侯春秋，巫曉兵，李澤琴，張遵遵

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川成都 610081;2.四川省能源投資集團(tuán)，四川成都 610016;3.成都理工大學(xué)，四川成都 610059;4.武漢地質(zhì)調(diào)查中心，湖北武漢 430205)

0 引言

拉薩－澤當(dāng)?shù)貐^(qū)位于岡底斯－拉薩巖漿弧(Ⅰ1－2)，是岡底斯成礦帶的重要組成部分(潘桂棠等，2002)。該區(qū)經(jīng)歷了岡瓦那古陸北緣泛非運(yùn)動(dòng)以來(lái)長(zhǎng)期的沉積－構(gòu)造演變，尤其是受三疊紀(jì)以來(lái)特提斯洋盆的擴(kuò)張、消減、閉合，以及喜馬拉雅陸塊與岡底斯陸塊的強(qiáng)烈碰撞造山運(yùn)動(dòng)和大規(guī)模的隆升、伸展、拆離、旋扭走滑作用，造就了本區(qū)沉積作用類型復(fù)雜，巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用強(qiáng)烈，構(gòu)造層次、構(gòu)造變形、構(gòu)造形式、構(gòu)造組合復(fù)雜多樣，從而使該區(qū)具備了良好的成礦地質(zhì)條件。隨著該區(qū)研究的深入，地表礦幾乎被完全發(fā)現(xiàn)，在此情況下，如何尋找盲礦即如何合理提取低背景值地區(qū)的化探異常信息，已經(jīng)成為化探、成礦預(yù)測(cè)和地質(zhì)勘查找礦所面臨的核心問(wèn)題。文章引入地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)理論和方法，合理提取拉薩－澤當(dāng)?shù)貐^(qū)的Pb、Zn礦致異常信息，并結(jié)合該區(qū)成礦地質(zhì)背景分別對(duì)Pb、Zn進(jìn)行異常評(píng)價(jià)。

1 地質(zhì)概況與礦產(chǎn)特征

1.1 地質(zhì)概況

拉薩－澤當(dāng)?shù)貐^(qū)位于青藏高原中南部，大地構(gòu)造背景屬于“岡底斯－拉薩巖漿弧(Ⅰ1－2)”(潘桂棠等，2002)。該區(qū)斷裂褶皺較發(fā)育，構(gòu)造線的方向主要為NW－SE和NE－SW。本區(qū)中生代地層發(fā)育，其余各時(shí)代地層出露不全，主要分布有葉巴組、林布宗組、塔克那組、楚木龍組等地層;另外，該區(qū)經(jīng)歷了侏羅紀(jì)島弧造山、白堊紀(jì)陸緣弧疊加、古近紀(jì)碰撞造山、新近紀(jì)巖漿－變形等構(gòu)造－巖漿事件，形成了現(xiàn)今厚達(dá)70～80 km的巨厚地殼和長(zhǎng)達(dá)1500 km的岡底斯巖漿帶(侯增謙等，2005)。根據(jù)侵入巖出露的構(gòu)造位置以及巖石基本特征，研究區(qū)的巖漿巖由北往南分別歸屬于念青唐古拉弧背斷隆構(gòu)造巖漿亞帶和拉達(dá)克－岡底斯－下察隅－墨脫構(gòu)造巖漿亞帶2個(gè)構(gòu)造－侵入巖單元，但大部分歸屬于拉達(dá)克－岡底斯－下察隅－墨脫構(gòu)造巖漿亞帶。巖體和巖脈在該區(qū)分布廣泛，其中寒武紀(jì)的片麻狀花崗巖(γg )在該區(qū)都有零星出露，但在南部分布相對(duì)較多;白堊紀(jì)的灰綠玢巖(βμK2)、流紋斑巖(λπK2)和安山玢巖(αμK2)等燕山期的巖體主要出露在研究區(qū)中部偏東;古新世的閃長(zhǎng)巖(δE1)和花崗巖(γE1)、始新世的閃長(zhǎng)巖(δE2)和花崗巖(γE2)等喜山期的巖體分布最為廣泛。

1.2 礦產(chǎn)特征

拉薩－澤當(dāng)?shù)貐^(qū)屬于岡底斯成礦帶東段北礦帶，該區(qū)的礦化以鉛鋅多金屬為主(孟祥金等，2003)，總體上呈東西向分布(臧文栓等，2007)，鉛鋅礦床(點(diǎn))成因類型有矽卡巖(接觸交代)型、熱液型、斑巖型等。其中以矽卡巖(接觸交代)型為主，該成因類型的鉛鋅銅多金屬礦被燕山晚期、喜山期的黑云母花崗巖(花崗斑巖、石英斑巖)巖漿活動(dòng)所控制(唐菊興，2009)，主要分布于拉薩－沃卡成礦亞帶西北部的新嘎果一帶，礦(化)體主要賦存在燕山期中酸性花崗閃長(zhǎng)巖、黑云二長(zhǎng)花崗巖與白堊紀(jì)塔克拉組、設(shè)興組碳酸鹽巖的接觸帶上或破碎蝕變帶中。在卻桑－松多成礦亞帶中，矽卡巖(接觸交代)型有幫浦鉛鋅礦，礦體賦存在喜馬拉雅期花崗斑巖與中二疊世洛巴堆組大理巖的接觸帶上，后因斷層影響而成為破碎蝕變帶，成礦期為喜馬拉雅期。熱液型鉛鋅礦(化)點(diǎn)主要分布于拉薩－沃卡成礦亞帶尼木、新嘎果一帶，礦(化)體產(chǎn)出形式多樣，白堊紀(jì)碎屑巖、碳酸鹽巖與燕山－喜馬拉雅期中酸性巖體的接觸帶上，構(gòu)造破碎帶中，巖體或地層的節(jié)理裂隙中均有賦存，總體成礦與熱液和構(gòu)造有關(guān)，特別是巖漿熱液和次級(jí)斷裂，成礦期主要為燕山期－喜馬拉雅期。斑巖型鉛鋅礦較少，礦(化)體賦存于燕山期花崗閃長(zhǎng)巖與前奧陶紀(jì)岔薩崗巖組的內(nèi)外接觸帶上和喜馬拉雅期黑云母二長(zhǎng)花崗巖與花崗閃長(zhǎng)巖的接觸帶上，后因構(gòu)造影響多呈破碎蝕帶。

2 地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)理論

成礦能量(礦化能量)首先是由薩伏洛諾夫提出的，它是指成礦元素在地質(zhì)作用或成礦作用過(guò)程中被消耗的各種能量(欒世偉，1982)。

在“元素成礦能量”研究的基礎(chǔ)上，“地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)”理論被提出，它的主要內(nèi)容是:以礦化元素在地質(zhì)作用過(guò)程中，從原始分散狀態(tài)(克拉克值)到富集狀態(tài)被消耗的(礦化)能量的空間結(jié)構(gòu)(空間相關(guān))為核心，以區(qū)域化變量(礦化消耗的能量值即“礦化能量值”)為基本點(diǎn)，以變異函數(shù)為基本工具，運(yùn)用隨機(jī)函數(shù)研究區(qū)域化變量(礦化能量)的空間分布的結(jié)構(gòu)性與隨機(jī)性(王仁鐸等，1988;孫洪泉，1990;巫曉兵，1994;孫洪泉，1997;趙鵬大，2004)。

在實(shí)際地質(zhì)工作中Z(x)是非平穩(wěn)的，對(duì)于非平穩(wěn)的區(qū)域化變量Z(x)可以分解為“漂移”和“剩余”兩部分，即公式(1):

其中Z(x)－區(qū)域化變量，m(x)－漂移，R(x)－剩余。

當(dāng)假定隨機(jī)函數(shù)Z(x)為二階平穩(wěn)的二個(gè)條件成立時(shí)，則剩余R(x)的變異函數(shù)存在，公式簡(jiǎn)寫(xiě)如下:

其中rr(h)－變異函數(shù)，x－每一點(diǎn)的值，h－向量值(步長(zhǎng))。

G·Matheorn教授已證明，在0＜h＜a的變程范圍，可直接把 r(x，h)=E［Z(x+h)－Z(x)］2曲線作為rR(h)，也就是作為Z(x)的非平穩(wěn)變異函數(shù)來(lái)利用(王仁鐸等，1988)。

這樣就有:

文章根據(jù)移動(dòng)平均來(lái)求得背景曲面m*(x)，其窗口大小由變異函數(shù)所估計(jì)的變程來(lái)確定，最后由原始數(shù)據(jù)曲面(即:Z*(x))與背景曲面相減，進(jìn)而得到剩余異常R(x)。

3 研究區(qū)鉛鋅地球化學(xué)異常信息提取

3.1 求取鉛鋅元素的礦化能量值

研究區(qū)鉛鋅元素的礦化能量值通過(guò)公式(4)(欒世偉，1982;斯梅斯洛夫，1985;溫世明，1987;陳履安，1989;黃永泉，2000;楊利民，2008)來(lái)求取:

其中ΔFn－成礦能量，K－元素富集系數(shù)。

3.2 異常信息提取

根據(jù)移動(dòng)平均來(lái)求得背景曲面m*(x)(如圖2和圖3)，其窗口大小由變異函數(shù)所估計(jì)的變程(如表1)來(lái)確定，最后由原始數(shù)據(jù)曲面(即:Z*(x))與背景曲面相減，進(jìn)而得到剩余異常R(x)(如圖4和圖6)。

從圖中可以看出:(1)鉛鋅異常的濃集中心明顯，規(guī)模較小。(2)從鉛和鋅的異常圖和背景圖對(duì)比可以看出，在低背景值地區(qū)也有很好的異常存在。

表1 拉薩－澤當(dāng)?shù)貐^(qū)鉛、鋅礦化能量半變異函數(shù)特征表Table 1 Semivariogram showing lead and zinc mineralization energy for the Lhasa-Zedang area

3.3 結(jié)果對(duì)比分析及驗(yàn)證

文章把用地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)理論和方法所圈定的鉛和鋅的異常圖(圖4和圖6)同常規(guī)方法(斯梅斯洛夫等，1985;羅先熔等，2007)所圈定的鉛和鋅的異常圖(圖5和圖7)進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明兩者存在一定的一致性，也具有相當(dāng)大的區(qū)別:

(1)一致性:從結(jié)果對(duì)比中可以看出，地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)法所圈定的異常和用常規(guī)方法所圈定的異常都呈帶狀展布，大致方向是一致的。

(2)區(qū)別:常規(guī)方法是將背景值和異常下限作為一個(gè)常數(shù)來(lái)圈定異常，但大量的地質(zhì)事實(shí)表明，地球化學(xué)背景值和異常下限值不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)變量，因此沒(méi)有反應(yīng)出低背景值地區(qū)的異常(這些從圖件對(duì)比中也可以反應(yīng)出來(lái))。而地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)理論法勾繪的異常圖不僅異常范圍較集中，規(guī)模較小，濃集中心較為清楚、明顯，而且將低背景值地區(qū)的異常信息也較強(qiáng)的顯示出來(lái)，如:巴洛鉛鋅礦、果沙如澤鉛金礦在運(yùn)用常規(guī)方法所圈定的異常圖中僅有微弱的異常顯示，而在利用礦化能量場(chǎng)法所圈定的異常圖中卻有較強(qiáng)的異常反應(yīng)。另外，有些高背景值地區(qū)的異常在利用地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)法所圈定的異常中較常規(guī)方法所圈定的異常偏弱，但因其處于高背景值地區(qū)，文章仍然把它作為最好的異常。因此，用地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)法所圈定的異常不僅沒(méi)有漏掉高背景值地區(qū)的異常，而且把低背景值地區(qū)的異常也較強(qiáng)的反應(yīng)出來(lái)?？傊玫V化能量場(chǎng)法所圈定的異常更符合地質(zhì)實(shí)際，有利于縮小找礦靶區(qū)，能夠較準(zhǔn)確地判斷礦化異常。

3.4 異常分級(jí)

根據(jù)對(duì)區(qū)域鉛鋅地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)的研究所勾繪的研究區(qū)的鉛鋅異常分布圖(圖4和圖6)，結(jié)合其背景圖以及拉薩－澤當(dāng)?shù)貐^(qū)的地質(zhì)實(shí)際，將研究區(qū)的鉛鋅異常分為三類:

Ⅰ級(jí):異常富集中心最為明顯，或者異常中心較明顯、處于高背景值地區(qū)，且異常規(guī)模大，異常圈定性好。

Ⅱ級(jí):異常富集中心較明顯，異常圈定性較好，但異常規(guī)模相對(duì)較小。

Ⅲ級(jí):異常富集中心有顯示，異常有一定規(guī)模，異常圈定性好，呈星點(diǎn)狀散布。

圖4 拉薩－澤當(dāng)?shù)貐^(qū)Pb地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)異常分布圖Fig.4 Anomaly map showing Pb geochemical mineralization energy in Lhasa-Zedang

該異常分級(jí)方法一方面重點(diǎn)兼顧了低背景值地區(qū)的異常信息，另一方面也沒(méi)有漏掉高背景值地區(qū)的異常。圖8和圖9是用礦化能量場(chǎng)法所圈定的異常分級(jí)圖。

4 鉛鋅成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

根據(jù)以上劃分的異常類型和本區(qū)地質(zhì)實(shí)際，尤其是區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖、斷裂構(gòu)造等特征，將拉薩－澤當(dāng)?shù)貐^(qū)鉛鋅成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)區(qū)相應(yīng)地分為三級(jí):

Ⅰ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū):主要包括圖中的Ⅰ類異常區(qū)，結(jié)合前人資料，該區(qū)內(nèi)鉛鋅成因類型有矽卡巖(接觸交代)型、熱液型等，其中以矽卡巖(接觸交代)型為主。矽卡巖型礦(化)體主要賦存在燕山期中酸性花崗閃長(zhǎng)巖、黑云二長(zhǎng)花崗巖與白堊紀(jì)塔克拉組、設(shè)興組碳酸鹽巖的接觸帶上或破碎蝕變帶中和喜馬拉雅期花崗斑巖與中二疊世洛巴堆組大理巖的接觸帶上，后因斷層影響而成為破碎蝕變帶，成礦期為喜馬拉雅期。熱液型鉛鋅礦(化)體產(chǎn)出形式多樣，有的賦存于白堊紀(jì)碎屑巖、碳酸鹽巖與燕山－喜馬拉雅期中酸性巖體的接觸帶上，有的賦存在構(gòu)造破碎帶中，有的賦存在巖體或地層的節(jié)理裂隙中，總體成礦與熱液和構(gòu)造有關(guān)，特別是巖漿熱液和次級(jí)斷裂，成礦期主要為燕山期－喜馬拉雅期。

在Ⅰ級(jí)遠(yuǎn)景成礦區(qū)內(nèi)，鉛鋅異常主要出現(xiàn)于葉巴組、林布宗組、楚木龍組和麥隆崗組等地層區(qū)，以上地層是良好的鉛鋅礦賦礦地層;并且在大部分異常區(qū)內(nèi)，片理化巖發(fā)育，表明了斷裂構(gòu)造及其次級(jí)斷裂非常發(fā)育，燕山期、喜山期的中酸性巖體大面積出現(xiàn)且接觸帶上有矽卡巖化、角巖化等變質(zhì)作用。從圖8和圖9可以看出，該區(qū)應(yīng)是一條北東－南西方向展布的鉛鋅成礦帶，在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)礦床點(diǎn)的異常區(qū)可進(jìn)一步擴(kuò)大找礦范圍，未發(fā)現(xiàn)礦床(點(diǎn))的異常區(qū)可作為重點(diǎn)找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

圖9 鋅異常分級(jí)圖(礦化能量場(chǎng)法圈定的異常圖)Fig.9 Classification map showing Zn anomaly extracted with mineralization energy method

在Ⅱ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)，鉛和鋅的異常也主要展布在有利于鉛鋅成礦的地層區(qū)，也有燕山－喜山期的巖體出露，斷裂和變質(zhì)作用強(qiáng)，可作為次級(jí)找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

在Ⅲ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)，地層和巖體雖利于成礦，但鉛鋅異常較弱，且斷裂和變質(zhì)作用不發(fā)育，可作為后備的找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

5 結(jié)論

文章通過(guò)對(duì)西藏自治區(qū)拉薩－澤當(dāng)?shù)貐^(qū)1∶20萬(wàn)水系沉積物信息提取的研究，首次在西藏地區(qū)運(yùn)用地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)法合理提取化探異常，取得以下成果:

(1)將運(yùn)用地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)法勾繪的異常圖與運(yùn)用常規(guī)方法勾繪的異常圖相比較，表明了運(yùn)用地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)法圈定該地區(qū)的異常不僅行之有效，而且能夠在低背景值地區(qū)勾繪較明顯的礦致異常。

(2)用地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)圈定的異常不僅沒(méi)有遺漏低背景值地區(qū)的弱小異常，而且異常范圍、規(guī)模都有很明顯的集中、縮小。用此法還能合理的解釋低背景值地區(qū)有時(shí)發(fā)現(xiàn)大礦床的現(xiàn)象。

(3)在進(jìn)行異常分級(jí)時(shí)，應(yīng)將異常圖和背景圖結(jié)合起來(lái)，即將異常富集中心最為明顯或者異常中心不太明顯但處于高背景值地區(qū)作為最好的異常，不僅有效提取了低背景值地區(qū)的異常信息，另也沒(méi)有漏掉高背景值地區(qū)的異常。

(4)從地質(zhì)方面看，該區(qū)的礦化與熱液蝕變巖、次級(jí)斷裂構(gòu)造及喜山－燕山期的巖漿巖有關(guān)，這與運(yùn)用地球化學(xué)礦化能量場(chǎng)法所圈定的礦化范圍相一致。

(5)將劃分的異常類型與本區(qū)地質(zhì)實(shí)際，尤其是區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖、斷裂構(gòu)造等特征相結(jié)合，合理的識(shí)別出該地區(qū)的鉛鋅成礦有利地段。

致謝 研究及成文過(guò)程中，得到項(xiàng)目專家組成員李金高教授級(jí)高工、潘鳳雛教授級(jí)高工、惠廣領(lǐng)高級(jí)工程師、以及項(xiàng)目組成員等的指導(dǎo)和幫助，在此表示誠(chéng)摯的感謝。同時(shí)衷心感謝審稿專家和編輯部同志提出的寶貴意見(jiàn)與建議。

［注釋］

① 西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院一分院.2007.中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(1:250000)——拉薩市幅、澤當(dāng)鎮(zhèn)幅［R］.

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