趙武強,鄒先武,崔 森,湯朝陽,夏 杰,金世超,劉勁松,夏金龍
ZHAOWu-Qiang,CUI Sen,ZOUXian-Wu,TANGChao-Yang,XIAJie,JINShi-Chao,LIUJing-Song,XIAJin-Long
(中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心,武漢430205)
(Wuhan Center of China Geological Survey,Wuhan 430205,Hubei,China)
貴州松桃地區(qū)1∶5萬水系沉積物異常評價及找礦方向
趙武強,鄒先武,崔森,湯朝陽,夏杰,金世超,劉勁松,夏金龍
ZHAOWu-Qiang,CUI Sen,ZOUXian-Wu,TANGChao-Yang,XIAJie,JINShi-Chao,LIUJing-Song,XIAJin-Long
(中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心,武漢430205)
(Wuhan Center of China Geological Survey,Wuhan 430205,Hubei,China)
通過對貴州省松桃地區(qū)1∶5萬水系沉積物測量資料進行綜合處理,圈定了Pb、Zn、Cu等15種元素異常范圍,依據(jù)元素地球化學(xué)特征、元素相關(guān)性及在測區(qū)的共生組合關(guān)系劃分出親銅元素類、親鐵元素類及其他元素類三類。根據(jù)異常元素組合特征圈定出38個綜合異常,按其找礦意義大小對其進行了綜合異常分類評序,對其中具有較大找礦意義的重要綜合異常進行了評價。在此基礎(chǔ)上依據(jù)工作區(qū)已發(fā)現(xiàn)的礦床、礦點,結(jié)合全區(qū)地球化學(xué)元素分布特征,異常分布規(guī)律以及地質(zhì)背景因素等,將測區(qū)劃分為Ⅰ、Ⅱ兩級成礦遠(yuǎn)景區(qū),并劃分出5個找礦遠(yuǎn)景區(qū),為從總體上認(rèn)識和把握區(qū)內(nèi)地球化學(xué)特征及找礦信息提供了重要的線索,為該區(qū)今后地質(zhì)找礦工作提供了重要依據(jù)。
水系沉積物測量;異常評價;找礦遠(yuǎn)景區(qū);松桃;貴州
湘西黔東地區(qū)是我國著名的鉛鋅汞多金屬成礦帶[1-9],區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,礦化蝕變強烈,成礦地質(zhì)條件有利。貴州松桃地區(qū)位于該成礦帶的中部,緊鄰花垣等大型鉛鋅礦及貴州萬山大型汞礦等多金屬礦田,區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件有利,具有較好的找礦遠(yuǎn)景。筆者以1∶5萬水系沉積物測量[10-20]為基礎(chǔ),對區(qū)內(nèi)成礦元素地球化學(xué)特征進行初步分析,評價區(qū)內(nèi)異常找礦意義,根據(jù)綜合找礦信息提出找礦遠(yuǎn)景區(qū),為該區(qū)今后地質(zhì)找礦工作提供依據(jù)。
測區(qū)出露地層主要有青白口系馬底驛組(Qb1m)、通塔灣組(Qb1t)、五強溪組(Qb2w)、多益塘組(Qb2d)、百合壟組(Qb2b)、南華系富祿組(Nh1f)、古城組(Nh1g)、大塘坡組(Nh1d)、南沱組(Nh2n)、震旦系陡山沱組(Z1d)、燈影組(Z21d)、寒武系牛蹄塘組(1n)、石牌組(1s)、清虛洞組(1q)、高臺組(2g)、婁山關(guān)組(2-3)l、奧陶系南津關(guān)組(O1n)、紅花園組(Olh)、大灣組(Old)、牯牛潭組(O2-3g)、寶塔組(O3b)、志留系龍馬溪組(O3S1l)、新灘組(S1x)、羅惹坪組(S1lr)、白堊系(K)。
區(qū)域上的一級斷裂有花垣—張家界斷裂、麻栗場斷裂(為保靖—銅仁—玉屏深斷裂之北段),它們直接構(gòu)成了湘西弧形構(gòu)造帶(圖1),在區(qū)域上起著十分重要的控相和控礦作用[21-22]。
測區(qū)內(nèi)未見巖漿活動。
圖1 湘黔邊境地質(zhì)構(gòu)造略圖[21]Fig.1 The regional geological map ofarea between Hunan and Guizhou provinces
本次水系沉積物測量樣品采用正方形格子布樣系統(tǒng),在1∶5萬地形圖上以1 km2為一采樣大格,每大格平分為4個0.25 km2的采樣小格,每小格大致按1或2個樣品采集。采樣點盡量分布均勻,在地形切割相當(dāng)嚴(yán)重或十分陡峭區(qū),適當(dāng)空點,但可采區(qū)以不出現(xiàn)大格或不出現(xiàn)連續(xù)3個以上的空白小格(1/4大格)為原則,小格空格率低于5%。野外采用手持式GPS衛(wèi)星定位儀結(jié)合地形圖定點,定點誤差在圖上的平面誤差不大于2 mm。
根據(jù)1∶5萬水系沉積物測量規(guī)范,結(jié)合測區(qū)實際情況,本次水系沉積物測量平均采樣密度為4.26個/km2,采樣介質(zhì)為活性水系沉積物,主要為淤泥和粉砂。采樣粒級60目,采樣點基木布置在一級水系的末端和分支水系口上,采樣質(zhì)量過篩后為200 g。
樣品由國土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心采用無污染磨樣機加工至200目后,由該中心實驗室采用X射線-熒光光譜法、等離子體質(zhì)譜法、原子熒光光譜法等多元素分析配套方案,分析了Cu、Pb、Zn、Ni、Ag、Au、Cd、Mo、As、Sb、Bi、Hg、V、Ba、Se共15種元素。按質(zhì)量管理規(guī)范要求共插入202件國家一級水系沉積物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與樣品同步分析,除銀和硒的合格率分別為98.51%和99.50%外,其他元素結(jié)果合格率均為100%,總體合格率為99.87%。
3.1地球化學(xué)背景值及異常下限確定
采用迭代剔除法確定研究區(qū)元素背景值(表1)[14,23]。對測區(qū)內(nèi)15種元素全域數(shù)據(jù)集和成礦區(qū)數(shù)據(jù)集進行離群點(最高值、最低值)的迭代處理,以(Xˉ±3So)迭代,對大于Xˉ+3So或小于Xˉ-3So的值依次迭代,直到無離群數(shù)值可剔除為止,形成背景數(shù)據(jù)集,求出平均值(Xˉ)、標(biāo)準(zhǔn)離差(S)、變化系數(shù)(CV)。以背景數(shù)據(jù)集的平均值(Xˉ)作為背景值,以(Xˉ+2S)作為異常下限C0。
3.2異常圈定
通過對測區(qū)15種單元素變化、含量、分布特征進行統(tǒng)計、分析,按照所確定的各單元素異常下限,圈定出250處單元素異常,分析研究各元素相關(guān)性特征,按不同元素分類組合得到組合異常,以異常套合好、元素組合與礦體或地質(zhì)體關(guān)系密切的多個單元素異常進行重疊,構(gòu)成綜合異常。初步圈定出各類綜合異常計38處(表2,圖2)。
表1 松桃地區(qū)水系沉積物測量地球化學(xué)參數(shù)表Table 1 Geochemical parameters of stream sediment analysis in Songtao area
4.1異常元素組合分類
異常元素組合分類主要依據(jù)元素地球化學(xué)特征、元素相關(guān)性及在測區(qū)的共生組合關(guān)系進行的。同一分類的異常一般具有相同或相似的主元素,就范圍而言,同一組合的元素異常出現(xiàn)在相同區(qū)段;就產(chǎn)生原因而言,同一組合元素富集的主要控制因素應(yīng)基本一致;就找礦意義而言,同一分類異常元素組合和地質(zhì)背景顯示欲尋找的目標(biāo)礦種一致或反映了相似的地質(zhì)意義。
通過分析測區(qū)成礦地質(zhì)條件、異常元素組合特征及控制因素,對異常進行以主元素為基礎(chǔ)的分類(表3),按照區(qū)內(nèi)元素的地球化學(xué)特征,大致劃為以親銅元素Pb、Zn、Cu、Ag、Cd為主,且與多金屬類礦床成礦元素有關(guān)的異常,形成的綜合異常很可能反映出一定的地質(zhì)構(gòu)造及控礦因素,是本區(qū)鉛鋅礦化的重要反映,該異常具有重要找礦意義;親鐵元素Hg、Au、As、Sb,為地質(zhì)及成礦作用的重要伴生元素,和親銅元素緊密相關(guān),主要反映了區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境;其他元素類,反映了與海湖相沉積環(huán)境及黑色巖系關(guān)系密切的Cu、Ni、V、Bi、Ba等元素組合,該組元素相關(guān)系數(shù)高,為區(qū)內(nèi)關(guān)系最密切的元素組合,其形成的綜合異常是尋找重晶石、釩水云母等礦產(chǎn)依據(jù)之一。
4.2綜合異常的分類
表2 松桃地區(qū)元素綜合異常特征表Table 2 Characteristics of synthetic anomalies for mineralization elements in Songtao area
表3 松桃地區(qū)異常元素組合分類表Table 3 Combination classification of anomalous elements in Songtao area
對圈定的38處各類綜合異常(圖2)依據(jù)地質(zhì)礦產(chǎn)部地質(zhì)調(diào)查DZ/T0167-1995規(guī)范,按其找礦意義大小分為甲、乙、丙、丁四類。
(1)甲類異常:礦致異常,其中據(jù)已發(fā)現(xiàn)或擴大了已知礦床規(guī)模者為甲1類,僅反映已知礦床者為甲2類。
(2)乙類異常:為推斷礦致異?;?qū)鉀Q其它地質(zhì)問題有意義的異常。其中乙1類異常反映已知礦化、礦體、礦床或?qū)Τ傻V有直接控制作用的地質(zhì)體、地質(zhì)構(gòu)造,但從異常特征分析還可能有新的重要發(fā)現(xiàn)者;乙2類異常反映可能含礦、控礦或?qū)φ业V有其它指示作用的地質(zhì)體、地質(zhì)構(gòu)造,經(jīng)進一步開展物探、化探工作推斷可能找到礦的異常;乙3類異常為推斷的礦致異常。
(3)丙類異常:性質(zhì)不明的異常。根據(jù)異常特征和地質(zhì)背景,目前尚難以確定其找礦意義的異常。
(4)丁類異常:無找礦意義的異常。
根據(jù)上述分類原則,甲1類異常一處;乙類異常15處(乙1類異常2處、乙2類異常5處、乙3類異常8處);丙類異常22處;未劃分丁類異常(表4)。
地球化學(xué)綜合異常評序采用相同主元素對比排列方法,即將各個同一主元素的異常分別置于一起,依其評序指數(shù)(JOI)由大到小進行評序;遇有某一異常內(nèi)有2個以上主元素者,則分別計算各自的評序指數(shù),參與同類主元素異常的評序。
評序指數(shù)(JOI)計算方法:JOI=D×K×C
式中D—主元素規(guī)模;K—異常內(nèi)(除主元素外)特征組合元素平均襯度,若是兩個主元素在類內(nèi)評序時,其余一個主元素與其它元素一起參加特征組合襯度計算;C—修正系數(shù)。
根據(jù)上述方法對工作區(qū)水系沉積物測量綜合異常進行了評序(表5)。
通過對上述38處綜合異常的分析研究,本文選取其中12處具有較大找礦前景的綜合異常進行評價[24-28]。
興田溪綜合異常(AS1乙3)。該異常呈半橢圓狀北東向展布,異常元素組合多,套合較好,規(guī)模較大,其中Hg元素強度較高,峰值28.6×10-6,面積約2.6 km2,濃度分為外、中、內(nèi)三帶,推斷異常與寒武系高臺組的高汞含量有關(guān),有一定找礦意義。
水源頭綜合異常(AS2丙3)。該異??偯娣e1.8 km2,異常呈橢圓狀近東西向展布。該異常元素較少,套合較好,規(guī)模較大。尤其Hg元素強度高,最高值達到100×10-6,推斷異常與寒武系高臺組的高汞含量有關(guān),應(yīng)引起注意。
長興鎮(zhèn)綜合異常(AS4乙2)。該異??偯娣e24 km2,以Pb為主元素,特征組合還有Bi、V、Zn、Cd、Hg等,元素組合較為復(fù)雜。異常形態(tài)不規(guī)則,總體走向為北東向,相互套合較好。Pb、Zn異常分外、中兩帶,Pb峰值382×10-6、面積16.6 km2、規(guī)模23.08,Zn峰值 437×10-6、面積 12.4 km2、規(guī)模16.92,Hg、Cd、Au異常強度較高,分外、中、內(nèi)三帶。異常的產(chǎn)生與異常帶內(nèi)分布的主要地層寒武系清虛洞組的藻灰?guī)r及寒武系高臺組Hg的高含量有關(guān),并由構(gòu)造作用在適當(dāng)部位沉淀或富集,形成異常。相對于礦點而言,該異常規(guī)模較大,異??偯娣e達到24 km2,因此該異常的產(chǎn)生不僅僅是單一礦點的反映,而且與清虛洞組及高臺組這兩套地層及構(gòu)造相關(guān)。從而為進一步的擴大找礦規(guī)模,提供新的思路及依據(jù)。
松桃縣北綜合異常(AS17乙2)。該異常面積約為4.8 km2,異常呈半橢圓狀,近南北向展布,異常元素套合較好,異常以Cu為主元素,特征組合還有Bi、V、Au、Sb等,元素組合較為復(fù)雜,相互套合好,Sb、As異常與Au異常套合緊密,值得注意。Cu異常分外、中、內(nèi)帶,峰值為215×10-6,面積3.6 km2,均值112.44×10-6,襯度為2.25。結(jié)合該異常的元素組合推測異常與寒武系的黑色巖系有關(guān),受構(gòu)造及熱流等交代富集作用而形成。
表4 松桃地區(qū)綜合異常價值分類表Table 4 Value classification of sythetic anomalies in Songtao area
上干溪綜合異常(AS19乙1)。該異常面積約5.0 km2,異常形態(tài)呈半凸字形,近南北向展布,異常元素以Ba、Se、Mo為主且套合緊密,異常分外、中、內(nèi)三帶,規(guī)模較大,值得注意。推斷異常的形成與構(gòu)造熱液作用有關(guān)。
鹽井南綜合異常(AS20乙2)。該異常面積約2.0 km2,異常形態(tài)呈馬鞍狀,近南北展布,異常元素以Ag為主,元素組合較復(fù)雜,Ag、Ba、V、Hg元素異常套合緊密,且異常都分外、中、內(nèi)三帶,其中Ag峰值為3×10-6,面積1km2,均值1.96×10-6,襯度為9.80,值得注意。推測異常的形成與區(qū)域上的黑色金屬層有關(guān),有一定的找礦意義。
水源寨綜合異常(AS21乙1)。該異常面積約9.4 km2,異常形態(tài)呈長條狀,呈南北向展布,異常元素以Ba為主,且強度較高。元素組合較復(fù)雜,Ba、V、Se元素異常套合緊密,且異常都分外、中、內(nèi)三帶,其中Ba峰值為9750×10-6,面積8.6 km2,均值3133.67×10-6,襯度為3.92,值得注意。推測異常的形成與區(qū)域上的黑色金屬層有關(guān),受寒武系清虛洞組藻丘控制,有一定的找礦意義。
杉木沖綜合異常(AS22乙1)。該異常面積約9.8 km2,異常形態(tài)不規(guī)則,呈南北向展布,異常組合較復(fù)雜,異常以Zn為主元素,特征組合還有V、Bi、Cu、Cd等,元素組合較為復(fù)雜,相互套合好,V、Bi異常與Cu異常套合較緊密,值得注意。Zn異常分外、中、內(nèi)帶,峰值為4070×10-6,面積1.8 m2,均值1405.67×10-6,襯度為7.03。該異常對已知杉木沖Pb、Zn礦點、礦化帶的反映較明顯。異常面積較大,V、Bi、Cu、Sb等異常元素套合較好。異常的形成與寒武系黑色巖系有關(guān),受構(gòu)造及熱流作用局部富集,有進一步工作的必要。
表5 松桃地區(qū)綜合異常評序表Table 5 Sythetic anomalies ranking in Songtao area
衛(wèi)城南綜合異常(AS23乙3)。該異常總面積3.6 km2,異常形態(tài)呈長條狀,南北向展布,異常組合特征較復(fù)雜,異常以Zn為主,分外、中帶,強度較小,異常元素套合一般,規(guī)模較小,推斷異常形成與地層背景元素受構(gòu)造作用局部富集有關(guān)。
魚龍寨綜合異常(AS26乙3)。該異??偯娣e12 km2,異常形態(tài)不規(guī)則,呈南北向展布,元素組合較復(fù)雜,以Hg、Zn異常為主,Hg異常峰值為5× 10-6,面積4.8 km2,均值3.87×10-6,襯度為6.45,強度較大,且二者套合較緊密,均分外、中、內(nèi)三帶。推斷異常形成與地層背景元素受構(gòu)造作用局部富集有關(guān)。
嗅腦綜合異常(AS27甲1)。區(qū)內(nèi)唯一的甲1類異常,異常面積約28.6 km2,該異常以Pb、Zn為主元素,特征組合還有Cd、Ba、Se等,元素組合較為復(fù)雜。異??傮w走向為北東向,各元素異常均呈不規(guī)則橢圓狀,相互套合較好,Cd、Ba、Se等異常與Pb、Zn異常套合緊密。Pb、Zn異常分外、中、內(nèi)三級濃度帶,規(guī)模大,襯度高,其中Pb最大值2260× 10-6,面積約17.40 km2;Zn最大值5400×10-6,面積約14.20 km2。異常的產(chǎn)生與異常帶內(nèi)分布的主要地層寒武系清虛洞組的藻灰?guī)r相關(guān),由于藻類的生命活動及其生物化學(xué)作用,吸附了Pb、Zn等元素,使其在地層中含量較高,且Pb、Zn、Ba等的高異常與已知礦體特征相吻合,但異常規(guī)模遠(yuǎn)大于礦體的規(guī)模,具有在區(qū)內(nèi)尋找新礦床(體)的較大潛力。
鐮刀灣綜合異常(AS35乙3)。該異??偯娣e8.6 km2,異常似半橢圓狀,呈南北向展布,異常元素組合復(fù)雜,以Ba異常為主,分外、中、內(nèi)三帶,峰值為7610×10-6,面積7.80 km2,均值2960.87×10-6,襯度為3.70,強度大,且與Mo、V套合緊密,規(guī)模較大,值得注意。推斷異常與構(gòu)造熱液及與地層背景元素受構(gòu)造作用局部富集有關(guān)。
根據(jù)測區(qū)水系沉積物地球化學(xué)綜合異常的分布、規(guī)模、元素組合、濃集中心等特征,在結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)條件、路線地質(zhì)調(diào)查和異常查證的基礎(chǔ)上,將工作區(qū)劃分為Ⅰ、Ⅱ兩級成礦遠(yuǎn)景區(qū)5處(表6、圖3)。Ⅰ級一處:嗅腦-杉木沖Pb、Zn成礦遠(yuǎn)景區(qū);Ⅱ級四處:Ⅱ-1伍家坡-興田溪Hg成礦遠(yuǎn)景區(qū)、Ⅱ-2長興鎮(zhèn)Pb、Zn成礦遠(yuǎn)景區(qū)、Ⅱ-3松桃縣北Cu成礦遠(yuǎn)景區(qū)、Ⅱ-4巖車寨—魚龍寨Pb、Zn成礦遠(yuǎn)景區(qū)。
(1)通過對松桃地區(qū)1∶5萬水系沉積物測量數(shù)據(jù)分析處理,圈定出38個水系沉積物綜合異常,在對上述綜合異常進行分類評序的基礎(chǔ)上,結(jié)合對區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件、化探異常特征的研究分析及開展的異常查證工作,在工作區(qū)劃分出Ⅰ、Ⅱ兩級成礦遠(yuǎn)景區(qū)5處。
(2)在該區(qū)開展水系沉積物測量工作效果良好,通過對異常區(qū)的綜合評價,從總體上認(rèn)識和把握了區(qū)內(nèi)地球化學(xué)特征及找礦信息,為確定工作區(qū)下一步找礦方向提供了重要依據(jù)。
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表6 成礦遠(yuǎn)景區(qū)基本特征一覽表Table 6 The characteristics of metallogenic prospecting areas in Songtao area
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Anomaly evaluation and prospecting directions in 1:50000 stream sediment survey of Songtao area,Guizhou Province.Geology and Mineral Resources of South China,2016,32(3):199-210.
Zhao W Q,Zou X W,Cui S,Tang C Y,Xia J,Jin S C,Liu J S and Xia J L.
Through the date analysis of 1:50000 stream sediment geochemical survey in Songtao area,Guizhou Province,anomalies range of 15 elements(Pb,Zn,Cu,etc.)are marked out,and three types of elements combination,chalcophile elements,siderophile elements and other elements are established based on geochemical characteristic,element assemblages and paragenetic association of elements in surveyed area. According to the anomalous element assemblages,38 integrated anomalies are marked out,ranking of those integrated anomalies by importance of prospecting significance is carried out,and the most meaningful integrated anomalies are evaluated in detail.ⅠandⅠⅠgrade metallogenic prospective which composing of 5 prospecting areas are subdivided based on the already exist ore deposits and occurrences distribution,spatial regularity of geochemical anomalies in the study area and geological background for mineralization,etc.Ⅰt provides the important clues of geochemical characteristics and prospecting information,and the important scientific bases were offered for geological prospecting work in the future in this area.
stream sediment survey;anomaly evaluation;prospective area;Songtao area,Guizhou Province
中圖分類法:P622+.3A
1007-3701(2016)03-199-12
10.3969/j.issn.1007-3701.2016.03.001
2016-01-29;
2016-04-05.
中國地質(zhì)調(diào)查局項目“上揚子地塊及其周緣鉛鋅多金屬礦綜合評價”(編號:1212010813068).
趙武強(1981—),男,助理研究員,從事地球化學(xué)研究與地質(zhì)找礦工作,E-mail:zwqless@126.com.