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0 引言
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锂（Li）作为全球重要的关键矿产金属，现今被广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、核工业以及光电等多个领域，被誉为“21世纪能源金属”、“白色石油”等，是具有重要战略意义的矿产资源（李建康等，2014；王登红等，2017，2022；许志琴等，2018； Dai et al.，2019）。可尔因锂多金属矿集区位于四川西部阿坝州，围绕可尔因复式岩体分布有党坝、李家沟、业隆沟及观音桥等一批大—中型锂稀有金属矿床，成为松潘—甘孜成矿带最典型的稀有金属矿床集中分布区之一（李建康等，2006；Dai et al.， 2021；Li et al.，2022）。
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其中，观音桥锂矿区位于可尔因复式岩体西北部，金川县观音桥乡北侧，地理位置：东经 101°38'~101°42'，北纬31°47'~31°49'，矿区面积约为6.5 km2。前人通过开展1∶20万区域地球化学测量，圈定了多处水系沉积物异常，区内水系沉积物异常元素主要是Li、Be、W、Sn、Nb等，其中Li的几何平均值远高于中国水系沉积物背景值（几何平均值）。该区成矿潜力较大，但是由于本区植被覆盖较厚，地表基岩出露较差，工作程度相对较低，异常查证工作开展能力不足，多年来锂多金属找矿工作未取得较大突破（岳相元，2017；李明，2019①）。而土壤地球化学测量方法对于植被覆盖地区找矿和寻找隐伏矿体具有良好的效果（熊亮等，2010；张广平等，2014；徐云峰等，2016；肖瑞钦等，2018；郭淑庆等，2021；王飞等，2023；尹志刚等，2023）。鉴于此，本文对观音桥地区开展针对性 1∶1 万土壤地球化学测量工作，通过对数据的处理圈出组合异常及有利找矿靶区，开展野外异常查证，为研究区以及外围找矿提供方向，以期实现找矿快速突破。
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1 研究区地质特征
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研究区位于西藏—三江造山系（Ⅰ级）—巴颜喀拉地块（Ⅱ级）—可可西里－松潘周缘前陆盆地 （Ⅲ级）（潘桂棠等，2009；万天丰，2011），区内岩浆活动频繁，构造较为发育，变质活动强烈，为该区提供了丰富的物资来源和成矿条件。
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区内主要发育中生代地层，出露的地层主要是三叠系西康群的一套复理石沉积，由老到新主要见中三叠统杂谷脑组上段（T2z2），上三叠统侏倭组 （T3zh）、新都桥组（T3x）和第四系（Q）（图1），其中上三叠统侏倭组为主要地层，岩性为灰—深灰色薄— 中厚层的变长石石英砂岩、岩屑砂岩、细砂岩、粉砂岩等。上三叠统新都桥组主要分布在研究区南部，岩性为深黑—黑灰色绢云板岩和含铁白云石绢云板岩，局部可见少量变长石石英砂岩与岩屑长石砂岩互层。中三叠统杂谷脑组上段岩性为深灰色中 —厚层变长石石英砂岩，含绢云母板岩、钙长石石英砂岩、少量变质粉砂岩。
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区内构造发育，出露大量的北西西向、北西向和东西向褶皱以及北东向断裂构造，持续时间长，自印支期－喜山期均有构造活动，主要构造运动为褶皱造山运动（许志琴等，2018）。其中，印支运动使本区褶皱回返成陆，形成了一系列复式背斜和复式向斜并在其翼部发育了各种断裂构造，研究区地处观音桥断层（F2）与娃尔都断层（F1）交接部位，观音桥倒转向斜以北约3 km，褶皱构造主要为观音倒转向斜（秦乐，2020）。
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研究区以二云母花岗岩为主体的酸性岩浆活动强烈，出露岩浆岩以花岗岩为主，是印支－燕山期大规模岩浆活动的一部分，主要呈岩基或岩株产出，沿复背斜轴部侵入三叠系中（岳相元，2017）。与稀有金属成矿关系较为密切的是可尔因复式岩体，主要由二云母花岗岩、黑云母二长花岗岩、石英闪长岩等组成。该岩体在区域上呈一个分布面积较大的复式岩基产出（李建康等，2006）。在该岩体周围数千米至十余千米范围内，分布有花岗伟晶岩脉上千条，有大小矿区十余个，也是区域上含矿性最好的岩体。目前已在该岩体外围发现有多个锂辉石矿床，如李家沟、党坝、业隆沟、地拉秋、加达等 （古城会，2014；费光春等，2020；Dai et al.，2021；Li et al.，2022）。
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根据观音桥幅1∶20万水系沉积物化探数据，与稀有金属成矿密切相关的元素中，Li的几何平均值约为61.7×10-6，高于全国水系沉积物背景值32×10-6，约为全国水系沉积物背景值的2倍；Be、Sn和W的几何平均值略高于全国水系沉积物背景值；Nb几何平均值略低于全国水系沉积物背景值。
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图1 观音桥地区大地构造位置图（a）与地质简图（b，据李远图，1979②修改）
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Ⅰ1-1—四川陆内盆地（T3-Q）；Ⅰ1-3—龙门山被动大陆边缘（Z-T2）；Ⅱ1-1—平武—青川被动大陆边缘（Z-D）；Ⅱ1-2—碧口古弧盆系（Pt2-3）； Ⅱ1-3—雪山—文县被动大陆边缘（Z－P）；Ⅱ2-1—可可西里—松潘周缘前陆盆地（T3）；Ⅱ2-2—鲜水河裂谷（P-T）；Ⅱ2-3—雅江残余盆地（T3）
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2 样品采集与测试
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本次野外采样按照《土壤地球化学测量规范 （DZ/T 0145-2017）》（中华人民共和国国土资源部， 2017）规范，在观音桥地区开展1∶1万土壤地球化学测量，采用100 m×40 m基本网度来进行土壤地球化学采样，采样方位为 145°，采样层位为残坡积层，每件样品在设计点附近采集同种土样 3~5 件组合，采样粒级为-20目。本研究共计采集 1∶1万土壤地球化学正样 3598 件，采样密度为 226 点/km2。样品采集完成后统一送化验室进行化验，分析元素 11 种 （K2O、Na2O、Sn、Sr、Th、Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs）。
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3 土壤地球化学特征分析
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3.1 元素含量特征
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取得化验结果后，利用 GeoIPAS 化探专业软件对 3598 件原始数据进行统计分析，统计结果显示 （表1），Li、Be、Ta、Rb、Cs、Sn、Th 平均值高于全国平均值，尤其 Li平均值为全国平均值的 2.84 倍，呈高背景分布；Nb、Sr、K2O、Na2O 富集系数相对较低，在本区呈低背景分布；Ta、Cs、Sn、Li、Be变异系数相对较大，呈中等起伏，显示有一定分异变化，有成矿可能性，其余元素变异系数相对较小，呈均匀分布，富集成矿的可能性较小；Ta、Sn、Be 叠加强度分别为 6. 02、4.13 和 4.11，显示有较强的后期叠加作用， Cs、Li 元素叠加强度为 2.3~2.71，显示中等的后期叠加改造，其余元素叠加强度较小，显示后期叠加很弱，富集成矿的可能性小。
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平均值（X）：为某一元素含量的原始算术平均值；标准离差（S）：反映某元素原始含量的离散程度；变异系数（CV）：用公式 CV=S/X 求得，反映元素在地质地球化学作用过程中分散与集中的程度及元素含量的分异强弱变化；异常下限值（T）：反应元素异常的最低界线，确定方法有多种，本文采用反复剔除后的背景平均值加2倍标准离差确定理论下限值，即 T=X2+2S2；叠加强度（D）：元素原始平均值与原始标准离差之积与背景平均值和背景标准离差之积的商，即 D=（X1×S1）/（X2×S2），反映元素在时间空间上多期次的叠加强弱情况；富集系数（K）：由元素原始平均值 X1与反复剔除异常值后的该元素平均值 X2之比值，即 K=X1/X2，反映元素的含量相对富集和贫乏情况；全国土壤均值来源于《中国土壤元素背景值》（中国环境监测总站，1990）。
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注：测试单位为四川省地质矿产勘查开发局化探队检测中心（2019年11月），数据单位K2O、Na2O为10-2，其余元素为10-6。
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3.2 元素组合异常分析
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聚类分析是一种将变量元素按照其类型分类的方法，通过将具有相似特征和性质的元素归为一类，来找出可以代表矿区地球化学性质特征的元素组合（李超等，2020；梁鸣等，2022；王飞等，2023；田云等，2023），主要根据各元素之间的成因、性质、相关性及其相关程度来确定。本次采用全区土壤测量取得的3598个原始数据，对11元素进行“R”型聚类分析和因子分析，形成11种元素的聚类分析谱系图（图2）、相关系数矩阵表（表2）和初始因子载荷矩阵表（表3）。
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通过矩阵表2和初始因子载荷矩阵表3，可以发现，Li 与 Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Sn 均呈正相关关系，与 Th呈负相关关系，与 K、Na、Sr相关性较差。通过图2 可以看出，在系数 r>0.4 时，可以将 11 元素分成 2 类：Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Sn 这 7 元素为一组，关系密切，有共同富集成矿的可能，反应与伟晶岩有关的元素组合；K2O、Na2O、Sr、Th 这 4 种元素组合为一组，反应与沉积变质砂板岩有关的元素组合。
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图2 观音桥地区土壤元素R型聚类分析谱系图
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3.3 异常下限和异常浓度分带划分
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异常下限的确定采用叠代循环剔除法计算而得理论值，再根据不同元素异常强弱情况，稍作调整后作为异常下限实际使用值，本次确定的各元素异常下限值见表1。浓度分带采用公式anT（a=2，n= 0，1，2，T=元素异常下限确定值）确定外、中、内带，以异常下限实际使用值的 1T、2T、4T 作为异常外、中、内带下限值，圈绘异常外中内带（卢仁等，2014； 臧金生等，2014）。因测区地质背景无较大差异，同一元素全区异常圈绘采用相同值。
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3.4 单元素异常特征
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Li 元素异常：异常主要分布于区内北部、西部和南部（图3），圈定出 Li-1、Li-2、Li-3 共 3 处异常。异常浓集中心和峰值明显，其中 Li-1、Li-2 具三级浓度分带，Li-3具二级浓度分带。Li-1异常西北部有一条平移断层经过，推测Li-1异常为隐伏伟晶岩脉引起，Li-2异常为地表伟晶岩脉引起。
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Be 元素异常：主要分布于区内北部和西部，各异常规模和强度较 Li弱，圈定出 Be-1、Be-2两处异常。Be-2 异常具异常内带，且与 Li-2 套合好，推测异常为伟晶岩脉引起。
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图3 观音桥地区1∶1万土壤地球化学测量单元素异常图
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Nb 元素异常：主要分布于区内东部和西部，各异常规模和强度较 Be 弱，圈定出 Nb-1 一处异常。该异常与 Li-2、Be-2 套合好，推测异常为伟晶岩脉引起。
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Ta 元素异常：主要分布于区内西部和南部，各异常规模和强度较 Li弱，圈定出 Ta-1、Ta-2 两处异常。两处异常均具异常内带，但异常规模较小。 Ta-1异常与Li-2异常套合好，推测为地表伟晶岩脉引起。
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Cs 元素异常：主要分布于区内北部，圈定 Cs-1 一处异常，该异常仅具异常中带，其余异常虽具异常内带，但仅为单点异常，且规模和异常峰值均较小。
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Sn 元素异常：主要分布于区内北部和南部，圈定Sn-1、Sn-2、Sn-3、Sn-4共4个异常。Sn-1异常规模较大，但仅具异常中带，其余异常规模相对较小，但具异常内带。
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图4 观音桥地区1∶1万土壤地球化学测量组合异常图
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3.5 组合异常特征
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为了进一步了解与伟晶岩有关的 7 元素（Li、 Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Sn）共生组合特征及其相关性，综合考虑研究区土壤元素地球化学特征、元素 R 型聚类分析、单元素异常分布特征及异常赋存的地质条件等因素，对 7 种单元素异常叠合到工作区平面图上，去掉零星小散弱异常，套上地质内容，以异常最好的一个元素作为主异常元素，用面色表示。圈定了3个土壤地球化学组合异常（表4，图4）。
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从表4 和图4 中可以看出，异常元素叠加套合好，浓集中心明显。各组合异常推断解释如下：
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HT1组合异常：该异常较好，呈不规则状分布于研究区北东部，异常区出露地层为上三叠统侏倭组和中三叠统杂谷脑组上段，娃尔多断裂 F1从异常西北边斜穿而过，异常面积 1.93 km2，异常规模 9.81，除 Nb、Rb 仅异常外带，Be 仅异常中带，其余元素均具异常内带，Li、Ta元素最大值分别达到1004×10-6、8.11 ×10-6。该综合异常面积规模大、叠加套合好，浓集中心明显，成矿地质条件良好。推测可能为隐伏伟晶岩脉所致，有较大找矿意义，进一步工作有望找到中型或其以上的锂矿床。
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HT2 组合异常：该组合异常呈团块状发育于测区西南部上三叠统侏倭组地层中。除 Sn、Rb、Nb仅具异常中带，其余元素均具异常内带。Li、Be、Ta、Cs 元素最大值分别达到 602×10-6、30.9×10-6、17.5× 10-6、281×10-6 。该组合异常面积规模不大，但元素组合多，主成矿元素异常强度高，叠加套合很好，浓集中心明显，平均衬值高，成矿条件优异，推测可能为伟晶岩脉引起，有较大找矿意义。
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HT3 组合异常：该组合异常呈椭圆状分布于区内南部上三叠统侏倭组地层中，Li、Be、Cs具异常中带，Sn、Ta 具异常内带。Sn 元素最大值达到 64.2× 10-6。主成矿元素 Li 在该异常内面积较小，局部套合较好。该组合异常面积较小，元素组合少，叠加套合一般，无明显的浓度梯度，推测可能为隐伏小伟晶岩脉所致，具有一定的找矿意义。
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注：面积单位为km2，数据单位为10-6。
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4 异常查证
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对 HS2组合异常进行异常查证工作，通过异常查证在该异常中心发现一条锂辉钠长伟晶岩脉（图5c）。该伟晶岩脉呈灰白色，长约 540 m，宽 5.6～7.8 m，走向 45°，倾角 81°，见较强锂辉石化发育（图5d、e），未见蚀变，围岩为上三叠统侏倭组变长石石英砂岩（图5a），围岩蚀变见强黑云母化，偶见堇青石发育。通过 TC107-01探槽工程（图5f、图6）的揭露和控制，该矿体Li2O最高品位2.19%，Li2O平均品位 1.52%；BeO 最高品位 1. 07%，BeO 平均品位 0. 09%；（Nb、Ta）2O5最高品位 0. 026%，（Nb、Ta）2O5 平均品位 0. 018%。经过初步估算，该矿体 Li2O 资源量达到1.12万 t，达到中型锂矿床规模。
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5 结论
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（1）区内对Li矿具指示作用的元素有Be、Nb、Ta 等，与Th呈负相关，相似性较差，该区一般含锂伟晶岩脉均伴生有Be、Nb、Ta。异常显示浓度分带好、浓集中心和异常峰值明显、各主成矿元素异常套合好，其成矿条件越好。
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图5 观音桥地区野外及探槽照片
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a—灰色薄层状变长石石英砂岩；b—深灰色中—厚层状变长石石英砂岩；c—锂辉钠长伟晶岩脉基岩；d—锂辉钠长伟晶岩中锂辉石晶体； e—锂辉石镜下照片；f—TC107-01刻槽样品；Qtz—石英；Ms—白云母；Spd—锂辉石
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图6 探槽TC107-01素描图
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（2）区内可尔因复式岩体附近出露的伟晶岩脉为最直接找矿方向。该组伟晶岩脉规模、走向、倾向均具较大差异，局部伟晶岩脉含紫色萤石。含矿伟晶岩脉一般表现为：无风化或弱风化，萤石较少或无，肉眼可见乳白色锂辉石，大小为0.2～2. 0 cm× 1～27 cm。
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（3）对HT2组合异常进行异常查证，发现了1处中型规模潜力锂矿床，通过对比可以发现，HT1 与 HT2具有高度相似性，均具有主成矿元素异常强度高，叠加套合好，浓集中心明显，平均衬值高等特点，推测在 HT1 处也能找到中型及以上锂矿床，建议对HT1组合异常开展异常查证工作。
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注释
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① 李明 .2019. 观音桥地区 1∶1 万土壤地球化学测量成果报告 [R]. 德阳：四川省核工业地质局二八二大队.
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② 李远图 .1979. 马尔康幅 H-48-1 1∶20 万区域地质调查报告 [R]. 成都：四川省地质局区调队.
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摘要
观音桥位于四川省阿坝州金川县内，地处可尔因重点勘查区西北，区内锂矿主要以锂辉石化赋存于花岗伟晶岩脉中，围岩蚀变主要为红柱石化、堇青石化和黑云母化等，目前该地区的化探异常以及找矿方向研究程度较低。为研究观音桥地区土壤地球化学特征，以此进一步指导找矿，本文对观音桥地区开展 1∶10000土壤地球化学测量，选取了Li、Be、Nb、Ta、Th等11种元素进行测试，发现区内对Li矿具有指示作用的元素有 Be、Nb、Ta 等，与 Th 呈负相关。此次共圈定 3 处土壤地球化学组合异常，异常显示浓度分带好、浓集中心和异常峰值明显、各主成矿元素异常套合好，地质成矿条件优越。结合锂矿地质特征及HT2 异常查证情况，新发现1处中型规模潜力锂矿床，取得找矿新进展。通过综合对比，推测在HT1组合异常带内也有望找到中型及以上规模锂矿床，为下一步区内锂矿找矿勘查工作指明了方向。
Abstract
Guanyinqiao is located in Jinchuan County， Aba Prefecture， Sichuan Province， and is located in the northwest of the Kelin key exploration area. The lithium deposits in the area are mainly spodumene-based granite pegmatite veins， and the wall rock alteration is mainly andalusite， cordierization and biotitization， etc. At present， the degree of research on geochemical anomalies and ore prospecting directions in this area is relatively low. In order to study the soil geochemical characteristics of the Guanyinqiao area and further guide mineral prospecting， a 1∶10000 soil geochemical measurement was carried out in the Guanyinqiao area， and 11 elements including Li， Be， Nb， Ta， and Th were selected for testing. It was found that the area elements that are indicative of Li ore include Be， Nb， Ta， etc. ， which are negatively correlated with Th. A total of 3 soil geochemical combination anomalies were delineated this time. The anomalies showed good concentration zoning， obvious concentration centers and abnormal peaks， good anomaly matching of major mineralization elements， and superior geological mineralization conditions. Combining the geological characteristics of lithium ore and verification of HT2 anomalies， a new medium-sized potential lithium deposit was discovered， making new progress in ore prospecting. Through comprehensive comparison， it is speculated that medium-sized and above-scale lithium deposits are also expected to be found in the HT1 combination abnormal zone， which points out the direction for the next step of lithium ore prospecting and exploration in the area.
