四川甲基卡矿床土壤地球化学特征及找矿

徐云峰，秦宇龙，王显锋

（四川省地质调查院，成都 610081）



四川甲基卡矿床土壤地球化学特征及找矿

徐云峰，秦宇龙，王显锋

（四川省地质调查院，成都 610081）

摘要:在了解研究区地质特征基础上，在甲基卡南部开展1∶1万土壤地球化学测量工作，采集土壤样品403件，分析7种稀有金属元素含量，进行聚类分析、因子分析，研究元素组合特征。结果显示研究区内稀有金属元素富集规律明显，出现异常且叠合较好；可大致分为Li-Be-Nb-Ta-R b和Sr-Cs两组。前者主要分布于研究区北岩体边缘及靠近岩体部位，后者主要分布于研究区南相对远离岩体。在解剖该地区土壤地球化学特征基础上，圈定出六个具有良好找矿前景的元素组合异常区，为研究区下一步矿产勘查工提供了良好的依据。

关键词：土壤地球化学；找矿；锂多金属矿；甲基卡

四川康定甲基卡伟晶岩型锂多金属矿床[1]是近年来青藏高原东部取得找矿重大突破，矿区地质特征为三叠系中上统一套泥砂质复理石沉积的岩石，二（白）云母花岗岩，中低温低压蚀变十字石、红柱石、石榴石、黑云母蚀变，穹窿、短轴背斜或背斜倾没端等地层、岩浆岩、构造及围岩蚀变。在甲基卡锂矿区开展地质勘查及研究基础上，通过地球化学土壤测量，研究该矿床地球化学特征，有助于加深对甲基卡锂矿床成矿规律的认识。

1　研究区地质特征

该矿床位于扬子板块西缘巴颜喀拉地块，甲基卡构造岩浆热穹隆中（图1）。矿区出露地层主要为上三叠统新都桥组，有少量第四系覆盖。新都桥组为一套色堇青石二云母片岩、堇青石-十字石二云母片岩、堇青石-十字石-红柱石二云母片岩、红柱石二云母片岩及粉砂-细砂绢云母板岩组合。

图1　甲基卡矿区地质简图

矿区构造主要为南北向甲基卡背斜以及一系列的南北向断层，其中最重要的是北西、北东向X型陡倾剪裂隙[2]。

矿区岩浆岩为二云母花岗闪长岩体，侵位于矿区中南部甲基卡背斜轴部南段近倾末端。岩体出露面积约为4km2，其边缘约有宽100m的二云母二长花岗岩。岩体多期次侵入使其外的接触带蚀变，自岩体向外依次出现堇青石带、十字石带、红柱石带和黑云母带，构成了较为完整的蚀变岩带序列（图1）[2]。

区内中酸性岩脉发育，主要有花岗伟晶岩脉、花岗斑岩脉、闪长岩脉、花岗细晶岩脉和石英脉等，其形态和产状受成岩前及成岩期构造裂隙控制。伟晶岩脉是锂矿成矿母岩，区内有498条，多产于二云母花岗闪长岩顶部外接触带；内接触带仅发现22条。伟晶岩与岩体接触多为贯入式，界线清晰[3]。

2　地球化学土壤测量

2.1采样及分析

采样网度100m×40m，样品取自地表下20～50cm土壤C层（母质层）及B层（淋失层）中的细粒级物质，共集样品403件，覆盖1.5km2。所有样品晒干粉磨过40目筛后，送成都综合岩矿测试中心定量分析Li、Be、Nb、Ta、Rb、Sr、Cs。

2.2统计分析

以样品分析数据利用迭代法逐步剔除大于三倍标准差的特高值后，计算出全区各元素的极大值、极小值、平均值、标准差及变异系数等（表1）。

表1　测量元素的地球化学特征值

Li、Be、Rb、Cs等特高值较高，与相应累积频率97.5%处的值相差极大，有必要进行预处理；Li、Be、Cs均值明显大于中数值，说明元素存在局部活化富集或叠加富集可能[4]。几乎所有元素偏度和峰度值都不满足正态分布。Li、Be、Ta、Cs元素的变异系数均比较大，数据分布不太均匀，离散程度相对较高，说明这些元素具有明显的次生富集特征。

2.3元素组合分析

1）聚类分析，运用SPSS统计软件进行R型聚类分析（图2），可将研究区分析元素大致分为（Be、Rb、Ta、Nb）、（Li、Cs）和（Sr）两组，Be、Rb相关性最好，Sr与其它元素相关性最差。

图2　R型聚类分析谱系图

2）因子分析，表2为土壤地球化学测试原始数据特征参数统计表，由表可知：所有主因子的方差贡献值均未达到50%，最大为F1因子，方差贡献值为60.623%，说明这7种元素难以用一个完整的综合主因子来表征，同时也暗示各元素的物质来源较为复杂。选取前3个特征值均大于1的因子作为主因子，其累计方差贡献达到81.485%；其中，F1主因子所占的方差最大，为60.623%，表现为Nb、Ta 、Be元素组合；F2主因子表现为Rb、Sr元素组合；F3主因子表现为Cs、Li元素组合；因子分析的结果整体上与聚类分析结果

保持一致。

表2　因子分析特征参数统计表

3　土壤地球化学异常

3.1异常下限的确定

研究区采用累计频率75%对应分析值作为异常下限，以75%、85%、95%对应分析值作为异常分级界限，划分出三级异常。

3.2单元素异常特征

Li、Be是该区主成矿元素，Nb、Ta等5个元素为主要伴生元素。应用Surfer软件绘制了区内Li、Be 等7种元素土壤地球化学异常图（图3）。

图3　研究区土壤测量单元素异常分布图及地质简图

Li异常整体呈东西向带状展布，浓度分带较为清晰，有多个浓集中心，浓集中心多由1～2个采样点控制。最大的浓集中心位于研究区最东部，呈东西向条带状展布，峰值为1 048×10-6。

Be异常较为分散，但浓度分带较为清晰，具有多个浓集中心，呈长轴为东西向的椭圆状展布，峰值46.1×10-6，位于研究区西部。

Nb异常较为分散，浓度分带较清晰，具两个浓集中心，均位于研究区西部，呈长轴为东西向的椭圆形，峰值为49.4×10-6，位于研究区西部。

Ta异常分散，浓度分带较为清晰，具多个浓集中心，较大的浓集中心呈东西向条带状展布，峰值21.3× 10-6，位于研究区西部。

Rb异常较为分散，但浓度分带清晰，具有多个浓集中心。浓集中心，最大的浓集中心位于研究区西北部，峰值460×10-6。

Sr异常较为分散，但浓度分带较为清晰，具有多个浓集中心。最大的浓集中心位于研究区西南部，呈东西向椭圆状展布，峰值133× 10-6。

Cs异常较集中，浓度分带较清晰，具有多个浓集中心。最大的浓集中心位于研究区东南角，峰值为318× 10-6。

3.3元素组合异常特征

元素组合（element association）既包含形成于同一成矿作用下的元素，亦包含了不同成因及不同期次相互叠加于同一矿床中的元素[11]。

从单元素异常图可以看出，Li、Be、Nb、Ta、Rb元素和Sr、Cs的异常分布位置具有明显界限。前者主要分布于研究区北部，且异常叠合性非常好；后者主要分布于研究区南部，异常叠合性亦较强。经聚类、因子分析及各元素异常特征，可终将以上7元素划分为Li-Be-Nb-Ta-Rb和Sr-Cs两个元素组合。

用Y表示元素组合异常，一般采用累乘公式计算，用Y1表示Li-Be-Nb-Ta-Rb元素组合异常， Y2表示Sr-Cs元素组合异常。其中：Xi（i=1，2，…，n）表示单元素异常值[12]。

采用数据累计频率75%对应值作为异常下限，以75%、85%、95%对应值作为划分异常等级界限。运用Sufer对组合元素化探异常进行分级处理，并绘制组合元素异常图（图4）。本次圈划出了Y1-1、Y1-2两个Li-Sr-Cs元素组合异常区和Y2-1、Y2-2等四个Be-Nb-Ta-Rb元素组合异常区（图4）。

图4　研究区土壤测量组合元素异常分布图

Y1-1异常是Li-Sr-Cs元素组合的主要异常区，其范围较大，位于研究区东南部，面积约0.2km2，异常区南部未封闭，整个异常具清晰的三级浓度分带，由多个浓集中心组成，一级异常明显，整个异常呈东西向条带状展布；Y1-2异常范围较小，位于研究区西部，面积约0.05km2，整个异常呈椭圆状展布，一级异常由单点控制，具清晰的三级浓度分带。

代表Be-Nb-Ta-Rb元素组合Y2主要有四个，Y2-1异常位于研究区西北部，面积约0.06km2，一级异常明显，由单个浓集中心组成，具清晰的三级浓度分带，整个异常呈椭圆状分布；Y2-2异常位于研究区中南部，面积约0.08km2，一级异常明显，具清晰的三级浓度分带，由多个浓集中心组成，整个异常呈不规则状分布；Y2-3异常位于研究区西部，面积约0.01km2，一级异常明显，由单个浓集中心组成，具较清晰的三级浓度分带，整个异常呈椭圆状分布；Y2-4异常位于研究区东部，面积约0.02km2，一级异常明显，由单个浓集中心组成，具较清晰的三级浓度分带，整个异常呈南北向条带状展布。其他异常区多为两级浓度分带，无浓集中心，且范围较小。

4　找矿方向

通过研究区土壤地球化学特征分析，Li、Be元素含量高，变异系数较大，局部富集特征明显，为异常区主要成矿元素。土壤地球化学异常反映研究区锂、铍等元素次生晕发育，异常分带清晰，浓集中心明显，具有较好的找矿前景。元素组合异常与已知的矿化点吻合较好，异常高值点多分布于新都桥组一段地层中。

前人研究甲基卡伟晶岩矿床的形过程为：构造作用使地壳重熔型花岗岩浆底劈侵入到屏蔽作用较好的三叠系西康群中，使上覆地层发生一系列的构造破裂；上部岩浆发生冷却收缩断裂导致内部压力骤然降低，促进了挥发分等组分与硅酸盐熔体的不混溶，挥发分携带Li、Be、Nb、Ta等元素形成富挥发分、贫硅熔体向岩体的上部迁移，直至侵入围岩中形成稀有金属伟晶岩脉[3]。甲基卡矿区伟晶岩脉是区内稀有金属矿的赋矿岩脉，根据研究区元素组合异常分析结果并结合地质踏勘得知，在Y1-1、Y1-2及Y2-1、Y2-2等异常区附近均有伟晶岩脉出露，故在此类异常区范围及深部存在找到伟晶岩型稀有金属矿的可能。

5　结论

通过对甲基卡南主要成矿元素土壤地球化学特征的初步研究分析，得出如下结论：

1）对该区Li、Be、Nb、Ta、Rb、Sr、Cs进行统计，通过聚类分析、因子分析，显示Li、Be关系密切，局部富集特征明显，对寻找区内锂矿具有指标作用。

2）矿区Li、Be富集规律明显，异常分叠合性较强，Li-Be-Nb-Ta-Rb主要分布于研究区北岩体边缘及相对靠近岩体部位；Sr-Cs主要分布于研究区南相对远离岩体区域。

3）研究共圈出Y1-1、Y1-2及Y2-1、Y2-2、Y2-3、Y2-4六个元素组合重点异常区，面积相对较大，均具清晰的三级浓度分带，浓集中心明显，可以作为开展下一步工作的重点区域。

参考文献：

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[3]李建康，王登红，张德回，等.川西甲基卡伟晶岩型矿床中含硅酸盐子矿物包裹体的发现及其意义[J].矿床地质，2006，25：131～134.

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Pedogeochemical Anomalies and Prospecting for the Jiajika Rare-Metal Granitic Pegmatite Deposit

XU Yun-feng QIN Yu-long WANG Xian-feng
(Sichuan Institute of Geological Survey,Chengdu 610081

Abstract:1:10000 pedogeochemical survey in the south of Jiajika collects 403 soil samples which are analyzed for 7 rare elements.Cluster analysis and factor analysis are carried out by the use of SPSS statistical software.6 pedogeochemical anomalies of Li-Be-Nb-Ta-Rb and Sr-Cs are delineated which provides scientific basis for mineral exploration in the future.

Key words:pedogeochemistry; prospecting potential; Li-polymetallic deposit; Jiajika

作者简介：徐云峰（1986～）男，四川人，工程师，硕士研究生，研究方向：矿产地质调查

基金项目：中国地质调查局项目（编号：12120113049500）。

收稿日期：2015-03-12

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.031

中图分类号：P632+.1；P518.71

文献标识码：A

文章编号：1006-0995（2016）01-0139-05