劉寶山， 趙立國

(黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院，哈爾濱 150036)

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黑河市大新屯土壤地球化學(xué)測量應(yīng)用及找礦效果*

劉寶山， 趙立國

(黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院齊齊哈爾分院，哈爾濱 150036)

摘要：在1：5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，通過在黑河市大新屯一帶進(jìn)行土壤地球化學(xué)測量，確定該區(qū)各元素異常下限值并圈定地球化學(xué)異常，發(fā)現(xiàn)Au、Ag、As、Sb、Hg等有價(jià)值的地球化學(xué)異常1處。通過分析Au元素地球化學(xué)異常找礦潛力并經(jīng)施工槽探查證，發(fā)現(xiàn)異常濃集中心與礦體吻合較好，異常長軸與礦體走向一致，異常區(qū)發(fā)現(xiàn)1條長約900m 的金礦體，2條長100余米的銻礦體。這表明土壤地球化學(xué)測量在大新屯礦區(qū)找礦效果顯著，在大小興安嶺淺覆蓋區(qū)，運(yùn)用土壤地球化學(xué)測量方法找礦值得進(jìn)一步推廣。

關(guān)鍵詞：黑河市；大新屯；土壤地球化學(xué)測量；找礦效果；大小興安嶺

近年來黑龍江省加大了找礦力度，于2005年始在大小興安嶺地區(qū)開展若干項(xiàng)1：5萬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作，先后發(fā)現(xiàn)了若干個(gè)金及多金屬礦(化)點(diǎn)，經(jīng)后續(xù)勘查工作部分礦點(diǎn)已成為具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦床，如大新屯金礦床、永新金礦床、旁開門金礦床、鹿鳴大型鉬礦床、叉路口大型鉬礦床等。這些礦床是在1：50000地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作基礎(chǔ)上，利用土壤地球化學(xué)測量，配合物探等手段發(fā)現(xiàn)的，尤其在植被發(fā)育覆蓋層較厚的大小興安嶺地區(qū)，土壤地球化學(xué)測量方法是最直接、最經(jīng)濟(jì)的找礦方法，因而在大小興安嶺覆蓋區(qū)尋找金屬礦床具有廣泛的應(yīng)用前景。

大新屯礦區(qū)位于多寶山—黑河北東向成礦帶，該成礦帶礦產(chǎn)資源豐富，具有優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件和良好的找礦前景[1]。目前，本項(xiàng)目在大新屯礦區(qū)新元古代北寬河組地層中發(fā)現(xiàn)1條長度900余米的金礦體及2條100多米的輝銻礦體，礦體產(chǎn)出部位與土壤測量圈定的金、銀、銻等元素異常濃集中心吻合，表明利用土壤地球化學(xué)測量在該區(qū)找礦效果顯著。本文以大新屯礦區(qū)為例，探討土壤測量對黑龍江省北部淺覆蓋區(qū)尋找金及多金屬礦床的找礦效果，對在大小興安嶺淺覆蓋區(qū)進(jìn)一步推廣運(yùn)用土壤地球化學(xué)測量方法找礦具有重要意義。

1礦區(qū)地質(zhì)特征及地球化學(xué)條件

礦區(qū)位于落馬湖微地塊東端，黑龍江深大斷裂發(fā)育在礦區(qū)東側(cè)，嫩江至新開嶺斷裂經(jīng)過礦區(qū)南側(cè)[2]。區(qū)域出露的地層主要為新元古代北寬河組、中—上泥盆統(tǒng)根里河組、下白堊統(tǒng)龍江組，其中新元古代北寬河組為礦區(qū)含礦地層。侵入巖主要為晚三疊世的二長花崗巖及中侏羅世花崗閃長巖，這些侵入巖體大面積分布在礦區(qū)西側(cè)，區(qū)域性脈巖主要為細(xì)粒閃長巖。

礦區(qū)出露的地層主要為新元古代北寬河組，巖石類型組合為二云母片巖、砂質(zhì)板巖及大理巖，地層產(chǎn)狀傾向南西，傾角35°～60°，以低角度產(chǎn)狀為主。二云母片巖、砂質(zhì)板巖、大理巖多具片理化，硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等蝕變沿片理發(fā)育(圖1)。礦區(qū)侵入巖為石英脈及閃長質(zhì)脈巖，石英脈產(chǎn)于礦體下盤，閃長質(zhì)巖脈發(fā)育于礦體上盤，兩脈巖呈北西—南東走向，產(chǎn)狀多較緩，多與北寬河組地層片理傾角一致[3]。

圖1　大新屯礦區(qū)地質(zhì)簡圖[3]Fig.1　Simplified geologic map of the Daxintun mining area1-二云母片巖；2-砂質(zhì)板巖；3-大理巖；4-石英脈；5-閃長巖；6-金礦體；7-銻礦體；8-地質(zhì)界線；9-產(chǎn)狀

北西向斷裂構(gòu)造是礦區(qū)的主體構(gòu)造，斷裂走向320°左右，局部走向略有變化，傾向南西，傾角35°～55°，空間展布顯示其具有張扭性特點(diǎn)。

礦區(qū)圍巖蝕變主要為硅化、黃鐵礦化、絹云母化、輝銻礦化，碳酸鹽化等蝕變，與金關(guān)系密切的蝕變?yōu)楣杌⑤x銻礦化。

礦區(qū)景觀地球化學(xué)屬于黑龍江森林沼澤景觀地球化學(xué)區(qū)的黑河—孫吳低山丘陵亞景觀類型[4]。該亞景觀類型屬島狀多年凍土區(qū)，土壤較發(fā)育，土壤層位齊全，分層明顯，土壤類型屬于棕色針葉林土。腐殖層厚15～30cm，富含有機(jī)質(zhì)；B層為黃褐色或紅棕色砂質(zhì)土壤，厚度不等；C層為淺棕黃色砂礫土。

2土壤測量工作方法

2.1樣點(diǎn)布設(shè)、樣品采集

區(qū)域開展1:50000水系化探掃面工作，對水系沉積物不發(fā)育地段采取土壤樣品替代。水系采樣點(diǎn)布設(shè)在一級水系上，二級水系布設(shè)少量控制樣品，三級水系基本不采集樣品，每平方千米網(wǎng)格狀布設(shè)4～6個(gè)樣點(diǎn)，利用水系測量成果圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)，縮小找礦靶區(qū)。針對水系沉積物測量圈定的找礦靶區(qū)開展面積性土壤測量，大新屯礦區(qū)土壤測量面積4.0 km2，測量網(wǎng)度線距200 m，點(diǎn)距40 m。

黑龍江省大小興安嶺地區(qū)土壤采樣層位均確定在B層下部[5-6]，礦區(qū)采樣深度40～55 cm，采樣介質(zhì)為細(xì)砂、含礫砂粘土、含砂粘土等，樣品原始重量>500 g。

2.2樣品粒級確定

元素富集粒度與元素地球化學(xué)行為、存在形式和異常性質(zhì)密切相關(guān)，樣品粒級的選擇對確定金及多金屬礦種具有指示作用[7]。大小興安嶺地區(qū)Au、Ag、Zn、Pb、Sb、Mo 等元素主要富集于-10～+60目粒級，礦化地段異常顯示良好[8]。與大新屯礦區(qū)處于同一成礦帶上，且距工作區(qū)較近的三道灣子金礦土壤中Au、Ag元素在B2層中-40目粒級有利于Au的次生富集[9]。工作區(qū)依據(jù)1：5萬大新屯礦產(chǎn)調(diào)查成果[10]，確定B層下部-10目粒級中Au元素含量襯度較大、礦體上方元素異常特征與實(shí)際地質(zhì)情況吻合較好，能更明顯的反映礦致異常。所以每個(gè)工作區(qū)應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)背景、土壤層元素含量變化等情況確定采樣粒度。

2.3樣品加工

對野外采集回的樣品及時(shí)曬干，并對樣品進(jìn)行揉搓，膠結(jié)的樣品用木棒敲打使之解體。樣品干燥好以后過篩，過篩粒級為-10目，將樣品混勻，過篩后樣品及時(shí)裝入寫有標(biāo)簽的紙袋內(nèi)，樣品重量不小于150g。每篩過一個(gè)樣品后認(rèn)真清篩，以免樣品間的污染。按順序填寫送樣單，及時(shí)送出分析樣品化驗(yàn)，分析元素為Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Bi。

2.4背景值及異常下限的確定

異常背景值和異常下限的確定有多種方法，如剖面圖解法、直方圖解法、概率格紙圖解法、計(jì)算法等，本次工作利用Excel軟件采用計(jì)算法。

異常圈定方法及原則是在原始數(shù)據(jù)圖上采用含量內(nèi)插法，異常下限確定為背景值+2倍標(biāo)準(zhǔn)離差。濃度分帶按異常下限的1、2、8倍勾繪異常等含量線，2倍異常下限數(shù)值為異常中帶分界值，大于8倍異常下限值圈為異常內(nèi)帶。分析數(shù)據(jù)全部采用微機(jī)處理，利用MAPGISL軟件電腦圈定異常圖件，并對異常曲線進(jìn)行手動(dòng)修飾。

各元素背景值、異常下限及等值線間距統(tǒng)計(jì)見表1。在制做異常圖件時(shí)，為突出各元素異常的套合關(guān)系及與地質(zhì)單元、控礦構(gòu)造的關(guān)聯(lián)性，部分元素對異常下限適當(dāng)調(diào)整。

表1　土壤地球化學(xué)測量各元素參數(shù)

3土壤化學(xué)異常分析

3.1相關(guān)性分析

對原始土壤地球化學(xué)數(shù)據(jù)利用標(biāo)準(zhǔn)化公式、相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式及加權(quán)平均計(jì)算公式進(jìn)行相關(guān)分析計(jì)算求得相關(guān)矩陣，經(jīng)分析主成礦元素 Au、Sb與其它伴生元素在含量上呈正相關(guān)關(guān)系，其中 Au與 As的相關(guān)系數(shù)為0.631 ，Sb與Hg的相關(guān)系數(shù)為0.662，主成礦元素Sb和伴生元素Hg首先聚類，其次是 Zn與Cu、Au與As聚類。綜合分析，與本礦床最為密切的是Au、As、Sb、Hg、Ag元素，Ag與Au、As、Sb、Hg相關(guān)性也較強(qiáng)。As、Sb、Hg作為尋找金礦的遠(yuǎn)程指示元素與Au元素緊密相關(guān)， As、Sb、Hg元素異常發(fā)育且與Au套合較好時(shí)預(yù)示工作靶區(qū)有較大金礦體存在[11]，表明本研究區(qū)尋找金礦潛力巨大。高溫元素W與低溫元素(Au、Ag、As、Sb)的相關(guān)性，表明在高溫?zé)嵋夯顒?dòng)下，Au、Ag、As、Sb等低溫元素進(jìn)一步發(fā)生活化遷移富集，有利于金礦體的形成。

3.2異常特征剖析

Au、Ag、As、Sb、Hg元素異常重合較好，濃集中心大體一致，濃集中心明顯且比較連續(xù)，異常呈北西—南東向長條帶狀展布(圖2)，各元素異常長軸長度及短軸寬度均十分接近，長約1.5 km，寬約0.5 km，組合異常面積3.82 km2，主成礦元素以Au、 Sb為主， Sb平均值為37.49×10-6，最高值為730.44×10-6， Au平均值為51.93×10-9，最高值為140.0×10-9。異常區(qū)內(nèi)有含礦地層新元古界北寬河組云母片巖、砂質(zhì)板巖及大理巖出露，另有平行礦體的閃長玢巖、石英脈產(chǎn)出。經(jīng)槽探揭露、鉆探深部控制，在異常區(qū)發(fā)現(xiàn)多處金、銻礦體。主金礦體走向長900 m，傾向控制320 m中段仍未封閉，輝銻礦體規(guī)模較小，但無論地表還是深部都有出露。金、銻元素異常峰值與礦體產(chǎn)出位置吻合，異常為金、銻礦體引起，為礦致異常(圖3)。

圖2　土壤地球化學(xué)異常圖Fig.2　Map of pedogeochemical anomalies

圖3　35線土壤測量Au、Ag、As、Sb、Hg元素異常曲線與礦體產(chǎn)出位置Fig.3　Anomaly curves of Au, Ag, As, Sb and Hg and the cross section of occurrence positions of orebodies along soil survey line 35

4工程查證

對金異常區(qū)地表按照100～200 m間距垂直異常進(jìn)行槽探驗(yàn)證，施工完成了探槽9TC14、0TC8、10TC2、30TC6、40TC8、60TC1等工程。工程揭露情況表明，金礦體產(chǎn)于二云母片巖破碎帶內(nèi)，破碎帶寬度越大金礦體斜厚度越大，礦體長900余米，向南東一側(cè)礦體未封閉，同時(shí)該金礦體伴生的銀、銻組分部分含量品位已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其工業(yè)品位。平行金礦體發(fā)育兩條輝銻礦體，礦體產(chǎn)于強(qiáng)烈硅化蝕變大理巖內(nèi)，礦體長度100余米，最高品位28.7%。在深部利用鉆探工程對金礦體進(jìn)行了追索，發(fā)現(xiàn)礦體傾斜延伸至320 m中段仍未封閉。

5結(jié)論

(1)土壤地球化學(xué)測量方法找礦效果明顯，具有找礦見效快、成本低，效果好等優(yōu)點(diǎn)。選擇正確的土壤地球化學(xué)測量方法，可縮小找礦靶區(qū)，為進(jìn)一步找礦勘查工程布設(shè)提供依據(jù)。

(2)通過對土壤地球化學(xué)元素的相關(guān)分析，認(rèn)為新屯礦區(qū)土壤地球化學(xué)異常組合主要為 Au、Ag、As、Sb、Hg元素異常，其中低溫元素Au、As、Sb、Hg元素相關(guān)最明顯。

(3)通過對大新屯礦區(qū)土壤地球化學(xué)異常進(jìn)行工程查證，異常濃集中心與礦體吻合較好，異常長軸反映了礦體走向延伸，土壤地球化學(xué)測量在大新屯區(qū)找礦效果顯著，在淺覆蓋區(qū)找礦值得進(jìn)一步推廣。

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DOI:10.16788/j.hddz.32-1865/P.2016.02.010

* 收稿日期：2015-05-28改回日期：2015-08-17責(zé)任編輯：汪建寧

基金項(xiàng)目:黑龍江省黑河市大新屯金多金屬礦普查(編號：2009230006)。

第一作者簡介：劉寶山，1970年生,男,高級工程師,從事礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查與研究工作。

中圖分類號：P632+.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2096-1871(2016)02-152-05

Application of pedogeochemical survey in the Daxintun area Heihe City and its prospecting effect

LIU Bao-shan, ZHAO Li-guo

(QiqiharBranch,ResearchInstituteofRegionalGeologicalSurveyofHeilongjiang,Harbin150036,China)

Abstract：Based on the 1:50000 scale regional geological survey in the Daxintun area, Heihe, this study has defined the element anomaly threshold values using pedogeochemical survey, and delineated geochemical anomalies areas, one of which was discovered with intensive anomaly of Au, Ag, As, Sb and Hg. By analyzing the prospecting potential of Au geochemical anomaly and verifying by trenching, it is found that the abnormal concentration center coincides with orebody, with the long axis direction of anomaly consistent with the trend of orebody. One 900 m-long gold-bearing orebody and two 100 m-long Au-bearing orebodies have been found in the abnormal area, indicating that pedogeochemical survey has remarkable prospecting effect in the Daxintun area. Therefore, pedogeochemical survey method can be used in the Daxing'an and Xiaoxing′an Mountains and is worth further promoting in exploration of shallow covered areas.

Key words:Heihe City; Daxintun area; pedogeochemical survey; prospecting effect; Daxing′an and Xiaoxing′an Mountains