用地球化學塊體法評價遼寧省鉬礦資源潛力*

張紅濤

(遼寧省地質礦產調查院)

用地球化學塊體法評價遼寧省鉬礦資源潛力*

張紅濤

(遼寧省地質礦產調查院)

分別從礦產成因類型、成礦地球化學特征兩個方面分析了遼寧省鉬礦成礦地質背景，在此基礎上，首先基于遼寧省1∶20萬化探掃面數據，以0.71×10-6為異常下限共圈定了5個鉬地球化學塊體(編號分別為I#、II#、III#、IV#、V#)；其次通過分析塊體內地質特征、礦產資源特征，確定將各地球化學塊體的五級子塊體作為找礦遠景區，并建立了全省鉬礦找礦模型；然后應用找礦信息量法篩選出地質、物探、化探等13個找礦標志，并以該類找礦標志為變量，對找礦遠景區進行了分類，優選出A級遠景區6個、B級遠景區9個、C級遠景區11個；最后利用地球化學塊體法估算出的遼寧省鉬礦資源量為87.26萬t，可見，全省鉬礦資源潛力較大。上述分析對于遼寧省進一步開展鉬礦找礦預測工作有一定的參考價值。

鉬礦 成礦地質背景 地球化學塊體 找礦信息量 找礦模型 找礦標志 找礦遠景區

遼寧省是我國北方重要的鉬礦生產基地，特別是楊家杖子、蘭家溝鉬礦所在的虹螺山—五指山多金屬成礦帶為遼寧省重要的鉬礦產區，同時在遼西朝陽、遼東桓仁—寬甸地區均有中型以上鉬礦發育。全省鉬礦以接觸交代型和斑巖型為主，幾乎全部與印支期—燕山期中—酸性侵入巖有關。自20世紀在省內發現鉬礦以來，眾多學者分別對遼寧省鉬礦的礦床地質特征、成因、成礦年齡、成礦物質來源、構造特征、巖體演化與成礦的關系以及成礦預測等方面進行了深入研究，為該省鉬資源預測提供了重要依據[1-7]。盡管大量學者對遼寧省鉬礦進行了大量研究工作，但并未對全省鉬礦的潛在資源量進行過評價。因此，本研究將地球化學塊體與找礦信息量相結合，對遼寧省鉬礦資源潛力進行評價，即立足謝學錦院士提出的“地球化學塊體”理論，以全省1∶20萬化探數據為基礎，圈定遼寧省鉬礦地球化學塊體并以五級塊體作為找礦遠景區，應用找礦信息量法對全省找礦模型進行構建，用各地球化學塊體的五級子塊體內的找礦信息量之和對找礦遠景區進行篩選。

1 成礦地質背景

1.1 礦產成因類型

遼寧省鉬礦在成因上均與中—酸性侵入巖有關，成因類型可劃分為接觸交代型鉬礦、斑巖型鉬礦、熱液脈型鉬礦。其中，接觸交代型鉬礦、斑巖型鉬礦為省內最主要的鉬礦類型，工業價值最大、分布最廣泛；而熱液脈型鉬礦分布相對集中、工業價值一般。

(1)接觸交代型鉬礦。該型鉬礦主要分布于葫蘆島市楊家杖子地區，次為桓仁—寬甸地區，另外在喀左縣也有分布。礦床主要產于中—酸性侵入巖體與碳酸鹽巖圍巖接觸而形成的矽卡巖帶中，典型礦床為楊家杖子鉬礦，隸屬于遼西中生代上疊盆地帶、遼吉古元古代古裂谷、建平晚古生代陸緣巖漿弧等Ⅳ級大地構造。圍巖主要為中元古界長城系高于莊組，薊縣系楊莊組、霧迷山組，寒武系饅頭組、張夏組、崮山組，奧陶系冶里組、亮甲巖組等碳酸鹽巖地層。區內與成礦有關的侵入巖體主要為印支期—燕山期侵入的寬邦、堿廠、虹螺山、石柱子、二棚甸子、肖家營子等地的中—酸性巖體(巖性為細粒二長花崗巖、花崗巖、花崗斑巖、花崗閃長巖、閃長巖)。NE—NNE向、EW向斷裂構造既控巖又控礦，是成礦必不可少的條件。

(2)斑巖型鉬礦。該型鉬礦主要分布于葫蘆島市鋼屯—蘭家溝、興城灰山屯以及桓仁—寬甸地區。礦床集中產于斑巖體內部及巖體侵入至圍巖的巖枝當中，部分礦床屬于斑巖型-脈型，典型礦床為蘭家溝鉬礦、窮棒子溝鉬礦。斑巖型鉬礦分布于遼西中生代上疊盆地帶和遼吉古元古代古裂谷Ⅳ級成礦單元內。區內與成礦有關的侵入巖體主要為燕山期侵入的蘭家溝、鋼屯、八里甸子、閻王鼻子、二棚甸子、高麗墓子等地的細粒黑云母花崗斑巖、花崗巖斑巖、似斑狀二長花崗巖、閃長巖、流紋斑巖等巖體[8]。區內控制巖體侵入的構造為NE、EW向斷裂構造。

(3)熱液脈型鉬礦。該型鉬礦分布于葫蘆島市新臺門—建昌小盤嶺、遼北新賓一帶，其大地構造分區屬遼西中生代上疊盆地帶、龍崗隆起，礦體受NE向及EW向斷裂構造控制，礦化與晚侏羅世二長花崗巖、花崗斑巖小侵入體關系最為密切。

1.2 成礦地球化學特征

巖體及地層中巖石的元素豐度可揭示水系沉積物中礦體和成礦物質的主要來源，為劃分地球化學塊體及分析濃集情況提供了更有利的證據[9-10]。本研究收集了楊家杖子、蘭家溝、窮棒子溝鉬礦與成礦關系最密切的巖體豐度值，經分析可知：①該類巖體與維諾格拉多夫標準花崗巖相比，其富集系數分別為12、36、6.4，大型規模以上鉬礦的富集系數均在10以上；②該3個礦區Mo的豐度與中國陸殼(Mo豐度為1.11×10-6)相比，富集系數分別為10.81、32.43、5.77。由此可見，Mo來源于下地殼或上地幔的重熔型巖體，同時Mo的富集系數與成礦規模對應關系較明確，而地層中Mo的含量很少、不足1×10-6(相對虧損)，地層不提供成礦物質，僅為賦礦空間[11]。

遼寧省Mo地球化學異常具有鮮明的特點，即遼西地區主體呈NE走向，遼東、遼北地區Mo化探異常則表現為近EW、NE向分布。結合省內成礦地質背景可知，上述分布特征主要與基底構造及沿基底構造侵入的巖體關系密切。區域異常中心(面積小于1 000 km2)一般分布于基底斷裂構造兩側或與次級斷裂相交的部位，而該類部位恰為巖體侵入的有利部位，同時該類區域異常基本控制了全省幾乎所有的鉬礦床。

2 地球化學塊體資源量估算方法

學術界一般將面積不小于地球化學省(異常面積不小于1 000 km2)的巨大巖塊定義為地球化學塊體(表1)[12-14]。

表1 地球化學模式

地球化學塊體內資源量估算應著眼于塊體面積、層次特征、濃集度以及塊體內預測資源總量、塊體成礦地質條件等因素的綜合分析，主要通過計算金屬供應量、成礦率、資源總量、潛在資源量等參數實現。

(1)金屬供應量Me。即塊體內金屬元素總含量，計算公式為

(1)

式中，X為地球化學塊體內金屬元素的平均含量，×10-6；H為塊體厚度，即預測深度，本研究不同塊體采用0.75，1，1.5 km的預測深度；S為塊體面積，km2；ρ為巖石密度，本研究分別取2.68，2.71，2.79 g/cm3。

(2)成礦率Mc。即所有塊體中勘探程度、研究程度較高的塊體內查明資源量R與塊體內可供應金屬量的比值，公式為

(2)

(3)資源總量Ar。即塊體內可供應金屬量轉化為可利用礦產的部分，公式為

Ar=Me·Mc .

(3)

(4)潛在資源量Par。即塊體內的資源總量與查明資源量之差，公式為

Par=Ar-R .

(4)

上述4個參數即為地球化學塊體內資源量估算的主要量化指標，本研究根據每一個地球化學塊體內成礦金屬元素供應量來預測其中的資源量[15]。

3 遼寧省鉬礦地球化學塊體特征

3.1 地球化學塊體劃分

本研究在對研究區1∶20萬水系沉積物原始數據進行處理的基礎上，利用4 km×4 km窗口對數據進行地球化學塊體圈定和內部結構劃分[16]。基于全省水系沉積物數據計算得到的Mo異常下限為0.71×10-6。為有效追蹤全省鉬礦地球化學塊體的濃集特征，結合省內鉬礦分布特點，分別以0.71×10-6、0.80×10-6、0.87×10-6、0.99×10-6、1.24×10-6為分級標準，依次將全省地球化學異常劃分為Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#等5個塊體，并對各塊體進行內部結構劃分[12-13]。由于全省范圍較大，故本研究以礦產地最發育、資源量最多的Ⅴ#地球化學塊體為例進行分析，該塊體的內部劃分結果見圖1。

3.2 地球化學塊體譜系

圖1 遼寧省鉬礦Ⅴ#地球化學塊體內部結構劃分

3.3 地球化學塊體特征

全省共劃分的5個鉬礦地球化學塊體中，以Ⅲ#、Ⅴ#地球化學塊體成礦地質條件最有利、礦化分布最密集、礦床規模較大，該2個塊體內的鉬礦探明儲量約占全省的87.3%。

(1)Ⅰ#地球化學塊體。該塊體位于遼寧省東北部，大地構造單元隸屬龍崗隆起，塊體整體呈NE向，塊體西南部結構復雜而東北部較簡單，面積1 442.39 km2。塊體內發育有新太古代變質深成巖(二長花崗質片麻巖)、晚三疊世花崗斑巖及NE向斷裂構造。塊體內現僅發現有新賓達子營鉬礦，礦體主要產于新太古代變質深成巖的小巖脈內。該塊體內地球化學異常主要由礦床及花崗斑巖引起。

(2)Ⅱ#地球化學塊體。該塊體位于遼寧省東北部、鄰近Ⅰ#塊體，位于遼東中新生代盆地內，塊體結構復雜，濃集中心明顯，面積1 427.94 km2。Ⅱ#塊體發育情況與Ⅰ#塊體基本一致，僅發育有新賓縣十花頂子鉬礦一處。但由于相關地質資料缺失，本研究僅將該塊體內的地球化學異常歸于由巖體引起。

圖2 Ⅴ#地球化學塊體譜系

(3)Ⅲ#地球化學塊體。該塊體位于遼寧省東部，主體位于遼吉古元古代古裂谷內，塊體整體呈近EW走向，內部結構復雜，具5層塊體結構，面積4 963.78 km2。該塊體發育的地區恰為遼東地區重要的有色金屬成礦帶，塊體內發育有大面積的寒武系、奧陶系海相及陸相碳酸鹽巖地層，印支期—燕山期侵入的中—酸性巖體以及淺成—超淺成侵入巖極其發育，NE、NNE向斷裂構造發育，斷裂構造頻繁交匯，該類有利的條件造就了區內眾多的大、中型銅鉬礦床，如窮棒子溝、東北溝、萬寶等鉬礦床。該塊體內的鉬地球化學異常均由礦床及巖體引起。

(4)Ⅳ#地球化學塊體。該塊體位于遼南地區，大連新元古代—古生代坳陷內，面積僅1 054.21 km2。塊體內古元古代遼河群大石橋組、三疊紀二長花崗巖發育，除望海寨小型鉬礦外，其余已查明的鉬礦床均與銅礦床(接觸交代型)伴生，鉬地球化學異常由銅鉬礦床及巖體引起。

(5)Ⅴ#地球化學塊體。該塊體位于遼西楊家杖子—蘭家溝重要鉬礦生產基地，大地構造分區屬遼西中生代疊加盆地。該塊體結構復雜但清晰，具5層塊體結構，礦產集中分布于五級子塊體內，面積1 802.208 km2。該塊體內長城系、薊縣系海相碳酸鹽巖，寒武系、奧陶系海相、陸相碳酸鹽巖發育，印支期—燕山期廣泛侵入有細粒二長花崗巖、花崗巖、花崗斑巖、花崗閃長巖、閃長巖，以NE向斷裂為主，該類有利條件造就了楊家杖子、蘭家溝、鋼屯、老虎洞、大楊樹溝等大、中型鉬礦，礦體產于巖體與碳酸鹽巖接觸形成的矽卡巖帶內、斑巖體內部以及圍巖內的斷裂及裂隙中。該塊體內的大面積高值異常由該類大、中型鉬礦床以及Mo含量高的巖體引起。

4 鉬礦地球化學塊體資源評價

4.1 找礦遠景區

通過分析全省5個地球化學塊體的內部結構及成礦濃集過程，可知全省共有46個鉬礦產地，五級子塊體控制了全省3個大型、9個中型鉬礦產地和21個礦點。另外，有2個中型、2個小型、9個礦點由于異常面積不足(小于950 km2)，未劃為地球化學塊體，但屬于地球化學異常，也為找礦有利部位。五級子塊體控制的礦產地數量為全省的72%，而控制的查明資源量高達全省的90%以上。因此，本研究以各地球化學塊體的五級子塊體為找礦遠景區[17]。

4.2 區域找礦模型

在總結楊家杖子、萬寶、達子營和蘭家溝等典型鉬礦床成礦要素的基礎上，建立了遼寧省鉬礦區域找礦模型，見表2。

表2 遼寧省鉬礦區域找礦模型

4.3 鉬礦資源潛力評價

4.3.1 找礦信息量計算

在詳細研究找礦模型的基礎上，取成礦統計分析變量的地質、物探、化探、遙感等找礦標志，各標志存在取1、不存在取0，統計各標志在五級子塊體的值，由此計算各標志的找礦信息量作為找礦遠景區優選的依據[18]。找礦信息量計算公式為

(5)

式中，Ij為找礦信息量，Nj為含礦且含某找礦標志的單元格數，N為含礦的找礦單元格數，Sj為含某找礦標志的單元格數，S為總單元格數。

本研究以五級子塊體為單元格對各找礦標志進行找礦信息量計算，將各找礦標志的找礦信息量按升序排列，若Ij≥ΔI+(ΔI+=0.75ΔIi) ， 即某找礦標志的找礦信息量大于或等于有利找礦標志的臨界值，則排在該標志以上的所有找礦標志都可作為優選找礦遠景區的有用標志[19]。本研究遼寧省鉬礦找礦信息量的計算結果見表3。在此基礎上，計算∑ΔIj值以確定找礦遠景區等級。

表3 找礦標志找礦信息量計算及排序

4.3.2 遠景區分類及資源量估算

忽略面積小于10 km2的子塊體，對保留的26個找礦遠景區進行了分類。由表3可知，13個找礦標志均滿足Ij≥ΔI+條件，故本研究采用表2所示的13個找礦標志進行找礦遠景區分類。結果表明：①A類遠景區，∑ΔIj≥2.5，發育中型以上礦床，成礦條件十分有利，找礦標志齊全；②B類遠景區，2<∑ΔIj<2.5 ，發育小型以上礦床，成礦條件優良，找礦標志齊全；③C類遠景區，∑ΔIj≤2，發育有礦點，成礦條件較好，找礦標志較全。本研究確定了A類、B類、C類找礦遠景區各6、9、11個，各遠景區資源量估算結果見表4。

5 結 語

結合遼寧省鉬礦地球化學勘探成果，劃分了5個鉬礦地球化學塊體，建立了全省鉬礦找礦模型，劃分了找礦遠景區，應用找礦信息量法對找礦遠景區進行了分類，最終確定了A類、B類、C類找礦遠景區各6、9、11個。在上述分析的基礎上，采用地球化學塊體法估算出的遼寧省鉬礦預測資源量為87.26萬t，對于該省進一步進行鉬礦找礦勘探工作有一定的參考價值。

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表4 遼寧省鉬礦估算結果

注：不同礦體內發育的鉬礦成因類型不同，因而采用不同的預測深度和巖石密度進行分析，因而成礦率亦不相同。

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Molybdenum Resources Potential of Liaoning Province Based on Geochemical Block Method

Zhang Hongtao

(Institute of Geology and Mineral Resources of Liaoning Province)

The metallogenic geological background of the molybdenum deposits in Liaoning province is analyzed from the two aspects of mineral genesis types and metallogenic geological characteristics.In order to conduct further research of the molybdenum resources potential of Liaoning province,firstly,based on the 1∶200 000 geochemical surveying data obtained from regional geochemistry-national reconnaissance project (RGNR) of Liaoning province,5 molybdenum geochemical blocks are delineated (the number as I#,II#,III#,IV#,V#) by using the geochemical anomaly threshold of 0.71×10-6;then,the geological characteristics and mineral resources characteristics of the geochemical blocks are analyzed in detail,the fifth sub-blocks of the five geochemical blocks are taken as the prospecting potential areas,and the prospecting model of the molybdenum deposits in Liaoning province is established;thirdly,the 13 prospecting indicators of geological,geophysical and geochemical are selected by adopting the method of prospecting information contents,taking the 13 prospecting indicators as variables,the prospecting potential areas are divided into 6 A-type prospective areas,9 B-type prospective areas and 11 C-type prospective areas;finally,the geochemical block method is used to estimate the molybdenum resources in Liaoning province,which is 872 600 t,it is show that the molybdenum resources in Liaoning province is huge.The above analysis results in this paper can provide some reference for the further prospecting work of molybdenum deposits in Liaoning province.

Molybdenum deposit, Metallogenic geological background, Geochemical blocks, Prospecting information contents, Prospecting model, Prospecting indicator, Prospecting potential area

*中國地質調查局基金項目(編號：1212011121004)。

2016-05-27)

張紅濤(1982—)，男，工程師，碩士，110032 遼寧省沈陽市皇姑區寧山中路42號。