四川甲基卡礦床土壤地球化學特征及找礦

徐云峰，秦宇龍，王顯鋒

（四川省地質調查院，成都 610081）

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四川甲基卡礦床土壤地球化學特征及找礦

徐云峰，秦宇龍，王顯鋒

（四川省地質調查院，成都 610081）

摘要:在了解研究區地質特征基礎上，在甲基卡南部開展1∶1萬土壤地球化學測量工作，采集土壤樣品403件，分析7種稀有金屬元素含量，進行聚類分析、因子分析，研究元素組合特征。結果顯示研究區內稀有金屬元素富集規律明顯，出現異常且疊合較好；可大致分為Li-Be-Nb-Ta-R b和Sr-Cs兩組。前者主要分布于研究區北巖體邊緣及靠近巖體部位，后者主要分布于研究區南相對遠離巖體。在解剖該地區土壤地球化學特征基礎上，圈定出六個具有良好找礦前景的元素組合異常區，為研究區下一步礦產勘查工提供了良好的依據。

關鍵詞：土壤地球化學；找礦；鋰多金屬礦；甲基卡

四川康定甲基卡偉晶巖型鋰多金屬礦床[1]是近年來青藏高原東部取得找礦重大突破，礦區地質特征為三疊系中上統一套泥砂質復理石沉積的巖石，二（白）云母花崗巖，中低溫低壓蝕變十字石、紅柱石、石榴石、黑云母蝕變，穹窿、短軸背斜或背斜傾沒端等地層、巖漿巖、構造及圍巖蝕變。在甲基卡鋰礦區開展地質勘查及研究基礎上，通過地球化學土壤測量，研究該礦床地球化學特征，有助于加深對甲基卡鋰礦床成礦規律的認識。

1　研究區地質特征

該礦床位于揚子板塊西緣巴顏喀拉地塊，甲基卡構造巖漿熱穹隆中（圖1）。礦區出露地層主要為上三疊統新都橋組，有少量第四系覆蓋。新都橋組為一套色堇青石二云母片巖、堇青石-十字石二云母片巖、堇青石-十字石-紅柱石二云母片巖、紅柱石二云母片巖及粉砂-細砂絹云母板巖組合。

圖1　甲基卡礦區地質簡圖

礦區構造主要為南北向甲基卡背斜以及一系列的南北向斷層，其中最重要的是北西、北東向X型陡傾剪裂隙[2]。

礦區巖漿巖為二云母花崗閃長巖體，侵位于礦區中南部甲基卡背斜軸部南段近傾末端。巖體出露面積約為4km2，其邊緣約有寬100m的二云母二長花崗巖。巖體多期次侵入使其外的接觸帶蝕變，自巖體向外依次出現堇青石帶、十字石帶、紅柱石帶和黑云母帶，構成了較為完整的蝕變巖帶序列（圖1）[2]。

區內中酸性巖脈發育，主要有花崗偉晶巖脈、花崗斑巖脈、閃長巖脈、花崗細晶巖脈和石英脈等，其形態和產狀受成巖前及成巖期構造裂隙控制。偉晶巖脈是鋰礦成礦母巖，區內有498條，多產于二云母花崗閃長巖頂部外接觸帶；內接觸帶僅發現22條。偉晶巖與巖體接觸多為貫入式，界線清晰[3]。

2　地球化學土壤測量

2.1采樣及分析

采樣網度100m×40m，樣品取自地表下20～50cm土壤C層（母質層）及B層（淋失層）中的細粒級物質，共集樣品403件，覆蓋1.5km2。所有樣品曬干粉磨過40目篩后，送成都綜合巖礦測試中心定量分析Li、Be、Nb、Ta、Rb、Sr、Cs。

2.2統計分析

以樣品分析數據利用迭代法逐步剔除大于三倍標準差的特高值后，計算出全區各元素的極大值、極小值、平均值、標準差及變異系數等（表1）。

表1　測量元素的地球化學特征值

Li、Be、Rb、Cs等特高值較高，與相應累積頻率97.5%處的值相差極大，有必要進行預處理；Li、Be、Cs均值明顯大于中數值，說明元素存在局部活化富集或疊加富集可能[4]。幾乎所有元素偏度和峰度值都不滿足正態分布。Li、Be、Ta、Cs元素的變異系數均比較大，數據分布不太均勻，離散程度相對較高，說明這些元素具有明顯的次生富集特征。

2.3元素組合分析

1）聚類分析，運用SPSS統計軟件進行R型聚類分析（圖2），可將研究區分析元素大致分為（Be、Rb、Ta、Nb）、（Li、Cs）和（Sr）兩組，Be、Rb相關性最好，Sr與其它元素相關性最差。

圖2　R型聚類分析譜系圖

2）因子分析，表2為土壤地球化學測試原始數據特征參數統計表，由表可知：所有主因子的方差貢獻值均未達到50%，最大為F1因子，方差貢獻值為60.623%，說明這7種元素難以用一個完整的綜合主因子來表征，同時也暗示各元素的物質來源較為復雜。選取前3個特征值均大于1的因子作為主因子，其累計方差貢獻達到81.485%；其中，F1主因子所占的方差最大，為60.623%，表現為Nb、Ta 、Be元素組合；F2主因子表現為Rb、Sr元素組合；F3主因子表現為Cs、Li元素組合；因子分析的結果整體上與聚類分析結果

保持一致。

表2　因子分析特征參數統計表

3　土壤地球化學異常

3.1異常下限的確定

研究區采用累計頻率75%對應分析值作為異常下限，以75%、85%、95%對應分析值作為異常分級界限，劃分出三級異常。

3.2單元素異常特征

Li、Be是該區主成礦元素，Nb、Ta等5個元素為主要伴生元素。應用Surfer軟件繪制了區內Li、Be 等7種元素土壤地球化學異常圖（圖3）。

圖3　研究區土壤測量單元素異常分布圖及地質簡圖

Li異常整體呈東西向帶狀展布，濃度分帶較為清晰，有多個濃集中心，濃集中心多由1～2個采樣點控制。最大的濃集中心位于研究區最東部，呈東西向條帶狀展布，峰值為1 048×10-6。

Be異常較為分散，但濃度分帶較為清晰，具有多個濃集中心，呈長軸為東西向的橢圓狀展布，峰值46.1×10-6，位于研究區西部。

Nb異常較為分散，濃度分帶較清晰，具兩個濃集中心，均位于研究區西部，呈長軸為東西向的橢圓形，峰值為49.4×10-6，位于研究區西部。

Ta異常分散，濃度分帶較為清晰，具多個濃集中心，較大的濃集中心呈東西向條帶狀展布，峰值21.3× 10-6，位于研究區西部。

Rb異常較為分散，但濃度分帶清晰，具有多個濃集中心。濃集中心，最大的濃集中心位于研究區西北部，峰值460×10-6。

Sr異常較為分散，但濃度分帶較為清晰，具有多個濃集中心。最大的濃集中心位于研究區西南部，呈東西向橢圓狀展布，峰值133× 10-6。

Cs異常較集中，濃度分帶較清晰，具有多個濃集中心。最大的濃集中心位于研究區東南角，峰值為318× 10-6。

3.3元素組合異常特征

元素組合（element association）既包含形成于同一成礦作用下的元素，亦包含了不同成因及不同期次相互疊加于同一礦床中的元素[11]。

從單元素異常圖可以看出，Li、Be、Nb、Ta、Rb元素和Sr、Cs的異常分布位置具有明顯界限。前者主要分布于研究區北部，且異常疊合性非常好；后者主要分布于研究區南部，異常疊合性亦較強。經聚類、因子分析及各元素異常特征，可終將以上7元素劃分為Li-Be-Nb-Ta-Rb和Sr-Cs兩個元素組合。

用Y表示元素組合異常，一般采用累乘公式計算，用Y1表示Li-Be-Nb-Ta-Rb元素組合異常， Y2表示Sr-Cs元素組合異常。其中：Xi（i=1，2，…，n）表示單元素異常值[12]。

采用數據累計頻率75%對應值作為異常下限，以75%、85%、95%對應值作為劃分異常等級界限。運用Sufer對組合元素化探異常進行分級處理，并繪制組合元素異常圖（圖4）。本次圈劃出了Y1-1、Y1-2兩個Li-Sr-Cs元素組合異常區和Y2-1、Y2-2等四個Be-Nb-Ta-Rb元素組合異常區（圖4）。

圖4　研究區土壤測量組合元素異常分布圖

Y1-1異常是Li-Sr-Cs元素組合的主要異常區，其范圍較大，位于研究區東南部，面積約0.2km2，異常區南部未封閉，整個異常具清晰的三級濃度分帶，由多個濃集中心組成，一級異常明顯，整個異常呈東西向條帶狀展布；Y1-2異常范圍較小，位于研究區西部，面積約0.05km2，整個異常呈橢圓狀展布，一級異常由單點控制，具清晰的三級濃度分帶。

代表Be-Nb-Ta-Rb元素組合Y2主要有四個，Y2-1異常位于研究區西北部，面積約0.06km2，一級異常明顯，由單個濃集中心組成，具清晰的三級濃度分帶，整個異常呈橢圓狀分布；Y2-2異常位于研究區中南部，面積約0.08km2，一級異常明顯，具清晰的三級濃度分帶，由多個濃集中心組成，整個異常呈不規則狀分布；Y2-3異常位于研究區西部，面積約0.01km2，一級異常明顯，由單個濃集中心組成，具較清晰的三級濃度分帶，整個異常呈橢圓狀分布；Y2-4異常位于研究區東部，面積約0.02km2，一級異常明顯，由單個濃集中心組成，具較清晰的三級濃度分帶，整個異常呈南北向條帶狀展布。其他異常區多為兩級濃度分帶，無濃集中心，且范圍較小。

4　找礦方向

通過研究區土壤地球化學特征分析，Li、Be元素含量高，變異系數較大，局部富集特征明顯，為異常區主要成礦元素。土壤地球化學異常反映研究區鋰、鈹等元素次生暈發育，異常分帶清晰，濃集中心明顯，具有較好的找礦前景。元素組合異常與已知的礦化點吻合較好，異常高值點多分布于新都橋組一段地層中。

前人研究甲基卡偉晶巖礦床的形過程為：構造作用使地殼重熔型花崗巖漿底劈侵入到屏蔽作用較好的三疊系西康群中，使上覆地層發生一系列的構造破裂；上部巖漿發生冷卻收縮斷裂導致內部壓力驟然降低，促進了揮發分等組分與硅酸鹽熔體的不混溶，揮發分攜帶Li、Be、Nb、Ta等元素形成富揮發分、貧硅熔體向巖體的上部遷移，直至侵入圍巖中形成稀有金屬偉晶巖脈[3]。甲基卡礦區偉晶巖脈是區內稀有金屬礦的賦礦巖脈，根據研究區元素組合異常分析結果并結合地質踏勘得知，在Y1-1、Y1-2及Y2-1、Y2-2等異常區附近均有偉晶巖脈出露，故在此類異常區范圍及深部存在找到偉晶巖型稀有金屬礦的可能。

5　結論

通過對甲基卡南主要成礦元素土壤地球化學特征的初步研究分析，得出如下結論：

1）對該區Li、Be、Nb、Ta、Rb、Sr、Cs進行統計，通過聚類分析、因子分析，顯示Li、Be關系密切，局部富集特征明顯，對尋找區內鋰礦具有指標作用。

2）礦區Li、Be富集規律明顯，異常分疊合性較強，Li-Be-Nb-Ta-Rb主要分布于研究區北巖體邊緣及相對靠近巖體部位；Sr-Cs主要分布于研究區南相對遠離巖體區域。

3）研究共圈出Y1-1、Y1-2及Y2-1、Y2-2、Y2-3、Y2-4六個元素組合重點異常區，面積相對較大，均具清晰的三級濃度分帶，濃集中心明顯，可以作為開展下一步工作的重點區域。

參考文獻：

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Pedogeochemical Anomalies and Prospecting for the Jiajika Rare-Metal Granitic Pegmatite Deposit

XU Yun-feng QIN Yu-long WANG Xian-feng
(Sichuan Institute of Geological Survey,Chengdu 610081

Abstract:1:10000 pedogeochemical survey in the south of Jiajika collects 403 soil samples which are analyzed for 7 rare elements.Cluster analysis and factor analysis are carried out by the use of SPSS statistical software.6 pedogeochemical anomalies of Li-Be-Nb-Ta-Rb and Sr-Cs are delineated which provides scientific basis for mineral exploration in the future.

Key words:pedogeochemistry; prospecting potential; Li-polymetallic deposit; Jiajika

作者簡介：徐云峰（1986～）男，四川人，工程師，碩士研究生，研究方向：礦產地質調查

基金項目：中國地質調查局項目（編號：12120113049500）。

收稿日期：2015-03-12

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.031

中圖分類號：P632+.1；P518.71

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0995（2016）01-0139-05