内蒙古天山地区土壤地球化学测量方法对比①

范 杰谭云基 臧玉东 刘来成 李 爽

中化地质矿山总局化工地质调查总院，北京，100013

内蒙古天山地区土壤地球化学测量方法对比①

范 杰*谭云基 臧玉东 刘来成 李 爽

中化地质矿山总局化工地质调查总院，北京，100013

提 要 在内蒙古天山地区选择沙尔包吐矿区为工作区，开展1∶1万土壤地球化学面积性测量和1∶5千土壤地球化学剖面测量工作，采样介质分别为0.365～0.246mm（40～60目）中细粒级土壤和4.699～0.833mm（-4～+20目）大粒级土壤。对比结果认为，两种方法在该区都能形成有效的矿致异常，而以4.699～0.833mm（-4～+20目）大粒级土壤为采样介质，形成的异常强度高，效果好，更有利于本区地球化学找矿工作。

内蒙古天山 沙尔包吐 土壤地球化学测量 方法对比

0　前言

内蒙古天山地区沙尔包吐矿区位于内蒙古自治区中东部、赤峰市北部，行政区划隶属赤峰市阿鲁科尔沁旗管辖【1】。2012年吉林省有色金属地质勘查局608队对该区进行了1/1万土壤地球化学面积性测量工作，工作方法简述——①布点与坐标提取：在1/5万综合地质图上按100m×20m的网度布设采样点，再将所布点的理论坐标数据提取出来；②野外采样及原始记录：采用手持GPS定点，点位实际坐标与理论坐标误差小于2m。样品介质主要采集B层（淋积层）或C层（母质层）中的土壤，采样粒级0.365～0.246mm（40～60目），每一个样品分2到3处采集，每过20个点采集一次重复样，其它工作均按DZ/T0145-94《土壤地球化学测量规范》执行。2014年化工地质调查总院对该区进行了1/5千土壤地球化学剖面测量工作。工作方法简述——①剖面布设：化探剖面测线布置大致垂直1/1万化探异常长轴方向及矿化蚀变带走向，样点间距原则上为20m。②野外采样及原始记录：采用手持GPS定点，点位实际坐标与理论坐标误差小于2m；样品介质为大粒级土壤，采样粒级4.699～0.833mm（-4～+20目），每一个样品分2到3处采集，每过10个点采集一次重复样，其它工作均按DZ/T0145-94《土壤地球化学测量规范》执行。笔者重点对两种土壤地球化学测量方法计算出的特征值以及形成的矿致异常进行对比分析，探究更适合本区的土壤化探方法。

1　地质概况

工作区属于大兴安岭南端支脉。地貌地势表现为山峦起伏、平川狭长，总体为北西高、南东低，是大兴安岭中山山地向科尔沁沙地过渡带。区内植被不甚发育，岩石多见裸露，海拔高度700～1200m。区内虽沟谷纵横，但水系不发育，多呈“U”形，属切割程度较低的中—低山地貌景观。年平均气温5.5℃，年平均降雨量300～400mm，无霜期95～140天，属典型的大陆型季风气候【2】。

区内地层共划分出5个填图单位，由老至新主要为二叠系下统大石寨组（P1d）、侏罗系上统满克头鄂博组（J3mk）、侏罗系上统玛尼吐组（J3mn）、第四系全新统冲洪积层（Qhalp）、第四系全新统风积层（Qheol）。

华力西晚期构造运动和燕山早期构造运动控制了工作区的主要构造格局，表现区内主要构造线方向呈北西向及北东向，两期构造于本区主要表现为表浅层次的脆性断层为主，伴有强烈的岩浆活动。区内褶皱构造不发育，断裂构造发育，断层多为压扭性，以北西向、北东向为主，还发育一些近南北向、近东向西断裂。

工作区内岩浆岩发育，岩性主要为燕山晚期晚白垩世花岗斑岩、石英斑岩、二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长岩，主要为花岗斑岩。

2　区域矿产概况

区域主要有色金属矿产有铜、铅、锌、金（银）、钨、钼等，多产于岩体外接触带，成因类型有中～低温石英脉型、矽卡岩型、斑岩型、热液型。工作区周边（＜50km）已知铅锌矿产地8处，其中大型矿床2处，中型矿床1处，其余为小型铅锌多金属矿床。区域矿床（矿点）主要出露在白垩纪花岗岩、大石寨组、林西组、侏罗纪花岗岩、满克头愕博组中，在赤峰地区满克头愕博组地层所蕴含的有色金属矿量占有较大比例，其元素套和程度也较高，尤其是在天山地区套和程度更高。

白音诺尔铅锌（银）矿床与浩不高铅锌（铜）矿床为大型铅锌多金属矿床，敖脑大坝铜铅（锌）多金属矿床为中型矿床。其中白音诺尔铅锌（银）矿床距离工作区50km，浩不高铅锌（铜）矿床与敖脑大坝铜铅（锌）多金属矿床距离工作区不足15km，。这三个典型矿床内出露的地层、区内岩浆活动、区域构造等地质背景都与工作区非常相似。因此这些典型矿床的成因及成矿条件，对工作区的找矿方向具有非常好的指导意义。

3　区域化探异常情况

3.1异常分类

根据异常元素组合、形态、规模、强度等特征，与已知的矿致异常特征相类比进行划分。本区异常大致可分为三类——Ⅰ类异常：异常的球化学特征与已知矿致异常相似，成矿地质条件优越，是最具找矿前景的异常；Ⅱ类异常：异常的地球化学特征与已知的矿化蚀变所致异常相似，具有一定的成矿地质条件，是找矿较为有利的异常；Ⅲ类异常：这类异常地球化学特征与已知矿化蚀变所致异常相比差距较大，成矿的质条件较差，规模小，强度低，找矿前景不明显或性质不明的异常。

3.2元素地球化学特征

在区域上，地球化学异常的空间展布具有一定的规律性，异常主要沿构造线方向展布，成带出现，异常受构造等地质体控制明显。所形成的Ag、Cu、Pb、Zn元素异常，其特征是异常分布具有一定规模和强度，异常吻合相对较好，反映了一定的地质背景。

根据区域异常的规模、元素组合及其与构造等地质背景的关系，将全区主要异常划分为四个异常带。Ⅰ号异常带，全部分布在沙尔包吐区，走向北西，共34 个异常。Ⅱ号异常带，从沙尔包吐区至鼻祖区，走向北西西，共21 个异常。Ⅲ号异常带，全部分布在鼻祖区，走向北西，共16 个异常。Ⅳ号异常带，全部分布在鼻祖区，走向北西西，共11 个异常【2】。

4　样品分析测试及数据处理

4.1样品分析测试

地球化学样品分析按（DZ0130—94）实验室测试质量规范执行。1/1万土壤地球化学面积性测量分析了Ag、Cu、Pb、Zn四种元素。1/5千土壤地球化学剖面测量分析了Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、W、Mo、Sn、Au共11种元素。

两种测量方法样品分析中重分析样品插入量均达到2%，重采样样品插入量达到2%，Ⅱ级标样插入量达到1%。微定量分析的元素重分析、重采样样品相对误差合格率和Ⅱ级标样准确度的合格率均达97.02%以上，分析结果达到设计和规范要求，分析报告的成果数据可靠。

4.2数据处理

采用Windows的数理统计程序（软件）对全部分析数据进行数理统计计算。将原始数据含量为x-3δ≥xi≥x+3δ的xi值进行剔除，直到无剔除点，统计出区域地球化学背景值。

异常下限的确定是依据数理统计计算结果，根据异常下限的计算公式：T=x +kδ。

其中：T-异常下限，x-平均值，δ-标准差。

本区属典型的大陆型气候，季风强劲，并伴有风成沙。风成沙会对土壤地球化学测量产生很大干扰。由表1中数据对比说明：①就整个工作区而言，Ag、Cu、Pb、Zn四种元素在4.699～0.838mm（-4～+20目）大粒级土壤中的含量背景值和异常强度均大于在0.365～0.246mm（40～60目）中细粒级土壤样品中的含量。而前者标准差大于后者，说明大粒级土壤样品中元素含量数据离散程度高，前者含量极大值的采集点可能接近于矿化体上方或其样品本身就为矿化体的风化覆盖物，有的甚至接近或达到边界品位，含量数据将远远大于其围岩背景含量，所以数据离散程度非常大。②4.699～0.838mm（-4～+20目）的大粒级土壤样品中四种元素含量异常衬度也明显大于0.365～0.246mm（40～60目）中细粒级土壤样品，说明采集大粒级土壤样品形成的异常清晰度更高，更适用于本区的土壤地球化学找矿。

表1　两种土壤地球化学测量特征值对比表Table 1 Eigenvalue of two geochemical soil survey

5　异常特征对比

本文节选沙尔包吐矿区某典型区域和穿过该区域一条典型地球化学剖面DH1为例进行论述。1/1万土壤地球化学面积性测量在该区域形成的Ag、Cu、Pb、Zn四种元素综合异常图如图1。1/5千土壤地球化学剖面测量形成的Ag、Cu、Pb、Zn四种元素异常曲线图如图2。两种工作方法采样层位均为侏罗系上统满克头鄂博组流纹岩及流纹质晶屑凝灰岩。在本区存在众多且具一定规模的Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、W、Mo等成矿元素的地球化学块体，满克头愕博组地层所蕴含的有色金属矿量占有较大比例，上述元素套和程度也较高。

如图1所示，在矿区开展1/1万土壤地球化学面积性测量工作，样品介质主要采集B层（淋积层）或C层（母质层）中的土壤，采样粒级0.365～0.246mm（40～60目），可以圈定有效异常，并且Ag、Cu、Pb、Zn四种元素异常组合很好，表明其具有较强相关性。异常区整体走向呈北西向，与受北西向断裂构造控制的矿化蚀变带走向吻合。

图1　1/1万土壤地球化学测量综合异常图Fig.1 1：10000 anomaly map of geochemical soil survey

如图2，在DH1剖面开展1/5千土壤地球化学剖面测量工作，样品介质为大粒级土壤，采样粒级4.699～0.838mm （-4～+20目），可以形成非常明显的异常。四种主成矿元素中Ag有三处明显异常，分别在H22、H27、H39点处，异常最大宽度约为40m，极大值点在H39点，值为7.2×10-6。Cu有三处明显异常，分别在H27、H39、H42点处，异常最大宽度约为40m，极大值点在H39点，值为194.13×10-6。Pb有四处明显异常，分别在H22、H27、H39、H42点处，异常最大宽度约为40m，极大值点在H39点，值为623.92×10-6。Zn大致有七处明显异常，其中在H21～H29点处，异常宽度最大，约为160m，在H16、H22样品中Zn的含量都大于1000×10-6，最高可达3268×10-6，接近边界品位。在H27、H39点处，显示出Ag、Cu、Pb、Zn的组合异常；在H42点处，显示Cu、Pb、Zn的组合异常。从异常曲线变化规律以及全区数据分析来看，Cu、Pb、Zn呈正相关趋势，同时与高温元素W、Sn、Bi、Mo也呈正相关，这或许指示Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、W、Mo等成矿元素的地球化学块体，满克头鄂博组中酸性火山碎屑岩有可能为成矿提供物质来源。

现将土壤地球化学剖面测量Ag、Cu、Pb、Zn四元素处在异常区内的点全部依照样点坐标分别投影到对应元素的面积性测量异常图上，进行单元素分别成图（图3、图4、图5、图6），通过对比可知，采集中细粒级土壤0.365～0.246mm（40～60目）和大粒级土壤4.699～0.838mm（-4～+20目）形成的异常区位置基本吻合，且与地表填图中发现的矿化蚀变带位置大致对应，含矿围岩为侏罗系上统满克头鄂博组中酸性岩。本区所处的神山-白音诺尔铜、铅、锌、铁、铌（钽）成矿带，如果把内蒙古划分成各个化探异常带，该成矿带属于白音诺尔-神山Pb、Zn、Cu、Sn、Ag异常带，化探异常带正是这些元素矿床分布区，区内可能形成的矿床类型有接触交代型、斑岩型和热液型。

图2　DH1剖面土壤地球化学测量异常曲线图Fig.2 Abnormal curve of geochemical soil survey for DH1 section

该异常区属于异常分类中的Ⅰ类异常，异常的球化学特征与已知矿致异常相似，成矿地质条件优越，是最具找矿前景的异常。矿床的形成过程中，成矿流体的运移和成矿物质的沉淀、定位空间以及其形成的保存条件与构造息息相关。本区域异常延伸方向与矿化蚀变带展布方向吻合，均为北西向，这与工作区主体构造格架相一致。矿化蚀变带可能为晚期构造及热液作用形成，主要表现为岩石的强硅化、褐铁矿化，黄铁矿化，局部沿岩石破裂面具孔雀石化。

图3　Ag元素异常对比图Fig.3 Collation map of Ag element abnormity

图4　Cu元素异常对比图Fig.4 Collation map of Cu element abnormity

图5　Pb元素异常对比图Fig.5 Collation map of Pb element abnormity

图6　Zn元素异常对比图Fig.6 Collation map of Zn element abnormity

6　结论与建议

内蒙古天山地区属典型的大陆型气候，季风强劲，并伴有风成沙。风成沙会对土壤地球化学测量产生很大干扰。本次选择沙尔包吐矿区为工作区，进行土壤地球化学测量方法对比研究，可以得出如下结论：

（1）1/1万土壤地球化学面积性测量，采样介质为B层（淋积层）或C层（母质层）中的土壤，采样粒级0.365～0.246mm（40～60目），能够有效圈定异常，并有多处显示Ag、Cu、Pb、Zn组合异常。但是其化探方法中分析测试元素少，成矿指示元素不够。且因受到风成沙干扰，主成矿元素异常强度、衬度均较低，异常清晰度较低。

（2）1/5千土壤地球化学剖面测量，以大粒级土壤为采样介质，采样粒级4.699～0.838mm（-4～+20目），采样深度为10～30cm，出现了多处Ag、Cu、Pb、Zn组合异常，部分样品中主成矿元素含量甚至达到或接近边界品位，其元素含量数据离散程度高，异常强度、衬度均很高。Cu、Pb、Zn呈正相关趋势，同时与高温元素W、Sn、Bi、Mo也呈正相关，这或许指示Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、W、Mo等成矿元素的地球化学块体，区内满克头鄂博组中酸性岩有可能为成矿提供物质来源。

在内蒙古中东部，受季风影响，风成沙较多，会直接影响土壤地球化学测量，采用大粒级土壤4.699～0.838mm （-4～+20目）为采样介质，可以有效避开风成沙对土壤化探结果的影响，为该区更为合适的土壤地球化学测量方法。

1 内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区区域地质志［M］.北京：地质出版社.

2 夏立君，郭丕夷.内蒙古阿鲁科尔沁旗沙尔包吐铜多金属矿、鼻祖银多金属矿1/万土壤地球化学测量工作报告［R］.吉林九台市：吉林省有色金属地质勘查局608队，2013

3 张义，聂凤军，孙彬彬.内蒙古中东部浅覆盖区化探岩屑测量方法研究及靶区优选应用［J］.中国地质，2005，32（4）：696～705.

The 1：10000 geochemical soil survey and 1：5000 soil geochemistry section survey work had been carried out at Shaerbaotu mining area of Tianshan area in Inner Mongolia. The sampling media are medium-fine fraction soil of 0.365～0.246mm（40～60 mesh） and large size fraction soil of 4.699～0.833mm（-4～+20 mesh）. Both the two methods result anomalies related to mineralization， but the large size fraction soil result the higher anomaly intensity and better effect， which is better for geochemical prospecting work.

SURVEY METHORD CONTRAST OF SOIL GEOCHEMISTRY OF TIANSHAN AREA IN INNER MONGOLIA

Fan Jie Tan Yunji Zang Yudong Liu Laicheng Li Shuang
General Institute of Chemical Geology Survey of China Chemical Geology and Mine Bureau，Bejijing，100013

Tian-shan Mt.， Inner-Mongolia； Shaerbaotu；geochemical soil survey； measure balance

P632.1

A

1006-5296（2016）01-0001-06

①此文获中化地质总局地质研究院、地质调查总院“第四届青年学术研讨会”论文三等奖

* 第一作者简介：范杰（1985～），男，从事矿床地球化学研究工作，硕士，工程师

2015-05-15；改回日期：2015-06-02