山西省五臺(tái)縣劉鋪溝一帶三稀元素地球化學(xué)特征及找礦前景分析

作者簡(jiǎn)介：楊永亮（1985-），山西陽(yáng)泉人，男，工程師，本科，畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）地球化學(xué)專業(yè)，從事礦產(chǎn)、環(huán)境等地球化學(xué)勘查研究。

摘?要： 山西省1∶5區(qū)域化探成果顯示山西省五臺(tái)縣劉鋪溝一帶La、P、Nb含量相對(duì)較高，Nb最高值可達(dá)116ppm，區(qū)內(nèi)Zn含量背景值較高，大于山西省背景值，從異常剖析圖可見La、Nb異常主要對(duì)應(yīng)地層為太古代榆林坪組地層，該地層不可能存在三稀元素高背景區(qū)，故對(duì)該區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)的比較詳細(xì)的地球化學(xué)調(diào)查，取得了較好的效果，分析認(rèn)為研究區(qū)尋找Nb、Ta等三稀元素前景較好。

關(guān)鍵詞： 地球化學(xué)特征;找礦前景;偉晶巖;Nb、Ta

【中圖分類號(hào)】P618.4?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.007

1??引言

山西省1：5萬(wàn)區(qū)域化探成果顯示山西省五臺(tái)縣劉鋪溝一帶La、Nb異常強(qiáng)度高，面積大，濃集趨勢(shì)明顯，具有找礦價(jià)值，為本次工作圈定的重要成礦靶區(qū)，對(duì)該區(qū)進(jìn)行了異常檢查及1：1萬(wàn)巖石剖面測(cè)量等工作，進(jìn)一步縮小找礦靶區(qū)，為后續(xù)立項(xiàng)找礦工作提供了地球化學(xué)信息。

2?地質(zhì)背景

異常區(qū)位于太行山西側(cè)，在大地構(gòu)造位置上，預(yù)查區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐稚弦来螌偃A北板塊區(qū)（Ⅰ）、山西省板內(nèi)造山帶（Ⅱ級(jí)），五臺(tái)山—呂梁山板隆（Ⅲ級(jí)），阜平—西煙塊凸（Ⅳ級(jí)）的東北部。在長(zhǎng)期的地質(zhì)演化發(fā)展過(guò)程中，區(qū)域上經(jīng)歷了多時(shí)段的沉積、多期次構(gòu)造變形、變質(zhì)及巖漿等地質(zhì)作用。

區(qū)內(nèi)主要分布地層為太古界和新生界地層，其中太古界地層主要為新太古界阜平巖群榆林坪巖組（Ar3Fy）和宋家口巖組（Ar3Fs），榆林坪巖組主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖（Ar3Fybpg）及斜長(zhǎng)角閃巖（Ar3Fyabl）;宋家口巖組主要為鈣硅酸鹽巖（Ar3FsGs），厚度變化較大但橫向出露穩(wěn)定。新生界主要為第四系，包括更新世黃土（Q3）和全新世河流沖洪積物（Q4）。

區(qū)內(nèi)大面積出露新太古代巖漿巖，包括車輪片麻巖類、龍泉關(guān)眼球狀片麻巖（Ar3Lgn）、崗南含磁鐵黑云二長(zhǎng)片麻巖（Ar3G Mtbηg）及蔡樹莊黑云二長(zhǎng)片麻巖（Ar3C bηg）等。其中車輪片麻巖類可以細(xì)分為黑云二長(zhǎng)片麻巖（Ar3C bηg）、黑云鉀長(zhǎng)片麻巖（Ar3C bξg）及黑云角閃二長(zhǎng)片麻巖（Ar3C bhηg）。

脈巖類主要為中元古代輝綠巖脈（Pt2βμ）、古元古代偉晶巖脈（Pt1ρ）和新太古代斜長(zhǎng)角閃巖脈（Ar3N）。其中以古元古代花崗偉晶巖脈分布最為廣泛，根據(jù)偉晶巖脈礦物含量的不同，細(xì)分為正長(zhǎng)偉晶巖脈（Pt1ξρ）、花崗偉晶巖脈（Pt1γρ）和斜長(zhǎng)偉晶巖脈（Pt1oρ）。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造總體較簡(jiǎn)單，以五臺(tái)期變形構(gòu)造為主，表現(xiàn)為一系列近S-N向和NNE-SSW向展布的片麻巖系，宏觀上呈似層狀，整體與區(qū)域構(gòu)造線近一致。

3?地球化學(xué)特征

3.1?1：5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量地球化學(xué)異常特征

山西省1：5萬(wàn)區(qū)域地球化學(xué)測(cè)量分析了Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb、W、Mo、Co、Ni、Hg、Bi、Sn、Fe、B、P、Mn、Nb、La等20種元素地球化學(xué)指標(biāo)，通過(guò)綜合研究分析在五臺(tái)縣劉鋪溝一帶圈出La、Nb綜合異常區(qū)（見圖1）。其中La單元素異常2各，Nb單元素異常2個(gè)，均為3級(jí)濃度分帶，異常分帶明顯，具有找礦意義。

其中La30異常面積6.37平方公里，異常點(diǎn)數(shù)25，異常強(qiáng)度92.96ppm，異常極大值233ppm，異常襯度值1.86;La32異常面積6.37平方公里，異常點(diǎn)數(shù)4，異常強(qiáng)度106ppm，異常極大值149ppm，異常襯度值2.11;Nb24異常面積13.72平方公里，異常點(diǎn)數(shù)57，異常強(qiáng)度53.59ppm，異常極大值132ppm，異常襯度值2.14;Nb26異常面積2.63平方公里，異常點(diǎn)數(shù)12，異常強(qiáng)度66.79ppm，異常極大值328ppm，異常襯度值2.67;可見異常區(qū)La、Nb異常面積較大、異常強(qiáng)度高、異常襯度值大于1.5、且兩者套合較好，從地球化學(xué)成礦背景來(lái)看，異常區(qū)具有尋找三稀元素礦床的價(jià)值。

3.2?巖石剖面地球化學(xué)特征

對(duì)異常區(qū)水系沉積物測(cè)量分析結(jié)果高值點(diǎn)進(jìn)行了檢查并采取撿塊法于高值點(diǎn)附近采取了巖石樣，高值點(diǎn)檢查異常重現(xiàn)性較好，巖石撿塊樣分析結(jié)果顯示個(gè)別點(diǎn)位Nb最大值為3000ppm，對(duì)應(yīng)偉晶巖脈，遠(yuǎn)大于工業(yè)品位要求，可見有進(jìn)一步工作價(jià)值。

對(duì)該區(qū)進(jìn)行了1：1萬(wàn)巖石地球化學(xué)測(cè)量，本次1∶10000地質(zhì)巖石綜合剖面測(cè)量（點(diǎn)距20m）工作量130km。其中在南部重點(diǎn)工作區(qū)按線距200m，在北部工作區(qū)按線距500-1000m布設(shè)地質(zhì)巖石綜合剖面，在實(shí)際工作中根據(jù)地形及基巖出露情況對(duì)線距進(jìn)行合理調(diào)整。本次地質(zhì)、巖石綜合測(cè)量分析項(xiàng)目確定為Nb、Ta、Li、Be、Zr、Rb、Cs、Ce組稀土（La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu）、Y、U、Th、Sn、Zn等共18項(xiàng)元素。

1：1萬(wàn)巖石地球化學(xué)地球化學(xué)特征：統(tǒng)計(jì)了普查區(qū)6335件樣品（剔除重復(fù)樣）含量特征，見下表，其中背景值為用逐步剔除法剔除x±3S范圍外的值后，求元素的平均值x。富集系數(shù)為算術(shù)平均值/背景值。見表1。

表1顯示測(cè)區(qū)Ce、La、Li、Nb、Nb、Pr、Sm、Ta、U等變異系數(shù)大于1，離散程度大，局部富集，應(yīng)針對(duì)這幾種元素進(jìn)行重點(diǎn)找礦。從富集系數(shù)來(lái)看，Cs、La、Li、Nb、Nd、Pr、Sm、Ta、U等三稀元素元素高于異常區(qū)背景值，說(shuō)明局部富集。

異常區(qū)地質(zhì)單元簡(jiǎn)單，根據(jù)不同地區(qū)、成分等劃分為14個(gè)主要巖類，統(tǒng)計(jì)了不同地質(zhì)單元中元素含量特征，其中正長(zhǎng)偉晶巖U、Ta、Nb、Be、Y含量偏高，其中U、Ta、Nb比值大于1.5;花崗偉晶巖U、Be含量偏高;斜長(zhǎng)偉晶巖中U、Be、Rb含量偏高。說(shuō)明不同巖類高含量特征元素不同，U、Ta、Nb高含量區(qū)主要位于偉晶巖巖段。

本次 1：1萬(wàn)巖石地球化學(xué)測(cè)量工作聚類分析顯示：以大于0.5相關(guān)度，元素分為4個(gè)不相關(guān)的簇群（圖4-20），說(shuō)明區(qū)內(nèi)物源可分為4類，Nd、Pr、La、Sm、Ce、Eu、Zn、Zr為一族， 為Nd、Pr、La、Sm、Ce、Eu及Zn、Zr元素組合，反應(yīng)了測(cè)區(qū)巖性分異演化特征。Sn、Y、Nb、Ta為偉晶巖組合特特征，反應(yīng)了區(qū)內(nèi)Nb、Ta物質(zhì)來(lái)源;Rb、Cs為放射性元素組合，為堿性巖物質(zhì)來(lái)源;U、Th為放射性元素組合，為中、酸性巖物質(zhì)來(lái)源。進(jìn)一步說(shuō)明偉晶巖為Nb、Ta主要來(lái)源。

本次 1：1萬(wàn)巖石地球化學(xué)測(cè)量工作工作圈定了454個(gè)單元素異常，分為4類圈出16個(gè)總合異常（圖2），其中5個(gè)綜合異常具有找礦意義，測(cè)區(qū)主要綜合異常為Nb、Ta、U、Y異常，其中綜合長(zhǎng)1、2、4、5與元古代偉晶巖套合較好，具有找礦意義，測(cè)區(qū)西北端Rb、Ce綜合異常6對(duì)應(yīng)堿性花崗巖，與綜合異常1重合，可能具有找礦意義;測(cè)區(qū)Ce、La、Pr、Nd、Sm、Eu綜合異常主要分布于新太古代黑云母二長(zhǎng)花崗巖與黑云母鉀長(zhǎng)片麻巖中接觸帶上，可為巖性劃分提供指導(dǎo)性意見。

4?找礦前景分析

（1）巖石剖面測(cè)量分析結(jié)果與水系沉積物測(cè)量異常區(qū)域、巖石撿塊高值點(diǎn)區(qū)域套合較好，可見區(qū)內(nèi)有尋找Nb、Ta等稀有元素礦產(chǎn)的價(jià)值。

（2）本次 1：1萬(wàn)巖石地球化學(xué)測(cè)量工作分析元素18種，主要以三稀元素為主，通過(guò)綜合分析，確定了測(cè)區(qū)主要綜合異常為Nb、Ta、U、Y異常，其主要對(duì)應(yīng)元古代偉晶巖，區(qū)內(nèi)花崗偉晶巖呈脈狀分布，規(guī)模較大，具有一定找礦前景。

（3）通過(guò)逐步工作，確定了大塔南Nb、Ta、U、Y、Rb、CsⅡ級(jí)遠(yuǎn)景靶區(qū)，主要由AS1、AS2、AS4、AS5、AS6（圖2）5個(gè)綜合異常組成，主要對(duì)應(yīng)新太古代黑云角閃二長(zhǎng)片麻巖、黑云二長(zhǎng)片麻巖，元古代花崗偉晶巖脈、正常偉晶巖脈，成礦地質(zhì)條件較好，異常組合明顯，以Nb、Ta為主，異常強(qiáng)度高，具有找礦意義，

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