基于地球化學(xué)異常特征揭示地質(zhì)構(gòu)造
——以四川惠遠(yuǎn)寺地區(qū)為例

秦宇龍， 詹涵鈺， 武文輝， 李崢， 熊昌利， 徐云峰， 李名則

(1.四川稀有稀土戰(zhàn)略資源評(píng)價(jià)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610081； 2.四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081)

0 引言

地球化學(xué)異常特征在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，除直接反映元素豐度外，還可以間接反映研究區(qū)巖體、地層、構(gòu)造活動(dòng)特征[1-3]。前人應(yīng)用地球化學(xué)異常的空間展布特征，推斷巖體產(chǎn)出部位、礦體深部信息和被地層掩蓋和后期構(gòu)造破壞的構(gòu)造等[4-11]。但四川道孚縣八美鎮(zhèn)惠遠(yuǎn)寺地區(qū)研究較為薄弱[12-13]，關(guān)于地球化學(xué)異常的討論鮮少涉及，運(yùn)用地球化學(xué)異常相關(guān)資料反演推斷地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)方面更是空白。本文根據(jù)四川道孚縣惠遠(yuǎn)寺幅1∶5萬(wàn)區(qū)域化探掃面成果，在充分研究成礦元素含量的時(shí)間和空間分布特征及地球化學(xué)異常展布的基礎(chǔ)上，結(jié)合該區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)情況，對(duì)隱伏地質(zhì)體的空間分布和構(gòu)造界限位置做出推測(cè)，為地質(zhì)找礦提供依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)位于松潘—甘孜造山帶東部，大地構(gòu)造位置屬巴顏喀拉地塊。鮮水河斷裂帶分布于四川省的甘孜、爐霍、道孚、乾寧至康定一帶。四川境內(nèi)延伸長(zhǎng)約600 km，寬10～20 km。測(cè)區(qū)內(nèi)僅出露鮮水河斷裂南東段，延伸長(zhǎng)約25 km，斜貫測(cè)區(qū)北東部(圖1)。鮮水河斷裂帶是一條強(qiáng)地震活動(dòng)帶，將松潘—甘孜造山帶的主體分為兩部分，北東為馬爾康逆沖-滑脫疊置淺層構(gòu)造巖片，南西為雅江逆沖-滑脫疊置淺層構(gòu)造巖片[15]。

1.侏倭組; 2.如年各組; 3.新都橋組二段; 4.新都橋組一段; 5.第四系; 6.巖體; 7.燕山早期二長(zhǎng)花崗巖; 8.斷層; 9.水系; 10.研究區(qū)范圍

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖[14]

Fig.1Geologicalmapofthestudyarea[14]

研究區(qū)地層區(qū)劃屬巴顏喀拉地層區(qū)瑪多—馬爾康地層分區(qū)雅江地層小區(qū)。區(qū)內(nèi)出露地層主要為中生界三疊系(西康群)如年各組(T2-3r)、侏倭組(T3zw)、新都橋組(T3xd)和第四系(Q)，河流沿岸為第四紀(jì)覆蓋物，在西北部有石英閃長(zhǎng)巖體和花崗閃長(zhǎng)巖出露[16]。

如年各組(T2-3r)位于鮮水河斷裂帶內(nèi)，為一套混雜巖； 侏倭組(T3zw)巖性為深灰、灰色、灰黑色薄—厚層長(zhǎng)石石英砂巖、石英砂巖與粉砂質(zhì)板巖、板巖不等厚成段韻律互層； 新都橋組(T3xd)主要巖性為一套深灰、灰黑色粉砂質(zhì)板巖及絹云母板巖； 第四系(Q)主要分布于山麓邊緣、山坡、山間河谷地帶及主溝與支溝的交匯部位。

研究區(qū)內(nèi)發(fā)育呈NW—SE向平行展布的區(qū)域性斷裂，在斷裂附近由于構(gòu)造擠壓及左行平移剪切作用，形成一系列延伸NW向或近SN向的強(qiáng)劈理化帶，規(guī)模較大。

2 地球化學(xué)特征

本次研究地球化學(xué)參數(shù)計(jì)算主要針對(duì)1∶5萬(wàn)水系沉積物分析測(cè)試的6個(gè)典型元素指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)單元主要為地層單元。以采樣點(diǎn)位坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)地層或巖漿巖為歸屬單元，應(yīng)用MapGIS找出各樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的屬性單元?dú)w屬，再將各屬性數(shù)據(jù)輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，以供參數(shù)統(tǒng)計(jì)和對(duì)比研究。本次參數(shù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算對(duì)有數(shù)據(jù)的層位均進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，一般低于30樣本數(shù)的單元無(wú)統(tǒng)計(jì)意義。為了不漏掉有意義的特殊層位，故在統(tǒng)計(jì)時(shí)對(duì)地層樣本數(shù)大于15件、巖體樣本數(shù)大于10件的統(tǒng)計(jì)單元均進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。

2.1 各地質(zhì)單元中典型元素的分布特征

研究區(qū)可分為5個(gè)地質(zhì)單元(第四系、新都橋組、侏倭組、如年各組和巖體)，不同元素在各地質(zhì)單元中的參數(shù)如表1所示。依據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制出典型元素的地球化學(xué)圖(圖2)，以反映典型元素在不同地質(zhì)單元中的分布特征。

表1 各地質(zhì)單元地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

(續(xù)表)

注： Au含量單位為10-9，其余元素含量單位為10-6；Cv、K、D為無(wú)量綱量。

圖2 四川惠遠(yuǎn)寺地區(qū)典型元素分布特征

第四系中Au、Sb含量較高，形成相應(yīng)的高背景和正異常，其余元素含量中等，無(wú)含量最低元素； 新都橋組中Li、Bi含量較高，形成相應(yīng)的高背景區(qū)，而Ag、Sb、Mo含量低，形成相應(yīng)的低背景區(qū)； 侏倭組中Au、Sb、Sr、Mo元素含量較高，形成了相應(yīng)的高背景和正異常，Li、Bi元素含量低，形成了相應(yīng)的低背景區(qū)； 如年各組中Sb、Bi含量高，形成了相應(yīng)的高背景和正異常，其余元素含量中等，無(wú)含量最低元素； 巖體中Sr含量最高，形成了相應(yīng)的高背景和正異常，其余元素含量較低。

2.2 各地質(zhì)單元中典型元素的系數(shù)特征

結(jié)合表1可以看出，不同的元素在同一地層中的分布、分配具有一定的專(zhuān)屬性及相關(guān)性，不同地質(zhì)體中的元素分布、分配有明顯差異性。

2.2.1 變異系數(shù)(Cv)

惠遠(yuǎn)寺地區(qū)典型元素的變異系數(shù)特征如圖3所示，可分為明顯不均勻分布(變異系數(shù)Cv>1.0)、較大起伏型(0.5

圖3 四川惠遠(yuǎn)寺地區(qū)典型元素在各地質(zhì)單元中變異系數(shù)(Cv)對(duì)比

第四系中Au元素處于明顯不均勻分布， Sr和Sb元素為較大起伏型， Bi、Mo為中等起伏型，Li為均勻分布； 新都橋組中Au元素表現(xiàn)為明顯不均勻分布，Sr、Sb元素為較大起伏型，Mo元素為中等起伏型，Bi、Li元素近乎均勻分布； 侏倭組中Au和Sb元素表現(xiàn)為很大起伏型，Sr元素為較大起伏型，Li和Bi為中等起伏型，Mo元素為均勻分布型(Cv≤0.3)； 如年各組中Au元素表現(xiàn)為很大起伏型，Sb、Sr和Bi元素為較大起伏型，Mo為中等起伏型，Li元素為均勻分布型； 巖體中無(wú)強(qiáng)變異元素，較強(qiáng)變異元素有Au、Sb、Sr、Mo，弱變異的中等起伏型元素有Bi， Li元素為均勻分布型。一般來(lái)說(shuō)，變異系數(shù)越大，元素的空間分布越不均勻，遷移富集能力越強(qiáng)，富集成礦的可能性就越大。

2.2.2 疊加強(qiáng)度系數(shù)(D)

惠遠(yuǎn)寺地區(qū)典型元素的疊加強(qiáng)度系數(shù)特征如圖4所示，分為強(qiáng)疊加元素(D≥5)、明顯疊加元素(3≤D<5)、較明顯疊加(2≤D<3)和無(wú)明顯疊加(1≤D<2)。

圖4 四川惠遠(yuǎn)寺地區(qū)典型元素在各地質(zhì)單元中疊加強(qiáng)度系數(shù)(D)對(duì)比

第四系中Au為強(qiáng)疊加元素，無(wú)明顯疊加元素，Sr元素為較明顯疊加，Bi、Mo、Li、Sb元素?zé)o明顯疊加； 新都橋組中Au為強(qiáng)疊加元素，無(wú)明顯疊加元素，Sr元素為較明顯疊加，Bi、Mo、Li、Sb元素?zé)o明顯疊加； 侏倭組中Au為強(qiáng)疊加元素，Sb為明顯疊加，Li元素為較明顯疊加，Sr、Bi、Mo元素為無(wú)明顯疊加； 如年各組中Au為強(qiáng)疊加元素，無(wú)明顯疊加元素，Sr和Bi為較明顯疊加，Mo、Sb、Li元素為無(wú)明顯疊加； 巖體中無(wú)強(qiáng)疊加元素，Au為明顯疊加， Sb、Mo元素為較明顯疊加，Sr、Bi、Li表現(xiàn)為無(wú)明顯疊加。一般來(lái)說(shuō)，疊加強(qiáng)度系數(shù)越大，元素的地球化學(xué)成礦環(huán)境越好，受多期地質(zhì)作用影響越大，成礦條件越有利。

2.2.3 相對(duì)富集系數(shù)(K)

惠遠(yuǎn)寺地區(qū)典型元素的相對(duì)富集系數(shù)特征如圖5所示，按K的變化分為貧乏(K<0.8)、正常(0.8≤K<1.2)、富集(1.2≤K<2)和強(qiáng)富集(K≥2)。

圖5 四川惠遠(yuǎn)寺地區(qū)典型元素在各地質(zhì)單元中相對(duì)富集系數(shù)(K)對(duì)比

區(qū)內(nèi)最為富集的元素是Li，最貧乏的元素為Sr。其中第四系富集Au和Li，貧乏的元素有Mo、Sr； 新都橋組富集的元素有Li，貧乏的元素有Au、Mo、Sb、Sr； 侏倭組富集Au元素，貧乏的元素有Bi、Mo、Sr； 如年各組富集Li元素，貧乏的元素有Mo和Sr； 巖體富集Li，貧乏Au、Mo、Sb。

3 地質(zhì)構(gòu)造解釋推斷

惠遠(yuǎn)寺地區(qū)鮮水河斷裂帶呈NW向貫穿圖幅，斷裂帶內(nèi)出露如年各組板巖、基性火山巖夾灰?guī)r巖塊，沿?cái)嗔寻l(fā)育劈理化帶，中酸性脈巖沿劈理化帶分布，部分地區(qū)經(jīng)韌性剪切作用形成花崗質(zhì)糜棱巖，一些地段產(chǎn)狀零亂，揉皺強(qiáng)烈； 該區(qū)內(nèi)除Au、Ag、Mo、Nb、Sn、Ta、W以外，其他元素都較富集； 斷裂西側(cè)為新都橋組板巖夾少量長(zhǎng)石石英砂巖，富集Nb、Ta、W，而Ag、As、Au、Mo、Sb、Sr則表現(xiàn)為貧乏； 東側(cè)侏倭組板巖與長(zhǎng)石石英砂巖互層，富集Mo和Ag、Au、Sb、As、Sr等中低溫?zé)嵋涸?，其余均表現(xiàn)為低背景。根據(jù)典型元素的異常分布特征可見(jiàn)，異常分帶與以上3個(gè)部分(斷裂帶西、中、東部)的地質(zhì)界線相吻合，異常分布受斷裂構(gòu)造影響很大。

將研究區(qū)所有元素指標(biāo)，按照各元素指標(biāo)確定的異常下限，將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常賦值并進(jìn)行疊加，得到全區(qū)信息總量值，勾繪出研究區(qū)地球化學(xué)地質(zhì)構(gòu)造推斷圖(圖6)。由圖6可見(jiàn)，元素的分散與富集及元素異常分布形態(tài)在空間上、成因上都與斷裂構(gòu)造有著密切的聯(lián)系[18]。除已知構(gòu)造外，根據(jù)研究區(qū)內(nèi)異常的含量高低、位置及展布形態(tài)還可推測(cè)出2組斷層： F1、F2、F3斷層組平行于異常，呈NE向展布，被后期斷裂切割錯(cuò)位； F4、F5、F6斷層組則平行于鮮水河斷裂帶，呈NW向展布。

圖6 研究區(qū)地球化學(xué)地質(zhì)構(gòu)造推斷

4 結(jié)論

(1)元素的分散與富集及元素異常分布形態(tài)在空間上、成因上都與斷裂構(gòu)造有著密切的聯(lián)系。

(2)利用中低溫?zé)嵋涸?Au、Sb)可推斷斷裂帶界線； 利用親石元素(稀有)(Li、 Sr)和高溫?zé)嵋涸?Mo、Bi)可推斷巖漿巖的產(chǎn)出部位。

(3)應(yīng)用地球化學(xué)異常推斷地質(zhì)構(gòu)造、巖體，還應(yīng)該考慮到異常主要以水系沉積物樣品為主，判斷地質(zhì)體空間分布的精確內(nèi)容和構(gòu)造界限的確切位置存在一定的局限性，地質(zhì)構(gòu)造推斷必須以地質(zhì)觀察為基礎(chǔ)，不能以化探資料取代地質(zhì)觀察直接信息。