1∶2.5万水系沉积物测量在矿产预普查中应用——以金寨县莲花地区为例

苏晓静,方明,胡飞平,王波华

（安徽省地质矿产勘查局313地质队， 安徽六安 237010）

0 引言

莲花地区位于安徽省金寨县城南部，梅山水库东侧，行政区划属金寨县油坊店乡、青山镇、古碑镇和槐树湾乡管辖。工作区属中低山区，海拔150～900m，地形切割强烈，沟谷发育。上世纪80年代完成覆盖全区的1∶20万区域（商城幅）水系沉积物测量显示，该区东部具有Pb、Zn多金属综合异常（As-20），为Ⅰ级预测区内的乙类异常。

本次进行了1∶2.5万水系沉积物地球化学面积性测量，面积约109km2。采样位置一般为一级水系下游，二级水系中游及一、二级水系交会处，以控制最大汇水盆地，样品介质主要为水系中淤泥粉细砂，定量测试-60目粒级样品的元素含量。共采集927件样品，平均采样密度为8.5件/km2。样品分析由安徽省地矿局313地质队实验室完成，分析元素为：Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Sn、W、Mo等，共11种元素。

1 地质概况

评价区位于北淮阳铅锌银多金属成矿带东南部，青山钼多金属矿点北部，区内构造发育、火山岩浆活动频繁，具有良好的找矿前景。

1.1 地层

区内出露地层为新元古界佛子岭岩群，分别为诸佛庵岩组（Pt3-Pz1zf）、八道尖岩组（Pt3-Pz1b）和潘家岭岩组（Pt3-Pz1p），是一套以云母石英片岩为主体的高绿片岩相中-浅变质岩层，主要分布在预查区东北部。片岩顺层掩卧褶皱极为发育，韧性剪切作用较强常形成顺层剪切断层。

区内盖层为毛坦厂群，晚侏罗世毛坦厂旋回为一套以中酸性火山碎屑岩为主体的火山岩地层，岩性主要有粗安（安山）质凝灰岩以及安山岩等，主要分布于东南和西南部。按火山喷发韵律特征和岩石组合可划分为黄石滩（J3h）和白云庵（J3b）二个亚旋回，毛坦厂组与下伏佛子岭岩群呈不整合接触。

1.2 岩浆岩

区内岩浆岩大面积出露于中部和西部，主要为：晚侏罗蓑衣尖超单元（二长花岗岩、花岗闪长岩），早白垩棋盘石超单元（中、细粒花岗岩）。区内还发育有多条正长斑岩、花岗斑岩和少量花岗岩等脉岩，主要受断裂构造控制，走向多为北东和北西向。

1.3 构造

评价区内构造主要表现为一系列的断裂和褶皱。其中褶皱主要发育在诸佛庵组片岩中，褶皱类型有平卧褶皱、直立倾伏褶皱。

图1 莲花地区地质图Fig.1 Geological map of the Lianhua area

区内断裂活动大致可以分为三期，其中第一期表现为近东西向的断裂，与晓天-磨子潭断裂走向平行；第二期主要出现在磨盘岭一带，为一系列的北西-南东向的逆断层，局部表现为左行平移性质，并在佛子岭群片岩中见有正长斑岩脉侵入；最后一期主要在陡岭寨单元边界附近及岩体中心近南北向的断裂，其中岩体边界附近表现为边缘断裂的性质，断层面陡

倾，地貌上见明显的山脊错断，该断裂附近热液流体活动普遍较强，岩石蚀变较发育，蚀变类型有硅化、绢云母化、黄铁矿化、局部见弱铅锌矿化，岩体中近南北向的断裂变现为破碎带，为成矿流体提供了良好的活动空间。

2 地球化学特征

2.1 图件编制

根据分析结果，利用GeoIPAS、Mapgis等专业绘图软件制作单元素地球化学图、异常图等，离散数据网格化采用幂指数加权，搜索半径为800m×800m，网格间距为300m×300m，搜索范围内最少搜索点数为2，幂指数因子10，采用累积频率0.5%；1.5%；4%；8%；15%；25%；40%；60%；75%；85%；95%；97%；98.5%；99.5%；100%的分级标准，色阶采用蓝色-黄色-红色连续色阶细致的反映元素含量变化情况[1,2]。

2.2 区域地球化学特征

利用SPSS等统计分析软件对926件样品的11种元素测试数据进行统计分析，得出各元素的极小值、极大值、平均值、中位数、众数、标准偏差、方差、偏度、峰度、变异系数等地球化学参数。从表1中可以看出，各元素概率分布均呈单峰分布，具右偏陡峭分布特征。

为反应工区内元素的起伏变化、分散集中程度，计算了各元素的变异系数。变异系数Cv=标准偏差/平均值。本区各元素变异系数从高到低依次为：As、Bi、Mo、Pb、Au、Sn、W、Cu、Ag、Zn、Sb，其中As和Bi元素变异系数大于1，为强分异型元素，As变异系数最高为2.576；Mo和Pb变异系数在1～0.5之间，属弱分异型元素。以上可以看出样品中各元素受到岩性、构造以及蚀变等地质控制，应该按照不同地质单元对样品进行归类并分别进行统计分析。

表1 各元素地球化学特征值Table 1 Geochemical characteristic values of each element

结合区域地球化学资料[4-6]可以看出（见表2），通过计算富集系数来反应各元素的富集与贫化特征，富集系数从高到低依次为：Bi、Mo、W、Zn、Pb、Ag、Sb、Sn、Cu、Au、As，区内水系沉积物元素含量的平均值普遍较低，仅有Bi、Mo、W元素大于1为弱富集元素，其余均为贫化元素，见图2。

2.3 元素组合类型

针对元素间多元统计分析主要进行了相关性分析、聚类分析和因子分析。

表2 各元素元素富集系数对照表Table 2 Comparison of enrichment coefficient of each element

图2 各元素富集系数、变异系数图Fig.2 Graph of enrichment coefficient and variation coefficient of each element

2.3.1 相关性分析

通过相关性分析得出相关性分析成果表，从表3中我们可以得出Pb-Zn、W-Mo显著相关，As-Ag、Ag-Pb为低相关，其余为弱相关。并且Zn-Mo、Pb-Mo、Sb-Mo、As-Mo、Cu-Mo、As-Sn、Sb-W等元素见为弱负相关。

表3 相关性分析成果表Table 1 Results of correlation analysis

2.3.2 聚类分析

通过R型聚类分析结果，见图3，我们可以看出，聚合较好的主要有三组，分别为：Pb、Zn、Ag、As低温元素组合，W、Mo、Bi、Sn高温元素组合，以及地球化学特征相对较为独立的Au、Sb元素。

2.3.3 因子分析

因子分析是一种降维分析，降维后使标本具有更明确的意义。笔者选取了7个特征值大于1的因子，累计方差贡献率大于80%。采用初始因子载荷矩阵( 见表4) 来提取每个因子的元素组合，分别代表具有一定地球化学相关性的元素组合，得到5种类型地球化学子区：即F1因子为Pb+Zn+Ag元素组合，代表低温元素组合，并且同成矿作用密切相关；F2因子为W+Mo元素组合，代表高温元素组合，其空间形态同岩浆活动密切相关；F3因子为Cu-As-Ag元素组合，代表中低温元素组合；F4因子为Au-As元素组合，同金矿化作用相关；F5、F6、F7因子为Au、Cu、Sb、Sn、Bi元素组合，具有相对独立的地球化学特征。

图3 R型聚类分析图（全区）Fig.3 R-type cluster analysis diagram (whole area)

通过对不同地质单元的水系沉积物样品元素组合的研究，指出该区钼铅锌多金属矿化的直接指示因子（F1、F2）、热液活动指示因子和远程指示因子（F3、F4），并根据异常区上述4个因子的发育特征对矿化体的剥蚀程度进行初步判断，增强了成矿预测的准确性。应用因子得分，结合对地质特征的分析，圈定了有利找矿靶区，指明了该区主要的找矿方向。

3 元素异常特征

通过对水系沉积物（组合）异常评序及对主要异常解释、推断，结合区域成矿地质条件、路线地质调查和化探异常检查，编制了两组多元素组合：Ag-Pb-Zn、Cu-Mo-W。应用累频法圈定了单元素异常388处，组合异常9处，其中Pb、Zn、Ag异常5处，W、Mo异常3处，Cu异常2处，各异常大小不一，面积各异。

3.1 铜异常

铜元素地球化学图显示，其正负背景分异非常明显，高值区集中。异常分布于评价区东北和西北部，主要在二长花岗岩和二云石英片岩内富集，花岗岩和花岗闪长岩中则相对贫化。

表4 初始因子载荷矩阵Table 4 Component matrix

化探异常查证发现，在评价区东北部许家大岭附近发现Cu矿化，多沿裂隙面分布，风化表面见铜蓝、孔雀石呈薄膜状。推断铜矿化受到北西向断裂控制，且区内找铜矿体具有一定的潜力。

3.2 钼、钨、锡、铋异常

钼、钨锡铋元素组合异常图（图4）显示综合异常规模大，根据相关性和聚类分析，钼、钨、铋等高温元素套和关系较好。主要分布于评价区中部，（中）细粒花岗岩体边部和岩体东西两侧接触带附近，通过异常查证，花岗岩内（关门山附近）具有较强的绢英岩化，大致呈线状和带状分布。

其中钼元素地球化学图显示正负背景分异非常明显，钼异常强度较弱，但规模较大，具有明显浓集中心及浓度分带，笔者认为区内钼的深部找矿潜力较大。

3.3 铅、锌、银异常

单元素异常图显示，银元素异常主要呈近东西和北西西向展布；铅元素异常主要呈近南北和北西向展布；锌元素异常主要呈近南北、近东西和北西向展布。银元素异常带相对分散；铅和锌相关性最高，异常带也相对集中。

根据铅、锌、银元素组合异常图显示，组合异常主要呈北西向和近南北方向展布，在异常检查过程中，发现了铅锌矿化体呈细脉状，沿裂隙发育，因此推测该地区的铅锌矿化为晚期热液充填并受到早期断裂控制。

经过地质调查和异常查证，确定了评价区西部吴家老庄-狮子山-长冲岭一带的铜-钼-钨-铅-锌组合异常区，为下一步重要找矿主要方向。

4 结论

（1）在地形切割较剧烈的大别山区，应用大比例尺水系沉积物地球化学测量可以快速缩小找矿范围，圈定找矿远景区，为地质找矿提供直接可靠的好，多富集在岩体边部接触带附近，并具有较强的绢英岩化，大致呈带状分布。找矿信息。

（2）应用累频法圈定了单元素异常388处，组合异常9处，其中Pb、Zn、Ag异常5处，W、Mo异常3处，Cu异常2处，各异常大小不一，面积各异。

（3）莲花地区Pb、Zn（Ag）元素套合较好，异常规模较大，主要为晚期热液充填并受到早期断裂控制。Mo、W等高温元素异常分布较为明显，异常规模较大，套合较

图4 莲花地区钨锡钼铋元素地球化学图Fig.4 Composition anomalies of W-Sn-Mo-Bi elements in the Lianhua area

（4）根据化探成果，该区已发现多条Pb、Zn、Ag、Cu、Mo矿化体，优选出了评价区西部吴家老庄-狮子山-长冲岭一带的铜-钼-钨-铅-锌多金属找矿远景区，为下一步重要找矿主要方向。证明在低背景值地区也具有一定的找矿潜力，为今后在该区进行进一步地质找矿工作打下了良好基础。