化探綜合異常的圈定
——以安徽績(jī)溪青羅山地區(qū)1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量為例

寫 熹，魏國(guó)輝，郭泳杰，王克友，杜玉雕

(安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽 合肥 230001)

0 引言

安徽績(jī)溪縣青羅山地區(qū)位于江南地塊東段、績(jī)溪巧川-寧國(guó)大塢尖鎢(錫)鉬多金屬成礦區(qū)。該多金屬成礦區(qū)內(nèi)鎢礦眾多，典型的有績(jī)溪上金山鎢鉬礦、績(jī)溪際下鎢礦、績(jī)溪逍遙鎢多金屬礦、寧國(guó)大塢尖鎢鉬礦、寧國(guó)蘭花嶺鎢鉬礦、寧國(guó)竹溪嶺鎢鉬礦等[1-7]，表明該成礦區(qū)具有較大的鎢鉬礦找礦潛力。前人先后在研究區(qū)及周邊地區(qū)開展過(guò)1∶20萬(wàn)、1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量，圈定了一批有意義的綜合異常，在異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)了多個(gè)鎢鉬礦(化)體，其規(guī)模較大、品位較富。對(duì)績(jī)溪青羅山地區(qū)開展1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量，用常規(guī)方法圈定了綜合異常，但圈定的綜合異常范圍較大，且研究區(qū)工作程度低，野外工作條件惡劣，在異常檢查時(shí)工作強(qiáng)度較大，能否更進(jìn)一步縮小找礦范圍，減小野外工作強(qiáng)度，縮短找礦周期。本文以青羅山地區(qū)土壤地球化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，探討“平均襯度法”在圈定綜合異常時(shí)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)今后在土壤地球化學(xué)測(cè)量中應(yīng)用該方法開展找礦工作具有重要的指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置上位于江南隆起帶北東端。江南隆起帶位于揚(yáng)子板塊東南緣，由揚(yáng)子板塊的江南地塊及揚(yáng)子與華夏板塊之間的江南過(guò)渡帶兩大構(gòu)造單元構(gòu)成[8]。江南隆起帶(安徽段)的構(gòu)造線方向呈NNE向、NE向，主要的斷裂有高坦斷裂、周王斷裂、江南斷裂和天目山斷裂[9]。研究區(qū)處于唐川—許村斷裂和績(jī)溪—寧國(guó)斷裂之間，羊棧嶺疊加復(fù)背斜北西翼，旌德巖體南部(圖1)，在安徽省績(jī)溪縣上莊鎮(zhèn)旺川村北西一帶。

圖1 青羅山地區(qū)構(gòu)造位置簡(jiǎn)圖

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露的地層由老至新主要有南華系休寧組上段(Nh1x3)和雷公塢組(Nh2l)、震旦系藍(lán)田組(Z1l)和皮園村組(Z2∈1p)、寒武系荷塘組(∈1-2h)，總體呈NE向展布(圖2)。區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的主要為南華系休寧組、雷公塢組和震旦系藍(lán)田組，其中南華系休寧組上段上部(Nh1x3-2)為區(qū)內(nèi)主要賦礦地層，巖性為一套含錳質(zhì)灰?guī)r、含鈣質(zhì)砂巖為主的地層，發(fā)育了較強(qiáng)烈的接觸交代變質(zhì)作用——矽卡巖化。

圖2 青羅山地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造和斷裂發(fā)育。褶皺主要為青羅山—鳳池灣背斜、黃會(huì)山向斜，前者為一寬緩的背斜，斜樞紐呈NE30°±，是區(qū)內(nèi)重要的控礦構(gòu)造，后者核部地層為荷塘組，南翼由皮園村組、藍(lán)田組及雷公塢組組成，北翼被旌德巖體侵入破壞。區(qū)內(nèi)斷裂主要發(fā)育NE向、NW向兩組，其中NE向斷裂期次最早，NW向斷裂次之。NE向斷裂主要有F12、F10，F(xiàn)12為向北西陡傾的逆斷層，沿?cái)鄬用嬗星逦鷶鄬用婧蛿鄬咏堑[巖；F10斷裂走向?yàn)?0°～60°，傾向東南。NW向斷裂主要有F6、F7、F9，其中F6、F7斷裂長(zhǎng)0.5～1.5 km，走向?yàn)?10°～340°，產(chǎn)狀較陡，斷裂帶內(nèi)發(fā)育硅化、石英脈等；F9斷裂長(zhǎng)約1.5 km，呈NW320°±走向，傾向NE，傾角大于75°，斷裂帶內(nèi)發(fā)育有硅化角礫巖，寬0.5～1.5 m，是區(qū)內(nèi)對(duì)礦化體空間分布影響最大的斷裂之一。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖極為發(fā)育，均屬于旌德復(fù)式巖體，主要有花崗閃長(zhǎng)巖(K1γδ)、黑云母花崗閃長(zhǎng)巖(K1γδβ)，主要礦物有斜長(zhǎng)石、石英、鉀長(zhǎng)石、黑云母、角閃石等，還含少量的黃鐵礦、磁黃鐵礦、榍石、磷灰石、磁鐵礦等，在巖體不同部位礦物粒度、暗色礦物的含量等略有變化。此外區(qū)內(nèi)還發(fā)育花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、輝綠玢巖等脈巖，脈巖走向不一，大多分布在旌德巖體中，少部分發(fā)育于圍巖內(nèi)。

1.4 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)構(gòu)造、巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，受旌德巖體的影響，變質(zhì)作用極為發(fā)育，圍巖蝕變主要有矽卡巖化、硅化、大理巖化、角巖化、黃鐵礦化等。區(qū)內(nèi)矽卡巖化發(fā)育，多發(fā)育于區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖地層與巖體接觸帶附近，形成矽卡巖。石英脈(硅化)與區(qū)內(nèi)構(gòu)造線走向較為一致，NE向?yàn)橹?，NW向次之。

1.5 礦體特征

區(qū)內(nèi)礦體主要賦存于休寧組上段上部(Nh1x3-2)與侵入巖花崗閃長(zhǎng)巖的接觸帶內(nèi)，礦體的發(fā)育受地層層位和巖體接觸帶雙重因素控制，屬層控矽卡巖型鎢(鉬)礦床，圈定了白鎢礦體主礦體1層、次要礦體2層。礦體呈層狀、似層狀，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，礦體總體傾向NE20°～70°，傾角20°～35°。礦體厚度穩(wěn)定，有用組分較均勻。其中主礦體厚1.03～6.69 m，平均厚3.07 m，礦體w(WO3)為0.154%～1.512%，平均值為0.772%。礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、自形粒狀結(jié)構(gòu)、鱗片狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有稀疏浸染狀構(gòu)造、稠密浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造。礦石礦物主要為白鎢礦、輝鉬礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、軟錳礦、褐鐵礦等，其中有用礦物主要為白鎢礦、輝鉬礦。脈石礦物主要有石榴子石、石英、透輝石、透閃石、方解石、綠簾石、綠泥石、絹云母等，另含少量黑云母、斜長(zhǎng)石等。

2 樣品采集與測(cè)試

本次在研究區(qū)開展1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量，測(cè)量面積10.45 km2，共采集土壤樣品2616件，野外按100 m×40 m的網(wǎng)度EW向采樣，采用手持GPS，輔以羅盤進(jìn)行定點(diǎn)，并保存GPS航跡監(jiān)控資料。野外工作正式開展前，對(duì)每臺(tái)GPS結(jié)合地形地物均進(jìn)行誤差校準(zhǔn)，統(tǒng)一參數(shù)，其誤差一般在2～10 m。樣品由采樣點(diǎn)附近點(diǎn)線距1/10范圍內(nèi)取3～5個(gè)子樣組合而成，樣品采集于B～C層，深度為地表以下15～25 cm，成分以細(xì)粒的黏土、亞黏土、亞砂土、砂土為主。嚴(yán)格按照日照揉搓→曬干→木槌敲打→過(guò)40目不銹鋼篩→四角對(duì)折混勻→裝入紙袋→裝箱的工序加工和保存，在完全防止樣品交叉污染的情況下送實(shí)驗(yàn)室分析，樣品送驗(yàn)重量均大于150 g。

樣品分析項(xiàng)目為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、W、Mo、Bi、Sn共計(jì)11種，分析測(cè)試由安徽省地礦局三一三實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)完成。采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ES)測(cè)定Cu、Pb、Zn；發(fā)射光譜法(ES)測(cè)定Ag、Sn；化學(xué)光譜法測(cè)定Au；原子熒光法(AFS)測(cè)定As、Sb、Bi；催化極譜法(POL)測(cè)定W、Mo。樣品分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度、報(bào)出率、日常分析質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)室外部質(zhì)量監(jiān)控均符合中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地球化學(xué)普查規(guī)范(DZ/T 0011-2015)》的要求。

3 綜合異常的圈定

3.1 研究方法

3.1.1 常規(guī)方法

1∶1萬(wàn)地球化學(xué)綜合異常圖圈定的常規(guī)方法主要是依據(jù)地球化學(xué)祥查規(guī)范，即綜合異常圖是在組合異常圖的基礎(chǔ)上，將空間上密切相伴、具有成因聯(lián)系的主成礦元素和指示元素異常，歸并為一個(gè)綜合異常編繪而成。其范圍應(yīng)為具有相同成因聯(lián)系的異常的范圍或推斷礦化地質(zhì)體的范圍，異常圈閉線標(biāo)注主成礦元素及指示元素組合[10]。

3.1.2 平均襯度法

除常規(guī)方法外，很多學(xué)者都做了一些嘗試，如李歡等[11]提出襯度法繪制綜合異常的思路，并利用襯度法繪制了內(nèi)蒙古錫林浩特某地區(qū)的化探綜合異常圖，具有一定的實(shí)用價(jià)值；楊利民等[12]以成礦能量的理論和方法，研究了青海阿爾茨托山主要成礦元素的地球化學(xué)特征，并圈定了化探綜合異常圖；李歡等[13]利用襯度法繪制綜合異常圖，利用綜合襯度值、累加襯度值、平均襯度值分別圈定綜合異常，通過(guò)比較，確認(rèn)平均襯度值圈定的綜合異常效果更好，并選取內(nèi)蒙古巴林右旗某地和黑龍江黑河某地兩種不同景觀區(qū)進(jìn)行驗(yàn)證和比較，認(rèn)為“平均襯度法”圈定的綜合異常圖優(yōu)勢(shì)較明顯。

襯度是指元素原始分析數(shù)據(jù)與該元素異常下限的比值，“平均襯度法”是根據(jù)平均襯度值來(lái)圈定綜合異常圖，平均襯度值是指每一采樣點(diǎn)的襯度異常值之和與異常元素?cái)?shù)量的比值[13]，即：

(1)

平均襯度綜合異常圖數(shù)據(jù)處理的基本思路是以每個(gè)采樣點(diǎn)為單位，分別求取各元素的襯度值；挑選出其中≥1的所有襯度異常值，然后利用公式(1)計(jì)算出每個(gè)采樣點(diǎn)的平均襯度值[11]。本文根據(jù)計(jì)算的平均襯度值，以2、4、8圈定平均襯度綜合異常圖。

3.2 綜合異常的圈定

應(yīng)用常規(guī)方法在研究區(qū)內(nèi)共圈定綜合異常9個(gè)，由上至下、由左至右分別編號(hào)為AP1～AP9，用“平均襯度法”共圈定19個(gè)綜合異常，由上至下、由左至右分別編號(hào)為HT1～HT19(圖3)。由圖3可見(jiàn)，兩種方法圈定的綜合異常，所處的位置關(guān)系差別不大，但“平均襯度法”圈定的異常明顯較多，將一些弱小異常均反映出來(lái)，異常AP7、AP8與HT17、HT18對(duì)應(yīng)關(guān)系最好，且HT17、HT18的濃集中心明顯，異常面積大，故分別以這兩個(gè)異常為研究對(duì)象，用兩種方法進(jìn)行比較，進(jìn)一步說(shuō)明“平均襯度法”圈定綜合異常圖時(shí)的實(shí)用性。

圖3 青羅山地區(qū)綜合異常圖

3.2.1 青羅山異常(AP7)

3.2.1.1 異常特征

異常位于研究區(qū)南部青羅山一帶，異常呈不規(guī)則狀，異常南側(cè)為邊界，未封閉。元素組合以W、Bi元素為主，伴生Zn、Pb、Ag、Cu、Mo等元素。W、Bi元素濃集中心明顯，具外、中、內(nèi)三級(jí)濃度分帶，套合較好，其異常規(guī)模大，強(qiáng)度高，W異常平均值為97.85×10-6；Zn、Pb、Sn、Ag、Cu、Mo具外、中帶，但多為單點(diǎn)異常(表1、圖4)。異常區(qū)出露地層為雷公塢組、休寧組，有花崗閃長(zhǎng)巖巖株出露。異常區(qū)內(nèi)發(fā)育F9、F10、F12斷層，其中F9斷層中角礫巖發(fā)育，硅質(zhì)膠結(jié)，F(xiàn)10斷層中巖石破碎，見(jiàn)斷層泥，斷層內(nèi)石英脈發(fā)育，F(xiàn)12斷層北側(cè)(上盤)休寧組逆沖在雷公塢組之上，沿?cái)鄬映Ｒ?jiàn)有清晰斷層面及斷層角礫巖，深部切割巖體。

表1 AP7異常元素特征參數(shù)

異常區(qū)內(nèi)元素組合較為復(fù)雜，主要為中高溫元素，由于含鎢矽卡巖化地層分布在山脊或山坡上，礦化巖石滾落、元素遷移，導(dǎo)致異常分布范圍較大。

3.2.1.2 常規(guī)與平均襯度綜合異常圖對(duì)比研究

圖4a是用常規(guī)方法圈定的綜合異常，圖4b是用平均襯度法圈定的綜合異常。兩種方法圈定的綜合異常位置和形態(tài)總體一致，前者圈定的綜合異常面積約1.239 km2，后者圈定的綜合異常面積約1.144 km2，兩者的面積差別不大，但前者只是一個(gè)大的范圍，指示的找礦范圍大，元素彼此疊合的部分僅有2處，靶區(qū)不明顯，后者有明顯的異常濃集中心，且有5處異常濃集中心，圈定找礦靶區(qū)面積共約0.095 km2，靶區(qū)明確，圈定的找礦靶區(qū)面積比常規(guī)方法減少1.144 km2，大大縮小了找礦的范圍，且在面積較大的Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)異常濃集中心均發(fā)現(xiàn)了礦(化)體，這些礦(化)體均呈層狀、似層狀賦存在休寧組三段上部中，頂部發(fā)育矽卡巖，休寧組三段上部矽卡巖化的砂巖中局部亦有發(fā)育，礦石礦物主要為白鎢礦。

圖4 常規(guī)與平均襯度綜合異常對(duì)比(AP7)

在Ⅰ號(hào)異常濃集中心處，地表發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)約730 m的礦化帶，布置了TC21、TC01、TC02、TC03、TC04探槽進(jìn)行揭露，圈定出矽卡巖鎢礦體平均厚約4 m，w(WO3)≈1%。該異常濃集中心W元素最高含量值為809×10-6，受地形影響，最高含量值的點(diǎn)不在礦體的正上方，而是在礦體下坡方向10～40 m的位置。

在Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)異常濃集中心處，地表發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)約600 m、寬40～160 m的礦化帶，布置了TC11、TC12、TC31、TC32、TC33、TC34、TC51、TC52探槽進(jìn)行揭露，圈定矽卡巖鎢礦體，平均厚約2.7 m，w(WO3)≈0.5%。Ⅱ號(hào)異常濃集中心W的最高含量為1791×10-6，正好位于礦體上，Ⅲ號(hào)異常濃集中心W最高含量為739×10-6，受地形影響，最高含量值的點(diǎn)在礦體下坡方向約20 m處。

此外，在F12斷層西北部的異常處，地表發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)約450 m、寬50～100 m的礦化帶，布置了LTC01、LTC02、LTC03、LTC04、LTC05探槽進(jìn)行揭露，圈定矽卡巖鎢礦體平均厚約3 m，w(WO3)≈0.35%。該處W最高含量為96.9×10-6，最高含量值的點(diǎn)在礦體下坡方向約30 m處。

3.2.2 石鍋坑異常(AP8)

3.2.2.1 異常特征

異常位于研究區(qū)西南部青羅山的山脊上，呈近圓形，異常西側(cè)未封閉。元素組合以W、Bi、Ag、Pb、Zn元素為主。W元素濃集中心明顯，其異常中心與休寧組上段吻合，W、Bi、Ag具外、中、內(nèi)三級(jí)濃度分帶，W異常均值為222.37×10-6；Pb、Zn具外、中帶，W、Bi、Ag、Pb、Zn間套合較好(表2、圖5)。異常近沿著山脊分布，山脊兩側(cè)為侵入體(花崗閃長(zhǎng)巖)，處于休寧組與巖體的接觸帶上，休寧組中發(fā)育有矽卡巖化、白鎢礦化，特別是在休寧組頂部，形成了含鎢的石榴子石礦化體，發(fā)育NW向的F11斷層，硅化構(gòu)造角礫巖發(fā)育。

表2 AP8異常元素特征參數(shù)

異常區(qū)內(nèi)元素組合復(fù)雜，主要為中高溫元素，由于山脊上的礦化巖石向兩側(cè)滾落、元素遷移，該土壤異常順山脊向兩側(cè)范圍大于含礦地層的分布。

3.3.2.2 常規(guī)與平均襯度綜合異常圖對(duì)比研究

圖5a是用常規(guī)方法圈定的綜合異常，圖5b是用平均襯度法圈定的綜合異常。兩種方法圈定的綜合異常位置和形態(tài)總體一致，前者圈定的綜合異常面積約為0.316 km2，后者圈定的面積約為0.324 km2，兩者的面積亦差別不大，但前者只是一個(gè)大的范圍，指示的找礦范圍大，元素彼此疊合的部分僅有1處，靶區(qū)不明顯，后者圈定的異常濃集中心有2處，圈定找礦靶區(qū)面積共約0.045 km2，具有明顯的異常濃集中心，靶區(qū)明確，圈定的找礦靶區(qū)面積比常規(guī)方法減少0.271 km2，亦大大縮小了找礦的范圍。

圖5 常規(guī)與襯度綜合異常對(duì)比(AP8)

Ⅳ號(hào)異常濃集中心為單點(diǎn)異常，W元素值為209.8×10-6，無(wú)鎢礦體。在Ⅴ號(hào)異常濃集中心處布置了探槽TC81，圈定了真厚度為3.96 m白鎢礦體，w(WO3)平均為0.688%，該礦體延長(zhǎng)130 m，延深0～75 m。Ⅴ號(hào)異常濃集中心W元素最高含量值為5059×10-6，受地形影響，最高含量值的點(diǎn)不在礦體的正上方，而是在礦體下坡方向30～50 m的位置。

綜上，通過(guò)AP7、AP8綜合異常中鎢礦體的位置可以看出，大部分鎢礦體均不在W元素最高含量值處，與最高值點(diǎn)有一點(diǎn)偏移距離，在地面工程布置時(shí)，若在最高含量值的點(diǎn)處進(jìn)行工程揭露，并不能取得好的找礦效果，實(shí)際工作中，要考慮地形等多種因素，綜合判斷后，才能更好的布置地面工程。

4 結(jié)論

用常規(guī)方法和平均襯度法分別圈定綜合異常，經(jīng)比較，兩種方法圈定的綜合異常，其位置、形態(tài)總體一致，但用平均襯度法圈定的綜合異常圖顯示出了明確的異常濃集中心，濃集中心面積較小，且與礦化體分布范圍相吻合。由于濃集中心范圍相對(duì)較小，異常查證更具有針對(duì)性，在野外工作環(huán)境惡劣、低工作程度區(qū)，能更準(zhǔn)確、高效地指導(dǎo)布置相關(guān)勘查工作。同時(shí)，用平均襯度法圈定的綜合異常進(jìn)行異常查證時(shí)，應(yīng)注意地形等外在因素影響，在濃集中心上坡方向追索，以防遺漏礦化信息。