陕西省马蹄沟地区水系沉积物测量异常评价及找矿方向探讨.docx

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陕西省马蹄沟地区水系沉积物测量异常评价及找矿方向探讨

陕西省马蹄沟地区水系沉积物测量异常评价及找矿方向探讨

　　[摘要]研究区的目标任务是：

在充分收集、研究已有地质资料和找矿信息的基础上，通过对该区开展的1：

2.5万水系沉积物测量，大致查明该地区金等元素异常的规模、形态、产状及所圈定异常区的类型、特征、控制因素等的变化特征。

在此基础上初步明确了该区的地球化学特征，优选了今后工作的重要工作靶区。

　　[关键词]马蹄沟水系沉积物测量地球化学特征找矿方向

　　[中图分类号]P592[文献码]B[文章编号]1000-405X（2014）-7-104-3

　　研究区属西河～凤县～太白有色多金属、贵金属成矿带。

该带处于活动大陆边缘，遭受多次强烈的构造岩浆活动，为各类矿床的形成提供了极为有力的条件，形成以热液交代成矿作用为主的金及其它多金属矿床，周边已探明多座大、中型金矿床。

本次工作的目的就是充分收集和研究马蹄沟地区已有的区域及勘查成果资料、以新的成矿理论为指导，研究总结区域成矿条件、规律、化探异常特征，以金为主兼顾其他矿种，为今后工作提供找矿方向。

　　1区域地质概况

　　该区位于南秦岭礼县―柞水华力西褶皱带，唐藏～丹凤～商南大断裂带以南，礼县～凤县～山阳大断裂带之北，属于秦祁昆地层区东昆仑―中秦岭分区。

出露地层从老到新主要以下元古界秦岭群、上元古界罗汉寺群、下古生界丹凤群、泥盆系大草滩沟组、石炭系草凉驿组、白垩系下统东河群、第四系等；岩性以浅变质的火山～碎屑岩、碎屑岩、碳酸岩及中深变质的片麻岩、斜长角闪岩为主；区内断裂、褶皱构造发育，构造线从西向东由近东西向逐渐发展成南北向，形成了马蹄沟-王家台背斜；构成了区内基本的地层单元和构造骨架。

区内均受到不同程度的变质作用，元古界地层以中深变质为主，古生界地层以浅变质为主；区内岩浆活动剧烈，主要以燕山期的何家庄岩体侵入到罗汉寺群为主。

赋矿层位多为上元古界罗汉寺群和中上泥盆统，金矿多赋存于碎屑岩为主的变质粉砂岩、粉砂质泥岩中。

　　2样品布置及采集

　　布设原则：

1：

25000水系沉积物测量采样点布设按照100米―250米点距进行布设。

采样点主要布置在地形图上可以辨认的最小水系（>300m），即一级水系口上，对长度大于250米的水系，应溯源追加布点，二三级水系可适当控制，最上游的采样点控制汇水域面积不小于0.05km2，不大于0.25km2，采样点要求全区内分布均匀，要尽量使绝大部分（90%以上）的地区都有采样点分布，使其不出现或很少出现连续5个以上的空白小格。

　　野外采样以1：

1万地形图为工作手图，采用GPS定位和识图法相结合进行定点，定点误差在图上不超过1mm，采样部位根据采样点所处位置，选择水动力作用强烈，有利于重矿物聚积处，在水系上下游25m范围内，实施多点组合采样。

　　本调查区根据周边等地区已进行过的1：

5万水系沉积物测量工作，均采用截取粒级为-40目的样品初加工粒级，其分析结果在调查区内对主成矿元素的异常显现明显，效果较好；根据前人方法试验及工作成果，初加工粒级确定为-40目，样品初加工粒级不再进行粒度试验。

　　3化探异常信息提取

　　3.1化探原始数据处理

　　研究区内1：

25000水系沉积物测量面积66km2，采样数1538个，重复取样76件（4.94%），每个样品分析分析元素为：

Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Co、Hg、Ni等12种元素。

本次工作是1：

25000比例尺，是本区的基础地球化学工作，在数据处理方面尽量保持原始成果原貌，仅作简单处理。

本区微量元素基本为对数正态分布，因此在确定区内地球化学背景值和异常下限之前将其转换为常用对数。

　　3.2背景值及异常下限确定

　　背景及异常下限确定，以全区所有样品为子样，计算其算术平均值（X0）和标准差（s0），用X0±3s0剔除离群样品，再重新计算剩余样品的算术平均值（X1）和标准差（s1），并用X1±3s1再次剔除离群样品，如此反复，使所有样品元素含量在Xn-3sn与Xn+3sn范围，最后所确定的算术平均值作为背景值C0，所得的标准差即为背景离差Sn。

用背景值C0加2sn所得的值做为异常下限C。

浓度分带值是在异常下限基础上，以等比数列取值。

　　3.3化探异常圈定

　　研究区的化探采样点数据属于离散型，本次采用距离幂函数反比加权法进行数据网格化处理，窗口为0.25km×0.25km，根据下限值圈定单元素异常。

区内共圈定单元素异常127个，综合异常14片（编号HS1～HS14）。

通过统计计算，本区背景及异常下限见表1。

由表中数据可以看出，除Au、Hg两元素外，其余元素均方差均小于该元素背景值，说明其元素背景稳定，所确定的背景值切合实际。

　　4地球化学特征

　　4.1地球化学元素含量特征

　　表2是本区元素基本地球化学参数，分析表2可见：

本区分析测试的12种元素的平均值均大于背景值；Au、Ag、Hg、Cu四种元素的平均含量比背景含量均较大，其余元素含量均接近于背景含量。

　　在变化系数方面，Co、Ni变化系数最低，Au的变化系数最高；Ag、Pb、Cu、Zn、As、Sb变化系数在30-70%之间，离散程度较大；Mo变化系数大于70%，其中Au、Hg、W变化系数大于100%，离散程度极大，分布及不均匀。

变化系数的大小反映元素含量的离散和均匀程度，在一定意义上讲，元素在特定地质环境中活化、迁移、沉淀、富集程度反映了该元素的成矿能力，成矿的规律显示富集元素和分布不均匀元素，其成矿能力较强，对成矿有利。

因此本区Au、Ag、Mo、W成矿能力较强，极易成矿。

　　致矿系数由大到小为Au→W→Hg→As→Sb→Mo→Ag→Pb→Zn→Cu→Ni→Co，因此，Au、W、Hg成矿能力较强，是本区主要成矿元素。

　　4.2主要元素异常分布特征

　　Au元素异常在全区分布较广，主要以零散状分布，背景值为1.86×10-9。

其异常主要分布在马蹄沟、吉昌沟、庙沟一带，多呈椭园状分布，最高含量为256×10-9，分布于庙沟江家山一带，其地层为上元古界罗汉寺群第三岩性段，岩性为千枚状绢云斜长石石英片岩。

　　Ag元素在全区平均含量94.4×10-9主要分布于吉昌沟、王家台、马蹄沟、庙沟一带，多呈椭园状、不规则状分布于上元古界罗汉寺群、泥盆系大草滩组等地层，最高含量为922×10-9，位于余家梁，与该处的金、砷、锑等异常套合性好。

　　Sb元素在全区平均含量为1.21×10-6，其异常主要分布在庙沟江家山、余家梁一带，最高含量17.7×10-6，异常与金、银、砷元素异常套合性好；As元素异常在全区呈分散状态，大部分呈椭圆状、不规则状。

砷元素在全区平均含量为13.94×10-6，砷最高含量为105×10-6，位于猴石沟异常，分布于上元古界罗汉寺群第一岩性段绿泥绢云千枚岩中，绿泥石化，褐铁矿化较强烈，马蹄沟，赵家沟，吉昌沟，庙沟江家山，庙沟余家梁，庙沟江家山―余家梁一带砷元素与金、银、锑异常元素套合较好，具有很好的指示找矿作用。

　　4.3元素相关性分析

　　为了解元素之间相关性和元素分类，采用R型聚类分析，图1是本区R型聚类分析谱系图。

由图可见，本区元素分4大类：

第一类为（Cu、Pb、Zn、Ni、Hg），Pb及Zn元素关系极为紧密，其次为Cu和Ni，该类元素均为亲铜成矿元素，具有亲硫性；第二类为（Au、Ag、As、Sb）为一套以亲硫元素为主的中温元素组合，其中As和Sb关系极为紧密；第三类为（Co、W）为一套亲氧元素的中高低温元素组合。

第四类为（Mo），其为单独的一种元素分类。

期中Au、Ag、As、Sb元素组合异常作为金矿床指示元素，这与本成矿带其他已发现的金矿床完全一致。

　　5综合异常评价

　　本区构造发育，区域变质作用强烈，形成了不同元素组合的地球化学集中区，其宏观表现为不同元素组合的地球化学异常。

异常元素组合分类将有助于明确找矿目标，分析判断成矿（成因）类型及成矿地球化学远景，确定今后工作的方向。

依据异常所处的地质构造部位、异常元素种类、异常特征元素、目标元素及各元素异常套合情况，将本次工作圈定的14个异常分为Au-Ag-As-Sb和Cu-Pb-Zn两种组合类型。

本文重点介绍的是Au-Ag-As-Sb组合异常。

　　Au-Ag-As-Sb多元素组合异常，该类异常位于工作区东西部及北部，主要处于上元古界罗汉寺群中，出露岩性为千枚岩、绿泥绢云千枚岩、变质粉砂岩及细砂岩，受断裂构造作用控制明显，元素组合主要为Au-Ag-As-Sb，异常规模较大，各元素异常均有明显的浓集中心。

异常含量高，主要成矿元素异常峰值为全区最高值。

该类异常是本区寻找Au-Ag-As-Sb多金属矿主要异常类型，包括HS1、HS2、HS3、HS4、HS5、HS6和HS7共7个异常。

（1）HS1号异常：

位于吉昌沟地段，属Au-Ag-As-Sb类组合异常。

异常呈北西―南东向分布，长2.3km，宽0.63-0.87km，异常元素为Au-Ag-As-Sb，特征元素和目标元素均为Au、Ag、As；异常主体由Au、Ag、As、Sb组成，Au、Ag、As异常规模较大。

Au元素为呈片状分布的异常体，面积0.62km2。

共有6个异常点，属中外带异常。

有较不明显的浓集区，与Ag和As异常共同组成HS1号异常。

（2）HS3号异常：

位于马蹄沟，属Au-Ag-As-Sb类组合异常。

异常呈北东―南西向分布，长2.75km，宽2.00km，异常元素为Au-Ag-As-Sb，特征元素和目标元素均为Au、Ag、As；异常主体由Au、Ag、As、Sb组成，Au、Ag、As异常规模较大。

Au为一呈不规则状异常体，面积2.05km2，属内外带异常。

有较不明显的浓集区，与Ag和As异常共同组成HS3号异常。

　　HS3号异常评序值为3.9，排第二位。

异常主要处于马蹄沟，出露岩性主要为千枚岩、绿泥绢云千枚岩，其次为紫红色变质粉砂岩及变质细砂岩。

Au异常主要分布在南部，As异常主要分布在北部，Ag异常分布极小；在HS3号异常的西北部有HS4、HS6和HS7，其评序值分别为0.9、2.04及0.32，并且HS6号异常的组合元素也为Au、Ag和As，说明该地区为Au、Ag和As三种元素组合异常的有利区；HS4和HS7异常中有Sb异常分布，但其均为外带异常；综合分析，该异常是寻找Au和As多金属矿的重要找矿远景区。

　　（3）HS5号异常：

位于庙沟中上段，属Au-Ag-As-Sb类组合异常。

异常呈北东―南西向分布，长3.25km，宽0.8―2.0km，异常元素为Au-Ag-As-Sb，特征元素和目标元素均为Au、Ag、As、Sb；异常主体由Au、Ag、As、Sb组成，Au、Ag、As异常规模为本区最大。

　　HS5号异常其评序值为27.68，排第一位。

异常主要处于庙沟中上段，出露岩性主要为千枚岩、绢云绿泥千枚岩、紫红色变质粉砂岩及灰色变质粉砂岩。

Au、Ag、As、Sb异常的主体部分位于该异常区的西北部，东南部有少量的分布；除As元素以外，其余三种元素均出现本地区的最高值；HS5号异常为本地区异常规模最大，异常组合最好的一个组合异常区，且为本地区唯一的一个甲级异常区；HS5号异常属于内中外异常，异常浓集区明显；进一步结合地形特征分析，该异常正处在地形较低的沟谷里，并处在韧脆性断裂附近，可推断该地区为成矿地质地球化学环境有利，是寻找Au、Ag、As及Sb等多金属矿的重要找矿远景区。

　　6找矿方向探讨

（1）通过1：

2.5万水系沉积物化学测量，获得组合异常14个、划分4个异常带、2个异常区，异常带包括庙沟―江家山沟Au、Ag、As、Sb异常带、吉昌沟―王家台Au、Ag、As异常带、马蹄沟―猴石沟Au、Ag、As、Sb异常带、蔡家洼―偏桥沟Cu、Pb、Zn异常带，异常区包括西部Au、Ag、As、Sb、Pb、Cu异常区和东部Au、Ag、As、Sb、Pb、Cu、Zn异常区，其中庙沟―江家山沟Au、Ag、As、Sb异常带是本区重要的Au（Ag、Pb）找矿地段。

（2）依据异常地质地球化学特征，本区14个异常分为Au-Ag-As-Sb、Au-As、Au-Ag-As、As-Sb和其它类3种组合类型。

其中Au-Ag-As-Sb为本区寻找Au、Ag、多金属矿重要组合；Au-Ag-As组合异常是寻找Au、Ag多金属的重要组合；Au-As组合异常是寻找Au的重要组合；Cu-Pb-Zn组合异常是寻找Cu、Pb多金属的重要组合。

分析认为以Au、Ag、As、Sb组合为主的异常是本区找矿的重要异常组合。

　　（3）通过本次工作研究认为Au（Ag）是本区找矿的目标矿种，罗汉寺群第三岩性段与泥盆系大草滩组地层分界线是本区找矿的有利层位。

　　（4）全区异常较多，大小不一，面积各异。

各异常虽各具特征，具有一定的方向性，异常晕的展布方向多与控制构造一致，因此，从异常的分布来看异常在空间上、成因上与断裂构造关系密切。

区内部分异常晕的规模较大，异常值较高，浓集中心十分明显，成矿意义较明显。

　　以上表明，研究区以Au、Ag、As、Sb为主的大规模地球化学异常场，是金矿形成的重要有利条件。

地球化学异常场的形成，与基底火山岩系地球化学背景、基底边缘深大断裂的长期活动有关。

基底深处的热水活动溶滤了基底火山岩系中大量的成矿物质形成含矿热水，沿着深大断裂进入海底发生沉积形成Au、Ag、As、Sb等元素富集的异常地层（矿源层），甚至直接形成热液型矿床。

　　陕西省地勘基金项目编号：

61201203100

　　参考文献

　　[1]刘英俊，曹励明，李兆麟，等.元素地球化学[M].北京：

科学出版社，1984.

　　[2]苟建德，朱从龙，谢洪春，等.甘肃两河口地区水系沉积物异常评价[J].物探与化探，2008，32

（2）：

135-138.

　　[3]与金矿有关的地球化学找矿方法.武警部队黄金地质研究所[R].李美杰，王美娟，等，2011.

　　[4]陕西省核工业地质局211大队，陕西省凤县马蹄沟-王家台地区水系沉积物测量报告.肖强，卢飞，王开鹏，等.2013.