李 斌,孫永剛，馬 晶

吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長春 130102

0 引言

水系沉積物測量是常用的找礦方法，科學(xué)合理地選擇采樣介質(zhì)、采樣粒級，是取得較好測量效果的關(guān)鍵[1-2]。在實(shí)際工作中，2015年10月1日之前，根據(jù)《地球化學(xué)普查規(guī)范DZ/T0011-91》要求(本文簡稱舊規(guī)范)，水系沉積物測量的采樣物質(zhì)以淤泥和粉砂為主，水系發(fā)育的我省東部山區(qū)取樣粒級為-2 mm(10目)；2015年10月1日之后，根據(jù)《地球化學(xué)普查規(guī)范DZ/T0011-2015》(本文簡稱新規(guī)范)，采樣介質(zhì)為代表匯水域基巖的物質(zhì)成分，中東部山區(qū)取樣粒級一般為+0.18 mm(80目)～-2 mm(10目)，具體采樣粒級可依據(jù)具體景觀條件確定。工作區(qū)為我省東部和龍地區(qū)，為森林沼澤景觀區(qū)，選擇+0.25 mm(60目)～-2 mm(10目)采樣粒級基礎(chǔ)上可以有效地消除有機(jī)質(zhì)干擾，得到比較客觀反映測區(qū)地質(zhì)實(shí)際的地球化學(xué)資料[3-4]。

2012年至2014年，吉林省地質(zhì)調(diào)查院在和龍長興林場地區(qū)進(jìn)行1∶5萬水系沉積物測量中，部分樣品根據(jù)新舊兩種規(guī)范分別進(jìn)行了取樣(新規(guī)范處于試用階段)。本文結(jié)合實(shí)際成礦地質(zhì)條件，對新舊規(guī)范水系沉積物測量結(jié)果進(jìn)行了分析，為利用水系沉積物測量找礦，提供一些思路。

1 工作區(qū)地質(zhì)概況

晚三疊世初，吉林省處于古亞洲洋閉合后伸展及濱太平洋陸緣活動(dòng)帶疊加階段，造成了大規(guī)?；浴郧秩霂r活動(dòng)，同時(shí)形成了有關(guān)銅鎳礦產(chǎn)。區(qū)域上紅旗嶺銅鎳礦有關(guān)的基性—超基性巖體鋯石U-Pb年齡約220～240 Ma，空間上主要沿近東西向古洞河斷裂帶分布，部分沿敦密斷裂帶、鴨綠江斷裂帶等北東向斷裂帶分布(1)周曉東，等.吉林省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社(出版中)，2015.。和龍地區(qū)除沿古洞河斷裂帶分布有長仁—獐項(xiàng)基性—超基性巖體及其有關(guān)的銅鎳礦床外，并沿福洞鎮(zhèn)—長興林場北東向斷裂帶(北東向圖們江斷裂帶平行次級斷裂)呈串珠狀分布10余個(gè)基性—超基性侵入巖體，其中4個(gè)形成銅鎳鈷等礦(化)點(diǎn)(2)楊占軍，臧興運(yùn)，孫永杰，等.吉林1∶5萬和龍縣、朝陽村、青山里、高嶺村、白金公社、三合村幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查[R]．長春：吉林省地質(zhì)調(diào)查院，2016．，工作區(qū)位于該斷裂帶南西部長興林場一帶(圖1)。

工作區(qū)僅零星呈殘塊狀分布有新太古界雞南巖組，巖石類型有斜長角閃巖、變粒巖。中二疊世長興巖體二長花崗巖(鋯石U-Pb年齡約264.6±1.2 Ma)呈巖基狀大面積分布，晚三疊世輝長巖侵入體，受北東向斷裂構(gòu)造控制，早白堊世鉀長花崗斑巖(鋯石U-Pb年齡約114.9±1.7 Ma)呈巖株?duì)罘植?3)楊占軍，臧興運(yùn)，孫永杰，等.吉林1∶5萬和龍縣、朝陽村、青山里、高嶺村、白金公社、三合村幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查[R]．長春：吉林省地質(zhì)調(diào)查院，2016．。斷裂構(gòu)造，福洞鎮(zhèn)—長興林場北東向斷裂帶、古洞河北西向斷裂帶均縱貫全區(qū)(圖1)。

圖1 工作區(qū)區(qū)域構(gòu)造綱要圖Fig.1 Regional structure outline map of the working area

2 工作區(qū)1∶5萬水系沉積物測量

2.1 采樣及測試

如圖2所示，共布設(shè)18個(gè)采樣點(diǎn)，15個(gè)位于Ⅰ級水系，3個(gè)位于Ⅱ級水系，每個(gè)采樣點(diǎn)在20～30 m范圍內(nèi)按垂直溝谷走向剖面式多點(diǎn)采樣(3～5個(gè)點(diǎn))。

圖2 工作區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological sketch of the working area

在每個(gè)采樣點(diǎn)上，分別按舊、新規(guī)范要求采取兩個(gè)樣品：按舊規(guī)范要求，水系沉積物的采樣部位選擇在河床底部或河道岸邊與水面接觸之處，或在水流變緩處，水流停滯處，轉(zhuǎn)石背后及河道轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)有較多細(xì)粒物質(zhì)聚集之處采樣，采樣物質(zhì)一般常以淤泥和粉砂為主，取樣粒級為-2 mm(10目)；按新規(guī)范要求，水系沉積物采樣位置在現(xiàn)代活動(dòng)性流水線上，或在水流變緩地段水系沉積物各種粒級易于匯集處，采樣介質(zhì)為代表匯水域基巖的物質(zhì)成分，取樣粒級為+0.25 mm(60目)～-2 mm(10目)。

分析測試單位為吉林省地質(zhì)科學(xué)研究所(原國土資源部長春礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心)，分析結(jié)果如表1、表2所示。

2.2 對比分析及聚類分析

新舊規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果均值及其比值如表3、圖3所示。與舊規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果相比，新規(guī)范Au、Sb、Co、Ni、Cu、Zn、Mo元素明顯偏高，Ag元素明顯偏低， Cr、Pb元素基本相當(dāng)。但由表1、表2可知，新規(guī)范3號樣品為Au元素特高值，是造成新規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果均值偏高的主要原因，除此外，其它各樣品Au元素新、舊規(guī)范基本相當(dāng)，因此Au元素新、舊規(guī)范也基本相當(dāng)。

表1 舊規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果

表2 新規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果

表3 舊、新規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果對比表

圖3 新、舊規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果對比圖Fig.3 Comparison diagram for test results of stream sediments under the old and new specifications

聚類分析，如圖4、圖5，若以相關(guān)系數(shù)r=0.6劃分，新規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果可分為Au、Ag+Sb+Co+Ni+Cu+Mo+Cr+Pb 、Zn三群，舊規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果可分為Au+Co +Sb + Mo、Ag+ Cu 、Ni+ Cr+Pb+ Zn三群。

圖4 舊規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果聚類譜系圖Fig.4 Hierarchical diagram for test results of stream sediments under the old specification

圖5 新規(guī)范水系沉積物測試結(jié)果聚類譜系圖Fig.5 Hierarchical diagram for test results of stream sediments under the new specification

3 討論

3.1 工作區(qū)成礦地質(zhì)條件

新太古界表殼巖雞南巖組斜長角閃巖、變粒巖，原巖為碎屑沉積為主，夾有鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)火山巖，Au元素豐度值可達(dá)(1.62～13.72)×10-9[5]，這些呈單質(zhì)吸附狀態(tài)保存的金在熱液淋濾作用下極易活化釋放出來成為有效礦源[6]。區(qū)域上雞南巖組為重要的含金層位，有關(guān)金礦床(點(diǎn))主要有積水洞、木蘭屯、新合等金礦床(點(diǎn))等[5]。

晚三疊世輝長巖體，受福洞鎮(zhèn)—長興林場北東向斷裂帶控制，如圖1所示，區(qū)域上受此北東向斷裂帶控制的基性—超基性巖體呈北東向串珠狀分布，并已發(fā)現(xiàn)4個(gè)有關(guān)的銅鈷鎳礦床(點(diǎn))。工作區(qū)輝長巖體也見有黃鐵礦化、黃銅礦化、碳酸鹽化等。

早白堊世鉀長花崗斑巖，呈淺成相巖株?duì)?，邊部見有黃銅礦化、輝鉬礦化，區(qū)域上與早白堊世花崗斑巖有關(guān)的銅鉬礦床有常發(fā)溝銅礦、天合興銅鉬礦等。

綜上，工作區(qū)具有形成與新太古界表殼巖有關(guān)的金礦、與晚三疊世基性—超基性巖有關(guān)的銅鈷鎳礦、與早白堊世花崗斑巖有關(guān)的銅鉬礦的地質(zhì)條件?？梢娪绊懝ぷ鲄^(qū)水系沉積物礦致異常的元素應(yīng)包括與表殼巖有關(guān)的Au、與基性—超基性巖有關(guān)的Cu+Ni+Co、與花崗斑巖有關(guān)的Cu+Mo。

3.2 水系沉積物測試結(jié)果分析

在地形強(qiáng)烈切割和水系廣泛分布的山區(qū)，原生礦體及其原生暈、次生暈，由大氣降水，地表水及地下水的沖刷、溶解與搬運(yùn)，成礦成暈元素隨之進(jìn)入水系[7]。成礦有關(guān)元素在流水中的遷移有兩種基本方式：一是呈礦物碎屑狀態(tài)被流水搬運(yùn)，包括碎屑拖運(yùn)和黏土浮運(yùn)；二是呈離子或絡(luò)離子狀態(tài)溶解于水介質(zhì)中，隨水體遷移?；瘜W(xué)元素在分散流中的賦存狀態(tài)主要有：礦物碎屑狀態(tài)、膠體狀態(tài)、吸附狀態(tài)及次生化合物狀態(tài)，后三者主要賦存于有機(jī)質(zhì)和黏土物質(zhì)中。工作區(qū)位于吉林省東部山區(qū)，地球化學(xué)景觀為森林沼澤地區(qū)，以物理風(fēng)化為主，化學(xué)風(fēng)化為輔，因此化學(xué)元素主要以礦物碎屑狀態(tài)賦存。

按舊規(guī)范要求，水系沉積物的采樣介質(zhì)以淤泥和粉砂為主，取樣粒級為-2 mm(10目)。實(shí)際上采集了化學(xué)元素的大部分賦存狀態(tài)，包括粉砂中的礦物碎屑狀態(tài)和淤泥中的膠體狀態(tài)、礦附狀態(tài)及次生化合物狀態(tài)，而淤泥中的化學(xué)元素為溶解后遷移吸附。表1、表2、圖3所示，與新規(guī)范相比， Sb、Co、Ni、Cu、Zn、Mo元素含量偏低，說明這些元素主要賦存于粉砂中；Ag元素偏高，可能說明Ag元素更多地賦存于淤泥中；Au、Cr、Pb元素基本相當(dāng)，說明這些元素在粉砂和淤泥中含量相差不多。元素組合分析，如圖4，如按相關(guān)系數(shù)r=0.6劃分，Au+Co +Sb + Mo、Ag+ Cu 、Ni+ Cr+Pb+ Zn三群，特別是Au元素與Co元素、Ag與 Cu元素相關(guān)系數(shù)較高，與前述工作區(qū)成礦地質(zhì)條件分析不符。

按新規(guī)范要求，水系沉積物采樣介質(zhì)為代表匯水域基巖石的物質(zhì)成分，取樣粒級為+0.25 mm(60目)～-2 mm(10目)。實(shí)際上只采取了粉砂中的礦物碎屑狀態(tài)，有效地去除了有機(jī)質(zhì)及淤泥中吸附的化學(xué)元素的干擾，化學(xué)元素含量及其組合基本反映了工作區(qū)礦化蝕變情況。如圖5，同樣按相關(guān)系數(shù)r=0.6劃分，可分為Au、Ag+Sb+Co+Ni+Cu+ Mo+Cr+Pb、Zn三群，特別是Au元素單獨(dú)為一群，Ni+Cu相關(guān)系數(shù)較高，與前述成礦地質(zhì)條件相吻合，同時(shí)也說明，Cu元素主要來源于工作區(qū)輝長巖體，即Cu+Ni礦化強(qiáng)于Cu+Mo礦化。

4 結(jié)論

新舊規(guī)范水系沉積測量結(jié)果對比：

(1)新規(guī)范高于舊規(guī)范的元素有：Sb、Co、Ni、Cu、Zn、Mo；

(2)新規(guī)范低于舊規(guī)范的元素有：Ag；

(3)基本不變的元素有：Au、Cr、Pb；

(4)新規(guī)范元素組合更能準(zhǔn)確指示成礦元素來源。

應(yīng)當(dāng)說明的是，本次對比分析采取18個(gè)樣品，且選自同一地區(qū)，盡管新規(guī)范水系沉積測量結(jié)果更符合實(shí)際地質(zhì)情況，但所得結(jié)論僅供參考。