水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量在華縣瓦房店地區(qū)的找礦應(yīng)用及找礦潛力分析

肖志豪，張歡歡，劉 松，楊建鵬

（陜西地礦第六地質(zhì)隊(duì)有限公司，陜西西安710611）

1 區(qū)域背景

區(qū)域上處于華北板塊西南緣，跨越華北陸塊和華北板塊南部活動(dòng)性陸緣兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，主體位于豫陜隆起，涉及太華臺(tái)拱和金堆城中元古代—早古生代上疊盆地兩個(gè)四級(jí)構(gòu)造單元。由結(jié)晶基底變質(zhì)巖系太華巖群組成太華古陸核，沉積蓋層為中元古代—早古生代地層，組成金堆城陸緣坳陷帶。

區(qū)內(nèi)早期開(kāi)展了1∶5萬(wàn)水系自然重砂測(cè)量，在工作區(qū)東南部圈出一個(gè)鉍鎢金重砂異常，分布于巖體內(nèi)外接觸帶及巖體與熊耳群細(xì)碧巖夾變質(zhì)凝灰?guī)r的接觸處，鉍鎢緊密共生，巖體中白鎢礦含量最高可達(dá)19×10-6，泡鉍礦1～5粒，另有少數(shù)含白鎢礦石英脈，該異常對(duì)本區(qū)尋找鎢鉬礦有很好的指示作用，為本次開(kāi)展1∶2.5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量奠定了基礎(chǔ)。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)地層出露較為單一，北部出露少量的太古界太華群片麻巖系；東南部出露少量的中元古界熊耳群，為一套淺海—濱海相火山沉積巖系。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為節(jié)理。分布于巖體或巖體與地層的接觸處，主要發(fā)育三組節(jié)理，分別為北西向、南北向及北東向，次為近東西向。節(jié)理中常充填有方解石、長(zhǎng)石、石英脈等形成礦化蝕變帶，蝕變帶可見(jiàn)黃鐵礦、黑鎢礦、方鉛礦、黃銅礦等礦化。巖體內(nèi)節(jié)理裂隙為成礦提供了賦存空間。

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，為燕山期老牛山巖體的一部分，巖石為中粒黑云二長(zhǎng)花崗巖，出露的面積大約在104km2，占研究區(qū)總面積的93.7%。巖體南側(cè)接觸帶形成角巖帶，巖體東側(cè)接觸帶形成強(qiáng)烈絹云母化，局部形成片巖、片麻巖化帶。老牛山巖體為區(qū)內(nèi)成礦提供了熱動(dòng)力來(lái)源，與本區(qū)鎢、鉬礦成礦關(guān)系密切。

3 地球化學(xué)特征

3.1 水系沉積物測(cè)量

區(qū)域上原有1∶5 萬(wàn)水系沉積物及自然重砂測(cè)量工作的基礎(chǔ)，本次工作結(jié)合測(cè)區(qū)景觀條件，水系為黃河流域渭河水系，溝系發(fā)育，地形切割較強(qiáng)烈，區(qū)內(nèi)90%以上出露為老牛山花崗巖體，基巖裸露程度高，土壤流失較嚴(yán)重，在絕大部分地區(qū)1∶1萬(wàn)面積性土壤測(cè)量無(wú)法采集準(zhǔn)確樣品。并且1∶2.5 萬(wàn)水系沉積物測(cè)量采樣受地形限制小，可以靈活地避開(kāi)腐殖層覆蓋嚴(yán)重的地段，更有效地濾除了腐殖物的干擾；比同面積1∶1萬(wàn)土壤測(cè)量節(jié)省樣品測(cè)試費(fèi)用50%～70%，節(jié)省工作時(shí)間一半以上，進(jìn)一步提高工作效率。因此該地區(qū)考慮時(shí)效性及采樣準(zhǔn)確性，選擇1∶2.5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量作為區(qū)內(nèi)主要工作方法。

3.2 主要地質(zhì)單元地球化學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)的地質(zhì)體按時(shí)代和巖性劃分為兩個(gè)地質(zhì)單元。地層：太古界太華群三官?gòu)R組第六巖性段（ArThs6）。巖漿侵入體：早中生代印支晚期老牛山巖體（γ53）黑云二長(zhǎng)花崗巖。應(yīng)用濃集比率(K)、疊加強(qiáng)度(D)等參數(shù)對(duì)各統(tǒng)計(jì)地質(zhì)單元元素富集特征進(jìn)行了研究。

太古界太華群三官?gòu)R組第六巖性段（ArThs6）黑云斜長(zhǎng)片麻巖中Cu元素含量較高，濃集系數(shù)K(指地質(zhì)單元中元素含量與全區(qū)元素平均含量之比)大于1.2，呈弱富集狀態(tài)，說(shuō)明此元素在此地層內(nèi)較其他元素容易成礦。其它元素呈背景；疊加強(qiáng)度D（元素遭受后期作用的程度，指示各元素可能賦存的地質(zhì)部位）顯示，Bi元素為極強(qiáng)后生疊加，但變異系數(shù)較?。–v＜0.5），均勻分布于地層之中，As、Sb 、Zn、Au元素為同生貧乏，Cu、Mo、Pb、W、Ag 元素為弱后生疊加具一定找礦指示作用。

早中生代印支晚期老牛山巖體（γ53）黑云二長(zhǎng)花崗巖中所有元素濃集系數(shù)均呈背景值；Bi 元素為強(qiáng)后生疊加，W、Au元素呈后生疊加，其中W元素變異系數(shù)大（Cv＞0.68），屬?gòu)?qiáng)分異，遷移能力強(qiáng)，為成礦提供物質(zhì)來(lái)源；As、Cu、Sb、Zn元素呈同生貧乏，Mo、Pb、Ag元素為弱后生疊加。

3.3 元素含量特征及主成礦元素的確定

從全區(qū)水系沉積物地球化學(xué)元素分析，Ag、Pb、Zn、W、Mo、Bi 六種元素的富集系數(shù)q大于或接近 1(q為平均值與中國(guó)陜西秦巴水系沉積物中元素背景估計(jì)值之比)，說(shuō)明區(qū)內(nèi)水系沉積物中這幾種元素含量與中國(guó)水系沉積物背景相比，發(fā)生了一定程度的富集(見(jiàn)表1)。其中鎢鉬等金屬的地球化學(xué)背景較高，說(shuō)明這些元素在水系中產(chǎn)生次生富集，具有多金屬成礦物質(zhì)來(lái)源豐富的特點(diǎn)。

表1 研究區(qū)各元素主要地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

從變化系數(shù)(Cv)看，Ag、Cu、As、Sb、W，Mo等元素的變化系數(shù)較大，表明上述元素在本區(qū)的分布極不均勻，離散程度大；Au、Pb、Zn、Bi 等元素的變化系數(shù)較小，說(shuō)明Au、Pb、Zn、Bi 等元素含量在測(cè)區(qū)內(nèi)分布相對(duì)較均勻，沒(méi)有較大的起伏變化。

Ag、Pb、Zn、W，Mo、Bi等元素?cái)?shù)據(jù)離散程度大，富集系數(shù)大，局部富集成礦的可能性大。在工作區(qū)開(kāi)展找鎢鉬等多金屬工作具有的資源潛力大，可能找到具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的多金屬礦體。

根據(jù)上述本區(qū)1∶5 萬(wàn)水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量結(jié)果，結(jié)合該區(qū)1∶20萬(wàn)地球化學(xué)成果，可以確定本區(qū)的主成礦元素為Ag、Pb、Zn、W、Mo。

3.4 水系沉積物元素共生組合特征

元素組合是元素親合性在地質(zhì)體內(nèi)的具體表現(xiàn)，而元素親合性又與地質(zhì)環(huán)境有關(guān)[4]，為了解區(qū)內(nèi)元素之間的相關(guān)程度，分析元素組合與地質(zhì)構(gòu)造背景的依存關(guān)系，采用R 型聚類方法對(duì)全區(qū)水系沉積物中的元素進(jìn)行研究，各元素之間的相關(guān)關(guān)系見(jiàn)圖1。從R型聚類分析結(jié)果（圖1）中可以看出，在相關(guān)系數(shù)為0.50 時(shí)，全區(qū)10種元素大致可分成As、Sb、Au、Pb組合和Bi、Ag、Zn 組合，其余元素相關(guān)性較差，W 元素明顯呈獨(dú)立狀態(tài)與其它元素相關(guān)關(guān)系較遠(yuǎn)。反映了區(qū)內(nèi)礦化多期次、多階段的特點(diǎn)。

3.5 異常圈定

圖1 研究區(qū)水系沉積物測(cè)量元素聚類分析譜系圖

依據(jù)測(cè)區(qū)各元素的地球化學(xué)親合性和空間聯(lián)系、元素異常之間的吻合程度及主要元素異常范圍，分別統(tǒng)計(jì)其元素分布特征值、確定背景值及異常下限，并結(jié)合地質(zhì)單元、構(gòu)造變化等進(jìn)行綜合異常的圈定，全區(qū)共圈出綜合地球化學(xué)異常8 處。其中甲類異常2 處，乙1類異常4處，丙2類異常2處。

4 成礦遠(yuǎn)景區(qū)的劃分與找礦潛力分析

依據(jù)圈定的綜合異常區(qū)，結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)、物探特征，結(jié)合研究區(qū)查證的礦（化）點(diǎn)、控礦構(gòu)造、化探綜合成果及礦化地段分布情況，在區(qū)內(nèi)劃分出2處成礦遠(yuǎn)景區(qū)：（1）陰寺溝—老爺嶺—大白羊溝一帶鎢礦A級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)；（2）小夫峪溝腦一帶鎢礦C級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)。見(jiàn)圖2。

陰寺溝—老爺嶺—大白羊溝一帶鎢礦A級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)。該區(qū)位于研究區(qū)東南角一帶，呈不規(guī)則形狀，面積約9.70km2，目前已發(fā)現(xiàn) Q01、Q02、Q05、Q07 等多條含鎢礦化石英脈，脈體規(guī)模較大，延伸較穩(wěn)定，礦化蝕變強(qiáng)。

4.1 成礦地質(zhì)條件分析

遠(yuǎn)景區(qū)處于老牛山黑云母二長(zhǎng)花崗巖（γ35）與熊耳群火山巖（ChXl3h2）接觸部位，斷裂、裂隙發(fā)育，可見(jiàn)明顯多金屬礦化，大多表現(xiàn)明顯的熱液蝕變特征。本區(qū)含鎢石英脈常充填于黑云母二長(zhǎng)花崗巖體巖穹頂部與圍巖熊耳群接觸部位裂隙內(nèi)，此外礦脈追索、槽探工程驗(yàn)證取樣分析并綜合礦體分布發(fā)現(xiàn)，巖體內(nèi)礦脈規(guī)模一般大于圍巖內(nèi)規(guī)模，順侵入體穹頂延伸方向含鎢礦脈一般品位較高（Q04，1.32×10-2）而偏離侵入體穹頂延伸方向的礦脈一般品位較差（Q09，0.08×10-2）。推測(cè)巖漿期后含礦熱液靜水壓力遠(yuǎn)大于圍巖靜巖壓力因而呈現(xiàn)出以接觸帶內(nèi)帶巖體內(nèi)某一點(diǎn)為中心的放射性陡頃裂隙脈，所以在巖體接觸帶內(nèi)帶穹頂延伸方向狹長(zhǎng)的范圍內(nèi)含鎢礦脈的含礦性一般較好，可見(jiàn)礦脈的形成與燕山期黑云母二長(zhǎng)花崗巖具有密切的關(guān)系。因此，本區(qū)異常范圍內(nèi)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，具有較好的成礦地質(zhì)潛力。

4.2 化探異常特征

該遠(yuǎn)景區(qū)包括兩個(gè)甲類異常（HS-5、HS-7）及一個(gè)乙類異常（HS-6）組成，各單元素異常在空間上套合程度較好，組合中心較明顯，異常規(guī)模較大、高值范圍吻合較好。其中HS-5 與HS-7 甲類異常為遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)主要綜合異常，分布于研究區(qū)東南部，以Au、Ag、Pb、Zn、Bi、W、Mo為主，近南北向展布，異常區(qū)面積之和約為3.745km2。區(qū)內(nèi)Au、Pb、Bi元素濃集中心明顯，強(qiáng)度高，規(guī)模大，具內(nèi)、中、外三級(jí)濃度分帶特征，Ag、Zn、Mo具二級(jí)濃度分帶特征，其余均為一級(jí)濃度分帶。

4.3 異常查證及成礦潛力分析

結(jié)合該區(qū)的元素組合特征及化探成果，對(duì)重點(diǎn)異常進(jìn)行查證，實(shí)施地化剖面及槽探工程等進(jìn)行研究。在隨后查證過(guò)程中陸續(xù)于異常濃集中心及高值點(diǎn)附近發(fā)現(xiàn)了Q01、Q02、Q07等多條含鎢礦化石英脈，同時(shí)異常成果圖中也體現(xiàn)出了元素高值點(diǎn)（Ag最高2000×10-9，Pb 最高1089×10-6，Bi 最高48.90×10-6，Mo 最高190.0×10-6，W最高118.40×10-6），顯示了該區(qū)多金屬礦的巨大潛力。所發(fā)現(xiàn)礦脈均呈近南北向延伸，中等—陡頃，礦脈分布特征北段呈近南北向，向南逐漸分散并呈北—北西向且含礦性具有變好、礦脈變密的趨勢(shì)，規(guī)模較大，延伸較穩(wěn)定，礦化蝕變強(qiáng)。這進(jìn)一步說(shuō)明了礦脈從巖體穹頂某一中心向外放射的模型理論，區(qū)內(nèi)礦脈密集區(qū)域?yàn)槭⒚}型鎢礦床成礦模型中侵入巖體巖穹頂部，是盲脈大規(guī)模聚集部位，這為進(jìn)一步的找礦研究提供了方向。

5 結(jié)論

（1）研究區(qū)內(nèi)W、Mo、Au、Ag、Cu、Pb 等元素水系沉積物異常分布明顯，異常規(guī)模較大，套合好，多富集于巖體與地層的接觸帶附近，區(qū)內(nèi)主成礦元素以W 為主，次為Mo、Au、Ag、Cu、Pb，根據(jù)綜合異常，結(jié)合地質(zhì)依據(jù)，優(yōu)選了成礦遠(yuǎn)景區(qū)，達(dá)到了快速縮小找礦范圍，提高找礦準(zhǔn)確度的效果，證明1∶2.5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量在本區(qū)找礦效果良好，具有一定的指示作用，可以在同類地區(qū)推廣使用。

（2）研究區(qū)有用元素的成礦受到不同程度的構(gòu)造控制，巖體與地層接觸面附近是成礦有利部位，尤其是巖體內(nèi)接觸帶成礦條件最佳。成礦除受接觸構(gòu)造控制外，巖體內(nèi)巖漿期后所形成的構(gòu)造裂隙發(fā)育，也為成礦有用元素提供了運(yùn)移通道和賦礦空間，有利于成礦元素的遷移和富集疊加。這對(duì)研究區(qū)進(jìn)一步開(kāi)展找礦工作開(kāi)闊了思路、豐富了可能存在的成礦類型（含礦種）。

（3）根據(jù)化探綜合異常查證所發(fā)現(xiàn)多條有價(jià)值的含礦石英脈，證明異常是由多條含礦石英脈所引起的礦致異常，可見(jiàn)本區(qū)礦脈密集為石英脈型鎢礦床成礦模型中侵入巖體巖穹頂部，是盲脈大規(guī)模聚集部位，為進(jìn)一步的研究提供了方向。這一結(jié)論也充分證明本次研究區(qū)域內(nèi)有較大的找礦潛力。