新舊水系沉積物測量規范應用對比
——以長興林場工作區為例

李 斌,孫永剛，馬 晶

吉林省地質調查院，吉林 長春 130102

0 引言

水系沉積物測量是常用的找礦方法，科學合理地選擇采樣介質、采樣粒級，是取得較好測量效果的關鍵[1-2]。在實際工作中，2015年10月1日之前，根據《地球化學普查規范DZ/T0011-91》要求(本文簡稱舊規范)，水系沉積物測量的采樣物質以淤泥和粉砂為主，水系發育的我省東部山區取樣粒級為-2 mm(10目)；2015年10月1日之后，根據《地球化學普查規范DZ/T0011-2015》(本文簡稱新規范)，采樣介質為代表匯水域基巖的物質成分，中東部山區取樣粒級一般為+0.18 mm(80目)～-2 mm(10目)，具體采樣粒級可依據具體景觀條件確定。工作區為我省東部和龍地區，為森林沼澤景觀區，選擇+0.25 mm(60目)～-2 mm(10目)采樣粒級基礎上可以有效地消除有機質干擾，得到比較客觀反映測區地質實際的地球化學資料[3-4]。

2012年至2014年，吉林省地質調查院在和龍長興林場地區進行1∶5萬水系沉積物測量中，部分樣品根據新舊兩種規范分別進行了取樣(新規范處于試用階段)。本文結合實際成礦地質條件，對新舊規范水系沉積物測量結果進行了分析，為利用水系沉積物測量找礦，提供一些思路。

1 工作區地質概況

晚三疊世初，吉林省處于古亞洲洋閉合后伸展及濱太平洋陸緣活動帶疊加階段，造成了大規模基性—超基性侵入巖活動，同時形成了有關銅鎳礦產。區域上紅旗嶺銅鎳礦有關的基性—超基性巖體鋯石U-Pb年齡約220～240 Ma，空間上主要沿近東西向古洞河斷裂帶分布，部分沿敦密斷裂帶、鴨綠江斷裂帶等北東向斷裂帶分布(1)周曉東，等.吉林省區域地質志[M].北京：地質出版社(出版中)，2015.。和龍地區除沿古洞河斷裂帶分布有長仁—獐項基性—超基性巖體及其有關的銅鎳礦床外，并沿福洞鎮—長興林場北東向斷裂帶(北東向圖們江斷裂帶平行次級斷裂)呈串珠狀分布10余個基性—超基性侵入巖體，其中4個形成銅鎳鈷等礦(化)點(2)楊占軍，臧興運，孫永杰，等.吉林1∶5萬和龍縣、朝陽村、青山里、高嶺村、白金公社、三合村幅區域地質礦產調查[R]．長春：吉林省地質調查院，2016．，工作區位于該斷裂帶南西部長興林場一帶(圖1)。

工作區僅零星呈殘塊狀分布有新太古界雞南巖組，巖石類型有斜長角閃巖、變粒巖。中二疊世長興巖體二長花崗巖(鋯石U-Pb年齡約264.6±1.2 Ma)呈巖基狀大面積分布，晚三疊世輝長巖侵入體，受北東向斷裂構造控制，早白堊世鉀長花崗斑巖(鋯石U-Pb年齡約114.9±1.7 Ma)呈巖株狀分布(3)楊占軍，臧興運，孫永杰，等.吉林1∶5萬和龍縣、朝陽村、青山里、高嶺村、白金公社、三合村幅區域地質礦產調查[R]．長春：吉林省地質調查院，2016．。斷裂構造，福洞鎮—長興林場北東向斷裂帶、古洞河北西向斷裂帶均縱貫全區(圖1)。

圖1 工作區區域構造綱要圖Fig.1 Regional structure outline map of the working area

2 工作區1∶5萬水系沉積物測量

2.1 采樣及測試

如圖2所示，共布設18個采樣點，15個位于Ⅰ級水系，3個位于Ⅱ級水系，每個采樣點在20～30 m范圍內按垂直溝谷走向剖面式多點采樣(3～5個點)。

圖2 工作區地質簡圖Fig.2 Geological sketch of the working area

在每個采樣點上，分別按舊、新規范要求采取兩個樣品：按舊規范要求，水系沉積物的采樣部位選擇在河床底部或河道岸邊與水面接觸之處，或在水流變緩處，水流停滯處，轉石背后及河道轉彎的內側有較多細粒物質聚集之處采樣，采樣物質一般常以淤泥和粉砂為主，取樣粒級為-2 mm(10目)；按新規范要求，水系沉積物采樣位置在現代活動性流水線上，或在水流變緩地段水系沉積物各種粒級易于匯集處，采樣介質為代表匯水域基巖的物質成分，取樣粒級為+0.25 mm(60目)～-2 mm(10目)。

分析測試單位為吉林省地質科學研究所(原國土資源部長春礦產資源監督檢測中心)，分析結果如表1、表2所示。

2.2 對比分析及聚類分析

新舊規范水系沉積物測試結果均值及其比值如表3、圖3所示。與舊規范水系沉積物測試結果相比，新規范Au、Sb、Co、Ni、Cu、Zn、Mo元素明顯偏高，Ag元素明顯偏低， Cr、Pb元素基本相當。但由表1、表2可知，新規范3號樣品為Au元素特高值，是造成新規范水系沉積物測試結果均值偏高的主要原因，除此外，其它各樣品Au元素新、舊規范基本相當，因此Au元素新、舊規范也基本相當。

表1 舊規范水系沉積物測試結果

表2 新規范水系沉積物測試結果

表3 舊、新規范水系沉積物測試結果對比表

圖3 新、舊規范水系沉積物測試結果對比圖Fig.3 Comparison diagram for test results of stream sediments under the old and new specifications

聚類分析，如圖4、圖5，若以相關系數r=0.6劃分，新規范水系沉積物測試結果可分為Au、Ag+Sb+Co+Ni+Cu+Mo+Cr+Pb 、Zn三群，舊規范水系沉積物測試結果可分為Au+Co +Sb + Mo、Ag+ Cu 、Ni+ Cr+Pb+ Zn三群。

圖4 舊規范水系沉積物測試結果聚類譜系圖Fig.4 Hierarchical diagram for test results of stream sediments under the old specification

圖5 新規范水系沉積物測試結果聚類譜系圖Fig.5 Hierarchical diagram for test results of stream sediments under the new specification

3 討論

3.1 工作區成礦地質條件

新太古界表殼巖雞南巖組斜長角閃巖、變粒巖，原巖為碎屑沉積為主，夾有鎂鐵質—超鎂鐵質火山巖，Au元素豐度值可達(1.62～13.72)×10-9[5]，這些呈單質吸附狀態保存的金在熱液淋濾作用下極易活化釋放出來成為有效礦源[6]。區域上雞南巖組為重要的含金層位，有關金礦床(點)主要有積水洞、木蘭屯、新合等金礦床(點)等[5]。

晚三疊世輝長巖體，受福洞鎮—長興林場北東向斷裂帶控制，如圖1所示，區域上受此北東向斷裂帶控制的基性—超基性巖體呈北東向串珠狀分布，并已發現4個有關的銅鈷鎳礦床(點)。工作區輝長巖體也見有黃鐵礦化、黃銅礦化、碳酸鹽化等。

早白堊世鉀長花崗斑巖，呈淺成相巖株狀，邊部見有黃銅礦化、輝鉬礦化，區域上與早白堊世花崗斑巖有關的銅鉬礦床有常發溝銅礦、天合興銅鉬礦等。

綜上，工作區具有形成與新太古界表殼巖有關的金礦、與晚三疊世基性—超基性巖有關的銅鈷鎳礦、與早白堊世花崗斑巖有關的銅鉬礦的地質條件。可見影響工作區水系沉積物礦致異常的元素應包括與表殼巖有關的Au、與基性—超基性巖有關的Cu+Ni+Co、與花崗斑巖有關的Cu+Mo。

3.2 水系沉積物測試結果分析

在地形強烈切割和水系廣泛分布的山區，原生礦體及其原生暈、次生暈，由大氣降水，地表水及地下水的沖刷、溶解與搬運，成礦成暈元素隨之進入水系[7]。成礦有關元素在流水中的遷移有兩種基本方式：一是呈礦物碎屑狀態被流水搬運，包括碎屑拖運和黏土浮運；二是呈離子或絡離子狀態溶解于水介質中，隨水體遷移。化學元素在分散流中的賦存狀態主要有：礦物碎屑狀態、膠體狀態、吸附狀態及次生化合物狀態，后三者主要賦存于有機質和黏土物質中。工作區位于吉林省東部山區，地球化學景觀為森林沼澤地區，以物理風化為主，化學風化為輔，因此化學元素主要以礦物碎屑狀態賦存。

按舊規范要求，水系沉積物的采樣介質以淤泥和粉砂為主，取樣粒級為-2 mm(10目)。實際上采集了化學元素的大部分賦存狀態，包括粉砂中的礦物碎屑狀態和淤泥中的膠體狀態、礦附狀態及次生化合物狀態，而淤泥中的化學元素為溶解后遷移吸附。表1、表2、圖3所示，與新規范相比， Sb、Co、Ni、Cu、Zn、Mo元素含量偏低，說明這些元素主要賦存于粉砂中；Ag元素偏高，可能說明Ag元素更多地賦存于淤泥中；Au、Cr、Pb元素基本相當，說明這些元素在粉砂和淤泥中含量相差不多。元素組合分析，如圖4，如按相關系數r=0.6劃分，Au+Co +Sb + Mo、Ag+ Cu 、Ni+ Cr+Pb+ Zn三群，特別是Au元素與Co元素、Ag與 Cu元素相關系數較高，與前述工作區成礦地質條件分析不符。

按新規范要求，水系沉積物采樣介質為代表匯水域基巖石的物質成分，取樣粒級為+0.25 mm(60目)～-2 mm(10目)。實際上只采取了粉砂中的礦物碎屑狀態，有效地去除了有機質及淤泥中吸附的化學元素的干擾，化學元素含量及其組合基本反映了工作區礦化蝕變情況。如圖5，同樣按相關系數r=0.6劃分，可分為Au、Ag+Sb+Co+Ni+Cu+ Mo+Cr+Pb、Zn三群，特別是Au元素單獨為一群，Ni+Cu相關系數較高，與前述成礦地質條件相吻合，同時也說明，Cu元素主要來源于工作區輝長巖體，即Cu+Ni礦化強于Cu+Mo礦化。

4 結論

新舊規范水系沉積測量結果對比：

(1)新規范高于舊規范的元素有：Sb、Co、Ni、Cu、Zn、Mo；

(2)新規范低于舊規范的元素有：Ag；

(3)基本不變的元素有：Au、Cr、Pb；

(4)新規范元素組合更能準確指示成礦元素來源。

應當說明的是，本次對比分析采取18個樣品，且選自同一地區，盡管新規范水系沉積測量結果更符合實際地質情況，但所得結論僅供參考。