遼寧洼塘地區土壤地球化學特征及找礦意義

秦丹鶴 郝晴 侯紅星

摘要：洼塘地區位于遼東裂谷東段，區域內已發現多處礦床（點），成礦地質條件優越。在1∶1萬土壤地球化學測量的基礎上，分析了洼塘地區地球化學特征，對元素變異系數、單元素異常特征及異常組合特征進行地球化學統計分析，論述了7種元素的成礦潛力，發現Ag、Pb元素具有較好的成礦潛力。根據地質條件及元素異常特征，圈定了綜合異常2處，對Ⅰ號綜合異常進行槽探工程驗證，發現2條礦（化）體，為進一步地質勘查工作提供了依據。

關鍵詞：土壤地球化學特征;綜合異常;異常查證;礦（化）體;洼塘地區

中圖分類號：TD15 P632文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）10-0030-05doi：10.11792/hj20211006

洼塘地區位于遼東裂谷東段，該裂谷內分布一系列大、中、小型金礦床（點），成礦地質條件優越[1-3]。土壤地球化學測量作為傳統的勘查手段被廣泛應用于綜合地質找礦中，是一種尋找淺覆蓋區隱伏礦體直接、快速、有效的勘查地球化學方法[4-7]。區域內開展過1∶20萬水系沉積物地球化學測量，共圈定17處組合異常;岫巖縣大營子一帶開展了1∶10萬水系沉積物地球化學測量，圈定金組合異常14處。本次在洼塘地區開展了1∶1萬土壤地球化學測量，從元素分散富集規律、組合異常特征及元素相關性等方面進行分析，圈定了2處綜合異常，并取得了良好的異常查證效果，為下一步地質勘查工作提供了依據。

1 區域地質概況

研究區大地構造位置處于華北地臺北緣膠遼臺隆南部，營口—寬甸臺拱的西部[8-9]。區域內出露地層為元古界遼河群及新生界第四系（Q）（見圖1-A）。遼河群地層由石英片巖、石英巖、片巖、淺粒巖、變粒巖和大理巖組成，原巖為碳酸鹽巖建造、黏土碎屑巖建造、酸性火山-沉積建造等;第四系主要為砂質黏土、砂、礫石等。遼河群自下而上劃分為里爾峪組（Pt 1lr）、高家峪組（Pt 1g）、大石橋組（Pt 1d）和蓋縣組（Pt 1gx）。里爾峪組形成于裂谷早期拉張裂陷作用下，為一套酸性火山-沉積巖建造，巖性為淺粒巖、變粒巖、鈉長淺粒巖、電氣鈉長淺粒巖、電氣淺粒巖等，以盛產硼礦為特征，構成含硼巖系;高家峪組為一套富含石墨的黑云斜長變粒巖組合，巖性主要為黑云斜長變粒巖、黑云斜長淺粒巖、黑云斜長片麻巖等，原巖為富含碳質的黏土—半黏土質巖建造;大石橋組以碳酸鹽巖為主，巖性為大理巖、斜長變粒巖、黑云二長變粒巖、二云片巖等;蓋縣組為遼河群的頂部地層，為一套黏土—半黏土質巖建造，含少量陸源碎屑巖建造，巖性主要為黑云片巖、二云片巖、絹云片巖、黑云斜長片麻巖、黑云斜長淺粒巖夾薄層大理巖、透閃巖等。區域內經歷了多次強烈構造運動，導致構造復雜多樣，主要表現為多期次、多方向性。斷裂大致可分為東西向、北東向和北西向3組。其中，北東向及北西向斷裂控制了礦脈（體）的空間分布和產出，是區域內的主要控礦構造。區域內巖漿巖發育，出露面積廣，以印支期—燕山期侵入巖為主。

2 研究區地質特征

研究區內大面積出露元古宇遼河群蓋縣組（Pt lgx）（見圖2）。蓋縣組為一套片巖夾變粒巖組合，主要巖性為黑云片巖、二云片巖、絹云片巖、絹云綠泥片巖、黑云斜長變粒巖、黑云斜長淺粒巖、黑云二長變粒巖夾大理巖、透閃巖，普遍含石墨。在黑色變粒巖中發育少量含金石英脈。該組地層的變質作用具一定的分帶性，變質相屬于綠片巖相—鐵鋁榴石角閃巖相。遭受混合巖化作用，形成黑云母混合巖，并且發育長英質混合巖脈體。研究區內斷裂發育，北東向及北西向斷裂為導礦、控礦構造。北東向斷裂總體走向北東30°～35°，傾向南東，傾角60°～80°，延長約8 km，寬5～50 m，擠壓破碎帶具糜棱巖、擠壓片理、擠壓扁豆體及少量角礫，呈壓扭性特征;北西向斷裂長約5 km，寬5～10 m，呈北西310°展布，斷裂附近巖石擠壓破碎，形成破碎帶。在破碎帶內，有擠壓扁豆體，擠壓片理密集并有脈巖侵入。研究區巖漿活動頻繁而強烈，且具有多期次侵入的特點，主要為印支期及燕山期花崗巖。巖性主要為中粗粒、粗粒似斑狀花崗巖、細粒花崗巖及花崗閃長巖，脈巖主要為閃長玢巖脈、石英脈。

3 土壤地球化學特征

3.1 樣品的采集與測試方法

對洼塘地區開展了1∶1萬土壤地球化學測量，采樣網度為100 m×20 m，化探樣品的采集、室內加工及測試分析均由原中國人民武裝警察部隊黃金第四支隊及其化驗室完成。本次共采集樣品2 345件，分析元素為Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn。Au元素采用石墨爐原子吸收光譜法;Ag、Cu、Pb、Zn元素采用原子吸收光譜法;As、Sb元素采用原子熒光光譜法。

3.2 元素含量

在地球化學找礦中，元素組合能反映出各元素在空間分布上的關系。傳統方法在計算異常下限值時，要求化探整體數據服從正態分布，對于不服從正態分布的需要剔除離散數據[11-12]。本次研究采用Excel和Spss23軟件循環剔除原始數據中大于X+3S（X為平均值，S為標準差）和小于X-3S的離散數據[13]，最后計算出各元素數據多次迭代后的平均值、標準差、變異系數等參數，統計結果見表1。

由表1可知：研究區各元素變異系數由Ag→Zn→Cu→Au→Pb→As→Sb逐漸下降，顯示區域上從Ag至Sb成礦作用依次減弱。元素富集系數>1.50的元素有Ag、Zn，表明這2種元素在研究區內土壤中具有富集趨勢;1.20<富集系數<1.50的元素為Pb，在土壤中呈相對富集的趨勢;富集系數<1.20的元素有Au、Cu、As、Sb，表明這些元素在土壤中呈相對分散的趨勢。研究區內各元素原始數據的變異系數（Cv 1）和背景數據的變異系數（Cv 2）分別反映2類數據的離散程度，Cv 1/Cv 2值反映了背景數據擬合處理時對離散值的削平程度[15]。研究區各元素變異系數圖解見圖3。由圖3可知：研究區內Pb的離散程度最大，說明其高值點較多，富集成礦的可能性大，其他元素的離散程度較小，富集成礦的可能性較小，但不排除局部成礦的可能性。綜合成礦地質特征，認為研究區內Ag、Pb富集成礦的可能性比較大。

本次對研究區內樣品進行R型聚類分析，通過分析多個變量之間的相關系數了解元素在成礦富集過程中的聚合趨勢，以及元素與元素組合之間的親疏關系[16]。從R型聚類分析譜系圖（見圖4）上可以看出，以相關距離14為界，可分為4組元素組合：①Cu-Ag-Pb;②As-Sb;③Zn;④Au。研究區內Cu與Ag最先聚成一類，說明二者相關性較好，有著相近的地球化學行為，Pb次之。

3.3 單元素異常特征

研究區各元素異常下限按照T 0=X 0+2S 0（T 0為研究區異常下限，X 0為背景平均值，S 0為迭代處理所得數據的標準差）計算。將異常下限、2倍異常下限和4倍異常下限分別作為外、中和內帶的分帶值。共圈定Au異常6處，Ag異常11處，As異常10處，Sb異常5處，Cu異常8處，Pb異常8處，Zn異常8處。在單元素異常圖（見圖5）中，Au、Ag、Pb、As異常規模大，濃集程度高，Cu、Zn、Sb異常規模小，富集程度低，個別具有內、中、外帶。以下僅對Au、Ag、Pb和As異常特征進行描述。

3.4 綜合異常特征

根據成礦地質條件和土壤地球化學異常特征，在成礦地質條件有利、土壤地球化學異常發育地段圈出2處綜合異常（見圖2）。Ⅰ號綜合異常呈東西向長條狀展布，地勢北高南低，出露在遼河群蓋縣組地層中。Ⅰ號綜合異常由Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn組成。其中，Pb、Ag、As、Au異常可見明顯濃度分帶，強濃集中心相互疊加，疊加區內沒有Cu異常，Zn、Sb異常較弱且分散，沒有濃集中心;Pb、Au異常連續性好且2個異常濃集中心套合程度高。Ⅱ號綜合異常大致呈南北向展布，地勢東南高西北低，出露在遼河群蓋縣組中，由Pb、Ag、Au、Sb、As 5種單元素異常組成，其中Pb、Au異常連續性好，各有1個濃集中心，且具有外、中、內帶，2個異常濃集中心套合較好，其他異常無濃集中心，且異常連續性較差。

4 異常查證

綜合考慮研究區內地形條件及氣候條件對工程進度的影響，僅對Ⅰ號綜合異常區進行了槽探工程驗證，圈定2條礦（化）體（見圖2）。礦（化）體均賦存于蓋縣組地層中，受地層控制，巖性為變粒巖，呈紅褐色，粒狀變晶結構，塊狀構造，內部夾石英細網脈，礦化主要為褐鐵礦化、黃鐵礦化、方鉛礦化，蝕變以硅化為主。

①號礦（化）體總體走向95°～100°，傾向北，傾角30°，地表出露長約500 m，寬0.5～2.0 m。分析結果顯示含金性較差，金平均品位為0.15×10-6;含鉛較好，鉛平均品位為3.90 %，最高品位為8.48 %;銀平均品位為48.22×10-6，最高品位為131.58×10-6。②號礦（化）體受構造控制，總體走向255°，傾向355°，傾角25°～68°，東部被第四系覆蓋，寬0.2～2.5 m，金平均品位小于0.1×10-6，Ag平均品位為15.54×10-6，Pb平均品位為0.55 %。

5 結 論

1）通過對洼塘地區開展1∶1萬土壤地球化學測量工作，根據統計分析結果得出，Ag、Pb異常規模大，富集程度高，連續性好，成礦潛力大。

2）通過土壤地球化學測量綜合分析，在研究區內優選出2處綜合異常，對Ⅰ號綜合異常進行了槽探工程驗證，圈定2條礦（化）體。

3）Ag與Pb具有密切的相關性，可作為尋找鉛多金屬礦的重要指示元素。

[參 考 文 獻]

[1] 曾慶棟.遼東地區金礦床類型、成礦特征及找礦潛力[J].巖石學報，2019，35（7）：1 939-1 963.

[2] 徐述.遼東地區金礦礦產資源評價[D].長春：吉林大學，2013.

[3] 張朋，趙巖，寇琳琳，等.遼東裂谷大映溝金礦區二長斑巖年代學、地球化學、Hf同位素特征及地質意義[J].成都理工大學學報（自然科學版），2019，46（4）：408-420.

[4] 安國英.危機礦山找礦的地球化學方法技術研究[D].北京：中國地質大學（北京），2017.

[5] 羅先熔，文美蘭，歐陽菲，等.勘查地球化學[M].北京：冶金工業出版社，2008：36-44.

[6] 孫雨，神元，魯正清，等.河南盧氏三官廟鉬多金屬礦區土壤地球化學特征及成礦預測[J].金屬礦山，2018（1）：128-136.

[7] 楊元江，李文龍，李成祿，等.黑龍江省黑河市伊洛特河地區水系沉積物異常特征及找礦效果[J].黃金，2020，41（3）：26-31.

[8] 王文財.遼寧岫巖礦洞溝鉛鋅礦區土壤地球化學異常特征及指示意義[J].黃金，2020，41（11）：21-25.

[9] 代軍治.遼寧青城子地區金、銀礦床成礦流體特征及成因探討[D].長春：吉林大學，2005.

[10] 宋賀軍，曹振帥，曹元寶，等.遼寧省岫巖縣洼塘礦區金及多金屬礦普查報告[R].遼陽：中國人民武裝警察部隊黃金第四支隊，2010.

[11] 李健.河北省羅明溝—處長地—鄧油坊地區地質地球化學特征及找礦方向[D].長春：吉林大學，2019.

[12] 蔣敬業，程建萍，祁士華，等.應用地球化學[M].修訂版.武漢：中國地質大學出版社有限責任公司，2013.

[13] 師磊.區域地球化學勘查數據處理方法研究[D].長春：吉林大學，2009.

[14] 王學求，周建，徐善法，等.全國地球化學基準網建立與土壤地球化學基準值特征[J].中國地質，2016，43（5）：1 469-1 480.

[15] 郭守棟，王天賜，者瑛，等.青海省埃坑德勒斯特地區水系沉積物地球化學特征及找礦遠景[J].黃金，2018，39（12）：12-17.

[16] 于俊博，宋云濤，郭志娟，等.R型聚類分析在區域化探元素分組中的作用探討[J].物探化探計算技術，2014，36（6）：771-776.

Soil geochemical characteristics and prospecting significance in the Watang area，Liaoning

Qin Danhe，Hao Qing，Hou Hongxing

（Langfang Center for Comprehensive Survey of Natural Resources，China Geological Survey）

Abstract：The Watang area is located in the east part of the rift in eastern Liaoning，where many deposits（spots） have been found and the metallogenic conditions are favorable.The geochemical characteristics of Watang area were analyzed on the basis of 1∶10 000 soil geochemistry survey.The paper studied the geochemical characteristics，analyzed statistically the element variation coefficients，the single element anomaly and the combined element anomaly，and discussed the metallogenetic potentials of 7 elements，finding that Ag and Pb have great potentials.According to the geological conditions and the element anomaly characteristics，2 comprehensive anomalies are delineated.Trenching verification in the Ⅰ anomaly revealed 2ore（mineralized） bodies，which could provide scientific evidence for next-step geological exploration work.

Keywords：soil geochemical characteristics;comprehensive anomaly;anomaly verification;ore （mineralized） bodies;Watang area