豫西段村地區(qū)巖石-土壤地球化學背景特征及找礦意義

摘" 要：研究區(qū)位于豫西多金屬成礦帶，區(qū)內(nèi)發(fā)育多處水系沉積物地球化學異常及航磁異常，成礦背景良好。通過1：1萬土壤地球化學剖面測量、巖石元素地球化學測量及野外查證，查明該區(qū)土壤、巖石元素地球化學背景特征及兩者之間的聯(lián)系，研究成礦元素趨勢特征和地球化學異常成因，對1∶20萬水系沉積物地球化學異常進行分析與評價，為該區(qū)進一步開展礦產(chǎn)評價工作提供可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞：土壤；巖石，地球化學背景；地球化學異常驗證；豫西

豫西地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，是金、銀、鉬、鉛鋅、鋁土等多金屬的重要產(chǎn)地[1，2，3]，成礦作用具有多期次疊加發(fā)育和多系統(tǒng)控制的特點。研究區(qū)位于豫西多金屬成礦帶，成礦背景良好，以往取得的區(qū)內(nèi)地、物、化、遙、礦產(chǎn)等資料的二次開發(fā)和綜合研究工作仍有很大欠缺，直接影響到了找礦效果。據(jù)前人1∶20萬水系沉積物測量資料?，研究區(qū)發(fā)育多處水系沉積物地球化學異常（44-乙3-Au、46-乙3-Bi、45-丁-Y-F等），同時伴有多處航磁異常（圖1）。為進一步揭示異常成因，筆者通過開展1∶1萬土壤地球化學剖面測量、巖石元素地球化學測量及野外查證等工作，查明該區(qū)土壤、不同時代地層巖石元素地球化學背景特征及兩者之間的聯(lián)系，研究成礦元素趨勢特征和地球化學異常成因。在此基礎(chǔ)上對1∶20萬水系沉積物測量圈定出的地球化學異常進行分析與評價，以期為該區(qū)進一步開展礦產(chǎn)評價工作提供可靠依據(jù)。

1" 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)在河南省澠池縣段村地區(qū)，區(qū)域位于華北板塊南緣。研究區(qū)以沉積巖和火山巖地層為主，發(fā)育少量次火山巖，變質(zhì)巖不發(fā)育，以發(fā)育開闊平緩褶皺及淺層次脆性斷裂為特征，斷裂以NE向及NWW向正斷層為主（圖1）。

研究區(qū)出露地層主要為中元古界長城系。馬家河組以中性火山熔巖為主，發(fā)育流紋斑巖等次火山巖脈、沉積巖夾層，不整合下伏于汝陽群之下；云夢山組主要巖性為紫紅色、灰白色石英砂巖，加夾少量紫紅色泥巖，該組中下部發(fā)育赤鐵礦層和鐵質(zhì)砂巖層；汝陽群百草坪組主要巖性為紫紅色泥巖、粉砂巖夾薄板狀石英砂巖；汝陽群北大尖組主要巖性為厚層狀中細粒長石石英砂巖，上部發(fā)育砂質(zhì)礫屑白云巖。

2" 樣品采集與分析

土壤樣品采樣點按照1 km線距、40 m點距進行布設(shè)（圖1），并避開沖洪積形成的覆蓋層，采樣深度約30 cm，共獲得有效土壤樣品1 045件。巖石地球化學樣品的采集與土壤地球化學樣品采集同時進行，針對不同地層、不同巖性，結(jié)合出露規(guī)模大小，共采集新鮮、未受蝕變巖石樣品131件。據(jù)前人1∶20萬區(qū)域性水系沉積物化探工作成果，有針對性地對TFe2O3，C，Y等10項元素進行分析，樣品分析委托國土資源部合肥礦產(chǎn)資源檢測中心完成。

3" 元素地球化學背景特征

3.1" 土壤元素地球化學特征

對研究區(qū)1 045件土壤樣品進行測試，獲得區(qū)內(nèi)10種元素的基本參數(shù)（表1）。

通過對研究區(qū)1：1萬土壤地球化學剖面原始數(shù)據(jù)的分析處理[7，8]，統(tǒng)計出土壤中各元素地球化學背景值（C）和區(qū)域濃集系數(shù)（K）（表1）：①與中國土壤區(qū)域背景值相比，Au，Cr，TFe2O3，Cd，B等元素處于相對高背景分布狀態(tài)（K1=1.25～1.33）；Sr和Hg處于相對低背景狀態(tài)（K1＜0.8）；其余元素處于背景分布狀態(tài)；②與河南省土壤區(qū)域背景值相比，Cr，TFe2O3，B，Cd等元素處于相對高背景分布狀態(tài)（K1=1.22～1.56），Sr和Hg處于相對低背景狀態(tài)（K1＜0.8），其余元素處于背景分布狀態(tài)。

3.2" 巖石元素地球化學特征

以巖石元素豐度作為土壤元素含量對比的基準，可識別出由于富含某種元素（高背景區(qū)）的地層或巖石在表生作用下形成的非礦致的巖性異常[6，9]，對地球化學異常的推斷與解釋具有重要意義。

馬家河組中TFe2O3，Cr（泥巖夾層中含量相對較低）、Sr和Y4種元素含量明顯高于其它地層，云夢山組中Au元素含量明顯高于其它地層（表2），即部分元素（TFe2O3，Cr等）受地層（巖性）控制因素明顯。因此，在對研究區(qū)化探異常分析和評價時，要注意考慮不同地層巖性對找礦效果可能產(chǎn)生的干擾。

變異系數(shù)是反映元素含量變化特征的參數(shù)，一般來說變異系數(shù)（CV）越大，元素的空間分布越不均勻、遷移富集能力越強、富集成礦的可能性就越大[10]。在所有的巖石樣品中，云夢山組Au（CV=1.56）和北大尖組Bi（CV=2.16）處于較強的離散分布狀態(tài)，其余元素在各地層中均處于相對均勻分布狀態(tài)（CV=0.27～1.05）。

在與區(qū)域巖石元素豐度值對比方面（表3），馬家河組Cr，TFe2O3，Y，B，云夢山組Au，B，北大尖組B多處于富集狀態(tài)（K1＞1.2）；馬家河組Bi，云夢山組和北大尖組除Au，B外其余元素多處于顯著低背景狀態(tài)（K1＜0.5）。

4" 討論

4.1" 土壤元素地球化學背景與下伏基巖的關(guān)系

基巖為上覆土壤提供了基本的地球化學背景，并形成土壤中特有的元素分布、分布模式[9-10，12]，通過土壤和基巖元素含量的對比研究，可了解基巖向土壤演化過程中各元素的變化行為，更深入地了解元素地球化學異常的形成機制，從而更好地為異常評價解釋服務(wù)[12]。

研究區(qū)土壤與巖石元素含量相比較（表4），大部分元素在土壤中的含量明顯繼承了本區(qū)基巖地球化學豐度特征，表現(xiàn)為同一元素在土壤和基巖的含量處在同一數(shù)量級，且相差不大（K值=1.02～2.37）。研究區(qū)土壤元素的背景特征也與其下伏基巖的元素地球化學相對豐度呈較好的對應(yīng)關(guān)系，反映地質(zhì)因素對表生土壤地球化學環(huán)境的控制作用。

4.2" 在化探異常的查證與評價中的應(yīng)用

在面積性地球化學測量工作中，發(fā)現(xiàn)的大部分異常可能是由分散礦化或非礦化成因形成，僅有少數(shù)是由工業(yè)礦床引起的異常[9]，因此，對地球化學異常的查證與解釋評價工作顯得尤為重要。

基于研究區(qū)巖石-土壤元素地球化學背景特征，對研究區(qū)1∶1萬土壤元素地球化學含量分布特征的成因進行分析和討論，進而對研究區(qū)前人1∶20萬水系沉積物異常進行查證與評價，為下一步找礦工作提供參考依據(jù)。

44-乙3-Au異常區(qū)出露地層主要為馬家河組、云夢山組和北大尖組。從土壤元素地球化學異常展布特征來看（圖2），Au的高含量區(qū)多分布在云夢山組內(nèi)，且異常展布方向與地層走向近于一致，而區(qū)域上金礦床形成的主要層位熊耳群火山巖范圍卻無異常顯示[13]。鑒于Au在云夢山組中處于高背景分布狀態(tài)（區(qū)域濃集系數(shù)達到1.9），且在野外調(diào)查中未見到Au礦化及相關(guān)的礦化蝕變現(xiàn)象，因此該Au異常應(yīng)為由云夢山組高Au背景引起的非礦致異常。

46-乙3-Bi異常區(qū)內(nèi)出露的主要巖性為馬家河組中基性熔巖，并伴隨有重晶石礦點和次火山巖脈，發(fā)育NW向區(qū)域性斷裂構(gòu)造。在1∶1萬土壤測量中出現(xiàn)明顯的Bi高含量分布。馬家河組巖石中Bi的區(qū)域濃集系數(shù)小于0.5，與云夢山組、北大尖組同處于顯著低背景分布狀態(tài)，排除下伏基巖高Bi背景引起的非礦異常。在野外查證過程中見多處流紋斑巖等次火山巖脈體及沿斷裂貫入的重晶石礦脈，顯示了明顯的巖漿及熱液活動的跡象。推測該異常可能與后期熱液活動及斷裂構(gòu)造有關(guān)，找礦前景良好，有必要做進一步的異常驗證工作。

45-丁 Y-F異常區(qū)出露馬家河組中基性熔巖和少量云夢山組石英砂巖，1∶1萬土壤元素異常主要分布在馬家河組中，主要與馬家河組中基性熔巖的高Y背景有關(guān)，找礦意義不大。

5" 結(jié)論

（1） 研究區(qū)土壤元素地球化學背景值具有Cr，F(xiàn)e等元素富集，Hg和Sr元素貧化的特征。馬家河組中Cr，F(xiàn)e，Y元素處于高背景分布狀態(tài)；云夢山組中除Au，B元素處于相對高背景分布狀態(tài)，其余元素處于低背景分布狀態(tài)；北大尖組中除B元素處于相對高背景分布狀態(tài)，其余元素處于低背景分布狀態(tài)。

（2） 巖石-土壤元素地球化學背景研究在對異常查證與評價工作中應(yīng)用效果良好。44-乙3-Au異常初步推斷為云夢山組巖石高Au背景引起的非礦致異常；46-乙3-Bi異常與后期巖漿熱液活動及斷裂構(gòu)造有關(guān)，找礦前景良好，建議部署進一步的異常驗證工作。

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Rock-Soil Geochemical Background Characteristics and Prospecting Significance of Duancun Area in Western Henan Provence

Qin Xuewen1， Feng Bangguo2， Zhang Yun3， Wang Xiaofeng4

（1.No. 8 Geological Party， Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources， Aksu， Xinjiang，843000，China;

2.Sichuan Geology and Mineral Bureau Regional Geological Survey Team，Chengdu， Sichuan，610213，China;3.Tianjin Center of Geological Survey，China Geological Survey，Tianjin，300170，China;4.Faculty of Computing， China University of Geosciences，Wuhan，Hubei，430074，China）

Abstract：The study area is located in Western Henan polymetallic metallogenic belt with good metallogenic background， and several stream sediment geochemical and aeromagnetic anomalies are developed in this area. Through 1：10 000 soil geochemical profile survey， and rock element geochemical survey with field verification， the geochemical background characteristics and relationship of soil and rock element were identified， and the trend characteristics of ore-forming elements and the cause of geochemical anomalies were studied. On this basis， the geochemical anomalies of 1：200 000 stream sediments were analyzed and evaluated， so as to provide a reliable basis for further mineral evaluation in this area.

Key words： Soil;Rock;Geochemical backgrounds;Verification of geochemical anomalies;Western Henan