黑龙江省呼玛县大砬子地区水系沉积物地球化学特征及找矿远景预测

万太平， 杨文鹏， 于献章， 郭亚军

(黑龙江省地质调查研究总院，哈尔滨 150036)

0 引言

大砬子地区位于黑龙江省呼玛县西部，2010年黑龙江省地质调查研究总院在大砬子地区开展了1∶200 000 水系沉积物测量工作，圈定了面积大、强度高、套合好的金砷锑汞异常，异常主要分布于下白垩统火山岩中。研究区内砂金资源丰富，有余庆老沟中型砂金矿，区域上岩金矿床众多(如二十四号桥岩金矿床和旁开门金矿床等)，因此2015年在研究区开展了1∶50 000水系沉积物测量工作，验证区域化探异常，以期发现重大的找矿靶区。

1 地质特征

研究区地层复杂，主要出露中新元古界兴华渡口岩群(Pt2-3)二云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、黑云斜长变粒岩；顶志留-中泥盆统泥鳅河组(S4D2)粉砂质绿泥绢云板岩夹多层火山碎屑岩；上侏罗-下白垩统木瑞组(J3K1)凝灰质砂砾岩、细砂岩夹粉砂质泥岩；下白垩统火山岩(K1)包括龙江组、光华组、甘河组。龙江组为陆相中酸性-中性火山岩建造，岩性以安山岩、英安岩、英安质熔结凝灰岩为主；光华组为陆相酸性-中酸性火山岩建造，以流纹质熔结凝灰岩为主；甘河组为陆相裂隙式火山溢流形成的基-中基性火山岩建造，以玄武岩为主。

研究区内侵入岩主要分布于绰那河以北、余庆老沟以东，侵入岩以酸性花岗岩为主，主要为新元古代弱片麻状花岗岩(Pt3)；早侏罗世二长花岗岩、正长花岗岩(J1)。

研究区内构造以断裂为主，具继承性多期活动特点，断裂性质复杂，主要以北东向为主，其次为北西向及北西西向的次一级断裂。绰纳河断裂为研究区最大的北东向断裂，错切了华力西构造亚层与华力西期中酸性侵入体，沿绰纳河断裂两侧形成大规模燕山期断陷火山盆地,地质简图见图1。

图1 大砬子地区地质简图Fig.1 Simplified geological map of Dalazi area

2 地球化学特征

2.1 样品采集、分析及数据处理

工作区为典型的森林沼泽景观区，分属黑河-孙吴低山丘陵亚景观类型，地势多为丘陵山地，山体浑圆，高差较小，沟谷开阔平缓，但水系沉积物非常发育，水系沉积物分为生物成因为主的水系泥炭沉积物和岩石风化成因为主的水系碎屑沉积物，两类介质在表层相互混杂，底部则主要为碎屑冲积物，少量洪水期漫入的细砂和粉砂物质分布在流水线两侧泥炭顶部。一级水系上游多为干沟，沟底为介于坡积土壤与水系沉积物之间的冲洪积物，其成份以淤泥、粘土和有机质为主。二级、三级水系沉积物为岩石碎屑、细砂、粉砂和淤泥等，沼泽发育，沼泽中主要为泥炭沉积物[2]。

采样点多位于一级水系口，采样密度为4.2个点/km2，采样物质为水系碎屑沉积物，截取-10目～+60目粒级段；样品加工至-200目后送国土资源部哈尔滨矿产资源监督检测中心分析，采用原子吸收光谱法分析Cu、Zn，原子发射光谱法分析Ag、Pb、Sn，化学光谱法分析Au，催化极谱法分析W、Mo、原子荧光法分析As、Sb、Bi、Hg，分析方法的检出限、准确度、精密度均符合《地球化学普查规范》(DZ/T0011-2015)要求。随机插入125件国家一级标准物质与1 385件水系沉积物样品一同分析，分析测试数据的报出率、准确度、精密度、日常分析质量、重复样检验及实验室外部质量监控均符合《地球化学普查规范》(DZ/T0011-2015)要求。

数据处理、图件编制使用IBM SPSS Statistics 19、Mapgis6.7软件在计算机上完成[2]。采用原始数据计算各元素的平均值、中位数、标准离差、变异系数(Cv)、最大值、最小值、浓集系数等。变异系数(Cv)为标准离差与平均值的比值，区域平均值为兴隆沟、呼玛镇、三道卡、白石砬子幅1∶200 000水系沉积物测量各元素的背景值。元素离散程度可以采用剔除和未剔除特高特低值变异系数(Cv)的比值来表示，离散度越大的元素越容易存在局部活化富集[4]。

2.2 地球化学参数特征

12种元素的地球化学参数特征见表1，统计结果表明：研究区12种元素的平均值均大于区域平均值，Au、Cu、As、Sb、Hg等5种元素的平均值明显高于区域平均值，尤其是Au的浓集系数高达3.33，说明这些元素处于地球化学高背景场，其余元素的平均值略大于区域平均值，浓集系数在1.07～1.23之间，说明这些元素处于地球化学背景场。从均值与中位数关系看，Au、As、Sb、Hg的均值远大于中位数，表明它们存在局部活化富集或叠加富集的可能性。变异系数越大，分异作用越强，后期叠加富集成矿的可能性就越大。从变异系数看，Au、Hg强分异(Cv>3)，As、Sb明显分异(1

利用全区水系沉积物中各元素含量的原始数据集变异系数(Cv1)和通过平均值加3倍标准离差剔除后的数据集变异系数(Cv2)，反映数据集的离散程度[5](表2)。研究区Hg、Au、As、Sb变化程度较大，说明元素出现富集或贫化，富集成矿的可能性较大，与区内存在的余庆老沟南岩金矿化点、余庆老沟东399高地岩金矿化点、余庆老沟东357高地岩金矿化点对应良好。Ag、Pb、Sn、Cu、Zn、W、Mo、Bi的离散程度相对平稳，高含量数据相对较少，局部有富集成矿的可能性较小。

综上所述，Au、As、Sb、Hg元素含量高，离散程度大，与已知矿点对应良好，确定Au、As、Sb、Hg为主成矿元素。

表1 研究区水系沉积物地球化学参数统计

含量单位：Au为10-9，其他均为10-6

表2 大砬子地区水系沉积物元素变异系数及其比值

2.3 元素组合特征

为了解研究区内元素之间的相关程度，分析元素组合与地质构造背景的依存关系，采用R 型聚类方法对研究区水系沉积物中的元素进行研究[6](图 2)。区内12种元素可以划分为 3 类：①Au、Hg，反映Au矿化信息，Au、Hg相关系数为0.43，Au异常主要分布于余庆老沟两侧，与下白垩统火山岩、中新元古界兴华渡口岩群有关；②Ag、Cu、Zn、Sb、W、Sn、Bi反映与区内早白垩世火山岩、泥鳅河组的分布相关；③Pb、Mo、As，反映了中、高温热液作用有关的矿化信息。

图2 研究区水系沉积物元素R型聚类分析谱系图Fig.2 Cluster analysis diagrams from stream sediments of the study area

2.4 元素异常特征

采用X±3S0迭代剔除特高、低值后所获得的平均值加2倍标准差求得理论异常下限，再根据各元素的区域背景值确定出异常下限的实用值，然后由计算机直接圈定各元素异常[7]。共圈定单元素异常399处，其中优选出具有找矿潜力的Au异常7处，As异常4处，Sb异常5处，Hg异常4处。结合元素的地球化学特征及成矿地质条件，共圈定组合异常52处，其中具有找矿远景的异常6处。单元素地球地球化学异常特征表见表3。

2.4.1 金异常特征

异常带呈NE、NW、NWW、SN向展布，异常浓集中心和异常空间分布明显受北东向和近南北向断裂控制。金异常大部分位于余庆老沟两侧，金异常与兴华渡口岩群(Pt2-3)、泥鳅河组(S4D2)、下白垩统火山岩有关。研究区内火山构造和火山断裂非常发育，为矿液的赋存提供了良好通道和空间，金成矿潜力非常大，因此金为研究区的主攻矿种。

表3 研究区单元素地球地球化学异常特征表

Au含量单位10-9，其他元素含量单位10-6

2.4.2 砷、锑异常特征

砷、锑异常套合非常好，主要分布于绰那河以南，砷、锑异常与木瑞组(J3K1)、泥鳅河组(S4D2)、弱片麻状花岗岩(Pt3)、早侏罗世二长花岗岩关系密切，As、Sb异常的浓集中心多为木瑞组(J3K1)中。砷、锑异常形状不规则，无明显的方向性。

2.4.3 汞异常特征

汞异常主要分布于研究区南部东大沟附近，异常与下白垩统火山岩关系密切。

3 成矿远景区划分

根据地球化学异常分布特征和成矿地质条件，将分布集中、规模大、处于相近地质环境的一组异常划分为成矿远景区[5,8]，圈定具有一定找矿潜力的成矿远景区 2处，均为以金为主的远景区:①王福店金矿成矿远景区;②余庆老沟金矿成矿远景区。

3.1 王福店金矿成矿远景区

远景区位于王福店，面积38.7 km2，区内与异常有关的地层为中—新元古界兴华渡口岩群(Pt2-3)。远景区由组合异常由Hs-72、Hs-73组成(图3)，元素组合为Au、As、Sb、Bi、Sn，区内Au异常规模最大，为主成矿元素，极大值为300×10-9，异常分布非常集中，主要位于余庆老沟西侧，金异常呈NE、NW、NWW向展布，与区域性压性断裂方向一致，NE、NW、NWW向断裂为中低温含矿热液运移和赋存提供了导矿和容矿构造。兴华渡口岩群(Pt2-3)中金异常强度最高，兴华渡口岩群(Pt2-3)背景值较高，可能为金矿床的矿源层。据异常特征及地质背景推断异常与断裂构造及兴华渡口岩群(Pt2-3)有关， 区内断裂构造发育，变形强烈，经受多次热液改造，成矿地质条件有利，是寻找热液型金矿的有利地段。

图3 王福店金矿成矿远景区综合异常剖析图Fig.3 The synthesis anomaly characteristics profile in Au prospective area at Wangfudian

图4 余庆老沟金矿成矿远景区综合异常剖析图Fig.4 The synthesis anomaly characteristics profile in Au prospective area at Yuqinglaogou

3.2余庆老沟金矿成矿远景区

远景区位于余庆老沟上游，面积约53.9 km2。远景区处于大砬子-余庆老沟中生代断坳陷火山盆地内，出露地层有顶志留统-中泥盆统泥鳅河组(S4D2)、上侏罗-下白垩统木瑞组(J3K1)、下白垩统龙江组、光华组、甘河组。远景区内1∶50 000水系沉积物组合异常由Hs-82、Hs-83、Hs-97、Hs-99组成(图4)。元素组合为Au、As、Sb、Hg，区内Au异常规模最大，为主成矿元素，极大值为55.3×10-9，异常分布非常集中，主要位于余庆老沟两侧。远景区内存在余庆老沟中型砂金矿，砂金的来源为岩金，远景区内的金矿化可能为其提供来源。金异常呈NE、SN向展布，区内火山构造和火山断裂非常发育，为后期矿液运移和矿体赋存提供了良好的空间。远景区内异常规模大，强度高，断裂发育，地层复杂，成矿地质条件有利，推断该异常与热液和火山活动有关，为矿致异常，有发现Au多金属矿的可能。

4 结论

1)元素地球化学参数特征显示：研究区Au、As、Sb、Hg元素含量高，变异系数大，离散程度大，为主要成矿元素。

2)1∶50 000水系沉积物测量圈定具有找矿远景的组合异常6处，异常分布受地层的空间展布及构造控制较明显。

3)圈定两处成矿远景区：①王福店金矿成矿远景区；②余庆老沟金矿成矿远景区。