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区域地球化学特征研究

2019/10/10 阅读:

摘要:在蛟河地区受特定的地质条件控制,元素的分布分配、地球化学异常的展布和异常元素组合具有鲜明的特征。圈定并评价地球化学异常,优选找矿靶区,进行矿产资源潜力评价,为基础地质研究提供地球化学信息。

关键词:水系沉积物;异常评价;元素特征

根据蛟河县幅1:20万单元素地球化学图,显示本工作区铜和铅具有高背景区。其中铜元素最高值达到65PPm,变化范围集中在40PPm~45PPm之间,其形成背景可能与区内发育的北东向和东西向断裂有关,高值点多位于华力西期侵入岩与范家屯组交界部位,其内发育石英闪长岩小岩株。而铅元素区域最高值达到25PPm,变化范围在20PPm~25PPm之间,其高值区域集中早晚燕山期花岗岩及花岗斑岩内部,并有少量的二叠系地层[1]。

1工作区地质特征

1.1地层

区内地层分布广泛,约占全区的二分之一。以早白垩世地层最为发育,大都出露在调查区的中部;晚古生代地层分布在中生代地层两侧,受后期构造改造影响,整体产状陡倾,约50°左右;新近系位于测区中部,为土门子组;第四系主要为阶地与河漫滩堆积物,地形上呈明显的阶梯状,分布于松花湖、拉法河和蛟河两侧。按东北地区资源潜力评价划分方案,本区属西拉木伦结合带地层区,通辽地层分区。地层简表、地层划分沿革见表1[1,2]。

1.2侵入岩

区内侵入岩主要出露于蛟河盆地周边,约占调查区面积的50%,通过本次工作,将区内侵入岩划分为早侏罗世碱长花岗岩(κγJ1)二长花岗岩(ηγJ1)花岗闪长岩(γδJ1)、中侏罗世二长花岗岩(ηγJ2)和早白垩世花岗斑岩(γπK1)碱长花岗岩(γνK1)三期、6个侵入岩填图单元。

1.3构造

工作区地处兴蒙造山带东端,松嫩地块南缘,地质构造复杂,演化历史漫长。按全国潜力矿产资源潜力评价大地构造划分划方案,工作区所处Ⅰ级大地构造单元为兴蒙造山系,Ⅱ级大地构造单元属于小兴安岭~张广才岭弧盆系,Ⅲ级大地构造单元为张广才岭岩浆弧。进一步划分出中晚二叠世弧背盆地、侏罗纪碰撞后构造岩浆岩带、早白垩世-全新世蛟河断(坳)陷盆地、白垩世拉法非造山型构造岩浆岩带4个Ⅳ级构造单元。

2工作方法及质量评述

依据DZ/T0011-2015《地球化学普查规范(1:50000)》对不同景观区采样介质及粒级的规定,参考前人在类似景观区的地球化学勘查方法技术研究成果和勘查效果,确定本次1:50000水系沉积物测量水系采样粒级为-10~+80目。共采集6636个,水系样品采样密度达到了4个~6个点/km2,水系不发育区多点采集土壤样品进行组合代替。重复取样由不同人员、不同时间采取,重复取样点均匀分布到调查区各个填图单元,重复取样总量152件,占取样总量的2.3%,各项工作符合规范要求。

3地球化学特征及其分布规律

3.1元素地球化学特征

根据全区地球化学数据分布图2来看,Pb、V两个元素原数据基本服从正态分布,此种分布类型,先用X±3S进行剔除极端值,再观察其分布曲线,若不符合则用X±2.9(2.8、2.7、2.6…)S,直至直方图最接近正太曲线为止,所得的数据集的算数平均值即为该元素的背景值;As、Bi、Cd、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Sn、Zn等元素服从对数正态分布情况,先将数据对数处理,重复剔除极端值,观察分布曲线工作,直至对数集符合其正太分布,所得的对数数据集的平均值即为该元素的背景值得对数;Au、Ag、Cr、Hg、Ti、V、W等元素不服从正态分布,在计算时这几个元素,可用众数,中位数或用剔除高值后的算数平均数、几何平均数等多方面数据进行对比,选择效果较好的作为该元素的背景值[4]。

3.2元素地球化学参数特征

根据工作区地质特征和不同矿产成矿条件,将工作区划分了3个子区,分别为P2-3、N1-K1、J1-K1子区。工作区统计的地球化学参数包括Cu、Pb、Zn、W、Mn、Mo、Bi、V、Ti、Sn、Cd、Cr、Co、Ni、Ag、Au、As、Sb、Hg十九种元素在全区及各地质子区的背景值X、标准离差S、变异系数Cv(Cv=S/X)、以及异常下限T(T=X+1.68S)。(各个子区依据将子区内的水系点数据进行统计之后依照全区的方法计算)详细见表2。通过对全区、各子区元素分析对比研究,取得如下认识:(1)全区Cv值>1的元素As、Cu、Hg、Sb、Ti、V,说明这些元素离散程度较大,元素易于聚集成矿。(2)根据各子区背景值与全区进行比较结果来看,P2-3子区内所有元素背景值Xp>X0,说明各元素均易聚集在P2-3子区中,所以将P2-3子区作为主要成矿地层;J1-K1子区所有元素背景值除Sn,XJ-K<X0,J1-K1可作为Sn的主要成矿地层;N1-K1子区中除Cd、Sn、Ti、Zn外,其余元素XN-K>X0,说明除了Cd、Sn、Ti、Zn外其余元素受风化作用影响较大,易因淋溶作用发生迁移。(3)从各变异系数来看P2-3子区中,As、Sb变异系数Cv>1,J1-K1子区中As、Bi、Co、Ti变异系数Cv>1,元素分布离散程度强,易于在该子区内富集,尤其是在P2-3子区内更易出现As、Sb相应的矿种。在N1-K1子区中,As、Co、Cr、Mn、Ti离散程度较大,可能受蛟河盆地大型构造作用影响,使得元素大量聚集。

3.3元素的共生组合特征

R型聚类分析:利用全区的数据绘制了R型相关系数聚类分析谱系图(图3)。在0.6相关水平下可分为两个大组:Co、Mn、Pb、As、Sb、Ag、Mo为一组;Ti、Zn、Cr、Ni、Cu、V为一组;Hg、W、Bi、Cd、Sn、Au与其他各个元素不相关。根据数据可以看出Co、Mn相关性最大为0.862,同时Ag、Co、Mn、Pb、Sb、As等元素相互之间的强相关性(>0.5),与第一组组合元素相吻合,而Mo与这几个元素相关性要差一些都在(0.3~0.5)之间,恰好对应R型聚类分析的第一种情况;Ti、Zn、Cr、Ni、Cu、V相互之间也是强相关性(>0.5),与第二组元素相吻合;同时Sn与Co、Ni、Sb、V等元素呈现负相关,Sn的富集晕应与Co、Ni、Sb、V元素的富集晕的成因相悖。若出现Sn与Co、Ni、Sb、V等异常套合在一起,说明此地受多期地质作用影响,成矿因素较为复杂,富有成矿潜力。

4异常评价

4.1单元素异常圈定及筛选

异常下限为背景值加1.65倍的标准差。全区采用异常下限值勾绘异常,3个子区分别统计出异常下限值,确定异常下限,勾绘异常。并以异常下限的1倍、2倍、4倍划分异常外、中、内带。

4.2水系地球化学异常特征

根据以上总结,本工作区大体分布如下:(1)位于蛟河两边的大断裂带附近,如红旗桥-团结-张家屯、东小蛟河-八虎村、靠山村-南岗子、松江镇等地区的地球化学异常以元素Ti、Zn、Cr、Ni、Cu、V等元素,这些元素易受淋溶作用向K1沉积岩聚集。(2)位于工作区西北,西南,中二叠统糜棱岩化带,如柳树沟、爱林、荒格子等地区的地球化学异常组合以Ag、Co、Mn、Pb、Sb、As元素为主。(3)位于中二叠统地层与中侏罗花岗岩断层接触带上,如三家沟~登场、罗家村~保家沟等地区地球化学异常,以Ag、Co、Mn、Pb、Sb、As、Au、Cu、Zn、Au等元素的异常,推测为矿质异常。

4.3元素地球化学分布特征

地球化学图用水系地形图作为底图,以单元素数据勾绘等量线成图,比例尺为1﹕50000。分析质量参数表中增加了样品分析单位。将数据依照X-2.5s,X-1.5s,X-0.5s,X+0.5s,X+1.5s,X+2.5s划分为强低值区,低值区,低背景区,背景区,高背景区,高值区,强高值区。第一组组合元素Co、Mn、Pb、As、Sb、Ag、Mo高背景值区主要分布位于宋家堡子西部中二叠统地层总体呈东西向分布以及蛟河盆地西侧断层,蛟河盆地东侧南小蛟河到马鞍山附近呈东北-西南方向分布,低背景值区沿老爷岭方向北东向相间分布以及东南角花岗岩山区,在地形上来看,低背景值区海拔相对较高,且以花岗岩为主,强高值区多沿构造方向分布,推测受断裂作用影响较大。第二组合元素Ti、Zn、Cr、Ni、Cu、V,高背景值区主要分布于宋家堡子幅西部中二叠统地层,王家岗中部马屁股山中二叠统和侏罗世花岗岩断层接触带附近,柳树河幅东南角,马鞍山附近以及拉法山西部同乐村附近,高背景值区近球形或方形分布没有明显的方向性。低背景值区多位于高值区北部,除拉法山近南北向外,多呈现东西向展布,其特征近似平行于强高值区。Au元素其数据相差较大,即Au元素在空间中极端集中,全区罕见的以低背景值区为主,高背景值区与强高值区相差不大,其分布沿蛟河盆地主构造区域分布,多呈北东-南西向分布。W、Hg元素强高值区宋家堡子西部中二叠统地层总体呈东西向分布以及蛟河盆地西侧断层,蛟河盆地东侧南小蛟河到马鞍山附近包括西南角康大砬子闪长玢岩区呈东北~西南方向分布,低值区北部天岗,拉法山,老爷岭,南部乌林镇等地区,多呈现包围状,将高值区包围其内部。Sn元素强高值区位于北部天岗镇南部,老爷岭及中二叠统与早侏罗花岗岩交界地带,多呈东西向,推测Sn与早侏罗花岗岩侵入运动有关,其低背景值地区分布较为杂乱无明显特征。从总体来说,大多数元素多集中富集在宋家堡子西部中二叠统地层总体呈东西向分布以及蛟河盆地西侧断层,蛟河盆地东侧南小蛟河到马鞍山附近,而其低背景值区多位于,天岗北侧,老爷岭附近,即中二叠统周边的早侏罗花岗岩区。由此可以推测,元素受构造作用影响,使得早侏罗花岗岩地区向构造区如蛟河盆地地区,及老地层中二叠统地层中运移。

5重点综合异常地球化学特征

5.1三家沟-登场异常

该异常区于中二叠大河深组和范家屯组,以及中侏罗花岗闪长岩接触带上,该处接触带上经后期构造作用产生长距离的断层接触,地质条件复杂,该异常呈椭圆状近北东向展布,异常面积达1.08Km2,由Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mn、V、Ti、Co、Ni、Cr、Cd、W、Mo、Sn、As、Sb、Bi、Hg等19种元素组成,NAP排序为Co15.85>Mo9.25>Sb6.31>Cr5.07>Pb4.54>V3.76>Ag3.75>Zn2.45>Ti1.72>As0.83>Au0.81>Cd0.77>W0.32,Au元素异常为内带,最高值为5.90×10-9;Au元素异常为内带,最高值为115.00×10-6;Bi元素异常为内带,最高值为2.24×10-6;Cd元素异常为内带,最高值为2.49×10-6;Co元素异常为内带,最高值为94.80×10-6;Co元素异常为内带,最高值为91.10×10-6;W元素异常为内带,最高值为14.70×10-6;其中Mn、Pb、As为中带,其它元素异常均为外带。该处地处中二叠统范家屯组与侏罗纪正长花岗岩接触带上,异常区内有北东向断层和北西向断层穿过,异常套合较好,多种元素具有明显分带,推测为岩浆热液型矿床,主攻矿种Au、Ag、Cu、Pb等多金属元素。

5.2爱林异常区

该异常呈区位于爱林村东侧椭圆状近北东向展布,由Ag、As、Au、Cd、Cr、Ni、Sb、Ti、W、Zn共10种元素组成,Au元素异常面积2.01km2,平均值为6.16×10-9,最高值为23.00×10-9;其它元素异常均为外带。异常区内岩性较为单一为中二叠统范家屯组,但异常区东侧有侏罗纪二长花岗岩侵入,面积达3.29Km2。NAP排序Au12.49>W5.17>Cr3>Ti2.17>As2.07>Ni1.39>Zn0.96>Sb0.54>Ag0.26>Cd0.1推测为Au等多金属矿质异常,主攻Au、W元素。

6结论

本工作区异常元素组合受中二叠统糜棱岩化带和蛟河大断裂等地质作用控制。使得元素异常整体呈东北~西南方向分布,以及西部糜棱岩化分布较多。异常的发生发展受岩浆岩和地层滑脱构造密切相关。根据异常区地质地球化学特征,对测区各地质体的成矿远景进行分析,找到有力靶区两处。

参考文献

[1]董书田,王庆杰,王文成,等.蛟河县幅K-52-21:20万地球化学说明书:水系沉积物测量[R]吉林省地质矿产局第5地质调查所,1986年.

[2]徐公愉,方文昌,崔斗烈,等.吉林省区域地质志[R]吉林省地质矿产局,1984.

[3]李东津,等.吉林省岩石地层[R]吉林省地矿局,1997.

[4]谭亲平,夏勇,谢卓君,等.Excel在地球化学数据处理中的高级应用[J]物探化探计算技术,2018.

作者:高博 刘浩 王存柱 郑大贺 任龙 单位:武警黄金一支队

 

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