四川金陽地區水系沉積物磷元素地球化學特征及地質意義

朱聰聰，吳 浪，徐清濤，祝建華，江永富

（四川省地質礦產勘查開發局二零七地質隊，四川 樂山 614000）

1 簡介

四川金陽地區地處四川烏蒙山扶貧開發攻堅示范區南部，行政區劃隸屬四川省涼山彝族自治州金陽縣、布拖縣、普格縣和雷波縣所轄。工作區范圍：東經102°30′～103°30′，北緯27°20′～28°00′，面積約4 100 km2。

本次工作收集了1∶200000 西昌幅和昭通幅水系沉積物測量部分數據，以及結合通過在金陽地區開展9 幅1∶50000 水系沉積物測量工作，獲得了該地區豐富翔實的20 種元素水系沉積物測量數據。通過與200000 水系沉積物測量數據對比，以及對50000 水系沉積物測量數據研究，發現該地區磷元素對峨眉山玄武巖的圈定有一定的指示作用。

2 測區地質概況

工作區大地構造位置地處上揚子古陸塊西緣（Ⅰ級），自西向東跨及康滇前陸逆沖帶、四川前陸盆地兩個Ⅱ級構造單元。

工作區斷裂構造發育，以南北向為主，北東、北西向次之，具多期活動性的小江斷裂、黑水河斷裂、則木河斷裂南北向縱貫或斜貫工作區，斷裂沿線鉛鋅等金屬礦床呈帶狀分布。主要出露震旦系、寒武系、志留系、二疊系、三疊系、侏羅系以及第四系。

工作區晚二疊世峨眉山玄武巖和寒武系麥地坪亞段廣泛分布，麥地坪亞段與成礦性密切，寒武系麥地坪亞段主要巖性為灰～淺灰色中～厚層狀粉～細晶含磷白云巖夾磷塊巖和黑色燧石條帶，寒武系麥地坪組同時也是磷礦產出層位。

3 分析方法及地球化學參數

本次1∶50000 水系沉積物測量工作共采集樣品15 501 件，采樣面積3 644 km2，分析樣品數15 842件，本次測試的分析質量完全符合規范要求，真實可用。

3.1 分析指標及方法

3.1.1 分析指標

根據測區成礦地質條件、地球化學特征來確定分析元素（指標），本次1：50000 化探工作區分析測試元素選擇 如 下：Cu、Pb、Zn、Ag、Sn、W、Mo、As、Sb、Bi、Hg、Au、Mn、TTFe、Co、Ni、Ga、P、Cd、Ge 等共20個元素（指標）。

3.1.2 分析方法配套方案及檢出限

水系沉積物品分析方法選用《地球化學普查（比例尺1：50000）規范樣品分析技術要求補充規定》中推薦的方法，均正確。

3.2 地球化學參數

為了準確表述工作區地球化學信息及特征，選擇以下地球化學參數，以便水系沉積物分析數據量化說明。

（1）樣本總數（n、n＇）：分別表示工作區某一元素或指標的樣本總數（n）和經X±3S 反復剔除異常值后并符合正態分布的樣本數總數（n＇）。

（2）極大值極小值（Xmax、Xmax＇、Xmin、Xmin＇）：分別表示工作區某一元素或指標的極大值（Xmax）、極小值（Xmin）和經X±3S 反復剔除異常值后并符合正態分布的極大值（Xmax＇）、極小值（Xmin＇）。

（3）算術平均值（X、X＇）：分別表示工作區某一元素或指標含量的算術平均值（X）和經X±3S 反復剔除異常值后并符合正態分布的背景平均值（X＇）。

（4）標準離差（So、So＇）：分別反映某一元素或指標原始含量和經X±3S 反復剔除異常值后并符合正態分布的離散狀況，即元素含量值與其平均值的偏離程度。

（5）變異系數（Cv、Cv＇）：分別用公式Cv=S／X、Cv＇=S＇／X＇求得，反映元素在地質地球化學作用過程中分散與集中的程度及元素含量的分異強弱變化。

（6）富集系數（K）：工作區內元素或指標經X±3S反復剔除異常值后并符合正態分布的背景平均值（X＇）與全國水系沉積物背景值（C）的比值，反映工作區元素或指標的富集和貧乏情況。

（7）疊加強度系數（D）：D＝X*S／X＇*S＇。其中X、S 為全樣品統計結果；X＇、S＇為經X±3S 剔除異常值，并經柯氏正態檢驗后統計結果，反映元素后期地球化學作用的疊加程度及分布相關性。

根據以上選定的參數，對該工作區元素（指標）的全部數據進行了參數統計計算。

4 測區磷地球化學特征

（1）根據1∶50000 水系沉積物磷元素地球化學圖，發現該地區磷地球化學特征如圖1，圖2 所示。

圖1 金陽地區磷地球化學圖（1：50000）

圖2 金陽地區峨眉山玄武巖及磷礦分布圖

50000 中在小江深斷裂帶呈較強烈變化的高背景值區，在龍潭-布拖金子-拖覺鎮一帶達到最高值。其兩側為低背景值區。

在峨邊-金陽大斷裂帶呈較強烈變化的高背景值區，在金陽幅東側、洛覺幅北側達到最高值，東西兩側呈低背景區。

工作區中峨眉山玄武巖主要分布在丙底幅與金陽幅交界處、瓦崗福與洛覺幅交界處、拖覺幅與交際河幅交界處以及普格幅中部，從圖中得知P 元素高背景區域均在峨眉山玄武巖出露區域，且其形態展布與峨眉山玄武巖出露基本一致。從金陽地區峨眉山玄武巖和麥地坪亞段分布圖中得知金陽地區麥地坪亞段為磷礦含礦層位，50000 水系沉積測量中P 元素高背景值區均在麥地坪亞段。

（2）對1∶200000、1∶50000 水系沉積物樣品和1∶50000 峨眉山玄武巖、麥地坪亞段水系沉積物樣品分析結果進行地球化學參數統計，得出認識如下。

a. 元素的富集特征

根據全區18個元素背景值（剔除前、后的均值）分別與全國均值的比值，即元素富集系數K 變化分為貧乏（K<0.8）、正常（0.81.6），見表1。

從表1 中可看出，工作區中強富集元素為P、Co、TTFe、Cu，峨眉山玄武巖中富集元素為P、Co、TTFe、Cu、Mn、Ni，麥地坪亞段富集元素為Cd、Hg、P、Pb，其中峨眉山玄武巖組1∶50000 水系沉積物P 元素富集系數達到2.3，麥地坪亞段1∶50000 水系沉積物P 元素富集系數達到6.3。表明P 元素在工作區強富集，尤其在峨眉山玄武巖組地層中富集更加明顯，在麥地坪亞段最強，且極易富集成礦。

表1 測區元素富集特征表（1）

b. 元素的變異系數特征

從表2 中得知，測區1∶200000 分析中P、As、Cu、TTFe 元素具變異現象，在1∶50000 分析Cu、P、Mo 強變異。在1∶50000 峨眉山玄武巖中P 元素變異。表明測區磷元素局部可能富集成礦，而測區麥地坪亞段P 元素富集成礦，且具有一定成礦規模，例如在工作區發現金陽西衙門中型磷礦、谷德小型磷礦、寨子鄉及爾覺西磷礦點等，而在峨眉山玄武巖中P 元素只是背景值較高。

表2 測區元素富集特征表（2）

測區各元素原始數據集的變化系數（Cv）與背景數據集的變化系數（Cv'）分別反映了兩類數據集的離散程度。其中Cv 反映各元素的地球化學起伏的程度，概括了所有異常的綜合信息，反映了元素原始數據集的變化幅度；Cv/Cv'則反映背景擬合處理時對離散群的特高值和特低值的削平程度。用上述兩個參數繪制的元素變化系數解釋圖可以反映出如下特點：含量變化幅度很大，高強數據多，富集成礦可能性很大的元素有Pb、Zn、Ag；P 含量變化幅度僅次于Pb、Zn、Ag，表明測區局部P 很有可能富集成礦。

c. 元素的疊加強度特征

表3 測區元素富集特征表（3）

從表3 中可看出：測區中磷元素無明顯疊加，且Cu、Co、Ni、TTFe 也無明顯疊加，表明測區P、Cu、Co、Ni、TTFe 成礦環境較差，不利于成礦；在1∶50000 峨眉山玄武巖組P 元素有較明顯疊加，但Cu、Co、Ni、TTFe無明顯疊加，表明測區P 元素在峨眉山玄武巖中背景值很高，且相關系性很大。

測區磷元素強富集、強變異，但是無明顯疊加強度，通過與1∶50000 峨眉山玄武巖參數進行對比，發現磷元素在峨眉山玄武巖組背景值較高，且與鐵族元素（Cu、Co、Mn、Ni、TTFe）有一定相關性。通過與1∶50000麥地坪亞段參數進行對比，表明測區磷元素在測區局部成礦可能性較大，這與測區只有在麥地坪亞段富含磷礦相吻合，1∶50000 水系沉積物測量磷元素異常可作為找磷礦床的重要指示。

（3）磷對玄武巖的指示作用，測區分布著大量峨眉山玄武巖，通過參數統計我們得知測區內P 元素在峨眉山玄武巖組內背景值較高，且與鐵族元素相關性較好，利用測區峨眉山玄武巖出露范圍200000 數據進行聚類分析，如圖3 所示，其結果表明，P 與Cu、Co、Mn、Ni、TTFe 相關性很好，其值大于0.629；再利用測區峨眉山玄武巖出露范圍50000 數據進行兩次聚類分析，如圖4 所示，其結果表明P 與Cu、Co、Mn、Ni、TTFe 歸為一類。而鐵族元素主要在基性巖中富集，可見磷對玄武巖指示效果明顯。

圖3 1∶200000 數據聚類分析

圖4 1∶50000 數據聚類分析

在磷地球化學圖中，磷的形態、分布范圍與玄武巖的走勢出露范圍十分接近，在測區丙底幅東西兩側、拖覺幅中部以及交際河幅中部，P 元素高背景展布形態與峨眉山玄武巖出露一致，進一步說明了磷對峨眉山玄武巖具有明顯的指示效果。在金陽幅峨眉山玄武巖分布區、瓦崗幅峨眉山玄武巖分布區、普格幅峨眉山玄武巖分布區，也具有同樣的指示作用。以上特征皆說明在峨眉山玄武巖區利用磷地球化學圖可以對其層位進行追索，進行地球化學填圖。

例如在金陽縣南瓦東側存在大面積的峨眉山玄武巖，其P、Cu、Co、Ni、Mn、TTFe 地球化學圖如圖5 所示。峨眉山玄武巖出露區域P、Cu、Co、Ni、Mn、TTFe 等元素均是高背景，且在各元素高值點處位置均在金陽縣波洛附近，特別是P、Mn、Co、Cu 4個元素，表明峨眉山玄武巖里P 元素與鐵族元素均是較富集且相關性較大。P元素與鐵族元素高背景展布形態與峨眉山玄武巖出露基本一致，尤其P 元素較為突出，峨眉山玄武巖界線附近P 元素高背景與低背景十分明顯，驗證了P 元素對峨眉山玄武巖的指示作用比較明顯。

圖5 金陽南瓦東側P、Cu、Co、Mn、Ni、TTFe 地球化學圖

（4）磷元素異常對磷礦床的重要指示，如工作區中利用1：50000 水系沉積物測量圈定寨子鄉磷異常是以P 為首的非金屬異常，異常面積約為4.12 km2，異常剖析圖如圖6 所示，異常特征值見表4。

表4 寨子鄉（DCF05B3）磷異常特征值表

圖6 寨子鄉磷異常剖析圖

從圖6 和表4 中可見，P 元素濃集中心明顯，有極大值24 816×10-6，異常展布方向與構造方向一致，面金屬量大。

異常區主要出露地層有寒武系芙蓉統婁山關組、寒武系上統西王廟組、寒武系中-上統地層、寒武系紐芬蘭統麥地坪段、震旦系地層。異常東北部有北東-南西走向的斷層通過。異常面積大，元素組合簡單，磷異常沒有封閉，麥地坪亞段為磷礦含礦地層，進行了異常查證，發現磷礦層，顯然異常由磷礦層引起，找礦前景較好。

5 結論

（1）通過對測區磷元素樣品數據進行參數統計，結果表明測區磷元素高富集、強變異、疊加強度一般。測區內磷元素局部富集成礦，在峨眉山玄武巖背景值較高，且與鐵族（Cu、Co、Ni、Mn、TTFe）相關性較好。

（2）測區麥地坪亞段磷元素異常與其磷礦床對應非常好，且新發現西衙門磷礦與谷德磷礦，1：50000 水系沉積物測量磷元素異常可作為找磷礦床的重要指示。

（3）磷地球化學圖與峨眉山玄武巖地層套合非常好，磷地球化學圖有利于對其層位進行追索，進行地球化學填圖。