鐵嶺汎河凹陷地區東部水系沉積物測量地球化學特征及找礦遠景預測

李 明

遼寧省有色地質局106隊，遼寧 鐵嶺 112001

鐵嶺汎河凹陷地區東部水系沉積物測量地球化學特征及找礦遠景預測

李 明

遼寧省有色地質局106隊，遼寧 鐵嶺 112001

以汎河凹陷區東部某圖幅為例，通過1∶50 000水系沉積物測量，對該地區成礦元素的分布特征進行研究，認為研究區尋找Au、Pb礦產潛力較大。通過元素異常特征，結合成礦地質條件及已知礦點信息，認為該區的成礦類型主要有兩類，即與太古界老地層石英脈型及韌性剪切帶內硅酸鹽巖有關的金礦和與中元古界長城系關門山組白云質灰巖有關的鉛礦，進而劃分出木锨溝、下汪家溝金礦和秦家堡子鉛多金屬成礦遠景區。

水系沉積物測量；地球化學特征；找礦遠景區；汎河凹陷區；鐵嶺

0 引言

鐵嶺汎河凹陷地區及外圍金屬礦產資源豐富、種類繁多，黑色、有色、貴金屬礦產等大小礦點近百余個，主要成礦時代為太古代、元古代和中生代。太古界角閃質巖石控制鞍山式鐵礦床的賦存，紅透山式銅礦則賦存于太古界綠巖帶硅酸鹽巖中。汎河凹陷區內的銅礦賦存于中元古界泥質砂質巖石和中酸性噴出巖及基性巖漿巖中，鉛鋅礦賦存于中元古界碳酸巖中，金礦則賦存于太古界石英脈、韌性剪切帶內硅酸鹽巖中和古生代輝綠巖邊部。

近年來，在汎河凹陷地區及外圍先后新發現了曹家堡子、斷山子、三道林子、黑石木金礦及小甸子鋅礦等，汎河凹陷地區及外圍巖漿活動頻繁、構造發育、礦化蝕變較強，成礦地質條件有利，找礦遠景良好。自2013年開始在鐵嶺汎河凹陷區及外圍開展了1：50 000水系沉積物測量近1 500 km2，現以其中一幅圖為例，通過對區內成礦元素地球化學異常特征進行初步分析，對該區找礦遠景進行了預測。

1 地質概況

研究區內出露地層有太古界下部古砬溝片麻巖(原巖斜長花崗巖)[1]、太古界上部鞍山群以斜長角閃片麻巖、二云片巖和石英片巖為主，地層整體呈帶狀，走向北東。中元古界下部長城系及上部薊縣系，長城系三岔子群：分為三個組，由下至上分別為大迫山組、康莊子組和關門山組，由泥質灰巖、

白云巖組成；薊縣系為樹芽屯群：分為四組，由下至上分別為佟家街組由白云巖組成；虎頭嶺組由灰-粉白色條帶狀白云巖、石英砂巖組成；二道溝組為灰綠色氣孔杏仁狀細碧巖；石門組由條帶狀白云巖、砂質板巖、白云巖組成。中生界白堊系由南康莊組紫紅色、黃綠色頁巖夾薄層泥灰巖、砂巖、礫巖和孤山子組灰綠色氣孔狀杏仁狀拉斑玄武巖組成。區南部還有深成變質混合巖出露(圖1)。

研究區大地構造位于中朝準地臺、膠遼臺隆、鐵嶺—靖宇臺拱之汎河凹陷的東部。汎河凹陷北以東西向松山—王家小堡深大斷裂為界與李家臺斷凸相鄰，東與摩離紅凸起比鄰，南以北東東向渾河斷裂為界與撫順凸起相接，西以北東向開原—營口（郯廬斷裂北東延長）深大斷裂為界與華北斷坳相連。受區域多期構造活動的影響，區域內褶皺和斷裂構造均較發育，控制著區內金、鉛鋅、銅、磷和菱鎂礦等。受區域北東向、東西向及北東東向深大斷裂的影響，區內次級斷裂構造發育，以北東向、東西向和北西向為主，并相互交織，為礦液的運移及賦存提供了有利空間。北東向構造是本區主要的控礦構造，控制著區內鉛鋅礦的產出，著名的柴河鉛鋅礦即受北東向斷裂控制。北西向構造沙河斷裂控制著金礦的產出，曹家堡子金礦即產于北西向韌性剪切帶中。

圖 1 汎河凹陷地區區域地質略圖Fig. 1 Regional geological sketch of Fan River depression area

出露的巖漿巖主要為晚古生代海西期酸性侵入巖和中生代燕山期中酸性巖侵入巖。脈巖為基性-中性-酸性均有出露，主要有輝長巖脈、輝綠巖脈、安山玢巖、閃長巖脈、花崗斑巖脈和花崗巖脈。

2 地球化學特征

2.1 地球化學參數統計

對研究區水系沉積物元素含量進行地球化學參數統計(表1)，總結其分布特征為:Au、Ag、Pb、Mo、As平均含量高于區域平均值[2]，處于區域高背景場；Cu、Zn、Sb與區域背景場相當。其中Au、Ag、Pb元素在研究區顯示既有較高的濃集系數又有較大的變異系數，表明Au、Pb、Ag既具備高背景場物質來源較為富集的特點，又存在較強的后期疊加改造富集特征，易于成礦。成礦元素離散程度圖(圖2)顯示，區內Au的變化程度較大，其次為Pb、Ag，反映區內是以金的成礦作用為主[3]，次為Pb、Ag，同時說明高含量數據很多，如Au、Pb已有礦化顯示，其單值最高分別大于100×10-9和大于1 000×10-6。綜上，結合區域成礦地質條件、礦床類型，可以確定Au、Pb為研究區主要成礦元素。

2.2 元素相關性及因子分析

2.2.1 相關性分析

為了了解研究區內元素之間的相關程度，分析元素組合與地質環境的依存關系，采用R型聚類[5]分析對全區水系沉積物中的元素進行研究(圖3)。區內元素相關性較好的元素為Pb、Ag，相關系數為0.579；Cu、As的相關系數為0.732，Zn、Sb的相關系數0.55。區內成礦元素組合主要有Cu-

As-Sb-Zn-Mo、Pb-Ag和Au三組，成礦元素組合反映區內存在金及多金屬成礦潛力。Pb-Ag反映成礦可能與巖漿氣水熱液作用有關；Cu-As-Sb與成礦元素伴生產出，反映了以中低溫熱液作用有關的礦化信息；Au與其他元素的相關性較差，反映Au主要受后期熱液作用，與老片麻巖石英脈有關。

表 1 汎河凹陷地區下肥地幅水系沉積物地球化學參數統計Table 1 Statistics of stream sediment geochemical parameters of Xiafeidi , Fan River depression area

圖 2 元素離散程度圖Fig. 2 Element discrete degree

圖 3 元素相關性Fig. 3 Correlation of elements

2.2.2 因子分析

因子分析是用因子代替原始變量，指示出某種地質上的共生組合和成因關系[4]。采用的因子分析為主成分分析法，取4個主因子時所有變量(8種元素)的主因子載荷明顯集中，信度可達82.96%(表2)。根據因子載荷[5]大小可以看出，提取的4個主因子反映區內有不同礦化期。F1因子代表最早礦化期，主要表現為Cu、Zn、As、Sb、Mo元素的“沉淀”組合；F2因子代表第二礦化期，主要表現為Pb、Ag的“沉淀”；F3因子代表Au，研究區金礦化較單一，基本是由一次礦化期形成；F4因子最后一期，因子方差貢獻較低，無礦化顯示。綜合本區的成礦地質背景分析，F2、F3因子代表主成礦階段的元素組合，這與上述相關性分析的結論也是相同的，對本區成礦遠景指示更為明顯。

2.3 元素異常特征

根據區內成礦元素分析成果，圈定單元素異常153處，組合異常11處，其中Au成礦遠景異常2處，Pb成礦遠景異常1處。Au元素異常場主要分布于汎河凹陷與李家臺斷凸的交接部，即松山堡—王家小堡深大斷裂的兩側。已發現的曹家堡子韌性剪切帶型金礦和斷山子石英脈型金礦均位于該斷裂的南北兩側，新發現的木掀溝和下汪家溝金異常區于上述兩個金礦區相鄰，并與兩金礦異常區具有可比性，說明凹陷與斷凸的轉折部是尋找金礦床的有利地區。

Pb、Ag、Zn元素異常場主要分布在汎河凹陷區內的長城系、薊縣系白云質灰巖、白云巖中，如西場、黑林子、葉爾興和秦家堡子鉛異常區等，與柴河鉛鋅礦的成礦環境相同，多位于北東向斷裂與北西、近東西斷裂的交匯部。

2.3.1 金異常

研究區內發現Au單元素異常27個，其中具一定成礦遠景的異常區2處(表3、表4)。Au異常主要分布發育在研究區北部，異常呈東西向向展布，異常濃集中心和異常空間分布明顯受近東西向和北東向斷裂控制。異常高值區局部較集中，主要分布在西北部的木锨溝村和東北部的下汪家溝村附近，圍巖主要為太古界古砬溝片麻巖（原巖為斜長花崗巖），在區內大面積出露；其上覆地層為鞍山群片巖、石英巖夾黑云片巖和大理巖，多以殘留體存在。Au高值區與近東西向和北東向兩組斷裂構造帶內老地層發育的石英脈密切相關，局部活化富集特征明顯。區內金的找礦潛力較大。

表 2 研究區因子載荷特征Table 2 Loading characteristics of factor in the study area

表 3 木锨溝地區金異常特征Table 3 Gold anomalous characteristics of Muxiangou area

表 4 下汪家溝地區金異常特征Table 4 Gold anomalous characteristics of Xiawangjiagou area

2.3.2 鉛銀鋅異常

鉛異常由9個異常組成，其中一處具有一定成礦遠景的異常（表5）。

表 5 秦家堡子地區鉛鋅銀異常特征Table 5 Lead , zinc and silver anomalous characteristics of Qinjiapuzi area

鉛異常主要分布于研究區東、中部，產于中元古界三岔子群康莊子組炭質板巖、砂巖、粉砂質板巖夾白云巖和關門山組白云質灰巖、中厚層白云巖、條帶狀白云巖中，其濃集中心明顯，空間分布北東、北西向兩組“入”字型斷裂控制。鉛變異離差大，局部富集活化特征明顯，是該區主要成礦元素，成礦潛力大。

3 成礦遠景區圈定

依據主要異常解釋與評價，主成礦元素異常及組合異常的評序基礎上，結合區域成礦地質條件、土壤剖面測量、地質剖面調查和礦點檢查，圈定具有一定找礦潛力的遠景區3處[6]，其中以金為主的遠景區2處（木锨溝和下汪家溝），鉛多金屬礦遠景區1處（秦家堡子）。

3.1 木锨溝金礦遠景區

遠景區位于研究區西北，面積約13.5 km2。區域上處于開原—王家小堡深大斷裂與木锨溝—斷山子斷裂之間。地層以太古界古砬溝片麻巖（原巖為斜長花崗巖）為主，其上履地層主要為中生界氣孔狀拉斑玄武巖，以及少量鞍山群片巖、黑云片巖和大理巖殘留體。遠景區由Hs1異常區內5個Au異

常、1個Mo異常和1個Bi異常組成（圖4）。

圖 4 木锨溝成礦遠景區Hs1異常剖析圖Fig. 4 Hs1 anomalous section of Muxiangou metallogenic prospect area

水系異常特征：Au異常總面積7.5 km2，異常點數31個，平均值為9.7×10-9，極大值大于100×10-9，襯度4.6，面金屬量為2 190.5 m2×10-6。異常濃集中心明顯，強度高，濃度分級清晰。

土壤異常特征：在水系異常內進行土壤剖面測量10條，剖面總長8 km，獲得6個Au異常，平均值9.09×10-9，極大值大于100×10-9，異常強度高，規模大，濃度分帶清晰。其中三處異常濃集中心對應二條含金礦化石英脈。

礦化蝕變特征：通過踏查，在木掀溝北山土壤異常濃集中心發現有二條石英脈，受北東向斷裂控制，圍巖為片麻巖，槽探進行驗證，石英脈走向北東，傾向南東，傾角60°，寬0.7 m，延長不清，打塊分析金品位3.2×10-6，蝕變以黃鐵礦化、硅化和絹云化為主。區內石英脈發育，是找尋石英脈型金礦的重要靶區。

3.2 下汪家溝金礦遠景區

該區位于木掀溝金成礦遠景區東部，面積約16.2 km2。斷山子金礦位于其東南部，大地構造位置同樣處于李家臺斷凸與汎河凹陷的相接部，區南部為木锨溝—斷山子斷裂，嵩山—王家小堡深大斷裂從區中部穿過。區內地層為太古界古砬溝片麻巖（原巖為斜長花崗巖），其上覆地層為太古界鞍山群上部地層，巖性多為白云母石英片巖、角閃斜長片麻巖；脈巖有晚元古代蝕變輝綠巖、中生代蝕變安山巖和石英正長巖。遠景區由Hs2異常區內4個Au異常組成（圖5）。

水系異常特征：Au異常總面積6.54 km2，異常點數30個，平均值為6.4×10-9，極大值為25.3×10-9，襯度3.1，面金屬量為537 m2%，規格化面金屬量為3.96。該異常濃集中心明顯，強度較大，濃度分級清晰。

土壤異常特征：利用土壤剖面測量對下汪家溝水系異常進行了查證，土壤剖面測量8條，總長8 km，獲得5個Au異常，平均值17.7×10-9，極大值為85.9×10-9，異常強度較高，規模較大。

礦化蝕變特征：通過踏查，在東地發現一條近東西向石英脈，推測長80 m，寬0.6，傾向南，傾角5°，寬1.5 m，打塊分析金品位0.3×10-6。蝕變以黃鐵礦化、硅化和絹云化為主。

3.3 秦家堡子鉛多金屬礦遠景區

該區位于研究區中西部，面積約16.2 km2。區域上位于關門山復向斜的南翼，區內出露地層主要為中元古界長城系和中生界白堊系地層。長城系由下到上：大迫山組淺粉色灰白色細晶白云巖；康莊子組炭質板巖、砂巖和粉砂質板巖夾白云巖；關門山組白云質灰巖、中厚層白云巖和條帶狀白云巖；白堊系南康莊組紫紅色、黃綠色頁巖夾泥灰巖、砂巖、礫巖。區內斷裂構造發育，按其展布方向主要有北東、北西和近東向兩組比較發育，其次為東西和南北向，在幾組斷裂發育地段，常形成棋盤格式或“入”字形構造。巖漿巖為閃長巖和晚古生代蝕變輝綠巖，呈脈狀產出。遠景區由Hs8異常區內2個Pb異常、1個Ag異常、2個Zn異常、3個Au異常和2個SB異常組成（圖6）。

水系異常特征：Pb異常總面積約10.7 km2，元素組合有Pb、Ag、Zn、Au等，Pb異常點數46

個，平均值為95.4×10-6，極大值為320×10-6，襯度1.9，面金屬量為47 876.7 m2%；Ag異常點數39個，平均值為0.41×10-6，極大值為1.65×10-6，襯度2.7，面金屬量為219.5 m2%；Zn異常點數12個，平均值為160×10-6，極大值為198×10-6，襯度1.3，面金屬量為10 592.0 m2%；Au異常點數8個，平均值為4.96×10-6，極大值為10.9×10-6，襯度2.5，面金屬量為248.1 m2×10-6。

圖 5 下汪家溝成礦遠景區Hs2異常剖析圖Fig. 5 Hs2 anomalous section of Xiawangjiagou metallogenic prospect area

圖 6 秦家堡子成礦遠景區Hs8異常剖析圖Fig. 6 Hs8 anomalous section of Qinjiapuzi metallogenic prospect area

土壤異常特征：對秦家堡子水系異常進行了查證，土壤剖面測量10條，剖面總長7 km，獲得2個Pb、Zn、Ag綜合異常。Pb異常點數22個，平均值306×10-6，極大值＞1 000×10-6；Zn異常點數23個，平均值448.3×10-6，極大值＞1 000×10-6。Ag異常點數25個，平均值1.87×10-6，極大值10×10-6。三元素異常吻合性好，規模較大。

礦化蝕變特征：通過異常查證及資料收集，已有探礦權區內已發現3條鉛鋅礦（化）體，一般延長40～80 m，礦體厚0.8～1.0 m；Pb品位一般為1.3%～1.5%，Zn品位一般為1.7%。該區異常面積大，濃集中心明顯，含量高，Pb、Ag、Zn的濃集中心吻合，是很好的鉛多金屬成礦遠景區。

4 結論

(1)研究區內元素水系沉積物成果較好，礦化顯示較為集中，找尋與太古界老片麻巖石英脈型有關的金礦、與中元古界長城系關門山組白云質灰巖有關的鉛多金屬礦床或礦化體的潛力較大。

(2)元素異常受斷裂構造控制明顯，以Au為主的異常濃集中心和異常空間分布明顯受近東西向和北西向斷裂控制，主要分布在松山堡—王家小堡深大斷裂的兩側；以Pb、Ag、Zn為主的異常濃集中心和異常空間分布在北東向斷裂與北西、近東西斷裂的交匯部。

(3)通過對水系異常土壤剖面查證，異常再現性很好。Au異常強度高，規模大，變異系數高，找礦潛力大，圈定金成礦遠景區2處，即木锨溝和下汪家溝成礦遠景區；Pb、Ag、Zn多金屬異常元素套合好，尤其Pb元素異常強度高，規模大，圈定出秦家堡子鉛多金屬成礦遠景區。

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[6] 李 明,孫立軍.鐵嶺汎河凹陷地區礦產地質調查續作報告[R].2014.

Geochemical characteristics and prospective prognosis of eastern part of Fanhe depression area of Tieling based on stream sediment survey

LI Ming
No.106 Team,Liaoning Bureau of Nonferrous Metals Geoexploration of Liaoning Province,Tieling 112001,Liaoning ,China

Taking a certain map in the eastern part of the Fan river depression area as an example, through the 1:50 000 stream sediment survey, the distribution characteristics of ore-forming elements in the study area were studied. It was of great potential to f nd Au and Pb ore deposits and mineralized bodies. By studying the elemental anomalies combine with ore-forming geological conditions and the known mines information, two types of mineralization were found in this area, one was gold mine which related to the silicate rock of quartz vein type and ductile shear zone in Archean old strata; the other one was Pb mine which related to dolomite limestone in Guanmenshan Formation of Changcheng System in Mesoproterozoic erathem. Thus, the region was divided into Muxiangou gold metallogenic prospective area, Xiawangjiagou gold metallogenic prospective area and Qinjiapuzi Pb polymetallic metallogenic prospective area.

stream sediment survey; geochemical features; prospective area; Fanhe depression area; Tieling

P632

A

2014-12-20;

2015-01-20

中國地質調查局項目“遼寧鐵嶺汎河凹陷地區礦產地質調查資助（12120113058500）”.

李 明（1963—），男，黑龍江大慶人，遼寧省有色地質局106隊工程師.

1001—2427（2015）01 - 93 -6