內(nèi)蒙古自治區(qū)吉源地區(qū)Nb、Y等稀有、稀土元素成礦潛力評(píng)價(jià)

黎偉　高天棟　陳旭

摘要：通過對(duì)吉源地區(qū)1∶5萬土壤地球化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn)，土壤中Ag、As、Au、Bi、Cd、Mo、Nb、Ni、Pb、Sb的變異系數(shù)均>1.0，La、U、Zn、Sn、Y、W、Co、Cu的變異系數(shù)均<1.0，聚類分析和因子分析結(jié)果顯示，研究區(qū)土壤所分析的18種元素分為4個(gè)組合：Zn、Ni、Co、Cd、Cu組合為一套與中基性巖或Cu、Zn礦化有關(guān)的元素組合；W、Mo、Pb、Ag、Bi組合為一套與Pb、Ag、W、Mo等礦化有關(guān)的元素組合；Nb、Y、Sn、U、La組合為一套與Nb、Y、Sn等礦化有關(guān)的元素組合； As、Sb、Au組合為一套與Au等元素礦化有關(guān)的元素組合。分布在吉源地區(qū)的綜合異常顯示Nb、Y、Sn、U、La組合與W、Mo、Pb、Ag、Bi組合及Cu、Zn組合元素濃集中心分布表現(xiàn)出明顯的分帶性，且Nb、Y、Mo等元素三級(jí)濃度分帶明顯，且高值點(diǎn)較多，異常規(guī)模、異常強(qiáng)度、異常面積均較大，同時(shí)異常所處地質(zhì)背景成礦條件也較為優(yōu)越，雖然區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)Nb、Y等稀有、稀土元素礦化點(diǎn)，但地質(zhì)背景和土壤化探異常特征都顯示出吉源地區(qū)具有很大的找尋Nb、Y稀有、稀土元素礦產(chǎn)的潛力，同時(shí)找尋Pb、Zn等多金屬礦產(chǎn)也較為有利。

關(guān)鍵詞：元素組合；綜合異常；Nb、Y稀有；稀土元素；找礦潛力

吉源地區(qū)行政區(qū)劃隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市鄂倫春自治旗管轄，東距鄂倫春自治旗阿里河鎮(zhèn)60km，西距根河市90km。成礦區(qū)帶位于內(nèi)蒙古——大興安嶺成礦省——額濟(jì)納旗——興安嶺

元古代華力西燕山期銅、鉛、鋅、金、銀、鈮成礦區(qū)（Ⅱ2）-大興安嶺中段華力西、燕山期鐵、鋅、鎢、金、鉛成礦帶（Ⅳ4）-Ⅳ級(jí)成礦帶位于謝爾塔拉——甘河鎮(zhèn)鐵、鋅成礦帶（Ⅳ42）成礦帶北部。從區(qū)域上看，已發(fā)現(xiàn)眾多Au、Ag、Pb、Zn、Mo礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)，但Nb、Y等稀有稀土元素礦產(chǎn)一直未在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)，也未引起重視，該地區(qū)為森林沼澤景觀區(qū)，目前還是1∶5萬地質(zhì)填圖空白區(qū)，1∶5萬土壤地球化學(xué)測(cè)量是該區(qū)圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)的有效辦法[1]，本文試圖通過1∶5萬土壤地球化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)處理對(duì)該地區(qū)Nb、Y等稀有稀土元素成礦潛力做初步評(píng)價(jià)，為后期的找礦工作提供思路。

1. 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于大興安嶺北段，大地構(gòu)造位置處于興蒙造山帶的東段，經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造變形[2]，形成了多組深大斷裂，區(qū)內(nèi)出露地層主要有新元古界青白口系佳疙瘩組變質(zhì)砂巖、泥質(zhì)板巖，晚古生代石炭系下統(tǒng)莫爾根河組變質(zhì)砂巖，中生界侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組中酸性火山巖，與佳疙瘩組和莫爾根河組呈角度不整合接觸，中生界白堊系下統(tǒng)瑪尼吐組英安巖、安山巖，中生界白堊系下統(tǒng)梅勒?qǐng)D組粗安巖等，其中滿克頭鄂博組是區(qū)內(nèi)礦點(diǎn)的主要賦礦圍巖。區(qū)內(nèi)巖體也較為復(fù)雜，出露的侵入巖主要有早侏羅世斑狀花崗巖、早侏羅世花崗閃長(zhǎng)巖、晚侏羅世正長(zhǎng)花崗巖（鉀長(zhǎng)巖）、晚侏羅世石英閃長(zhǎng)巖、晚侏羅世斑狀石英閃長(zhǎng)巖、早白堊世花崗斑巖，其中早白堊世花崗斑巖多與區(qū)域深大斷裂有關(guān)，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造也較為發(fā)育，主要為北西向、北東向、近東西向。分布有多處火山口，次火山巖和放射性斷裂發(fā)育，區(qū)內(nèi)的鉛鋅等多金屬礦點(diǎn)多與火山機(jī)構(gòu)有關(guān)。

2. 土壤地球化學(xué)特征

研究區(qū)土壤中元素的地球化學(xué)特征參數(shù)見表1。從表1可以看出，土壤中元素的變異系數(shù)介于0.45～6.82之間，其中Ag、As、Au、Bi、Cd、Mo、Nb、Ni、Pb、Sb的變異系數(shù)均>1.0，表明這些元素的再分布作用相對(duì)較強(qiáng)，并可形成明顯的地球化學(xué)異常；其中La、U、Zn、Sn、Y、W、Co、Cu的變異系數(shù)均<1.0，表明這些元素的再分布作用相對(duì)較弱，所形成的地球化學(xué)異常相對(duì)較弱。

圖1為根據(jù)研究區(qū)1∶5萬土壤地球化學(xué)數(shù)據(jù)繪制R型聚類譜系圖，從圖中可以看出，當(dāng)相關(guān)系數(shù)取0.6時(shí)，18種元素可分為4組，其中：第一組為Zn、Ni、Co、Cd、Cu，為一套與中基性巖有關(guān)的元素組合；第二組為W、Mo、Pb、Ag、Bi，為一套與Pb、Ag、W、Mo等礦化有關(guān)的元素組合；第三組為Nb、Y、Sn、U、La，為一套與Nb、Y、Sn等礦化有關(guān)的元素組合；第四組為As、Sb、Au，為一套與Au等元素礦化有關(guān)的元素組合（見圖1）。

利用R型因子分析對(duì)土壤中元素的組合特點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步確定。從表2可看出，前5個(gè)因子的方差總貢獻(xiàn)率為66.72%（表2），因此，可用前5個(gè)因子解釋本區(qū)主要的成巖和成礦作用。

F1因子的方差貢獻(xiàn)為21.79%，該因子中載荷>0.5的元素為Zn、Ni、Co、Cd、Cu，該因子為與中-基性火成活動(dòng)及Cu、Zn等礦化有關(guān)的成礦成巖因子。

F2因子的方差貢獻(xiàn)為20.28%，該因子中載荷>0.5的元素為Nb、Y、Sn、U，該因子為與Nb、Sn、U、Y等礦化有關(guān)的稀有、稀土成礦因子。

F3因子的方差貢獻(xiàn)為10.47%，載荷>0.5的為Pb、Ag、Bi、Cd，該因子為與Pb、Ag等礦化有關(guān)的成礦因子。

F4因子的方差貢獻(xiàn)為8.55%，載荷>0.5的為As、Sb、Au，該因子為與Au礦化有關(guān)的成礦因子。

F5因子的方差貢獻(xiàn)為5.63%，載荷>0.5的僅為L(zhǎng)a，表明La具有獨(dú)立的成礦作用。

3. 單元素異常特征

在土壤中元素含量正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用逐步迭代法按X±3Sd的條件[3]，剔除原始數(shù)據(jù)中的特高值和特低值，直到無特高值、特低值為止。根據(jù)最終數(shù)據(jù)集獲得背景平均值（Xo）和標(biāo)準(zhǔn)偏差（So），按公式Xa=Xo+K×Sd計(jì)算異常下限（其中Xa為異常下限，K為可靠性系數(shù)）。其中Nb的K值取2.0，其它元素的K值均取1.65。以計(jì)算的理論異常下限作為參考，結(jié)合其所指示地質(zhì)、礦化意義、異常分布及面積等，對(duì)理論異常下限做了進(jìn)一步修正，最終確定實(shí)用異常下限（表3）。

單元素異常圖首先通過GeoIPAS3.2軟件初步繪制，然后根據(jù)實(shí)際情況手動(dòng)進(jìn)行修改。單元素異常圖中，Nb、Y、Sn、Mo、Pb等元素三級(jí)濃度分帶明顯，且異常規(guī)模、異常強(qiáng)度、異常面積均較大，Nb、Y、Sn套合關(guān)系好，而Au、Sb、As單元素異常相對(duì)較弱，也較為分散（見圖2、圖3）。

4. 綜合異常特征

綜合異常是指將在成因上性質(zhì)相似、在空間上含量分布規(guī)律基本一致的一組元素，對(duì)各單元素異常疊加形成綜合異常。綜合異常中，異常元素的規(guī)模（NAP值）、異常元素種類、綜合異常面積、異常所處的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境（如地層、巖漿巖、構(gòu)造、礦化情況等），決定了異常的找礦價(jià)值。在綜合研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)為分布在吉源地區(qū)的化探綜合異常找礦潛力最大。

4.1 Ⅰ號(hào)綜合異常

異常區(qū)出露的地質(zhì)體主要為滿克頭鄂博組（J3mk）中酸性火山巖、早白堊世閃長(zhǎng)玢巖（δμK1）、正長(zhǎng)斑巖（ξπK1），內(nèi)部見有小面積的瑪尼吐組（K1mn）安山巖，在異常北部見有梅勒?qǐng)D組（K1m）玄武巖，西部見有晚侏羅世鉀長(zhǎng)花崗巖（ξγJ3），異常北部邊緣為早侏羅世中細(xì)?；◢忛W長(zhǎng)巖（mfγδJ1）。異常東部為石炭系下統(tǒng)莫爾根河組變質(zhì)砂巖，異常分布在滿克頭鄂博組與巖體的接觸帶，且主要分布在滿克頭鄂博組中。異常內(nèi)部北西向構(gòu)造較為發(fā)育（見圖2）。

異常元素組合為Nb、Y、Sn、Pb、Mo、Zn、Ag、W、Bi、As、Cu、Sb、La、U、Au等15種，異常元素種類較多，面積約為51.73km2，呈不規(guī)則帶狀展布，其中Nb、Y、Sn、U、La組合套合好，且單元素異常元素濃集中心的分布更偏向異常的南西部，異常展布方向北西向，與構(gòu)造線方向接近，W、Mo、Pb、Ag、Bi組合以及Cu、Zn組合元素套合也較好，單元素異常濃集中心的分布更偏向異常的北東部，單元素異常分布表現(xiàn)出明顯的分帶性。Au、Sb、As組合則異常規(guī)模較小。異常規(guī)模較大的元素依次為Nb94.8、Y47.33、Sn44.77、Mo34.93、Pb29.87、Zn14.63。Nb最大值244.00×10-6，Y最大值192.00×10-6，Sn最大值24.70×10-6，Mo最大值71.90×10-6，Pb最大值1498.00×10-6。Au具有外帶，La、Zn、U具有中帶，其它元素均具有內(nèi)帶（見圖2）。

4.2 Ⅱ號(hào)綜合異常

異常區(qū)出露的地質(zhì)體主要為佳疙瘩組（Qnj）變質(zhì)砂巖、泥質(zhì)板巖，滿克頭鄂博組（J3mk）中酸性火山巖，瑪尼吐組（K1mn）英安巖、安山巖，在異常西部為早侏羅世細(xì)粒斑狀花崗巖（fpγJ1），南部邊緣見有晚侏羅世細(xì)粒斑狀石英閃長(zhǎng)巖（fpδοJ3），還有小面積的第四紀(jì)全新統(tǒng)河床、河漫灘（Qhfp）。異常北部見有次火山巖安山玢巖（αμK1）及放射狀斷裂。北西向構(gòu)造較為發(fā)育，內(nèi)部見有三處火山口，在南部火山口附近分布有鉛鋅礦點(diǎn)（見圖3）。

異常元素組合為Nb、Y、Sn、Mo、Sb、U、As、Ag、Pb、Zn、Au、Bi、Cu、W、La等15種，異常元素種類較多，單元素異常套合較好，尤其是Nb、Y、Sn、Mo、U套合異常規(guī)模大、異常強(qiáng)度強(qiáng)、異常面積大，組合套合較好面積約為61.63km2，呈北西向不規(guī)則帶狀展布，與巖體和滿克頭鄂博組接觸界線走向及構(gòu)造線方向基本一致，主要分布在滿克頭鄂博組中，異常規(guī)模較大的元素依次為Nb124.44、Sn70.38、Y69.48、Mo59.64、As34.96、Sb33.91、Ag23.03、U16.62。Nb最大值205×10-6，Sn最大值30.2×10-6，Y最大值310×10-6，Mo最大值85.7×10-6，Ag最大值4.85×10-6，U最大值41.3×10-6。Cu、W具有中帶，其它元素均具有內(nèi)帶（見圖3）。

5. 找礦前景分析

Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)化探綜合異常地質(zhì)背景較相似，都分布在巖體與滿克頭鄂博組的接觸帶，且主要分布在滿克頭鄂博組中，異常基本沿接觸帶界線分布，滿克頭鄂博組是區(qū)域上Pb、Zn、Ag等多金屬礦點(diǎn)的主要賦礦圍巖，且異常內(nèi)北西向構(gòu)造都較為發(fā)育，Ⅱ號(hào)化探綜合異常內(nèi)部分布有多處火山口，次火山巖和發(fā)射性斷裂發(fā)育，區(qū)域上Pb、Zn等多金屬多受火山機(jī)構(gòu)控制，兩組綜合異常元素組合均較多，且套合較好，其中Nb、Y、Sn、Mo、Pb、Ag等元素三級(jí)濃度分帶明顯，且高值點(diǎn)較多，異常規(guī)模、異常襯度、異常面積均較大，且Nb元素異常規(guī)模最大，Ⅰ號(hào)綜合異常元素具有分帶性，Ⅱ號(hào)化探綜合異常則元素均套合在一起，由于受工作程度影響，在該地區(qū)還未發(fā)現(xiàn)明顯礦化蝕變，也未見Nb、Y稀有、稀土礦點(diǎn)的分布，但吉源地區(qū)地層、巖體、構(gòu)造均指示該地區(qū)具有較好的成礦地質(zhì)背景，且土壤化探綜合異常特征也表明該地區(qū)具有很大的找尋Nb、Y稀有、稀土元素礦產(chǎn)的潛力，且伴生W、Sn、Mo等，同時(shí)找尋與火山熱液有關(guān)的Pb、Zn等多金屬礦產(chǎn)也較為有利，且Ⅱ號(hào)化探綜合異常相對(duì)Ⅰ號(hào)找礦潛力更大。

6. 結(jié)論

（1）研究區(qū)土壤中元素變異系數(shù)介于0.45～6.82之間，其中Ag、As、Au、Bi、Cd、Mo、Nb、Ni、Pb、Sb變異系數(shù)均>1.0，表明這些元素的再分布作用相對(duì)較強(qiáng)，并可形成明顯的地球化學(xué)異常；La、U、Zn、Sn、Y、W、Co、Cu的變異系數(shù)均<1.0，表明這些元素的再分布作用相對(duì)較弱，所形成的地球化學(xué)異常相對(duì)較弱。

（2）根據(jù)聚類分析和因子分析結(jié)果，研究區(qū)土壤中的18種元素分為4個(gè)組合：Zn、Ni、Co、Cd、Cu組合為一套與中基性巖或Cu、Zn礦化有關(guān)的元素組合；W、Mo、Pb、Ag、Bi組合為一套與Pb、Ag、W、Mo等礦化有關(guān)的元素組合；Nb、Y、Sn、U、La組合為一套與Nb、Y、Sn等礦化有關(guān)的元素組合； As、Sb、Au組合為一套與Au等元素礦化有關(guān)的元素組合。

（3）分布在吉源地區(qū)的Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)化探綜合異常元素組合種類較多，元素套合較好，Nb、Y、Mo、Pb等元素三級(jí)濃度分帶明顯，且高值點(diǎn)較多，異常規(guī)模、異常強(qiáng)度、異常面積均較大，Ⅰ號(hào)綜合異常Nb、Y、Sn、U、La組合與W、Mo、Pb、Ag、Bi組合及Cu、Zn組合元素濃集中心分布表現(xiàn)出明顯的分帶性。雖區(qū)內(nèi)目前未見明顯礦化蝕變，也未見Nb、Y等稀有、稀土元素礦化點(diǎn)，但地質(zhì)背景和土壤化探異常特征都顯示出吉源地區(qū)具有很大的找尋Nb、Y稀有、稀土元素礦產(chǎn)的潛力，同時(shí)找尋Pb、Zn等多金屬礦產(chǎn)也較為有利。

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