黑龍江齊奇嶺地區(qū)鉬多金屬元素地球化學特征及找礦意義

辛有濤， 鄭吉林，于成偉

(武警黃金第三支隊， 黑龍江 哈爾濱 150069)

1 區(qū)域地質背景

研究區(qū)位于內蒙古呼倫貝爾市鄂倫春自治旗管轄區(qū)內，大地構造位置處于興蒙造山帶東段額爾古納地塊與興安地塊交匯部位[1]。研究區(qū)地處高緯度寒溫帶，屬森林沼澤-凍土景觀區(qū)，總體地勢為西北高、東南低，海拔一般為400～800 m，區(qū)內水系發(fā)育，河流水量較大，枯水季節(jié)亦不斷流。研究區(qū)平均氣溫17.9～19.8 ℃，最高氣溫37.5 ℃，最低氣溫-35 ℃，無霜期平均95 d，屬大陸性半濕潤山地氣候區(qū)。研究區(qū)植被發(fā)育，殘坡積碎石覆蓋層較厚，一般腐植土層加殘坡積碎石層厚度在1.5～2.5 m，局部地段可達3 m以上，屬森林淺覆蓋區(qū)。

研究區(qū)地層主要有新元古界-下寒武統(tǒng)新林-吉峰蛇綠構造混雜巖(Pt3∈1XJ)、新元古界-下寒武統(tǒng)倭勒根巖群(Pt3∈1W)吉祥溝巖組(Pt3∈1j)和大網(wǎng)子巖組(Pt3∈1d)、奧陶系-志留系大烏蘇巖組變火山巖部分(OSDV)和變碎屑部分(OSDS)、中生界上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組(J3mk)、瑪尼吐組(J3mn)和第四系上更新統(tǒng)二級階地沖洪積層(Qp3alp)、全新統(tǒng)現(xiàn)代河床及低河漫灘堆積層(Qhal)組成[2]。

研究區(qū)侵入巖主要有新元古代吉峰蛇綠構造混雜巖和嘎仙蛇綠構造混雜巖，中侏羅世中細粒二長花崗巖(ηγJ2)，早白堊世二長花崗巖(ηγK1)-早白堊世正長花崗巖(ξγK1)-早白堊世花崗斑巖(γπK1)。

研究區(qū)古生代火山巖發(fā)育2期，分別以新元古界-下寒武統(tǒng)倭勒根巖群大網(wǎng)子巖組、奧陶系-志留系大烏蘇巖組變火山巖部分為代表。其中新元古界-下寒武統(tǒng)倭勒根巖群大網(wǎng)子巖組，主要巖性為一套酸性-中性變火山巖。奧陶系-志留系大烏蘇巖組變火山巖部分，主要巖性為一套變酸性-中性火山巖，變質變形程度較弱。研究區(qū)中生代火山巖總體呈北北東向展布，出露有滿克頭鄂博期、瑪尼吐期火山巖，其中滿克頭鄂博期主要為一套酸性火山巖，瑪尼吐期火山巖主要為一套中酸性、中性火山巖。

研究區(qū)中生代以來主要斷裂構造為NE向，次為NNE、NW、NWW和近SN向。近EW向線性斷裂為研究區(qū)基底斷裂，為發(fā)育的最早期斷裂，中生代區(qū)內主要發(fā)育NE向和NW向線性斷裂，NE向斷裂主要控制區(qū)內大面積分布的晚侏羅世滿克頭鄂博期、瑪尼吐期火山巖和早白堊世火山巖及侵入巖的分布，略晚期的NW向線性斷裂切割早期斷裂，改造先成地質體。

研究區(qū)內成礦條件較好。但找礦工作相對較落后，已發(fā)現(xiàn)金、有色金屬、貴重金屬、多金屬礦(化)點20余處，有很大的找礦潛力，代表性礦床有興阿銅鉬礦床。

2 1∶5萬土壤地球化學測量

2017年，武警黃金第三支隊在該區(qū)開展了1∶5萬土壤地球化學測量，完成測量面積470 km2，采取樣品3 983件，采樣密度為8.49點/km2，采樣深度多為45～60 cm，取樣層位為B下或B下C上，土壤樣品成分主要為砂土或含砂粘土，采樣粒級為-10～+60目。樣品測試由中國人民武裝警察部隊黃金第三支隊實驗室承擔，分析元素為Au、Ag、As、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Sn、Ti、V、W、Zn、TFe2O3等20種元素(氧化物)，其中Au采用無火焰原子吸收法(GF-AAS)，Ag、Sn采用發(fā)射光譜法(ES)，As、Sb、Hg采用原子熒光光譜法(AFS)，Ni、Bi、Cd、Mo、Pb、Cu、W、Co采用電感耦合等離子體質譜法，Zn、Mn、Cr、Ti、TFe2O3V、X射線榮光光譜法(XRF)[3]。根據(jù)研究區(qū)地質特征將研究區(qū)劃分為10個地質子區(qū)，各子區(qū)分別為嘎仙蛇綠構造混雜巖巖塊、吉祥溝巖組、大網(wǎng)子巖組、大烏蘇巖組、上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組、上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組、中侏羅世二長花崗巖、早白堊世花崗閃長巖、早白堊世二長花崗巖、早白堊世正長花崗巖。

3 土壤地球化學特征及其分布規(guī)律

3.1 元素含量特征

將富集系數(shù)(C)≥1.2，同時濃集克拉克值(Kk)>1的元素定義為富集元素， 0.8≤C<1.2為基本相當元素，小于0.8同時(Kk)<1的為貧化元素。對研究區(qū)20種成礦元素地球化學參數(shù)富集程度等特征進行了統(tǒng)計(表1)。區(qū)內Bi、Pb含量明顯高于區(qū)域平均值，地殼克拉克值，是區(qū)域平均值的2.56倍和1.28倍，為區(qū)內強富集元素，As、Cd、Co、Mo為基本相當元素；Au、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Sb、Ti、V、Zn為貧化元素。

表1 研究區(qū)成礦元素地球化學參數(shù)及特征

注：(1)含量單位：Au為×10-9，氧化物為×10-2，其他元素為×10-6；(2)地殼克拉克值引自黎彤(1976)

3.2 元素變異特征

根據(jù)研究區(qū)土壤地球化學測量中各元素變異特征，將變異系數(shù)Cv1≥1.0的元素定為強變異元素，表現(xiàn)為極不均勻，0.7≤Cv1<1.0為較強變異元素，表現(xiàn)為不均勻；0.5≤Cv1<0.7為弱變異，相對均勻；Cv1<0.5為變異程度較差，或無變異，均勻。按上述原則可以分為極不均勻、不均勻、弱變異、均勻4組(表2)。

由表2可知， Ag、Mo兩種元素屬強變異元素，極不均勻，離散數(shù)據(jù)多，區(qū)內起伏變化較大，地球化學圖上呈局部異?；蚋弑尘?。Mo元素變異系數(shù)達到1.5，遠大于其他元素，是本區(qū)最活躍元素，為本區(qū)最為有利成礦元素。Au元素表現(xiàn)為分布不均勻，離散數(shù)據(jù)亦較多。Au在本區(qū)的富集系數(shù)較高，但濃集克拉克值較低，因此綜合來看其含礦性問題值得進一步研究，成礦可能性一般。As、Bi、Cd、Mn、Ni等5種元素，分布相對均勻，背景數(shù)據(jù)多，Bi為區(qū)內強富集元素，亦有局部成礦的可能。Ag、Co、Cr、Cu、Hg、Mo、Pb、Sb、Sn、Ti、V、W、Zn、TFe2O3等12種元素變異性較差，表現(xiàn)為分布均勻，離散點少，絕大多數(shù)以背景值為主，其成礦的可能性較小。

表2 研究區(qū)元素變異特征表

3.3 元素含量分布特征

一般來說，成礦作用總是出現(xiàn)在地質構造復雜、地質作用多次疊加的地區(qū)。因此，元素含量不服從正態(tài)分布的地質體，才具有找礦前景。研究區(qū)原始數(shù)據(jù)偏度和峰度均小于1，沒有元素呈近似正態(tài)分布，但絕大多數(shù)元素呈對數(shù)正態(tài)分布。呈正偏或正拖尾分布的有Ag、Cd、Mo、Pb等4種元素，呈負偏分布或負拖尾的有As、Co、Ti、Ni、TFe2O3等5種元素，呈正態(tài)和近似正態(tài)分布的元素有Au、Bi、Cr、Cu、Hg、Mn、Sb、Sn、V、W、Zn等11種元素。一般情況下，正偏分布代表元素分布的高值點較多，正拖尾分布代表元素在高值區(qū)分布廣，說明成礦地球化學條件較為有利，而一般負偏和負拖尾分布的元素，相對成礦地球化學條件不利?？梢?，研究區(qū)中Ag、Cd、Mo、Pb的成礦地球化學條件較為有利。

3.4 成礦有利度

利用研究區(qū)土壤地球化學測量元素的一級濃度克拉克值(C1)和原始數(shù)據(jù)變異系數(shù)(Cv1)可以研究各元素在研究區(qū)內成礦有利程度[4]。成礦有利度系數(shù)(Ma)=元素一級濃度克拉克值(C1)×原始數(shù)據(jù)變異系數(shù)(Cv1)。元素一級濃度克拉克值(C1)為富集系數(shù)，即原始數(shù)據(jù)元素平均值/區(qū)域平均值。根據(jù)上述公式計算出研究區(qū)20種元素(氧化物)的成礦有利度系數(shù)(Ma)，并根據(jù)成礦有利度系數(shù)(Ma)的大小，將元素進行排序(見表3)。

表3 研究區(qū)水系沉積物元素成礦有利度系數(shù)排序表

從表3可以看出，沒有元素的成礦有利度系數(shù)Ma>2.0，而Au、Ag、Bi、Cr、Hg、Mo、Ni等7種元素的成礦有利度系數(shù)為1.0

3.5 元素組合特征

3.5.1 R型聚類分析

在充分研究區(qū)地球化學特征及成礦規(guī)律的基礎上，參考聚類分析譜系圖(圖1)，在相關系數(shù)0.3相似水平上將研究區(qū)元素劃分為3個元素組合。第一個元素組合為Ti、V、TFe2O3、Cu、Co、Cr、Ni、As、Sb、Hg，主要由鐵族元素及中高溫元素組成，可能與區(qū)內的超基性巖塊密切相關，組合中Ti和V相關性最好，相關系數(shù)為0.92，其次為Cr和Ni，相關系數(shù)為0.898，該元素組合可能是區(qū)內嘎仙蛇綠構造混雜巖巖塊的指示元素組合。第二個元素組合為Cd、Zn、Ag、Pb，這套元素組合屬于親硫金屬元素組合，屬中低溫熱液組合，組合中Cd和Zn相關性最好，相關系數(shù)為0.635，其次為Ag和Pb，相關系數(shù)為0.413。該元素組合可能是尋找硫化物礦床的重要指示元素。第三個元素組合為Bi、W，該元素組合主要為中低溫熱液組合。

圖1 研究區(qū)土壤地球化學測量元素R型聚類分析譜系圖

3.5.2 相關分析

對20種元素進行相關分析(見表4)，Sb/As、V/As、Fe/As、Zn/Cd、Ti/Cr、V/Cr、Fe/Cr、Cr/Co、Cu/Co、Ni/Co、Ti/Co、V/Co、Fe/Co、Cu/Ti、Cu/V、Cu/Fe、Sb/Ti、Sb/V、Sb/Fe 19對元素相關系數(shù)落于0.5～0.8之間，表現(xiàn)出顯著相關的特點，介于V/Ti、V/Fe、Ti /Fe、Ni/Cr4對元素相關系數(shù)落于0.8～1.0之間，表現(xiàn)出高度相關的特點。其余元素間表現(xiàn)為低度相關或微弱相關。

3.5.3 元素組合的確定

以R型聚類分析和因子分析為基礎，結合元素地球化學圖的實際，依據(jù)各元素本身地球化學性質，可將研究區(qū)內20種元素(氧化物)劃分成4個元素組合。Au-Ag-As-Sb-Hg組合主要成礦元素為Au、Ag，Cu-Pb-Zn-Cd組合主要成礦元素為Zn、Cu，W-Sn-Bi-Mo組合主要成礦元素為Sn，Ti-V-Cr-Mn組合主要成礦元素為Mn，F(xiàn)e-Co-Ni組合主要成礦元素為Ni，其他元素為伴生元素或指示元素。

3.6 地球化學元素分布特征

本區(qū)測試元素皆為成礦元素和伴生(指示)元素，由于礦種、成因、地質環(huán)境的不同，元素空間分布也表現(xiàn)出明顯的差異。依據(jù)元素地球化學場分布形態(tài)、位置及親合性，結合地球化學圖各元素的分布特征如下。

3.6.1 Au、Ag、As、Sb、Hg

Au、Ag、As、Sb、Hg地球化學場頗有相似，在許多地段存在共高共低現(xiàn)象。Au主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)分布較為分散，主要出露在大烏蘇巖組和早白堊世正長花崗巖中。Ag主要以背景區(qū)、低背景區(qū)為主，高值區(qū)主要分布在侵入巖中，主要為早白堊世正長花崗巖、早白堊世二長花崗巖以及中侏羅世二長花崗巖。As主要以背景區(qū)、低背景區(qū)為主，高值區(qū)主要出露在大烏蘇巖組，早白堊世正長花崗巖，早白堊世二長花崗巖以及嘎仙蛇綠構造混雜巖。Sb主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)主要出露在上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組，嘎仙蛇綠構造混雜巖，早白堊世正長花崗巖，中侏羅世二長黃崗巖，早白堊世花崗閃長巖以及早白堊世二長花崗巖。Hg主要以背景區(qū)、高背景區(qū)為主，高值區(qū)分布較為分散，主要出露在早白堊世正長花崗巖，早白堊世二長花崗巖以及大烏蘇巖組。

3.6.2 Cu、Pb、Zn、Cd

Cu主要以背景區(qū)為主，主要出露在早白堊世正長花崗巖和早白堊世二長花崗巖。Pb主要以背景區(qū)、高背景區(qū)為主，高值區(qū)主要出露在早白堊世正長花崗巖，中侏羅世二長花崗巖，早白堊世二長花崗巖和吉祥溝巖組。Zn主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)主要出露在早白堊世正長花崗巖，早白堊世二長花崗巖，上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組以及花崗斑巖脈。Cd主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)主要出露于嘎仙蛇綠構造混雜巖和大烏蘇巖組。

3.6.3 W、Sn、Bi、Mo

W主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)分布相對集中，主要分布在嘎仙蛇綠構造混雜巖塊和中侏羅世二長花崗巖、早白堊世二長花崗巖中。Sn主要以背景區(qū)、低背景區(qū)為主，高值區(qū)分布相對分散，主要分布在大烏蘇巖組和早白堊世正長花崗巖、中侏羅世二長花崗巖中。Bi主要以背景區(qū)、高背景區(qū)為主，高值區(qū)主要分布在大烏蘇巖組和早白堊世二長花崗巖、早白堊世正長花崗巖和中侏羅世二長花崗巖中。Mo主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)分布相對集中，主要分布在早白堊世二長花崗巖和早白堊世正長花崗巖中。

3.6.4 Ti、V、Cr、Mn

Ti主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)分布相對分散，主要分布在早白堊世花崗閃長巖、早白堊世二長花崗巖、早白堊世正長花崗巖中。V主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)較分散，主要分布在早白堊世二長花崗巖、早白堊世正長花崗巖、中侏羅世二長花崗巖中。Cr主要以背景區(qū)、高背景區(qū)為主，高值區(qū)分布相對集中，主要分布在嘎仙蛇綠構造混雜巖、大理巖-變玄武巖巖塊中。Mn主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)分布在大烏蘇巖組、上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組和早白堊世正長花崗巖。

3.6.5 Fe、Co、Ni

TFe2O3主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)分布相對集中，主要分布在早白堊世二長花崗巖和早白堊世正長花崗巖中。Co主要以背景區(qū)為主，高值區(qū)面積較小，主要分布在早白堊世二長花崗巖和早白堊世正長花崗巖中。Ni主要以背景區(qū)和低背景區(qū)為主，高值區(qū)主要分布在嘎仙蛇綠構造混雜巖和早白堊世二長花崗巖和早白堊世正長花崗巖中。

4 土壤地球化學異常特征評價

4.1 異常圈定與評序

地球化學異常下限值是按不同地質單元分別計算的。區(qū)內成礦元素均呈對數(shù)正態(tài)分布或近似正態(tài)分布，所以采用元素對數(shù)含量計算背景值及異常下限。首先將大于lgx+3lgσ高值點逐步疊代，然后再計算異常下限，然后求真值即得對應元素異常下限，然后再結合地球化學圖和圈定效果確定出實用的異常下限(見表4)。

表4 各子區(qū)異常下限(Ca)

注：Au為×10-9，氧化物為×10-2，其他元素為×10-6

4.2 異常的圈定

地球化學異常以元素異常下限的1、2、4倍圈定異常的外、中、內帶3個濃度級，研究區(qū)共圈出單元素異常184處。根據(jù)各單元素異常的分布情況及成礦地質條件，將兩個或兩個以上成因及空間上有聯(lián)系的單元素異常劃分為一個綜合異常，全區(qū)共圈定綜合異常7處，其中甲類異常1處，乙類異常3處，丙類異常3處。

綜合異常評序采用組成綜合異常的各單元素異常的NAP之和，依次從大到小排列，異常評序結果見表5。

表5 綜合異常化探評序結果表

5 找礦意義

5.1 地球化學元素與地質礦產的關系

綜上所述， Mo元素變異系數(shù)大，成礦有利度高，為本區(qū)最有利的成礦元素；Bi元素富集系數(shù)大，但變異系數(shù)不大，且本區(qū)未發(fā)現(xiàn)成型鉍礦床或礦化點，成礦潛力還有待于進一步調查與評價；Ag、Co、Ni等元素雖然在土壤地球化學測量中富集程度較高，但變異程度較小，本身不具備成礦特征，可能為伴生元素或成礦的指示元素。依據(jù)所取得的20種成礦、伴生(指示)元素定量分析數(shù)據(jù)，通過綜合地球化學指標統(tǒng)計計算，對區(qū)內主要地質單元含礦性進行分析評價。

依據(jù)上述原則，對研究區(qū)主要地層和侵入巖中的成礦元素、指示(伴生)元素的成礦可能性從地球化學角度進行評價。研究表明地質單元1和地質單元2中∑(K1、Cv、P)值≥3.0的元素有Ag、As、Cd、Co、Cr、Ni、Pb共7種，由于地質單元1為嘎仙蛇綠構造混雜巖巖塊，其屬于超基性巖，所以可能會引起Co、Cr、Ni含量的增高，但并不排除Ag等元素成礦的可能性。地質單元4為大烏蘇巖組，其中Au的∑值為5.541，說明該巖組內有利于Au的富集成礦。同時Mo的∑(K1、Cv、P)值也相對較高，在下步工作中值得注意。

5.2 成礦遠景區(qū)的劃分

根據(jù)成礦遠景區(qū)劃分原則，依據(jù)研究區(qū)地質地球化學特征，結合1∶5萬土壤地球化學測量異常評述分類結果，在研究區(qū)共劃分出成礦遠景區(qū)4處，即嘎仙溝Ⅰ級成礦遠景區(qū)、大坑河Ⅱ級成礦遠景區(qū)、西陵梯Ⅱ級成礦遠景區(qū)、布蘇里東Ⅲ級成礦遠景區(qū)。

嘎仙溝Ⅰ級成礦遠景區(qū)，面積為31.26 km2，是與淺成侵入體密切相關的中淺成、中高溫熱液礦床。該遠景區(qū)是尋找Cu、Zn、Sn等礦的有利部位，找礦潛力較大。大坑河Ⅱ級成礦遠景區(qū)，面積為59.75 km2，主要為一套以Mo為主的多金屬元素組合，親鐵性元素、前緣暈、近礦暈元素異常皆發(fā)育。Mo異常面積較大，強度較高，濃集中心明顯，是尋找Mo成礦有利部位，找礦前景較好。西陵梯Ⅱ級成礦遠景區(qū)，面積為8.52 km2，主要為一套貴金屬元素組合，元素套合好，強度高，有形成礦化體的可能，金元素異常面積較大，強度較高，是尋找金成礦有利部位，找礦前景較好。布蘇里東Ⅲ級成礦遠景區(qū)，面積為25.22 km2，是以鉍為主的多金屬元素異常組合為主，遠景區(qū)為多金屬成礦有利地段，具有一定的找礦前景。

6 結 論

1∶5萬土壤地球化學測量成礦元素地球化學特征表明，區(qū)域上Bi和Pb兩種元素具明顯富集趨勢，而Ag、Mo等元素具較高的變化系數(shù)；Au、Pb、Mo成礦有利度高，為本區(qū)最有利的成礦元素。區(qū)內20種元素可以劃分成Au-Ag-As-Sb-Hg、Cu-Pb-Zn-Cd、W-Sn-Bi-Mo、Ti-V-Cr-Mn、Fe-Co-Ni 4個元素組合。嘎仙蛇綠構造混雜巖巖塊為區(qū)內最為成礦有利部位，主成礦元素為Pb、Zn，Ag、As、Cd、W、V、Cu為指示元素。Au在子區(qū)4中有明顯礦化異常，其成礦潛力有待進一步調查。Mo在子區(qū)9和子區(qū)10中異常明顯，也具有較大的成礦潛力，有待進一步調查。研究區(qū)工作共圈出單元素異常184處，圈定綜合異常7處，其中甲類異常1處，乙類異常3處，丙類異常3處；圈定成礦預研究區(qū)4處，其中Ⅰ級成礦預研究區(qū)1處，Ⅱ級成礦預研究區(qū)2處，Ⅲ級成礦預研究區(qū)1處。17-HT-04、17-HT-05和17-HT-07，3個綜合異常，元素組合非常齊全、強度高、面積大，成礦條件較好，可能是在尋礦產的有利地段。建議在嘎仙溝Ⅰ級成礦遠景區(qū)、大坑河Ⅱ級成礦遠景區(qū)和西陵梯Ⅱ級成礦遠景區(qū)內，開展1∶2萬的土壤地球化學測量工作，圈定出賦礦地段，實現(xiàn)找礦突破，為該區(qū)下一步找礦工作指明了方向。