烏日根， 莊 倩， 李新鵬

(黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，哈爾濱 150036)

0 引言

地球化學(xué)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征可以刻畫元素的地球化學(xué)分布規(guī)律[1]。利用多元統(tǒng)計方法，不僅可以劃分地球化學(xué)背景與異常，還可以描述元素的共生組合規(guī)律[2-3]。常用的多元統(tǒng)計方法是因子分析和聚類分析。黑龍江省內(nèi)的1∶5萬化探工作開展較少，20世紀(jì)80年代以后，陸續(xù)在省內(nèi)的主要礦集區(qū)(帶)開展了1∶5萬的化探查證工作[4-5]，而新林—塔源地區(qū)曾經(jīng)為1∶5萬水系沉積物測量的空白區(qū)。本文在“黑龍江省大興安嶺地區(qū)呼中—塔源鉛鋅多金屬成礦區(qū)礦產(chǎn)調(diào)查評價”項目工作的基礎(chǔ)上，對新林—塔源地區(qū)成礦地球化學(xué)條件進行綜合研究，總結(jié)區(qū)域地球化學(xué)特征，結(jié)合分類組合異常解釋評價，為新林—塔源地區(qū)礦產(chǎn)勘查工作提供參考。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)位于額爾古納地塊的東段，屬額爾古納燕山期銅、鉛、鋅、金、銀、鉬、鈾 Ⅲ級成礦區(qū)(帶)。大地構(gòu)造位置處于大興安嶺額爾古納地塊與大興安嶺早古生代陸緣增生帶結(jié)合部位。研究區(qū)地質(zhì)發(fā)展歷史漫長，自新元古代以來經(jīng)歷了漫長的沉積蓋層發(fā)育及多期次強烈的構(gòu)造巖漿活動，尤其燕山期的巖漿活動最為強烈，對成礦起決定性作用。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)中型礦床1處、小型礦床1處，礦(化)點多處。

1.全新統(tǒng)現(xiàn)代堆積層； 2.上更新統(tǒng)階地沖積層； 3.下白堊統(tǒng)甘河組； 4. 下白堊統(tǒng)光滑組； 5. 下白堊統(tǒng)白音高老祖； 6.上侏羅統(tǒng)塔木蘭溝組； 7.上石炭統(tǒng)新伊根河組； 8.下石炭統(tǒng)紅水泉組； 9.下寒武統(tǒng)—新元古界倭勒根巖群大網(wǎng)子組； 10.下寒武統(tǒng)—新元古界倭勒根巖群吉祥溝組； 11.古元古界興華渡口巖群； 12.早白堊世正長花崗巖； 13.早白堊世石英二長巖； 14.早白堊世二長花崗巖； 15.早白堊世花崗閃長巖； 16.晚侏羅世正長花崗巖； 17.晚侏羅世石英二長巖； 18.晚侏羅世花崗閃長巖； 19. 晚侏羅世石英二長閃長巖； 20.早石炭世堿長花崗巖； 21.早石炭世正長花崗巖； 22.早寒武世花崗巖； 23.早寒武世花崗閃長巖； 24.早寒武世石英閃長巖； 25.早寒武世變輝長巖； 26.花崗斑巖； 27.閃長巖； 28.實測斷層； 29.火山線、環(huán)型構(gòu)造； 30.推測斷層； 31.矽卡巖型鉛鋅銅礦； 32.熱液型鉛鋅銅礦； 33.火山熱液型鉛鋅礦； 34.火山熱液型鉬礦； 35.接觸交代型銅礦

圖1研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖

Fig.1Sketchofgeologyandmineralresourcesofthestudyarea

2 地球化學(xué)特征

水系沉積物測量工作的采樣密度為4～5點/ km2。采樣點布置在最大限度控制匯水面積處，布置合理均勻分布，采樣點主要分布在二級水系的上游區(qū)段和一級水系溝口，當(dāng)一級水系較長時，在水系中間再布置采樣點，使每個采樣點控制的匯水面積在0.125～0.25 km2之間。采樣介質(zhì)為可以代表基巖成分的巖屑物質(zhì)，在采樣點沿水系上下20～30 m范圍內(nèi)多點采集合成一個樣品，過篩粒級為-10～+60目。無法采取水系沉積物樣品的山坡或山脊處，采用殘坡積層土壤樣品代替水系沉積物樣品，土壤樣品采集深度一般在50～60 cm，選取的粒度為-10目。

2.1 變異系數(shù)特征

Pb、Sb、Bi 3種元素在各地質(zhì)體中變異系數(shù)變化較大： Pb，0.38～3.62； Sb，0.34～2.58； Bi，0.62～6.63。這表明上述元素在各地質(zhì)體中分布不均勻，可能在局部發(fā)生富集。在白音高老組、倭勒根巖群地質(zhì)體中各元素變異系數(shù)相差較大，變異系數(shù)大的元素可能受礦化作用的影響而發(fā)生了局部富集。因此，在白音高老組及倭勒根巖群地質(zhì)體中應(yīng)注意尋找金、銀、銅、鉛等以銅為主的有色金屬礦產(chǎn)。研究區(qū)內(nèi)各地質(zhì)體中的元素變異系數(shù)特征如表1所示。

表1 研究區(qū)元素地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計表

(續(xù)表)

2.2 相關(guān)性分析

由各元素相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(表2)可以看出，Cr與Ni為強正相關(guān)關(guān)系，Cr、Ni與Mo呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明富Cr、Ni的地質(zhì)體中W、Mo等元素相對貧瘠。Cu與Pb、Zn有中等的正相關(guān)關(guān)系，與其他元素的相關(guān)系數(shù)均相對較小，表明研究區(qū)主成礦元素中Cu、Pb、Zn與其他成礦元素沒有強烈的相關(guān)關(guān)系，這進一步說明了Cu、Pb、Zn 3種元素成礦可能來自同一巖體或同一成礦階段[6]。Au僅與Ag、As、Cu呈中等的正相關(guān)關(guān)系，表明Au若發(fā)生成礦作用，很可能與Ag、As、Cu相伴，而其成礦可能與其他元素形成于不同的階段。Mo的表現(xiàn)很特殊，趨于獨立分布，說明Mo成礦作用的發(fā)生可能來自某一巖體或形成于某一獨立的成礦階段[7-8]。

表2 各元素相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計

注： 樣品數(shù)n=5 125，在0.01水平上顯著相關(guān)。

2.3 因子分析與聚類分析

2.3.1 因子分析

為進一步了解研究區(qū)元素之間的相關(guān)性及其空間分布特征，對研究區(qū)水系沉積物樣品中的13種元素進行R型因子分析(表3)。由計算結(jié)果可知，前4個因子的特征值大于1且方差貢獻率最大，累計方差貢獻率為57.15%，基本可代表各元素的地球化學(xué)信息。把特征值>1作為入選主因子的標(biāo)準(zhǔn)，共抽取了4個主因子(f1—f4)，方差貢獻率分別為24.19%、14.60%、10.39%、7.96%。

由于主因子的初始因子模型并不符合簡單結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則，中等負(fù)荷載的較多出現(xiàn)不利于對因子進行合理的地質(zhì)解譯[9-10]。因此，在使用主成分方法提取因子后，對其進行正交旋轉(zhuǎn)，表4為旋轉(zhuǎn)后的因子模型。由表4可知，各變量在正交旋轉(zhuǎn)因子上的負(fù)荷載差異明顯，同一因子的正交旋轉(zhuǎn)因子向兩級分化，中等負(fù)荷載趨于消失，所以經(jīng)過正交旋轉(zhuǎn)法獲得的因子模型更有利于進行合理的地質(zhì)解譯。

然而這僅僅是一個對比嗎？一個海德格爾由之引出文章主題的對比？確實，這個對比至少提供了一種區(qū)分，表明柏拉圖的真之學(xué)說不是一種現(xiàn)成可用的知識。不過，這種對比是如何可能的？我們從何處來看、又著眼于何處才可能把那并非現(xiàn)成擺在面前供人使用的“未被道說者”放在可把握的科學(xué)知識之旁并且還要形成“對比”？我們已經(jīng)看到，在這兩句話表達出的“對比”中，“對比點”恰恰在于人與“知識”或“學(xué)說”的關(guān)系，在兩種關(guān)系中，人處在不同的位置上。知識被置于人們面前，人們使用知識；人遭受學(xué)說，為學(xué)說用力。這里發(fā)生了一種位置的轉(zhuǎn)變。稍加細(xì)心還會發(fā)現(xiàn)，隨著這種轉(zhuǎn)變，“人”也從復(fù)數(shù)變成了單數(shù)。

表3 元素因子分析相關(guān)結(jié)果

表4 元素初始因子與正交旋轉(zhuǎn)因子模型

F4為W、Mo、Bi組合，是熱液礦床中的尾暈元素[8]。三者的地球化學(xué)特征相近，多受酸性巖體的影響在局部發(fā)生富集。從元素的地球化學(xué)分布特征發(fā)現(xiàn)，該組合與燕山期的花崗巖關(guān)系最為密切，研究區(qū)內(nèi)W、Mo、Bi主要富集在早白堊世及晚侏羅世的正長花崗巖、二長花崗巖體中。

2.3.2 聚類分析

根據(jù)R型聚類分析譜系圖2可以看出，在0.2的相似水平上，區(qū)內(nèi)13種元素可以分為4種組合關(guān)系。

圖2 各元素R型聚類分析譜系圖

(3)W、Bi組合。研究區(qū)內(nèi)的高溫成礦元素，主要富集在早白堊世及晚侏羅世的正長花崗巖、二長花崗巖體中。

從聚類分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內(nèi)主要成礦元素中Pb與Cu的關(guān)系最為密切。通過聚類分析與因子分析結(jié)果的比較，二者對區(qū)內(nèi)元素共生組合類型的劃分基本一致。不同點為聚類分析中Mo獨立分布，考慮到Mo與W、Bi同為高溫?zé)嵋撼傻V元素，Mo的分布又與酸性侵入體的關(guān)系密切，所以本文把Mo與W、Bi放在同一組討論。

3 元素組合異常特征與解釋評價

結(jié)合異常區(qū)出露的地質(zhì)與構(gòu)造環(huán)境，通過對礦集區(qū)成礦元素、前緣暈元素、尾暈元素組合異常特征的探討，總結(jié)出礦集區(qū)內(nèi)異常出現(xiàn)的地質(zhì)意義。各元素異常下限的計算公式為

T=C0+K×S

。

(1)

式中：T為異常下限；C0為背景平均值；S為標(biāo)準(zhǔn)離差；K為可靠性系數(shù)，取值為2。最終按各元素異常下限的1、2、8倍圈定異常的外、中、內(nèi)帶。參考元素因子分析與聚類分析的結(jié)果，將13種元素劃分為4個組合類型，分別探討各元素組合在新林—塔源地區(qū)的分布特征并解釋其出現(xiàn)的地質(zhì)意義，并運用原生暈分帶性原理推測區(qū)內(nèi)具有找礦潛力的組合異常地段[12]。

3.1 鉻鎳組合異常

由圖3可以看出，Cr、Ni在區(qū)內(nèi)異常強度、面積雖然較小，但異常一般都是同時出現(xiàn)，在空間分布上基本重合。在塔源東部二者均有明顯的富集趨勢，這主要受控于該區(qū)域出露的早寒武世變輝長巖(基性巖體)，并不能反映為礦致異常。在礦集區(qū)Cr、Ni沒有明顯異常出現(xiàn)，原因是礦集區(qū)的賦礦地層主要為白音高老組的酸性火山巖及火山碎屑巖，因此可以推斷與成礦有關(guān)的幔源巖漿活動中Cr、Ni等鐵族元素的含量較少，在礦集區(qū)未形成明顯Cr、Ni異常。礦集區(qū)南部出現(xiàn)的Cr、Ni異常與主成礦元素異常套合，該Cr、Ni異常是否為礦致異常的伴生異常還需要進一步的查證工作去驗證。

圖3 鉻鎳區(qū)域地球化學(xué)組合異常

3.2 金銀砷銻汞組合異常

該組元素是與熱液活動及構(gòu)造運動關(guān)系密切的元素組合，也是熱液礦床的前緣暈元素。Au和Hg的異常出露情況前文已經(jīng)描述，二者異常范圍小、強度弱，Au主要在倭勒根巖群老變質(zhì)巖地質(zhì)體中有異常顯示。Hg異常展布與研究區(qū)發(fā)育的NEE向構(gòu)造線方向吻合。

由圖4看出，Ag、As、Sb組合作為熱液礦床的前緣暈元素組合，Ag、Sb在塔源南部的礦集區(qū)均有大面積的異常出露。二者套合緊密，分帶清晰，呈多個濃集中心富集。在礦集區(qū)的北部、南部Ag、Sb也體現(xiàn)出很好的伴生關(guān)系，作為鉛鋅多金屬礦的指示元素[7]，在區(qū)域上出現(xiàn)該元素組合異?？梢灾甘俱U鋅多金屬礦存在的可能。

3.3 銅鉛鋅組合異常

Cu、Pb、Zn為研究區(qū)內(nèi)的主要成礦元素，由圖5可以看出，Pb、Zn在空間上基本重合，在塔源南部礦集區(qū)附近Cu、Pb、Zn明顯富集，三者均有大面積、高強度異常出露，濃集中心明顯。該元素組合異常位于NNE向和NE向斷裂交匯部位，與已發(fā)現(xiàn)的礦床(點)吻合程度比較高。從異常出露的范圍與強度來看，該元素組合異?？赡苡纱竺娣e的賦礦巖體所引起。

圖4 金銀砷銻汞區(qū)域地球化學(xué)組合異常

圖5 銅鉛鋅區(qū)域地球化學(xué)組合異常

Pb、Zn在礦集區(qū)北部和南部也有明顯的異常分布，二者異常套合緊密，分帶清晰。北部組合異常主要出露在白音高老組酸性火山巖與晚侏羅世花崗閃長巖及正長花崗巖接觸帶，該組合異常區(qū)潛火山巖發(fā)育。礦集區(qū)南部組合異常出露的地層有白音高老組酸性火山巖及新元古界—下寒武統(tǒng)倭勒根巖群老變質(zhì)巖，侵入巖以早白堊世和早石炭世的花崗巖為主，異常區(qū)發(fā)育SN向、NW向、NEE向次級斷裂。

在新林—林海一帶，Cu、Pb、Zn亦有小范圍的組合異常出露，但異常強度較弱，三者均以外帶為主。組合異常主要出露在燕山期的花崗巖中，異?？赡苡苫◢弾r體中廣泛發(fā)育的石英脈、閃長巖脈等脈體引起，異常出露的范圍與強度均較小，不具備地層、構(gòu)造的成礦有利條件。

3.4 鎢鉬鉍組合異常

該組元素均為熱液礦床中的高溫尾暈元素，在礦集區(qū)三者均有大面積的異常出露(圖6)，異常套合緊密，呈多個濃集中心富集，與成礦元素異常疊加。尾暈元素與成礦元素組合異常疊加表明，礦集區(qū)中的礦(化)體已受到風(fēng)化剝蝕作用的影響，在地表、近地表就有出露，這與礦集區(qū)所發(fā)現(xiàn)的礦(化)體埋藏淺的特征相吻合。

圖6 鎢鉬鉍區(qū)域地球化學(xué)組合異常

W、Mo、Bi在礦集區(qū)北部同樣形成了大范圍的組合異常，Bi異常范圍最大，W、Mo異常套合其中。此處尾暈元素組合與成礦元素組合在空間上對應(yīng)，套合較好。出露的地層為白音高老組酸性火山巖及火山碎屑巖，侵入巖為晚侏羅世正長花崗巖，異常位于NNE向與NE向斷裂交匯部位，具備地層、侵入巖、構(gòu)造等有利的成礦地質(zhì)條件，是找到表生鉛鋅多金屬礦體的有利地段。

W、Mo、Bi在礦集區(qū)的南部異常明顯收斂，范圍小，強度弱，結(jié)合上文中前緣暈元素與成礦元素在該區(qū)域組合異常大面積出露的情況推斷，該區(qū)域具備了找到隱伏鉛鋅多金屬礦體的成礦地球化學(xué)條件。

4 結(jié)論

(1)通過對13種元素在不同地質(zhì)體中平均值、標(biāo)準(zhǔn)離差、變異系數(shù)的分析得出，新元古界—下寒武統(tǒng)倭勒根巖群老變質(zhì)巖地質(zhì)體中Au、Ag、As、Cu4種元素含量最高，且各元素的變異系數(shù)最大。白音高老組酸性火山巖地質(zhì)體中Pb、Zn含量高于其他地質(zhì)體，Mo受酸性侵入體的影響在局部發(fā)生富集，而Cr、Ni的富集主要受基性巖體的影響。

(2)通過元素的相關(guān)性分析、因子分析及聚類分析，研究區(qū)內(nèi)的13種元素共分為以下4種組合類型： ①Cr、Ni，與區(qū)內(nèi)基性巖體的分布關(guān)系密切； ②Cu、Pb、Zn，是區(qū)內(nèi)的主要成礦元素組合； ③As、Sb、Ag、Hg、Au，是典型的與熱液活動及構(gòu)造運動關(guān)系密切的元素組合； ④W、Mo、Bi，與燕山期的花崗巖分布關(guān)系較密切。由元素在不同暈元素與成礦元素在該區(qū)域組合異常大面積出露的情況推斷，該區(qū)域具備了找到隱伏鉛鋅多金屬礦體的成礦地球化學(xué)條件。地質(zhì)體中的地球化學(xué)分布特征可知，富Cr、Ni的地質(zhì)體中W、Mo等元素相對貧瘠，這正與Cr、Ni與Mo呈弱負(fù)相關(guān)性吻合。

(3)礦集區(qū)北部出露的地層和侵入巖與礦集區(qū)相似，主要為白音高老組酸性火山巖和燕山中晚期的花崗巖體。北部前緣暈元素、主成礦元素及尾暈元素異常均有大面積出露，但異常套合一般，從研究區(qū)成礦地質(zhì)條件和化探異常分析，礦集區(qū)北部有找到表生鉛鋅多金屬礦的可能。礦集區(qū)南部出露的地層有白音高老組和光華組酸性火山巖、倭勒根巖群老變質(zhì)巖，侵入巖主要為早白堊世和早石炭世酸性侵入巖，NW向和NE向次級斷裂發(fā)育。南部前緣暈元素和主成礦元素異常均有大面積出露，套合較緊密，濃集中心明顯，尾暈元素?zé)o異常顯示。由此推斷，礦集區(qū)南部同樣具備了地層、侵入巖、構(gòu)造等成礦地質(zhì)條件，是尋找隱伏鉛鋅多金屬礦體的有利地段。

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