土壤地球化學(xué)測量在彭家溝重點(diǎn)工作區(qū)的應(yīng)用效果

郭 江，閆曉輝，孫萬林，宋絢臻

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)，河北 保定 071000）

彭家溝重點(diǎn)工作區(qū)位于河北省赤城縣的西北部，隸屬于張家口市赤城縣馬營鄉(xiāng)管轄（圖1），處于赤城縣彭家溝銀礦床的延伸地段[1]。之前的一些地勘單位在該地區(qū)進(jìn)行了不少地質(zhì)工作，但基本都是針對彭家溝銀礦床的研究[2]-[4]，而對礦區(qū)外圍的研究較少。2015年華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)在張家口地區(qū)進(jìn)行了“河北省獨(dú)石口、平頭壤、馬營、云州1∶5萬地球化學(xué)測量”工作，其中彭家溝重點(diǎn)工作區(qū)位于該1∶5萬水系沉積物測量的AS-25-甲1異常內(nèi)。本次工作為異常查證階段，采用1∶1萬土壤地球化學(xué)測量，并結(jié)合地物化綜合剖面測量、槽探工程等方法對本工作區(qū)的找礦前景進(jìn)行評價，以期為今后的找礦工作提供依據(jù)和參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

彭家溝重點(diǎn)工作區(qū)地處華北地臺（中朝準(zhǔn)地臺Ⅰ2）北緣中段的內(nèi)蒙臺背斜（Ⅱ21），冀北陷斷束（Ⅲ22），驛馬圖-貓峪臺凸（Ⅳ24）大地構(gòu)造單元[5]，崇禮-赤城區(qū)域性深大斷裂北側(cè)[2]。

區(qū)域出露地層分別為上太古界單塔子群（Ardn）、中生界上侏羅統(tǒng)張家口組（J3z）和新生界第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q）。其中，上太古界單塔子群巖性主要為黑云變粒巖，原巖為一套海相的火山碎屑沉積巖，其中除形成沉積變質(zhì)型鐵礦床外，Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成礦元素含量也比較高，如若其他條件具備，可為成礦提供部分成礦物質(zhì)；上侏羅統(tǒng)張家口組巖性以酸性-亞堿性火山熔巖、火山碎屑巖為主，間夾河流相碎屑沉積巖，巖性巖相橫向變化大，賦存于該組地層中的礦床有彭家溝銀礦床等[1]。

該地區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造變動，形成了復(fù)雜的構(gòu)造格局。近EW向的尚義-平泉深斷裂西段（尚義-赤城）和NNE向的烏龍溝-上黃旗深斷裂赤城以北區(qū)段分別從工作區(qū)以南和以東穿過，均為區(qū)域主要的控巖控礦構(gòu)造[6]。前者沿線主要為太古界分布區(qū)，顯示出多次活動的復(fù)雜性，后者則為晚侏羅世中酸性巖漿上涌的主要通道[1]。

圖1 彭家溝重點(diǎn)工作區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖

區(qū)域巖漿活動主要發(fā)生于華力西晚期、燕山期的晚侏羅世和早白堊世。以中性和酸性巖漿活動為主，巖性主要有花崗巖、花崗斑巖、正長斑巖。

2 工作區(qū)地質(zhì)特征

本區(qū)出露地層簡單，為中生界上侏羅統(tǒng)張家口組和新生界第四系（圖2）。區(qū)內(nèi)大面積為侏羅統(tǒng)張家口組覆蓋，巖性為流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)含角礫晶屑凝灰?guī)r、流紋巖。第四系主要分布于河床、溝谷和緩坡處。

本區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，見有NW向、NE向及近南北向斷裂，其中NW向斷裂為區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造，沿NW向斷裂內(nèi)見有多條構(gòu)造蝕變帶，近平行側(cè)列產(chǎn)出。

區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，在區(qū)外SW側(cè)大面積出露燕山期花崗斑巖，呈巖株?duì)罘植迹浯螀^(qū)內(nèi)可見有兩條輝綠巖脈出露。

本區(qū)蝕變帶以NW向?yàn)橹鳎ㄒ妶D2）。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)10條走向310° ～ 320°，傾向南西的蝕變帶，傾角上緩下陡，其中四條蝕變帶近平行側(cè)列產(chǎn)出，為本區(qū)主要的控礦構(gòu)造。同時在工作區(qū)西部（AP1異常）出露4條走向北東，傾向南東的蝕變帶，也近平行側(cè)列產(chǎn)出。蝕變帶內(nèi)巖石破碎，主要蝕變?yōu)槿豕杌⒏邘X土化，沿節(jié)理、裂隙面巖石具褐鐵礦化及軟錳礦化蝕變，地表蝕變較強(qiáng)處呈明顯的鐵、錳帽特征。

3 工作區(qū)土壤地球化學(xué)特征

3.1 土壤地球化學(xué)測量

3.1.1 方法選擇確定

本區(qū)屬于淺切割中山區(qū)，海拔標(biāo)高960～1 429m，相對高差469m。地勢相對較緩，溝谷較為寬闊平緩，水系沉積物分選性差，殘坡積物較發(fā)育。根據(jù)這一特點(diǎn)，本次化探工作采用土壤地球化學(xué)測量方法。

3.1.2 測量基本參數(shù)選擇確定

野外工作開展之前，根據(jù)收集的控制點(diǎn)坐標(biāo)，在實(shí)地進(jìn)行了GPS三參校正及儀器的一致性檢驗(yàn)，本區(qū)GPS所用坐標(biāo)系統(tǒng)為西安80坐標(biāo)系，6度帶。試驗(yàn)表明，所有GPS均滿足野外生產(chǎn)的需要。

工作區(qū)面積為5.83km2，測線方向40°，比例尺1∶1萬，按照100m×40m網(wǎng)度采樣，共取樣1 412件。采樣時在點(diǎn)線距1/10范圍內(nèi)進(jìn)行多處刨坑取樣，采樣粒級為-10目～+60目。采樣深度一般在地表以下20～50cm，以C層或B+C層為主；對于覆蓋較厚地區(qū)，深挖超過50cm，穿過腐殖層，采集代表基巖成分的物質(zhì)[7]；對于區(qū)內(nèi)第四系覆蓋區(qū)域，尤其是寬緩的河床及溝系，因物質(zhì)來源不明，進(jìn)行棄點(diǎn)處理。樣品的加工在駐地完成，加工過程嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和規(guī)范流程進(jìn)行，完全過篩后重量不少于150g[8]。野外工作嚴(yán)格執(zhí)行三級質(zhì)量檢查制度，即臺組自互檢、項(xiàng)目檢查及隊(duì)院抽查。

樣品分析測試由華北有色地質(zhì)勘查局燕郊中心實(shí)驗(yàn)室完成，分析Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Sn、Mo、Bi共12種元素。各元素分析方法、檢出限見表1。12種元素報出率均大于90%，滿足報出率控制要求[8]。所測12種元素分析數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠，完全可以作為編制各類地球化學(xué)圖件及進(jìn)行異常評價的依據(jù)。

3.2 元素含量及分布特征

通過對本次全區(qū)1∶1萬土壤地球化學(xué)測量分析結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，結(jié)合河北北部地區(qū)元素含量平均值[7]進(jìn)行分析，工作區(qū)元素含量及分布特征如表2。

由表2可以看出，相對于河北北部元素含量平均值，工作區(qū)土壤地球化學(xué)測量中元素含量偏高的是As、Sb、Mo、Bi、Ag、Pb、W、Hg（K＞1.2），其余元素含量與河北北部元素含量平均值相當(dāng)。

通過測量元素的變異系數(shù)分析，變異系數(shù)相對較大，具一定分異能力（Cv＞0.8）的元素是Ag、Mo，在本工作區(qū)分布不均勻；其余元素的變異系數(shù)相對較小（Cv＜0.8），分布相對均勻[9]。

3.3 地球化學(xué)異常特征

通過1∶1萬土壤地球化學(xué)測量工作，我們在本工作區(qū)內(nèi)共圈出8處綜合異常，其中乙類異常3處，丙類異常5處（AP1，AP2，AP7為乙類；其余為丙類）（圖2）。根據(jù)成礦地質(zhì)條件綜合分析，認(rèn)為效果較好的異常為AP7。

AP7異常位于工作區(qū)東南處，元素組合以Ag-Pb-Zn-Mo等為主，各異常套合較好，有多個明顯的濃集中心，總體呈條帶狀沿北西向展布（圖3）。其中Ag、Pb、Zn、Mo、Cu、Au、Sn異常達(dá)3級濃度帶，W、As、Sb異常達(dá)2級濃度帶。Ag極大值20×10-6，平均值0.68×10-6；Pb極大值2 000×10-6，平均值94.3×10-6；Zn極大值2 000×10-6，平均值189.4×10-6；Mo極大值51.1×10-6，平均值4.3×10-6。異常點(diǎn)數(shù)較多的元素有Ag、Pb、Zn、W、Cu等（表3）。

表1 分析方法、檢出限一覽表

表2 1∶1萬土壤地球化學(xué)測量元素含量特征

圖2 彭家溝重點(diǎn)工作區(qū)綜合異常圖

表3 彭家溝AP7綜合異常參數(shù)統(tǒng)計(jì)

4 異常檢查

本次在1∶1萬土壤地球化學(xué)測量基礎(chǔ)上，通過1∶1萬地質(zhì)草測，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)多條具有一定規(guī)模的構(gòu)造蝕變帶，且經(jīng)研究分析認(rèn)為，NW向蝕變帶主要以Ag異常為主，NE向蝕變帶主要以Mo異常為主（圖2）。AP7異常處在流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r覆蓋區(qū)中，蝕變破碎帶較發(fā)育，兩條NW向蝕變帶近平行側(cè)列產(chǎn)出，在異常區(qū)北部可見一條近南北向蝕變破碎帶和一條NW向展布的輝綠巖脈（圖3）。

圖3 彭家溝AP7綜合異常剖析圖

查證過程中，根據(jù)化探異常特征及地表踏勘成果，布置了多條1∶1萬地物化綜合剖面。地物化綜合剖面ZH25-4測量顯示（圖4），在地表蝕變帶較發(fā)育地段，Ag-Pb-Zn-Mo等組合異常較明顯，且與蝕變帶的位置吻合較好，另外電法剖面上也有相對低阻高極化異常顯示，推測應(yīng)是金屬硫化物的反映[7]，[10]。

圖4 彭家溝重點(diǎn)工作區(qū)ZH25-4地物化綜合剖面圖

槽探結(jié)果顯示（圖3），TC3中的Ag品位最高為9.5×10-6，Pb品位最高為0.340×10-2，Zn品位最高為0.090×10-2，Mo品位最高為0.001×10-2；TC4中的Ag品位最高為1.2×10-6，Pb品位最高為0.006×10-2，Zn品位最高為0.035×10-2，Mo品位最高為0.001×10-2。表明蝕變帶是引起該異常的直接原因。推測該異常為礦致異常。

綜合分析，該處Ag-Pb-Zn-Mo等組合異常顯示較好，蝕變帶較發(fā)育，是進(jìn)一步找礦的有利地段。另外，本工作區(qū)處在赤城縣彭家溝銀礦床的延伸地段[1]，巖漿活動頻繁，線性構(gòu)造發(fā)育，蝕變礦化強(qiáng)烈，是尋找銀鉛多金屬礦、鉬多金屬礦的有利的地段。

5 結(jié)語

（1）通過對工作區(qū)土壤測量結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，Ag、Mo等元素具一定高背景，且有一定的分異能力，在本工作區(qū)內(nèi)具有局部富集趨勢。對AP7綜合異常進(jìn)行地物化綜合剖面和槽探揭露，顯示異常與蝕變帶吻合較好，與其中的礦化關(guān)系密切。說明土壤地球化學(xué)方法在本地區(qū)是行之有效的。

（2）結(jié)合土壤地球化學(xué)測量和異常查證成果，該地區(qū)成礦條件優(yōu)越，在赤城縣彭家溝銀礦床外圍及深部找礦潛力較大，前景較佳，可開展進(jìn)一步的找礦評價工作。

（3）本次工作沒有對重點(diǎn)地段投入鉆探工程進(jìn)行深部驗(yàn)證，勘查程度較低，建議進(jìn)一步加大工作投入。另一方面，化探方法需要與地質(zhì)、物探、鉆探等方法有機(jī)結(jié)合，找礦效果才更理想[10]。