遼寧省雞冠山地區水系沉積物地球化學特征及找礦遠景預測

李崴崴，高忠暉，裴士俊

1.吉林大學地球探測科學與技術學院，吉林長春130026；2.遼寧省地質礦產研究院，遼寧沈陽110032

遼寧省雞冠山地區水系沉積物地球化學特征及找礦遠景預測

李崴崴1，2，高忠暉2，裴士俊2

1.吉林大學地球探測科學與技術學院，吉林長春130026；2.遼寧省地質礦產研究院，遼寧沈陽110032

在1∶5萬水系沉積物測量的基礎上，對遼寧省雞冠山地區的水系沉積物地球化學特征進行了初步分析.對元素分布、單元素異常、元素相關性、異常元素組合等特征進行了研究，表明水系沉積物地球化學測量方法在遼東地區具有良好的找礦效果.優選了3處金銀鉛鋅多金屬找礦遠景區.

水系沉積物；找礦遠景區；雞冠山地區；遼寧省

0 引言

遼寧省雞冠山地區位于遼東-吉南成礦帶，北瓦溝-青城子金銀成礦遠景區，成礦地質條件優越，礦產以貴金屬、有色金屬、黑色金屬為主.1958～1960年，長春地質學院完成了區內1∶20萬區調，提交了1∶20萬地質圖及地質報告；上世紀80年代進行了遼寧省區域地質志、遼寧侵入巖與礦產研究；90年代進行了遼寧省巖石地層、遼寧省1∶50萬地質圖編圖等區調和科研項目.這些工作對區內地層、巖石、構造、礦產等方面進行了系統調查與研究，取得了較豐富的實際資料及諸多地質成果，奠定了測區地質調查研究工作的基礎，對以后工作的開展，具有很好的借鑒、指導意義.

從區內以往研究程度可以看出，該區域以往研究主要集中在基礎地質及部分科研工作，而礦產地質評價工作相對開展較少，部分較有遠景的地區工作程度較低，還有大量的物化探異常尚未查證，尤其是20世紀90年代以后，研究區內的1∶5萬比例尺找礦工作開展較少.筆者在研究區通過1∶5萬水系沉積物地球化學測量工作，縮小研究區范圍，圈定若干有利的找礦靶區，以期為進一步找礦工作部署及區域、礦區成礦規律研究提供基礎依據.

1 地質背景

研究區大地構造位置為中朝準地臺（Ⅰ級）膠遼臺?。á蚣墸I口-寬甸臺拱（Ⅲ級）構造單元上，其主體位于遼東古元古代裂谷內.古元古界變質層狀巖系（遼河群）發育，中生代巖漿活動頻繁，構造運動強烈，金及多金屬礦床、礦點豐富，顯示區內成礦地質條件十分優越.

區內大面積出露古元古代層狀變質巖系，新元古代、古生代沉積巖系，中生代火山-沉積巖系，新生代松散堆積物等地層及古生代、中生代中酸性侵入巖.

區內構造復雜（見圖1），褶皺斷裂發育，對金多金屬礦床的形成具有明顯的控制作用.主構造運動主要有3個旋回，表現為3個構造層：遼河期構造層，由基底巖系組成，在此基底上先后經歷了兩次大的地殼增生期；燕遼-加里東期構造層，由青白口系和下古生界構成，主要分布在南北臺陷區；印支期以來，受太平洋板塊俯沖作用的影響，深部熔融巖漿上涌并噴出地表，堆積在北東向沉陷盆地內，以小嶺組火山復陸屑建造和一系列中酸性侵入體為主.區域巖漿巖較發育，巖石類型較為復雜，從基性—中性—酸性、堿性都有出露，尤以中酸性巖石最為發育.按其形成時期，分為遼河、印支和燕山3個旋回.與金多金屬成礦關系密切的為印支期和燕山期中酸性侵入體［1-4］.

2 地球化學特征

本次工作主要完成1∶5萬水系沉積物測量1569 km2，水系沉積物樣品分析7872件.樣品分析是在國土資源部沈陽礦產資源監督檢測中心完成，水系沉積物地球化學特征資料為實測.室內使用中國地質調查局開發的“多元地質空間數據管理與分析系統”（GeoExpl）進行各項數據處理與成圖.

2.1 區域水系沉積物

圖1 研究區地質構造略圖Fig.1 Simplified geological and structural map of the study area

區域內水系沉積物中各元素的豐度值與表殼巖石比較，其相關程度甚高，二者總是同步消長.因此，可用水系沉積物中元素的特征討論基巖中相應元素的變化情況.水系沉積物測量主要元素地球化學參數見表1.可以看出：成礦元素Ag、Co、Pb、Zn、Cu等，富集系數均大于1，表明其豐度與該元素在地殼巖石中的含量相比是相對富集的［5］.雖然Au元素豐度值相對較低，但其變化系數最高，表明Au元素分布極不均勻，成礦作用顯著.

表1 主要成礦元素水系沉積物豐度及地球化學參數Table 1 Abundance of major ore-form ing elements in stream sediment w ith geochem ical parameters

2.2 研究區水系沉積物

采用元素含量最大值、最小值、平均值（X）、標準離差（S）、富集系數（q）、變化系數（Cv）等地球化學參數來闡明和討論1∶5萬水系沉積物地球化學特征及規律. q為該地區元素含量平均值與中國水系沉積物中該元素背景估計值之比；Cv=S/X，可衡量各元素分布的均勻程度［6-7］.

2.2.1 元素的含量特征

雞冠山地區Au、Ag、Pb、Mo、W、Bi等6種元素的富集系數大于1（表2），說明區內水系沉積物中這些元素含量與中國水系沉積物背景相比，均發生了不同程度的富集.其中Ag、Pb元素的富集系數可達2以上，表明這2種元素富集最為強烈.Cu、Zn、Sn、As、Sb、Co、Ni等7種元素的富集系數小于1，說明區內水系沉積物中這些元素含量發生了不同程度的分散.

表2 雞冠山地區水系沉積物測量參數統計Table 2 Statistics of stream sediment parameters of Jiguanshan area

從變化系數（Cv）看，Au、Ag、Pb、Mo、W、As、Sb、Bi、Ni等9種元素的變化系數大于1，表明上述元素在本區的分布極不均勻；Cu、Zn、Sn、Co等4種元素的變化系數較小，說明Cu、Zn、Sn、Co元素含量在測區內分布相對較均勻，沒有較大的起伏變化.

綜合表2可看出，Au、Ag、Pb、Zn元素數據離散程度大，富集系數大，說明局部富集成礦的可能性較大，在該區以后的地質勘查工作中應著重開展金銀鉛礦的找礦工作，極有可能找到具有開發價值的金銀鉛鋅銀多金屬礦床.

2.2.2 單元素的異常分布特征

（1）單元素異常的圈定與評序

先利用T=X+2S計算異常下限的參考值，再根據本地區的地質和礦化特征，確定異常下限，據此圈定異常（表3）.全區共圈出單元素異常373個.

表3 單元素異常下限及異常數量一覽表Table 3 The single-element abnormalities and lower lim it

（2）單元素的異常分布特征

Au元素：全域表現出背景和高背景特征，高值區集中分布于調查區的南部松樹溝一帶（詳見圖2）.總體上，Au元素異常主要在古元古代遼河群地層、印支和燕山期的中酸性侵入巖中呈不均勻分布.這種不均勻性是Au元素的一個突出的地球化學特征，說明區內Au成礦作用較強，具有多源多期次疊加的成礦特點.調查區中部Au異常較好，異常呈北東及北西向展布，異常面積較大，強度較高，異常高值主要分布于礦區的南部，最高可達4034×10-9，與斷裂構造密切相關，有較好的找礦前景.另外，本區已發現有田家溝金礦點，其礦床類型主要為重熔-同熔巖漿熱液型，與金礦伴生或共生的有Fe、Cu、Pb、Zn、Mo等多種成因類型的礦床組合.該地區是石廟子礦帶內主要的金礦集區.

Ag元素：與Au元素略有不同，全域表現出低背景和高背景特征.高值區主要集中于3個部位.一是單家河一帶，高值區長軸呈北北東向片狀展布，處于古元古代遼河群與中酸性侵入巖的接觸帶上；二是在西關家溝一帶，處于遼河群地層出露區，且斷裂構造十分發育，與之關系密切；三是在石棚溝一帶，處于遼河群與中酸性侵入巖的接觸帶上.而低值區主要分布在調查區東北部.

Cu元素：在全域表現出背景和高背景特征.高值區呈小面積、孤島狀相對集中分布于西吳家溝一帶，處于遼河群地層出露區.總體上強度較低，最大值達103×10-6.低背景及低值區集中大面積分布于北部.

圖2 雞冠山地區水系沉積物測量Au地球化學圖Fig.2 Geochemical map of stream sediment for Au in Jiguanshan area

Pb元素：總體上與Cu相似.但其南部高值區分布面積較大，最大達7.47 km2，強度較高，為18 460×10-6，處于石炭系與古元古代遼河群地層接觸帶上.而低值區則分布在調查區北部遼河群里爾峪組和混合花崗巖出露區.

Zn元素：不同于Cu、Pb，總體上顯示出背景特征.但高背景、高值區仍與Cu、Pb基本一致，只是高值區面積大，最大可達8.30 km2；而低值區分布則與Pb基本一致，分布在調查區北部遼河群里爾峪組和混合花崗巖出露區.

Ni、Co元素：在區內分布基本一致，總體以低背景、高背景相間無規律分布.高值區分布局限，面積小；在南部遼河群地層出露區則相對集中且面積較大.而在花崗巖分布區呈低背景特征.

W、Sn、Mo、Bi元素：在空間上的分布特征基本一致.調查區花崗巖體出露區為背景值分布區，遼河群地層出露區以背景、高背景分布為特征，局部出現孤島狀高背景或高值區.以上特點充分反映了W、Sn、Mo、Bi元素的一般地球化學特征，具有相似的或相近的地球化學性質，即該組高溫元素組合與酸性侵入巖關系密切的正常規律性，且一致性較好.

As和Sb元素：二者分布較為相似，全域表現出背景、高背景特征.高值區分布局限，面積較大，處于遼河群地層出露區.而在花崗巖分布區呈低背景特征.

2.2.3 元素組合特征

元素的組合關系可以反映一定的地質、地球化學環境.為顯示元素之間的相關關系，對調查區全部分析數據進行R型聚類分析（見圖3）.

（1）距離系數0.3水平上，可分為4類元素組合.

第一類：W、Sn、Mo、Au單獨存在，一定程度上反映其礦化類型；

第二類：Cu、Co、Ni、Zn組合，反映高溫熱液活動特征；

第三類:Ag、Pb、Bi組合，反映中高溫熱液活動特征；

第四類:As、Sb組合，反映基性火山巖分布特征.

圖3 聚類分析圖（全區）Fig.3 Cluster analysis of the whole area

（2）在距離系數0.5水平上又可分為2類元素組合.

第一類:Zn、W、Sn、Mo、Au均單獨存在，相關性較差，一定程度上反映其礦化類型以及多期成礦作用；

第二類:As、Sb、Ag、Pb、Bi、Cu、Co、Ni等組合，反映基性火山巖或基性巖脈集中分布特征.

依據R型聚類分析結果，本次研究共劃分Ag-Pb-Bi組合異常14處，Cu-Co-Ni組合異常16處，As-Sb組合異常7處.

Ag-Pb-Bi組合異常：主要分布在調查區的南部，異常沿近東西向或北西向展布，出露地層主要為古元古代遼河群地層.異常區內有多個已知鉛鋅礦點，異常規模較大，強度較高，濃集中心不明顯.

Cu-Co-Ni組合異常：主要分布在調查區的南部，異常沿北東或北西向展布，受構造斷裂影響，出露地層主要為遼河群地層，少量出露于燕山期的中酸性侵入巖中.異常區內有已知銅礦點，異常規模較大，強度較高，有一定的濃集中心.

As-Sb組合異常：主要分布在調查區的南部和北部，異常沿北東或北西向展布，受構造斷裂影響，出露地層主要為遼河群地層.依據組合異常圖可見，As和Sb相關性較好，異常形態類似.異常規模較小，強度較高，有一定的濃集中心.

2.2.4 組合異常特征

（1）組合異常圈定

在單元素異常圖的基礎上，根據異常性質、組合特征以及異常所處的地質背景、成礦地質條件等因素圈定組合異常.調查區共圈出組合異常15個.詳見圖2.

（2）組合異常評序

∑NAP值評序：計算出各組合異常的∑NAP值，按∑NAP＞400、400～300、300～200、200～100、100～50、＜50分6個組，分別得6、5、4、3、2、1分.需要說明的是，在組合異常的圈定時，如果只圈進了某種元素的1/2或1/4時，計算∑NAP值時，只能計算該元素NAP值的1/2或1/4.

濃度分帶評序：以單元素異常的一級、二級、三級濃度分帶，分別得1、2、3分.

異常元素種數評序：按組合異常中單元素種數（n），分別得n分.

成礦地質條件評序：按組合異常的區域地質成礦條件（地層、侵入巖、構造、礦產）的優劣情況給分，成礦地質條件極有利者得9分，有利者得6分，一般者得3分，差者得1分.

根據以上參數對綜合異常進行打分、名次排序，名次越靠前者，找礦意義越大，評序結果見表4.

3 找礦遠景區劃分

在水系沉積物組合異常評序及對主要異常解釋、推斷的基礎上，結合區域成礦地質條件、路線地質調查和礦點檢查，圈定具有一定找礦潛力的遠景區3處，其中以金為主的遠景區2處，以鉛鋅為主的遠景區1處.

3.1孫家堡子金成礦遠景區

遠景區位于研究區的中南部，為Hs-11異常.異常帶長約20 km，寬約6 km，呈北西向帶狀展布，面積約98 km2，受構造斷裂影響，出露地層主要為古元古代遼河群地層.該區主要成礦元素為Au、Ag、Pb，有多處濃集中心，多處于斷裂處或侵入巖體附近.伴生元素較為平緩.

3.2 陶家隈子金成礦遠景區

此遠景區位于研究區的中部地區，為Hs-10異常.異常帶長約13 km，寬約3 km，呈近東西向帶狀展布，面積約42 km2，出露地層為遼河群.該區與孫家堡子金成礦遠景區相近，主要成礦元素為Au、Ag、Pb，具有多處濃集中心，多處于斷裂處或侵入巖體附近.伴生元素較為平緩.

3.3 關家堡鉛鋅成礦遠景區

此遠景區位于研究區的南部，為Hs-9異常.異常帶呈面狀展布，面積約16 km2.出露地層為古元古代遼河群，被后期燕山期的中酸性侵入巖及混合花崗巖侵入，形成成礦的有利條件.該區主要成礦元素為Pb、Ag、Au、Zn，伴生Co、Bi等，其中Pb、Zn異常具有一定濃集中心，異常面積大（圖4），元素組合多樣，強度較高，沿斷裂構造帶分布.

表4 組合異常評序表Table 4 The ranking of composite abnormalities

4 結論

（1）雞冠山地區Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi等元素水系沉積物異常分布明顯.Pb、Zn、Ag、Au異常規模大、套合好，多富集在遼河群地層與中酸性侵入巖接觸帶上，且元素異常受斷裂構造控制明顯.以金為主的異常濃集中心和異常空間分布明顯受北西向和近東西向斷裂控制；以鉛鋅為主的異常濃集中心和異?？臻g分布明顯受北東向斷裂控制.

（2）在雞冠山地區，應用水系沉積物地球化學測量可以快速縮小找礦范圍，圈定找礦遠景區，為地質找礦提供直接、可靠的找礦信息.

圖4 關家堡鉛鋅成礦遠景區Hs-9異常剖析圖Fig.4 Analytical map for the Hs-9 abnormalities in the Guanjiapu Pb-Zn mineralization prospect area

（3）根據水系沉積物測量成果，優選出了Hs-11金銀鉛元素富集區代表的孫家堡子金成礦遠景區、Hs-10金銀鉛元素富集區代表的陶家隈子金成礦遠景區和Hs-9鉛銀金鋅元素元素富集區代表的關家堡鉛鋅成礦遠景區，為今后在該區進行進一步地質找礦工作打下了良好基礎.

［1］遼寧省地質礦產局.遼寧省區域地質志［M］.北京：地質出版社,1989．

［2］張廣宇，歐陽兆灼.遼東-吉南成礦帶成礦規律及找礦方向［J］.地質與資源,2013,22（5）:376—382．

［3］饒偉.吉南-遼東成礦帶找礦預測研究［D］.長春：吉林大學,2013: 13—58.

［4］孫洪泉.地質統計學及其應用［M］.北京：中國礦業大學出版社,1990.

［5］羅先熔.勘查地球化學［M］.北京：冶金工業出版社,2007．

［6］李玉芹，沈恒麗，王學貞.都蘭地區水系沉積物測量地球化學特征及找礦預測［J］.礦物學報,2011,31（3）:615—620．

［7］夏祥標，鄭來林.普遲亞地區水系沉積物測量地球化學特征及找礦方向［J］.物探與化探,2009,33（6）:18—21,26.

GEOCHEMISTRY OF STREAM SEDIMENT AND METALLOGENIC PROGNOSIS OF JIGUANSHAN AREA,LIAONING PROVINCE

LI Wei-wei1,2,GAO Zhong-hui2,PEI Shi-jun2

1.College of GeoExploration Science and Technology,Jilin University,Changchun 130026,China; 2.Liaoning Institute of Geological and Mineral Resources,Shenyang 110032,China

On the basis of the stream sediment survey in 1∶50000 scale,the geochemical characteristics of Jiguanshan area in Liaoning Province are tentatively analyzed.Study on the distribution of elements,single element abnormity,relativity of elements and assemblage of anomalous elements shows that the method of geochemical stream sediment survey in eastern Liaoning is effective.As the result,three Au-Ag-Pb-Zn ore prospective areas are forecasted.

stream sediment;ore prospective area;Jiguanshan area;Liaoning Province

1671-1947（2015）02-0110-07

P595

A

2014－08－13；

2014-10-28.編輯：張哲．

中國地質調查局項目“遼寧省雞冠山地區礦產地質調查”（1212011220480）.

李崴崴（1987—），女，在職碩士研究生，從事有色金屬、貴金屬礦產普查與勘探工作，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區北陵大街29號（北門），E-mail//654683380@qq.com