黑龙江省新林—塔源地区地球化学特征及成矿远景预测

引用本文

乌日根, 庄倩, 李新鹏. 黑龙江省新林—塔源地区地球化学特征及成矿远景预测[J].中国地质调查, 2018,5(3): 27-35.
WU Rigen, ZHUANG Qian, LI Xinpeng. Geochemical characteristics and metallogenic prospect of Xinlin-Tayuan area in Heilongjiang Province[J].Geological Survey of China, 2018,5(3): 27-35. 复制到剪切板

doi: 10.19388/j.zgdzdc.2018.03.04

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黑龙江省新林—塔源地区地球化学特征及成矿远景预测

乌日根, 庄倩, 李新鹏

黑龙江省地质调查研究总院,哈尔滨 150036

第一作者简介: 乌日根(1984—),男,工程师,主要从事区域地质调查与矿产普查研究。Email: 264950191@qq.com。

收稿日期: 2017-08-21

基金资助: 中国地质调查局与黑龙江省国土资源厅部省合作“黑龙江省大兴安岭地区呼中—塔源铅锌多金属成矿区矿区矿产调查评价”项目资助

摘要

通过对黑龙江省新林—塔源地区1:5万水系沉积物测量数据的统计分析,结合多学科知识,对研究区Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Cr、Ni、Hg 13种元素的平均值、标准离差、变异系数、相关性和元素空间分布情况等各项地球化学参数特征进行因子分析及聚类分析,总结出各元素的地球化学分布特征及地质意义。通过对研究区典型矿床的综合研究,总结出区域成矿地质和地球化学条件,结合单元素异常和组合异常的解释评价,最终认为矿集区北部有找到表生铅锌多金属矿的可能,而南部是寻找隐伏铅锌多金属矿的有利地段。

关键词: 新林—塔源;; 因子分析; 聚类分析; 地球化学特征

中图分类号:P632;P612;P618.2 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2018)03-0027-09

Geochemical characteristics and metallogenic prospect of Xinlin-Tayuan area in Heilongjiang Province

WU Rigen, ZHUANG Qian, LI Xinpeng

Institute of Geological Survey of Heilongjiang Province, Harbin 150036, China

Abstract

Through statistical analysis of the 1:50 000 stream sediment survey data of Xinlin-Tayuan area, and using multidisciplinary knowledge, the authors did factor analysis and dustering analysis of the average value, standard deviation, variation coefficient, correlation of geochemical parameters and elements spatial distribution characteristics of Au, Ag, As, Sb, Bi, Cu, Pb, Zn, Mo, W, Cr, Ni, Hg. The geochemical distribution of the elements and geological significance were summarized. Via comprehensive research on typical deposit of the study area, the authors also summarized the regional metallogenic geological and geochemical conditions. Combined with the interpretation of single-element anomalies and combination anomalies, the authors supposed that it was possible to find supergene lead-zinc polymetallic ore deposits in the northern part of the ore gathering area, while the southern part was a favorable area for concealed lead-zinc polymetallic ore.

Keyword: Xinlin-Tayuan; factor analysis; clustering analysis; geochemical characteristics

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0 引言

地球化学数据的统计特征可以刻画元素的地球化学分布规律^[1]。利用多元统计方法, 不仅可以划分地球化学背景与异常, 还可以描述元素的共生组合规律^{[2, 3]}。常用的多元统计方法是因子分析和聚类分析。黑龙江省内的1: 5万化探工作开展较少, 20世纪80年代以后, 陆续在省内的主要矿集区(带)开展了1: 5万的化探查证工作^{[4, 5]}, 而新林— 塔源地区曾经为1: 5万水系沉积物测量的空白区。本文在“ 黑龙江省大兴安岭地区呼中— 塔源铅锌多金属成矿区矿产调查评价” 项目工作的基础上, 对新林— 塔源地区成矿地球化学条件进行综合研究, 总结区域地球化学特征, 结合分类组合异常解释评价, 为新林— 塔源地区矿产勘查工作提供参考。

1 研究区地质背景

研究区位于额尔古纳地块的东段, 属额尔古纳燕山期铜、铅、锌、金、银、钼、铀 Ⅲ 级成矿区(带)。大地构造位置处于大兴安岭额尔古纳地块与大兴安岭早古生代陆缘增生带结合部位。研究区地质发展历史漫长, 自新元古代以来经历了漫长的沉积盖层发育及多期次强烈的构造岩浆活动, 尤其燕山期的岩浆活动最为强烈, 对成矿起决定性作用。区内已发现中型矿床1处、小型矿床1处, 矿(化)点多处。

研究区内出露的地层单位较多(图1), 分布面积约占研究区面积的50%, 主要为新元古界— 下寒武统倭勒根岩群、中生界火山岩地层及新生界阶地冲积层和现代堆积层, 古元古界兴华渡口岩群出露于研究区东南端, 面积较小。倭勒根岩群主要分布在塔源南部和新林— 林海一带, 自下而上分为吉祥沟岩组(Pt₃$\epsilon$₁j)大理岩、板岩、石墨千枚岩和大网子岩组(Pt₃$\epsilon$₁d)变质安山岩、粉砂质千枚岩、变质砂岩。中生代火山岩地层遍布全区, 是区内出露最广泛的地质单元, 主要为塔木兰沟组(J₃t)基性火山岩及火山碎屑岩、白音高老组(K₁by)中酸性火山岩及火山碎屑岩、光华组(K₁gn)酸性火山岩及火山碎屑岩和甘河组(K₁g)基性火山岩及火山碎屑岩。

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图1 研究区区域地质矿产简图
1.全新统现代堆积层; 2.上更新统阶地冲积层; 3.下白垩统甘河组; 4. 下白垩统光滑组; 5. 下白垩统白音高老祖; 6.上侏罗统塔木兰沟组; 7.上石炭统新伊根河组; 8.下石炭统红水泉组; 9.下寒武统— 新元古界倭勒根岩群大网子组; 10.下寒武统— 新元古界倭勒根岩群吉祥沟组; 11.古元古界兴华渡口岩群; 12.早白垩世正长花岗岩; 13.早白垩世石英二长岩; 14.早白垩世二长花岗岩; 15.早白垩世花岗闪长岩; 16.晚侏罗世正长花岗岩; 17.晚侏罗世石英二长岩; 18.晚侏罗世花岗闪长岩; 19. 晚侏罗世石英二长闪长岩; 20.早石炭世碱长花岗岩; 21.早石炭世正长花岗岩; 22.早寒武世花岗岩; 23.早寒武世花岗闪长岩; 24.早寒武世石英闪长岩; 25.早寒武世变辉长岩; 26.花岗斑岩; 27.闪长岩; 28.实测断层; 29.火山线、环型构造; 30.推测断层; 31.矽卡岩型铅锌铜矿; 32.热液型铅锌铜矿; 33.火山热液型铅锌矿; 34.火山热液型钼矿; 35.接触交代型铜矿Fig.1 Sketch of geology and mineral resources of the study area

2 地球化学特征

全区共采取水系沉积物样品5 125件, 将其划分为8个地质子区进行讨论。8个子区分别为新元古界— 下寒武统倭勒根岩群(Pt₃$\epsilon$₁j+d)、下白垩统白音高老组(K₁by)、下白垩统光华组(K₁gn)、早寒武世变辉长岩($\epsilon$₁υ )、早寒武世花岗岩($\epsilon$₁γ )、早石炭世花岗岩(C₁γ )、晚侏罗世花岗岩(J₃γ )和早白垩世花岗岩(K₁γ )。样品的数据处理由SPSS软件完成, 统计的元素地球化学参数包括Au、Ag、As、Sb、Bi、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Cr、Ni 13种元素在全区及各地质子区的背景平均值( $\bar{X}$ )、标准离差(S)及变异系数(C_V)等, 其中变异系数(C_V)=标准离差(S)/背景平均值( $\bar{X}$ )。

水系沉积物测量工作的采样密度为4~5点/ km²。采样点布置在最大限度控制汇水面积处, 布置合理均匀分布, 采样点主要分布在二级水系的上游区段和一级水系沟口, 当一级水系较长时, 在水系中间再布置采样点, 使每个采样点控制的汇水面积在0.125~0.25 km²之间。采样介质为可以代表基岩成分的岩屑物质, 在采样点沿水系上下20~30 m范围内多点采集合成一个样品, 过筛粒级为-10~+60目。无法采取水系沉积物样品的山坡或山脊处, 采用残坡积层土壤样品代替水系沉积物样品, 土壤样品采集深度一般在50~60 cm, 选取的粒度为-10目。

2.1 变异系数特征

Pb、Sb、Bi 3种元素在各地质体中变异系数变化较大: Pb, 0.38~3.62; Sb, 0.34~2.58; Bi, 0.62~6.63。这表明上述元素在各地质体中分布不均匀, 可能在局部发生富集。在白音高老组、倭勒根岩群地质体中各元素变异系数相差较大, 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, 在白音高老组及倭勒根岩群地质体中应注意寻找金、银、铜、铅等以铜为主的有色金属矿产。研究区内各地质体中的元素变异系数特征如表1所示。

表1 研究区元素地球化学参数统计表 Tab.1 Elements geochemical parametrics statistics of the study area

元素	参数	下白垩统光滑组(K₁gn) n=1 188	下白垩统白音高老组(K₁by) n=786	倭勒根岩群 (Pt₃ $\epsilon$₁j+d) n=396	早白垩世花岗岩(K₁γ ) n=1 467	晚侏罗世花岗岩(J₃γ ) n=391	早石炭世花岗岩(C₁γ ) n=301	早寒武世花岗岩($\epsilon$₁γ ) n=276	早寒武世变辉长岩($\epsilon$₁υ ) n=320	全区 n=5 125
Au	$\bar{X}$	0.690	0.740	1.040	0.640	0.580	0.800	0.730	0.730	0.710
	S	0.990	0.740	1.110	0.510	0.450	1.390	0.490	1.130	0.840
	C_V	1.420	1.000	1.070	0.800	0.780	1.730	0.680	1.550	1.190
Ag	$\bar{X}$	0.245	0.333	0.263	0.187	0.237	0.220	0.147	0.161	0.231
	S	0.571	0.721	0.401	0.217	0.398	0.272	0.204	0.169	0.452
	C_V	2.330	2.160	1.520	1.160	1.680	1.240	1.390	1.050	1.960
As	$\bar{X}$	9.770	9.020	13.840	6.010	5.280	8.270	8.250	6.920	8.200
	S	7.500	8.380	12.090	3.320	3.050	5.090	10.260	3.960	7.230
	C_V	0.770	0.930	0.870	0.550	0.580	0.620	1.240	0.570	0.880
Sb	$\bar{X}$	0.590	0.790	0.600	0.400	0.380	0.480	0.400	0.450	0.520
	S	0.500	2.020	0.610	0.260	0.190	0.230	0.140	0.280	0.870
	C_V	0.840	2.580	1.030	0.650	0.500	0.480	0.340	0.630	1.670
Hg	$\bar{X}$	0.030	0.030	0.026	0.023	0.026	0.025	0.022	0.022	0.026
	S	0.016	0.018	0.014	0.012	0.027	0.015	0.011	0.011	0.016
	C_V	0.550	0.620	0.520	0.510	1.020	0.580	0.490	0.510	0.620
Pb	$\bar{X}$	34.240	53.230	33.820	35.120	34.310	36.080	25.080	24.550	36.380
	S	36.450	192.420	32.580	23.200	27.670	41.970	11.190	9.230	80.320
	C_V	1.060	3.620	0.960	0.660	0.810	1.160	0.450	0.380	2.210
Zn	$\bar{X}$	86.350	98.080	96.180	86.390	84.590	89.490	80.890	78.360	88.180
	S	47.280	91.960	72.300	51.200	53.060	63.750	37.310	28.710	59.800
	C_V	0.550	0.940	0.750	0.590	0.630	0.710	0.460	0.370	0.680
Cu	$\bar{X}$	10.870	16.490	17.000	11.170	15.610	14.560	15.280	14.940	13.360
	S	6.390	20.060	10.880	7.970	12.850	16.620	9.570	9.560	12.000
	C_V	0.590	1.220	0.640	0.710	0.820	1.140	0.630	0.640	0.900
W	$\bar{X}$	1.990	2.310	2.070	1.840	2.030	2.140	1.590	1.670	1.970
	S	0.650	1.380	0.800	1.240	0.770	1.370	0.550	0.580	1.050
	C_V	0.330	0.600	0.390	0.680	0.380	0.640	0.350	0.350	0.530
Mo	$\bar{X}$	2.180	2.130	1.990	2.840	2.800	2.200	1.400	1.530	2.310
	S	3.620	2.230	2.520	4.300	3.180	2.790	1.050	1.710	3.350
	C_V	1.660	1.050	1.270	1.510	1.140	1.270	0.750	1.120	1.450
Bi	$\bar{X}$	0.360	0.650	0.440	0.480	0.490	0.690	0.540	0.370	0.490
	S	0.220	0.900	0.510	0.650	0.680	1.060	3.610	0.550	1.050
	C_V	0.620	1.390	1.150	1.350	1.370	1.530	6.630	1.480	2.170
元素	参数	下白垩统光滑组(K₁gn) n=1 188	下白垩统白音高老组(K₁by) n=786	倭勒根岩群 (Pt₃ $\epsilon$₁j+d) n=396	早白垩世花岗岩(K₁γ ) n=1 467	晚侏罗世花岗岩(J₃γ ) n=391	早石炭世花岗岩(C₁γ ) n=301	早寒武世花岗岩($\epsilon$₁γ ) n=276	早寒武世变辉长岩($\epsilon$₁υ ) n=320	全区 n=5 125
Cr	$\bar{X}$	38.510	43.370	55.690	32.610	38.630	42.030	66.490	64.120	42.210
	S	14.200	28.680	23.410	14.420	14.770	20.760	56.880	59.110	28.530
	C_V	0.370	0.660	0.420	0.440	0.380	0.490	0.860	0.920	0.680
Ni	$\bar{X}$	12.030	13.490	21.210	11.190	11.860	14.850	28.470	27.890	14.750
	S	6.960	13.290	11.550	7.970	6.170	14.140	30.320	35.380	15.460
	C_V	0.580	0.990	0.540	0.710	0.520	0.950	1.070	1.270	1.050

表1 研究区元素地球化学参数统计表 Tab.1 Elements geochemical parametrics statistics of the study area

注: 元素背景平均值( $\bar{X}$ )为质量分数: Au 10^-9, 其他10^-6; n为样品数; 样品测试由齐齐哈尔矿产勘查开发总院实验室完成。

2.2 相关性分析

由各元素相关系数统计(表2)可以看出, Cr与Ni为强正相关关系, Cr、Ni与Mo呈负相关关系, 表明富Cr、Ni的地质体中W、Mo等元素相对贫瘠。Cu与Pb、Zn有中等的正相关关系, 与其他元素的相关系数均相对较小, 表明研究区主成矿元素中Cu、Pb、Zn与其他成矿元素没有强烈的相关关系, 这进一步说明了Cu、Pb、Zn 3种元素成矿可能来自同一岩体或同一成矿阶段^[6]。Au仅与Ag、As、Cu呈中等的正相关关系, 表明Au若发生成矿作用, 很可能与Ag、As、Cu相伴, 而其成矿可能与其他元素形成于不同的阶段。Mo的表现很特殊, 趋于独立分布, 说明Mo成矿作用的发生可能来自某一岩体或形成于某一独立的成矿阶段^{[7, 8]}。

表2 各元素相关系数统计 Tab.2 Correlation coefficient statistics of each element

2.3 因子分析与聚类分析

2.3.1 因子分析

为进一步了解研究区元素之间的相关性及其空间分布特征, 对研究区水系沉积物样品中的13种元素进行R型因子分析(表3)。由计算结果可知, 前4个因子的特征值大于1且方差贡献率最大, 累计方差贡献率为57.15%, 基本可代表各元素的地球化学信息。把特征值> 1作为入选主因子的标准, 共抽取了4个主因子(f1— f4), 方差贡献率分别为24.19%、14.60%、10.39%、7.96%。

表3 元素因子分析相关结果 Tab.3 Factors analysis results of elements

由于主因子的初始因子模型并不符合简单结构准则, 中等负荷载的较多出现不利于对因子进行合理的地质解译^{[9, 10]}。因此, 在使用主成分方法提取因子后, 对其进行正交旋转, 表4为旋转后的因子模型。由表4可知, 各变量在正交旋转因子上的负荷载差异明显, 同一因子的正交旋转因子向两级分化, 中等负荷载趋于消失, 所以经过正交旋转法获得的因子模型更有利于进行合理的地质解译。

表4 元素初始因子与正交旋转因子模型 Tab.4 Initial factors and orthogonal rotation factors model of elements

正交旋转后的因子F1为典型的与热液活动及构造运动关系密切的Au、Ag、As、Sb、Hg元素组合。从地球化学亲和性来看, 当Au、Ag为0价态(原子状态)时具亲铁性, 以自然金属单质或金属互化物形式存在; 当二者呈正价阳离子存在时, 均表现为亲硫性, 形成硫化物。受热液活动的影响, Au、Ag主要富集在倭勒根岩群(Pt₃$\epsilon$₁j+d)老变质岩地质体中。As、Sb、Hg是热液矿床中的前缘晕元素, As、Sb都是亲硫元素, 在自然界主要以硫化物存在, 其与卤族元素能直接作用, 二者迁移能力强^[11], 地球化学特征相近; Hg是熔点很低的金属元素, 也具有很强的迁移能力。研究区内As、Sb、Hg主要在晚侏罗世侵入岩与白音高老组(K₁by)接触带、断裂发育处富集。

F2为典型的亲铁元素Cr、Ni组合, 与基性、超基性岩的分布关系密切。受表生风化作用影响, 二者可富集于基性岩类的上覆风化土壤中。研究区内Cr、Ni主要富集在早寒武世变辉长岩($\epsilon$₁υ )及新元古界— 下寒武统倭勒根岩群(Pt₃$\epsilon$₁j+d)老变质岩地质体中。

F3为Pb、Zn、Cu组合, 从地球化学亲和性来看, 它们均表现为亲硫性, 主要与中酸性岩浆岩及热液有关。Pb、Zn在自然界中特别是原生矿床中关系极为密切, 常常共生。研究区已发现的矿床(点)有矽卡岩型铅锌铜矿、热液型铅锌铜矿、火山热液型铅锌矿和火山热液型钼矿。因此, 从研究区实际矿化角度看, Pb、Zn、Cu为主导成矿的3种元素组合。研究区内Pb、Zn、Cu主要富集在白音高老组(K₁by)和倭勒根岩群(Pt₃$\epsilon$₁j+d)老变质岩地质体中, 受燕山期岩浆叠加作用和构造改造作用影响。

F4为W、Mo、Bi组合, 是热液矿床中的尾晕元素^[8]。三者的地球化学特征相近, 多受酸性岩体的影响在局部发生富集。从元素的地球化学分布特征发现, 该组合与燕山期的花岗岩关系最为密切, 研究区内W、Mo、Bi主要富集在早白垩世及晚侏罗世的正长花岗岩、二长花岗岩体中。

2.3.2 聚类分析

根据R型聚类分析谱系图2可以看出, 在0.2的相似水平上, 区内13种元素可以分为4种组合关系。

(1)Cr、Ni组合。亲铁元素, 在研究区内与早寒武世变辉长岩($\epsilon$₁υ )关系密切。

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	图2 各元素R型聚类分析谱系图Fig.2 Phenogram of R type cluster analysis of each element

(2)Cu、Pb、Zn组合。研究区内的中高温成矿元素, 在区内与白音高老组(K₁by)和倭勒根岩群(Pt₃$\epsilon$₁j+d)老变质岩地质体关系密切。

(3)W、Bi组合。研究区内的高温成矿元素, 主要富集在早白垩世及晚侏罗世的正长花岗岩、二长花岗岩体中。

(4)As、Sb、Ag、Hg、Au组合。中低温成矿元素, 与倭勒根岩群(Pt₃$\epsilon$₁j+d)老变质岩地质体关系密切, 主要富集在晚侏罗世酸性侵入岩与白音高老组(K₁by)接触带及断裂发育处。

从聚类分析结果发现, 研究区内主要成矿元素中Pb与Cu的关系最为密切。通过聚类分析与因子分析结果的比较, 二者对区内元素共生组合类型的划分基本一致。不同点为聚类分析中Mo独立分布, 考虑到Mo与W、Bi同为高温热液成矿元素, Mo的分布又与酸性侵入体的关系密切, 所以本文把Mo与W、Bi放在同一组讨论。

3 元素组合异常特征与解释评价

结合异常区出露的地质与构造环境, 通过对矿集区成矿元素、前缘晕元素、尾晕元素组合异常特征的探讨, 总结出矿集区内异常出现的地质意义。各元素异常下限的计算公式为

$T = C_{0} + K \times S$ 。 (1)

式中: T为异常下限; C₀为背景平均值; S为标准离差; K为可靠性系数, 取值为2。最终按各元素异常下限的1、2、8倍圈定异常的外、中、内带。参考元素因子分析与聚类分析的结果, 将13种元素划分为4个组合类型, 分别探讨各元素组合在新林— 塔源地区的分布特征并解释其出现的地质意义, 并运用原生晕分带性原理推测区内具有找矿潜力的组合异常地段^[12]。

3.1 铬镍组合异常

由图3可以看出, Cr、Ni在区内异常强度、面积虽然较小, 但异常一般都是同时出现, 在空间分布上基本重合。在塔源东部二者均有明显的富集趋势, 这主要受控于该区域出露的早寒武世变辉长岩(基性岩体), 并不能反映为矿致异常。在矿集区Cr、Ni没有明显异常出现, 原因是矿集区的赋矿地层主要为白音高老组的酸性火山岩及火山碎屑岩, 因此可以推断与成矿有关的幔源岩浆活动中Cr、Ni等铁族元素的含量较少, 在矿集区未形成明显Cr、Ni异常。矿集区南部出现的Cr、Ni异常与主成矿元素异常套合, 该Cr、Ni异常是否为矿致异常的伴生异常还需要进一步的查证工作去验证。

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	图3 铬镍区域地球化学组合异常Fig.3 Geochemical anomaly of Cr-Ni association

3.2 金银砷锑汞组合异常

该组元素是与热液活动及构造运动关系密切的元素组合, 也是热液矿床的前缘晕元素。Au和Hg的异常出露情况前文已经描述, 二者异常范围小、强度弱, Au主要在倭勒根岩群老变质岩地质体中有异常显示。Hg异常展布与研究区发育的NEE向构造线方向吻合。

由图4看出, Ag、As、Sb组合作为热液矿床的前缘晕元素组合, Ag、Sb在塔源南部的矿集区均有大面积的异常出露。二者套合紧密, 分带清晰, 呈多个浓集中心富集。在矿集区的北部、南部Ag、Sb也体现出很好的伴生关系, 作为铅锌多金属矿的指示元素^[7], 在区域上出现该元素组合异常可以指示铅锌多金属矿存在的可能。

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	图4 金银砷锑汞区域地球化学组合异常Fig.4 Geochemical anomaly of Au-Ag-As-Sb-Hg association

3.3 铜铅锌组合异常

Cu、Pb、Zn为研究区内的主要成矿元素, 由图5可以看出, Pb、Zn在空间上基本重合, 在塔源南部矿集区附近Cu、Pb、Zn明显富集, 三者均有大面积、高强度异常出露, 浓集中心明显。该元素组合异常位于NNE向和NE向断裂交汇部位, 与已发现的矿床(点)吻合程度比较高。从异常出露的范围与强度来看, 该元素组合异常可能由大面积的赋矿岩体所引起。

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	图5 铜铅锌区域地球化学组合异常Fig.5 Geochemical anomaly of Cu-Pb-Zn association

Pb、Zn在矿集区北部和南部也有明显的异常分布, 二者异常套合紧密, 分带清晰。北部组合异常主要出露在白音高老组酸性火山岩与晚侏罗世花岗闪长岩及正长花岗岩接触带, 该组合异常区潜火山岩发育。矿集区南部组合异常出露的地层有白音高老组酸性火山岩及新元古界— 下寒武统倭勒根岩群老变质岩, 侵入岩以早白垩世和早石炭世的花岗岩为主, 异常区发育SN向、NW向、NEE向次级断裂。

在新林— 林海一带, Cu、Pb、Zn亦有小范围的组合异常出露, 但异常强度较弱, 三者均以外带为主。组合异常主要出露在燕山期的花岗岩中, 异常可能由花岗岩体中广泛发育的石英脉、闪长岩脉等脉体引起, 异常出露的范围与强度均较小, 不具备地层、构造的成矿有利条件。

3.4 钨钼铋组合异常

该组元素均为热液矿床中的高温尾晕元素, 在矿集区三者均有大面积的异常出露(图6), 异常套合紧密, 呈多个浓集中心富集, 与成矿元素异常叠加。尾晕元素与成矿元素组合异常叠加表明, 矿集区中的矿(化)体已受到风化剥蚀作用的影响, 在地表、近地表就有出露, 这与矿集区所发现的矿(化)体埋藏浅的特征相吻合。

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	图6 钨钼铋区域地球化学组合异常Fig.6 Geochemical anomaly of W-Mo-Bi association

W、Mo、Bi在矿集区北部同样形成了大范围的组合异常, Bi异常范围最大, W、Mo异常套合其中。此处尾晕元素组合与成矿元素组合在空间上对应, 套合较好。出露的地层为白音高老组酸性火山岩及火山碎屑岩, 侵入岩为晚侏罗世正长花岗岩, 异常位于NNE向与NE向断裂交汇部位, 具备地层、侵入岩、构造等有利的成矿地质条件, 是找到表生铅锌多金属矿体的有利地段。

W、Mo、Bi在矿集区的南部异常明显收敛, 范围小, 强度弱, 结合上文中前缘晕元素与成矿元素在该区域组合异常大面积出露的情况推断, 该区域具备了找到隐伏铅锌多金属矿体的成矿地球化学条件。

4 结论

(1)通过对13种元素在不同地质体中平均值、标准离差、变异系数的分析得出, 新元古界— 下寒武统倭勒根岩群老变质岩地质体中Au、Ag、As、Cu4种元素含量最高, 且各元素的变异系数最大。白音高老组酸性火山岩地质体中Pb、Zn含量高于其他地质体, Mo受酸性侵入体的影响在局部发生富集, 而Cr、Ni的富集主要受基性岩体的影响。

(2)通过元素的相关性分析、因子分析及聚类分析, 研究区内的13种元素共分为以下4种组合类型: ①Cr、Ni, 与区内基性岩体的分布关系密切; ②Cu、Pb、Zn, 是区内的主要成矿元素组合; ③As、Sb、Ag、Hg、Au, 是典型的与热液活动及构造运动关系密切的元素组合; ④W、Mo、Bi, 与燕山期的花岗岩分布关系较密切。由元素在不同晕元素与成矿元素在该区域组合异常大面积出露的情况推断, 该区域具备了找到隐伏铅锌多金属矿体的成矿地球化学条件。地质体中的地球化学分布特征可知, 富Cr、Ni的地质体中W、Mo等元素相对贫瘠, 这正与Cr、Ni与Mo呈弱负相关性吻合。

(3)矿集区北部出露的地层和侵入岩与矿集区相似, 主要为白音高老组酸性火山岩和燕山中晚期的花岗岩体。北部前缘晕元素、主成矿元素及尾晕元素异常均有大面积出露, 但异常套合一般, 从研究区成矿地质条件和化探异常分析, 矿集区北部有找到表生铅锌多金属矿的可能。矿集区南部出露的地层有白音高老组和光华组酸性火山岩、倭勒根岩群老变质岩, 侵入岩主要为早白垩世和早石炭世酸性侵入岩, NW向和NE向次级断裂发育。南部前缘晕元素和主成矿元素异常均有大面积出露, 套合较紧密, 浓集中心明显, 尾晕元素无异常显示。由此推断, 矿集区南部同样具备了地层、侵入岩、构造等成矿地质条件, 是寻找隐伏铅锌多金属矿体的有利地段。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

文献选项

[1]	Xie X J, Cheng H X. Global geochemical mapping and its implementation in the Asia-Pacific region[J]. Appl Geochem, 2001, 16(11/12): 1309-1321. [本文引用:1]
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2001

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... 0 引言地球化学数据的统计特征可以刻画元素的地球化学分布规律^[1] ...

2002

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马晓阳, 崔玉军, 李祥佑. 大兴安岭北部森林沼泽区1:5万水系沉积物测量方法研究[J]. 物探与化探, 2002, 26(6): 433-435, 449.

Based on a study of the techniques for 1:50000 stream sediment survey in forest swamp frozen soil landscape area of northern Da Hinggan Mountains, the authors have discovered that the adoption of relatively coarse grained fragments (-10～+60 mesh) in stream sediments can effectively eliminate the interference of organic matter and strengthen the anomaly. It is also held that in areas where stream sediments are not well developed, the utilization of stream sediment survey with the help of grid soil survey can obviously raise the ore prospecting efficiency.

1. China Universcity of Geosciences, Beijing 100083, China; 2. Heilongjiang Institute of Geological Survey, Harbin 150036, China

通过对在大兴安岭北部森林沼泽—冻土景观区的1:5万水系沉积物测量方法技术的研究,发现以水系沉积物中较粗粒级的碎屑(-10～+60目)作为采样介质,可有效地排除有机质的干扰,强化异常;并提出在水系沉积物不甚发育的地区,以水系沉积物为主,辅以网格法土壤测量,则能更有效地提高找矿效果。

... 利用多元统计方法,不仅可以划分地球化学背景与异常,还可以描述元素的共生组合规律^[2,3] ...

2003

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孔牧. 试论中国东北部森林沼泽景观区化探工作的发展[J]. 物探与化探, 2003, 27(3): 165-166, 175.

Based on a review of geochemical exploration techniques used for many years in forest-swamp terrain of northeastern China, this paper affirms the great achievements made in the past, and points out some shortcomings. The author suggests strengthening the study of surface geochemistry, especially the study of organic matter, and has worked out geochemical prospecting techniques suitable for locating geochemical anomalies in the forest-swamp terrain.

通过对中国东北部森林沼泽景观区多年来化探方法技术研究的回顾和总结,肯定了取得的成果,指出了不足.提出加强表生地球化学研究,特别是对有机质的研究,确定适合于森林沼泽区异常追踪查证方法技术的化探工作发展方向.

... 利用多元统计方法,不仅可以划分地球化学背景与异常,还可以描述元素的共生组合规律^[2,3] ...

2006

0.0

耿卫华, 杨乃峰, 马晓阳. 黑龙江森林沼泽区地球化学亚景观类型划分[J]. 物探与化探, 2006, 30(4): 293-297.

The forest-swamp landscape area has very complex geographic conditions and is composed of numerous sublandscape types.Large-area regional geochemical landscape researches have not yet been sufficiently carried out.Based on characteristics of the forest-swamp area of Heilongjiang Province and starting with the main weathering forms and the affecting factors in the forest-swamp area,this paper has classified the sublandscape types of the forest-swamp area in Heilongjiang Province.

森林沼泽景观区条件复杂,亚景观类型众多,长期以来一直缺少大面积区域性的地球化学景观研究工作。根据黑龙江森林沼泽区的特点,从研究森林沼泽区风化作用的主要形式和影响因素出发,对黑龙江森林沼泽区亚景观类型进行了划分。

... 5万的化探查证工作^[4,5],而新林#cod#x02014 ...

2014

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... 5万的化探查证工作^[4,5],而新林#cod#x02014 ...

2004

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时艳香, 纪宏金, 陆继龙, 等. 水系沉积物地球化学分区的因子分析方法与应用[J]. 地质与勘探, 2004, 40(5): 73-76.

以多宝山地区1:5万水系沉积物资料处理为例,探讨了利用水系沉积物资料进行地球化学分区的R型因子分析方法.该方法通过充分提取样品中所蕴含的地球化学背景信息,进行地球化学分区研究,绘制了能够反映研究区整体地质特征的地球化学分区图,明确了各类子区特定的地质地球化学意义及其相互关联.

... Cu与Pb、Zn有中等的正相关关系,与其他元素的相关系数均相对较小,表明研究区主成矿元素中Cu、Pb、Zn与其他成矿元素没有强烈的相关关系,这进一步说明了Cu、Pb、Zn 3种元素成矿可能来自同一岩体或同一成矿阶段^[6] ...

1994

0.0

吴锡生, 纪宏金, 陈明. 化探数据处理的发展、现状与趋势[J]. 物探化探计算技术, 1994, 16(1): 84-88, 92.

... Mo的表现很特殊,趋于独立分布,说明Mo成矿作用的发生可能来自某一岩体或形成于某一独立的成矿阶段^[7,8] ...

... 在矿集区的北部、南部Ag、Sb也体现出很好的伴生关系,作为铅锌多金属矿的指示元素^[7],在区域上出现该元素组合异常可以指示铅锌多金属矿存在的可能 ...

2000

0.0

成秋明. 多维分形理论和地球化学元素分布规律[J]. 地球科学: 中国地质大学学报, 2000, 25(3): 311-318.

多维分形模型不仅采用常规的低阶矩统计 ,而且采用高阶矩统计对多维分形分布进行度量 ,从而能较细致地刻划正常值以及异常值 .地球化学元素的正常值往往服从统计学中的大数定量 ,即满足正态分布或对数正态分布 ,然而异常值会服从分形分布 (Preato) .介绍了多维分形领域中的最新发展以及在地球化学研究中特别是研究超常元素空间分布和富集规律中的应用 .结果表明 ,通常的统计方法只对应于多维分形围绕均值周围的局部特征 .为了有效地研究异常值的分布和富集规律 ,建议采用高阶矩统计方法和多维分形方法 ,并给出了两种分析地球化学元素 ,并突出异常值贡献的方法 .这些方法不仅可应用于研究微量元素的空间分布和富集规律 ,而且可以区分地球化学背景与矿化有关的异常值 .还介绍了该方法在对加拿大B .C .省西北部Mitchell-Sulphurets地区金铜矿化蚀变带研究中的应用 .

... Mo的表现很特殊,趋于独立分布,说明Mo成矿作用的发生可能来自某一岩体或形成于某一独立的成矿阶段^[7,8] ...

... F4为W、Mo、Bi组合,是热液矿床中的尾晕元素^[8] ...

1999

0.0

陈明, 李金春. 化探背景与异常识别的问题与对策[J]. 地质与勘探, 1999, 35(2): 25-29.

The systematic error andbackground differentiation of different geological bodies are concerned in discrimination ofbackground from anomaly, which is an important issue in geochemical prospecting and affectsthe correct extraction of geochemical information and prospecting effectiveness. The methodsof discrimination of anomaly from background are divided into estimating methods and modelrecognition methods. It is necessary to transform the original data to be consistent withgeological regularities.

化探背景与异常划分涉及系统误差和不同地质体的背景差异，是地球化学找矿中至关重要的内容，直接影响能否正确提取找矿信息和化探找矿效果。背景与异常划分方法可分成估值和模式识别两大类，无论使用何种方法，都需要对原始数据作符合地质规律的转换。

... 由于主因子的初始因子模型并不符合简单结构准则,中等负荷载的较多出现不利于对因子进行合理的地质解译^[9,10] ...

2002

0.0

吕志成, 张培萍, 段国正, 等. 大兴安岭地区银矿床中银矿物的矿物学初步研究[J]. 矿物学报, 2002, 22(1): 75-80.

大兴安岭地区是我国北方重要的银成矿区,在所发现的十多个银矿床中,银主要呈独立银矿物形式产出.大兴安岭地区银矿床中已发现近40种独立银矿物和几种尚未定名的银矿物,这些银矿物在大兴安岭地区不同成因类型、不同物质组分、不同温压条件的银矿床中均表现为低温后期成矿的特点,温度是控制银矿物沉淀的主要机制.

... 由于主因子的初始因子模型并不符合简单结构准则,中等负荷载的较多出现不利于对因子进行合理的地质解译^[9,10] ...

2003

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... As、Sb、Hg是热液矿床中的前缘晕元素,As、Sb都是亲硫元素,在自然界主要以硫化物存在,其与卤族元素能直接作用,二者迁移能力强^[11],地球化学特征相近 ...

2016

0.0

王金贵, 张鑫全, 李典, 等. 综合方法在内蒙古杭盖音浑迪浅覆盖区寻找隐伏矿床中的应用[J]. 中国地质调查, 2016, 3(4): 69-75.

摘　要：针对内蒙古杭盖音浑迪地区覆盖严重、找矿信息不明显的情况,在总结前人相关综合信息找矿的基础上,根据研究区的实际情况,选择性、分阶段地开展地质填图、土壤地球化学测量、激电中梯测量工作,有效地节约了成本,且钻探验证找矿效果理想,达到了综合找矿的目的.着重介绍该研究区开展的各项工作所取得的效果及存在的问题,以相互认证体系为基础,综合分析区域地质背景、地质特征、地球化学特征、地球物理特征,对成矿物质来源、容矿控矿构造及找矿标志进行了研究,最终建立地质- 地球化学- 地球物理综合找矿模型.

... 塔源地区的分布特征并解释其出现的地质意义,并运用原生晕分带性原理推测区内具有找矿潜力的组合异常地段^[12] ...