陕西黑龙口地区1∶2.5万水系沉积物地球化学异常特征及找矿潜力
doi: 10.20008/j.kckc.202512008
刘建伟 , 李玥 , 白超
中化地质矿山总局陕西地质勘查院,陕西 西安 710065
基金项目: 本文受中国地质调查局项目“陕西省蓝田—黑龙口地区矿产地质调查”(12120113048200)资助
Geochemical anomaly characteristics and mineral potential of 1∶25000 water system sediments in Heilongkou area, Shaanxi Province
LIU Jianwei , LI Yue , BAI Chao
Shaanxi Geological Exploration Institute of Sinochem General Bureau of Geology and Mine, Xi'an 710065 , Shaanxi, China
摘要
研究区属华北陆块南缘稳定型大陆边缘与活动型大陆边缘的过渡地带,具有较好的稀有金属找矿前景。本文以水系沉积物地球化学测量成果为依据,利用元素变异系数、浓集系数等参数对黑龙口地区15种元素地球化学特征进行了统计,运用R型聚类分析对元素的共生组合关系进行了分析。结果表明:区内W、 Mo、Pb、Zn、Zr、Nb、Ta、Rb、Cu、Au、Ag等元素具有一定的找矿潜力,Nb、Ta、Rb和 Cu、Pb、Zn可能是研究区主要的成矿矿种。根据元素异常组合分布规律及成矿地质条件,划分出2处主要综合异常(HS4、HS9),圈定出2个找矿远景区,分别为扇车沟铜铅锌金银成矿远景区和刘家台稀有金属铌、钽、铷成矿远景区,为下一步地质找矿提供依据。
Abstract
The research area belongs to the transitional zone between the stable and active continental margins of the southern margin of the North China Block, and has good prospects for rare metal exploration. This article is based on the geochemical measurement results of river sediment, and uses methods such as element variation coefficient and concentration coefficient to statistically analyze the geochemical characteristics of 15 elements in the Heilongkou area. The R-type clustering analysis method is used to analyze the symbiotic combination relationship of elements. The results indicate that elements such as W, Mo, Pb, Zn, Zr, Nb, Ta, Rb, Cu, Au, Ag have certain prospecting potential in the study area, and Nb, Ta, Rb, Cu, Pb, Zn may be the main ore-forming minerals in the study area. Based on the distribution pattern of element anomaly combinations and ore-forming geological conditions, two comprehensive anomalies (HS4, HS9) have been divided, and a total of two prospecting areas have been delineated, namely: Fanchegou copper lead zinc gold silver metallogenic prospective area and Liujiatai rare metal niobium, tantalum, and rubidium metallogenic prospective area, providing a basis for further geological exploration.
0 引言
研究区位于陕西省蓝田县蓝桥镇—商州区黑龙口地区,是秦岭成矿带重要组成部分,区内分布的矿产种类达十几种,主要包括有色金属(Cu、Pb、 Zn、W、Mo、Sn)、贵金属(Au、Ag)和三稀金属(Nb、 Ta、Rb、Y)、黑色金属(Fe)等(隗合明和张振飞, 1993隗合明等,1996李六全,2005张拴厚等, 2013彭海练等,2016)。区内地形陡峻,切割强烈,森林覆盖区大,水系发达且第四系覆盖物厚,因此选用水系沉积物地球化学测量作为研究区找矿方法。前人先后在该区带做过相关地质调查工作,但对该地区地球化学异常信息研究较少。为了进一步加强在研究区地质调查工作,明确地球化学异常和优选找矿远景区,对研究区开展了 1∶25000 水系沉积物地球化学测量,确定研究区各元素之间的时空分布,运用综合异常,圈定找矿远景区,为开展下一步地质找矿工作,提供找矿依据。
1 成矿地质背景
研究区主要出露古生界志留系—泥盆系,其中志留系为一套浅灰色—黑灰色含砾石英千枚岩、含炭绢云石英千枚岩组合;泥盆系为一套正常沉积碎屑岩、碳酸盐岩夹绿片岩(火山岩),根据地层沉积结构特点发育较多的辉绿岩脉、岩墙和绿片岩。
研究区构造区划属华北陆块南缘稳定型大陆边缘与活动型大陆边缘的过渡地带,两者以铁炉子结合带为界(图1),北部为华北陆块的稳定型大陆边缘及结晶基底地块;南部为秦祁昆造山系的活动型大陆边缘及弧盆系(王平安,1998宋小文等, 2004文月贵等,2023)。依据大地构造特征,本地区可彰显出“两块一带一底”的构造格局特点,与岩浆活动有着密切关系。
研究区岩浆岩主要有两类,一类为侵入岩,另一类属火山岩(宋小文等,2004)。其中,以侵入岩分布极为广泛,侵入岩大体可分为 3 个岩浆活动期次,分别是石炭纪(华力西期)侵入的张家坪复式岩体,侏罗纪(燕山期早期)侵入的牧护关复式岩体和白垩纪(燕山晚期)侵入的蓝田复式岩体、老牛山复式岩体等。另一类岩浆岩为火山岩,仅分布有长城纪陆核形成后第一次裂解形成的熊耳岩群海相火山岩沉积(潘鸿迪,1997任富根等,2001张国伟, 2001王一烽等,2021)。
研究区典型矿床主要有①商州地区道岔沟铅锌矿床:位于秦岭成矿带的多金属成矿地段,产于中—新元古界宽坪群道岔沟组地层中,沿铁炉子结合带南侧边界断裂带铜、铅、锌、金、银5种元素均形成明显异常。②蓝田地区湘子岔金矿床:形成于张家坪复式岩体东北侧与围岩太华岩群接触带附近或蚀变岩体一侧,水系沉积物金异常是寻找该类矿床的重要指示,异常40×10-9 以上的浓集区是寻找工业矿体的有利地段(田琦和刘松,2018)。③龙凤山钼矿床:含矿地层为古元古界铁铜沟组、中元古界熊耳岩群上岩组,在研究区的相同地层和构造展布地区,开展深入的工作,有望在相同背景条件下发现相同含矿建造的钼矿体和钼矿化体。研究区典型矿床还有刘家台稀有金属铌钽铷矿床、刘家山铅多金属矿床、清峪钨钼矿床等。
2 样品采集与分析方法
研究区位于秦岭山脉的主峰两侧,地形为中— 高山区。区内一般海拔高程为 1000~1600 m(宋小文等,2003银雪琴等,2015)。本次实际采样面积为 140 km2,样品总数 2455 个,平均样点密度 16 件/ km2。采样点主要分布在一级水系的末端和分支水系口上,采样位置位于现代活动性流水线上,采样部位选择在水流变缓地段水系沉积物各种粒级易于汇集处,样品采用-10~+60 目粒级的细砂、岩屑等颗粒物质为主,过筛后样品质量取重150~180 g。样品测试工作由具备化验甲级资质的陕西省汉中地质大队和青海省有色地质测试中心承担。分析方法分别为聚氨酯型泡沫塑料分离富集-电感耦合等离子体质谱法测定Au;电感耦合等离子体质谱法测定 Be、Cu、Li、Mo、Nb、Pb、Rb、Ta、Th、W、Zn;电感耦合等离子体光谱法测定 Zr;发射光谱法测定 Ag、 Sn。各项指标符合地球化学普查规范(DZT/0011-2015)要求,样品分析质量可靠。
1研究区大地构造位置略图(a)及地质简图(b)
1—铁铜沟组上段;2—铁铜沟组中段;3—铁铜沟组下段;4—熊耳岩群下岩组;5—熊耳岩群上岩组;6—高山河组;7—龙家园组;8—关沟组上段;9—关沟组下段;10—峡口村组;11—吴家村组;12—月亮湾组;13—庙沟岩组;14—辛集组;15—太华岩群上岩组;16—太华岩群下岩组; 17—浅灰色似斑状二长花岗岩;18—浅肉红色似斑状二长花岗岩;19—浅肉红色少斑细粒二长花岗岩;20—浅灰白、浅肉红色中粒钠长石化黑云二长花岗岩;21—浅灰白色云英岩化细粒黑云二长花岗岩;22—灰色片麻状花岗闪长岩;23—辉长岩脉;24—辉绿岩脉;25—闪长岩脉;26— 花岗岩脉;27—石英脉;28—铅锌矿点;29—铁矿点;30—金矿点;31—铜钼矿点;32—铷矿点;33—白云岩矿点
3 地球化学特征
3.1 元素背景场特征及富集、离散特征
为了了解本区元素的含量特征及本区元素在区域地球化学场上的含量变化,将研究区15种元素的原始数据,剔除特高(X-+3S)和特低值(X--3S)后,求出各元素的算术平均值,作为测区各元素的背景平均值,并将本区地球化学元素含量与陕西秦巴地区地球化学元素含量进行了对比。以原始数据为基础,计算出测区15种元素的变化系数。本研究按变异系数的大小划分分布类型,在根据 K 值的大小将元素分布类型进一步划分若干等级(表1)。
从分异程度来看,Au、Be 为弱分异,Sn、Ta、W、 Pb、Ag为强分异,其他元素为均匀型;从区域浓集系数(K)看,除 Sn、Ag为弱富集外,其他各元素均呈低背景-背景型分布(表1)。
3.2 元素共生组合特征
为了解元素的共生组合规律,对区内15种元素进行了R型聚类分析,根据R型聚类分析结果,在相关系数为 0.59 时,Pb-Zn-Ag-Au、Li-W-Sn、Th-Nb-Rb-Ta-Be 共 3 种组合。Mo 和其他元素相关性较差,呈独立状态(图2)。全区既有高温元素组合,又有中低温元素组合,说明本区地质作用复杂,经历多期地质改造作用,反映了该区构造极其发育,热液活动频繁。
3.3 化探异常圈定、分类
将研究区各元素的分析值利用迭代剔除法剔除特高值(≥X+3S)和特低值(≤X-3S),以背景平均值加 2 倍标准离差求出理论异常下限(计算值),再结合地球化学图等量线及圈定效果确定出不同元素异常下限值,然后直接圈定单元素异常(张嘉升等, 2023),共圈出单元素异常 272 个,综合元素异常 10 个,本文主要针对HS4和HS9综合异常进行探讨,研究区综合化探异常特征见表2
2聚类分析谱系图
1元素变异系数和区域富集系数
2综合化探异常特征
3.4 综合元素异常特征及异常查证
依据化探异常评序结果,参照研究区矿权设置情况,对异常HS4、HS9两个重点异常特征进行详细描述和异常查证。
(1)HS4综合异常特征
异常区出露地层仅见新太古界太华岩群深变质岩地层,侵入岩主要为早石炭纪张家坪复式岩体。另外,也可见到一些辉长岩脉和闪长岩脉体,沿断裂带或沿裂隙中形成。构造主要表现为断裂构造、裂隙构造和塑性流变褶曲等。异常区张家坪复式岩体内部的蚀变作用大概分为两期,第一期 (早期蚀变作用)形成于岩体侵入上升阶段,对成矿起到了主要作用,第二期(晚期蚀变作用),这一阶段由于断裂活动增强,并沿断裂带形成强烈的构造蚀变作用,对稀有金属元素的进一步富集起到了重要作用,也是稀有金属部分元素富集成矿必不可少的条件之一。
异常以W、Ta、Nb、Zr、Zn元素为主,各异常套合好,浓集中心明显,具内、中、外三级浓度分带特征,高值范围吻合好,异常面积 8.36 km2,∑ NAP 值 23.99,依据各单元素异常规模、面积可以确定,该异常的主成矿元素为W、Ta、Nb、Zr、Zn,异常主要元素特征参数见表3
3HS4异常主要元素特征参数
注:Au、Ag单位为10-9,其他元素为10-6
(2)HS4综合异常异常查证
依据 HS4 化探异常元素含量普遍较高及所处位置、强烈的自生变质作用等特征,确定该异常为重点查证对象之一。异常查证所采用的主要工作方法有:1∶1 万地质草测、1∶2000 地质、岩石地化剖面测量等,完成主要实物工作量见表4
HS4W、Ta、Nb、Zr、Zn 综合元素异常,通过大比例尺区域地质测量、地质、地化剖面测量和综合研究以及对张家坪复式岩体边缘相、过渡相侵入体调查中,发现了与构造和蚀变作用相关的铌、钽、锆等元素矿化现象。从异常查证结果来看,张家坪稀有金属元素异常由张家坪复式岩体蚀变二长花岗岩的自生变质作用引起,构造的叠加作用及蚀变作用是矿化富集的主因。因而,围绕张家坪复式岩体边缘相-过渡相蚀变带内找矿,具有很好的找矿前景。
HS4 综合异常剖析及解释推断主要依据,就是通过异常与地质背景套合,从中综合分析找矿的可能性(图3)。其中,铌、钽、锆3种元素具有较强的异常强度和规模,与其套合的岩石类型为张家坪复式岩体过渡相钾长石化黑云母二长花岗岩,岩石呈浅肉红色,中粒结构,由于强烈变形而具有片麻状构造。强烈的蚀变和变形是异常区岩石的主要特色,裂隙构造形成的挤压破碎带和褐铁矿化蚀变岩石中,锆、铌等元素含量明显高于其他元素。所以,蚀变作用(钾化、褐铁矿化)、裂隙活动是元素富集最主要的条件,是找矿不可忽视的因素。
4HS4异常查证主要实物工作量统计
(3)HS9综合异常特征
异常形成于铁炉子结合带内,发育地层主要为泥盆系,少量志留系。层序特征大致从北向南为一复式单斜层序,北侧分布有熊耳岩群基性火山岩为主夹少量石英角斑岩地层,另外顺地层走向形成的侵入岩有基性灰绿岩岩墙、辉长岩岩体及花岗岩脉等。异常区构造较发育,主要构造形迹包括断裂构造、裂隙构造、面理构造和复式褶皱构造等。与矿化有关的构造为断裂构造,断裂构造产状与区域构造大体一致,走向呈近东西向,断面南倾,倾角小于 60°。断裂带宽 10~20 m,脆性,发育构造碎裂岩和断层角砾岩。
综合异常以铜、铅、锌、金、银等元素为主,除铜元素异常分布规模较大以外,铅、锌、金、银4种元素均集中在扇车沟一个点上。异常面积 10.44 km2,∑ NAP值23.88,异常主要元素参数特征见表5
3HS4综合异常特征剖析图
1 —太华岩群上岩组;2—太华岩群下岩组;3—浅肉红色少斑细粒二长花岗岩;4—辉长岩脉;5—石英脉
5HS9异常主要元素特征参数
注:Au、Ag单位为10-9,其他元素为10-6
表5中可以看出,铜元素异常点数最多,范围最大,NAP值达到了17.6,反映了铜元素含量的广泛性,值得高度重视。另外,锌、银元素含量较高,锌 1276×10-6,银为815×10-9;其它元素也都具有高背景特点,综合找矿意义重大。
HS9 综合异常 5 种元素中的铜、锌、银 3 种元素具有较大的分布范围和良好的分带性特征(图4)。 5 种元素含量形成的高点为相同位置,说明它们空间上产于相同地质体或相同构造带内,组合特征明显。单个元素异常受岩性、构造、变质作用等综合影响,异常长轴方向并不相同,反映了异常元素本身的亲石性、氧化还原环境差异以及岩石碱度指数等方面的不同。
(4)HS9综合异常查证
异常查证工作方法主要为大比例尺(1∶10000) 地质草测、地质、地化剖面测量和槽探工程揭露等,完成主要实物工作量见表6
1 ∶10000 地质草测:在 HS9 异常范围部署地质测量 10.44 km2,完成了地层单位划分与联图、侵入体圈定和主要构造(带)、蚀变带等内容表示。通过填图,基本了解了异常区地层及侵入岩的分布特征、变质变形特征和岩石蚀变特征、矿化特征等。为岩石地化剖面布设,提供了基础条件。
1 ∶2000 地质、地化剖面测量:异常区完成地质剖面约 3 km、岩石地化剖面 1 km,地质剖面测量旨在为异常区地层、构造和侵入体划分提供量化依据;岩石地化剖面测量通过采样,深入了解不同岩石中有用元素含量变化特征。
槽探工程揭露:通过上述工作,子项目在异常中心地带找到了引起异常的矿化体一条,沿矿化体垂直方向布设槽探工程 1 条进行揭露,根据样品分析结果,圈定铅锌铜、金银矿体一条。发现的多金属矿化体宽 3.6 m,延伸大于 50 m,产于近东西向断裂带内,经风化淋滤后在地表形成铁帽。矿化体两侧围岩为泥盆系关沟组碎屑岩夹碳酸盐岩,发育绿泥石化、黄铁矿化、孔雀石化和锰矿化等。化学样分析显示,铅含量 1.57×10-2,锌 5.30×10-2,铜 1.66× 10-2,金 0.33 g/t,银 32 g/t,另外还有铁、锰等有用组分伴生。通过对该异常综合分析研究和地质背景特征剖析,认为铁炉子结合带内泥盆系地层是本地区重要的多金属含矿地层,是今后矿产工作的目标地层之一。
6HS9异常查证主要实物工作量统计
4HS9综合异常特征剖析图
1 —熊耳岩群下岩组;2—关沟组上段;3—峡口组;4—吴家院组;5—太华岩群上岩组;6—辉长岩脉;7—花岗岩脉;8—铅锌矿点
4 找矿潜力
4.1 找矿靶区圈定
根据成矿远景区的分级原则和各要素的边界条件,结合 1∶2.5 万水系沉积物测量化探异常和研究区地质成矿区域背景等综合因素,圈定 2 处找矿靶区(图5),分别为扇车沟铜铅锌金银找矿靶区和刘家台稀有金属铌、钽、铷找矿靶区。
5远景区划分简图
1—铁铜沟组上段;2—铁铜沟组中段;3—铁铜沟组下段;4—熊耳岩群下岩组;5—熊耳岩群上岩组;6—高山河组;7—龙家园组;8—关沟组上段;9—关沟组下段;10—峡口村组;11—吴家村组;12—月亮湾组;13—庙沟岩组;14—辛集组;15—太华岩群上岩组;16—太华岩群下岩组; 17—浅灰色似斑状二长花岗岩;18—浅肉红色似斑状二长花岗岩;19—浅肉红色少斑细粒二长花岗岩;20—浅灰白、浅肉红色中粒钠长石化黑云二长花岗岩;21—浅灰白色云英岩化细粒黑云母二长花岗岩;22—灰色片麻状花岗闪长岩;23—辉长岩脉;24—辉绿岩脉;25—闪长岩脉; 26—花岗岩脉;27—石英脉;28—铅锌矿点;29—铁矿点;30—金矿点;31—铜钼矿点;32—铷矿点;33—白云岩矿矿点;34—金银铜铅锌钼综合异常;35—铌钽铷钍锆综合异常;36—钨锡锂铍综合异常;37—远景区范围
(1)扇车沟铜铅锌金银找矿靶区
扇车沟找矿靶区主要成矿元素为铅锌、铜和金、银。远景区呈东西向展布,南北宽1~1.5 km,东西长 11.0 km,面积约 12.4 km2,形态呈条带状,沿铁炉子结合带南侧边界断裂分布。
研究区主要出露上古生界上泥盆统,岩性组合为浅灰色、浅灰绿色钙质粉砂质板岩、泥晶灰岩、条纹条带状结晶灰岩、灰白色大理岩及片理化大理岩。地层产状多为北倾,局部南倾,倾角较陡,层理及变形面理发育。变质作用以出现低级变质矿物绢云母、绿泥石等为特征,具低绿片岩相变质特点。构造变形作用非常明显,主要发育褶皱变形,断裂构造次之,顺层形成的断裂构造具有控岩和控矿特点。控岩作用主要表现在沿断裂带或侧旁附近往往有侵入岩脉、岩珠及岩墙形成,岩石类型有英云闪长岩、闪长玢岩、闪长岩及辉绿岩、辉长岩等。与矿化相关的蚀变作用,往往形成绿泥石化、硅化、碳酸盐化、褐铁矿化、黄铁矿化、孔雀石化等。
1 ∶25000 水系沉积物测量覆盖了整个异常区,形成数个异常浓集中心,异常范围较大,形态较规则,具圆状或椭圆形,异常中心各元素富集浓度高,三级分带清楚。扇车沟异常中 Pb 元素含量 123.0× 10-6~451.12×10-6,Zn 含量 851.5×10-6~884.53×10-6, Cu 含量 87.88×10-6~105.94×10-6,Au 4.5×10-9~61.33× 10-9,Ag143.16×10-9~849.17×10-9。化学分析结果显示,Pb5.71%,Zn 1.53%,Cu 1.66%,3 种元素含量均已超过工业品位。另外,Au为 0.33 g/t,Ag为 32 g/t,接近工业品位,可综合利用。从以上水系沉积物测量数据可以看出,成矿元素在铁炉子结合带具有明显的成矿背景,沉积古地理、岩浆热液活动及断裂构造的导矿、容矿双重性等有利特点,对矿产的形成富集构成主要因素(王瑞廷,2015曹宏远等, 2018周小康等,2020王兴等,2024)。
(2)刘家台稀有金属铌、钽、铷找矿靶区
刘家台找矿靶区形态呈东宽西窄的葫芦形状,形态特征整体受不同类型地质体出露范围的严格制约,面积约26 km2
区内分布地层从老到新为新太古界太华岩群混合岩化黑云斜长片麻岩、含石榴二云石英片岩、混合岩、黑云角闪斜长片麻岩夹斜长角闪岩等,为一套深变质岩石组合;其上覆地层铁铜沟组为石英岩,熊耳岩群基性火山熔岩和高山河组石英岩等。
区内断裂构造发育,有两条区域性大断裂活动,一条为铁炉子结合带南侧边界断裂,东西向横贯全区,为一多期活动的控岩、控矿断裂;一条为北东走向的左行走滑剪切断裂,形成较晚,对含矿岩体破坏作用明显,特别是改造极为强烈,表现为片理化及强蚀变作用。另外,受区域断裂构造影响,次一级断裂及裂隙构造非常发育,对成矿远景区内稀有金属矿化富集作用明显。与矿化作用相关的蚀变作用主要有钠长石化、云英岩化、褐铁矿化、白云母化、硅化、高岭石化、萤石化、黄玉化等。
1 ∶25000 水系沉积物测量综合异常显示,稀有金属元素异常主要集中在靶区东部一带,面积较大,异常强度较高,分带性、背景值都具有成矿的可能性。西段有零星的小范围异常点形成,面积较小,强度较低。自然重砂铌钽铁矿 10-Ⅲ、锡石 18-Ⅱ、钍石 17-Ⅳ等异常与水系沉积物异常具有良好的套合性。刘家台一带稀有金属元素Nb、Ta、Rb、Zr 等具有明显的高背景特征,特别是 Rb元素含量高,分布稳定。异常查证结果,Rb 元素最高含量 0.34%,平均品位0.12%,找矿意义明显。
异常查证后,发现 Rb 矿体 3 条,分别厚 4 m、6 m、16 m,断续延伸大于1800 m。最富矿段品位可达 0.32%,最低品位 0.06%,平均品位>0.2%。在 1800 m 矿体延伸中,西段矿化较差,中段一带最好,东段化中等(但90%以上控制的蚀变矿化岩石中普遍含有 Nb、Rb 等元素,品位为 0.06×10-6~0.095×10-6),可见靶区稀有金属矿化规模很大,具有广阔的开发利用前景。
4.2 找矿潜力分析
(1)扇车沟铜铅锌金银找矿靶区分布的矿产主要为铅锌、铜和金、银,含矿目标层为中—新元古界宽坪岩群道岔沟组,以海相沉积碳酸盐岩为主夹细碎屑岩及火山岩。铅锌矿(化)体形成于碳酸盐岩和火山岩的接触带及其附近。赋矿围岩以碳酸盐岩夹泥质岩、细碎屑岩和基性熔岩为特征,通过对扇车沟铜铅锌金银找矿靶区的物化探异常查证、矿点检查及地质构造背景调查,认为该成矿远景区成矿地质条件优越、矿化带延伸稳定,控矿构造机制、岩浆活动机制、沉积古地理环境是成矿的三大重要成因机制。
同时靶区内构造地质环境为初始裂谷,主要位于铁炉子结合带南侧边界附近,具有较为明显的层控特征。地层分布区为正常沉积结构,岩层层理清晰,构造线与地层层理线方向大体一致。火山活动较弱,周围岩浆侵入活动明显,成矿元素的化探异常规模大,含量高。
靶区内发现已知矿点、矿化点较多,其中铅、锌元素含量均已达到或超过工业要求,个别点的铜元素含量也达到边界品位以上,金银两种元素作为综合利用矿产,增加了矿产资源开发利用的价值。
因而,在靶区深入调查研究基础上,结合区域地质成矿背景和延伸情况、前人矿产资源开发利用情况,寻找以铅锌铜为主辅以金银的矿产,应具有较好的构造地质背景条件和成矿条件。
(2)刘家台稀有金属铌、钽、铷找矿靶区分布的矿产主要为稀有金属矿产,矿化元素主要赋存于早石炭纪张家坪复式岩体中,属岩浆热液型矿产。该成矿类型的成矿条件优越,其背景主要与岩浆活动热液作用有关。张家坪复式岩体规模较大,约 52 km2,形成矿化地段在岩体东部一带,水系沉积物铌钽铷钨锡锆等元素综合异常面积达 26 km2,约占张家坪复式岩体的二分之一,具有广泛的含矿性。根据对张家坪复式岩体东段 1∶1 万地质测量、地化剖面采样、综合剖面研究及槽探工程揭露等,发现稀有金属矿化主要形成于边缘相及过渡相接触带附近,而边缘相靠近围岩地段及核部相岩石中均表现出弱矿化特点。因而,张家坪复式岩体东段强蚀变的边缘相及过渡相为稀有金属矿产的重要部位。
稀有金属矿体、矿化体均形成于裂隙、断裂构造蚀变带内,构造带控矿明显,蚀变作用也是重要的矿化元素富集条件之一,即矿化体、矿体均为蚀变地质体。蚀变类型可见褐铁矿化、钾长石化、高岭石化、钠长石化及云英岩化。另外萤石化、黄玉化、黄铁矿化等也发育于矿化体中。
从上述含矿特征和地质构造控矿条件综合分析,张家坪复式岩体东段蚀变岩石中稀有金属矿产,具有分布规律清楚、含矿岩石特征明显、岩浆热液作用、围岩早期的托顶现象以及岩浆期后构造及蚀变作用的明显控矿条件,对稀有金属元素富集成矿极其有利。结合子项目已发现的矿体规模、矿石类型、稀有金属元素品位等,认为在刘家台—金家沟稀有金属找矿靶区内,可发现更大规模和更高品位的矿床,或成为超大规模的矿产地。
5 结论
(1)通过元素统计分析,定量分析 Mo、Pb、Zn、 Zr、Nb、Ta、Rb、Cu、Au、Ag15种元素,运用变异系数、浓度系数及元素分形分布特征等方法,共圈出单元素异常 272 个,综合元素异常 10 个,发现研究区内 Cu、Pb、Zn 和 Nb、Ta、Rb 元素找矿有一定潜力,元素异常分布与区域成矿地质条件相吻合。地球化学在该研究区找矿有良好效果,对该区进一步找矿有指导意义。
(2)根据聚类分析及因子得分分析,将研究区 15 种元素分为 3 类元素组合,即 Pb-Zn-Ag-Au、Li-W-Sn、Th-Nb-Rb-Ta-Be 这 3 种组合,既有高温元素组合,又有中低温元素组合,反映出本区地质作用复杂,经历多期地质改造作用,构造极其发育,热液活动频繁。
(3)在研究区共圈出2处找矿远景区,经过系统全面综合分析,结合已知矿床成矿背景及成矿规律特征,认为圈定的刘家台成矿远景区稀有金属成矿具有很好的地质构造背景条件,成矿前景广阔,扇车沟成矿远景区铅、锌、铜3种元素含量均已超过工业品位,金、银元素接近工业品位,可综合利用,为下一步地质找矿工作指明了方向。
注释
① 王瑞廷 .2015. 陕西秦岭地区与小岩体有关的铜钼多金属矿成矿背景与找矿预测[R]. 西安: 西北有色地质勘查局地质勘查院.
1研究区大地构造位置略图(a)及地质简图(b)
2聚类分析谱系图
3HS4综合异常特征剖析图
4HS9综合异常特征剖析图
5远景区划分简图
1元素变异系数和区域富集系数
2综合化探异常特征
3HS4异常主要元素特征参数
4HS4异常查证主要实物工作量统计
5HS9异常主要元素特征参数
6HS9异常查证主要实物工作量统计
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