化探综合异常的圈定——以安徽绩溪青罗山地区1∶1万土壤地球化学测量为例

写 熹，魏国辉，郭泳杰，王克友，杜玉雕

(安徽省地质调查院，安徽 合肥 230001)

0 引言

安徽绩溪县青罗山地区位于江南地块东段、绩溪巧川-宁国大坞尖钨(锡)钼多金属成矿区。该多金属成矿区内钨矿众多，典型的有绩溪上金山钨钼矿、绩溪际下钨矿、绩溪逍遥钨多金属矿、宁国大坞尖钨钼矿、宁国兰花岭钨钼矿、宁国竹溪岭钨钼矿等[1-7]，表明该成矿区具有较大的钨钼矿找矿潜力。前人先后在研究区及周边地区开展过1∶20万、1∶5万水系沉积物测量，圈定了一批有意义的综合异常，在异常内发现了多个钨钼矿(化)体，其规模较大、品位较富。对绩溪青罗山地区开展1∶1万土壤地球化学测量，用常规方法圈定了综合异常，但圈定的综合异常范围较大，且研究区工作程度低，野外工作条件恶劣，在异常检查时工作强度较大，能否更进一步缩小找矿范围，减小野外工作强度，缩短找矿周期。本文以青罗山地区土壤地球化学测量数据为基础，探讨“平均衬度法”在圈定综合异常时的优势，对今后在土壤地球化学测量中应用该方法开展找矿工作具有重要的指导意义。

1 地质概况

研究区大地构造位置上位于江南隆起带北东端。江南隆起带位于扬子板块东南缘，由扬子板块的江南地块及扬子与华夏板块之间的江南过渡带两大构造单元构成[8]。江南隆起带(安徽段)的构造线方向呈NNE向、NE向，主要的断裂有高坦断裂、周王断裂、江南断裂和天目山断裂[9]。研究区处于唐川—许村断裂和绩溪—宁国断裂之间，羊栈岭叠加复背斜北西翼，旌德岩体南部(图1)，在安徽省绩溪县上庄镇旺川村北西一带。

图1 青罗山地区构造位置简图

1.1 地层

区内出露的地层由老至新主要有南华系休宁组上段(Nh1x3)和雷公坞组(Nh2l)、震旦系蓝田组(Z1l)和皮园村组(Z2∈1p)、寒武系荷塘组(∈1-2h)，总体呈NE向展布(图2)。区内与成矿有关的主要为南华系休宁组、雷公坞组和震旦系蓝田组，其中南华系休宁组上段上部(Nh1x3-2)为区内主要赋矿地层，岩性为一套含锰质灰岩、含钙质砂岩为主的地层，发育了较强烈的接触交代变质作用——矽卡岩化。

图2 青罗山地区地质简图

1.2 构造

区内褶皱构造和断裂发育。褶皱主要为青罗山—凤池湾背斜、黄会山向斜，前者为一宽缓的背斜，斜枢纽呈NE30°±，是区内重要的控矿构造，后者核部地层为荷塘组，南翼由皮园村组、蓝田组及雷公坞组组成，北翼被旌德岩体侵入破坏。区内断裂主要发育NE向、NW向两组，其中NE向断裂期次最早，NW向断裂次之。NE向断裂主要有F12、F10，F12为向北西陡倾的逆断层，沿断层面有清晰断层面和断层角砾岩；F10断裂走向为40°～60°，倾向东南。NW向断裂主要有F6、F7、F9，其中F6、F7断裂长0.5～1.5 km，走向为310°～340°，产状较陡，断裂带内发育硅化、石英脉等；F9断裂长约1.5 km，呈NW320°±走向，倾向NE，倾角大于75°，断裂带内发育有硅化角砾岩，宽0.5～1.5 m，是区内对矿化体空间分布影响最大的断裂之一。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩极为发育，均属于旌德复式岩体，主要有花岗闪长岩(K1γδ)、黑云母花岗闪长岩(K1γδβ)，主要矿物有斜长石、石英、钾长石、黑云母、角闪石等，还含少量的黄铁矿、磁黄铁矿、榍石、磷灰石、磁铁矿等，在岩体不同部位矿物粒度、暗色矿物的含量等略有变化。此外区内还发育花岗岩、花岗闪长岩、辉绿玢岩等脉岩，脉岩走向不一，大多分布在旌德岩体中，少部分发育于围岩内。

1.4 围岩蚀变

区内构造、岩浆活动强烈，受旌德岩体的影响，变质作用极为发育，围岩蚀变主要有矽卡岩化、硅化、大理岩化、角岩化、黄铁矿化等。区内矽卡岩化发育，多发育于区内碳酸盐岩地层与岩体接触带附近，形成矽卡岩。石英脉(硅化)与区内构造线走向较为一致，NE向为主，NW向次之。

1.5 矿体特征

区内矿体主要赋存于休宁组上段上部(Nh1x3-2)与侵入岩花岗闪长岩的接触带内，矿体的发育受地层层位和岩体接触带双重因素控制，属层控矽卡岩型钨(钼)矿床，圈定了白钨矿体主矿体1层、次要矿体2层。矿体呈层状、似层状，产状与地层产状基本一致，矿体总体倾向NE20°～70°，倾角20°～35°。矿体厚度稳定，有用组分较均匀。其中主矿体厚1.03～6.69 m，平均厚3.07 m，矿体w(WO3)为0.154%～1.512%，平均值为0.772%。矿石结构主要有半自形—他形晶粒状结构、自形粒状结构、鳞片状结构、填隙结构、包含结构、交代残留结构等。矿石构造主要有稀疏浸染状构造、稠密浸染状构造、细脉浸染状构造、团块状构造。矿石矿物主要为白钨矿、辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、软锰矿、褐铁矿等，其中有用矿物主要为白钨矿、辉钼矿。脉石矿物主要有石榴子石、石英、透辉石、透闪石、方解石、绿帘石、绿泥石、绢云母等，另含少量黑云母、斜长石等。

2 样品采集与测试

本次在研究区开展1∶1万土壤地球化学测量，测量面积10.45 km2，共采集土壤样品2616件，野外按100 m×40 m的网度EW向采样，采用手持GPS，辅以罗盘进行定点，并保存GPS航迹监控资料。野外工作正式开展前，对每台GPS结合地形地物均进行误差校准，统一参数，其误差一般在2～10 m。样品由采样点附近点线距1/10范围内取3～5个子样组合而成，样品采集于B～C层，深度为地表以下15～25 cm，成分以细粒的黏土、亚黏土、亚砂土、砂土为主。严格按照日照揉搓→晒干→木槌敲打→过40目不锈钢筛→四角对折混匀→装入纸袋→装箱的工序加工和保存，在完全防止样品交叉污染的情况下送实验室分析，样品送验重量均大于150 g。

样品分析项目为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、W、Mo、Bi、Sn共计11种，分析测试由安徽省地矿局三一三实验室承担完成。采用电感耦合等离子体发射光谱法(ES)测定Cu、Pb、Zn；发射光谱法(ES)测定Ag、Sn；化学光谱法测定Au；原子荧光法(AFS)测定As、Sb、Bi；催化极谱法(POL)测定W、Mo。样品分析结果的准确度和精密度、报出率、日常分析质量、实验室外部质量监控均符合中华人民共和国地质矿产行业标准《地球化学普查规范(DZ/T 0011-2015)》的要求。

3 综合异常的圈定

3.1 研究方法

3.1.1 常规方法

1∶1万地球化学综合异常图圈定的常规方法主要是依据地球化学祥查规范，即综合异常图是在组合异常图的基础上，将空间上密切相伴、具有成因联系的主成矿元素和指示元素异常，归并为一个综合异常编绘而成。其范围应为具有相同成因联系的异常的范围或推断矿化地质体的范围，异常圈闭线标注主成矿元素及指示元素组合[10]。

3.1.2 平均衬度法

除常规方法外，很多学者都做了一些尝试，如李欢等[11]提出衬度法绘制综合异常的思路，并利用衬度法绘制了内蒙古锡林浩特某地区的化探综合异常图，具有一定的实用价值；杨利民等[12]以成矿能量的理论和方法，研究了青海阿尔茨托山主要成矿元素的地球化学特征，并圈定了化探综合异常图；李欢等[13]利用衬度法绘制综合异常图，利用综合衬度值、累加衬度值、平均衬度值分别圈定综合异常，通过比较，确认平均衬度值圈定的综合异常效果更好，并选取内蒙古巴林右旗某地和黑龙江黑河某地两种不同景观区进行验证和比较，认为“平均衬度法”圈定的综合异常图优势较明显。

衬度是指元素原始分析数据与该元素异常下限的比值，“平均衬度法”是根据平均衬度值来圈定综合异常图，平均衬度值是指每一采样点的衬度异常值之和与异常元素数量的比值[13]，即：

(1)

平均衬度综合异常图数据处理的基本思路是以每个采样点为单位，分别求取各元素的衬度值；挑选出其中≥1的所有衬度异常值，然后利用公式(1)计算出每个采样点的平均衬度值[11]。本文根据计算的平均衬度值，以2、4、8圈定平均衬度综合异常图。

3.2 综合异常的圈定

应用常规方法在研究区内共圈定综合异常9个，由上至下、由左至右分别编号为AP1～AP9，用“平均衬度法”共圈定19个综合异常，由上至下、由左至右分别编号为HT1～HT19(图3)。由图3可见，两种方法圈定的综合异常，所处的位置关系差别不大，但“平均衬度法”圈定的异常明显较多，将一些弱小异常均反映出来，异常AP7、AP8与HT17、HT18对应关系最好，且HT17、HT18的浓集中心明显，异常面积大，故分别以这两个异常为研究对象，用两种方法进行比较，进一步说明“平均衬度法”圈定综合异常图时的实用性。

图3 青罗山地区综合异常图

3.2.1 青罗山异常(AP7)

3.2.1.1 异常特征

异常位于研究区南部青罗山一带，异常呈不规则状，异常南侧为边界，未封闭。元素组合以W、Bi元素为主，伴生Zn、Pb、Ag、Cu、Mo等元素。W、Bi元素浓集中心明显，具外、中、内三级浓度分带，套合较好，其异常规模大，强度高，W异常平均值为97.85×10-6；Zn、Pb、Sn、Ag、Cu、Mo具外、中带，但多为单点异常(表1、图4)。异常区出露地层为雷公坞组、休宁组，有花岗闪长岩岩株出露。异常区内发育F9、F10、F12断层，其中F9断层中角砾岩发育，硅质胶结，F10断层中岩石破碎，见断层泥，断层内石英脉发育，F12断层北侧(上盘)休宁组逆冲在雷公坞组之上，沿断层常见有清晰断层面及断层角砾岩，深部切割岩体。

表1 AP7异常元素特征参数

异常区内元素组合较为复杂，主要为中高温元素，由于含钨矽卡岩化地层分布在山脊或山坡上，矿化岩石滚落、元素迁移，导致异常分布范围较大。

3.2.1.2 常规与平均衬度综合异常图对比研究

图4a是用常规方法圈定的综合异常，图4b是用平均衬度法圈定的综合异常。两种方法圈定的综合异常位置和形态总体一致，前者圈定的综合异常面积约1.239 km2，后者圈定的综合异常面积约1.144 km2，两者的面积差别不大，但前者只是一个大的范围，指示的找矿范围大，元素彼此叠合的部分仅有2处，靶区不明显，后者有明显的异常浓集中心，且有5处异常浓集中心，圈定找矿靶区面积共约0.095 km2，靶区明确，圈定的找矿靶区面积比常规方法减少1.144 km2，大大缩小了找矿的范围，且在面积较大的Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号异常浓集中心均发现了矿(化)体，这些矿(化)体均呈层状、似层状赋存在休宁组三段上部中，顶部发育矽卡岩，休宁组三段上部矽卡岩化的砂岩中局部亦有发育，矿石矿物主要为白钨矿。

图4 常规与平均衬度综合异常对比(AP7)

在Ⅰ号异常浓集中心处，地表发现了长约730 m的矿化带，布置了TC21、TC01、TC02、TC03、TC04探槽进行揭露，圈定出矽卡岩钨矿体平均厚约4 m，w(WO3)≈1%。该异常浓集中心W元素最高含量值为809×10-6，受地形影响，最高含量值的点不在矿体的正上方，而是在矿体下坡方向10～40 m的位置。

在Ⅱ号、Ⅲ号异常浓集中心处，地表发现了长约600 m、宽40～160 m的矿化带，布置了TC11、TC12、TC31、TC32、TC33、TC34、TC51、TC52探槽进行揭露，圈定矽卡岩钨矿体，平均厚约2.7 m，w(WO3)≈0.5%。Ⅱ号异常浓集中心W的最高含量为1791×10-6，正好位于矿体上，Ⅲ号异常浓集中心W最高含量为739×10-6，受地形影响，最高含量值的点在矿体下坡方向约20 m处。

此外，在F12断层西北部的异常处，地表发现了长约450 m、宽50～100 m的矿化带，布置了LTC01、LTC02、LTC03、LTC04、LTC05探槽进行揭露，圈定矽卡岩钨矿体平均厚约3 m，w(WO3)≈0.35%。该处W最高含量为96.9×10-6，最高含量值的点在矿体下坡方向约30 m处。

3.2.2 石锅坑异常(AP8)

3.2.2.1 异常特征

异常位于研究区西南部青罗山的山脊上，呈近圆形，异常西侧未封闭。元素组合以W、Bi、Ag、Pb、Zn元素为主。W元素浓集中心明显，其异常中心与休宁组上段吻合，W、Bi、Ag具外、中、内三级浓度分带，W异常均值为222.37×10-6；Pb、Zn具外、中带，W、Bi、Ag、Pb、Zn间套合较好(表2、图5)。异常近沿着山脊分布，山脊两侧为侵入体(花岗闪长岩)，处于休宁组与岩体的接触带上，休宁组中发育有矽卡岩化、白钨矿化，特别是在休宁组顶部，形成了含钨的石榴子石矿化体，发育NW向的F11断层，硅化构造角砾岩发育。

表2 AP8异常元素特征参数

异常区内元素组合复杂，主要为中高温元素，由于山脊上的矿化岩石向两侧滚落、元素迁移，该土壤异常顺山脊向两侧范围大于含矿地层的分布。

3.3.2.2 常规与平均衬度综合异常图对比研究

图5a是用常规方法圈定的综合异常，图5b是用平均衬度法圈定的综合异常。两种方法圈定的综合异常位置和形态总体一致，前者圈定的综合异常面积约为0.316 km2，后者圈定的面积约为0.324 km2，两者的面积亦差别不大，但前者只是一个大的范围，指示的找矿范围大，元素彼此叠合的部分仅有1处，靶区不明显，后者圈定的异常浓集中心有2处，圈定找矿靶区面积共约0.045 km2，具有明显的异常浓集中心，靶区明确，圈定的找矿靶区面积比常规方法减少0.271 km2，亦大大缩小了找矿的范围。

图5 常规与衬度综合异常对比(AP8)

Ⅳ号异常浓集中心为单点异常，W元素值为209.8×10-6，无钨矿体。在Ⅴ号异常浓集中心处布置了探槽TC81，圈定了真厚度为3.96 m白钨矿体，w(WO3)平均为0.688%，该矿体延长130 m，延深0～75 m。Ⅴ号异常浓集中心W元素最高含量值为5059×10-6，受地形影响，最高含量值的点不在矿体的正上方，而是在矿体下坡方向30～50 m的位置。

综上，通过AP7、AP8综合异常中钨矿体的位置可以看出，大部分钨矿体均不在W元素最高含量值处，与最高值点有一点偏移距离，在地面工程布置时，若在最高含量值的点处进行工程揭露，并不能取得好的找矿效果，实际工作中，要考虑地形等多种因素，综合判断后，才能更好的布置地面工程。

4 结论

用常规方法和平均衬度法分别圈定综合异常，经比较，两种方法圈定的综合异常，其位置、形态总体一致，但用平均衬度法圈定的综合异常图显示出了明确的异常浓集中心，浓集中心面积较小，且与矿化体分布范围相吻合。由于浓集中心范围相对较小，异常查证更具有针对性，在野外工作环境恶劣、低工作程度区，能更准确、高效地指导布置相关勘查工作。同时，用平均衬度法圈定的综合异常进行异常查证时，应注意地形等外在因素影响，在浓集中心上坡方向追索，以防遗漏矿化信息。