基于地球化学异常特征揭示地质构造——以四川惠远寺地区为例

秦宇龙， 詹涵钰， 武文辉， 李峥， 熊昌利， 徐云峰， 李名则

(1.四川稀有稀土战略资源评价与利用重点实验室，成都 610081； 2.四川省地质调查院，成都 610081)

0 引言

地球化学异常特征在地质学领域的应用广泛，除直接反映元素丰度外，还可以间接反映研究区岩体、地层、构造活动特征[1-3]。前人应用地球化学异常的空间展布特征，推断岩体产出部位、矿体深部信息和被地层掩盖和后期构造破坏的构造等[4-11]。但四川道孚县八美镇惠远寺地区研究较为薄弱[12-13]，关于地球化学异常的讨论鲜少涉及，运用地球化学异常相关资料反演推断地质构造活动方面更是空白。本文根据四川道孚县惠远寺幅1∶5万区域化探扫面成果，在充分研究成矿元素含量的时间和空间分布特征及地球化学异常展布的基础上，结合该区的基础地质情况，对隐伏地质体的空间分布和构造界限位置做出推测，为地质找矿提供依据。

1 研究区地质概况

研究区位于松潘—甘孜造山带东部，大地构造位置属巴颜喀拉地块。鲜水河断裂带分布于四川省的甘孜、炉霍、道孚、乾宁至康定一带。四川境内延伸长约600 km，宽10～20 km。测区内仅出露鲜水河断裂南东段，延伸长约25 km，斜贯测区北东部(图1)。鲜水河断裂带是一条强地震活动带，将松潘—甘孜造山带的主体分为两部分，北东为马尔康逆冲-滑脱叠置浅层构造岩片，南西为雅江逆冲-滑脱叠置浅层构造岩片[15]。

1.侏倭组; 2.如年各组; 3.新都桥组二段; 4.新都桥组一段; 5.第四系; 6.岩体; 7.燕山早期二长花岗岩; 8.断层; 9.水系; 10.研究区范围

图1 研究区地质简图[14]

Fig.1Geologicalmapofthestudyarea[14]

研究区地层区划属巴颜喀拉地层区玛多—马尔康地层分区雅江地层小区。区内出露地层主要为中生界三叠系(西康群)如年各组(T2-3r)、侏倭组(T3zw)、新都桥组(T3xd)和第四系(Q)，河流沿岸为第四纪覆盖物，在西北部有石英闪长岩体和花岗闪长岩出露[16]。

如年各组(T2-3r)位于鲜水河断裂带内，为一套混杂岩； 侏倭组(T3zw)岩性为深灰、灰色、灰黑色薄—厚层长石石英砂岩、石英砂岩与粉砂质板岩、板岩不等厚成段韵律互层； 新都桥组(T3xd)主要岩性为一套深灰、灰黑色粉砂质板岩及绢云母板岩； 第四系(Q)主要分布于山麓边缘、山坡、山间河谷地带及主沟与支沟的交汇部位。

研究区内发育呈NW—SE向平行展布的区域性断裂，在断裂附近由于构造挤压及左行平移剪切作用，形成一系列延伸NW向或近SN向的强劈理化带，规模较大。

2 地球化学特征

本次研究地球化学参数计算主要针对1∶5万水系沉积物分析测试的6个典型元素指标，统计单元主要为地层单元。以采样点位坐标所对应地层或岩浆岩为归属单元，应用MapGIS找出各样点对应的属性单元归属，再将各属性数据输入基础数据库，以供参数统计和对比研究。本次参数统计计算对有数据的层位均进行了统计，一般低于30样本数的单元无统计意义。为了不漏掉有意义的特殊层位，故在统计时对地层样本数大于15件、岩体样本数大于10件的统计单元均进行了统计。

2.1 各地质单元中典型元素的分布特征

研究区可分为5个地质单元(第四系、新都桥组、侏倭组、如年各组和岩体)，不同元素在各地质单元中的参数如表1所示。依据表中数据绘制出典型元素的地球化学图(图2)，以反映典型元素在不同地质单元中的分布特征。

表1 各地质单元地球化学参数统计

(续表)

注： Au含量单位为10-9，其余元素含量单位为10-6；Cv、K、D为无量纲量。

图2 四川惠远寺地区典型元素分布特征

第四系中Au、Sb含量较高，形成相应的高背景和正异常，其余元素含量中等，无含量最低元素； 新都桥组中Li、Bi含量较高，形成相应的高背景区，而Ag、Sb、Mo含量低，形成相应的低背景区； 侏倭组中Au、Sb、Sr、Mo元素含量较高，形成了相应的高背景和正异常，Li、Bi元素含量低，形成了相应的低背景区； 如年各组中Sb、Bi含量高，形成了相应的高背景和正异常，其余元素含量中等，无含量最低元素； 岩体中Sr含量最高，形成了相应的高背景和正异常，其余元素含量较低。

2.2 各地质单元中典型元素的系数特征

结合表1可以看出，不同的元素在同一地层中的分布、分配具有一定的专属性及相关性，不同地质体中的元素分布、分配有明显差异性。

2.2.1 变异系数(Cv)

惠远寺地区典型元素的变异系数特征如图3所示，可分为明显不均匀分布(变异系数Cv>1.0)、较大起伏型(0.5

图3 四川惠远寺地区典型元素在各地质单元中变异系数(Cv)对比

第四系中Au元素处于明显不均匀分布， Sr和Sb元素为较大起伏型， Bi、Mo为中等起伏型，Li为均匀分布； 新都桥组中Au元素表现为明显不均匀分布，Sr、Sb元素为较大起伏型，Mo元素为中等起伏型，Bi、Li元素近乎均匀分布； 侏倭组中Au和Sb元素表现为很大起伏型，Sr元素为较大起伏型，Li和Bi为中等起伏型，Mo元素为均匀分布型(Cv≤0.3)； 如年各组中Au元素表现为很大起伏型，Sb、Sr和Bi元素为较大起伏型，Mo为中等起伏型，Li元素为均匀分布型； 岩体中无强变异元素，较强变异元素有Au、Sb、Sr、Mo，弱变异的中等起伏型元素有Bi， Li元素为均匀分布型。一般来说，变异系数越大，元素的空间分布越不均匀，迁移富集能力越强，富集成矿的可能性就越大。

2.2.2 叠加强度系数(D)

惠远寺地区典型元素的叠加强度系数特征如图4所示，分为强叠加元素(D≥5)、明显叠加元素(3≤D<5)、较明显叠加(2≤D<3)和无明显叠加(1≤D<2)。

图4 四川惠远寺地区典型元素在各地质单元中叠加强度系数(D)对比

第四系中Au为强叠加元素，无明显叠加元素，Sr元素为较明显叠加，Bi、Mo、Li、Sb元素无明显叠加； 新都桥组中Au为强叠加元素，无明显叠加元素，Sr元素为较明显叠加，Bi、Mo、Li、Sb元素无明显叠加； 侏倭组中Au为强叠加元素，Sb为明显叠加，Li元素为较明显叠加，Sr、Bi、Mo元素为无明显叠加； 如年各组中Au为强叠加元素，无明显叠加元素，Sr和Bi为较明显叠加，Mo、Sb、Li元素为无明显叠加； 岩体中无强叠加元素，Au为明显叠加， Sb、Mo元素为较明显叠加，Sr、Bi、Li表现为无明显叠加。一般来说，叠加强度系数越大，元素的地球化学成矿环境越好，受多期地质作用影响越大，成矿条件越有利。

2.2.3 相对富集系数(K)

惠远寺地区典型元素的相对富集系数特征如图5所示，按K的变化分为贫乏(K<0.8)、正常(0.8≤K<1.2)、富集(1.2≤K<2)和强富集(K≥2)。

图5 四川惠远寺地区典型元素在各地质单元中相对富集系数(K)对比

区内最为富集的元素是Li，最贫乏的元素为Sr。其中第四系富集Au和Li，贫乏的元素有Mo、Sr； 新都桥组富集的元素有Li，贫乏的元素有Au、Mo、Sb、Sr； 侏倭组富集Au元素，贫乏的元素有Bi、Mo、Sr； 如年各组富集Li元素，贫乏的元素有Mo和Sr； 岩体富集Li，贫乏Au、Mo、Sb。

3 地质构造解释推断

惠远寺地区鲜水河断裂带呈NW向贯穿图幅，断裂带内出露如年各组板岩、基性火山岩夹灰岩岩块，沿断裂发育劈理化带，中酸性脉岩沿劈理化带分布，部分地区经韧性剪切作用形成花岗质糜棱岩，一些地段产状零乱，揉皱强烈； 该区内除Au、Ag、Mo、Nb、Sn、Ta、W以外，其他元素都较富集； 断裂西侧为新都桥组板岩夹少量长石石英砂岩，富集Nb、Ta、W，而Ag、As、Au、Mo、Sb、Sr则表现为贫乏； 东侧侏倭组板岩与长石石英砂岩互层，富集Mo和Ag、Au、Sb、As、Sr等中低温热液元素，其余均表现为低背景。根据典型元素的异常分布特征可见，异常分带与以上3个部分(断裂带西、中、东部)的地质界线相吻合，异常分布受断裂构造影响很大。

将研究区所有元素指标，按照各元素指标确定的异常下限，将标准化处理后的数据进行异常赋值并进行叠加，得到全区信息总量值，勾绘出研究区地球化学地质构造推断图(图6)。由图6可见，元素的分散与富集及元素异常分布形态在空间上、成因上都与断裂构造有着密切的联系[18]。除已知构造外，根据研究区内异常的含量高低、位置及展布形态还可推测出2组断层： F1、F2、F3断层组平行于异常，呈NE向展布，被后期断裂切割错位； F4、F5、F6断层组则平行于鲜水河断裂带，呈NW向展布。

图6 研究区地球化学地质构造推断

4 结论

(1)元素的分散与富集及元素异常分布形态在空间上、成因上都与断裂构造有着密切的联系。

(2)利用中低温热液元素(Au、Sb)可推断断裂带界线； 利用亲石元素(稀有)(Li、 Sr)和高温热液元素(Mo、Bi)可推断岩浆岩的产出部位。

(3)应用地球化学异常推断地质构造、岩体，还应该考虑到异常主要以水系沉积物样品为主，判断地质体空间分布的精确内容和构造界限的确切位置存在一定的局限性，地质构造推断必须以地质观察为基础，不能以化探资料取代地质观察直接信息。