辽宁金杖子地区水系沉积物地球化学特征.pdf

收稿日期:2 0 2 2 1 0 0 6;责任编辑:沈名星基金项目:辽宁省本级地质勘查项目(编号:2 0 1 14 9号)资助。作者简介:秦丹鹤(1 9 8 7),女,硕士研究生,工程师,主要从事地质矿产及地球化学工作。通信地址:河北省廊坊市广阳区广阳道9 3号;邮政编码:0 6 5 0 0 0;E-m a i l:6 3 9 5 5 9 5 4 3q q.c o m通信作者:刘博(1 9 8 6),男,硕士研究生,高级工程师,主要从事地质矿产及区域地质调查工作。通信地址:河北省廊坊市广阳区广阳道9 3号;邮政编码:0 6 5 0 0 0。d o i:1 0.6 0 5 3/j.i s s n.1 0 0 1 1 4 1 2.2 0 2 3.0 2.0 1 2辽宁金杖子地区水系沉积物地球化学特征秦丹鹤,李昊璐,王志民,刘博,黄晨承(中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心,河北 廊坊 0 6 5 0 0 0)摘要:金杖子地区位于冀东 辽西金成矿带,区内矿产资源丰富,成矿地质条件优越。本文在12 5 0 0 0水系沉积物测量工作的基础上,结合该区地质特征和成矿地质条件,对该地区1 0种元素的地球化学特征、离散程度及综合异常特征进行研究,圈定综合异常3处,为进一步的地质勘查工作提供了依据。关键词:水系沉积物;综合异常;金杖子地区;辽宁省中图分类号:P 6 3 2.3 文献标识码:A0 引言金杖子地区位于华北地台北缘,冀东辽西金成矿带上,区域矿产资源十分丰富,矿产以金、铁为主,具有良好的成矿潜力。水系沉积物测量是一种高效的地球化学勘查手段,能有效获取成矿信息,是地质找矿中卓有成效的地球化学勘查手段19。研究区属于亚湿润地区,为中低山丘陵地貌,地势北西高,南东低,区内水系发育,主干河流保持常年流水,但水量随季节而变化,适合开展水系沉积物地球化学测量。区域内曾开展过12 0万区域地质调查工作,基本查明了区域上地层、构造、岩浆岩特征,圈定了水系、土壤、重砂异常,这为在该区开展多金属找矿工作提供了依据。本文基于在研究区开展12 5 0 0 0水系沉积物地球化学测量工作,对金杖子地区水系沉积物地球化学特征进行研究,以期为下一步地质勘查工作提供依据。1 研究区地质概况研究区位于华北地台北缘燕山台褶内、金羊盆地与柏山隆起的交汇部位(图1 a)。区内地层简单,仅出露蓟县系雾迷山组,岩性主要为白云质灰岩、隧石条带或隧石结核白云质灰岩、条纹状灰岩。岩石含密集燧石条带、燧石结核,风化面普遍发育刀砍状沟槽。第四系主要为黏土、砂土、亚黏土、沙砾石等。区内构造复杂,断裂构造发育,主要有N ENN E向断裂及其衍生的S N向、EW向及NW向次级断裂。区内岩浆活动强烈,期次较多且侵入活动频繁(图1 b),这为成矿提供了充足的热源和部分物源。在研究区内见燕山早期辉绿岩,辉绿岩与雾迷山组白云岩 接触界线平 直,为 顺 层 呈 岩 床 状 产 出(图1 c)。在其与地层接触带上盘常发育石棉矿化,下盘接触带常发育铁锰矿化。第3 8卷 第2期2 0 2 3年6月:2 2 5 2 3 0 地 质 找 矿 论 丛 C o n t r i b u t i o n s t o G e o l o g y a n d M i n e r a l R e s o u r c e s R e s e a r c h V o l.3 8 N o.2J u n.2 0 2 3:2 2 5 2 3 0图1 金杖子地区大地构造位置图(a)及地质简图(b)F i g.1 G e o t e c t o n i c l o c a t i o n(a)a n d g e o l o g i c a l s k e t c h o f J i n z h a n g z i a r e a(b)1.第四系;2.侏罗系冰沟组;3.侏罗系九佛堂组;4.侏罗系義县组;5.侏罗系土城子组;6.侏罗系蓝旗组;7.奥陶纪;8.寒武系;9.蓟县系铁岭组;1 0.蓟县系洪水庄组;1 1.蓟县系雾迷山组;1 2.花岗斑岩;1 3.闪长岩;1 4.辉绿岩;1 5.流纹斑岩;1 6.安山岩;1 7.闪长玢岩;1 8.断层;1 9.不整合地质界线;2 0.研究区2 样品采集与测试本次12 5 0 0 0水系沉积物地球化学测量工作,实际采样面积3 0 k m2,共采集水系沉积物样品5 9 7件。结合前人工作经验,平均采样密度为2 0点/k m2,采样点主要布设在一级水系的末端和分支水系之上。样品主要在水系中大石头背后,水流转弯处,水流由窄变宽处采集。采样物质以水系沉积物中的粉砂、细砂为主。所有样品经自然干燥过筛后,截取粒度-4+2 0目,重量不少于5 0 0 g;确定加工粒级为-1 0+6 0目。样品室内加工及测试工作,均由原中国人民武装警察部队黄金第四支队及其实验室完成。分析元素为A u、A g、A s、S b、B i、M n、C u、P b、Z n、M o。A u元素采用化学光谱法分析;A g、C u、P b、Z n、M o、M n元素采用原子吸收法分析;A s、S b、B i元素分析采用原子荧光法分析。3 地球化学特征3.1 元素参数统计特征运用S p s s 2 3软件对水系沉积物中各元素的原始分析数据进行处理。用连续迭代剔除法将大于和小于X3S(X为原始数据平均值,S为标准差)的离群数 据 剔 除 后,计 算 出 处 理 后 的 数 据 平 均 值(X0)、标准差(S0)、变异系数(Cv)等参数1 01 2。表1为金杖子地区水系沉积物测量地球化学参数统计结果。研究区中变异系数1.0的元素有C u、M o,表明这2种元素分布极不均匀,为强分异型,元素分布相对集中,异常特征较明显,成矿可能性较大;变异622地 质 找 矿 论 丛2 0 2 3年表1 金杖子地区水系沉积物测量地球化学参数统计T a b l e 1 S t a t i s t i c s o f g e o c h e m i c a l p a r a m e t e r s o f s t r e a m s e d i m e n t s u r v e y o f t h e a r e a元素原始数据平均值(X)标准差(S)变异系数(Cv1)多次迭代后平均值(X0)标准差(S0)变异系数(Cv2)异常下限富集系数A u1.5 91.0 20.6 41.4 30.4 40.3 12.3 00.9 3A g0.1 20.0 50.4 50.1 10.0 40.4 00.2 00.4 6A s1 3.2 04.5 20.3 41 2.9 32.3 20.1 81 7.5 81.2 2S b0.8 40.2 60.3 10.8 40.2 50.3 01.3 40.9 3B i0.2 90.1 00.3 40.2 90.0 90.3 10.4 70.7 3C u3 9.7 94 2.9 91.0 83 1.2 19.9 90.3 25 1.1 91.6 6P b2 4.6 01 2.1 10.4 92 4.6 01 2.1 10.4 94 8.8 20.9 1Z n8 4.7 15 7.7 20.6 88 4.7 15 7.7 20.6 82 0 0.1 61.2 6M n8 8 3.4 94 7 0.3 30.5 38 8 3.4 94 7 0.3 30.5 31 8 2 4.1 41.3 6M o2.1 52.8 71.3 32.1 52.8 71.3 37.8 92.4 2 注:量单位wB/1 0-6;w(A u)/1 0-9。系数为0.5 01.0的元素有A u、Z n、M n,表明这3种元素分布不均匀,属分异型,成矿潜力中等;其余元素变异系数0.5,分布较均匀,属弱分异型,成矿潜力低。元素A s、C u、Z n、M n、M o的富集系数大于1,表明这些元素具有相对富集的趋势;A u、S b、P b元素的富集系数1,说明其丰度与背景值相似;A g、B i元素的富集系数较低,在土壤中呈相对分散的趋势。原始数据的变异系数为CV 1,CV 2为剔除离群极值后数据的变异系数,衡量元素含量数据集的相对离散程度用CV 1/CV 2表示,反映了背景迭代处理对离散数据的削平程度1 31 6。元素的离散程度越高,表明元素分布越不均匀,富集成矿的可能性也就越大1 72 3。由图2可以看出,C u、M o、A u和A s元素离散程度比较大,分异程度较强,反应其活化迁移程度较高,成矿可能性较大;而其他元素含量变化幅度不大,富集成矿的可能性相对较小。综合元素的变异系数、富集系数特征得出,A u、C u、M n、M o元素具有较好的分异型和富集系数,说明其具有较好的成矿潜力。利用S p s s 2 3软件对分析结果进行R型聚类分析,如图3所示,将1 0个元素分成3组,分别为C u-Z n-M n,M o,A u-A g-A s-S b-B i-P b。元 素C u和Z n最先聚类,M n次之,说明它们的地球化学行为在研究区内较相似,且联系较为紧密。3.2 地球化学异常特征及异常查证(1)地球化学异常特征研究区各元素异常下限(T0)按照X0处理后平均值与S0处理后标准差得出:T0=X0+2S0将异常下限、2倍异常下限和4倍异常下限分别作为外、中、内带的分带值2 4,圈定A u异常1 7图2 元素变异系数图解F i g.2 E l e m e n t v a r i a t i o n c o e f f i c i e n t p l o t图3 R型聚类分析谱系图F i g.3 P e d i g r e e o f R-t y p e c l u s t e r a n a l y s i s o f t h e a r e a处,A g异常8处,A s异常9处,S b异常7处,B i异常2处,C u异常3处,P b异常1 1处,M n异常5处,M o异常4处,Z n异常2处。最终圈定出综合异常3处(图4)。722第3 8卷 第2期秦丹鹤等:辽宁金杖子地区水系沉积物地球化学特征图4 金杖子地区综合异常图F i g.4 T h e i n t e g r a t e d a n o m a l y m a p o f t h e a r e a1.第四系;2.蓟县系雾迷山组;3.辉绿岩;4.金异常;5.银异常;6.砷异常;7.锑异常;8.铋异常;9.铜异常;1 0.铅异常;1 1.锰异常;1 2.钼异常;1 3.锌异常;1 4.综合异常;1 5.矿(化)体;1 6.矿化带(2)异常查证H S-1异常区。位于辉绿岩与白云岩下盘接触带上,在下盘接触带上见褐色铁帽。异常可能与接触带上铁矿化有关。1号矿(化)体发现于此处综合异常区中,位于金杖子南坡,地表出露脉状,矿化体长3 0 0 m,向北被第四系覆盖未封闭,厚31 0 m,产状2 6 0 3 0 0 1 0 3 0。岩性主要为含铁结核辉绿岩和碎裂白云岩。含铁结核辉绿岩,灰黄色灰黑色,块状构造,辉绿结构,发育高岭土化、绿泥石化,强褐铁矿化,多夹不规则团块状、条带状赤铁矿;碎裂白云岩,褐红色樱红色,隐晶质结构,蜂窝状构造、角砾状构造,发育铁锰碳酸盐化、赤铁矿化、黏822地 质 找 矿 论 丛2 0 2 3年土化。H S-2异常区。出露于雾迷山组燧石条带白云岩与辉绿岩接触带下盘东侧,地质踏查时在异常区发现褐铁矿化,推测异常可能为白云岩与辉绿岩接触带矿化蚀变引起。4号矿(化)体和5号矿化体发现于此综合异常区内。4号矿(化)体位于里道沟里东沟北侧,长约5 8 0 m,产状3 1 0 7 4。岩性主要为辉绿岩和碎裂白云岩。辉绿岩,黄褐色灰黑色,块状构造,辉绿结构,发育高岭土化、绿泥石化,具有强褐铁矿化;碎裂白云岩,褐红色土黄色,隐晶质结构、碎裂结构,蜂窝状构造、层状构造,发育铁锰碳酸盐化、赤铁矿化、蜂窝状褐铁矿化、硅化。5号矿化体位于曲家沟北山,地表出露呈透镜状,缓倾斜规则层状,矿化体局部出露长7 0 m,产状2 9 0 3 1 0 1 0 2 0。岩性为含燧石白云岩,红褐色黑褐色,隐晶质结构、层状构造,发育菱铁矿化、赤铁矿化、褐铁矿化。H S-3异常区。出露于雾迷山组燧石条带白云岩中。在异常区中部白云岩中发现蚀变带一条,地表出露长4 0 0 m,产状1 3 5 8 0,褐红色,碎裂结构,蜂窝状构造 块状构造,发育铁锰碳酸盐化、褐铁矿化、硅化、高岭土化。4 结语综合元素的变异系数、富集系数特征得出,A u、C u、M n、M o元素具有较好的分异型和富集系数,元素离散程度相对高,说明其局部富集成矿可能性较大。在12 5 0 0 0万水系沉积物测量的基础上,结合区内地质特征和成矿地质条件,在金杖子地区圈出元素综合异常3处。参考文献:1 罗先熔,文美兰,欧阳菲,等.勘查地球化学M.北京:冶金工业出版社,2 0 0 7:5 6 6 1.2 王学求.勘查地球化学8 0年来重大事件回顾J.中国地质,2 0 1 3,4 0(1):3 2 2 3 3 0.3 张国宾,杨言辰,梁冰,等.黑龙江东部完达山地区水系沉积物地球化学特征及成矿预测J.中国地质,2 0 1 7,4 4(3):5 8 86 0 3.4 张善明,冯罡,张建,等.运用土壤地球化学寻找深部矿体的原理及方法J.地质与勘探,2 0 1 1,4 7(6):1 1 1 4 1 1 2 3.5 陈巧妹,刘晓康,马晓萍,等.青海省滩北雪峰地区水系沉积物地球化学特征及找矿预测J.地质找矿论丛,2 0 1 9,3 4(2):2 9 43 0 1.6 黄晋荣,王建武,夏旭丽,等.山西右玉火烧滩后窑子一带水系沉积物地球化学特征及找矿应用效果J.世界地质,2 0 2 1,4 0(2):3 2 2 3 3 0.7 翁望飞,王德恩,王邦民,等.安徽省祁门 黟县地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向J.物探与化探,2 0 2 0,4 4(1):11 2.8 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i c c o n d i t i o n.S t r e a m s e d i m e n t g e o c h e m i c a l s u r v e y a t s c a l e 12 5 0 0 0 h a s b e e n c o n d u c t e d i n t h e a r e a.T h i s p a p e r d e a l s w i t h g e o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f 1 0 e l e m e n t s,t h e i r d i s c r e t i o n a n d t h e i n t e g r a t e d a n o m a l y f e a t u r e.T h r e e i n t e g r a t e d a-n o m a l i e s a r e l o c a t e d f o r f u r t h e r p r o s p e c t i n g.K e y W o r d s:S t r e a m s e d i m e n t;i n t e g r a t e d a n o m a l i e s;J i n z h a n g z i a r e a;L i a o n i n g p r o v i n c e032地 质 找 矿 论 丛2 0 2 3年