江西安遠地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征及找礦預(yù)測

吳碧娟　肖　昱　唐攀科　郝玉軍　段建良　管友飛

(有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心南方地質(zhì)調(diào)查所)

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江西安遠地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征及找礦預(yù)測

吳碧娟肖昱唐攀科郝玉軍段建良管友飛

(有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心南方地質(zhì)調(diào)查所)

在1∶5萬水系沉積物測量的基礎(chǔ)上，對江西安遠地區(qū)的水系沉積物地球化學(xué)特征進行了分析。對水系沉積物元素含量、離散特征、組合關(guān)系、分布特征進行了深入探討，并優(yōu)選了4處金銅鉛鋅多金屬找礦遠景區(qū)，實踐表明：水系沉積物地球化學(xué)測量方法在山地丘陵地區(qū)具有良好的找礦效果。

水系沉積物測量地球化學(xué)特征找礦預(yù)測找礦遠景區(qū)

地球化學(xué)找礦是直接獲取隱伏、半隱伏礦以及難識別礦成礦信息的最主要手段，是傳統(tǒng)宏觀礦化露頭向微觀找礦的延續(xù)[1-3]。針對當(dāng)前地表找礦難度越來越大的現(xiàn)狀，水系沉積物地球化學(xué)測量方法在尋找有色金屬礦產(chǎn)中發(fā)揮了越來越重要的作用[4-9]。本研究在分析江西安遠地區(qū)1∶5萬水系沉積物地球化學(xué)特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合該區(qū)內(nèi)銅鉛鋅多金屬礦產(chǎn)分布特征和成礦地質(zhì)條件，進行找礦靶區(qū)預(yù)測，為區(qū)內(nèi)找礦提供可靠依據(jù)。

1　研究區(qū)地質(zhì)概況

江西安遠地區(qū)大地構(gòu)造位置處于武夷加里東造山帶南西端。武夷造山帶是華夏古板塊陸緣造山帶的組成部分，其北西側(cè)為揚子、華夏古板塊之間的欽(州灣)—杭(州灣)結(jié)合帶，南側(cè)為佛岡—五華斷裂帶，西側(cè)為鷹潭—定南斷裂帶，東側(cè)為麗水—蓮花山斷裂帶(圖1)。區(qū)內(nèi)自中元古界至新生代地層均有出露，其中以震旦紀(jì)—寒武紀(jì)地層為主，出露較完整，為一套次深海相類復(fù)理石含硅泥砂質(zhì)碎屑巖建造，構(gòu)成該區(qū)基底構(gòu)造(該區(qū)基底包括中元古界桃溪巖組變質(zhì)巖系)；次為中生代地層，尤其以中晚侏羅世沉積-火山地層為最，系一套陸相火山-湖泊相沉(堆)積[10-12]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形強烈，斷裂發(fā)育，NE—NNE向區(qū)域性斷裂規(guī)模較大，控制了基底與蓋層的展布。區(qū)內(nèi)中東部寒武系牛角河組發(fā)育一條SN向大斷裂，對鐵山鐵礦起著控礦作用，中東部發(fā)育一向斜構(gòu)造亦是以該牛角河組為軸，向斜兩翼出露地層為震旦系老虎塘組、震旦系壩里組、南華系沙壩黃組(圖2)。區(qū)內(nèi)中部發(fā)育一NE向雞籠嶂組火山斷陷盆地，火山盆地西側(cè)為以震旦系變質(zhì)巖為主的單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，侵入巖分布較廣，主要出露于東部蛤蟆石、西部興地及南部的車頭和孫屋一帶，巖漿活動時代主要為晚侏羅世—早白堊世，時期為燕山期，屬于一個規(guī)模較大、巖性復(fù)雜的巖漿旋回。

圖1　安遠地區(qū)大地構(gòu)造位置 ①北?！B興斷裂帶；②鷹潭—定南斷裂帶；③麗水—蓮花山 斷裂帶；④佛岡—五華斷裂帶；⑤吳川—四會斷裂帶

2　水系沉積物工作概述

江西省安遠地區(qū)銅鉛鋅多金屬礦遠景調(diào)查項目完成了1∶5萬版石幅465 km2水系沉積物樣品采集工作，共布設(shè)了生產(chǎn)樣點2 223個，重采樣52個，設(shè)計采樣密度4.78個/km2。采樣物質(zhì)以細(xì)砂為主，采樣時采用多點采樣法，在采樣位置15～30 m范圍內(nèi)采集3～5件樣品并合并為一件樣品，樣品原始質(zhì)量大于1 000 g，樣品加工過篩后質(zhì)量不少于300 g。分析測試方法采用ICP—MS、ICP—AES、AFS、ES、GF—AAS、ISE等，分析測試工作由華北有色地質(zhì)勘查局燕郊中心實驗室承擔(dān)。將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對數(shù)值，剔除大于X(平均值)+3S(標(biāo)準(zhǔn)差)的特高值，計算各元素的平均值(X1)、標(biāo)準(zhǔn)離差(S1)，用以計算異常下限值(參考值)，各單元素的異常下限見表1。

表1　安遠地區(qū)元素地球化學(xué)異常下限值 ×10-6

注：Au、Ag單位為(×10-9)。

圖2　江西安遠地區(qū)地質(zhì)概況

3　地球化學(xué)特征

3.1元素含量特征

(1)各地層對比而言，中元古界桃溪巖組地層至寒武系牛角河組地層中多數(shù)元素含量較高，侏羅系雞籠嶂組地層至泥盆系云山組地層中多數(shù)元素含量較低。尤其是Au、As、Sb等在寒武系、震旦系地層中含量明顯高于其他地層，說明測區(qū)內(nèi)老地層有較好的成礦可能性。

(2)各時期巖體對比及巖體與地層對比，除W、Sn、Bi、Mo、F外，其他元素在巖體內(nèi)富集不明顯或無富集，且侏羅系黑云母花崗巖和白堊系二長斑巖巖體各元素含量較高，說明巖體內(nèi)各類高溫元素成礦可能性較好。

(3)測區(qū)與全國水系沉積物和陸殼元素含量對比，W、Bi、Sn、Mo、Co、Pb、Ag含量均較高，說明該類元素在測區(qū)內(nèi)的成礦可能性好。

3.2元素離散特征3.2.1變異系數(shù)

由元素變異系數(shù)(表2)可知，全區(qū)范圍內(nèi)Mo、Au的變化系數(shù)大于3；次為Bi，變異系數(shù)大于2；Hg、As、Cu、Cd、Sb、W、Co的變異系數(shù)大于1；Ag、Cr、F、La、Ni、Pb、Sn、Zn的變異系數(shù)小于1，說明區(qū)內(nèi)Mo、Au、Bi、Hg、As、Cu、Cd、Sb、W、Co分布較不均勻，有形成局部富集的可能，為區(qū)內(nèi)主要的成礦成暈元素，與測區(qū)主要異常元素的分布特征相符。因此，區(qū)內(nèi)找礦方向應(yīng)以Mo、Au、Bi等為主。

表2　水系沉積物測量地球化學(xué)參數(shù)

注：Au、Ag單位為(×10-9)。

3.2.2疊加系數(shù)

疊加系數(shù)越大，說明后期地質(zhì)作用中元素的疊加強度越大，相應(yīng)成礦的可能性則越大。由表2可知：區(qū)內(nèi)As、Bi、Mo的疊加系數(shù)較大，Ag、Cr、Cu、F、Hg、La、Ni、Pb、W、Zn在各地層中的疊加系數(shù)相對較小。

3.2.3元素分布型式

以版石幅2 172件水系沉積物樣品為統(tǒng)計樣本，制作全區(qū)及不同地層的18種元素含量-頻數(shù)對數(shù)直方圖。由該直方圖可知：①Ag、As、Au、Mo、Sn、W分布型式表現(xiàn)為向元素含量的高值區(qū)傾斜，離散度大，表明該類元素參與了成礦作用；②Cr、Co、Ni、Cu分布型式出現(xiàn)明顯的雙峰現(xiàn)象，說明該類元素經(jīng)歷了多期次成礦作用；③全區(qū)除La、Pb、Zn、F存在較標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布型式外，其他元素都存在拖尾、多峰等現(xiàn)象，表明區(qū)內(nèi)多數(shù)元素的成礦條件較好。

3.3元素組合關(guān)系

3.3.1聚類分析

對該區(qū)18種元素進行了R型聚類分析，得到各元素之間的相關(guān)關(guān)系(圖3)。在0.5的相似水平上，可將元素分為3類：第1類為Cr、Ni、Co、Cu、As、Sb、Au、La，為中—低溫元素和鐵族元素組合；第2類為Ag、Bi、Cd、Zn，為中—高溫元素組合；第3類為W、F、Sn、Pb、Mo、Hg，反映了與巖體關(guān)系密切的高溫元素組合。

圖3　水系沉積物測量元素聚類分析譜系

3.3.2因子分析

因子分析結(jié)果(表3)表明：①區(qū)內(nèi)F1主因子元素為Au、As、Sb、Co、Cr、Ni、Cu，可反映震旦系、寒武系地層元素組合特征；②F2主因子元素為Pb、Zn、Cd、Ag，反映中溫?zé)嵋航M合特征；③F3主因子元素為F、Hg、La，反映低溫元素組合特征；④F4主因子元素為W、Sn、Bi、Mo，反映高溫巖漿熱液組合特征。以上4個主因子反應(yīng)了各元素的組合規(guī)律，與聚類分析結(jié)果較吻合。

表3　初始因子矩陣結(jié)果

3.4元素分布特征

區(qū)內(nèi)元素的地球化學(xué)場主要受地層、構(gòu)造、巖漿巖的綜合影響。根據(jù)1∶5萬水系沉積物測量成果，區(qū)內(nèi)元素的地球化學(xué)背景場和異常場分區(qū)清楚，其中背景場主要反映了地層中元素的分布特征，元素含量低，范圍大，多呈NE或近EW向帶狀展布，與區(qū)域構(gòu)造方向較吻合；異常場主要反映主成礦元素的分布特征，多呈NE向帶狀分布，受地層、斷裂控制，在特殊地層、巖體位置場強明顯增高，反映了成礦有利地段。

3.5異常分布特征

①異常元素種類多，本研究分析的18種元素均有異常出現(xiàn)；②測區(qū)內(nèi)異常分布較廣泛，全區(qū)各地質(zhì)體均有異常分布；③異常與礦床(點)有一定的吻合性，區(qū)內(nèi)共有4個礦點，分別為園嶺鉬礦、車頭鉛礦、草浦徑鉛礦和鐵山鐵礦，其中園嶺鉬礦出現(xiàn)的異常與礦體吻合性較好，其他3個礦點與異常的濃集中心不吻合，可能與異常在表生條件下的遷移作用有關(guān)；④測區(qū)除中部侏羅系地層外，異常在測區(qū)內(nèi)各地層均有分布，且異常與巖體和構(gòu)造關(guān)系密切，異常濃集中心明顯。

4　找礦遠景區(qū)

本研究共圈出了水系沉積物地球化學(xué)綜合異常15處(表4)，多數(shù)綜合異常規(guī)模較大、組合復(fù)雜、具有一定的濃集中心。根據(jù)地球化學(xué)異常特征、元素組合以及控礦地質(zhì)條件、成礦規(guī)律、礦產(chǎn)分布情況，在工作區(qū)內(nèi)優(yōu)選出了4處找礦遠景區(qū)，即園嶺鉬礦—官溪村鉬鎢鉍金屬礦Ⅰ級找礦遠景區(qū)、下彭—鐵山金銻多金屬礦Ⅰ級找礦遠景區(qū)、葛林林場—黃陂鉍錫鎢多金屬礦Ⅱ級找礦遠景區(qū)、大水塘—甲背金銻多金屬礦Ⅲ級找礦遠景區(qū)。

表4　水系沉積物綜合異常特征參數(shù)

本研究以園嶺鉬礦—官溪村鉬鎢鉍金屬礦Ⅰ級找礦遠景區(qū)為例進行詳細(xì)分析。該遠景區(qū)位于測區(qū)中南部園嶺鉬礦—官溪村一帶，分布面積約45 km2，包括AS-9#、AS-11#、AS-12#異常(圖4)。遠景區(qū)內(nèi)出露地層為中元古界桃溪巖組黑云斜長片麻巖、花崗閃長片麻巖、變粒巖、絹云母片巖、變質(zhì)砂巖、變質(zhì)石英砂巖，巖體有晚侏羅世中—細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖、黑云二長花崗巖以及元古界片麻狀細(xì)粒花崗閃長巖等。遠景區(qū)內(nèi)有NE、NW向2條斷層通過，斷裂活動強烈。其中，園嶺鉬礦位于桃溪巖組地層中，車頭鉛鋅銀礦點位于片麻狀細(xì)粒花崗閃長巖與桃溪巖組地層交界位置。遠景區(qū)內(nèi)的異常整體沿構(gòu)造巖漿巖帶呈帶狀展布，該帶包含了3個綜合異常，其中：AS-11#異常為甲1類，AS-12#異常為乙2類，AS-9#異常為乙3類。綜合異常在空間上存在一定的分帶，即園嶺—車頭—官溪一帶，異常元素組合為Mo-Bi-W-As-Au-Ag-Cd-Mo-Zn-As-Sb-Bi-Au，大體由高溫—中低溫—低溫變化，反映熱液活動可能由南西往北東方向運動。目前，推斷AS-11#異常為已知鉬礦引起，有擴大規(guī)模的可能，AS-12#、AS-9#異常存在礦化熱液活動，整體反映該帶為一鉬鉛鋅銀金多金屬成礦帶?？傮w來看，該帶構(gòu)造條件復(fù)雜，巖漿活動頻繁，熱液活動較廣泛，既有多期次高溫巖漿熱液作用，又有斷裂等后期地質(zhì)作用疊加。目前，已知有園嶺寨大型斑巖型鉬礦及車頭、三排等鉛鋅銀礦點，地球化學(xué)異常顯示不同的找礦信息，預(yù)測找礦類型為與晚侏羅世石英二長斑巖有關(guān)的巖漿熱液型鉬礦、鉛鋅銀多金屬礦以及受斷裂控制的金礦。

圖4　AS9#、AS11#、AS12#綜合異常剖析

5　結(jié)　論

(1)工作區(qū)共圈定了綜合異常15處，其中甲1類2處，乙1類2處，乙2類6處，乙3類2處，丙2類3處，為區(qū)內(nèi)地質(zhì)找礦工作提供了重要依據(jù)。

(2)通過對綜合異常進行評價篩選，劃分了Ⅰ級找礦遠景區(qū)2處，Ⅱ級找礦遠景區(qū)1處，Ⅲ級找礦遠景區(qū)1處，為測區(qū)指明了工作靶區(qū)。

(3)根據(jù)測區(qū)各類地球化學(xué)參數(shù)的計算，區(qū)內(nèi)W、Bi、Mo等高溫元素成礦最有利的地質(zhì)體為侏羅紀(jì)花崗巖，Au、As、Sb等中—低溫元素成礦最有利層位為寒武系牛角河組地層。結(jié)合測區(qū)異常特征，可知早白堊世巖體及其接觸帶為區(qū)內(nèi)的主要成礦部位。從測區(qū)地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境和地球化學(xué)異常特征分析，區(qū)內(nèi)找礦重點應(yīng)以Mo、Pb-Zn-Ag、Au為主。

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Geochemical Characteristics of Stream Sediments and Prospecting Prediction of Anyuan area，Jiangxi Province

Wu BijuanXiao YuTang PankeHao YujunDuan JianliangGuan Youfei

(South Institute of China Non-ferrous Metals Resource Geological Survey)

Based on the 1∶50 000 stream sediment survey work,the geochemical characteristics in Anyuan area,Jiangxi province are preliminarily analyzed.The contents of the elements,discrete characteristics,combination relationship and distribution characteristics of stream sediments are discussed in depth,besides that,the prospecting potential areas of Au-Cu-Pb-Zn polymetallic are delineated.The study results show that the stream sediments geochemical survey method can obtain the ideal prospecting effects in mountain hilly region.

Stream sediment survey, Geochemical characteristics, Prospecting prediction, Prospecting potential area

2016-06-03)

吳碧娟(1987—)，女，助理工程師，碩士，410001 湖南省長沙市芙蓉區(qū)人民中路400號。