江西安远地区水系沉积物地球化学特征及找矿预测

吴碧娟　肖　昱　唐攀科　郝玉军　段建良　管友飞

(有色金属矿产地质调查中心南方地质调查所)



江西安远地区水系沉积物地球化学特征及找矿预测

吴碧娟肖昱唐攀科郝玉军段建良管友飞

(有色金属矿产地质调查中心南方地质调查所)

在1∶5万水系沉积物测量的基础上，对江西安远地区的水系沉积物地球化学特征进行了分析。对水系沉积物元素含量、离散特征、组合关系、分布特征进行了深入探讨，并优选了4处金铜铅锌多金属找矿远景区，实践表明：水系沉积物地球化学测量方法在山地丘陵地区具有良好的找矿效果。

水系沉积物测量地球化学特征找矿预测找矿远景区

地球化学找矿是直接获取隐伏、半隐伏矿以及难识别矿成矿信息的最主要手段，是传统宏观矿化露头向微观找矿的延续[1-3]。针对当前地表找矿难度越来越大的现状，水系沉积物地球化学测量方法在寻找有色金属矿产中发挥了越来越重要的作用[4-9]。本研究在分析江西安远地区1∶5万水系沉积物地球化学特征的基础上，结合该区内铜铅锌多金属矿产分布特征和成矿地质条件，进行找矿靶区预测，为区内找矿提供可靠依据。

1　研究区地质概况

江西安远地区大地构造位置处于武夷加里东造山带南西端。武夷造山带是华夏古板块陆缘造山带的组成部分，其北西侧为扬子、华夏古板块之间的钦(州湾)—杭(州湾)结合带，南侧为佛冈—五华断裂带，西侧为鹰潭—定南断裂带，东侧为丽水—莲花山断裂带(图1)。区内自中元古界至新生代地层均有出露，其中以震旦纪—寒武纪地层为主，出露较完整，为一套次深海相类复理石含硅泥砂质碎屑岩建造，构成该区基底构造(该区基底包括中元古界桃溪岩组变质岩系)；次为中生代地层，尤其以中晚侏罗世沉积-火山地层为最，系一套陆相火山-湖泊相沉(堆)积[10-12]。区内构造变形强烈，断裂发育，NE—NNE向区域性断裂规模较大，控制了基底与盖层的展布。区内中东部寒武系牛角河组发育一条SN向大断裂，对铁山铁矿起着控矿作用，中东部发育一向斜构造亦是以该牛角河组为轴，向斜两翼出露地层为震旦系老虎塘组、震旦系坝里组、南华系沙坝黄组(图2)。区内中部发育一NE向鸡笼嶂组火山断陷盆地，火山盆地西侧为以震旦系变质岩为主的单斜构造。区内岩浆活动频繁，侵入岩分布较广，主要出露于东部蛤蟆石、西部兴地及南部的车头和孙屋一带，岩浆活动时代主要为晚侏罗世—早白垩世，时期为燕山期，属于一个规模较大、岩性复杂的岩浆旋回。

图1　安远地区大地构造位置 ①北海—绍兴断裂带；②鹰潭—定南断裂带；③丽水—莲花山 断裂带；④佛冈—五华断裂带；⑤吴川—四会断裂带

2　水系沉积物工作概述

江西省安远地区铜铅锌多金属矿远景调查项目完成了1∶5万版石幅465 km2水系沉积物样品采集工作，共布设了生产样点2 223个，重采样52个，设计采样密度4.78个/km2。采样物质以细砂为主，采样时采用多点采样法，在采样位置15～30 m范围内采集3～5件样品并合并为一件样品，样品原始质量大于1 000 g，样品加工过筛后质量不少于300 g。分析测试方法采用ICP—MS、ICP—AES、AFS、ES、GF—AAS、ISE等，分析测试工作由华北有色地质勘查局燕郊中心实验室承担。将原始数据转换为对数值，剔除大于X(平均值)+3S(标准差)的特高值，计算各元素的平均值(X1)、标准离差(S1)，用以计算异常下限值(参考值)，各单元素的异常下限见表1。

表1　安远地区元素地球化学异常下限值 ×10-6

注：Au、Ag单位为(×10-9)。

图2　江西安远地区地质概况

3　地球化学特征

3.1元素含量特征

(1)各地层对比而言，中元古界桃溪岩组地层至寒武系牛角河组地层中多数元素含量较高，侏罗系鸡笼嶂组地层至泥盆系云山组地层中多数元素含量较低。尤其是Au、As、Sb等在寒武系、震旦系地层中含量明显高于其他地层，说明测区内老地层有较好的成矿可能性。

(2)各时期岩体对比及岩体与地层对比，除W、Sn、Bi、Mo、F外，其他元素在岩体内富集不明显或无富集，且侏罗系黑云母花岗岩和白垩系二长斑岩岩体各元素含量较高，说明岩体内各类高温元素成矿可能性较好。

(3)测区与全国水系沉积物和陆壳元素含量对比，W、Bi、Sn、Mo、Co、Pb、Ag含量均较高，说明该类元素在测区内的成矿可能性好。

3.2元素离散特征3.2.1变异系数

由元素变异系数(表2)可知，全区范围内Mo、Au的变化系数大于3；次为Bi，变异系数大于2；Hg、As、Cu、Cd、Sb、W、Co的变异系数大于1；Ag、Cr、F、La、Ni、Pb、Sn、Zn的变异系数小于1，说明区内Mo、Au、Bi、Hg、As、Cu、Cd、Sb、W、Co分布较不均匀，有形成局部富集的可能，为区内主要的成矿成晕元素，与测区主要异常元素的分布特征相符。因此，区内找矿方向应以Mo、Au、Bi等为主。

表2　水系沉积物测量地球化学参数

注：Au、Ag单位为(×10-9)。

3.2.2叠加系数

叠加系数越大，说明后期地质作用中元素的叠加强度越大，相应成矿的可能性则越大。由表2可知：区内As、Bi、Mo的叠加系数较大，Ag、Cr、Cu、F、Hg、La、Ni、Pb、W、Zn在各地层中的叠加系数相对较小。

3.2.3元素分布型式

以版石幅2 172件水系沉积物样品为统计样本，制作全区及不同地层的18种元素含量-频数对数直方图。由该直方图可知：①Ag、As、Au、Mo、Sn、W分布型式表现为向元素含量的高值区倾斜，离散度大，表明该类元素参与了成矿作用；②Cr、Co、Ni、Cu分布型式出现明显的双峰现象，说明该类元素经历了多期次成矿作用；③全区除La、Pb、Zn、F存在较标准的正态分布型式外，其他元素都存在拖尾、多峰等现象，表明区内多数元素的成矿条件较好。

3.3元素组合关系

3.3.1聚类分析

对该区18种元素进行了R型聚类分析，得到各元素之间的相关关系(图3)。在0.5的相似水平上，可将元素分为3类：第1类为Cr、Ni、Co、Cu、As、Sb、Au、La，为中—低温元素和铁族元素组合；第2类为Ag、Bi、Cd、Zn，为中—高温元素组合；第3类为W、F、Sn、Pb、Mo、Hg，反映了与岩体关系密切的高温元素组合。

图3　水系沉积物测量元素聚类分析谱系

3.3.2因子分析

因子分析结果(表3)表明：①区内F1主因子元素为Au、As、Sb、Co、Cr、Ni、Cu，可反映震旦系、寒武系地层元素组合特征；②F2主因子元素为Pb、Zn、Cd、Ag，反映中温热液组合特征；③F3主因子元素为F、Hg、La，反映低温元素组合特征；④F4主因子元素为W、Sn、Bi、Mo，反映高温岩浆热液组合特征。以上4个主因子反应了各元素的组合规律，与聚类分析结果较吻合。

表3　初始因子矩阵结果

3.4元素分布特征

区内元素的地球化学场主要受地层、构造、岩浆岩的综合影响。根据1∶5万水系沉积物测量成果，区内元素的地球化学背景场和异常场分区清楚，其中背景场主要反映了地层中元素的分布特征，元素含量低，范围大，多呈NE或近EW向带状展布，与区域构造方向较吻合；异常场主要反映主成矿元素的分布特征，多呈NE向带状分布，受地层、断裂控制，在特殊地层、岩体位置场强明显增高，反映了成矿有利地段。

3.5异常分布特征

①异常元素种类多，本研究分析的18种元素均有异常出现；②测区内异常分布较广泛，全区各地质体均有异常分布；③异常与矿床(点)有一定的吻合性，区内共有4个矿点，分别为园岭钼矿、车头铅矿、草浦径铅矿和铁山铁矿，其中园岭钼矿出现的异常与矿体吻合性较好，其他3个矿点与异常的浓集中心不吻合，可能与异常在表生条件下的迁移作用有关；④测区除中部侏罗系地层外，异常在测区内各地层均有分布，且异常与岩体和构造关系密切，异常浓集中心明显。

4　找矿远景区

本研究共圈出了水系沉积物地球化学综合异常15处(表4)，多数综合异常规模较大、组合复杂、具有一定的浓集中心。根据地球化学异常特征、元素组合以及控矿地质条件、成矿规律、矿产分布情况，在工作区内优选出了4处找矿远景区，即园岭钼矿—官溪村钼钨铋金属矿Ⅰ级找矿远景区、下彭—铁山金锑多金属矿Ⅰ级找矿远景区、葛林林场—黄陂铋锡钨多金属矿Ⅱ级找矿远景区、大水塘—甲背金锑多金属矿Ⅲ级找矿远景区。

表4　水系沉积物综合异常特征参数

本研究以园岭钼矿—官溪村钼钨铋金属矿Ⅰ级找矿远景区为例进行详细分析。该远景区位于测区中南部园岭钼矿—官溪村一带，分布面积约45 km2，包括AS-9#、AS-11#、AS-12#异常(图4)。远景区内出露地层为中元古界桃溪岩组黑云斜长片麻岩、花岗闪长片麻岩、变粒岩、绢云母片岩、变质砂岩、变质石英砂岩，岩体有晚侏罗世中—细粒斑状黑云母花岗岩、黑云二长花岗岩以及元古界片麻状细粒花岗闪长岩等。远景区内有NE、NW向2条断层通过，断裂活动强烈。其中，园岭钼矿位于桃溪岩组地层中，车头铅锌银矿点位于片麻状细粒花岗闪长岩与桃溪岩组地层交界位置。远景区内的异常整体沿构造岩浆岩带呈带状展布，该带包含了3个综合异常，其中：AS-11#异常为甲1类，AS-12#异常为乙2类，AS-9#异常为乙3类。综合异常在空间上存在一定的分带，即园岭—车头—官溪一带，异常元素组合为Mo-Bi-W-As-Au-Ag-Cd-Mo-Zn-As-Sb-Bi-Au，大体由高温—中低温—低温变化，反映热液活动可能由南西往北东方向运动。目前，推断AS-11#异常为已知钼矿引起，有扩大规模的可能，AS-12#、AS-9#异常存在矿化热液活动，整体反映该带为一钼铅锌银金多金属成矿带。总体来看，该带构造条件复杂，岩浆活动频繁，热液活动较广泛，既有多期次高温岩浆热液作用，又有断裂等后期地质作用叠加。目前，已知有园岭寨大型斑岩型钼矿及车头、三排等铅锌银矿点，地球化学异常显示不同的找矿信息，预测找矿类型为与晚侏罗世石英二长斑岩有关的岩浆热液型钼矿、铅锌银多金属矿以及受断裂控制的金矿。

图4　AS9#、AS11#、AS12#综合异常剖析

5　结　论

(1)工作区共圈定了综合异常15处，其中甲1类2处，乙1类2处，乙2类6处，乙3类2处，丙2类3处，为区内地质找矿工作提供了重要依据。

(2)通过对综合异常进行评价筛选，划分了Ⅰ级找矿远景区2处，Ⅱ级找矿远景区1处，Ⅲ级找矿远景区1处，为测区指明了工作靶区。

(3)根据测区各类地球化学参数的计算，区内W、Bi、Mo等高温元素成矿最有利的地质体为侏罗纪花岗岩，Au、As、Sb等中—低温元素成矿最有利层位为寒武系牛角河组地层。结合测区异常特征，可知早白垩世岩体及其接触带为区内的主要成矿部位。从测区地质构造环境和地球化学异常特征分析，区内找矿重点应以Mo、Pb-Zn-Ag、Au为主。

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Geochemical Characteristics of Stream Sediments and Prospecting Prediction of Anyuan area，Jiangxi Province

Wu BijuanXiao YuTang PankeHao YujunDuan JianliangGuan Youfei

(South Institute of China Non-ferrous Metals Resource Geological Survey)

Based on the 1∶50 000 stream sediment survey work,the geochemical characteristics in Anyuan area,Jiangxi province are preliminarily analyzed.The contents of the elements,discrete characteristics,combination relationship and distribution characteristics of stream sediments are discussed in depth,besides that,the prospecting potential areas of Au-Cu-Pb-Zn polymetallic are delineated.The study results show that the stream sediments geochemical survey method can obtain the ideal prospecting effects in mountain hilly region.

Stream sediment survey, Geochemical characteristics, Prospecting prediction, Prospecting potential area

2016-06-03)

吴碧娟(1987—)，女，助理工程师，硕士，410001 湖南省长沙市芙蓉区人民中路400号。