1∶2.5萬水系沉積物測量在礦產(chǎn)預(yù)普查中應(yīng)用
——以金寨縣蓮花地區(qū)為例

蘇曉靜,方明,胡飛平,王波華

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì)， 安徽六安 237010）

0 引言

蓮花地區(qū)位于安徽省金寨縣城南部，梅山水庫東側(cè)，行政區(qū)劃屬金寨縣油坊店鄉(xiāng)、青山鎮(zhèn)、古碑鎮(zhèn)和槐樹灣鄉(xiāng)管轄。工作區(qū)屬中低山區(qū)，海拔150～900m，地形切割強(qiáng)烈，溝谷發(fā)育。上世紀(jì)80年代完成覆蓋全區(qū)的1∶20萬區(qū)域（商城幅）水系沉積物測量顯示，該區(qū)東部具有Pb、Zn多金屬綜合異常（As-20），為Ⅰ級預(yù)測區(qū)內(nèi)的乙類異常。

本次進(jìn)行了1∶2.5萬水系沉積物地球化學(xué)面積性測量，面積約109km2。采樣位置一般為一級水系下游，二級水系中游及一、二級水系交會處，以控制最大匯水盆地，樣品介質(zhì)主要為水系中淤泥粉細(xì)砂，定量測試-60目粒級樣品的元素含量。共采集927件樣品，平均采樣密度為8.5件/km2。樣品分析由安徽省地礦局313地質(zhì)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室完成，分析元素為：Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Sn、W、Mo等，共11種元素。

1 地質(zhì)概況

評價(jià)區(qū)位于北淮陽鉛鋅銀多金屬成礦帶東南部，青山鉬多金屬礦點(diǎn)北部，區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育、火山巖漿活動頻繁，具有良好的找礦前景。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層為新元古界佛子嶺巖群，分別為諸佛庵巖組（Pt3-Pz1zf）、八道尖巖組（Pt3-Pz1b）和潘家?guī)X巖組（Pt3-Pz1p），是一套以云母石英片巖為主體的高綠片巖相中-淺變質(zhì)巖層，主要分布在預(yù)查區(qū)東北部。片巖順層掩臥褶皺極為發(fā)育，韌性剪切作用較強(qiáng)常形成順層剪切斷層。

區(qū)內(nèi)蓋層為毛坦廠群，晚侏羅世毛坦廠旋回為一套以中酸性火山碎屑巖為主體的火山巖地層，巖性主要有粗安（安山）質(zhì)凝灰?guī)r以及安山巖等，主要分布于東南和西南部。按火山噴發(fā)韻律特征和巖石組合可劃分為黃石灘（J3h）和白云庵（J3b）二個(gè)亞旋回，毛坦廠組與下伏佛子嶺巖群呈不整合接觸。

1.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖大面積出露于中部和西部，主要為：晚侏羅蓑衣尖超單元（二長花崗巖、花崗閃長巖），早白堊棋盤石超單元（中、細(xì)粒花崗巖）。區(qū)內(nèi)還發(fā)育有多條正長斑巖、花崗斑巖和少量花崗巖等脈巖，主要受斷裂構(gòu)造控制，走向多為北東和北西向。

1.3 構(gòu)造

評價(jià)區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要表現(xiàn)為一系列的斷裂和褶皺。其中褶皺主要發(fā)育在諸佛庵組片巖中，褶皺類型有平臥褶皺、直立傾伏褶皺。

圖1 蓮花地區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the Lianhua area

區(qū)內(nèi)斷裂活動大致可以分為三期，其中第一期表現(xiàn)為近東西向的斷裂，與曉天-磨子潭斷裂走向平行；第二期主要出現(xiàn)在磨盤嶺一帶，為一系列的北西-南東向的逆斷層，局部表現(xiàn)為左行平移性質(zhì)，并在佛子嶺群片巖中見有正長斑巖脈侵入；最后一期主要在陡嶺寨單元邊界附近及巖體中心近南北向的斷裂，其中巖體邊界附近表現(xiàn)為邊緣斷裂的性質(zhì)，斷層面陡

傾，地貌上見明顯的山脊錯(cuò)斷，該斷裂附近熱液流體活動普遍較強(qiáng)，巖石蝕變較發(fā)育，蝕變類型有硅化、絹云母化、黃鐵礦化、局部見弱鉛鋅礦化，巖體中近南北向的斷裂變現(xiàn)為破碎帶，為成礦流體提供了良好的活動空間。

2 地球化學(xué)特征

2.1 圖件編制

根據(jù)分析結(jié)果，利用GeoIPAS、Mapgis等專業(yè)繪圖軟件制作單元素地球化學(xué)圖、異常圖等，離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化采用冪指數(shù)加權(quán)，搜索半徑為800m×800m，網(wǎng)格間距為300m×300m，搜索范圍內(nèi)最少搜索點(diǎn)數(shù)為2，冪指數(shù)因子10，采用累積頻率0.5%；1.5%；4%；8%；15%；25%；40%；60%；75%；85%；95%；97%；98.5%；99.5%；100%的分級標(biāo)準(zhǔn)，色階采用藍(lán)色-黃色-紅色連續(xù)色階細(xì)致的反映元素含量變化情況[1,2]。

2.2 區(qū)域地球化學(xué)特征

利用SPSS等統(tǒng)計(jì)分析軟件對926件樣品的11種元素測試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出各元素的極小值、極大值、平均值、中位數(shù)、眾數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)偏差、方差、偏度、峰度、變異系數(shù)等地球化學(xué)參數(shù)。從表1中可以看出，各元素概率分布均呈單峰分布，具右偏陡峭分布特征。

為反應(yīng)工區(qū)內(nèi)元素的起伏變化、分散集中程度，計(jì)算了各元素的變異系數(shù)。變異系數(shù)Cv=標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值。本區(qū)各元素變異系數(shù)從高到低依次為：As、Bi、Mo、Pb、Au、Sn、W、Cu、Ag、Zn、Sb，其中As和Bi元素變異系數(shù)大于1，為強(qiáng)分異型元素，As變異系數(shù)最高為2.576；Mo和Pb變異系數(shù)在1～0.5之間，屬弱分異型元素。以上可以看出樣品中各元素受到巖性、構(gòu)造以及蝕變等地質(zhì)控制，應(yīng)該按照不同地質(zhì)單元對樣品進(jìn)行歸類并分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

表1 各元素地球化學(xué)特征值Table 1 Geochemical characteristic values of each element

結(jié)合區(qū)域地球化學(xué)資料[4-6]可以看出（見表2），通過計(jì)算富集系數(shù)來反應(yīng)各元素的富集與貧化特征，富集系數(shù)從高到低依次為：Bi、Mo、W、Zn、Pb、Ag、Sb、Sn、Cu、Au、As，區(qū)內(nèi)水系沉積物元素含量的平均值普遍較低，僅有Bi、Mo、W元素大于1為弱富集元素，其余均為貧化元素，見圖2。

2.3 元素組合類型

針對元素間多元統(tǒng)計(jì)分析主要進(jìn)行了相關(guān)性分析、聚類分析和因子分析。

表2 各元素元素富集系數(shù)對照表Table 2 Comparison of enrichment coefficient of each element

圖2 各元素富集系數(shù)、變異系數(shù)圖Fig.2 Graph of enrichment coefficient and variation coefficient of each element

2.3.1 相關(guān)性分析

通過相關(guān)性分析得出相關(guān)性分析成果表，從表3中我們可以得出Pb-Zn、W-Mo顯著相關(guān)，As-Ag、Ag-Pb為低相關(guān)，其余為弱相關(guān)。并且Zn-Mo、Pb-Mo、Sb-Mo、As-Mo、Cu-Mo、As-Sn、Sb-W等元素見為弱負(fù)相關(guān)。

表3 相關(guān)性分析成果表Table 1 Results of correlation analysis

2.3.2 聚類分析

通過R型聚類分析結(jié)果，見圖3，我們可以看出，聚合較好的主要有三組，分別為：Pb、Zn、Ag、As低溫元素組合，W、Mo、Bi、Sn高溫元素組合，以及地球化學(xué)特征相對較為獨(dú)立的Au、Sb元素。

2.3.3 因子分析

因子分析是一種降維分析，降維后使標(biāo)本具有更明確的意義。筆者選取了7個(gè)特征值大于1的因子，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率大于80%。采用初始因子載荷矩陣( 見表4) 來提取每個(gè)因子的元素組合，分別代表具有一定地球化學(xué)相關(guān)性的元素組合，得到5種類型地球化學(xué)子區(qū)：即F1因子為Pb+Zn+Ag元素組合，代表低溫元素組合，并且同成礦作用密切相關(guān)；F2因子為W+Mo元素組合，代表高溫元素組合，其空間形態(tài)同巖漿活動密切相關(guān)；F3因子為Cu-As-Ag元素組合，代表中低溫元素組合；F4因子為Au-As元素組合，同金礦化作用相關(guān)；F5、F6、F7因子為Au、Cu、Sb、Sn、Bi元素組合，具有相對獨(dú)立的地球化學(xué)特征。

圖3 R型聚類分析圖（全區(qū)）Fig.3 R-type cluster analysis diagram (whole area)

通過對不同地質(zhì)單元的水系沉積物樣品元素組合的研究，指出該區(qū)鉬鉛鋅多金屬礦化的直接指示因子（F1、F2）、熱液活動指示因子和遠(yuǎn)程指示因子（F3、F4），并根據(jù)異常區(qū)上述4個(gè)因子的發(fā)育特征對礦化體的剝蝕程度進(jìn)行初步判斷，增強(qiáng)了成礦預(yù)測的準(zhǔn)確性。應(yīng)用因子得分，結(jié)合對地質(zhì)特征的分析，圈定了有利找礦靶區(qū)，指明了該區(qū)主要的找礦方向。

3 元素異常特征

通過對水系沉積物（組合）異常評序及對主要異常解釋、推斷，結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)條件、路線地質(zhì)調(diào)查和化探異常檢查，編制了兩組多元素組合：Ag-Pb-Zn、Cu-Mo-W。應(yīng)用累頻法圈定了單元素異常388處，組合異常9處，其中Pb、Zn、Ag異常5處，W、Mo異常3處，Cu異常2處，各異常大小不一，面積各異。

3.1 銅異常

銅元素地球化學(xué)圖顯示，其正負(fù)背景分異非常明顯，高值區(qū)集中。異常分布于評價(jià)區(qū)東北和西北部，主要在二長花崗巖和二云石英片巖內(nèi)富集，花崗巖和花崗閃長巖中則相對貧化。

表4 初始因子載荷矩陣Table 4 Component matrix

化探異常查證發(fā)現(xiàn)，在評價(jià)區(qū)東北部許家大嶺附近發(fā)現(xiàn)Cu礦化，多沿裂隙面分布，風(fēng)化表面見銅藍(lán)、孔雀石呈薄膜狀。推斷銅礦化受到北西向斷裂控制，且區(qū)內(nèi)找銅礦體具有一定的潛力。

3.2 鉬、鎢、錫、鉍異常

鉬、鎢錫鉍元素組合異常圖（圖4）顯示綜合異常規(guī)模大，根據(jù)相關(guān)性和聚類分析，鉬、鎢、鉍等高溫元素套和關(guān)系較好。主要分布于評價(jià)區(qū)中部，（中）細(xì)?；◢弾r體邊部和巖體東西兩側(cè)接觸帶附近，通過異常查證，花崗巖內(nèi)（關(guān)門山附近）具有較強(qiáng)的絹英巖化，大致呈線狀和帶狀分布。

其中鉬元素地球化學(xué)圖顯示正負(fù)背景分異非常明顯，鉬異常強(qiáng)度較弱，但規(guī)模較大，具有明顯濃集中心及濃度分帶，筆者認(rèn)為區(qū)內(nèi)鉬的深部找礦潛力較大。

3.3 鉛、鋅、銀異常

單元素異常圖顯示，銀元素異常主要呈近東西和北西西向展布；鉛元素異常主要呈近南北和北西向展布；鋅元素異常主要呈近南北、近東西和北西向展布。銀元素異常帶相對分散；鉛和鋅相關(guān)性最高，異常帶也相對集中。

根據(jù)鉛、鋅、銀元素組合異常圖顯示，組合異常主要呈北西向和近南北方向展布，在異常檢查過程中，發(fā)現(xiàn)了鉛鋅礦化體呈細(xì)脈狀，沿裂隙發(fā)育，因此推測該地區(qū)的鉛鋅礦化為晚期熱液充填并受到早期斷裂控制。

經(jīng)過地質(zhì)調(diào)查和異常查證，確定了評價(jià)區(qū)西部吳家老莊-獅子山-長沖嶺一帶的銅-鉬-鎢-鉛-鋅組合異常區(qū)，為下一步重要找礦主要方向。

4 結(jié)論

（1）在地形切割較劇烈的大別山區(qū)，應(yīng)用大比例尺水系沉積物地球化學(xué)測量可以快速縮小找礦范圍，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)，為地質(zhì)找礦提供直接可靠的好，多富集在巖體邊部接觸帶附近，并具有較強(qiáng)的絹英巖化，大致呈帶狀分布。找礦信息。

（2）應(yīng)用累頻法圈定了單元素異常388處，組合異常9處，其中Pb、Zn、Ag異常5處，W、Mo異常3處，Cu異常2處，各異常大小不一，面積各異。

（3）蓮花地區(qū)Pb、Zn（Ag）元素套合較好，異常規(guī)模較大，主要為晚期熱液充填并受到早期斷裂控制。Mo、W等高溫元素異常分布較為明顯，異常規(guī)模較大，套合較

圖4 蓮花地區(qū)鎢錫鉬鉍元素地球化學(xué)圖Fig.4 Composition anomalies of W-Sn-Mo-Bi elements in the Lianhua area

（4）根據(jù)化探成果，該區(qū)已發(fā)現(xiàn)多條Pb、Zn、Ag、Cu、Mo礦化體，優(yōu)選出了評價(jià)區(qū)西部吳家老莊-獅子山-長沖嶺一帶的銅-鉬-鎢-鉛-鋅多金屬找礦遠(yuǎn)景區(qū)，為下一步重要找礦主要方向。證明在低背景值地區(qū)也具有一定的找礦潛力，為今后在該區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步地質(zhì)找礦工作打下了良好基礎(chǔ)。