海子山地區1∶5萬水系沉積物地球化學特征及鎢、錫異常淺析

李俊國，張成江，陳興兵，石建凡

(成都理工大學地球科學學院，成都610059)

研究區位于四川省巴塘縣境內，筆者以1∶5萬水系沉積物測量為基礎，應用聚類分析結果，劃分元素組合，以元素組合特征結合地質背景，綜合找礦信息圈出綜合異常區，探究鎢、錫元素在空間分布的關系，為進一步的找礦縮小范圍。

1 區域地質概況

研究區地處西南三江地區義敦島弧碰撞造山帶中南部。義敦島弧碰撞造山帶開始于印支晚期(瑞替克一諾利克期)的大規模俯沖造山作用，經歷了燕山期的碰撞造山過程，包括弧一陸碰撞與陸殼收縮加厚、造山隆升和伸展作用，最后又遭受了新特提斯時期陸內會聚和大規模剪切平移作用的疊加改造。火山一花崗質巖漿活動貫穿于島弧碰撞造山帶演化的始終［1］。

研究區內發育的地層主要有上三疊統圖姆溝組、上三疊統納拉山組、和第四系。發育一條寬約2km，呈NW向貫穿全區的熱接觸變質巖帶。研究區內出露巖漿巖為燕山晚期的花崗巖類，呈巖基產出。北部為絨依措巖體，主體巖相為似斑狀黑云母二長花崗巖，副礦物組合含錫石和方鉛礦。稀土元素含量和配分特征與“S”型花崗巖一致，該巖體為夏塞銀多金屬礦床提供了部分的成礦物質［2］。南部為格聶巖體，主體巖相為黑云母二長花崗巖，具殼源重熔的特征，形成于后碰撞造山環境［3］。研究區強烈的構造與巖漿活動，形成了良好的成礦地質背景如圖1。

2 景觀地球化學特征

研究區屬典型高原大陸性高山嚴寒氣候，氣溫垂直變化明顯，年平均氣溫9℃，最低氣溫－30℃，無霜期約60天。研究區年降雨量500mm左右，雪線附近降水量則為800～1 000mm。旱季和雨季分明，6～9月為多雨季節。日照長、溫度低、晝夜溫差大、無霜期短、降雪日多，每年4～9月氣候相對較好，適合野外作業。

圖1 海子山地區地質略圖

研究區整體海拔處于4 000m以上，整個景觀區域水系較發育，水侵蝕和水搬運作用明顯。水侵蝕機制主要是地表水和腐殖質參與下的化學分解作用，水搬運作用主要是正常的水交換作用、不凍結水的類毛細作用及植物根系侵蝕抽提作用，這些都加大了表生物質的搬運，其結果使水系沉積物中的異常流較大，異常的主要載荷粒段向細粒級段偏移。因此，該區適合開展水系沉積物測量。

3 樣品采集與分析

工作方法按照中華人民共和國地質礦產行業標準，DZ/T0011—91《地球化學普查規范》執行，水系沉積物樣點主要布置在長度大于300m的一級水系口和二級水系中。按照500m×500m的網度采樣，平均密度為4樣/km2，空格率(1km2)小于1%，不出現或很少出現連續5個以上空白小格。

依據本區所處的半濕潤高寒山區地球化學景觀，以及鄰區已經完成的1∶5萬水系沉積物測量粒度選取情況，并結合本區主攻礦種情況，水系沉積物測量樣品粒級確定為－40目。為提高采樣代表性，采樣在設計采樣點水系上下20～30m范圍內進行多點取樣，混合在一起組合成一個樣品，采樣部位選擇在河床底部或河道岸邊與水面接觸處，在間隙性水流地區、干的河道或極少量水流的河道中在河床底部采樣。在水流較急的河道中選擇有利于沉積物聚集的水流變緩處、河道轉彎內側、大轉石背后有較多細粒物質聚集處。選擇測試17種元素，即Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、Mo、W、Sn、Bi、U、Th、Cd、Co、Ni，分析測試方法采用X射線熒光光譜分析、石墨爐原子吸收分析、原子熒光光譜分析、極譜分析等。分析測試由德陽巖礦檢測中心完成，樣品分析檢出限和報出率等指標均達到了測試要求。

4 化探異常信息提取

4.1 地球化學背景值及異常下限確定

由于分析數據中有特高值和特低值，為合理確定異常下限，工作區背景值和異常下限的確定采用迭代剔除法確定研究區元素背景值，步驟為:計算全區各元素原始數據的平均值(X0)和標準方差(S0);按X0－3S0≤X≤X0+3S0條件進行剔除，獲得一個新數據集，對所得到的數據集重復上述處理過程，直到所有離群點數據全部剔除為止;計算新數據集的平均值(X1)和(S1)，則X1作為背景值，X1+2S1作為異常下限。異常下限及各指標特征如表1。

表1 海子山地區水系沉積物參數特征(n=1734)

4.2 地球化學異常圈定

大部分數據基本符合正態分布，少數數據經迭代剔除以后也符合正態分布。數據網格化處理采用kring方法，根據異常下限值圈定單元素異常，區內共圈定單元素異常56個。以研究區內17個元素為變量進行聚類分析，分析結果如圖2。

圖2 海子山地區水系沉積物元素聚類分析圖譜

據圖2將元素分為五組:Au、Cu;Ag、Zn、Ni、Co、Mo、Cd;Sb、Pb;Sn、Bi、W、As;U、Th。以單元素異常套合情況，聚類分析結果及某些元素相似的地球化學性質為依據。將研究區內主要成礦元素劃分為Sn－W－Bi－As;U、Th;Cu－Pb－Zn－Ag－Au－Ni－Co－Mo－Cd－Sb。將三組元素組合在一起圈定9處綜合異常。

5 重點綜合異常評價

主要對區內的Sn－W－Bi－As異常進行評述見圖3、圖4。以Sn、W為主，異常規模大，濃集中心明顯，襯度值高，濃度分帶明顯。A1濃度分帶明顯，W、Sn元素套合較好，Bi、As與W、Sn在A1區內套合不好。Sn平均值為117.6×10－6，最高值為180×10－6，最低值為25.7×10－6;W平均值為80.56×10－6，最高值為328×10－6，最低值為7.01×10－6;Bi平均值為4.62×10－6，最高值為9.84×10－6，最低值為1.39×10－6;As平均值為72×10－6，最高值為137×10－6，最低值為18.4×10－6。綜合元素套合和水系等因素，A1區域可能存在隱伏巖體，若無隱伏巖體該異常則為上游A2控制。

圖3 海子山地區地質略圖

圖4 Sn－W－Bi－As綜合異常

A2濃度分帶明顯，異常區處于熱接觸變質巖帶內，Sn、W、Bi、As套合好。Sn平均值為95×10－6，最高值為279×10－6，最低值為6.17×10－6;W平均值為31×10－6，最高值為196×10－6，最低值為2.43×10－6;Bi平均值為3.46×10－6，最高值為8.24×10－6，最低值為0.49×10－6;As平均值為102×10－6，最高值為212×10－6，最低值為6.17×10－6。Sn與W在多數礦床中相互共生［4］，Bi、As為親銅元素。在本區這些元素不僅套合好、濃度分帶明顯，顯示了良好的礦化信息。

6 W、Sn測量結果在空間上的反應

為了討論研究區W、Sn測量結果在空間范圍內的分布特征見圖5，首先需要明確W、Sn的地球化學性質，包括兩個方面:①W、Sn在表生作用下的物化性質;②研究區所在區域已發現的W、Sn礦床W、Sn地球化學特征。

圖5 W、Sn單元素異常

Taylor S.R和McLennan SM在研究陸殼的組成與演化一書中指出W、Sn具有不同的水巖分配系數見圖6，W屬于中等可溶元素，Sn屬于不可溶元素［5］。表明W在地表運移過程中會分餾損失，Sn完全保留在水系沉積物中。從元素本身的地球化學性質來看，鎢屬于典型的親氧元素，它在自然界中以W6+的氧化態形式與O2－結合形成WO2－4絡陰離子，再與Fe、Mn、Ca等元素結合形成鎢酸鹽類，而錫不僅具有親氧性，還具有親鐵性、親硫性，可以在更多的地質條件下形成多種錫的獨立礦物，如錫的氧化物、氫氧化物、硫化物、硫鹽、鈮鉭酸鹽、硅酸鹽和硼酸鹽等［6－7］。錫以氧化物的形態存在，鎢以鎢酸鹽類存在，賦存形態也表明鎢在地表遷移過程中較錫易分餾。盡管W、Sn具有不同的水巖分配系數和地球化學性質，但是在表生作用中W、Sn化合物具難溶、化學穩定性的特征，主要還是以物理風化和機械搬運為主［8］。

圖6 元素存留時間與海水/上地殼分配系數的關系［5］

研究區北部發現有矽卡巖型錫多金屬礦床，礦體主要賦存在花崗巖巖體的外接觸帶的碳酸鹽和變質碎屑巖的層間構造破碎帶中，產于這些受層間破碎帶控制的矽卡巖帶中。由內接觸帶至外接觸帶出現W－Sn的分帶［9］。

研究區內W、Sn異常既有套合又有分帶，從圖4可看出W處于內帶而Sn相對處于外帶，這與研究區北部已發現的矽卡巖型錫多金屬礦床的分帶特征相融合，研究區內W、Sn異常套合由元素共生與水系共同控制。研究區變質帶外的W、Sn綜合異常A1極有可能受水系控制。區域已發現礦床處于受層間破碎帶控制的矽卡巖帶中而非矽卡巖帶以外。根據區域地質與W、Sn的空間分布可認為綜合異常A2具有成礦潛力。

7 結論及認識

水系沉積物測量圈定的異常與已知礦點和礦化點融合程度高，與區內巖漿和構造關系緊密，說明本次水系沉積物測量圈定的異常準確可靠;通過元素組合劃分、Sn－W－Bi－As綜合異常評價、W、Sn測量結果在空間上的分布等，進一步論證了A2具有成礦潛力，縮小了找礦范圍。

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