以元素富集度優(yōu)選異常并定量評(píng)估異常的找礦意義

楊繼權(quán)，楊 欽

黑龍江省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查所，黑龍江哈爾濱150080

以元素富集度優(yōu)選異常并定量評(píng)估異常的找礦意義

楊繼權(quán)，楊 欽

黑龍江省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查所，黑龍江哈爾濱150080

以黑龍江省塔河縣二十一站河礦區(qū)為例，采用元素富集度優(yōu)選土壤異常，在此基礎(chǔ)上定量評(píng)估異常找礦意義.礦區(qū)內(nèi)隨地質(zhì)構(gòu)造背景的變化，元素次生暈異常呈現(xiàn)出規(guī)律性的分布,元素的富集度也具有明顯的規(guī)律性變化.因此可根據(jù)物化探綜合異常分區(qū)的地表原巖金屬量，統(tǒng)計(jì)其元素富集度，通過(guò)絕對(duì)富集度和相對(duì)富集度的排序，優(yōu)選出尋找金礦的最有利異常，并通過(guò)與已知礦異常的比較，定量地解釋推斷異常見(jiàn)礦可能性.

異常；絕對(duì)富集度；相對(duì)富集度；成礦可能性

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于興蒙地槽褶皺區(qū)，額爾古納地塊北部，上黑龍江拗陷南緣［1］，德?tīng)柌几缮顢嗔驯睎|段，二十一站-樟松頂東西向斷裂帶上??黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局.1∶20萬(wàn)開(kāi)庫(kù)康幅區(qū)調(diào)報(bào)告.1985..該帶為Ⅳ級(jí)多金屬成礦帶，經(jīng)過(guò)工作已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)金銅礦點(diǎn)3處.

出露地層主要為中侏羅統(tǒng)二十二站組（J2er），為一套以砂巖為主的砂礫巖、砂巖、粉砂-泥質(zhì)巖等河湖相碎屑沉積建造，主要分布在工作區(qū)南側(cè)；其次為下白堊統(tǒng)光華組（K1gn）酸性火山巖，主要出露于工作區(qū)北部.區(qū)內(nèi)侵入巖為燕山早期石英閃長(zhǎng)巖（δo25）及其期后脈巖,分布在工作區(qū)中部，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，侵入于二十二組地層中.

2 研究區(qū)土壤及激電異常特征

經(jīng)1/2萬(wàn)激電和土壤測(cè)量，在研究區(qū)圈定出極化率異常4處，Au單元素異常7處和與這7個(gè)Au異常相配套的7個(gè)以Au為主的組合異常（圖1）.物化探異常主要沿巖體和地層接觸帶分布.

圖1 工作區(qū)Au土壤及極化率異常平面圖Fig.1 Soil and polarizability anomalies of Au in the study area1—下白堊統(tǒng)光華組（Lower Cretaceous Guanghua fm.）；2—中侏羅統(tǒng)二十二站組（Middle Jurassic Ershierzhan fm.）；3—燕山早期石英閃長(zhǎng)巖（Early Yanshanian quartz diorite）；4—Au土壤異常（soil anomaly of Au）；5—激電極化率異常（induce electrical polarizability anomaly）；6—物化探異常綜合編號(hào)（code of geophysical-geochemical anomaly）

2.1 環(huán)形接觸帶上的土壤-激電異常

Au1-JD1、Au3、Au4-JD4、Au6-JD4、Au7-JD4五個(gè)綜合異常圍繞巖體北、西、南內(nèi)外接觸帶呈半環(huán)形分布.半環(huán)形異常帶北段以內(nèi)接觸帶為主，到南帶以外接觸帶為主，其化探異常由Au、Pb及Au、Ag、Pb、Zn的中溫組合過(guò)渡為中低溫的Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb、Hg組合，而且激電異常規(guī)模由小到大、極化率值由低到高.

表1 研究區(qū)各綜合異常特征一覽表

2.2 石英閃長(zhǎng)巖體內(nèi)的土壤-激電異常

Au2-JD2、Au5-JD3兩個(gè)綜合異常位于石英閃長(zhǎng)巖體內(nèi)，Cu、Au為主，伴生Ag、Bi、W、Pb、Zn元素.其極化率值普遍低于接觸帶的異常.

上述化探異常的分布宏觀地展現(xiàn)了由巖體北、西、南環(huán)形接觸構(gòu)造帶特別是南及西南接觸帶到巖體中部，化探異常由中溫、中低溫組合過(guò)渡為中高溫組合的元素分帶規(guī)律，其對(duì)應(yīng)的激電異常反應(yīng)是規(guī)模由大變小、強(qiáng)度由高到低的特征.該區(qū)各綜合異常激電及元素次生暈異常特征見(jiàn)表1.

3 綜合異常元素的富集特征及找礦有利異常

主要利用研究區(qū)多年來(lái)形成的大量地表原巖光譜資料，按綜合異常分區(qū)統(tǒng)計(jì)了原巖平均金屬量，以探討全區(qū)各異常地表元素富集特征，并按元素的富集度對(duì)異常排序，以為正確評(píng)估各異常找礦意義提供依據(jù).

3.1 各綜合異常地表原巖平均金屬量

各綜合異常區(qū)各元素的平均金屬量統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表2.

從表2可以看出：Au平均含量最高的異常是Au4，其次是Au7，均處于巖體西、南外接觸帶上；Cu含量最高的異常是Au6，其次是Au5，均處于巖體地層接觸帶及接觸內(nèi)帶上.異常的見(jiàn)礦情況也證實(shí)內(nèi)接觸帶以Cu成礦為主，外接觸帶以Au成礦為主的特點(diǎn).

表2 各綜合異常內(nèi)元素平均含量表

3.2 各異常區(qū)金多金屬元素的富集度

為了比較各異常的元素富集程度，統(tǒng)計(jì)了各異常區(qū)各元素的絕對(duì)富集度，也稱濃度克拉克值或富集系數(shù)［2］.某異常區(qū)某元素絕對(duì)富集度就是該異常區(qū)內(nèi)該元素的平均含量與該元素的區(qū)域克拉克值的比值.統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3.

從表3可以看出如下特點(diǎn)：1）同一元素在不同異常中的絕對(duì)富集度差距甚大，Au、As、Sb絕對(duì)富集度從相當(dāng)于克拉克值2倍以上到幾十倍，As、Sb達(dá)到百余倍,Pb、Zn、Cu絕對(duì)富集度相當(dāng)于克拉克值1～10倍之間，表現(xiàn)了元素在不同異常中的分配差異，這種元素分配的極不均勻性正是礦化作用的顯示；2）Au、Zn、Sb絕對(duì)富集度都最高的異常是Au4，其Au及As、Sb富集分別達(dá)克拉克值的30倍及100多倍；3）Pb、As絕對(duì)富集度都最高的異常是Au7，其Au、Zn、Sb的絕對(duì)富集度均居全區(qū)第二位，其Au及As、Sb富集分別達(dá)克拉克值的近30倍及100多倍；4）Cu絕對(duì)富集度最高的異常是Au6，其次是Au5；5）Au3、Au2、Au1三個(gè)異常的上述6種元素絕對(duì)富集度均較低，只是變化在克拉克值的1～3倍之間.

上述特征表明，Au、Pb、Zn、As、Sb五元素的最高及次高富集區(qū)集中分布在工作區(qū)西南外接觸帶的Au4和Au7兩異常中，以Au、As、Sb富集最顯著，而處于接觸帶及接觸內(nèi)帶的Au6、Au5是Cu的最高和次高富集區(qū)，也伴生中等富集程度的Au、As、Pb元素.這里體現(xiàn)了由巖體西南外接觸帶過(guò)渡到內(nèi)接觸帶，由以Au、As、Sb為主伴生Pb、Zn的中低溫元素富集帶過(guò)渡到以Cu為主伴生Au、Pb、Zn的中高溫元素富集分帶.它證實(shí)了次生暈異常顯示的元素分帶是正確的.

表3 各異常區(qū)元素絕對(duì)富集度一覽表

3.3 異常的定量排序

依據(jù)元素的相關(guān)性計(jì)算結(jié)果，區(qū)內(nèi)的Pb、Zn、Ag、Au為相關(guān)最密切的元素集合，因此以Au、Pb、Zn或加As、Sb的絕對(duì)富集度之和對(duì)異常進(jìn)行排序，能夠表現(xiàn)出各異常Au的成礦意義大小和異常的剝蝕深度.各異常區(qū)三元素、五元素絕對(duì)富集度之和統(tǒng)計(jì)如表4.

3.3.1 依據(jù)三元素的絕對(duì)富集度對(duì)異常排序

根據(jù)表4依Au、Pb、Zn三元素絕對(duì)富集度之和對(duì)異常排序的結(jié)果是：Au7＞Au4＞Au5＞Au6＞Au3＞Au2＞Au1.而以Au7、Au4值最突出，都接近40；Au5為中等值20；Au6、Au3、Au2為低值，分別為12、10、9；Au1最低，僅接近5.

3.3.2 依據(jù)五元素的絕對(duì)富集度對(duì)異常排序

依Au、Pb、Zn、As、Sb五元素的絕對(duì)富集度之和對(duì)異常排序的結(jié)果是：Au4＞Au7＞Au6＞Au3＞Au5＞Au2＞Au1，同樣遙遙領(lǐng)先的還是Au4和Au7，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后的兩個(gè)異常依舊是Au2和Au1，表現(xiàn)了Au4和Au7以Au為主的中低溫元素富集十分突出.

與三元素排序結(jié)果不同之處是：排序原位于中間的Au5、Au6、Au3相互間排序變化為Au6、Au3、Au5，是由As、Sb元素加入所造成，它表明Au5、Au6、Au3成礦意義較為接近.

3.3.3 依據(jù)元素相對(duì)富集度對(duì)異常排序

從前面排序可以看出，各異常As、Sb絕對(duì)富集度差距大，基數(shù)亦大，使排序受As、Sb影響偏重，其他絕對(duì)富集度相對(duì)較小變化亦小的元素在排序中作用降低，為正確評(píng)估異常帶來(lái)扭曲.為彌補(bǔ)這種排序的不足，我們引入了相對(duì)富集度的概念，即不使用元素絕對(duì)富集度的具體數(shù)值，只使用它在各異常中數(shù)值大小的排位號(hào)，排序的意義在于顯現(xiàn)各元素對(duì)每一異常的傾斜分配程度.

表4 各異常區(qū)三元素、五元素絕對(duì)富集度表

具體方法是：根據(jù)每一元素在7個(gè)異常中的絕對(duì)富集度值，由大到小排出7～1之序號(hào)，該序號(hào)作為某一元素在各異常上的相對(duì)富集度，這樣某異常區(qū)諸元素相對(duì)富集度之和則反映了諸元素對(duì)該異常的傾斜分配程度，其值越大則表明諸元素對(duì)該異常的傾斜分配程度越大.現(xiàn)將工作區(qū)各異常5個(gè)元素的相對(duì)富集度列于表5.

根據(jù)表5，依照各異常五元素的相對(duì)富集度之和所得出的排序結(jié)果是Au7＞Au4＞Au6＞Au5＞Au3＞Au2＞Au1.這一排序結(jié)果同前兩次排序的相同之處仍然是最前面的兩位為Au4、Au7，最后面的兩個(gè)異常為Au2、Au1.這說(shuō)明Au4、Au7諸元素絕對(duì)富集度之和最高的原因是諸元素對(duì)這兩個(gè)異常傾斜分配程度最大，而不是偶爾個(gè)別元素絕對(duì)富集度超高所引起.

根據(jù)相對(duì)富集度之和的排序結(jié)果與前兩次的不同之處，仍然是中部的3個(gè)異常相互間排序有變化，前兩次分別是Au5、Au6、Au3與Au6、Au3、Au5，而本次是Au6、Au5、Au3.綜觀這3個(gè)異常3次排序，相互間的排位有這樣特點(diǎn)，即Au6兩次居首，Au3兩次居尾，Au5首中尾各一次，因此可以確定3個(gè)異常間排序應(yīng)為Au6、Au5、Au3.但3個(gè)異常間這種排序交錯(cuò)現(xiàn)象反映了它們的礦化度差別不大，可視為同一檔次.它們之間的微細(xì)差別在于，Au5利于尋找露頭礦（Au、Pb、Zn含量高），Au6、Au3相對(duì)利于深部找礦（As、Sb含量高）. 3.3.4 工作區(qū)成礦有利異常及深部找礦預(yù)測(cè)

綜觀以三元素、五元素絕對(duì)富集度的排序及以五元素相對(duì)富集度的異常排序，可以看出3次排序差別如此微小，使我們更加深信了排序結(jié)論的正確與可靠.綜合3次異常排序結(jié)果，最終排序確定為Au7＞Au4＞Au6＞Au5＞Au3＞Au2＞Au1.

根據(jù)前述Au4、Au7兩異常的Au、Pb、Zn絕對(duì)富集度最大，說(shuō)明利于地表直接找礦；而兩異常Au、Pb、Zn、As、Sb五元素的絕對(duì)富集度與相對(duì)富集度也是最大，表明尋找深部礦也很有利.

上述預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性有如下證據(jù)支持：1）參與統(tǒng)計(jì)的元素是與Au密切相關(guān)的Au、Pb、Zn、As、Sb組合，這一密切相關(guān)元素組合是通過(guò)計(jì)算得出的；2）排序結(jié)果為激電異常反映所支持，排序位于前三位的Au7、Au4、Au6異常都處于工作區(qū)南部規(guī)模強(qiáng)度最大的JD4極化率異常中；3）各異常見(jiàn)礦成果也初步證實(shí)了排序結(jié)果，已在Au4異常中圈出工作區(qū)迄今為止規(guī)模最大、品位最高的97Ⅰ號(hào)金礦體.

4 研究區(qū)各異常找礦意義定量評(píng)估

4.1 成礦因素討論

眾所周知，一個(gè)地區(qū)成礦與否取決于3個(gè)要素，即成礦物質(zhì)、成礦作用、成礦空間，三者有利配合才能成礦.也就是說(shuō)如果假定各異常的容礦構(gòu)造條件相同，那么按元素的富集度對(duì)異常排序結(jié)果則表明了各異常的成礦意義；如果假定由地質(zhì)作用過(guò)程賦予各異常的礦質(zhì)量相同，那么各異常的成礦意義取決于容礦構(gòu)造的離散度，離散度越小，就越利于成礦.而事實(shí)上各異常容礦構(gòu)造特征不會(huì)相同，由地質(zhì)作用所賦予各異常的礦質(zhì)量也會(huì)有很大差異，這就要求在評(píng)估各異常的找礦意義時(shí)要具體問(wèn)題具體分析.

4.2 已知異常礦化特征

在研究區(qū)所排序的7個(gè)Au異常中，Au5異常工作程度很高，可作已知礦異常.已有4條200～400 m間距的深淺鉆剖面控制，50～100 m線距通槽揭露.圈出了30余條Au礦體，絕大多數(shù)為表外礦（品位1×10-6～3×10-6），最大厚度2 m，最高品位5.38×10-6.礦體特點(diǎn)是規(guī)模小，品位低，數(shù)量多.異常是由Au的礦體礦化體引起.

表5 各異常區(qū)五元素相對(duì)富集度表

4.3 從已知異常出發(fā)對(duì)未知異常的推斷

研究區(qū)內(nèi)的已知礦致異常，可以作為諸異常的參照系，通過(guò)類比，為其他異常的找礦意義做出定量評(píng)估.根據(jù)前述原理，評(píng)估異常找礦意義，一是容礦構(gòu)造特征，二是礦質(zhì)量，前者在實(shí)際操作中很難把握，而礦質(zhì)量則可以通過(guò)原巖金屬量來(lái)反映，既方便快捷，又能定量評(píng)估.

4.3.1 Au7、Au4成礦可能性推斷

如前所述，Au5號(hào)異常已發(fā)現(xiàn)30余條Au表外礦體，那么在礦質(zhì)量一定的前提下，假如把這些Au表外礦體集中在厚度僅相當(dāng)于原來(lái)1/3的空間內(nèi)，豈不構(gòu)成了工業(yè)礦體.同理，就目前的容礦構(gòu)造條件，如果礦質(zhì)量增大3倍，同樣表外礦體（品位1×10-6～3×10-6）就可能成為工業(yè)礦體（品位大于3×10-6）.根據(jù)這一原理，假如各異常構(gòu)造環(huán)境相同，只要其他異常Au的絕對(duì)富集度相當(dāng)于Au5的3倍，那么這些Au表外礦體就可能上升為表內(nèi)礦體.而事實(shí)上Au4、Au7異常Au的絕對(duì)富集度分別為32、28，相當(dāng)于Au5號(hào)異常Au絕對(duì)富集度（14）的2倍多，這就意味著這兩個(gè)異常所有表外礦體就會(huì)有一半以上達(dá)到工業(yè)礦體，依此推斷找礦前景十分可觀.盡管自然界中沒(méi)有這種線性類比關(guān)系，但是它畢竟有推理依據(jù)，還是具有概率意義上的可能性.

4.3.2 Au6成礦可能性推斷

Au6異常Au的絕對(duì)富集度低于Au5，Au6為8， Au5為13，但Au6異常As、Sb絕對(duì)富集度相當(dāng)于Au5異常的3倍以上，表明該異常剝蝕深度一定遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Au5異常，可能深部找礦具有潛力.

4.3.3 Au3、Au2、Au1異常推斷結(jié)果

Au3、Au2、Au1三個(gè)異常在五元素絕對(duì)富集度及相對(duì)富集度排序中均處于Au5之后，而且差距較大，依此推斷它們成礦的概率較低，因此在本區(qū)可以暫不考慮這3個(gè)異常.

5 結(jié)論

我們采用元素絕對(duì)富集度、相對(duì)富集度對(duì)異常進(jìn)行了定量排序，在此基礎(chǔ)上采用類比原則對(duì)異常找礦意義進(jìn)行了定量評(píng)估.排序結(jié)果基本為后來(lái)的勘查成果所證實(shí)，表明該方法具有可行性.盡管自然界不一定服從這種線性類比原則，但它畢竟有推理依據(jù)，還是具有概率意義上的可能性.本方法可作為探討異常成礦意義的重要方法之一，參與論證，以提高礦產(chǎn)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性.

［1］黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局.黑龍江省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社, 1993:537-541.

［2］王崇云，等.地球化學(xué)找礦基礎(chǔ)［M］.北京：地質(zhì)出版社,1987.

YANG Ji-quan,YANG Qin

Heilongjiang Institute of Regional Geological Survey,Harbin 150080,China

With the example of Ershiyizhan orefield in Tahe County,Heilongjiang Province,this paper adopts element enrichment degree to optimize the soil anomaly.On this basis,the prospecting significance of the anomaly is quantitatively evaluated.With the variety of geological conditions in the orefield,the secondary halo anomalies of elements show a regular distribution,while the enrichment degrees of elements are obviously in regular changes.Therefore,according to the metal contents of surface rocks in geophysical and geochemical anomaly divisions,the element enrichment degrees can be defined.By sorting for absolute and relative degrees of enrichment,the most favorable anomaly for gold prospecting is optimized.With comparison to the anomalies of known deposit,the inferred mineralization possibility may be quantitatively interpreted.

anomaly;absolute degree of enrichment;relative degree of enrichment;mineralization possibility

2016-03-22；

2016-05-03.編輯：張哲．

楊繼權(quán)（1959—），男，高級(jí)工程師，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，通信地址黑龍江省哈爾濱市南崗區(qū)延興路72號(hào)，E-mail//yangjiquan31@126.com