铁岭汎河凹陷地区东部水系沉积物测量地球化学特征及找矿远景预测

李 明

辽宁省有色地质局106队，辽宁 铁岭 112001

铁岭汎河凹陷地区东部水系沉积物测量地球化学特征及找矿远景预测

李 明

辽宁省有色地质局106队，辽宁 铁岭 112001

以汎河凹陷区东部某图幅为例，通过1∶50 000水系沉积物测量，对该地区成矿元素的分布特征进行研究，认为研究区寻找Au、Pb矿产潜力较大。通过元素异常特征，结合成矿地质条件及已知矿点信息，认为该区的成矿类型主要有两类，即与太古界老地层石英脉型及韧性剪切带内硅酸盐岩有关的金矿和与中元古界长城系关门山组白云质灰岩有关的铅矿，进而划分出木锨沟、下汪家沟金矿和秦家堡子铅多金属成矿远景区。

水系沉积物测量；地球化学特征；找矿远景区；汎河凹陷区；铁岭

0 引言

铁岭汎河凹陷地区及外围金属矿产资源丰富、种类繁多，黑色、有色、贵金属矿产等大小矿点近百余个，主要成矿时代为太古代、元古代和中生代。太古界角闪质岩石控制鞍山式铁矿床的赋存，红透山式铜矿则赋存于太古界绿岩带硅酸盐岩中。汎河凹陷区内的铜矿赋存于中元古界泥质砂质岩石和中酸性喷出岩及基性岩浆岩中，铅锌矿赋存于中元古界碳酸岩中，金矿则赋存于太古界石英脉、韧性剪切带内硅酸盐岩中和古生代辉绿岩边部。

近年来，在汎河凹陷地区及外围先后新发现了曹家堡子、断山子、三道林子、黑石木金矿及小甸子锌矿等，汎河凹陷地区及外围岩浆活动频繁、构造发育、矿化蚀变较强，成矿地质条件有利，找矿远景良好。自2013年开始在铁岭汎河凹陷区及外围开展了1：50 000水系沉积物测量近1 500 km2，现以其中一幅图为例，通过对区内成矿元素地球化学异常特征进行初步分析，对该区找矿远景进行了预测。

1 地质概况

研究区内出露地层有太古界下部古砬沟片麻岩(原岩斜长花岗岩)[1]、太古界上部鞍山群以斜长角闪片麻岩、二云片岩和石英片岩为主，地层整体呈带状，走向北东。中元古界下部长城系及上部蓟县系，长城系三岔子群：分为三个组，由下至上分别为大迫山组、康庄子组和关门山组，由泥质灰岩、

白云岩组成；蓟县系为树芽屯群：分为四组，由下至上分别为佟家街组由白云岩组成；虎头岭组由灰-粉白色条带状白云岩、石英砂岩组成；二道沟组为灰绿色气孔杏仁状细碧岩；石门组由条带状白云岩、砂质板岩、白云岩组成。中生界白垩系由南康庄组紫红色、黄绿色页岩夹薄层泥灰岩、砂岩、砾岩和孤山子组灰绿色气孔状杏仁状拉斑玄武岩组成。区南部还有深成变质混合岩出露(图1)。

研究区大地构造位于中朝准地台、胶辽台隆、铁岭—靖宇台拱之汎河凹陷的东部。汎河凹陷北以东西向松山—王家小堡深大断裂为界与李家台断凸相邻，东与摩离红凸起比邻，南以北东东向浑河断裂为界与抚顺凸起相接，西以北东向开原—营口（郯庐断裂北东延长）深大断裂为界与华北断坳相连。受区域多期构造活动的影响，区域内褶皱和断裂构造均较发育，控制着区内金、铅锌、铜、磷和菱镁矿等。受区域北东向、东西向及北东东向深大断裂的影响，区内次级断裂构造发育，以北东向、东西向和北西向为主，并相互交织，为矿液的运移及赋存提供了有利空间。北东向构造是本区主要的控矿构造，控制着区内铅锌矿的产出，著名的柴河铅锌矿即受北东向断裂控制。北西向构造沙河断裂控制着金矿的产出，曹家堡子金矿即产于北西向韧性剪切带中。

图 1 汎河凹陷地区区域地质略图Fig. 1 Regional geological sketch of Fan River depression area

出露的岩浆岩主要为晚古生代海西期酸性侵入岩和中生代燕山期中酸性岩侵入岩。脉岩为基性-中性-酸性均有出露，主要有辉长岩脉、辉绿岩脉、安山玢岩、闪长岩脉、花岗斑岩脉和花岗岩脉。

2 地球化学特征

2.1 地球化学参数统计

对研究区水系沉积物元素含量进行地球化学参数统计(表1)，总结其分布特征为:Au、Ag、Pb、Mo、As平均含量高于区域平均值[2]，处于区域高背景场；Cu、Zn、Sb与区域背景场相当。其中Au、Ag、Pb元素在研究区显示既有较高的浓集系数又有较大的变异系数，表明Au、Pb、Ag既具备高背景场物质来源较为富集的特点，又存在较强的后期叠加改造富集特征，易于成矿。成矿元素离散程度图(图2)显示，区内Au的变化程度较大，其次为Pb、Ag，反映区内是以金的成矿作用为主[3]，次为Pb、Ag，同时说明高含量数据很多，如Au、Pb已有矿化显示，其单值最高分别大于100×10-9和大于1 000×10-6。综上，结合区域成矿地质条件、矿床类型，可以确定Au、Pb为研究区主要成矿元素。

2.2 元素相关性及因子分析

2.2.1 相关性分析

为了了解研究区内元素之间的相关程度，分析元素组合与地质环境的依存关系，采用R型聚类[5]分析对全区水系沉积物中的元素进行研究(图3)。区内元素相关性较好的元素为Pb、Ag，相关系数为0.579；Cu、As的相关系数为0.732，Zn、Sb的相关系数0.55。区内成矿元素组合主要有Cu-

As-Sb-Zn-Mo、Pb-Ag和Au三组，成矿元素组合反映区内存在金及多金属成矿潜力。Pb-Ag反映成矿可能与岩浆气水热液作用有关；Cu-As-Sb与成矿元素伴生产出，反映了以中低温热液作用有关的矿化信息；Au与其他元素的相关性较差，反映Au主要受后期热液作用，与老片麻岩石英脉有关。

表 1 汎河凹陷地区下肥地幅水系沉积物地球化学参数统计Table 1 Statistics of stream sediment geochemical parameters of Xiafeidi , Fan River depression area

图 2 元素离散程度图Fig. 2 Element discrete degree

图 3 元素相关性Fig. 3 Correlation of elements

2.2.2 因子分析

因子分析是用因子代替原始变量，指示出某种地质上的共生组合和成因关系[4]。采用的因子分析为主成分分析法，取4个主因子时所有变量(8种元素)的主因子载荷明显集中，信度可达82.96%(表2)。根据因子载荷[5]大小可以看出，提取的4个主因子反映区内有不同矿化期。F1因子代表最早矿化期，主要表现为Cu、Zn、As、Sb、Mo元素的“沉淀”组合；F2因子代表第二矿化期，主要表现为Pb、Ag的“沉淀”；F3因子代表Au，研究区金矿化较单一，基本是由一次矿化期形成；F4因子最后一期，因子方差贡献较低，无矿化显示。综合本区的成矿地质背景分析，F2、F3因子代表主成矿阶段的元素组合，这与上述相关性分析的结论也是相同的，对本区成矿远景指示更为明显。

2.3 元素异常特征

根据区内成矿元素分析成果，圈定单元素异常153处，组合异常11处，其中Au成矿远景异常2处，Pb成矿远景异常1处。Au元素异常场主要分布于汎河凹陷与李家台断凸的交接部，即松山堡—王家小堡深大断裂的两侧。已发现的曹家堡子韧性剪切带型金矿和断山子石英脉型金矿均位于该断裂的南北两侧，新发现的木掀沟和下汪家沟金异常区于上述两个金矿区相邻，并与两金矿异常区具有可比性，说明凹陷与断凸的转折部是寻找金矿床的有利地区。

Pb、Ag、Zn元素异常场主要分布在汎河凹陷区内的长城系、蓟县系白云质灰岩、白云岩中，如西场、黑林子、叶尔兴和秦家堡子铅异常区等，与柴河铅锌矿的成矿环境相同，多位于北东向断裂与北西、近东西断裂的交汇部。

2.3.1 金异常

研究区内发现Au单元素异常27个，其中具一定成矿远景的异常区2处(表3、表4)。Au异常主要分布发育在研究区北部，异常呈东西向向展布，异常浓集中心和异常空间分布明显受近东西向和北东向断裂控制。异常高值区局部较集中，主要分布在西北部的木锨沟村和东北部的下汪家沟村附近，围岩主要为太古界古砬沟片麻岩（原岩为斜长花岗岩），在区内大面积出露；其上覆地层为鞍山群片岩、石英岩夹黑云片岩和大理岩，多以残留体存在。Au高值区与近东西向和北东向两组断裂构造带内老地层发育的石英脉密切相关，局部活化富集特征明显。区内金的找矿潜力较大。

表 2 研究区因子载荷特征Table 2 Loading characteristics of factor in the study area

表 3 木锨沟地区金异常特征Table 3 Gold anomalous characteristics of Muxiangou area

表 4 下汪家沟地区金异常特征Table 4 Gold anomalous characteristics of Xiawangjiagou area

2.3.2 铅银锌异常

铅异常由9个异常组成，其中一处具有一定成矿远景的异常（表5）。

表 5 秦家堡子地区铅锌银异常特征Table 5 Lead , zinc and silver anomalous characteristics of Qinjiapuzi area

铅异常主要分布于研究区东、中部，产于中元古界三岔子群康庄子组炭质板岩、砂岩、粉砂质板岩夹白云岩和关门山组白云质灰岩、中厚层白云岩、条带状白云岩中，其浓集中心明显，空间分布北东、北西向两组“入”字型断裂控制。铅变异离差大，局部富集活化特征明显，是该区主要成矿元素，成矿潜力大。

3 成矿远景区圈定

依据主要异常解释与评价，主成矿元素异常及组合异常的评序基础上，结合区域成矿地质条件、土壤剖面测量、地质剖面调查和矿点检查，圈定具有一定找矿潜力的远景区3处[6]，其中以金为主的远景区2处（木锨沟和下汪家沟），铅多金属矿远景区1处（秦家堡子）。

3.1 木锨沟金矿远景区

远景区位于研究区西北，面积约13.5 km2。区域上处于开原—王家小堡深大断裂与木锨沟—断山子断裂之间。地层以太古界古砬沟片麻岩（原岩为斜长花岗岩）为主，其上履地层主要为中生界气孔状拉斑玄武岩，以及少量鞍山群片岩、黑云片岩和大理岩残留体。远景区由Hs1异常区内5个Au异

常、1个Mo异常和1个Bi异常组成（图4）。

图 4 木锨沟成矿远景区Hs1异常剖析图Fig. 4 Hs1 anomalous section of Muxiangou metallogenic prospect area

水系异常特征：Au异常总面积7.5 km2，异常点数31个，平均值为9.7×10-9，极大值大于100×10-9，衬度4.6，面金属量为2 190.5 m2×10-6。异常浓集中心明显，强度高，浓度分级清晰。

土壤异常特征：在水系异常内进行土壤剖面测量10条，剖面总长8 km，获得6个Au异常，平均值9.09×10-9，极大值大于100×10-9，异常强度高，规模大，浓度分带清晰。其中三处异常浓集中心对应二条含金矿化石英脉。

矿化蚀变特征：通过踏查，在木掀沟北山土壤异常浓集中心发现有二条石英脉，受北东向断裂控制，围岩为片麻岩，槽探进行验证，石英脉走向北东，倾向南东，倾角60°，宽0.7 m，延长不清，打块分析金品位3.2×10-6，蚀变以黄铁矿化、硅化和绢云化为主。区内石英脉发育，是找寻石英脉型金矿的重要靶区。

3.2 下汪家沟金矿远景区

该区位于木掀沟金成矿远景区东部，面积约16.2 km2。断山子金矿位于其东南部，大地构造位置同样处于李家台断凸与汎河凹陷的相接部，区南部为木锨沟—断山子断裂，嵩山—王家小堡深大断裂从区中部穿过。区内地层为太古界古砬沟片麻岩（原岩为斜长花岗岩），其上覆地层为太古界鞍山群上部地层，岩性多为白云母石英片岩、角闪斜长片麻岩；脉岩有晚元古代蚀变辉绿岩、中生代蚀变安山岩和石英正长岩。远景区由Hs2异常区内4个Au异常组成（图5）。

水系异常特征：Au异常总面积6.54 km2，异常点数30个，平均值为6.4×10-9，极大值为25.3×10-9，衬度3.1，面金属量为537 m2%，规格化面金属量为3.96。该异常浓集中心明显，强度较大，浓度分级清晰。

土壤异常特征：利用土壤剖面测量对下汪家沟水系异常进行了查证，土壤剖面测量8条，总长8 km，获得5个Au异常，平均值17.7×10-9，极大值为85.9×10-9，异常强度较高，规模较大。

矿化蚀变特征：通过踏查，在东地发现一条近东西向石英脉，推测长80 m，宽0.6，倾向南，倾角5°，宽1.5 m，打块分析金品位0.3×10-6。蚀变以黄铁矿化、硅化和绢云化为主。

3.3 秦家堡子铅多金属矿远景区

该区位于研究区中西部，面积约16.2 km2。区域上位于关门山复向斜的南翼，区内出露地层主要为中元古界长城系和中生界白垩系地层。长城系由下到上：大迫山组浅粉色灰白色细晶白云岩；康庄子组炭质板岩、砂岩和粉砂质板岩夹白云岩；关门山组白云质灰岩、中厚层白云岩和条带状白云岩；白垩系南康庄组紫红色、黄绿色页岩夹泥灰岩、砂岩、砾岩。区内断裂构造发育，按其展布方向主要有北东、北西和近东向两组比较发育，其次为东西和南北向，在几组断裂发育地段，常形成棋盘格式或“入”字形构造。岩浆岩为闪长岩和晚古生代蚀变辉绿岩，呈脉状产出。远景区由Hs8异常区内2个Pb异常、1个Ag异常、2个Zn异常、3个Au异常和2个SB异常组成（图6）。

水系异常特征：Pb异常总面积约10.7 km2，元素组合有Pb、Ag、Zn、Au等，Pb异常点数46

个，平均值为95.4×10-6，极大值为320×10-6，衬度1.9，面金属量为47 876.7 m2%；Ag异常点数39个，平均值为0.41×10-6，极大值为1.65×10-6，衬度2.7，面金属量为219.5 m2%；Zn异常点数12个，平均值为160×10-6，极大值为198×10-6，衬度1.3，面金属量为10 592.0 m2%；Au异常点数8个，平均值为4.96×10-6，极大值为10.9×10-6，衬度2.5，面金属量为248.1 m2×10-6。

图 5 下汪家沟成矿远景区Hs2异常剖析图Fig. 5 Hs2 anomalous section of Xiawangjiagou metallogenic prospect area

图 6 秦家堡子成矿远景区Hs8异常剖析图Fig. 6 Hs8 anomalous section of Qinjiapuzi metallogenic prospect area

土壤异常特征：对秦家堡子水系异常进行了查证，土壤剖面测量10条，剖面总长7 km，获得2个Pb、Zn、Ag综合异常。Pb异常点数22个，平均值306×10-6，极大值＞1 000×10-6；Zn异常点数23个，平均值448.3×10-6，极大值＞1 000×10-6。Ag异常点数25个，平均值1.87×10-6，极大值10×10-6。三元素异常吻合性好，规模较大。

矿化蚀变特征：通过异常查证及资料收集，已有探矿权区内已发现3条铅锌矿（化）体，一般延长40～80 m，矿体厚0.8～1.0 m；Pb品位一般为1.3%～1.5%，Zn品位一般为1.7%。该区异常面积大，浓集中心明显，含量高，Pb、Ag、Zn的浓集中心吻合，是很好的铅多金属成矿远景区。

4 结论

(1)研究区内元素水系沉积物成果较好，矿化显示较为集中，找寻与太古界老片麻岩石英脉型有关的金矿、与中元古界长城系关门山组白云质灰岩有关的铅多金属矿床或矿化体的潜力较大。

(2)元素异常受断裂构造控制明显，以Au为主的异常浓集中心和异常空间分布明显受近东西向和北西向断裂控制，主要分布在松山堡—王家小堡深大断裂的两侧；以Pb、Ag、Zn为主的异常浓集中心和异常空间分布在北东向断裂与北西、近东西断裂的交汇部。

(3)通过对水系异常土壤剖面查证，异常再现性很好。Au异常强度高，规模大，变异系数高，找矿潜力大，圈定金成矿远景区2处，即木锨沟和下汪家沟成矿远景区；Pb、Ag、Zn多金属异常元素套合好，尤其Pb元素异常强度高，规模大，圈定出秦家堡子铅多金属成矿远景区。

[1] 邵会文,李俊杰,等.辽北沙河韧性剪切构造带及其找矿意义[J].地质与资源,2007,16(1),23-28.

[2] 迟清华,鄢明才.应用地球化学元素丰度数据手册[M].北京：地质出版 社,2007.94-95.

[3] 闫永生,李向文,等.黑龙江富克山地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿远景预测[J].物探与化探,2013,37(1):23-29.

[4] 罗先熔，文美兰，欧阳菲，唐甲光.勘查地球化学[M].北京：冶金工业出版社,2007,135.

[5] 李 明，周立文，等.辽宁宽甸万宝源斑岩型钼矿微量元素地球化学特征[J].地质与资源,2011,37(1):23-29.

[6] 李 明,孙立军.铁岭汎河凹陷地区矿产地质调查续作报告[R].2014.

Geochemical characteristics and prospective prognosis of eastern part of Fanhe depression area of Tieling based on stream sediment survey

LI Ming
No.106 Team,Liaoning Bureau of Nonferrous Metals Geoexploration of Liaoning Province,Tieling 112001,Liaoning ,China

Taking a certain map in the eastern part of the Fan river depression area as an example, through the 1:50 000 stream sediment survey, the distribution characteristics of ore-forming elements in the study area were studied. It was of great potential to f nd Au and Pb ore deposits and mineralized bodies. By studying the elemental anomalies combine with ore-forming geological conditions and the known mines information, two types of mineralization were found in this area, one was gold mine which related to the silicate rock of quartz vein type and ductile shear zone in Archean old strata; the other one was Pb mine which related to dolomite limestone in Guanmenshan Formation of Changcheng System in Mesoproterozoic erathem. Thus, the region was divided into Muxiangou gold metallogenic prospective area, Xiawangjiagou gold metallogenic prospective area and Qinjiapuzi Pb polymetallic metallogenic prospective area.

stream sediment survey; geochemical features; prospective area; Fanhe depression area; Tieling

P632

A

2014-12-20;

2015-01-20

中国地质调查局项目“辽宁铁岭汎河凹陷地区矿产地质调查资助（12120113058500）”.

李 明（1963—），男，黑龙江大庆人，辽宁省有色地质局106队工程师.

1001—2427（2015）01 - 93 -6