李 明
遼寧省有色地質(zhì)局106隊(duì),遼寧 鐵嶺 112001
鐵嶺汎河凹陷地區(qū)東部水系沉積物測(cè)量地球化學(xué)特征及找礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)
李 明
遼寧省有色地質(zhì)局106隊(duì),遼寧 鐵嶺 112001
以汎河凹陷區(qū)東部某圖幅為例,通過(guò)1∶50 000水系沉積物測(cè)量,對(duì)該地區(qū)成礦元素的分布特征進(jìn)行研究,認(rèn)為研究區(qū)尋找Au、Pb礦產(chǎn)潛力較大。通過(guò)元素異常特征,結(jié)合成礦地質(zhì)條件及已知礦點(diǎn)信息,認(rèn)為該區(qū)的成礦類型主要有兩類,即與太古界老地層石英脈型及韌性剪切帶內(nèi)硅酸鹽巖有關(guān)的金礦和與中元古界長(zhǎng)城系關(guān)門(mén)山組白云質(zhì)灰?guī)r有關(guān)的鉛礦,進(jìn)而劃分出木锨溝、下汪家溝金礦和秦家堡子鉛多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)。
水系沉積物測(cè)量;地球化學(xué)特征;找礦遠(yuǎn)景區(qū);汎河凹陷區(qū);鐵嶺
鐵嶺汎河凹陷地區(qū)及外圍金屬礦產(chǎn)資源豐富、種類繁多,黑色、有色、貴金屬礦產(chǎn)等大小礦點(diǎn)近百余個(gè),主要成礦時(shí)代為太古代、元古代和中生代。太古界角閃質(zhì)巖石控制鞍山式鐵礦床的賦存,紅透山式銅礦則賦存于太古界綠巖帶硅酸鹽巖中。汎河凹陷區(qū)內(nèi)的銅礦賦存于中元古界泥質(zhì)砂質(zhì)巖石和中酸性噴出巖及基性巖漿巖中,鉛鋅礦賦存于中元古界碳酸巖中,金礦則賦存于太古界石英脈、韌性剪切帶內(nèi)硅酸鹽巖中和古生代輝綠巖邊部。
近年來(lái),在汎河凹陷地區(qū)及外圍先后新發(fā)現(xiàn)了曹家堡子、斷山子、三道林子、黑石木金礦及小甸子鋅礦等,汎河凹陷地區(qū)及外圍巖漿活動(dòng)頻繁、構(gòu)造發(fā)育、礦化蝕變較強(qiáng),成礦地質(zhì)條件有利,找礦遠(yuǎn)景良好。自2013年開(kāi)始在鐵嶺汎河凹陷區(qū)及外圍開(kāi)展了1:50 000水系沉積物測(cè)量近1 500 km2,現(xiàn)以其中一幅圖為例,通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)成礦元素地球化學(xué)異常特征進(jìn)行初步分析,對(duì)該區(qū)找礦遠(yuǎn)景進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
研究區(qū)內(nèi)出露地層有太古界下部古砬溝片麻巖(原巖斜長(zhǎng)花崗巖)[1]、太古界上部鞍山群以斜長(zhǎng)角閃片麻巖、二云片巖和石英片巖為主,地層整體呈帶狀,走向北東。中元古界下部長(zhǎng)城系及上部薊縣系,長(zhǎng)城系三岔子群:分為三個(gè)組,由下至上分別為大迫山組、康莊子組和關(guān)門(mén)山組,由泥質(zhì)灰?guī)r、
白云巖組成;薊縣系為樹(shù)芽屯群:分為四組,由下至上分別為佟家街組由白云巖組成;虎頭嶺組由灰-粉白色條帶狀白云巖、石英砂巖組成;二道溝組為灰綠色氣孔杏仁狀細(xì)碧巖;石門(mén)組由條帶狀白云巖、砂質(zhì)板巖、白云巖組成。中生界白堊系由南康莊組紫紅色、黃綠色頁(yè)巖夾薄層泥灰?guī)r、砂巖、礫巖和孤山子組灰綠色氣孔狀杏仁狀拉斑玄武巖組成。區(qū)南部還有深成變質(zhì)混合巖出露(圖1)。
研究區(qū)大地構(gòu)造位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)、膠遼臺(tái)隆、鐵嶺—靖宇臺(tái)拱之汎河凹陷的東部。汎河凹陷北以東西向松山—王家小堡深大斷裂為界與李家臺(tái)斷凸相鄰,東與摩離紅凸起比鄰,南以北東東向渾河斷裂為界與撫順凸起相接,西以北東向開(kāi)原—營(yíng)口(郯廬斷裂北東延長(zhǎng))深大斷裂為界與華北斷坳相連。受區(qū)域多期構(gòu)造活動(dòng)的影響,區(qū)域內(nèi)褶皺和斷裂構(gòu)造均較發(fā)育,控制著區(qū)內(nèi)金、鉛鋅、銅、磷和菱鎂礦等。受區(qū)域北東向、東西向及北東東向深大斷裂的影響,區(qū)內(nèi)次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育,以北東向、東西向和北西向?yàn)橹?,并相互交織,為礦液的運(yùn)移及賦存提供了有利空間。北東向構(gòu)造是本區(qū)主要的控礦構(gòu)造,控制著區(qū)內(nèi)鉛鋅礦的產(chǎn)出,著名的柴河鉛鋅礦即受北東向斷裂控制。北西向構(gòu)造沙河斷裂控制著金礦的產(chǎn)出,曹家堡子金礦即產(chǎn)于北西向韌性剪切帶中。
圖 1 汎河凹陷地區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖Fig. 1 Regional geological sketch of Fan River depression area
出露的巖漿巖主要為晚古生代海西期酸性侵入巖和中生代燕山期中酸性巖侵入巖。脈巖為基性-中性-酸性均有出露,主要有輝長(zhǎng)巖脈、輝綠巖脈、安山玢巖、閃長(zhǎng)巖脈、花崗斑巖脈和花崗巖脈。
2.1 地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)
對(duì)研究區(qū)水系沉積物元素含量進(jìn)行地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)(表1),總結(jié)其分布特征為:Au、Ag、Pb、Mo、As平均含量高于區(qū)域平均值[2],處于區(qū)域高背景場(chǎng);Cu、Zn、Sb與區(qū)域背景場(chǎng)相當(dāng)。其中Au、Ag、Pb元素在研究區(qū)顯示既有較高的濃集系數(shù)又有較大的變異系數(shù),表明Au、Pb、Ag既具備高背景場(chǎng)物質(zhì)來(lái)源較為富集的特點(diǎn),又存在較強(qiáng)的后期疊加改造富集特征,易于成礦。成礦元素離散程度圖(圖2)顯示,區(qū)內(nèi)Au的變化程度較大,其次為Pb、Ag,反映區(qū)內(nèi)是以金的成礦作用為主[3],次為Pb、Ag,同時(shí)說(shuō)明高含量數(shù)據(jù)很多,如Au、Pb已有礦化顯示,其單值最高分別大于100×10-9和大于1 000×10-6。綜上,結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)條件、礦床類型,可以確定Au、Pb為研究區(qū)主要成礦元素。
2.2 元素相關(guān)性及因子分析
2.2.1 相關(guān)性分析
為了了解研究區(qū)內(nèi)元素之間的相關(guān)程度,分析元素組合與地質(zhì)環(huán)境的依存關(guān)系,采用R型聚類[5]分析對(duì)全區(qū)水系沉積物中的元素進(jìn)行研究(圖3)。區(qū)內(nèi)元素相關(guān)性較好的元素為Pb、Ag,相關(guān)系數(shù)為0.579;Cu、As的相關(guān)系數(shù)為0.732,Zn、Sb的相關(guān)系數(shù)0.55。區(qū)內(nèi)成礦元素組合主要有Cu-
As-Sb-Zn-Mo、Pb-Ag和Au三組,成礦元素組合反映區(qū)內(nèi)存在金及多金屬成礦潛力。Pb-Ag反映成礦可能與巖漿氣水熱液作用有關(guān);Cu-As-Sb與成礦元素伴生產(chǎn)出,反映了以中低溫?zé)嵋鹤饔糜嘘P(guān)的礦化信息;Au與其他元素的相關(guān)性較差,反映Au主要受后期熱液作用,與老片麻巖石英脈有關(guān)。
表 1 汎河凹陷地區(qū)下肥地幅水系沉積物地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of stream sediment geochemical parameters of Xiafeidi , Fan River depression area
圖 2 元素離散程度圖Fig. 2 Element discrete degree
圖 3 元素相關(guān)性Fig. 3 Correlation of elements
2.2.2 因子分析
因子分析是用因子代替原始變量,指示出某種地質(zhì)上的共生組合和成因關(guān)系[4]。采用的因子分析為主成分分析法,取4個(gè)主因子時(shí)所有變量(8種元素)的主因子載荷明顯集中,信度可達(dá)82.96%(表2)。根據(jù)因子載荷[5]大小可以看出,提取的4個(gè)主因子反映區(qū)內(nèi)有不同礦化期。F1因子代表最早礦化期,主要表現(xiàn)為Cu、Zn、As、Sb、Mo元素的“沉淀”組合;F2因子代表第二礦化期,主要表現(xiàn)為Pb、Ag的“沉淀”;F3因子代表Au,研究區(qū)金礦化較單一,基本是由一次礦化期形成;F4因子最后一期,因子方差貢獻(xiàn)較低,無(wú)礦化顯示。綜合本區(qū)的成礦地質(zhì)背景分析,F(xiàn)2、F3因子代表主成礦階段的元素組合,這與上述相關(guān)性分析的結(jié)論也是相同的,對(duì)本區(qū)成礦遠(yuǎn)景指示更為明顯。
2.3 元素異常特征
根據(jù)區(qū)內(nèi)成礦元素分析成果,圈定單元素異常153處,組合異常11處,其中Au成礦遠(yuǎn)景異常2處,Pb成礦遠(yuǎn)景異常1處。Au元素異常場(chǎng)主要分布于汎河凹陷與李家臺(tái)斷凸的交接部,即松山堡—王家小堡深大斷裂的兩側(cè)。已發(fā)現(xiàn)的曹家堡子韌性剪切帶型金礦和斷山子石英脈型金礦均位于該斷裂的南北兩側(cè),新發(fā)現(xiàn)的木掀溝和下汪家溝金異常區(qū)于上述兩個(gè)金礦區(qū)相鄰,并與兩金礦異常區(qū)具有可比性,說(shuō)明凹陷與斷凸的轉(zhuǎn)折部是尋找金礦床的有利地區(qū)。
Pb、Ag、Zn元素異常場(chǎng)主要分布在汎河凹陷區(qū)內(nèi)的長(zhǎng)城系、薊縣系白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖中,如西場(chǎng)、黑林子、葉爾興和秦家堡子鉛異常區(qū)等,與柴河鉛鋅礦的成礦環(huán)境相同,多位于北東向斷裂與北西、近東西斷裂的交匯部。
2.3.1 金異常
研究區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)Au單元素異常27個(gè),其中具一定成礦遠(yuǎn)景的異常區(qū)2處(表3、表4)。Au異常主要分布發(fā)育在研究區(qū)北部,異常呈東西向向展布,異常濃集中心和異??臻g分布明顯受近東西向和北東向斷裂控制。異常高值區(qū)局部較集中,主要分布在西北部的木锨溝村和東北部的下汪家溝村附近,圍巖主要為太古界古砬溝片麻巖(原巖為斜長(zhǎng)花崗巖),在區(qū)內(nèi)大面積出露;其上覆地層為鞍山群片巖、石英巖夾黑云片巖和大理巖,多以殘留體存在。Au高值區(qū)與近東西向和北東向兩組斷裂構(gòu)造帶內(nèi)老地層發(fā)育的石英脈密切相關(guān),局部活化富集特征明顯。區(qū)內(nèi)金的找礦潛力較大。
表 2 研究區(qū)因子載荷特征Table 2 Loading characteristics of factor in the study area
表 3 木锨溝地區(qū)金異常特征Table 3 Gold anomalous characteristics of Muxiangou area
表 4 下汪家溝地區(qū)金異常特征Table 4 Gold anomalous characteristics of Xiawangjiagou area
2.3.2 鉛銀鋅異常
鉛異常由9個(gè)異常組成,其中一處具有一定成礦遠(yuǎn)景的異常(表5)。
表 5 秦家堡子地區(qū)鉛鋅銀異常特征Table 5 Lead , zinc and silver anomalous characteristics of Qinjiapuzi area
鉛異常主要分布于研究區(qū)東、中部,產(chǎn)于中元古界三岔子群康莊子組炭質(zhì)板巖、砂巖、粉砂質(zhì)板巖夾白云巖和關(guān)門(mén)山組白云質(zhì)灰?guī)r、中厚層白云巖、條帶狀白云巖中,其濃集中心明顯,空間分布北東、北西向兩組“入”字型斷裂控制。鉛變異離差大,局部富集活化特征明顯,是該區(qū)主要成礦元素,成礦潛力大。
依據(jù)主要異常解釋與評(píng)價(jià),主成礦元素異常及組合異常的評(píng)序基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)條件、土壤剖面測(cè)量、地質(zhì)剖面調(diào)查和礦點(diǎn)檢查,圈定具有一定找礦潛力的遠(yuǎn)景區(qū)3處[6],其中以金為主的遠(yuǎn)景區(qū)2處(木锨溝和下汪家溝),鉛多金屬礦遠(yuǎn)景區(qū)1處(秦家堡子)。
3.1 木锨溝金礦遠(yuǎn)景區(qū)
遠(yuǎn)景區(qū)位于研究區(qū)西北,面積約13.5 km2。區(qū)域上處于開(kāi)原—王家小堡深大斷裂與木锨溝—斷山子斷裂之間。地層以太古界古砬溝片麻巖(原巖為斜長(zhǎng)花崗巖)為主,其上履地層主要為中生界氣孔狀拉斑玄武巖,以及少量鞍山群片巖、黑云片巖和大理巖殘留體。遠(yuǎn)景區(qū)由Hs1異常區(qū)內(nèi)5個(gè)Au異
常、1個(gè)Mo異常和1個(gè)Bi異常組成(圖4)。
圖 4 木锨溝成礦遠(yuǎn)景區(qū)Hs1異常剖析圖Fig. 4 Hs1 anomalous section of Muxiangou metallogenic prospect area
水系異常特征:Au異常總面積7.5 km2,異常點(diǎn)數(shù)31個(gè),平均值為9.7×10-9,極大值大于100×10-9,襯度4.6,面金屬量為2 190.5 m2×10-6。異常濃集中心明顯,強(qiáng)度高,濃度分級(jí)清晰。
土壤異常特征:在水系異常內(nèi)進(jìn)行土壤剖面測(cè)量10條,剖面總長(zhǎng)8 km,獲得6個(gè)Au異常,平均值9.09×10-9,極大值大于100×10-9,異常強(qiáng)度高,規(guī)模大,濃度分帶清晰。其中三處異常濃集中心對(duì)應(yīng)二條含金礦化石英脈。
礦化蝕變特征:通過(guò)踏查,在木掀溝北山土壤異常濃集中心發(fā)現(xiàn)有二條石英脈,受北東向斷裂控制,圍巖為片麻巖,槽探進(jìn)行驗(yàn)證,石英脈走向北東,傾向南東,傾角60°,寬0.7 m,延長(zhǎng)不清,打塊分析金品位3.2×10-6,蝕變以黃鐵礦化、硅化和絹云化為主。區(qū)內(nèi)石英脈發(fā)育,是找尋石英脈型金礦的重要靶區(qū)。
3.2 下汪家溝金礦遠(yuǎn)景區(qū)
該區(qū)位于木掀溝金成礦遠(yuǎn)景區(qū)東部,面積約16.2 km2。斷山子金礦位于其東南部,大地構(gòu)造位置同樣處于李家臺(tái)斷凸與汎河凹陷的相接部,區(qū)南部為木锨溝—斷山子斷裂,嵩山—王家小堡深大斷裂從區(qū)中部穿過(guò)。區(qū)內(nèi)地層為太古界古砬溝片麻巖(原巖為斜長(zhǎng)花崗巖),其上覆地層為太古界鞍山群上部地層,巖性多為白云母石英片巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖;脈巖有晚元古代蝕變輝綠巖、中生代蝕變安山巖和石英正長(zhǎng)巖。遠(yuǎn)景區(qū)由Hs2異常區(qū)內(nèi)4個(gè)Au異常組成(圖5)。
水系異常特征:Au異??偯娣e6.54 km2,異常點(diǎn)數(shù)30個(gè),平均值為6.4×10-9,極大值為25.3×10-9,襯度3.1,面金屬量為537 m2%,規(guī)格化面金屬量為3.96。該異常濃集中心明顯,強(qiáng)度較大,濃度分級(jí)清晰。
土壤異常特征:利用土壤剖面測(cè)量對(duì)下汪家溝水系異常進(jìn)行了查證,土壤剖面測(cè)量8條,總長(zhǎng)8 km,獲得5個(gè)Au異常,平均值17.7×10-9,極大值為85.9×10-9,異常強(qiáng)度較高,規(guī)模較大。
礦化蝕變特征:通過(guò)踏查,在東地發(fā)現(xiàn)一條近東西向石英脈,推測(cè)長(zhǎng)80 m,寬0.6,傾向南,傾角5°,寬1.5 m,打塊分析金品位0.3×10-6。蝕變以黃鐵礦化、硅化和絹云化為主。
3.3 秦家堡子鉛多金屬礦遠(yuǎn)景區(qū)
該區(qū)位于研究區(qū)中西部,面積約16.2 km2。區(qū)域上位于關(guān)門(mén)山復(fù)向斜的南翼,區(qū)內(nèi)出露地層主要為中元古界長(zhǎng)城系和中生界白堊系地層。長(zhǎng)城系由下到上:大迫山組淺粉色灰白色細(xì)晶白云巖;康莊子組炭質(zhì)板巖、砂巖和粉砂質(zhì)板巖夾白云巖;關(guān)門(mén)山組白云質(zhì)灰?guī)r、中厚層白云巖和條帶狀白云巖;白堊系南康莊組紫紅色、黃綠色頁(yè)巖夾泥灰?guī)r、砂巖、礫巖。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,按其展布方向主要有北東、北西和近東向兩組比較發(fā)育,其次為東西和南北向,在幾組斷裂發(fā)育地段,常形成棋盤(pán)格式或“入”字形構(gòu)造。巖漿巖為閃長(zhǎng)巖和晚古生代蝕變輝綠巖,呈脈狀產(chǎn)出。遠(yuǎn)景區(qū)由Hs8異常區(qū)內(nèi)2個(gè)Pb異常、1個(gè)Ag異常、2個(gè)Zn異常、3個(gè)Au異常和2個(gè)SB異常組成(圖6)。
水系異常特征:Pb異??偯娣e約10.7 km2,元素組合有Pb、Ag、Zn、Au等,Pb異常點(diǎn)數(shù)46
個(gè),平均值為95.4×10-6,極大值為320×10-6,襯度1.9,面金屬量為47 876.7 m2%;Ag異常點(diǎn)數(shù)39個(gè),平均值為0.41×10-6,極大值為1.65×10-6,襯度2.7,面金屬量為219.5 m2%;Zn異常點(diǎn)數(shù)12個(gè),平均值為160×10-6,極大值為198×10-6,襯度1.3,面金屬量為10 592.0 m2%;Au異常點(diǎn)數(shù)8個(gè),平均值為4.96×10-6,極大值為10.9×10-6,襯度2.5,面金屬量為248.1 m2×10-6。
圖 5 下汪家溝成礦遠(yuǎn)景區(qū)Hs2異常剖析圖Fig. 5 Hs2 anomalous section of Xiawangjiagou metallogenic prospect area
圖 6 秦家堡子成礦遠(yuǎn)景區(qū)Hs8異常剖析圖Fig. 6 Hs8 anomalous section of Qinjiapuzi metallogenic prospect area
土壤異常特征:對(duì)秦家堡子水系異常進(jìn)行了查證,土壤剖面測(cè)量10條,剖面總長(zhǎng)7 km,獲得2個(gè)Pb、Zn、Ag綜合異常。Pb異常點(diǎn)數(shù)22個(gè),平均值306×10-6,極大值>1 000×10-6;Zn異常點(diǎn)數(shù)23個(gè),平均值448.3×10-6,極大值>1 000×10-6。Ag異常點(diǎn)數(shù)25個(gè),平均值1.87×10-6,極大值10×10-6。三元素異常吻合性好,規(guī)模較大。
礦化蝕變特征:通過(guò)異常查證及資料收集,已有探礦權(quán)區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)3條鉛鋅礦(化)體,一般延長(zhǎng)40~80 m,礦體厚0.8~1.0 m;Pb品位一般為1.3%~1.5%,Zn品位一般為1.7%。該區(qū)異常面積大,濃集中心明顯,含量高,Pb、Ag、Zn的濃集中心吻合,是很好的鉛多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)。
(1)研究區(qū)內(nèi)元素水系沉積物成果較好,礦化顯示較為集中,找尋與太古界老片麻巖石英脈型有關(guān)的金礦、與中元古界長(zhǎng)城系關(guān)門(mén)山組白云質(zhì)灰?guī)r有關(guān)的鉛多金屬礦床或礦化體的潛力較大。
(2)元素異常受斷裂構(gòu)造控制明顯,以Au為主的異常濃集中心和異常空間分布明顯受近東西向和北西向斷裂控制,主要分布在松山堡—王家小堡深大斷裂的兩側(cè);以Pb、Ag、Zn為主的異常濃集中心和異??臻g分布在北東向斷裂與北西、近東西斷裂的交匯部。
(3)通過(guò)對(duì)水系異常土壤剖面查證,異常再現(xiàn)性很好。Au異常強(qiáng)度高,規(guī)模大,變異系數(shù)高,找礦潛力大,圈定金成礦遠(yuǎn)景區(qū)2處,即木锨溝和下汪家溝成礦遠(yuǎn)景區(qū);Pb、Ag、Zn多金屬異常元素套合好,尤其Pb元素異常強(qiáng)度高,規(guī)模大,圈定出秦家堡子鉛多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)。
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Geochemical characteristics and prospective prognosis of eastern part of Fanhe depression area of Tieling based on stream sediment survey
LI Ming
No.106 Team,Liaoning Bureau of Nonferrous Metals Geoexploration of Liaoning Province,Tieling 112001,Liaoning ,China
Taking a certain map in the eastern part of the Fan river depression area as an example, through the 1:50 000 stream sediment survey, the distribution characteristics of ore-forming elements in the study area were studied. It was of great potential to f nd Au and Pb ore deposits and mineralized bodies. By studying the elemental anomalies combine with ore-forming geological conditions and the known mines information, two types of mineralization were found in this area, one was gold mine which related to the silicate rock of quartz vein type and ductile shear zone in Archean old strata; the other one was Pb mine which related to dolomite limestone in Guanmenshan Formation of Changcheng System in Mesoproterozoic erathem. Thus, the region was divided into Muxiangou gold metallogenic prospective area, Xiawangjiagou gold metallogenic prospective area and Qinjiapuzi Pb polymetallic metallogenic prospective area.
stream sediment survey; geochemical features; prospective area; Fanhe depression area; Tieling
P632
A
2014-12-20;
2015-01-20
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“遼寧鐵嶺汎河凹陷地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查資助(12120113058500)”.
李 明(1963—),男,黑龍江大慶人,遼寧省有色地質(zhì)局106隊(duì)工程師.
1001—2427(2015)01 - 93 -6