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内蒙古额尔古纳地区土壤地球化学特征及其找矿意义

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Serial No.58l September.2017 现代矿业 M0DERN MINING 总第581期 2017年9月第9期 内蒙古额尔古纳地区土壤地球化学特征及其找矿意义 王东彬 屈嘉骥 (1.黑龙江科技大学矿业工程学院;2.黑龙"Lz- ̄宝科技有限公司) 摘要为进一步提供内蒙古额尔古纳地区的找矿可靠依据,在区开展了l:50 000土壤地球 化学测量工作。通过对土壤样品进行元素相关特征参数的统计分析,根据不同的地质背景,将研究 区划分为6个地质子区,并对各子区内的土壤样品再次进行了元素相关特征参数统计分析。研究 表明:①该区为Sb、Mo等金属的重要成矿区域;②早白垩世白音高老组(K b)、奥陶纪正长花岗岩 (0 )、石炭纪正长花岗岩(c )为该区最有利的成矿母源层;③Ht.11组合异常为该区较重要的 找矿靶区,值得进一步开展工作。 关键词 土壤地球化学测量地质子区 成矿母源层找矿靶区 找矿意义 Soil Geochemical Characteristics and Prospecting Significance in Eerguna Region,Inner Mongolia Wang Dongbin Qu Jiaji (1.College of Mining Engineering,Heilongjiang University of Science and Technology; 2.Heilongjiang Shibao Technology Co.,Ltd.) Abstract In order to provide some reliable reference for the prospecting of Eerguna Region in Inner Mongolia,1:50 000 soil geochemical survey work is conducted in the region.Based on the 1:50 000 soil geochemical survey results of the region,some relative element characteristic parameters of the soil exam— ples in the region are discussed,according to the different geological background of the region,the study area is divided into six geological sub—areas,and the relative element characteristic parameters of the soil examples of the six geological sub—areas of the region are also analyzed in detail.The study results show that:①the study area is the important metallogenic area of Sb and Mo;( ̄)Early Cretaceous Baiyingaolao Group(K1 b)and Ordovician Syenite granite(0 )and Carboniferous syenite granite(c{y)are the most favorable metlalogenic parent source layers in the region;③Ht一1 1 combination anomaly is the impor— tant prospecting target area of the study area,is is worth conducting further prospecting and exploration work. Keywords Soil geochemical survey,Geological sub-area,Metallogenic parent source layer,Prospec— irng target area,Prospecting significance 研究区位于内蒙古自治区东北部,行政区划隶 低,近年来,众多地质学者在大兴安岭地区中生代火 山岩中找矿已有所突破,引起了学术界对该区中生 代火山岩成矿极大的关注 引。由于研究区内地表 露头出露较差,故研究该区土壤地球化学特征,对于 区内找矿具有重要的指导意义。 属内蒙古自治区额尔古纳市管辖。额尔古纳成矿带 处于西伯利亚板块东南缘蒙古一兴安造山带内,得 尔布干深大断裂西侧,是一个贵金属、有色金属成矿 密集区 J。内蒙古额尔古纳地区位于该成矿带 中一南段,出露岩性以中生代火山岩为主,属大兴安 岭花岗岩带的组成部分。研究区以往勘查程度较 1区域地质背景 1.1地层 研究区出露的地层由老至新可划分为古生界 王东彬(1992一),男,硕士研究生,150086黑龙江省哈尔滨市松 北区浦源路2468号。 58 中一下奥陶统乌宾敖包组(O 。W)、中生界中侏罗统 塔木兰沟组(J2tm)、上侏罗统满克头鄂博组 王东彬屈嘉骥:内蒙古额尔古纳地区土壤地球化学特征及其找矿意义 2017年9月第9期 (J mk)、玛尼吐组(J3mn),下白垩统白音高老组 红旗沟组(QpIl )、全新统坡积砂土碎石(Qh )、冲洪 (K b)、梅勒图组(K。m)以及新生界第四系更新统 界 系 统 岩石地层 代号 厚度/m >10 1~5 积砂砾石层(Qh )(表1)。 岩性组合 腐殖土、砂、砾石 砂土、碎石 亚黏土、砾、砂 一级阶地 表1研究地层特征 形成环境 河谷沉积 全新统 冲洪积砂砾石层 Qh 新生界 第四系 更新统 坡积砂土碎石 红旗沟组 Q Qp q 梅勒图组 白垩系 Klm b 158.9 气孔、杏仁状玄武岩、橄榄玄武岩、致密块状玄武岩及 少量玄武质凝灰岩 下统 , , , ,、, , , ^- ~ —r—r 白音高老组 Kl浅色流纹岩、流纹质火山角砾岩、晶屑岩屑凝灰岩、凝 >333.15 灰熔岩 英安岩、英安质凝灰熔岩、凝灰岩,粗安质凝灰岩,局部 >678.63 夹少量安山质凝灰岩、英安质角砾熔岩、流纹质凝灰 陆相火山 岩、安山岩、安山质凝灰熔岩、安山质凝灰岩,夹少量玄 喷发 武安山岩 流纹岩、流纹质凝灰熔岩、凝灰岩,夹英安质凝灰岩、流 纹质火山角砾岩,局部地段夹流纹质沉凝灰岩 橄榄玄武岩,气孔、杏仁状玄武岩,安山玄武岩,辉石安 山岩,玄武安山岩,粗玄岩,玄武质凝灰岩局部夹少量 安山质凝灰岩、安山质凝灰熔岩、安山玄武质凝灰岩 绢云母板岩、变质石英长石粉砂岩 中生界 上统 侏罗系 玛尼吐组上段 J mn 满克头鄂博组 J3mk 中统 古生界 奥陶系 中一下统 塔木兰沟组 J2tm 乌宾敖包组 O10W 1.2侵入岩 2研究区地球化学特征 2.1元素含量及变化特征 区域岩浆活动频繁,以火山喷发为主,局部有小 面积岩浆侵人。研究区内侵入岩不甚发育,呈岩株 状和岩枝状产出,可划分为奥陶纪正长花岗岩、石炭 纪正长花岗岩,属大兴安岭花岗岩带的组成部分 (表2)。 表2研究区侵入岩划分 元素在不同地质单元的分布,反映了元素的时 空演化特征。为分析元素在研究区内各地质单元的 分布特征,将各地质单元内各元素的平均含量与全 区各元素的平均含量相比计算浓集系数C,并统计 其变异系数Cv(Cv为元素含量标准离差S 与研究 区元素平均含量 之比),Cv可有效元素的分异特 征。定义C<0.8为贫化、0.8≤C<1.2为基本相 当、c≥1.2为富集,C <0.5为弱分异、0.5≤Cv<1 1.3构造 为明显分异、Cv≥1为强分异 J。将研究区内采集 研究区以NE向断裂构造为主,NW向等断裂 构造次之。由于多次构造变动,致使研究区断裂构 的7 943件土壤样品进行了元素特征参数统计分 析,结果见表3。 表3研究区土壤样品元素特征参数 元素'/(×10一 )So/(×10一 ) Cv背景值/(×10一 ) C 1.Oo0 3.6o0 1.3oo 0.20o 1.680 0.870 1.427 造极为发育,其中以燕山早期断裂活动表现得最为 明显和强烈。规模大、延续时间长、活动强烈及多次 复合为研究区内主要断裂构造的共性。研究区位于 鄂伦春晚古生代中期增生带中段,西北邻NE走向 得尔布干深大断裂,东南部被NE走向帕英湖一八 一O.50o 5.190 2.304 0.550 0.400 O.7o0 0.620 O.800 0.820 0.800 牧场大断裂穿过。受NE向大断裂控制,研究区 0.970 1.300 所在区域属根河一海拉尔中生代火山盆地之中晚侏 罗世一早白垩世火山断陷区,具体位于三河镇复向 斜内。中生代中一晚期为巨型凹陷构造,燕山期火 0.900 0.970 0.780 1.040 1.10o 山岩占据了凹陷区的绝大部分。石炭纪岩体位于研 究区东南角的石灰窑隆起区内,岩体呈NE向展布, 表明华力西晚期区内NE向构造较活跃。 注:Au、Hg单位为(×10 )。 59 总第581期 现代矿业 2017年9月第9期 由表3可知:研究区sn、Ag、Au、Cu的c值大于 1.2,说明该4种元素在区内较富集;Pb、Bi、W、As、 Zn、Mo的c值为0.8—1.2,说明该类元素平均含量 与全区各元素的平均含量相当,富集现象不显著; Pb的C值小于0.8,说明Pb在区内较贫化。研究 区元素cv值由大到小排序为Mo、Pb、Ag、Au、Bi、 Sb、Hg、Zn、As、W、Sn、Cu,其中Mo、Pb、Ag的cv值 大于1,属于强分异型;Au、Bi、Sb、Hg、Zn、As、W的 使地球化学性质相似的元素共同富集的地球化学作 用,因而区内可形成元素组合复杂、面积大、强度高 化学条件,有利于Ag、Mo、Pb、Au富集成矿,但由于 Pb的C值为0.2,因而其富集成矿的可能性较小。 2.2元素组合特征 的异常。区内具备了形成元素组分复杂矿种的地球 №wcv值为0.5~1,属于较强分异型;Cu、Sn的cv值均 不大于0.5,属于弱分异型。 将研究区土壤测量元素值进行R型聚类分析, 有助于进一步分析区内元素组合规律,揭示各元素 之间的伴生和共生特点。各元素之间的相关系数见 表4,根据R型聚类分析结果,并结合元素特征参数 的统计分析,按相关系数的相关水平将区内12种元 素分为两种组合(图1)。研究区内12种元素可明 显分为两组:一组为Au、Pb、鲰、Sn,另一组为Mo、 进一步分析表明,研究区内Ag不仅为富集元 素,而且属于强分异元素,说明其在研究区中富集成 矿的可能性较大;Mo、Pb、Au虽然富集程度与区域 背景相当,但其属于强分异一较强分异元素,说明该 3种元素仍具有局部富集的可能性。研究区地球化 学场具有较不稳定的特点,区内存在一种或数种能 元素 Au Pb w、Bi、Hg、Cu、As、Sb,两组元素呈明显负相关(相关 性系数为一0.06)。 表4 R型聚类分析相关系数矩阵 Au 1.000 0.069 1.000 Pb sn M0 Ag w cu zn As 1 sb Bi Hg ∞ 0 4 3 1 9 3 鼹 1 O O O 0 O 0 0 O 0 Sn Mo hg W 一0.250 0.280 1.000 —0.1l1 0.315 —0.018 ∞ O 5 2 2 2 " 1.000 0.135 —0.187 1.000 0.056 1.0oo 1 O 0 7 O 3 O 4 一0.358- 一0.370 一0.147 0.259 0.443 0.079 ∞ 1 O 3 9 9 0 3 2 4 Cu Zn As —O.116 一0.101 0.1O6 —0.010 —0.053 0.337 0.284 0.025 0.035 —0.066 0.148 —0.285 0.206 0.144 0.112 0.699 0.028 0.656 0 0 O Sb Bi 0.156 0.258 —0.229 0.035 —0.161 —0.049 —0.008 0.206 —0.313 0.314 0.604 0.726 1 O 0 0 8 8 O 7 Hg 0.215 0.213 0.025 0.126 0.523 0.743 平呈正相关,zn与W、Bi、Hg、Cu、As、Sb在0.33水 平呈正相关,其中As与sb在0.72水平下相关,Bi 与Hg在0.89水平下相关,与W在0.74水平下相 {ljl{;  1O 0 O 关,并与Cu在0.61水平下相关,两者在0.6水平下 相关,反映了cu与w、Bi、Hg具有强势亲合关系,为 中高温热液矿化作用的反映。 2.3各地质单元元素分布特征 元素在不同地质单元的分布,反映了元素的时 空演化特征。本研究根据地层年代、侵入岩时期、岩 图1元素R型聚类分析谱系 石组合特征以及各地质体的分布范围、出露面积等 因素,对各元素与不同地质单元之间的关系以及在 不同地质单元内的分布特征进行了分析,并将研究 区划分为6个子区。其中,1 子区为早白垩世白音 高老组(Kjb),2 子区为晚侏罗世玛尼吐组(J3mn), (1)Au与Pb、Ag、Sn在0.01水平呈正相关,Pb 与Ag在0.45水平下相关,并与sn在O.29水平下 相关。Pb与Ag为金属成矿元素组合相关性较强, 为中低温热液矿化的反映。 (2)Mo与w、Bi、Hg、Cu、As、Sb、Zn在0.12水 60 3 子区为晚侏罗世满克头鄂博组(J3mk),4 子区为 王东彬屈嘉骥:内蒙古额尔古纳地区土壤地球化学特征及其找矿意义 2017年9月第9期 中侏罗世塔木兰沟组(J2tm),5 子区为石炭纪正长 花岗岩(C ),6 子区为奥陶纪正长花岗岩(0 )。 分别统计了6个子区中元素含量的浓集系数c、变 异系数cv、平均值 及标准离差s。,结果见表5。 表5各地质子区元素特征参数 注:Au、Hg元素单位为(x10一 )。 各地质子区中元素分布特征如表6、表7所示。 表6各地质子区元素浓富集贫化特征 地质子区编号 相对富集(c≥1.2) 相对贫化(C<O.8) Mo,低温元素Au在5 子区局部富集,并且Au的指 示元素sb分别在5 、1 子区不仅富集,而具有强分 异特征;石炭纪正长花岗岩则富集有Pb、zn、Ag等 中温元素,不仅富集且具有强分异性,有利于成矿。 综上所述,各元素在各子区的分布基本反映了 各地层的岩性特征,Au、sb、zn、Ag、Mo分别在各地 层中有一定的富集,反映了各地层受到不同程度热 液活动及构造的影响。早白垩世白音高老组(K b) 地层和奥陶纪正长花岗岩(O )、石炭纪正长花岗 岩(C )有利于主要成矿元素及成矿指示元素富 集,为成矿有利地层。 表7各地质子区元素变异性特征 1 2 Sb、Hg Au、Mo Au Pb Ag W Cu、Zn、As Bi Pb、Sn、A W、As、Sb、Bi、Hg 3研究区地球化学异常特征 3.1单元素异常特征 3 Mo Au Ag Cu As、Sb Au、W、As、Sb、Bi、Hg Au Mo W、Hg 4 5 6 Mo、Ag Pb、Ag、Cu、Zn,As、Sb、Bi Au、Mo 为进一步确定研究区有利找矿靶区的位置,对 区内所有元素进行了单元素异常圈定及组合异常分 类划分研究。在进行单元素异常圈定时,需确定异 常下限,区内元素含量均服从对数正态分布,将元素 61 Pb、Sn Ag W Cu Zn As Bi 由表6、表7可知:6 子区局部富集有高温元素 总第581期 现代矿业 2017年9月第9期 表9 Ht-11组合异常特征参数 含量值转换为对数,按照公式lgT=lgX+K×lgS。计 算各元素的异常下限(其中, 为异常下限;K为可 靠性系数,本研究取值为2)。由于各地质子区元素 含量变化较大,因此本研究对各地质子区的元素异 常下限分别进行了计算(表8)。在此基础上,在不 同地质子区中分别圈定单元素异常,按异常下限的 1、2、8倍划分异常的外、中、内带,不同子区间的单 元素异常根据内插法拼接形成 J,根据该原则,在 研究区内圈定了l2种元素异常共205处。 表8 各地质子区元素异常下限 ×10 注:Au、Hg单位为(X10 )。 3.2组合异常特征 将两个或两个以上的单元素异常进行套合,若 套合面积大于单元素异常面积1/3以上者,可划分 为一个组合异常,可按“由上至下、自左而右”的原 则依次编号 。J,研究区共圈定出组合异常22处。 其中,Ht.11组合异常位于研究区西部,呼噜海图沟 东部,整体呈不规则状NNW向分布,面积17.93 km ,主要由Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo等异常组成,是 一套以贵金属元素和有色金属元素为主的组合异常 (表9)。该异常中,Au、Mo异常内中外带齐全,强 度高,规模大,Au.29异常最大值为28.40×10一, Mo一15异常最大值为395.00×10~。该异常位于中 侏罗统塔木兰沟组(J2tm)玄武岩,上侏罗统满克头 鄂博组(J3mk)流纹岩以及玛尼吐组(J3mn)安山岩、 安山质凝灰岩的接触带上。经地表检查,该接触带 上岩石较破碎,部分流纹岩中见硅化、黄铁矿化、绿 泥石化。总体上看,该区具有良好的成矿地质条件, 同时具备较好的化探异常,可见较好的矿化蚀变现 象,故推断Ht-11组合异常为矿致异常,为研究区较 有利的找矿靶区。 4结论 (1)研究区内Au、Ag、cu、sn的浓集系数大于 1.2,说明区内该类元素较富集。研究区内Ag不仅 62 注:Au含量为(×10 )。 为富集元素,而且为强分异元素,说明其在研究区中 富集成矿的可能性较大。 (2)1 子区为Sb的主要富集成矿区,5 子区为 Ag、As、Sb、Bi的主要富集成矿区,6 子区为M0的主 要富集成矿区,即早白垩世白音高老组(K b)、奥陶 纪正长花岗岩(O )、石炭纪正长花岗岩(C )为 研究区最有利的成矿母源层。 (3)研究区Ht.11组合异常为较重要的找矿靶 区,值得进一步开展工作。 参考文献 [1]舒广龙,刘继顺,王力,等.额尔古纳成矿带成矿元素地球化 学场特征及其与成矿的关系[J].地质与勘探,2003(5):18- 21. 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