地球化学组合求异方法在吉林省和龙南部地区找矿中的应用

徐 山，陈国强，汪志刚，王淑娟

1.吉林省第一地质调查所，吉林 长春130031；2.吉林大学地球科学学院，吉林 长春130061

地球化学组合求异方法在吉林省和龙南部地区找矿中的应用

徐 山1，陈国强2，汪志刚1，王淑娟1

1.吉林省第一地质调查所，吉林 长春130031；2.吉林大学地球科学学院，吉林 长春130061

玄武岩覆盖区找矿一直是矿产资源勘察中的热点与难点，而地球化学求异则是覆盖区找矿研究的重中之重。本文应用地球化学元素空间定量组合求异理论，对和龙地区地球化学元素数据进行处理与分析，求出该地区组合元素空间分布信息。并结合相关地质特征，阐明该区地球化学元素空间分布特征及与成矿的关系，为该区矿产资源勘查靶区的圈定提供重要依据。

玄武岩覆盖区；元素空间分布；组合求异；和龙地区

0　引言

吉林省和龙市南部地区出露有大面积的玄武岩，地处夹皮沟—金城洞金铁铜成矿带之二道江—百里坪金银及多金属成矿带上，地质作用复杂，岩浆岩分布广泛，经历了多期次的变质作用和复杂的构造岩浆活动，区内矿产较为丰富，成矿潜力较大。本文通过地球化学元素空间定量组合求异理论，重点分析和龙南部地区地球化学元素分布特征与成矿的关系，为进一步圈定找矿靶区提供依据

1　区域地质背景

本区位于华北陆块北缘东段、辽东隆起、铁岭—靖宇次级隆起、和龙地块内，区内因经历了多期次的变质作用、复杂的岩浆构造活动及热液活动，为成矿元素的运移、富集提供了非常有利的地质条件，成矿条件十分优越，是有利的金矿、银矿等热液脉型矿床的找矿靶区。目前在工作区东部已经发现百里坪银矿、王开沟银金矿点、石人沟钼矿等多处矿床（点）。

和龙南部地区地层不发育，仅有少量地层出露，由老至新依次为：古元古界珍珠门岩组、上侏罗统屯田营组、下白垩统泉水村组、新近系土门子组等。

由于地质构造复杂，区内岩浆活动较为强烈，主要为华力西期花岗岩，总体呈近东西向展布，局部可能由于后期地质构造作用影响为北西向分布。

研究区处于华北陆块北缘东段与吉黑褶皱造山带交接部位，东西向构造带与北东 向构造带的交汇部位（张兴洲等，2012）。由于地处陆块边缘，发育着大量的构造破碎带、糜棱岩化带和沟谷。各方向断裂构造纵横交错，断层性质和断层之间的关系十分复杂，部分地段显示出继承迭加、改造的关系。

区内西南部大面积出露新生代火山岩，包括有船底山组、军舰山组、漫江组、南坪组等不同时期的玄武岩（见图1）。

该区位于辽吉Ⅲ级成矿带夹皮沟—和龙成矿亚带，夹皮沟—金城洞成矿带，二道江—百里坪成矿带上，区内矿产较为丰富，主要受控于区内断裂构造的空间分布，除此之外还受到成矿母岩及围岩物质成分。矿种有 Au、Ag、Pb、Zn、Mo、Ni、Cu、Fe、煤、油页岩等。主要以中低温热液充填型和石英脉型矿床为主，还有少数中—高温石英脉型和细脉侵染型。

图1　和龙南部地区地质简图Fig.1　The geological sketch map of south of Helong area

2　和龙地区地球化学组合求异模型

区域地球化学元素异常分析是矿产资源预测中最主要的研究内容之一，阐明地球化学元素异常分布特征与成矿之间的关系，可以为画出矿致异常甚至资源靶区提供重要的信息。

地球化学元素空间组合求异理论主要是依据元素的空间分布所呈现出来的自相关性，通过在最优低维空间进行相关分析，找到可以表征地球化学元素空间点群关系的组合因子；同时空间变异函数进行拟合，并给出元素的权重值并进行适当变换，目的是凸显元素的指向性，由此可以定义主矿化因子组合。这种利用在最小维空间上求得的矿化因子来表达地球化学元素组合特征的方法称为元素空间定量组合求异理论，由此确定的异常因子称为组合异常（路来君，1999）。该方法是遵循了元素自身空间匹配特征进行计算，最大可能实现了对地球化学元素空间信息进行提取，使异常信息尽可能的表达出来。

本文对和龙地区3 080个水系沉积物样品，10个元素变量，进行地球化学元素组合求异计算，主要结果见表1～3。

基于上述计算可得出，和龙地区的10个元素的分布信息可通过3个矿化因子显示，每个矿化因子是一个元素组合，其代表的地质背景、成矿温度都是不同的，再经漂移剩余计算，可求得组合异常。所得的异常通过等值线图表示（见图2～4），并与本地区地质简图进行对比，可以凸显出每个组合因子在空间上与地质因素之间的关系。

表2　因子分析计算结果Table 2 Factor analysis results

表3　旋转变换结果Table 3 Rotation transformation results

图2　Au-As-Sb-Bi组合异常等值线示意图Fig.2　The Contour diagram of Au-As-Sb-Bi combination anomaly

图3　Ag-Pb-Zn 组合异常等值线示意图Fig.3　The Contour diagram of Ag-Pb-Zn combination anomaly

图 4 Mo-Cu组合异常等值线示意图Fig.4　The Contour diagram of Mo-Cu combination anomaly

3　和龙地区地球化学组合异常的地质解释

3.1组合异常分析

基于上述10个元素所求的组合异常组合，结合本区的地质背景，可以看出不同组合异常无论是在形成时间上还是空间分布上，都具有各自的特点。

F1：Au-As-Sb-Bi高温组合；该组合的地质背景与岩浆侵入体有关，主要是与华力西期花岗闪长岩发育有关，发育于花岗岩与火山岩系接触带上，表明该组合受控于岩浆活动的后期火山喷发作用。

F2：Ag-Pb-Zn中低温组合；该组合的地质背景是发育在中元古界珍珠门岩组及其上覆地层与火山岩交汇处，属于典型中低温组元素组合，这种组合是往往在区域岩浆活动的后期形成，其产出部位往往在岩浆侵入体或岩浆侵入体与上覆地层交汇处。

F3：Mo-Cu高温组合；该组合的地质背景与构造活动关系密切，受控于北西向与东西向断裂构造，产生于岩浆活动中期，该组合多发育于花岗闪长岩与火山岩接触带上。

3.2组合异常分带分析

本区三种类型的组合异常具有较强的分带特征，结合区内地质背景可划分出3个带（图5）。

图 5 和龙地区地球化学组合异常分带图Fig.5　The zoning map of geochemical assemblage anomaly of Helong area

Ⅰ带内主要分布华力西晚期花岗岩、花岗闪长岩，组合异常形态较规则，主要受北东向断裂构造影响，大体呈北东向展布。带内出现3处Ag-Pb-Zn组合异常，异常根据异常性质，该带异常揭示中高温热液成矿元素的聚集过程，有可能形成Ag矿化。

Ⅱ带内主要为华力西晚期花岗闪长岩。带内出现4处Au-As-Sb-Bi组合异常，2处Ag-Pb-Zn组合异常，1处Mo-Cu组合异常，三组异常在空间上的叠加性较差，主要受控于北西及北东向断裂构造。该带异常表明此处岩浆活动频繁，伴随多期次的构造运动，有可能形成Au，Ag及Mo矿化。Ⅲ带内主要为华力西晚期花岗闪长岩，部分地区有华力西期闪长岩及花岗斑岩零星出露。带内出现4 处Mo-Cu组合异常，1处Ag-Pb-Zn组合异常，1 处Au-As-Sb-Bi组合异常，三组异常在空间上的叠加性较差，主要受控于北东向断裂构造，有可能形成Mo，Ag及Au矿化。

4　结论

通过地球化学组合元素空间定量组合求异方法求取的组合异常，所指示的信息具有较明显的分布规律，异常与地质活动密切相关，依据因子-泛克里格法计算出的不同组合异常，在元素空间分布上具有相关性及分带性，反映了地球化学元素在沉积过程中的多次岩浆活动及多次成矿作用形成不同类型的地球化学组合异常。本区主要形成以成矿元素Au为主的Au-As-Sb-Bi组合、以成矿元素Ag为主的Ag-Pb-Zn组合及以成矿元素Mo为主的Mo-Cu组合。表明本区以Au、Ag、Mo为主要成矿元素的组合均以各自独特的地球化学作用为主，从而反映出它们在成矿时代或空间分布上存在着差异性，应属不同矿化期及矿化阶段的产物，为本区矿产普查工作提供了科学的依据，并指明了找矿方向。

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Application of geochemical combined anomaly analysis method on prospecting in south of Helong in Jilin Province

XU Shan1， CHEN Guo-qiang2， WANG Zhi-gang1， WANG Shu-juan1
1.The First Geological Survey of Jilin Province， Changchun 130033， Jilin， China； 2.College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， Jilin， China

The prospecting in coverage area by basalt is a hotspot but also a difficulty in the exploration of mineral resources， which is paramount importance is geochemical difference.This paper analyzed geochemical survey data of Helong area with the spatial quantitative combined anomaly analysis method， and worked out the spatial distribution information of the combined elements， and elucidated the its relationship with mineralization based on relevant geological features.It could provide an important basis for the delineation of mineral resources prospecting target areas.

Coverage area by basalt； spatial distribution of elements； combined anomaly analysis； Helong area

P632

A

1001—2427（2015）04 - 99 -4

2015-08-05；

2015-12-13

徐 山（1969—），男，吉林通化人，吉林省第一地质调查所工程师.