黑龙江省呼中—塔河地区地球化学特征及找矿成果
杨元江, 庄倩, 邓昌州, 李金明, 隋成禹, 乌日根
黑龙江省地质调查研究总院,黑龙江 哈尔滨 150036

作者简介: 杨元江(1982-),男,高级工程师,现从事地质矿产和区域地质调查工作。Email:gecident@foxmail.com

摘要

在呼中—塔河地区1 450 km2区域开展1:50 000水系沉积物测量,共采取水系沉积物样品9 576件,对样品的分析结果进行统计,结合该地区地质背景,对13种元素地球化学参数特征、元素含量概率分布特征、元素的相关性进行总结发现:Sb、Pb、Ag、As、Zn、Cu、W、Mo、Bi、Cr、Ni不同程度的发生了富集,可能形成矿床;Mo、Pb组合异常可作为寻找Mo的地球化学标志。以水系沉积物工作圈定的组合异常为基础,进行1:10 000土壤地球化学测量和地表工程揭露,在Mo异常浓集中心发现宽度为1.4 m,品味为0.014%的钼矿化体,说明该方法在呼中—塔河森林覆盖区具有良好的找矿应用价值。

关键词: 呼中地区; 地球化学特征; 水系沉积物测量; 土壤测量; 找矿成果
中图分类号:P632 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2017)01-0086-06
Geochemical characteristics and prospecting achievements in Huzhong-Tahe area of Heilongjiang Province
YANG Yuan-Jiang, ZHUANG Qian, DENG Chang-Zhou, LI Jin-Ming, SUI Cheng-Yu, WU Ri-Gen
Heilongjiang Institute of Geological Survey,Harbin 150036,China
Abstract

Based on the 1:50 000 stream sediment survey of an area of 1 450 km2 in Huzhong-Tahe area, the authors collected 9 576 samples. Through the analysis of the samples in combination with the regional geological setting, the authors summarized geochemical parameters of 13 kinds of elements, the probability distribution of element values and the correlation of the elements. Sb, Pb, Ag, As, Zn, Cu, W, Mo, Bi, Cr and Ni are enriched in various degrees, so it is possible for them to form ore deposits. Combined Mo and Pb anomalies can be used as geochemical indicator for Mo. Based on the anomaly combination of stream sediment survey, the authors carried out 1:10 000 soil geochemical exploration and conducted surface uncovering, which led to the discovery of a molybdenum orebody, which is 1.4 m in width, with Mo grade of 0.014% in the concentration center. This proves that the method has good application value for ore prospecting in Huzhong-Tahe forest coverage area.

Keyword: Huzhong-Tahe area; characteristics of geochemical parameters; stream sediment survey; soil survey; prospecting achievement
0 引言

依托中国地质调查局地质大调查项目“ 黑龙江新林— 碧水矿产远景调查评价” 近3年的野外及室内工作, 对该区13种元素的地球化学参数及分布特征进行分析, 总结了呼中— 塔河地区各元素在地质上的分布规律。通过异常查证, 在元素浓集中心发现了钼矿化体, 说明在该地区用地球化学测量方法找矿是可行的。

1 区域地质、地球化学背景

黑龙江省地处中亚造山带东端, 位于西伯利亚板块、华北板块和太平洋板块所围限的区域内, 前中生代主要受古亚洲洋构造体系控制, 中生代以来又受到太平洋板块活动的强烈影响, 为环太平洋构造带重要组成部分[1, 3]。省内不同地区表现出的地球化学场明显不同, 呼中— 塔河恰处有色金属强烈富集地区[4]。目前已发现铜、铅、锌、钼、银、金等多金属矿床, 因此对该区域的研究具有十分重要的意义[5, 7]

2 研究区地质特征

研究区除第四系及极小面积出露古生界石炭系下统红水泉组外, 中生界火山岩地层遍布全区(图1)。区内侵入岩较发育, 岩石类型复杂。早石炭世侵入岩分布于中东部, 面积很小; 晚侏罗世侵入岩元主要分布在研究区东北部, 以单一岩株状侵入体产出; 早白垩世侵入岩主要在东部大面积出露; 其他地区零星分布。该区脉岩不发育, 岩石类型相对简单, 主要有花岗闪长斑岩、正长斑岩和石英脉。该区处于不同构造单元的接合部位, 各时代穿插的花岗岩和中生界火山岩大片覆盖, 各期次构造运动强烈破坏和改造使构造显示出复杂而活动强烈的特点。

3 1:5万水系沉积物地球化学特征

研究区属大兴安岭山地, 海拔在600~1 100 m, 相对高差200~500 m, 为中高山区。气候属大陆性寒温带, 年平均气温-5 ℃, 冬季漫长, 最低气温40℃, 夏季温暖多雨, 年均降雨量400~600 mm[8]。区内水系纵横, 植被发育, 森林茂盛, 基岩露头很少, 地形坡度10° ~15° [9], 适合开展水系沉积物测量工作。

图1 呼中— 塔河地区地层、侵入岩及构造
1— 第四系; 2— 甘河组; 3— 光华组; 4— 龙江组; 5— 白音高老组; 6— 塔木兰沟组; 7— 红水泉组; 8— 下白垩统花岗斑岩; 9— 下白垩统石英二长岩; 10— 下白垩统花岗闪长岩; 11— 下白垩统似斑状二长花岗岩; 12— 下白垩统正长花岗岩; 13— 下石炭统正长花岗岩; 14— 下石炭统石英二长岩; 15— 下石炭统中基性杂岩; 16— 甘河期次玄武岩; 17— 光华期次流纹岩; 18— 光华期次英安岩; 19— 正长斑岩; 20— 石英脉; 21— 断裂构造; 22— 环状火山构造; 23— 研究区范围; 24— HS-107组合异常位置

3.1 元素地球化学参数特征

通过地质测量工作, 将各地质体按照时代+岩性的原则大致划分成7个地质子区。在1 450 km2范围内进行1:50 000水系沉积物测量, 采取样品 9 576件, 统计Au、Ag、As、Sb、Bi、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Cr、Ni等13种元素的地球化学参数, 包括各元素在全域及各地质子区的背景平均值( X̅)、标准离差(S)、变异系数(Cv)等。用背景平均值( X̅)、富集系数(q)研究元素的富集情况, 用变异系数(Cv)研究元素的分异情况。变异系数(Cv)=标准离差(S)/背景平均值( X̅), 富集系数(q)=本区水系沉积物元素背景含量/森林沼泽区元素含量。

3.1.1 元素富集特征

参考吕长录等[10, 11]2014年的方案, 把富集程度按表1进行分类, 确定当q> 1.2时为富集, 当0.6< q< 1.2时表明富集贫化不明显, 当q< 0.6时为贫化。相对于森林沼泽区的含量, 全区有Sb、Pb两种元素发生了富集, Ag、As、Zn、Cu、W、Mo、Bi、Cr、Ni等9种元素的含量基本相当, 而Au、Hg发生了贫化。

表1 呼中— 塔河地区元素富集系数

3.1.2 元素变异系数特征

Au、As、Sb、Hg在各子区中变异系数变化较大, 其中Au变异系数为0.57~2.35, As为0.56~1.92, Sb为0.31~1.39, Hg为0.351~2.51(表2), 说明上述元素在各地质体中分布不均匀, 极有可能局部富集。在白音高老组(K1by)和塔木兰沟组(J3t)基性— 中基性火山岩子区中, 各元素变异系数相差不大, 趋于平稳; 而在甘河组(K1g) 基性火山岩子区和下白垩统花岗岩(K1γ )子区中, 各元素的变异系数相差较大; 说明各元素的分布不均匀, 变异系数大的元素可能受矿化作用的影响而发生了局部富集。因此在甘河组(K1g)基性火山岩子区和上白垩统花岗岩(K1γ )子区中应注意寻找Au、As、Sb、Hg等金属矿产。

表2 呼中— 塔河地区不同地质体中元素地球化学参数统计
3.2 元素含量概率分布特征

为检验元素含量的分布型式, 将元素含量进行对数转换后, 进行了偏度、峰度检验, 计算元素的偏度γ 1、峰度γ 2, 发现除Cu、Zn、Ni近似服从对数正态分布外, 其他元素均不符合对数正态分布。W、Zn、Cr、Ni、Bi、Hg的偏度为负数, 其余元素均为正数并远大于临界值, 说明后者的高值处比低值处有较大的偏离中心趋势。各元素的峰度都为负, 且峰度均大于临界值, 说明各元素的含量值更多集中在平均值附近和两侧极端处。

3.3 元素的相关性分析

经过显著性检验, 各元素含量在显著性水平 0.05 时自由度为9 561, 相关系数临界值是0.02。由各元素相关系数统计(表3)可以看出, Cr与Ni的相关系数最大, 为0.78; Cu与Zn的相关系数最小, 为-0.51; As与Sb的相关性较好, 相关系数为 0.62; Mo与Pb的相关性较好, 相关系数为0.32; Ag 与Zn、Bi、Hg的相关性较好; Pb、Mo与Cr、Ni、Hg的相关系数为负数, 说明富Pb、Mo的地质体中Cr、Ni、Hg相对贫瘠; Au与其他元素的相关系数相差不多, 趋于独立分布。

根据R型聚类分析谱系图可以看出(图2), 在0.18的相似水平上, 13种元素可以分为3种组合关系: Au、Ag、Hg、Bi、W、Zn组合; Pb、Mo、As、Sb组合; Cu、Cr、Ni组合。

表3 呼中— 塔河地区各元素相关性统计

图2 呼中— 塔河地区各元素R型聚类分析谱系

4 异常查证

依据1:5万水系沉积物测量成果, 圈定组合异常140处, 单元素异常737处, 其中HS-107为一处重点异常, 对此进行1:10 000土壤查证和地表工程揭露工作。

HS-107号异常查证区位于呼中林业局呼中林场境内, 面积13.5 km2, 位于火山机构的边缘, 出露岩性主要为下白垩统白音高老组(K1by)酸性火山岩、下白垩统光华组(K1gn)酸性火山岩、甘河组(K1g)安山玄武岩等。有一条近NE向断裂通过异常区。异常由Au、Ag、Pb、Zn、Mo、Bi组成, Ag、Zn具中带, Pb、Bi具内带, Au、Mo具外带, 各元素套合较好, Pb、Zn、Mo含量最高值分别为432.0× 10-6、432.2× 10-6、4.73× 10-6(剖析图见图3, 异常地球化学特征见表4), 是寻找Bi、Pb、Ag、Zn、Mo多金属矿产的有利地段。

图3 呼中— 塔河地区HS-107异常剖析

表4 呼中— 塔河地区HS-107异常地球化学特征
4.1 土壤地球化学测量特征

对HS-107异常进行1:10 000土壤地球化学测量工作, 基线方向N-E, 平行于区域构造线方向和水系沉积物测量圈定的主成矿元素异常的长轴方向。样品均在设计采样线上逐点采取, 大部分采自B层下部, 采样深度一般在30~50 cm, 采样介质为砂质黏土、含碎石黏土、碎石黏土, 采集样品原始质量为500~600 g, 过-10目筛后的样品质量约为150 g。用异常下限的1、2、8倍确定元素异常的外、中、内带, 共圈定组合异常28处, 单元素异常153处。

综合考虑地质成矿背景和交通等条件后, 优选了Ht-3异常开展进一步的槽探验证工作。Ht-3异常面积0.08 km2, 总体呈北东向展布。异常主要位于白垩系光华组(K1gn)中, 岩性主要为流纹岩、流纹质凝灰熔岩及安山岩等(图4)。异常面积较小, 但套合较好, 强度较高。浓集中心由Ag、Cu、Pb、Zn、W、Mo组成, 其中Mo、Pb、Cu强度较高, 对寻找有色金属矿产较为有利。异常大部分具中带, 极个别元素具外带, Mo、Pb、Cu含量最高值分别为57.3× 10-6、91.4× 10-6、 35.9× 10-6(表5)。

图4 呼中— 塔河地区Ht-3组合异常剖析

表5 呼中— 塔河地区Ht-3号异常特征
4.2 地表工程揭露成果

对Ht-3进行了槽探揭露。在TC12-1(宽度1.4 m)中见钼矿化, Mo含量0.016%, 地表推测矿化体长度200 m, 位于一段破碎带之中; 角砾成分可见流纹岩和花岗岩, 有绿泥石化; 见有褐铁矿化, 呈斑点状分布, 硅化较强, 石英细脉在角砾中穿插出现, 有的呈团块状分布; 与破碎带接触的围岩裂隙里见有褐色铁质氧化物和黄铁矿充填, 黄铁矿粒度< 0.5 mm。

5 结论和建议

1)呼中— 塔河地区水系沉积物中Sb、Pb、Ag、As、Zn、Cu、W、Mo、Bi、Cr、Ni不同程度的发生了富集, 可能形成矿床; Mo、Pb组合异常可作为寻找Mo的地球化学标志。

2)通过逐级实施地球化学测量, 圈定了成矿有利部位, 进而发现了Mo矿化体, 说明该方法在呼中— 塔河森林覆盖区的找矿勘查中具有良好的应用价值。

3)Mo主要受白垩系地层和构造控矿, 成矿时代与大兴安岭成矿带已发现的Mo矿床形成时代相近。光华组破碎带中虽然只发现了Mo矿化体, 但在该组地层和同期花岗岩中还应注重对Pb的寻找。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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