甘肃省天干族地区水系沉积物地球化学特征及评价

都卫东

（甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院，甘肃 兰州 730046）

天干族地区地处甘肃东南部中、高山地球化学景观区[1]，属长江上部支流白龙江流域，地形陡峭、沟谷纵横、水系发育、支流密集，水资源丰富。据景观地球化学特征2016年在区内开展1∶5万水系沉积物地球化学测量工作，通过初步异常检查工作在该区发现2个雄黄矿（化）点和1个铁锰矿（化）点。

1 地质概况

研究区地跨甘肃省文县、舟曲县，地处扬子板块北缘-南秦岭褶皱带南亚带中部，横跨西秦岭Pb-Zn-Cu（Fe）-Au-Hg-Sb成矿带和龙门山-大巴山（台缘凹陷）Fe-Cu-Pb-Zn-Mn-V-P-S-重晶石-铝土矿成矿带（Ⅲ-73），区域北西向断裂在研究区东部切割北东向断裂，明显控制区域构造单元和成矿带的空间分布，矿产资源相对丰富，特别是区域上贵金属矿产（金）的找矿取得了较大的突破，发现了一批以阳山金矿为代表的金矿床（点）。

研究区出露地层[2]由老到新依次为泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系，主要为下泥盆统三河口群屯寨组、上石炭统岷河组、上二叠统迭山组、上三叠统下组、上三叠统上组。其中南东部下泥盆统屯寨组是区域上主要的金矿赋矿层位，区内出露面积较大，岩性主要为灰岩、绢云石英千枚岩、绢云片岩互层，夹少量炭质千枚岩，分为中、上两个岩性段。东部上石炭统岷河组在区内出露面积小，岩性主要为含炭薄层状灰岩、硅化灰岩、粉晶灰岩等。北东部上二叠统迭山组在区内出露面积较小，下部岩性主要为石英砂岩、长石砂岩夹粉砂质-钙质粉砂岩；上部岩性主要为硅化灰岩、少量褐铁矿化灰岩、大理岩。南西部上三叠统下组在区内出露面积小，岩性主要为中层状长石石英细砂岩、钙质粉砂岩夹灰绿色薄层灰岩、黑色板岩及粉砂质板岩，为区域上（类）卡林型金矿主要含矿地层。上三叠统上组在区内出露面积较大，岩性主要为石英细砂岩、长石砂岩、粉砂质-钙质粉砂岩及薄层状灰岩。

受区域构造影响，研究区东部断裂构造极为发育，按断裂构造走向可分为北东向断裂构造、北西向断裂构造和近东西向断裂构造。

通过断裂构造间交切关系可以确定断层形成的先后顺序，其中北西向断裂构造形成时间晚于北东向断裂构造，近东西向断裂构造形成时间晚于北西向断裂构造。区域上主要的北东向金控矿构造松柏-何家坝-梨坪断裂带在区内表现为下泥盆统屯寨组中段和上段断层接触带带，该接触带亦是区内主要的控矿构造。

研究区内岩浆活动不发育，未见明显露头出露。通过遥感影像在区内共解译出1个环形构造，推测可能为隐伏的花岗岩、花岗闪长岩体。

研究区矿化蚀比相对强烈，主要有绿泥石化、铁碳酸盐化、褪色蚀变、硅化、绢云母化、褐铁矿化、黄铁矿化、雄黄矿化等。

2 地球化学特征

研究区内共采集水系沉积物地球化学原样1797件，采样密度为4.2点/km2（符合规范4～8 点 /km2要求[3]），主要分析Au、As、Ag、Sb、Bi、Cr、Co、Fe、Ni、Cu、Hg、Zn、Mo、Cd、Mn、Sn、W、Pb等18种元素。通过计算样品重采样和重分析样的合格率知，除Ag的数据合格率为86%，其余元素的数据合格率大于90%，多数元素的数据合格率接近100%。

2.1 元素参数统计

数据处理选用找矿一体化处理子系统软件（Geochem Studio3.5.9）。研究区讨论水系沉积物地球化学特征所采用的参数（表1）主要有：元素含量的最大值（CMax）、算数平均值（X）、标准离差（σ）、变异系数（Cv）及富集系数（Kk）。其中算数平均值（X）为区内元素含量的背景值；变异系数（Cv）是水系沉积物元素含量标准离差（σ）与元素算数平均值（X）的比值，主要是反映元素在区内离散的程度和局部地段富集的趋势；富集系数（Kk）是研究区水系沉积物元素含量平均值（X）与1∶20万陇南地区元素含量平均值[1]（X陇南）（主要为水系沉积物）的比值，是反映元素在研究区内富集程度的主要指标。

表1 研究区水系沉积物地球化学特征参数统计

据表1元素参数统计结果，研究区水系沉积物元素含量背景值与收集1∶20万陇南地区元素含量背景值相比较，Ag、Cr、Co、Ni、Cu、Sn、W、Fe、Mn、Pb等10种 元 素在区内背景值含量低于陇南地区（主要为水系沉积物）背景值含量，Au、Zn、Bi等3种元素在区内背景值含量与陇南地区背景值含量相差不大，Mo、As、Sb、Hg、Cd等5种元素在研究区内背景值含量明显高于陇南地区背景值含量，综上区内元素总体处于低背景异常区。区内Au、As、Sb、Bi、Cd、Zn、Hg、Mo、Pb等9种元素的富集系数（Kk）明显大于1.00，特别是As、Sb、Mo、Hg、Cd等5种元素的富集系数相对较大，反映元素在研究区内富集程度高，成矿条件较好。

据表1数据知研究区内元素变异系数（Cv）由As-Hg-Sb-Au-Cd-Mo-Ag-Mn-Cu-Sn-Zn-W-Fe-Co-Pb-Bi-Cr-Ni逐渐降低，表明研究区自As元素至Ni元素成矿作用逐渐降低。

2.2 元素富集与变异特征

研究区采用元素的富集系数（Kk）和变异系数（Cv）反映研究区内元素分布及富集特征。

选取Cv≥1为强分散、0.5≤Cv＜1为明显分散、Cv＜0.5为均匀分散；Kk≥2为明显富集、1≤Kk＜2为正常富集、Kk＜1为相对贫化。

由表2统计知，Hg、Cd在区内富集明显，Au、As、Sb、Mo、Zn、Pb、Bi在区内富集正常，进一步说明研究区地质构造条件相对较复杂，对元素分布的影响较为明显。

表2 研究区元素变异与富集特征参数统计表

Hg、Cd、Au、As、Sb在区内分异强度相对较高，Mo、Ag、Sn在区内分异相对较明显，反映研究区内主要和次要的成矿元素主要为中低温元素。

随着人们生活水平的不断提高，越来越多的人们开始重视自己的身体健康，对无公害蔬菜的需求越来越大。生产无污染、安全有营养的绿色蔬菜是现代蔬菜生产发展的必然趋势[1]。

通过研究元素变异与富集特征，认为Hg、Au、As、Sb等低温元素在研究区内富集趋势最为明显，表明区内的成矿及低温热液活动强烈，研究区内成矿作用相对复杂。

2.3 元素组合特征

采用R型聚类分析的方法[4]研究区内各元素之间的相关性，选取r=0.17将元素分为3大类。

第一大类为与浅成低温热液矿化作用有关的Au、As、Hg、Sb等元素，组内各元素之间为线性相关，其中Sb、Hg相关性最高为rSb-Hg=0.49，Au与As、Sb、Hg、As具有较高的相关性，表明区内浅成低温热液矿化作用明显，该类组合是区内寻找Au等浅成低温热液矿床的重要地球化学找矿标志。

第二大类属与中温和中-高温热液矿化相关的Ag、Mo、Mn、Zn、Cu、Sn、Ni、Bi、Pb、W、Cr、Fe、Co等 元素，组内各元素之间为线性相关，如rPb-Bi=0.92、rCo-Fe=0.91、rCr-Co=0.85等，表明区内与中、高温热液作用有关的矿化信息明显。

第三大类为Cd元素，与其他两类元素相关性相对较低。

3 异常特征

研究区水系沉积物地球化学测量以Au、As、Sb、Hg等为主圈定的综合异常共有4处。

3.1 AP1综合异常

AP1综合异常面积为9.30km2，呈似椭圆状分布于研究区中西部，元素组合为Au、Ag、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Co、Cd，Au、Ag、Sb、Hg等低温元素异常为主，其中Au有2个、Ag有3个、Sb有5个、Hg有2个异常区，区内Au、Ag、Sb、Hg异常分布面积大、含量高，异常浓集中心重合程度高，特别是Hg-94、Sb-134、Sb-103、Sb-117等异常为三级异常。认为AP1号综合异常是寻找锑、汞等低温矿（化）点的有利地带。

3.2 AP2综合异常

3.3 AP3综合异常

AP3综合异常面积为8.416km2，呈草帽状分布于研究区南部。元素组合为AsSbHgWMoZnAgAuCuSnFeMnCo，As、Sb、Hg异常强度高且规模大。其中As-136异常面积为4.30km2，有1个三级浓集中心区，异常平均值65.07×10-6，最高值为216×10-6；Sb-192异常面积为1.71km2，有1个三级浓集中心区，异常平均值7.91×10-6，最高值为25.7×10-6；通过异常检查在区内发现一雄黄矿（化）点，与As-136异常有密切的关系，是寻找雄黄矿的有利地段。

3.4 AP4综合异常

AP4综合异常面积为13.310km2，呈北东展布的带状分布于研究区南东部。元素组合为AsSbHgWMoAuZnSnAg CuFeCrNiCoMn，As、Sb、Hg、W、Mo异常最发育且浓集中心叠合程度高，其中As-130异常为三级异常，规模较大，面积为6.794km2，异常平均值106.62×10-6，最高值为457×10-6。通过检查异常形态与北东向断裂展布方向一致，在异常区西侧内见一雄黄矿（化）点，为明显矿致异常，是寻找雄黄等低温元素矿床的有利地带。

4 结论

（1）研究区异常总体与断裂构造关系密切。异常展布形态与北东向、南东向断裂展布方向一致，主要分布在次级断裂交错部位及不同地质体断层接触带上，表明区内断裂构造为Au、As、Sb、Hg等低温元素富集成矿提供运移通道和富集场所。

（2）通过统计、分析研究区1∶5万水系沉积物地球化学样数据，并进一步研究18种元素的基本参数、富集及变异特征、组合特征等，Au、As、Sb、Hg等4种元素易于在区内富集，并形成低温热液矿床（点）。

（3）以Au、As、Sb、Hg等4种主成矿元素在研究区共圈定综合异常4处，并在初步综合异常检查中发现3处矿（化）点，为明显的矿致异常，认为区内找矿潜力较好。