西藏申扎地区1:5万水系沉积物地球化学特征及找矿意义
严明书, 李瑜, 鲍丽然, 张风雷, 杨振鸿, 张茂忠, 杨乐超
重庆市地质矿产勘查开发局 川东南地质大队,重庆 400038

作者简介: 严明书(1980-),男,贵州遵义人,高级工程师,硕士,从事矿产、环境等地球化学勘查研究工作。E-mail:55101626@qq.com

摘要

在西藏申扎高寒湖泊丘陵景观区, 通过粒级为-10~+60目的1:5万水系沉积物测量,探讨该区水系沉积物中元素含量分布、元素组合特征、蛇绿岩区元素背景值,以及蛇绿岩和沉积岩区元素异常特征与找矿意义。结果表明:沉积岩区除Cr、Co、Ni、Hg外,多数元素富集显著, 元素组合能较好地反映矿化特征;蛇绿岩区Cr、Co、Ni与岩体高度相关,但Au、Co、Cu、F、Zn正异常不显著,元素组合对矿化特征反映不好。在研究区圈定了甲类异常1个,乙类异常11个,新发现金矿(化)点两个,异常对地质构造及矿产有较好的指示作用。在类似地质景观条件下,该方法对揭示元素地球化学成矿作用及指导找矿意义凸显。

关键词: 西藏申扎; 水系沉积物; 地球化学特征; 找矿
中图分类号:P632 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2016)01-0010-07 doi: 10.11720/wtyht.2016.1.02
Geochemical characteristics of 1:50 000 stream sediments and in Xainza, Tibet, and their prospecting significance
YAN Ming-Shu, LI Yu, BAO Li-Ran, ZHANG Feng-Lei, YANG Zhen-Hong, ZHANG Mao-Zhong, YANG Le-Chao
Southeast Sichuan Geological Party of Chongqing Bureau of Geology and Minerals Exploration, Chongqing 400038, China
Abstract

On the basis of 1:50 000 stream sediment -10-+60 mesh survey in Alpine Lake Hill Landscape of Xainza City, Tibet, this paper discussed the characteristics of stream sediment element content and combinations, element background values in ophiolite zone,element anomalies and their prospecting significance in ophiolite and sedimentary zone. The results show that, in the sedimentary zone, most elements are significantly enriched,except for such elements as Cr, Co, Ni and Hg. The characteristics of element combinations better reflect mineralization. On the contrary, in the ophiolite zone, the elements of Cr, Co and Ni show very high relationship, but the element combinations fail to reflect good mineralization; as for the elements of Au, Co, Cu, F, Zn, the positive anomalies are not obvious in the ophiolite zone. In this study, one class A anomaly and eleven class B anomalies were delineated, and two new gold mineralization spots were discovered. The anomalies are good indications of geological structures and mineral resources. Under the similar conditions of geological landscape, this method is obviously significant in revealing element geochemical characteristics and guiding prospecting.

Keyword: Xainza; Tibet; stream sediments; geochemical characteristics; prospecting

水系沉积物测量又称分散流找矿法, 其特点是根据少数采样点资料, 了解广大汇水盆地面积的矿化情况[1]。该方法已在非洲高原、中国东昆仑山青藏高原、大兴安岭森林景观、湖南大乘山丘陵地貌、甘肃北山干旱荒漠戈壁残山景观取得了较好的找矿效果[2, 3, 4, 5, 6]。在工作尺度与找矿效果上, 1:5万水系沉积物测量比1:20万更加明显、有效, 因此, 我国在 1:20 万区域地球化学测量基础上, 大量开展了1:5万水系沉积物测量战略性矿产远景调查工作[7, 8]。申扎地区地处西藏中部, 海拔4 700 m 以上, 地球化学景观属高寒湖泊丘陵景观。该区地质调查成果主要有石炭系永珠组古生物研究、成矿带研究、永珠铬铁矿矿化等报道[9, 10, 11, 12], 化探方面仅有1:20万及1:50万小比例尺调查成果[13, 14], 鲜有1:5万水系沉积物测量成果报道。笔者以“ 西藏申扎地区某矿产远景调查” 项目中1:5万水系沉积物测量成果为基础, 阐述在该区及类似地质景观条件下元素地球化学特征及找矿意义, 以期为相关地质工作提供参考。

1 研究区概况
1.1 地理概况

研究区位于青藏高原中段, 冈底斯— 念青唐古拉山脉北麓, 地貌为高原湖盆。区内丘陵、高山与盆地相间, 丘陵与山地的相对高差一般在300~700 m之间, 坡度较大, 部分地表为风化的冻裂碎石堆和岩屑坡, 植被仅分布稀疏高寒草本植物。区内空气稀薄, 气候寒冷干燥, 年均八级以上大风达104.3天, 每年10月至翌年5月为冰雪覆盖, 冬夏温差-40 ℃~30 ℃, 年平均气温在零度以下, 年降水量仅为200~300 mm, 多集中在6~9月, 且多带有雪粒及冰雹。区内水系发育, 在研究区西南部有格仁错盆湖, 东南部有木纠错盆湖, 中部有永珠藏布河流和小竹藏布河流, 一、二级水系短促、坡降大, 以坡流、洪流间隙性流水为主, 在沟口常出现冲、洪积扇地貌。岩石风化以物理风化为主, 水系沉积物主要为附近岩石风化岩屑, 元素主要以机械形式迁移。

1.2 地质概况

研究区属于滇藏大区的冈底斯— 腾冲地层区、措勤— 申扎分区。区内主要分布奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系和白垩系沉积岩地层, 岩性主要为灰岩夹少量钙质页岩、砂岩、泥岩、砾岩。研究区东北部有北西向蛇绿岩带出露, 长65 km, 最宽9 km, 最窄200 m, 面积98.27 km2, 占研究区总面积的5.7%。蛇绿岩主要为斜辉橄榄岩, 其次为纯橄岩、蛇纹石化斜辉橄榄岩、蛇纹石化二辉橄榄岩及蛇纹岩。另外区内还零星出露其他侵入岩, 主要有流纹斑岩、石英斑岩、钾长花岗岩、花岗斑岩、安山玢岩, 分布于蛇绿岩带附近(图1)。

图1 申扎地区地质简图及地球化学综合异常

研究区位于班公错— 怒江结合带中段南部, 达拉克— 冈底斯— 拉萨— 腾冲陆块北缘, 属冈瓦纳北缘古生代— 中生代冈底斯— 喜马拉雅构造区。区内划分为三个次一级构造单元:日松— 班戈(扎西则)构造岩浆岩亚带, 狮泉河— 申扎— 嘉黎构造岩浆岩亚带, 念青唐古拉弧背断隆构造岩浆岩亚带。区内断裂构造以燕山期— 喜山期构造为主, 由南北向挤压汇聚作用产生褶皱、逆推冲断及NE、NW向共轭走滑断裂、南北向张断裂, 主要分布规模较大的卓嘎— 永竹俄玛断裂、格仁错— 曲嘎尔断裂、却绒握玛— 唐云青卡断裂及纵横交错的次级断裂。

2 样品采集与分析
2.1 样品采集与处理

项目完成1:5万水系沉积物测量面积1 736 km2, 共采集样品6 772件, 平均采样密度为5.14个/km2。根据规范[15]和以往资料[16], 结合区内地球化学景观, 样点主要布置在一级水系口和二级水系中, 且研究区Au、Cu、Pb、Zn、Fe等主要富集在-20~+60目粒级中, Ag、Sn主要富集在-40~+60目粒级中, Au、W主要富集在-100目粒级中, 可见元素主要富集在中粗粒级水系沉积物中。又由于研究区全年常有八级以上大风, 风成砂可能对水系沉积物产生干扰, 故综合确定研究区取样粒级为-10~+60目。

2.2 样品分析

根据区域矿产特征及成矿地质条件, 选择分析Ag、As、Au、Ba、Bi、Cd、Co、Cr、Hg、Mo、Pb、Cu、Sb、Sn、W、F、Ni、Zn等18种元素, 分析配套方案及分析质量严格按《地球化学普查规范(DZ/T0011— 91》[15]执行。整理后的分析结果见表1

表1 申扎地区水系沉积物元素含量特征
3 水系沉积物元素含量特征

从地质背景看, 研究区可划分为以灰岩为主(占85%)的沉积岩地区(不包括第四系)和蛇绿岩地区。由表1可知, 沉积岩地区与蛇绿岩地区元素几何均值相比:研究区Cr、Co、Ni、Hg在蛇绿岩地区表现了较强富集作用, 这主要是继承了超基性岩体的岩石地球化学特征; Ba等其余元素不同程度在沉积岩地区富集, 特别是Ba、Bi、F、Sb、W表现较明显, 这可能与研究区零星出露的中酸性安山玢岩和花岗岩有关; 本应在超基性岩地区富集的Cu、Zn却表现了一定贫化[18]

研究区以灰岩为主的沉积岩区水系沉积物与全国岩溶区相比:Ag、As、Bi、Cd、Cr、Ni、Pb、Sn、W丰度接近或略低全国岩溶区; 而Au、Cd、Co、Cu、F、Hg、Mo、Zn则属低背景区, 多数为全国岩溶区的1/2, 其中Cu仅为1/3, 说明该区Cu出露大面积矿化的机率小; Ba属本区唯一的高背景元素。从变异系数来看, Au、Cr、Hg、Ni、Sb离散度较大(> 1), Ag、As、Cd、Co次之(> 0.5), 说明该区这些元素富集成矿的可能性较大。

从蛇绿岩地区元素含量变异系数来看, Cr离散度较大(> 1), Ba、Hg、Ni、Sb次之(> 0.5), 说明该区这些元素富集成矿的机率较大。由于研究区蛇绿岩地区水系沉积物样本量较大(426件), 可推荐其几何均值作为该地区(或班公错— 怒江成矿带中段)超基性岩区水系沉积物元素含量参考背景值。

从蛇绿岩到水系沉积物的成土作用来看( X¯1/ X¯2比值):Ag、As、Ba、Bi、Cd、Cr、Hg、Mo、Ni、Pb、Sb、Sn、W展现了富集作用(> 1), 尤其是As、Hg、Mo、Sb、Sn、W表现了明显的富集作用(> 4), 而Au、Co、Cu、F、Zn都表现了不同程度的贫化作用, 尤其是Cu(< 0.4)。说明在蛇绿岩地区开展水系沉积物测量并选择-10~+60目粒级圈定元素正异常对Ag、As、Ba、Bi、Cd、Cr、Hg、Mo、Ni、Pb、Sb、Sn、W是有效的, 对Au、Co、Cu、F、Zn不是最理想的, 这也是研究区蛇绿岩区Cu、Zn表现贫化的原因。

4 水系沉积物元素组合特征

对研究区数据按沉积岩地区和蛇绿岩地区分别做R型聚类分析(图2)可知:在0.4相关水平上, 沉积岩地区水系沉积物元素可划分为3个元素组合:① Cr、Co、Ni, 是亲超基性岩体和某些矿化伴生的元素组合; ② Ag、As、Sb、Au, 是低温热液型的矿化特征组合; ③ Bi、Sn、W、Cu、Zn、F、Cd、Pb, 是中、高温热型的矿化特征组合。Hg与其他元素不太相关。

图2 沉积岩地区与蛇绿岩地区R型元素聚类分析谱系

蛇绿岩地区元素整体表现出较好的相关性, 在0.6相关水平上, 可划分2个元素组合:① Co、Ni、Cr, 反映该区与造岩有关的超基性岩体元素组合; ② Ag、Pb、Bi、Sn、W、Ba、Cu、F、Mo、As、Sb、Cd、Zn、Au, 该组元素关系密切, 相关系数0.8, 反映的是一套亲硫型矿化特征。Hg仍然与其他元素不太相关。

综合研究区情况来看, 沉积岩地区应以找Au、Sb、Ag、As矿种为主, 找Bi、Sn、W、Cu、Zn、Pb矿种次之。由于研究区存在永珠铬铁矿矿化[12], 所以蛇绿岩地区应以找Co、Ni、Cr、Fe矿种为主, 找Ba、Hg、Ni、Sb矿种次之。

5 水系沉积物异常特征及找矿意义
5.1 异常圈定方法与结果

研究区异常下限采用分子区(沉积岩地区和蛇绿岩地区)求异常下限来计算, 计算方法为背景值加1.5倍标准差。Ag、As、Au、Hg、Sb异常外、中、内分带以异常下限的1、2、4倍圈定, 其余元素以异常下限的1、1.5、2倍圈定。

结合地质背景以及元素组合、异常元素的相关性、套合程度、异常规模和浓度分带, 获得17个地球化学综合异常(表2、图1), 其中甲类异常1个, 乙类异常11个, 主要为金锑铜异常。异常检查在H S310和H S216异常区新发现金矿(化)点2个。

表2 申扎地区异常评序
5.2 重要异常解释推断与评价

5.2.1 H S35Co、Ni、Cr(Hg、Sb、Cd)

该异常地理位置位于则波织弄, 异常分布于超镁铁质岩与下白垩统则弄群的接触带上。超镁铁质岩岩性为斜辉橄榄岩, 其次为纯橄岩、蛇纹石化斜辉橄榄岩、蛇纹石化二辉橄榄岩及蛇纹岩(图3); 下白垩统则弄群为海陆交互相的碎屑岩— 火山碎屑岩沉积为主, 其下部为石英砂岩、粉砂质泥岩、中砾岩组合, 中部为凝灰质杂砂岩及泥质粉砂岩, 上部为长石石英砂岩、凝灰质细砂岩、钙质粉砂岩及泥岩。区域成矿带上该异常处于班公错— 怒江结合带燕山期卓嘎— 永珠俄玛的永珠桥— 果芒错铬铁矿化亚带, 异常区内有侧波织异(昂扎)磁铁矿矿点。

图3 申扎地区H S35 Co、Ni、Cr(Hg、Sb、Cd)异常剖析

该异常呈不规则状, 主元素为Co、Cr、Ni, 伴生元素Ag、Cd、As、Zn、Hg、Mo、Sb、Bi、Pb。Ni、Co、Cr具三级浓度分带, 伴生元素异常强度较弱, 但浓集中心明显, 元素套合性好。主元素Ni异常面积约 19 km2, 峰值2 320× 10-6, Co、Cr高值含量分别为 83.5× 10-6、13 400× 10-6。异常中心与已知矿点分布吻合, 应为铬铁矿矿致异常。

经查证, 异常区分布磁铁矿矿体10条, 矿体主要赋存于灰绿色、墨绿色蛇纹石化斜辉橄榄岩中, 多呈透镜状、扁豆状断续分布。矿体走向主要呈北西西— 南东东向, 地表露头宽度5~10 m, 长度40~300 m不等。矿石主要由磁铁矿、赤铁矿、石英、泥质物、微量钛铁矿等组成。刻槽取样分析结果为:TFe含量为34.41%~57.36%, MFe含量30.92%~55.23%, Ni含量0.523%~1.44%, Co含量0.037%~0.224%。

5.2.2 H S216Au(Sb、Hg、Mo、Ag)

该异常地理位置位于边炯玛松, 主要出露下— 中石炭统永珠组和下泥盆统查果罗玛组, 岩性主要为细粒石英砂岩、页岩, 少量粉砂岩和多层灰岩或钙质砂岩、块状鲕粒灰岩、含砂屑鲕粒灰岩夹粒屑灰岩、微晶灰岩、粉晶灰岩。异常区没有岩浆岩出露。区域构造上, 异常处于冈底斯— 念青唐古拉中生代铜钼铁铅锌金银成矿带的格仁错— 曲嘎尔断裂上。

从剖析图(图4)可看出, 该异常呈近似北西西向展布, 主元素为Au, 主要伴生元素为Ag、Sb、Hg、Mo, 次要伴生元素为Cd、Ba、Co、W、Cu、F、Pb、Zn。Au、Ag、Sb、Hg、Mo具三级浓度分带, 其余元素异常较弱。异常的套合性好, 浓集中心明显, 除W外, 所有元素浓集中心重合。Au、Sb规模最大, 其中Au异常面积约17.72 km2, 峰值28.1× 10-9, Sb峰值为12.40× 10-6。该异常元素组合与一般金多金属矿地球化学模型类似, 前缘晕发育, 矿尾晕小, 主要指示隐伏矿床。

图4 申扎地区H S216Au(Sb、Hg、Mo、Ag)异常剖析

经查证, 在异常区发现一条北西西向宽约2~5 m、长约3 km的破碎带, 常有褐铁矿化、硅化, 偶见孔雀石化。破碎带石英脉发育, 一般长2~10 cm。经采集岩石样品(10件)进行化学分析, Au含量(0.3~6.9)× 10-6, 平均3.5× 10-6, 其中6件样品钼含量大于边界品位, 2件样品铜含量大于边界品位, 该破碎带为金矿化带, 矿石主要矿物有黄铁矿、褐铁矿、黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿等, 呈粒状、浸染状、细脉状或网脉状构造。

5.3 成矿远景分析

从图1可知, 异常分布与研究区构造、岩体较为吻合。异常明显受研究区规模较大的卓嘎— 永竹俄玛断裂、格仁错— 曲嘎尔断裂、却绒握玛— 唐云青卡断裂及纵横交错的次级断裂构造控制, 异常分布常位于断层交叉部位或岩浆岩与沉积岩接触带上, 具有较好的找矿前景; 其次是研究区南东部断层不发育的沉积岩地区, 异常很微弱, 成矿条件较差。从元素组合模式来看, 研究区异常可分为两个大区:一是南西部金锑铜钼铅锌银找矿Ⅰ 区, 主异常为金砷锑汞铜, 出露沉积岩地层, 异常形成可能与隐伏岩体有关, 在区域成矿上带, Ⅰ 区正好位处于冈底斯— 念青唐古拉中生代铜钼铁铅锌金银成矿带, 具有较好找矿前景。二是北东部与岩浆岩有关的找矿Ⅱ 区, 可分为Ⅱ 1铬镍钴铁和Ⅱ 2金锑铜钼铅锌银找矿区, Ⅱ 1区主要异常为铬钴镍, 受永珠蛇绿岩体控制, 在区域成矿带上正好与班公错— 怒江结合带燕山期卓嘎— 永珠俄玛的永珠桥— 果芒错铬铁矿化亚带对应, 有较好找矿前景; Ⅱ 2区主要异常金锑汞铅钼, 受花岗岩和安山玢岩控制, 具一定有利找矿前景。

5.4 异常对地质构造的指示

研究区异常通常与岩体、构造或矿化有关, 特别是汞异常对断层的分布有重要指示作用。研究区异常主要分布在规模较大的卓嘎— 永竹俄玛断裂、格仁错— 曲嘎尔断裂、却绒握玛— 唐云青卡断裂及其次级断裂构造交叉处或沿断层构造分布, 且汞异常与断层展现出较好的一致性, 如H S2、H S33、H S39、H S310、H S14、H S36、H S37等, 异常排列大致显示构造方向。少数异常如H S11、 H S15、H S17分布在断层不发育地段, 显示异常无找矿意义。H S312、H S216为新发现矿致异常, 根据汞的高值异常点分布形态, 推测存在如图1所示的小型断层。经实地踏勘, 在H S216综合异常内发现一条北西西向宽约2~5 m、长约 3 km的破碎带, 并在破碎带北西端一处发现断层擦痕, 与推测基本吻合。可见, 研究区水系沉积物地球化学特征对断层构造有一定指示作用。

6 结论

1) 西藏申扎地区水系沉积物蛇绿岩地区Cr、Co、Ni、Hg表现显著富集, 而Cu、Zn表现一定贫化, 元素整体呈现较好相关性, 但不能较好反映矿化信息; 以灰岩为主的沉积岩地区Ba、Bi、F、Sb、W表现较强富集, 元素组合能较好反映不同矿化类型。

2) 西藏申扎蛇绿岩区水系沉积物多数元素表现出一定富集, 而Au、Co、Cu、F、Zn表现为不同程度贫化, 说明该区开展粒级为-10~+60目的水系沉积物测量圈定异常对多数元素是有效的, 而对Au、Co、Cu、F、Zn异常圈定效果较差。

3) 通过对水系积物地球化学特征探讨、重点异常剖析, 认为在西藏申扎地区开展粒级为-10~+60目的1:5万水系沉积物测量找矿成果显著, 对揭示类似地区地球化学特征及指导找矿意义凸显。

The authors have declared that no competing interests exist.

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