埃塞俄比亚东部Jijiga地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿远景预测

刘俊伟++付中++赵征++钟春艳++胡冰殊+++陈鑫

摘 要：通过对Jijiga地区1∶5万水系沉积物地球化学数据进行相关参数统计和R型聚类分析，对元素分布特征、元素相关性及元素组合特征进行了研究，并圈出了3处重点综合异常，发现Nb、Ta、Cu、Zn元素相关性较好，具有一定的成矿潜力。结合区内地质特征，推断前寒武变质结晶基底内的花岗伟晶岩脉与铌钽矿成矿关系密切，划分出2处铌钽找矿远景区。

关键词：水系沉积物 地球化学 找矿远景 Jijiga地区

中图分类号：P632 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（c）-0023-02

水系沉积物地球化学测量方法在国内外寻找有色金属矿产方面发挥着越来越重要的作用[1]。在埃塞俄比亚东部Jijiga北铌钽矿区预查工作基础上，依据1∶5万水系沉积物地球化学测量成果，对分析样品中各元素含量以及地球化学异常特征综合分析，缩小了找矿范围，并对该区的找矿远景进行预测。

1 区域地质概况

研究区属于埃塞俄比亚南部Moyale结晶基底成矿带的北延部分，区内出露前寒武纪至第四纪地层，主要为前寒武变质基底（由低级变质火山-沉积岩系和高级变质片麻岩及片岩、混合岩构成）、侏罗-白垩纪沉积盖层（主要组成为石灰岩、砂岩、粉砂岩、页岩、砾岩等）和第四纪高原玄武岩[2]。

区内断裂构造十分发育，以北西向和北东向或近东西向为主。其中北东向或近东西向断层为东非大裂谷的东延部分，多具正断性质；北西向断层与前述断层相互交切，性质相似。

区内岩浆岩发育，活动期次多。在太古代基底出露区，分布一系列低级变质火山-沉积岩系和高级变质正片麻岩及片岩、混合岩，有变质基性、超基性岩和花岗岩类，伟晶岩脉分布其中，多与超基性岩伴生，两者为断层接触。新生代火山岩主要与东非大裂谷的活动有关，大量玄武岩喷发形成了埃塞俄比亚中央高原，成分为碱性至拉斑玄武岩和熔结凝灰岩。

2 水系沉积物地球化学特征

2.1 水系沉积物样品采集及分析方法

开展水系沉积物测量321.4km2，采集化验样品数1394件，采集密度平均4.34个/km2。采样介质主要为淤泥和粉沙，采样粒级为-60目，采样质量过筛后不少于150g。

样品分析测试采用无污染玛瑙球磨机研磨加工至-200目，采用发射光谱、泡塑富集-硫脲解脱-石墨炉原子吸收光谱法、等离子体质谱（ICP-MS）等多元素分析方法，分析了Au、Ag、Sn、Li、Be、Cu、Zn、Nb、Mo、Ta、W、Tl、Pb、Bi等14种元素。

2.2 各元素背景值和异常下限的确定

根据区内地质及地球化学特征，分别统计各元素地球化學特征值，并确定背景值和异常下限（T）。背景值选用逐步剔除离群值（≥X+3S）后的算术平均值，异常下限采用背景值加2～3倍标准离差（T=X+2～3S）计算，同时，结合累积频率确定异常下限，各元素的异常下限值分别为Au：1.4×10-9、Ag：0.13×10-6、Sn：3×10-6、Li：24×10-6、Be：3.6×10-6、Cu：45×10-6、Zn：170×10-6、Nb：20×10-6、Mo：1×10-6、Ta：1.4×10-6、W：3.3×10-6、Ti：0.55×10-6、Pb：33×10-6、Bi：0.5×10-6。

2.3 区域地球化学特征

经统计和计算，全区水系沉积物中各元素的平均值多小于克拉克值，表明大部分元素分布于区域低背景值区。浓集克拉克值大于1的仅有Pb、Bi两种元素，说明这两种元素处于区域高背景值区，但地球化学活性相对稳定。除Mo以外，其余各元素变异系数均大于30%，属于分异型元素，其中Ag、Zn、W、Bi为强分异元素，最大元素Bi的变异系数达到177.4%，表明Ag、Zn、W、Bi的分散富集程度高，相对容易成矿[2]。

2.4 R型聚类分析

为研究各种元素之间的相关程度，对14种元素做了R型聚类分析。研究结果表明，在相关系数为0.45的水平上，主要有三组元素组合：（1）Nb、Ta、Cu、Zn，是中温热液形成的酸性岩体内的矿化特征，表明Nb、Ta元素的富集与Cu、Zn有密切的关系，Cu、Zn矿化可以作为寻找Nb、Ta的指示线索；（2）Li、Be、Ti、Pb，为页岩、片岩中相对富集元素，常与含稀土、稀有矿化有关；（3）W、Bi，典型的高温成矿元素组合[3-4]。

3 综合异常及成矿远景区

根据元素共生组合关系、空间套合程度等，共圈出综合异常12个。结合地质特征进行评价分析，筛选出重点异常区域3处，分别是：Ta、Li、Tl、Nb、Be、Pb、Mo（AS-1-B2）综合异常，Ta、Cu、Nb、Zn（AS-2-B3）综合异常，Ta、Zn、Cu、Nb（AS-5-C1）综合异常等。

3.1 Ⅰ号成矿远景区

远景区位于测区西北部，面积5.52km2。区内主要出露地层岩性为前寒武系花岗片麻岩和少量侏罗系灰岩，并在花岗片麻岩内见有大量花岗伟晶岩脉，部分伟晶岩脉可见少量铌钽矿化。

该远景区主要包含AS-1-B2综合异常，异常呈东西向带状分布于测区西北部，异常元素以Ta为主，伴生Li、Tl、Nb、Be、Pb、Mo等异常。在空间分布上，主要元素异常范围套合较好。Ta异常强度高，呈明显分带性，其异常下限1.40×10-6，异常平均值3.38×10-6，最大值5.61×10-6。该异常元素组合好、强度高、规模大，且在该处发现大量花岗伟晶岩脉，其中个别脉体中发现有零星铌钽矿化现象，成矿地质条件十分有利。认为该异常具有寻找花岗伟晶岩型稀有金属的成矿条件，成矿潜力巨大。

3.2 Ⅱ号成矿远景区

远景区位于测区北部Derwernache村东南部，面积12.65km2。区内出露岩性主要为前寒武系云母石英片岩、辉长岩、斜长角闪片岩、斜长角闪岩及第四系残坡积，西部出露少量前寒武系黑云二长花岗岩。endprint

该远景区主要包含AS-2-B3、AS-5-C1综合异常，异常总体呈北西向带状分布于测区北部，其中AS-2-B3综合异常以Ta、Cu、Nb为主，伴生Zn异常，在空间分布上，Ta、Cu、Nb元素套合一致，主要元素异常范围套合较好。Ta、Cu、Nb异常强度高，Ta异常下限1.40×10-6，异常平均值3.36×10-6，最大值4.61×10-6；Cu异常下限45.00×10-6，异常平均值105.49×10-6，最大值122.24×10-6；Nb异常下限20.00×10-6，异常平均值41.82×10-6，最大值70.59×10-6；AS-5-C1综合异常以Ta为主，伴生Zn、Cu、Nb等异常。在空间分布上，东南向元素组合Ta、Zn、Cu、Nb异常范围套合较好，Ta异常下限1.40×10-6，异常平均值2.21×10-6，最大值2.69×10-6。

远景区异常元素组合较好、强度较高、规模较大，成矿地质条件较为有利。该异常中的铌钽元素套合较好，具有寻找伟晶岩型稀有金属和多金属矿的潜力。

4 结论

（1）研究区出露地层主要为前寒武系变质基底、侏罗纪沉积盖层以及第四纪，断裂构造十分发育，以北西向和北东向为主，西北部地区见有大量花岗伟晶岩脉侵入，铌钽矿主要赋存于伟晶岩脉中，含矿伟晶岩侵入前寒武变质基底内。

（2）通过R型聚类分析，Nb、Ta、Cu、Zn元素相关性较好，Cu、Zu矿化可作为寻找铌钽矿的指示线索。Au、Ag独立性较强，与其它元素相关性差，成矿过程相对独立。

（3）研究区内Nb、Ta元素高值点多，异常整体套合较好，地质及地球化學条件优越，成矿潜力较大。依据水系沉积物综合异常特征，结合成矿地质条件，共圈出有利成矿靶区2处。

参考文献

[1] 闫永生，李向文，聂春雨，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.

[2] 高长亮，党万民，田绍喜，等.埃塞俄比亚地质特征与矿产概况[J].山东国土资源，2010，26（11）：19-27.

[3] 崔晓亮，刘婷婷，王文恒，等.东昆仑布青山地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿方向[J].物探与化探，2011，35（5）：573-578.

[4] 张嘉升，潘爱芳，樊会民，等.陕西柞水地区金盆梁金矿区水系沉积物地球化学特征与找矿方向[J].地球科学与环境学报，2014，36（4）：55-63.endprint