，，，，，

(1.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710068；2.陜西地礦物化探隊(duì)，陜西 西安 710043；3. 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司， 陜西 西安 710077)

近年來(lái)，大比例尺溝系土壤測(cè)量方法在礦產(chǎn)勘查中得到了廣泛應(yīng)用，地質(zhì)找礦效果顯著，發(fā)現(xiàn)了貴州普睛銻金礦(刁理品等，2010)、河南欒川地區(qū)陳南溝鉬礦(孫社良等，2011)、陜西安康梅子鋪金礦(楊宏林等，2013)、甘肅馬鬃山公婆泉東金礦(楊永春等，2017)等，充分說(shuō)明勘查地球化學(xué)在找礦預(yù)測(cè)中具有十分重要的作用。目前，勘查地球化學(xué)成果在成礦預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在識(shí)別主成礦元素，判別礦化類型，圈定找礦有利部位等方面。如何結(jié)合成礦地質(zhì)條件，全面系統(tǒng)的應(yīng)用勘查地球化學(xué)成果，從不同角度、不同層次準(zhǔn)確提取、集成地質(zhì)-地球化學(xué)找礦信息，快速鎖定礦(化)體空間位置，是取得找礦突破，特別是尋找隱伏礦床的關(guān)鍵，也是勘查地球化學(xué)在成礦預(yù)測(cè)方面急需解決的首要任務(wù)。筆者通過(guò)典型案例分析，重點(diǎn)論述地球化學(xué)找礦信息在成礦預(yù)測(cè)中的作用，為尋找隱伏礦床提供了參考。

1 地質(zhì)條件分析

內(nèi)蒙古查干德?tīng)査沟貐^(qū)位于華北板塊北部陸緣增生帶的寶音圖-錫林浩特火山型被動(dòng)陸緣帶，隸屬于烏力吉-錫林浩特元古宙、華力西、燕山期銅、鐵、鉻、金、螢石成礦帶(邵和明等，2001)。

研究區(qū)以往地質(zhì)工作程度較低，僅分布以Mo為主要成礦元素的1∶20萬(wàn)水系沉積物綜合異常。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈(圖1)。中北部出露北東向展布的下元古界寶音圖群(Pt1BY)，主要巖性組合為灰黑色-灰綠色二云石英片巖、含碳(電氣石)絹云石英片巖、陽(yáng)起二云片巖、石榴云母石英片巖、含碳絹云石英巖、石英巖，局部見(jiàn)碳質(zhì)板巖、千枚狀板巖。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要有早二疊世二長(zhǎng)花崗巖，呈巖基狀，局部可見(jiàn)寶音圖群片巖捕擄體；巖石呈灰白色，具細(xì)中?；◢徑Y(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。次為早侏羅世正長(zhǎng)花崗巖，呈小巖株?duì)睿c二長(zhǎng)花崗巖體和寶音圖群為侵入接觸；巖石呈淺肉紅色，細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；脈巖以石英脈為主，呈北東、北西向展布，主要分布于巖體內(nèi)部及其接觸帶，寬度和長(zhǎng)度從幾厘米到數(shù)米。

圖1 查干德?tīng)査沟貐^(qū)地質(zhì)略圖Fig. 1 Geological sketch map of Chagandeersi area

區(qū)內(nèi)主構(gòu)造線方向呈北北東向，早期表現(xiàn)為韌性特征，規(guī)模較大，由糜棱巖、糜棱巖化巖石和少量構(gòu)造片巖組成；晚期疊加了脆性構(gòu)造，規(guī)模較小，主要由構(gòu)造角礫巖、碎裂巖組成。帶內(nèi)多充填規(guī)模不等的花崗巖脈、花崗斑巖脈和碳酸鹽脈、石英脈等。

研究區(qū)中部礦化蝕變強(qiáng)烈，呈北北東向帶狀展布。主要蝕變有絹(云)英巖化、硅化(含石英脈)、鉀化、高嶺土化、碳酸鹽化等。其中硅化、云英巖化、鉀化蝕變帶主要分布于巖體內(nèi)部及其接觸帶附近，并可見(jiàn)黃鐵礦化、黃銅礦化、輝鉬礦化、黑鎢礦化、孔雀石化、絹云母化等，其他蝕變遠(yuǎn)離接觸帶分布。

綜上所述，研究區(qū)具有形成斑巖型、脈型礦產(chǎn)的地質(zhì)條件。

2 地球化學(xué)特征分析

2007年在本區(qū)開(kāi)展了1∶2.5萬(wàn)溝系土壤測(cè)量，分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、W、Sn、Mo、Bi元素。

2.1 元素分布特征

2.1.1元素分布型式

對(duì)273件樣品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，制作元素含量對(duì)數(shù)-頻數(shù)直方圖(圖2)。結(jié)果表明，Sn、Sb元素呈弱的對(duì)數(shù)正態(tài)分布；Pb、Ag、Hg、Cu、Mo、Bi呈對(duì)數(shù)多峰分布，Mo、Cu較為明顯，顯示本區(qū)的成(巖)成礦作用最少有2期。Mo、Cu個(gè)別高值點(diǎn)可能是礦化形成的。

圖2 查干德?tīng)査沟貐^(qū)溝系土壤測(cè)量元素含量對(duì)數(shù)-頻數(shù)直方圖Fig. 2 Logarithms-frequency histogram of drainage soil element content in Chagandeersi

2.1.2元素集中與離散特征

筆者除采用描述元素離散與富集的常用參數(shù)外，作者根據(jù)長(zhǎng)期從事勘查地球化學(xué)工作的經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用“礦化蝕變疊加強(qiáng)度”參數(shù)對(duì)元素成礦潛力進(jìn)行分析，力求客觀、全面評(píng)價(jià)。

查干德?tīng)査沟貐^(qū)溝系土壤測(cè)量地球化學(xué)特征參數(shù)列于表1。

表1 查干德?tīng)査沟貐^(qū)溝系土壤測(cè)量地球化學(xué)化學(xué)特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Statistic of geochemical parameters of soil measurement in drainage system in Chagandeersi

注：樣品數(shù)量273件，Au、Ag、Hg含量為10-9，其他元素的含量為10-6；內(nèi)蒙背景值來(lái)自《內(nèi)蒙古礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)(2013年)》；分析單位：寧夏回族自治區(qū)地礦局中心實(shí)驗(yàn)室，2007年；相對(duì)富集系數(shù)=剔除后平均值/內(nèi)蒙背景值。

“礦化蝕變疊加強(qiáng)度”是指一個(gè)評(píng)價(jià)單元內(nèi)某元素含量值經(jīng)反復(fù)“疊代剔除”之后，未“疊代剔除”之前平均值(T1)與最后一次 “疊代剔除”之后平均值(T2)之比與剔除高含量點(diǎn)數(shù)(N，無(wú)剔除點(diǎn)取1)的乘積。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：KD=(T1/T2)×N。該參數(shù)在一定程度上反映了成礦潛力的大小，此值越大，說(shuō)明元素富集程度越高、分異程度越強(qiáng)烈，成礦潛力越大。

結(jié)果表明，異常點(diǎn)數(shù)排列在前兩位的是Bi(78個(gè))、Mo(71個(gè))，且其分布具有集中、連片、連續(xù)之特征。相對(duì)于內(nèi)蒙全區(qū)呈富集型的元素有Mo(3.52)、Bi(2.29)、W(2.22)、Pb(1.48)，呈強(qiáng)-極強(qiáng)分異型的元素有Bi(3.51)、Au(2.81)、As(2.76)、W(2.34)、Mo(1.38)、Hg(0.95)。礦化蝕變疊加強(qiáng)烈的元素主要有Bi(783.25)、Mo(196.93)，次為Hg(96.53)、Ag(44.84)、Au(35.2)，其中Mo元素最大值(78.3×10-6)大于鉬礦邊界品位十分之一，指示地表有礦化顯示，與地表存在輝鉬礦礦化的客觀事實(shí)一致。

上述特征表明，Bi、Mo在地質(zhì)體中分布極不均勻，參與了成礦活動(dòng)，部分地段形成了高含量點(diǎn)或高含量地段，指示其找礦潛力巨大。

2.2 地質(zhì)體地球化學(xué)特征

斑巖型鉬礦產(chǎn)于花崗巖體內(nèi)部及其周圍巖石中，脈型鉬礦產(chǎn)于各種斷裂帶中(潘龍駒等，2003)，此2種類型的鉬礦對(duì)圍巖選擇性不大。因此，筆者依據(jù)二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖中主要元素地球化學(xué)特征參數(shù)(表2)，探討其與成(巖)礦之間的關(guān)系。

結(jié)果表明，相對(duì)于全區(qū)背景值而言，二長(zhǎng)花崗巖中Zn、Mo、Cu元素呈虧損型，其余呈背景型；相對(duì)于中國(guó)二長(zhǎng)花崗巖元素豐度值(遲清華等，2007)，W(3.7)、Mo(3.14)、As(2.86)、Bi(2.68)、Sb(2.25)元素呈強(qiáng)富集型。Bi(3.21)、Mo(1.5)、Cu(1.28)、Hg(1.0)、Au(0.89)、W(0.85)元素變異系數(shù)較大，指示其在地質(zhì)體中呈強(qiáng)分異-極強(qiáng)分異型；據(jù)此認(rèn)為，二長(zhǎng)花崗巖中Mo盡管呈虧損型，但分布呈極強(qiáng)不均勻型，部分參與了成礦作用。

相對(duì)于全區(qū)背景值而言，正長(zhǎng)花崗巖中Mo(2.25)、Bi(1.77)呈強(qiáng)富集型，其余元素均呈背景型分布；相對(duì)于中國(guó)正長(zhǎng)花崗巖元素豐度值(遲清華等，2007)，Mo(9.5)、Bi(3.7)、Cu(2.86)、Sb(2.07)、W(1.92)、Au(1.24)元素呈富集-強(qiáng)富集型。Bi(2.67)、W(1.36)、Hg(1.03)、Mo(1.01)元素變異系數(shù)大，呈強(qiáng)分異-極強(qiáng)分異型。據(jù)此認(rèn)為，正長(zhǎng)花崗巖不僅為鉬礦的形成提供了豐富的物源，而且參與了主要的成礦作用。

表2 查干德?tīng)査沟貐^(qū)二長(zhǎng)花崗巖和正長(zhǎng)花崗巖元素地球化學(xué)特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)表Tab.2 Statistic of geochemical parameters of elements from monzonitic granite and syengranite in Chagandeersi

注：樣品數(shù)109件，Au、Ag、Hg含量為10-9，其余含量10-6；Cv為變異系數(shù)，X1、X2分別為中國(guó)二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖元素豐度值(遲清華，2007)；X3為全區(qū)元素含量背景值，X4、X5分別為研究區(qū)二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖背景值，K值為相對(duì)富集系數(shù)；ηγ代表二長(zhǎng)花崗巖；ξγ代表正長(zhǎng)花崗巖。

從成礦地質(zhì)條件來(lái)看，呈巖株?duì)畹脑缳_世正長(zhǎng)花崗巖明顯侵位于呈巖基狀的早二疊世二長(zhǎng)花崗巖之中，接觸帶形成強(qiáng)度高、規(guī)模大，三級(jí)濃度分帶清晰的Mo異常。從勘探成果(高民牛等，2013)來(lái)看，鉬礦石的自然類型以正長(zhǎng)花崗巖型為主，次為二長(zhǎng)花崗巖型。

因此，本區(qū)成礦作用主要與正長(zhǎng)花崗巖有關(guān)，次為二長(zhǎng)花崗巖，顯示2期成礦作用。

2.3 元素組合特征

本次使用中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局RgMapGis多元統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行R型聚類分析(圖3)。

結(jié)果表明，土壤中元素分為2組。

第一組：Au-Sn-Bi-Mo-W組合，以高溫元素為主，顯示花崗巖類地球化學(xué)特征；Bi、W、Mo具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，W、Bi可作為尋找鉬礦床的間接指示元素。

第二組：Ag-Zn-As-Sb-Cu-Pb-Hg組合，以中-低溫元素為主，與Mo沒(méi)有明顯的相關(guān)性，可能與巖漿期后或構(gòu)造熱液活動(dòng)有關(guān)；As、Sb具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，與后期構(gòu)造熱液活動(dòng)有關(guān)。

圖3 查干德?tīng)査沟貐^(qū)溝系土壤測(cè)量微量元素R型聚類分析譜系圖Fig.3 R cluster analysis pedigree of trace elements from drainage soil in Chagandeersi

2.4 綜合異常特征

溝系土壤測(cè)量在中部圈定了一個(gè)綜合異常，為了深入分析異常區(qū)成礦地質(zhì)-地球化學(xué)條件，統(tǒng)計(jì)了異常特征參數(shù)(表3)，并選擇9種元素制作綜合異常剖析圖(圖4)。

表3 HS1綜合異常特征參數(shù)表Tab.3 Integrated abnormal characteristic parameters of HSI

注：Au、Ag、Hg含量為10-9，其余含量為10-6。

綜合異常呈北北東向展布于研究區(qū)中部，向北、向南未封閉，區(qū)內(nèi)面積5.5km2。異常由9個(gè)元素20個(gè)單元素異常構(gòu)成，元素組合表達(dá)式為Bi(39.83)-Mo1(12.4)-As(4.67)-Au(3.87)-W(3.36)-Ag(2.35)-Sn(1.77)-Sb(1.65)-Cu(1.34)(括號(hào)中的數(shù)值為NAP值)；主要元素組合為Mo、Bi、W，次為Sn、Au、Ag、As、Sb、Cu。其中，Mo-Bi-W是成礦元素組合，Cu-Sn-Ag-Pb是指示元素組合，其余為伴生元素組合。

綜合異常長(zhǎng)軸方向呈北北東向帶狀展布，正好與北北東向構(gòu)造帶、絹(云)英巖化和硅化(含石英脈)及鉀化蝕變帶、早二疊世二長(zhǎng)花崗巖與早侏羅世正長(zhǎng)花崗巖的接觸帶空間位置一致，說(shuō)明異常受構(gòu)造帶、巖體接觸帶、蝕變帶控制，顯示中酸性巖漿“成礦作用場(chǎng)”特征。Mo、W、Sn、Bi異常完全套合，指示其成礦作用與巖漿活動(dòng)關(guān)系密切，尤其是Bi、Mo異常的幾何形態(tài)、濃集中心高度一致，表明其經(jīng)歷了相同或相似的地質(zhì)-地球化學(xué)作用，具有同源性。

綜合異常內(nèi)部以Mo、Bi、Sn、W高溫元素組合為主，少量Au、Ag、Cu、As、Sb中低溫元素組合；外帶(尤其是東部)以Au、Ag、Cu、Sb中低溫元素組合為主，少量Mo、Sn、Bi高溫元素組合，形成比較明顯的水平分帶性，反應(yīng)了原始巖漿熱液在中部接觸帶初始侵位向四周逐漸擴(kuò)散至完全結(jié)束，從低溫到高溫，再?gòu)母邷氐降蜏氐淖兓^(guò)程，與典型巖漿熱液型鉬礦地球化學(xué)特征具有相似性和對(duì)比性(表4)。

1.第四系沖洪積砂礫；2.第四系殘坡積物；3.下元古界寶音圖群；4.早侏羅世正長(zhǎng)花崗巖；5.早二疊世二長(zhǎng)花崗巖；6.早二疊世花崗閃長(zhǎng)巖；7.石英脈；8.地質(zhì)界線；9.斷裂帶；10.面狀蝕變區(qū)；11.綜合異常位置及編號(hào)；12.極值點(diǎn)位置及含量；13.異常代號(hào)；14.單元素異常外帶；15.單元素異常中帶；16.單元素異常內(nèi)帶圖4 查干得爾斯地區(qū)溝系土壤測(cè)量綜合異常剖析圖Fig. 4 Integrated abnormal of soil measurement in drainage system in Chagandeersi

表4 查干德?tīng)査沟貐^(qū)地質(zhì)-地球化學(xué)找礦信息集成與成礦預(yù)測(cè)匯總表Tab.4 Summary of extraction and integration of geological and geochemical prospecting information and metallogenic prediction in Chagandeersi

Bi(64)、Mo(61)、W(23)異常點(diǎn)數(shù)多，連續(xù)性好，形成帶狀異常，且含量從外帶至內(nèi)帶，依次升高，構(gòu)成明顯的濃度梯度帶；Bi、Mo、W最大值分別為192×10-6、78.3×10-6、23.3×10-6，構(gòu)成各自的濃集中心，反映了元素從背景場(chǎng)逐步活化、遷移、富集至高值場(chǎng)的遷移軌跡。Bi(39.83)、Mo(12.4)異常規(guī)模值大、強(qiáng)度高，三級(jí)濃度分帶清晰，顯示主成礦元素和中酸性巖漿成礦專屬性之特征。Bi(1.79)、Mo(1.15)變異系數(shù)較大，表明其分布極不均勻，局部地段存在高含量點(diǎn)或高含量地段，其異常外帶-中帶指示了礦化蝕變的范圍，中帶-內(nèi)帶指示了礦床(體)的分布范圍和礦體賦存的空間位置。

3 地球化學(xué)找礦信息提取集成與成礦預(yù)測(cè)

不同級(jí)別地球化學(xué)場(chǎng)是不同級(jí)別成礦單元內(nèi)成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定了成礦的礦種及其共生組合(曹新志等，2004)。成礦元素通過(guò)各種成礦作用遷移、富集成礦的過(guò)程中必將顯示特有的“成礦作用場(chǎng)”和特有的地球化學(xué)場(chǎng)，相似的“成礦作用場(chǎng)”和地球化學(xué)場(chǎng)必將形成相似的主成礦元素和礦化類型。

一般情況下，根據(jù)異常規(guī)模和異常濃度定性判別主成礦元素；依據(jù)已知礦化類型、異常與地質(zhì)體之間的關(guān)系及異常分布模式等地球化學(xué)特征對(duì)礦化類型進(jìn)行初步判別；根據(jù)指示元素和主成礦元素與內(nèi)帶指示元素異常的中帶、內(nèi)帶圈定礦床的分布范圍，內(nèi)帶可圈出主礦化帶或主礦化體范圍，主成礦元素異常的外帶、中帶可以大致圈出礦床的礦化蝕變范圍(葉天竺，2004)。

參照斑巖型、脈型鉬礦地質(zhì)特征(潘龍駒等，2003)和上述勘查地球化學(xué)預(yù)測(cè)方法，采用類比原理，依據(jù)查干德?tīng)査沟貐^(qū)成礦地質(zhì)-地球化學(xué)條件，重點(diǎn)從地質(zhì)-地球化學(xué)找礦預(yù)測(cè)的角度出發(fā)，提取、集成地質(zhì)-地球化學(xué)找礦信息，對(duì)查干德?tīng)査沟貐^(qū)主成礦元素和礦化類型及找礦有利部位進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)(表4)。

預(yù)測(cè)成果表明，該區(qū)具有形成斑巖型和脈型鉬礦的“成礦作用場(chǎng)”和地球化學(xué)條件，主成礦元素為Mo、Bi，礦化類型為斑巖型和脈型，Bi、Mo異常外帶-中帶是礦化蝕變地段，中帶-內(nèi)帶是礦床(體)可能賦存的空間位置，即巖體內(nèi)部及其接觸帶是找礦有利地段。

4 找礦效果

基于上述研究成果，2008年在巖體內(nèi)部及其接觸帶中的Mo1、Bi1異常中帶-內(nèi)帶的強(qiáng)烈硅化(含石英脈)、云英巖化面狀蝕變區(qū)實(shí)施鉆探驗(yàn)證，圈定59條鉬礦體，求得“探明的(121b)”+“控制的(122b)” +“推斷的(333)”鉬礦石量：33 187.24×(104t)，金屬量Mo：339 782.78 t，平均品位Mo為0.105%(高民牛等，2013)，最終發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古烏拉特后旗查干德?tīng)査勾笮豌f礦，找礦取得重大突破。

勘探成果(高民牛等，2013)顯示，鉬礦(化)體主要賦存于早侏羅世正長(zhǎng)花崗巖體，次為早二疊世二長(zhǎng)花崗巖、寶音圖群片巖和石英巖；礦體呈層狀、似層狀、脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，沿走向和傾向具有分支復(fù)合現(xiàn)象。礦石自然類型以正長(zhǎng)花崗巖型礦石為主，次為似斑狀二長(zhǎng)花崗巖型和片巖型、石英巖型、石英脈型。

5 結(jié)論

(1)查干德?tīng)査沟貐^(qū)溝系土壤測(cè)量中微量元素分布特征表明，Mo呈強(qiáng)富集-分異型，且礦化蝕變疊加強(qiáng)度高，說(shuō)明鉬礦化不均勻，具有一定找礦潛力。

(2)區(qū)內(nèi)地球化學(xué)異常元素組合為Bi-Mo-As-Au-W-Ag-Sn-Sb-Cu，Mo異常強(qiáng)度高、規(guī)模大，三級(jí)濃度分帶清晰，顯示主成礦元素之特征，Mo-Bi-W是成礦元素組合，Cu-Sn-Ag-Pb是指示元素組合；Bi、Mo、W、Sn異常套合程度高，內(nèi)部以高溫元素組合為主，外部以中低溫元素組合為主，與斑巖型和脈型Mo礦元素水平分帶具有相似性和可比性，指示Mo礦化與中酸性巖漿活動(dòng)關(guān)系密切；Mo異常受北東型構(gòu)造帶、巖體接觸帶、礦化蝕變帶控制，指示成礦有利地段為巖體接觸帶，為鉆探驗(yàn)證工作部署提供了依據(jù)。

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