用地球化学块体法评价辽宁省钼矿资源潜力*

张红涛

(辽宁省地质矿产调查院)

用地球化学块体法评价辽宁省钼矿资源潜力*

张红涛

(辽宁省地质矿产调查院)

分别从矿产成因类型、成矿地球化学特征两个方面分析了辽宁省钼矿成矿地质背景，在此基础上，首先基于辽宁省1∶20万化探扫面数据，以0.71×10-6为异常下限共圈定了5个钼地球化学块体(编号分别为I#、II#、III#、IV#、V#)；其次通过分析块体内地质特征、矿产资源特征，确定将各地球化学块体的五级子块体作为找矿远景区，并建立了全省钼矿找矿模型；然后应用找矿信息量法筛选出地质、物探、化探等13个找矿标志，并以该类找矿标志为变量，对找矿远景区进行了分类，优选出A级远景区6个、B级远景区9个、C级远景区11个；最后利用地球化学块体法估算出的辽宁省钼矿资源量为87.26万t，可见，全省钼矿资源潜力较大。上述分析对于辽宁省进一步开展钼矿找矿预测工作有一定的参考价值。

钼矿 成矿地质背景 地球化学块体 找矿信息量 找矿模型 找矿标志 找矿远景区

辽宁省是我国北方重要的钼矿生产基地，特别是杨家杖子、兰家沟钼矿所在的虹螺山—五指山多金属成矿带为辽宁省重要的钼矿产区，同时在辽西朝阳、辽东桓仁—宽甸地区均有中型以上钼矿发育。全省钼矿以接触交代型和斑岩型为主，几乎全部与印支期—燕山期中—酸性侵入岩有关。自20世纪在省内发现钼矿以来，众多学者分别对辽宁省钼矿的矿床地质特征、成因、成矿年龄、成矿物质来源、构造特征、岩体演化与成矿的关系以及成矿预测等方面进行了深入研究，为该省钼资源预测提供了重要依据[1-7]。尽管大量学者对辽宁省钼矿进行了大量研究工作，但并未对全省钼矿的潜在资源量进行过评价。因此，本研究将地球化学块体与找矿信息量相结合，对辽宁省钼矿资源潜力进行评价，即立足谢学锦院士提出的“地球化学块体”理论，以全省1∶20万化探数据为基础，圈定辽宁省钼矿地球化学块体并以五级块体作为找矿远景区，应用找矿信息量法对全省找矿模型进行构建，用各地球化学块体的五级子块体内的找矿信息量之和对找矿远景区进行筛选。

1 成矿地质背景

1.1 矿产成因类型

辽宁省钼矿在成因上均与中—酸性侵入岩有关，成因类型可划分为接触交代型钼矿、斑岩型钼矿、热液脉型钼矿。其中，接触交代型钼矿、斑岩型钼矿为省内最主要的钼矿类型，工业价值最大、分布最广泛；而热液脉型钼矿分布相对集中、工业价值一般。

(1)接触交代型钼矿。该型钼矿主要分布于葫芦岛市杨家杖子地区，次为桓仁—宽甸地区，另外在喀左县也有分布。矿床主要产于中—酸性侵入岩体与碳酸盐岩围岩接触而形成的矽卡岩带中，典型矿床为杨家杖子钼矿，隶属于辽西中生代上叠盆地带、辽吉古元古代古裂谷、建平晚古生代陆缘岩浆弧等Ⅳ级大地构造。围岩主要为中元古界长城系高于庄组，蓟县系杨庄组、雾迷山组，寒武系馒头组、张夏组、崮山组，奥陶系冶里组、亮甲岩组等碳酸盐岩地层。区内与成矿有关的侵入岩体主要为印支期—燕山期侵入的宽邦、碱厂、虹螺山、石柱子、二棚甸子、肖家营子等地的中—酸性岩体(岩性为细粒二长花岗岩、花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长岩、闪长岩)。NE—NNE向、EW向断裂构造既控岩又控矿，是成矿必不可少的条件。

(2)斑岩型钼矿。该型钼矿主要分布于葫芦岛市钢屯—兰家沟、兴城灰山屯以及桓仁—宽甸地区。矿床集中产于斑岩体内部及岩体侵入至围岩的岩枝当中，部分矿床属于斑岩型-脉型，典型矿床为兰家沟钼矿、穷棒子沟钼矿。斑岩型钼矿分布于辽西中生代上叠盆地带和辽吉古元古代古裂谷Ⅳ级成矿单元内。区内与成矿有关的侵入岩体主要为燕山期侵入的兰家沟、钢屯、八里甸子、阎王鼻子、二棚甸子、高丽墓子等地的细粒黑云母花岗斑岩、花岗岩斑岩、似斑状二长花岗岩、闪长岩、流纹斑岩等岩体[8]。区内控制岩体侵入的构造为NE、EW向断裂构造。

(3)热液脉型钼矿。该型钼矿分布于葫芦岛市新台门—建昌小盘岭、辽北新宾一带，其大地构造分区属辽西中生代上叠盆地带、龙岗隆起，矿体受NE向及EW向断裂构造控制，矿化与晚侏罗世二长花岗岩、花岗斑岩小侵入体关系最为密切。

1.2 成矿地球化学特征

岩体及地层中岩石的元素丰度可揭示水系沉积物中矿体和成矿物质的主要来源，为划分地球化学块体及分析浓集情况提供了更有利的证据[9-10]。本研究收集了杨家杖子、兰家沟、穷棒子沟钼矿与成矿关系最密切的岩体丰度值，经分析可知：①该类岩体与维诺格拉多夫标准花岗岩相比，其富集系数分别为12、36、6.4，大型规模以上钼矿的富集系数均在10以上；②该3个矿区Mo的丰度与中国陆壳(Mo丰度为1.11×10-6)相比，富集系数分别为10.81、32.43、5.77。由此可见，Mo来源于下地壳或上地幔的重熔型岩体，同时Mo的富集系数与成矿规模对应关系较明确，而地层中Mo的含量很少、不足1×10-6(相对亏损)，地层不提供成矿物质，仅为赋矿空间[11]。

辽宁省Mo地球化学异常具有鲜明的特点，即辽西地区主体呈NE走向，辽东、辽北地区Mo化探异常则表现为近EW、NE向分布。结合省内成矿地质背景可知，上述分布特征主要与基底构造及沿基底构造侵入的岩体关系密切。区域异常中心(面积小于1 000 km2)一般分布于基底断裂构造两侧或与次级断裂相交的部位，而该类部位恰为岩体侵入的有利部位，同时该类区域异常基本控制了全省几乎所有的钼矿床。

2 地球化学块体资源量估算方法

学术界一般将面积不小于地球化学省(异常面积不小于1 000 km2)的巨大岩块定义为地球化学块体(表1)[12-14]。

表1 地球化学模式

地球化学块体内资源量估算应着眼于块体面积、层次特征、浓集度以及块体内预测资源总量、块体成矿地质条件等因素的综合分析，主要通过计算金属供应量、成矿率、资源总量、潜在资源量等参数实现。

(1)金属供应量Me。即块体内金属元素总含量，计算公式为

(1)

式中，X为地球化学块体内金属元素的平均含量，×10-6；H为块体厚度，即预测深度，本研究不同块体采用0.75，1，1.5 km的预测深度；S为块体面积，km2；ρ为岩石密度，本研究分别取2.68，2.71，2.79 g/cm3。

(2)成矿率Mc。即所有块体中勘探程度、研究程度较高的块体内查明资源量R与块体内可供应金属量的比值，公式为

(2)

(3)资源总量Ar。即块体内可供应金属量转化为可利用矿产的部分，公式为

Ar=Me·Mc .

(3)

(4)潜在资源量Par。即块体内的资源总量与查明资源量之差，公式为

Par=Ar-R .

(4)

上述4个参数即为地球化学块体内资源量估算的主要量化指标，本研究根据每一个地球化学块体内成矿金属元素供应量来预测其中的资源量[15]。

3 辽宁省钼矿地球化学块体特征

3.1 地球化学块体划分

本研究在对研究区1∶20万水系沉积物原始数据进行处理的基础上，利用4 km×4 km窗口对数据进行地球化学块体圈定和内部结构划分[16]。基于全省水系沉积物数据计算得到的Mo异常下限为0.71×10-6。为有效追踪全省钼矿地球化学块体的浓集特征，结合省内钼矿分布特点，分别以0.71×10-6、0.80×10-6、0.87×10-6、0.99×10-6、1.24×10-6为分级标准，依次将全省地球化学异常划分为Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#等5个块体，并对各块体进行内部结构划分[12-13]。由于全省范围较大，故本研究以矿产地最发育、资源量最多的Ⅴ#地球化学块体为例进行分析，该块体的内部划分结果见图1。

3.2 地球化学块体谱系

图1 辽宁省钼矿Ⅴ#地球化学块体内部结构划分

3.3 地球化学块体特征

全省共划分的5个钼矿地球化学块体中，以Ⅲ#、Ⅴ#地球化学块体成矿地质条件最有利、矿化分布最密集、矿床规模较大，该2个块体内的钼矿探明储量约占全省的87.3%。

(1)Ⅰ#地球化学块体。该块体位于辽宁省东北部，大地构造单元隶属龙岗隆起，块体整体呈NE向，块体西南部结构复杂而东北部较简单，面积1 442.39 km2。块体内发育有新太古代变质深成岩(二长花岗质片麻岩)、晚三叠世花岗斑岩及NE向断裂构造。块体内现仅发现有新宾达子营钼矿，矿体主要产于新太古代变质深成岩的小岩脉内。该块体内地球化学异常主要由矿床及花岗斑岩引起。

(2)Ⅱ#地球化学块体。该块体位于辽宁省东北部、邻近Ⅰ#块体，位于辽东中新生代盆地内，块体结构复杂，浓集中心明显，面积1 427.94 km2。Ⅱ#块体发育情况与Ⅰ#块体基本一致，仅发育有新宾县十花顶子钼矿一处。但由于相关地质资料缺失，本研究仅将该块体内的地球化学异常归于由岩体引起。

图2 Ⅴ#地球化学块体谱系

(3)Ⅲ#地球化学块体。该块体位于辽宁省东部，主体位于辽吉古元古代古裂谷内，块体整体呈近EW走向，内部结构复杂，具5层块体结构，面积4 963.78 km2。该块体发育的地区恰为辽东地区重要的有色金属成矿带，块体内发育有大面积的寒武系、奥陶系海相及陆相碳酸盐岩地层，印支期—燕山期侵入的中—酸性岩体以及浅成—超浅成侵入岩极其发育，NE、NNE向断裂构造发育，断裂构造频繁交汇，该类有利的条件造就了区内众多的大、中型铜钼矿床，如穷棒子沟、东北沟、万宝等钼矿床。该块体内的钼地球化学异常均由矿床及岩体引起。

(4)Ⅳ#地球化学块体。该块体位于辽南地区，大连新元古代—古生代坳陷内，面积仅1 054.21 km2。块体内古元古代辽河群大石桥组、三叠纪二长花岗岩发育，除望海寨小型钼矿外，其余已查明的钼矿床均与铜矿床(接触交代型)伴生，钼地球化学异常由铜钼矿床及岩体引起。

(5)Ⅴ#地球化学块体。该块体位于辽西杨家杖子—兰家沟重要钼矿生产基地，大地构造分区属辽西中生代叠加盆地。该块体结构复杂但清晰，具5层块体结构，矿产集中分布于五级子块体内，面积1 802.208 km2。该块体内长城系、蓟县系海相碳酸盐岩，寒武系、奥陶系海相、陆相碳酸盐岩发育，印支期—燕山期广泛侵入有细粒二长花岗岩、花岗岩、花岗斑岩、花岗闪长岩、闪长岩，以NE向断裂为主，该类有利条件造就了杨家杖子、兰家沟、钢屯、老虎洞、大杨树沟等大、中型钼矿，矿体产于岩体与碳酸盐岩接触形成的矽卡岩带内、斑岩体内部以及围岩内的断裂及裂隙中。该块体内的大面积高值异常由该类大、中型钼矿床以及Mo含量高的岩体引起。

4 钼矿地球化学块体资源评价

4.1 找矿远景区

通过分析全省5个地球化学块体的内部结构及成矿浓集过程，可知全省共有46个钼矿产地，五级子块体控制了全省3个大型、9个中型钼矿产地和21个矿点。另外，有2个中型、2个小型、9个矿点由于异常面积不足(小于950 km2)，未划为地球化学块体，但属于地球化学异常，也为找矿有利部位。五级子块体控制的矿产地数量为全省的72%，而控制的查明资源量高达全省的90%以上。因此，本研究以各地球化学块体的五级子块体为找矿远景区[17]。

4.2 区域找矿模型

在总结杨家杖子、万宝、达子营和兰家沟等典型钼矿床成矿要素的基础上，建立了辽宁省钼矿区域找矿模型，见表2。

表2 辽宁省钼矿区域找矿模型

4.3 钼矿资源潜力评价

4.3.1 找矿信息量计算

在详细研究找矿模型的基础上，取成矿统计分析变量的地质、物探、化探、遥感等找矿标志，各标志存在取1、不存在取0，统计各标志在五级子块体的值，由此计算各标志的找矿信息量作为找矿远景区优选的依据[18]。找矿信息量计算公式为

(5)

式中，Ij为找矿信息量，Nj为含矿且含某找矿标志的单元格数，N为含矿的找矿单元格数，Sj为含某找矿标志的单元格数，S为总单元格数。

本研究以五级子块体为单元格对各找矿标志进行找矿信息量计算，将各找矿标志的找矿信息量按升序排列，若Ij≥ΔI+(ΔI+=0.75ΔIi) ， 即某找矿标志的找矿信息量大于或等于有利找矿标志的临界值，则排在该标志以上的所有找矿标志都可作为优选找矿远景区的有用标志[19]。本研究辽宁省钼矿找矿信息量的计算结果见表3。在此基础上，计算∑ΔIj值以确定找矿远景区等级。

表3 找矿标志找矿信息量计算及排序

4.3.2 远景区分类及资源量估算

忽略面积小于10 km2的子块体，对保留的26个找矿远景区进行了分类。由表3可知，13个找矿标志均满足Ij≥ΔI+条件，故本研究采用表2所示的13个找矿标志进行找矿远景区分类。结果表明：①A类远景区，∑ΔIj≥2.5，发育中型以上矿床，成矿条件十分有利，找矿标志齐全；②B类远景区，2<∑ΔIj<2.5 ，发育小型以上矿床，成矿条件优良，找矿标志齐全；③C类远景区，∑ΔIj≤2，发育有矿点，成矿条件较好，找矿标志较全。本研究确定了A类、B类、C类找矿远景区各6、9、11个，各远景区资源量估算结果见表4。

5 结 语

结合辽宁省钼矿地球化学勘探成果，划分了5个钼矿地球化学块体，建立了全省钼矿找矿模型，划分了找矿远景区，应用找矿信息量法对找矿远景区进行了分类，最终确定了A类、B类、C类找矿远景区各6、9、11个。在上述分析的基础上，采用地球化学块体法估算出的辽宁省钼矿预测资源量为87.26万t，对于该省进一步进行钼矿找矿勘探工作有一定的参考价值。

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表4 辽宁省钼矿估算结果

注：不同矿体内发育的钼矿成因类型不同，因而采用不同的预测深度和岩石密度进行分析，因而成矿率亦不相同。

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Molybdenum Resources Potential of Liaoning Province Based on Geochemical Block Method

Zhang Hongtao

(Institute of Geology and Mineral Resources of Liaoning Province)

The metallogenic geological background of the molybdenum deposits in Liaoning province is analyzed from the two aspects of mineral genesis types and metallogenic geological characteristics.In order to conduct further research of the molybdenum resources potential of Liaoning province,firstly,based on the 1∶200 000 geochemical surveying data obtained from regional geochemistry-national reconnaissance project (RGNR) of Liaoning province,5 molybdenum geochemical blocks are delineated (the number as I#,II#,III#,IV#,V#) by using the geochemical anomaly threshold of 0.71×10-6;then,the geological characteristics and mineral resources characteristics of the geochemical blocks are analyzed in detail,the fifth sub-blocks of the five geochemical blocks are taken as the prospecting potential areas,and the prospecting model of the molybdenum deposits in Liaoning province is established;thirdly,the 13 prospecting indicators of geological,geophysical and geochemical are selected by adopting the method of prospecting information contents,taking the 13 prospecting indicators as variables,the prospecting potential areas are divided into 6 A-type prospective areas,9 B-type prospective areas and 11 C-type prospective areas;finally,the geochemical block method is used to estimate the molybdenum resources in Liaoning province,which is 872 600 t,it is show that the molybdenum resources in Liaoning province is huge.The above analysis results in this paper can provide some reference for the further prospecting work of molybdenum deposits in Liaoning province.

Molybdenum deposit, Metallogenic geological background, Geochemical blocks, Prospecting information contents, Prospecting model, Prospecting indicator, Prospecting potential area

*中国地质调查局基金项目(编号：1212011121004)。

2016-05-27)

张红涛(1982—)，男，工程师，硕士，110032 辽宁省沈阳市皇姑区宁山中路42号。