攀枝花米易地区白马含矿岩体共伴生成矿元素特征

邬雨婷，陈友良，郭 涛，殷桂芹

(1.成都理工大学 地球科学学院，四川 成都 610059；2.成都理工大学地学与核技术四川省重点实验室, 四川 成都 610059；3.攀枝花钒钛磁铁矿—四川攀枝花野外基地，四川 攀枝花 617000;4.核工业二○八大队，内蒙 包头 014000)

攀西地区是我国重要的钒钛磁铁矿产区之一，也是我国重要的黑色、有色、稀土-稀有等矿产生产基地[1]。该地区的钒钛磁铁矿除了铁、钒、钛三种主要有益元素外，还伴生有钴、镍、铬、锰、铜、硫、镓、钪、稀土元素以及铂族元素，伴生元素含量大部分达到了综合利用价值[2]。白马铁矿是攀西地区大型钒钛磁铁矿床之一，前人对该含矿岩体的岩石学特征、元素地球化学特征、矿床成因机制以及选冶工艺等方面都取得了重要的成果[3-7]，而有关含矿岩体共(伴)生元素分布特征等相关方面的研究较为薄弱。本文选取白马铁矿及及坪矿段为研究对象，在详细的野外地质调查基础上，对白马含矿岩体的共伴生元素特征展开研究，以期查明研究区共(伴)生矿产元素种类及分布规律，为区内矿产资源的综合利用与找矿提供依据。

1 矿区地质特征

白马铁矿位于攀枝花市米易县，处于康滇地轴中段泸定-米易台拱之米易穹断束上。矿区出露地层主要有中元古界会理群天宝山组浅变质岩系、震旦系观音崖组和灯影组碎屑岩-碳酸盐建造。区内褶皱主要为近南北向展布的茨达—撒莲背斜，矿区内的断裂构造将白马铁矿分割为5个矿段，由北至南依次为夏家坪矿段、及及坪矿段、田家村矿段、青杠坪矿段、马槟榔矿段[8]。矿区内岩浆岩十分发育，侵入岩主要为华力西早期-燕山期的酸性、基性-超基性以及碱性侵入岩体，喷出岩则主要为广泛分布的晚二叠世峨眉山玄武岩。白马含矿岩体是矿区内分布最广的基性-超基性层状侵入岩体，大致呈南北向展布，长度为24 km，宽度为2～6 km，地表分布面积约100 km2，岩体延伸深度大于500 m，其形成时代为258.5±3.5 Ma。

2 样品采集与分析方法

本文在白马铁矿及及坪矿段共采集了矿石样品7个，赋矿围岩样品12个。样品的元素分析在核工业二三○研究所分析测试中心实验室完成，测试方法和依据为GB/T14506.30-2010(硅酸盐岩石化学分析方法第30部分：44个元素量测定)。使用仪器型号为ELEMENT XR的等离子质谱仪(ICP-MS)进行分析，测试精度优于5%。

3 分析结果

3.1 特征参数统计分析

本文选取白马铁矿及及坪矿段含矿岩体中不同矿层矿石与赋矿围岩样品中具有综合利用价值的TFe、Ti、V、Cr、Co、Ni、Cu等七种共(伴)生元素进行分析，具体含量见表1。

表1 白马铁矿及及坪矿段岩矿石主要共(伴)生成矿元素分析表

为了比较直观的表述研究区内共(伴)生元素的分布特征，选取算术平均值(X)、标准离差(S)、变异系数(Cv)、富集系数(K)等特征参数来研究其变化规律，其中K为矿段整体元素含量的算术平均值X与元素大陆地壳丰度C之间的比值[9]，经计算，白马铁矿及及坪矿段岩矿石样品中共(伴)生成矿元素特征参数见表2。

表2 白马铁矿及及坪矿段共(伴)生成矿元素特征参数统计表

由表2数据可知，Ni元素富集系数K为1.97，属于富集元素；Fe元素富集系数K为4.20、Ti元素富集系数K为3.42、V元素富集系数K为7.86、Cr元素富集系数K为26.12、Co元素富集系数K为4.22、Cu元素富集系数K为3.17，均大于2，属于强富集元素。Fe、Co元素变异系数Cv为0.50，为均匀分异元素；Ti元素变异系数Cv为0.55、V元素变异系数Cv为0.60，为不均匀分异元素；Cr元素变异系数Cv为1.74、Ni元素变异系数Cv为0.78、Cu元素变异系数Cv为0.80，为极不均匀分异元素。

及及坪矿段含矿岩体亲铁元素中Cr富集系数K和变异系数Cv最大，表明富集程度最高，在有利条件下极易富集成矿。亲铁元素Co、Ni、TFe也属于强富集元素，但富集系数较小，分别为4.22、1.97、4.20。亲石元素Ti，V属于强富集元素，且呈不均匀分异，也可能在有利位置成矿。亲硫元素Cu和亲铁元素Ni属于强富集元素，且呈极不均匀分异，显示较强的迁移富集特征，说明在研究区成矿有利部位形成铜镍硫化物矿体的潜力较大。

3.2 相关性分析

根据相关系数r绝对值，可将相关程度划分为极低(<0.2)、低(0.2～0.4)、普通(0.4～0.6)、高(0.6～0.8)、极高(>0.8)五类。通过计算得出白马矿区及及坪矿段各共(伴)生成矿元素变量间的相关系数(表3)，其中Ni和Cu、TFe和Ti、Co和V元素相关系数分别为0.953、0.952、0.920，相关程度极高，呈显著正相关，说明Ni和Cu、TFe和Ti、Co和V元素具高度同源性。V和TFe、V和Ti、Co和TFe、Co和Ti、Ni和V、Ni和Cr、Ni和Co、Cu和V、Cu和Cr、Cu和Co元素相关系数分别为0.794、0.686、0.796、0.626、0.735、0.758、0.767、0.731、0.757、0.713，相关程度为高，呈明显正相关，其成因具有一定联系。对及及坪矿段各共(伴)生成矿元素的含量数据进行R型聚类分析(图1)，可将TFe、Ti、V、Co看作一个成矿元素组合，将Ni和Cu看作第二个成矿元素组合，与相关性分析结果一致。

表3 白马铁矿及及坪矿段共(伴)生成矿元素相关系数表

图1 白马铁矿及及坪矿段岩矿石共(伴)生成矿元素R型聚类分析

为研究TFe、Ti、V、Co成矿组合和Ni、Cu成矿组合地质母体是否具有相关性，利用SPSS软件对TFe、Ti、V、Cr、Co、Ni、Cu几种元素做频率分布直方图如图2，根据图中数据峰值位置可判断7种共(伴)生成矿元素表现均偏离正态分布，且峰值位置存在差异，说明成矿元素的地质母体具有多源性，是多期多阶段地球化学作用叠加的特征显示，反映出白马含矿岩体有成矿岩浆的多期多阶段补给叠加的特点[10]。

图2 白马铁矿及及坪矿段岩石共(伴)生成矿元素含量分布频率直方图注：TFe、Ti、V的含量单位为%，Cr、Co、Ni、Cu的含量单位为10-6。

4 结论

(1)白马铁矿及及坪矿段中各共(伴)生元素的富集系数、变异系数明显不同，反映各元素的富集、分异存在较大差异，表明研究区在成矿过程中的地质地球化学作用较为复杂，含矿岩体中共(伴)生元素Cr、Ni富集程度高，变异系数大，在有利部位可能富集成矿，具有一定的找矿潜力。

(2)共(伴)生元素相关性分析显示，共(伴)生成矿元素中Cu和Ni、TFe和Ti、Co和V相关系数分别为0.953、0.952、0.920，呈显著正相关，具有高度同源性，可分为Cu、Ni和TFe、Ti、Co、V两个成矿元素组合。7种共(伴)生成矿元素浓度偏离正态分布且峰值位置不同，反映了白马含矿岩体有成矿岩浆的多期多阶段补给叠加的特点。