)度為100 m×20 m，化探樣品的采集、室內(nèi)加工及測(cè)試分析均由原中國人民武裝警察部隊(duì)黃金第四支隊(duì)及其化驗(yàn)室完成。本次共采集樣品2 345件，分析元素為Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn。Au元素采用石墨爐原子吸收光譜法;Ag、Cu、Pb、Zn元素采用原子吸收光譜法;As、Sb元素采用原子熒光光譜法。

3.2 元素含量

在地球化學(xué)找礦中，元素組合能反映出各元素在空間分布上的關(guān)系。傳統(tǒng)方法在計(jì)算異常下限值時(shí)，要求化探整體數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，對(duì)于不服從正態(tài)分布的需要剔除離散數(shù)據(jù)[11-12]。本次研究采用Excel和Spss23軟件循環(huán)剔除原始數(shù)據(jù)中大于X+3S（X為平均值，S為標(biāo)準(zhǔn)差）和小于X-3S的離散數(shù)據(jù)[13]，最后計(jì)算出各元素?cái)?shù)據(jù)多次迭代后的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等參數(shù)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

由表1可知：研究區(qū)各元素變異系數(shù)由Ag→Zn→Cu→Au→Pb→As→Sb逐漸下降，顯示區(qū)域上從Ag至Sb成礦作用依次減弱。元素富集系數(shù)>1.50的元素有Ag、Zn，表明這2種元素在研究區(qū)內(nèi)土壤中具有富集趨勢(shì);1.20<富集系數(shù)<1.50的元素為Pb，在土壤中呈相對(duì)富集的趨勢(shì);富集系數(shù)<1.20的元素有Au、Cu、As、Sb，表明這些元素在土壤中呈相對(duì)分散的趨勢(shì)。研究區(qū)內(nèi)各元素原始數(shù)據(jù)的變異系數(shù)（Cv 1）和背景數(shù)據(jù)的變異系數(shù)（Cv 2）分別反映2類數(shù)據(jù)的離散程度，Cv 1/Cv 2值反映了背景數(shù)據(jù)擬合處理時(shí)對(duì)離散值的削平程度[15]。研究區(qū)各元素變異系數(shù)圖解見圖3。由圖3可知：研究區(qū)內(nèi)Pb的離散程度最大，說明其高值點(diǎn)較多，富集成礦的可能性大，其他元素的離散程度較小，富集成礦的可能性較小，但不排除局部成礦的可能性。綜合成礦地質(zhì)特征，認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)Ag、Pb富集成礦的可能性比較大。

本次對(duì)研究區(qū)內(nèi)樣品進(jìn)行R型聚類分析，通過分析多個(gè)變量之間的相關(guān)系數(shù)了解元素在成礦富集過程中的聚合趨勢(shì)，以及元素與元素組合之間的親疏關(guān)系[16]。從R型聚類分析譜系圖（見圖4）上可以看出，以相關(guān)距離14為界，可分為4組元素組合：①Cu-Ag-Pb;②As-Sb;③Zn;④Au。研究區(qū)內(nèi)Cu與Ag最先聚成一類，說明二者相關(guān)性較好，有著相近的地球化學(xué)行為，Pb次之。

3.3 單元素異常特征

研究區(qū)各元素異常下限按照T 0=X 0+2S 0（T 0為研究區(qū)異常下限，X 0為背景平均值，S 0為迭代處理所得數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差）計(jì)算。將異常下限、2倍異常下限和4倍異常下限分別作為外、中和內(nèi)帶的分帶值。共圈定Au異常6處，Ag異常11處，As異常10處，Sb異常5處，Cu異常8處，Pb異常8處，Zn異常8處。在單元素異常圖（見圖5）中，Au、Ag、Pb、As異常規(guī)模大，濃集程度高，Cu、Zn、Sb異常規(guī)模小，富集程度低，個(gè)別具有內(nèi)、中、外帶。以下僅對(duì)Au、Ag、Pb和As異常特征進(jìn)行描述。

3.4 綜合異常特征

根據(jù)成礦地質(zhì)條件和土壤地球化學(xué)異常特征，在成礦地質(zhì)條件有利、土壤地球化學(xué)異常發(fā)育地段圈出2處綜合異常（見圖2）。Ⅰ號(hào)綜合異常呈東西向長(zhǎng)條狀展布，地勢(shì)北高南低，出露在遼河群蓋縣組地層中。Ⅰ號(hào)綜合異常由Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn組成。其中，Pb、Ag、As、Au異常可見明顯濃度分帶，強(qiáng)濃集中心相互疊加，疊加區(qū)內(nèi)沒有Cu異常，Zn、Sb異常較弱且分散，沒有濃集中心;Pb、Au異常連續(xù)性好且2個(gè)異常濃集中心套合程度高。Ⅱ號(hào)綜合異常大致呈南北向展布，地勢(shì)東南高西北低，出露在遼河群蓋縣組中，由Pb、Ag、Au、Sb、As 5種單元素異常組成，其中Pb、Au異常連續(xù)性好，各有1個(gè)濃集中心，且具有外、中、內(nèi)帶，2個(gè)異常濃集中心套合較好，其他異常無濃集中心，且異常連續(xù)性較差。

4 異常查證

綜合考慮研究區(qū)內(nèi)地形條件及氣候條件對(duì)工程進(jìn)度的影響，僅對(duì)Ⅰ號(hào)綜合異常區(qū)進(jìn)行了槽探工程驗(yàn)證，圈定2條礦（化）體（見圖2）。礦（化）體均賦存于蓋縣組地層中，受地層控制，巖性為變粒巖，呈紅褐色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，內(nèi)部夾石英細(xì)網(wǎng)脈，礦化主要為褐鐵礦化、黃鐵礦化、方鉛礦化，蝕變以硅化為主。

①號(hào)礦（化）體總體走向95°～100°，傾向北，傾角30°，地表出露長(zhǎng)約500 m，寬0.5～2.0 m。分析結(jié)果顯示含金性較差，金平均品位為0.15×10-6;含鉛較好，鉛平均品位為3.90 %，最高品位為8.48 %;銀平均品位為48.22×10-6，最高品位為131.58×10-6。②號(hào)礦（化）體受構(gòu)造控制，總體走向255°，傾向355°，傾角25°～68°，東部被第四系覆蓋，寬0.2～2.5 m，金平均品位小于0.1×10-6，Ag平均品位為15.54×10-6，Pb平均品位為0.55 %。

5 結(jié) 論

1）通過對(duì)洼塘地區(qū)開展1∶1萬土壤地球化學(xué)測(cè)量工作，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果得出，Ag、Pb異常規(guī)模大，富集程度高，連續(xù)性好，成礦潛力大。

2）通過土壤地球化學(xué)測(cè)量綜合分析，在研究區(qū)內(nèi)優(yōu)選出2處綜合異常，對(duì)Ⅰ號(hào)綜合異常進(jìn)行了槽探工程驗(yàn)證，圈定2條礦（化）體。

3）Ag與Pb具有密切的相關(guān)性，可作為尋找鉛多金屬礦的重要指示元素。

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Soil geochemical characteristics and prospecting significance in the Watang area，Liaoning

Qin Danhe，Hao Qing，Hou Hongxing

（Langfang Center for Comprehensive Survey of Natural Resources，China Geological Survey）

Abstract：The Watang area is located in the east part of the rift in eastern Liaoning，where many deposits（spots） have been found and the metallogenic conditions are favorable.The geochemical characteristics of Watang area were analyzed on the basis of 1∶10 000 soil geochemistry survey.The paper studied the geochemical characteristics，analyzed statistically the element variation coefficients，the single element anomaly and the combined element anomaly，and discussed the metallogenetic potentials of 7 elements，finding that Ag and Pb have great potentials.According to the geological conditions and the element anomaly characteristics，2 comprehensive anomalies are delineated.Trenching verification in the Ⅰ anomaly revealed 2ore（mineralized） bodies，which could provide scientific evidence for next-step geological exploration work.

Keywords：soil geochemical characteristics;comprehensive anomaly;anomaly verification;ore （mineralized） bodies;Watang area