黑龍江省呼瑪縣大砬子地區(qū)水系沉積物地球化學特征及找礦遠景預測

萬太平， 楊文鵬， 于獻章， 郭亞軍

(黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院，哈爾濱 150036)

0 引言

大砬子地區(qū)位于黑龍江省呼瑪縣西部，2010年黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院在大砬子地區(qū)開展了1∶200 000 水系沉積物測量工作，圈定了面積大、強度高、套合好的金砷銻汞異常，異常主要分布于下白堊統(tǒng)火山巖中。研究區(qū)內(nèi)砂金資源豐富，有余慶老溝中型砂金礦，區(qū)域上巖金礦床眾多(如二十四號橋巖金礦床和旁開門金礦床等)，因此2015年在研究區(qū)開展了1∶50 000水系沉積物測量工作，驗證區(qū)域化探異常，以期發(fā)現(xiàn)重大的找礦靶區(qū)。

1 地質(zhì)特征

研究區(qū)地層復雜，主要出露中新元古界興華渡口巖群(Pt2-3)二云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖、黑云斜長變粒巖；頂志留-中泥盆統(tǒng)泥鰍河組(S4D2)粉砂質(zhì)綠泥絹云板巖夾多層火山碎屑巖；上侏羅-下白堊統(tǒng)木瑞組(J3K1)凝灰質(zhì)砂礫巖、細砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖；下白堊統(tǒng)火山巖(K1)包括龍江組、光華組、甘河組。龍江組為陸相中酸性-中性火山巖建造，巖性以安山巖、英安巖、英安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r為主；光華組為陸相酸性-中酸性火山巖建造，以流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r為主；甘河組為陸相裂隙式火山溢流形成的基-中基性火山巖建造，以玄武巖為主。

研究區(qū)內(nèi)侵入巖主要分布于綽那河以北、余慶老溝以東，侵入巖以酸性花崗巖為主，主要為新元古代弱片麻狀花崗巖(Pt3)；早侏羅世二長花崗巖、正長花崗巖(J1)。

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，具繼承性多期活動特點，斷裂性質(zhì)復雜，主要以北東向為主，其次為北西向及北西西向的次一級斷裂。綽納河斷裂為研究區(qū)最大的北東向斷裂，錯切了華力西構(gòu)造亞層與華力西期中酸性侵入體，沿綽納河斷裂兩側(cè)形成大規(guī)模燕山期斷陷火山盆地,地質(zhì)簡圖見圖1。

圖1 大砬子地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Simplified geological map of Dalazi area

2 地球化學特征

2.1 樣品采集、分析及數(shù)據(jù)處理

工作區(qū)為典型的森林沼澤景觀區(qū)，分屬黑河-孫吳低山丘陵亞景觀類型，地勢多為丘陵山地，山體渾圓，高差較小，溝谷開闊平緩，但水系沉積物非常發(fā)育，水系沉積物分為生物成因為主的水系泥炭沉積物和巖石風化成因為主的水系碎屑沉積物，兩類介質(zhì)在表層相互混雜，底部則主要為碎屑沖積物，少量洪水期漫入的細砂和粉砂物質(zhì)分布在流水線兩側(cè)泥炭頂部。一級水系上游多為干溝，溝底為介于坡積土壤與水系沉積物之間的沖洪積物，其成份以淤泥、粘土和有機質(zhì)為主。二級、三級水系沉積物為巖石碎屑、細砂、粉砂和淤泥等，沼澤發(fā)育，沼澤中主要為泥炭沉積物[2]。

采樣點多位于一級水系口，采樣密度為4.2個點/km2，采樣物質(zhì)為水系碎屑沉積物，截取-10目～+60目粒級段；樣品加工至-200目后送國土資源部哈爾濱礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心分析，采用原子吸收光譜法分析Cu、Zn，原子發(fā)射光譜法分析Ag、Pb、Sn，化學光譜法分析Au，催化極譜法分析W、Mo、原子熒光法分析As、Sb、Bi、Hg，分析方法的檢出限、準確度、精密度均符合《地球化學普查規(guī)范》(DZ/T0011-2015)要求。隨機插入125件國家一級標準物質(zhì)與1 385件水系沉積物樣品一同分析，分析測試數(shù)據(jù)的報出率、準確度、精密度、日常分析質(zhì)量、重復樣檢驗及實驗室外部質(zhì)量監(jiān)控均符合《地球化學普查規(guī)范》(DZ/T0011-2015)要求。

數(shù)據(jù)處理、圖件編制使用IBM SPSS Statistics 19、Mapgis6.7軟件在計算機上完成[2]。采用原始數(shù)據(jù)計算各元素的平均值、中位數(shù)、標準離差、變異系數(shù)(Cv)、最大值、最小值、濃集系數(shù)等。變異系數(shù)(Cv)為標準離差與平均值的比值，區(qū)域平均值為興隆溝、呼瑪鎮(zhèn)、三道卡、白石砬子幅1∶200 000水系沉積物測量各元素的背景值。元素離散程度可以采用剔除和未剔除特高特低值變異系數(shù)(Cv)的比值來表示，離散度越大的元素越容易存在局部活化富集[4]。

2.2 地球化學參數(shù)特征

12種元素的地球化學參數(shù)特征見表1，統(tǒng)計結(jié)果表明：研究區(qū)12種元素的平均值均大于區(qū)域平均值，Au、Cu、As、Sb、Hg等5種元素的平均值明顯高于區(qū)域平均值，尤其是Au的濃集系數(shù)高達3.33，說明這些元素處于地球化學高背景場，其余元素的平均值略大于區(qū)域平均值，濃集系數(shù)在1.07～1.23之間，說明這些元素處于地球化學背景場。從均值與中位數(shù)關系看，Au、As、Sb、Hg的均值遠大于中位數(shù)，表明它們存在局部活化富集或疊加富集的可能性。變異系數(shù)越大，分異作用越強，后期疊加富集成礦的可能性就越大。從變異系數(shù)看，Au、Hg強分異(Cv>3)，As、Sb明顯分異(1

利用全區(qū)水系沉積物中各元素含量的原始數(shù)據(jù)集變異系數(shù)(Cv1)和通過平均值加3倍標準離差剔除后的數(shù)據(jù)集變異系數(shù)(Cv2)，反映數(shù)據(jù)集的離散程度[5](表2)。研究區(qū)Hg、Au、As、Sb變化程度較大，說明元素出現(xiàn)富集或貧化，富集成礦的可能性較大，與區(qū)內(nèi)存在的余慶老溝南巖金礦化點、余慶老溝東399高地巖金礦化點、余慶老溝東357高地巖金礦化點對應良好。Ag、Pb、Sn、Cu、Zn、W、Mo、Bi的離散程度相對平穩(wěn)，高含量數(shù)據(jù)相對較少，局部有富集成礦的可能性較小。

綜上所述，Au、As、Sb、Hg元素含量高，離散程度大，與已知礦點對應良好，確定Au、As、Sb、Hg為主成礦元素。

表1 研究區(qū)水系沉積物地球化學參數(shù)統(tǒng)計

含量單位：Au為10-9，其他均為10-6

表2 大砬子地區(qū)水系沉積物元素變異系數(shù)及其比值

2.3 元素組合特征

為了解研究區(qū)內(nèi)元素之間的相關程度，分析元素組合與地質(zhì)構(gòu)造背景的依存關系，采用R 型聚類方法對研究區(qū)水系沉積物中的元素進行研究[6](圖 2)。區(qū)內(nèi)12種元素可以劃分為 3 類：①Au、Hg，反映Au礦化信息，Au、Hg相關系數(shù)為0.43，Au異常主要分布于余慶老溝兩側(cè)，與下白堊統(tǒng)火山巖、中新元古界興華渡口巖群有關；②Ag、Cu、Zn、Sb、W、Sn、Bi反映與區(qū)內(nèi)早白堊世火山巖、泥鰍河組的分布相關；③Pb、Mo、As，反映了中、高溫熱液作用有關的礦化信息。

圖2 研究區(qū)水系沉積物元素R型聚類分析譜系圖Fig.2 Cluster analysis diagrams from stream sediments of the study area

2.4 元素異常特征

采用X±3S0迭代剔除特高、低值后所獲得的平均值加2倍標準差求得理論異常下限，再根據(jù)各元素的區(qū)域背景值確定出異常下限的實用值，然后由計算機直接圈定各元素異常[7]。共圈定單元素異常399處，其中優(yōu)選出具有找礦潛力的Au異常7處，As異常4處，Sb異常5處，Hg異常4處。結(jié)合元素的地球化學特征及成礦地質(zhì)條件，共圈定組合異常52處，其中具有找礦遠景的異常6處。單元素地球地球化學異常特征表見表3。

2.4.1 金異常特征

異常帶呈NE、NW、NWW、SN向展布，異常濃集中心和異?？臻g分布明顯受北東向和近南北向斷裂控制。金異常大部分位于余慶老溝兩側(cè)，金異常與興華渡口巖群(Pt2-3)、泥鰍河組(S4D2)、下白堊統(tǒng)火山巖有關。研究區(qū)內(nèi)火山構(gòu)造和火山斷裂非常發(fā)育，為礦液的賦存提供了良好通道和空間，金成礦潛力非常大，因此金為研究區(qū)的主攻礦種。

表3 研究區(qū)單元素地球地球化學異常特征表

Au含量單位10-9，其他元素含量單位10-6

2.4.2 砷、銻異常特征

砷、銻異常套合非常好，主要分布于綽那河以南，砷、銻異常與木瑞組(J3K1)、泥鰍河組(S4D2)、弱片麻狀花崗巖(Pt3)、早侏羅世二長花崗巖關系密切，As、Sb異常的濃集中心多為木瑞組(J3K1)中。砷、銻異常形狀不規(guī)則，無明顯的方向性。

2.4.3 汞異常特征

汞異常主要分布于研究區(qū)南部東大溝附近，異常與下白堊統(tǒng)火山巖關系密切。

3 成礦遠景區(qū)劃分

根據(jù)地球化學異常分布特征和成礦地質(zhì)條件，將分布集中、規(guī)模大、處于相近地質(zhì)環(huán)境的一組異常劃分為成礦遠景區(qū)[5,8]，圈定具有一定找礦潛力的成礦遠景區(qū) 2處，均為以金為主的遠景區(qū):①王福店金礦成礦遠景區(qū);②余慶老溝金礦成礦遠景區(qū)。

3.1 王福店金礦成礦遠景區(qū)

遠景區(qū)位于王福店，面積38.7 km2，區(qū)內(nèi)與異常有關的地層為中—新元古界興華渡口巖群(Pt2-3)。遠景區(qū)由組合異常由Hs-72、Hs-73組成(圖3)，元素組合為Au、As、Sb、Bi、Sn，區(qū)內(nèi)Au異常規(guī)模最大，為主成礦元素，極大值為300×10-9，異常分布非常集中，主要位于余慶老溝西側(cè)，金異常呈NE、NW、NWW向展布，與區(qū)域性壓性斷裂方向一致，NE、NW、NWW向斷裂為中低溫含礦熱液運移和賦存提供了導礦和容礦構(gòu)造。興華渡口巖群(Pt2-3)中金異常強度最高，興華渡口巖群(Pt2-3)背景值較高，可能為金礦床的礦源層。據(jù)異常特征及地質(zhì)背景推斷異常與斷裂構(gòu)造及興華渡口巖群(Pt2-3)有關， 區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，變形強烈，經(jīng)受多次熱液改造，成礦地質(zhì)條件有利，是尋找熱液型金礦的有利地段。

圖3 王福店金礦成礦遠景區(qū)綜合異常剖析圖Fig.3 The synthesis anomaly characteristics profile in Au prospective area at Wangfudian

圖4 余慶老溝金礦成礦遠景區(qū)綜合異常剖析圖Fig.4 The synthesis anomaly characteristics profile in Au prospective area at Yuqinglaogou

3.2余慶老溝金礦成礦遠景區(qū)

遠景區(qū)位于余慶老溝上游，面積約53.9 km2。遠景區(qū)處于大砬子-余慶老溝中生代斷坳陷火山盆地內(nèi)，出露地層有頂志留統(tǒng)-中泥盆統(tǒng)泥鰍河組(S4D2)、上侏羅-下白堊統(tǒng)木瑞組(J3K1)、下白堊統(tǒng)龍江組、光華組、甘河組。遠景區(qū)內(nèi)1∶50 000水系沉積物組合異常由Hs-82、Hs-83、Hs-97、Hs-99組成(圖4)。元素組合為Au、As、Sb、Hg，區(qū)內(nèi)Au異常規(guī)模最大，為主成礦元素，極大值為55.3×10-9，異常分布非常集中，主要位于余慶老溝兩側(cè)。遠景區(qū)內(nèi)存在余慶老溝中型砂金礦，砂金的來源為巖金，遠景區(qū)內(nèi)的金礦化可能為其提供來源。金異常呈NE、SN向展布，區(qū)內(nèi)火山構(gòu)造和火山斷裂非常發(fā)育，為后期礦液運移和礦體賦存提供了良好的空間。遠景區(qū)內(nèi)異常規(guī)模大，強度高，斷裂發(fā)育，地層復雜，成礦地質(zhì)條件有利，推斷該異常與熱液和火山活動有關，為礦致異常，有發(fā)現(xiàn)Au多金屬礦的可能。

4 結(jié)論

1)元素地球化學參數(shù)特征顯示：研究區(qū)Au、As、Sb、Hg元素含量高，變異系數(shù)大，離散程度大，為主要成礦元素。

2)1∶50 000水系沉積物測量圈定具有找礦遠景的組合異常6處，異常分布受地層的空間展布及構(gòu)造控制較明顯。

3)圈定兩處成礦遠景區(qū)：①王福店金礦成礦遠景區(qū)；②余慶老溝金礦成礦遠景區(qū)。