膠東半島海陽地區水系沉積物地球化學特征及找礦方向

魏印濤

(山東省物化探勘查院，山東 濟南 250013)

膠東半島海陽地區水系沉積物地球化學特征及找礦方向

魏印濤

(山東省物化探勘查院，山東 濟南 250013)

在膠東半島海陽地區萬第幅、朱吳幅、乳山寨幅、行村幅、海陽縣幅、留格莊幅6幅1∶5萬水系沉積物測量的基礎上，對該區的地球化學特征進行了初步分析。對元素豐度特征、富集與離散特征、元素在不同地層單元中的特征值、元素組合特征進行了研究，發現Au，Ag，Cu，Pb為區內具有一定潛力的找礦指標。根據地質成礦條件及綜合異常分布情況，劃分了5處成礦遠景區：分別為八夼-小疃地區Au成礦遠景區；小紀鎮地區Cu，Au及多金屬成礦遠景區；大黃家地區Pb，Zn，Cu成礦遠景區；留格莊地區Au，Cu，Pb，Zn多金屬成礦遠景區；盤石店鎮地區Pb，Mo成礦遠景區為下一步找礦指明了方向。

水系沉積物；地球化學特征；成礦遠景區；膠東半島西南部

勘查地球化學自20世紀30年代誕生以來一直是基本的地質礦產勘查方法之一，其中水系沉積物測量技術是一門較為成熟的理論，并有效運用到找礦工作中[1-5]。水系沉積物是巖石風化的產物，是上游匯水盆地物質的天然組合[6]，在化學成分上與所流經的匯水盆地內受到剝蝕的地質體具有明顯的繼承性和代表性[7-8],其特點是根據少數采樣點資料，了解廣大匯水盆地面積的礦化情況[9]。筆者通過1∶5萬水系沉積物地球化學測量工作,圈定了若干有利的成礦遠景區，為部署進一步找礦工作及區域、礦區成礦規律研究提供了重要基礎依據[10-14]。

1 地質概況

研究區位于膠東半島西南部，隸屬于華北板塊和秦嶺-大別板塊結合帶2個一級大地構造單元(圖1)。地層主要為白堊系、荊山群及第四系。荊山群出露野頭組和陡崖組，主要為一套變質巖系；白堊紀地層出露王氏群、青山群、萊陽群，巖性主要為頁巖、砂巖、礫巖等一套沉積巖系。區內巖漿巖較發育，主要為早白堊世嶗山序列、偉德山序列和南華紀榮成序列，巖性為一套酸性花崗巖類。區內斷裂構造極其發育，主要以NE向、NNE向為主，NE向的桃村斷裂、郭城斷裂、朱吳斷裂、海陽斷裂是區內最主要的脆性斷裂構造形跡。區內成礦信息豐富，目前已發現各種礦床、礦點、礦化點42處，礦種涉及金、銅、鐵、鉛、鋅等。

2 樣品采集與分析方法

研究區大部分為低山丘陵區，該次工作水系沉積物測量采樣粒級為-60目，采樣密度4.6個點/km2,共采集水系沉積物樣品8896件(含重復樣201件)。樣品分析由具有地質實驗測試甲級資質的山東省第四地質礦產勘查院實驗室承擔，分析Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Sn，Sb，Mo，Hg，Ni，As，Bi，W共13個元素，其中Au采用化學光譜法(C-ES),Ag，Sn采用發射光譜法(ES)，Cu，Pb，Zn，Ni采用X熒光光譜法(XRF)，Sb，Hg，As，Bi采用原子熒光法(AF)，Mo，W采用極譜法(POL)，各元素所采用分析方法檢出限均優于規范要求檢出限，各元素報出率均為100%，二級標樣各批次的平均對數偏差及對數偏差的標準離入值各元素合格率均達100%，符合規范要求，分析質量真實可靠。

1—早白堊世王氏群；2—早白堊世青山群；3—早白堊世萊陽群；4—古元古代荊山群；5—早白堊世嶗山序列；6—早白堊世偉德山序列；7—南華紀榮成序列；8—斷裂構造；9—銅礦(化)點；10—小型銅礦床；11—金礦(化)點；12—鉛鋅礦(化)點；13—小型多金屬礦床；14—鉛礦點；15—鐵礦點；16—小型鐵礦床；17—中型鐵礦床；18—硫鐵礦點；19—礦點編號圖1 研究區大地構造位置及地質簡圖

3 地球化學特征及分布規律

3.1 豐度特征

以13種元素的平均值作為區內各元素的豐度值，與膠東半島、北鄰1∶20萬煙臺幅、萊陽幅元素豐度相比較(表1)。與膠東半島相比，Ag，Cu，Pb，Zn，Sb，Ni，As，Bi等元素豐度值偏高，而Au，Sn，Mo，Hg，W等相對偏低；與地球化學景觀相似的煙臺幅、萊陽幅相比，Ag，Zn，Sb，As，Bi等元素偏高；Cu，Pb，Mo，Hg，Ni處于居中位置；而Au，Sn，W等元素偏低。特別是Ag，Zn，Sb，As，Bi元素豐度明顯高于膠東半島、煙臺幅和萊陽幅，其富集成礦可能性較大。

表1 元素豐度特征

注：ω(Hg，Ag，Au)/10-9，其他元素含量單位ω(Cu)/10-6

3.2 元素富集與離散特征

用全區元素數據的變異系數來了解元素的富集與離散特征，以各元素原始數據集的變化系數(Cv1)和背景數據變化系數(Cv2)，分別反映兩類數據集的離散程度；用Cv1/Cv2反映背景擬合處理時對離散值的削平程度，利用Cv1和Cv1/Cv2制作變化系數解釋圖(圖2)。

圖2 各元素變化系數解釋圖

由圖2可見，區內Au，Bi元素含量變化幅度較大，高強數據較多，富集成礦可能性較大，目前，已發現小型金礦床1處，金礦點7處。含量變化幅度大，高強數據多的元素有Hg，Cu，Ag，Pb。其中Cu，Pb均有成礦事實，局部礦床中也伴生有較弱的Ag礦化。含量變化幅度中等，高強數據較多的元素有Mo，W，Ni，Sb，具有一定的成礦可能性。As，Zn，Sn元素含量變化幅度小，高強數據少，成礦可能性較小。

3.3 元素在不同地層單元中的特征值

從全區不同地質單元匯水域內水系沉積物中各元素的統計特征值可以看出(表2)，滹沱紀地層Au，Cu，Pb，Zn，Sn，Ni元素豐度均高于全區背景值，目前在該地層中已發現銅礦化點；早白堊世萊陽群找礦潛力指數高且可能成礦的元素為Au，Ag；早白堊世青山群找礦潛力指數高且可能成礦的元素為Cu，Ni；早白堊世王氏群找礦潛力指數較高的元素是Cu，Zn，Sb，Ni；新元古代榮成序列找礦潛力指數較高的元素為Au，Cu，Pb，Zn，Sn，Bi；晚侏羅世玲瓏序列找礦潛力指數較高且已發現了成礦證據的元素為Au，Pb；早白堊世偉德山序列找礦潛力指數較高的元素為Pb，Zn，Sn，Mo，Bi，W，目前在巖體內已發現鉛鋅礦化線索。

3.4 元素組合特征

研究元素組合特征，通常使用相關分析法、聚類分析法和因子分析法[15-17],該文用R型因子分析和聚類分析，對區內元素組合進行研究。

表2 主要地質單元匯水域水系沉積物中各元素分布特征

3.4.1 R型因子分析

R型因子分析是研究元素共生組合的有效方法[18-20],其中每一個因子所包含的主要元素,不僅僅表示它們的一種組合關系,而且反映了一種內在的成因聯系[21]。筆者采用R型因子分析，對原有13個元素(變量)進行濃縮，提取有代表性的公共因子[22]，根據因子負載矩陣中所反映的不同元素組合，確定各元素的親疏關系，進而指導劃分元素共生組合類型。

用全區樣品13個元素的原始數據做因子分析，求得特征根和累積百分比(表3)，前8個特征根代表的累計方差占總方差的78.82%，因此視這8個因子為主要因子，并將其初始因子作“方差最大”正交旋轉，得到旋轉后因子模型[23]，以因子載荷絕對值γ>0.4的元素為該因子主要載荷元素，得出因子結構式。

表3 因子結構式及特征根

從各因子的方差貢獻來看，區內地球化學場的起伏主要由F1～F8所引起。F1為該區的主要礦化因子，說明區內存在較強的熱液成礦作用，該次異常檢查中發現了多處Pb，Zn礦(化)體。F2也是該區主要礦化因子，礦化元素為Cu,研究區西部該因子的異常主要是青山群八畝地組中基性火山巖的反應；F4為區內的另一重要礦化因子，礦化元素為Au，F3為其指示元素，F4因子載荷只有Au元素，也顯示了該區金成礦具有較大的獨立性。F5，F6，F8主要是廣布區內的中酸性巖漿作用的反應。F7因子載荷元素為Hg，根據該因子異常的分布特征，該元素主要與青山群八畝地組的中基性火山巖有關。

3.4.2 R型聚類分析

因子分析提取了各元素對區內地球化學變差的貢獻，但各元素間的親疏關系不明。R型聚類分析以變量之間的相似程度為基礎，將變量分成不同級別的類或點群，直觀地對變量進行分類[24]。作者根據R型聚類分析(圖3)，在γ=0.387的相似水平上，將區內元素分為5大聚類。

圖3 各元素聚類分析譜系圖

Ⅰ簇Au與其他元素呈弱相關，因子分析中Au也成為獨立因子F4，說明該區金成礦具有較大的獨立性。Ⅱ簇Ag，Sn組合，反應銀礦化，對應F1因子。Ⅲ簇Hg元素獨立性較強，對應因子因子F7。Ⅳ簇Cu，Ni，As，Sb組合，對應因子F2和F3，主要反映銅礦化，As，Sb為其伴生元素。Ⅴ簇Bi，W，Mo，Pb，Zn組合，對應因子F1，F3和F6；W，Mo，Bi主要反應了高溫熱液礦化或中酸性巖漿活動；Pb，Zn主要反映了鉛、鋅礦化。

4 成礦遠景區劃分

該區成礦遠景區的劃分依據為：成礦地質條件良好；礦化信息豐富，具有顯著成礦事實，具一定找礦潛力；化探異常明顯密集分布，異常組合類型相似、間距不大。根據劃分原則，共劃分了5個成礦遠景區(圖4)。

4.1 八夼-小疃地區金成礦遠景區

區內出露地層主要為滹沱紀荊山群、早白堊世萊陽群、青山群及第四系，巖漿巖主要為玲瓏序列、榮成序列以及大量的中酸性巖脈。遠景區自西向東橫跨郭城斷裂、朱吳斷裂和海陽斷裂，區內斷裂構造極其發育。

該遠景區包含綜合異常15處，其中甲類異常1處、乙類異常5處、丙類異常9處，以Au為主元素的異常11處，以Ag為主元素的異常1處，以Pb為主元素的異常3處。目前已發現小型金礦床1處、金礦化點1處、銅礦點1處、中型鐵礦床1處、鐵礦點4處、鐵錳礦點1處。金銅成礦類型均為巖漿熱液充填型，金礦成礦嚴格受斷裂構造控制。自西向東橫跨郭城斷裂、朱吳斷裂和海陽斷裂，在該遠景區北部，3條斷裂帶內已發現彭家夼、發云夼、鄧格莊等大型金礦床及為數眾多的中小型金礦床、金礦點，具有較大的找礦潛力。

1—綜合異常編號及主元素；2—實測斷裂；3—推斷斷裂；4—遠景區位置及名稱圖4 成礦遠景區劃分圖

4.2 小紀鎮地區銅金及多金屬成礦遠景區

區內地層出露廣泛，主要為早白堊世萊陽群、青山群及第四系。巖漿巖分布在遠景區東部，為早白堊世偉德山序列、嶗山序列。遠景區主體位于朱吳斷裂附近，NE向斷裂構造極其發育。

遠景區圈定綜合異常10處，其中甲類異常5處、乙類異常3處、丙類異常2處，以Au為主元素的異常2處，以Cu為主元素的異常2處，以Pb為主元素的異常2處，以Zn，Mo，As，Bi為主元素的異常各1處。異常總體上規模較大、強度高，元素組合復雜，各元素套合緊密。目前已發現小型銅礦床2處、銅礦點7處、金礦點3處、鉛鋅礦點3處、鉛礦點1處、硫鐵礦點1處、鐵礦點1處，成礦類型均為巖漿熱液型，受斷裂構造控制明顯，顯示了較好的找礦前景；但各礦種規模均較小，以礦點為主，尚未有大中型突破。下一步應以現有礦點(床)為基礎，重點針對成礦遠景區，結合圈定的綜合異常，礦種以銅金為主，兼顧鉛鋅，爭取擴大礦床規模。

4.3 大黃家地區鉛、鋅、銅成礦遠景區

區內地層較為發育，主要為早白堊世龍旺莊組和曲格莊組及第四系，巖漿巖主要為早白堊世的石英二長巖，分布于區內中部。遠景區位于朱吳斷裂附近，斷裂構造較為發育，主要發育NE向斷裂。

該遠景區圈定綜合異常3處，均為以Pb為主的甲類異常，其他特征組合元素為Cu，Zn，Ag。異常總體上強度較高，元素組合復雜，各元素套合緊密。目前已發現銅鉛鋅礦點2處、鉛鋅礦點1處、銅礦點1處，成礦類型均為巖漿熱液充填型，與斷裂構造關系密切。圈定的異常規模較大，現有礦點尚不能完全解釋異常，因此具有較大的找礦潛力。

4.4 留格莊地區金銅鉛鋅多金屬成礦遠景區

區內地層出露廣泛，主要為早白堊世萊陽群和第四系。巖漿巖分布在該區西部和東北端，主要為早白堊世偉德山序列、嶗山序列、雨山序列。該區西部緊鄰海陽斷裂，NE向斷裂構造較為發育。

圈定綜合異常4處，其中甲類異常2處，乙類異常2處，主元素為Pb，Au。異常總體上規模大、強度高，元素組合復雜，套合緊密，濃集中心明顯，具有較大的找礦潛力。目前已發現銅鉛鋅礦點1處、鉛礦化點1處、銅礦化點1處，礦點均位于該次圈定的水系沉積物異常內，與異常位置吻合，成礦類型均為巖漿熱液充填型。圈定的異常規模較大，現有礦點尚不能完全解釋異常，因此具有較大的找礦潛力。

4.5 盤石店鎮地區鉛鉬成礦遠景區

區內巖漿巖分布廣泛，主要為早白堊世偉德山序列、嶗山序列，僅在山間溝谷及河谷兩側出露少量第四系。斷裂構造較發育，主要為海陽斷裂及其分支斷裂。

區內圈定綜合異常7處，其中乙類異常4處，丙類異常3處，主元素為Pb和Mo，元素組合復雜，套合緊密。目前區內尚未發現有價值的礦化線索；但Pb，Mo背景值較高，且有明顯的異常顯示，具有進一步工作的意義。

5 結論

(1)研究區Au，Cu，Ag，Pb元素含量變化幅度大、高強數據多，富集成礦潛力較大，是區內的主成礦元素，目前在區內均已有成礦事實。

(2)根據地質成礦條件和地球化學背景，圈定5處成礦遠景區，其中金及多金屬成礦遠景區2處，為八夼-小疃地區金成礦遠景區、小紀鎮地區銅金及多金屬成礦遠景區，鉛、鋅、銅、鉬成礦遠景區3處，為大黃家地區鉛、鋅、銅成礦遠景區、留格莊地區金銅鉛鋅多金屬成礦遠景區、盤石店鎮地區鉛鉬成礦遠景區，為下一步找礦工作指明了方向。

(3)研究區內已發現小型礦床及礦點、礦化點多處，建議結合該次圈定的成礦遠景區和地球化學異常，開展外圍找礦，進一步擴大礦床規模。

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GeochemicalCharacteristicsofStreamSedimentsandOre-prospectingDirectioninHaiyangAreainJiaodongPeninsula

WEI Yintao

(Shandong Geophysical and Geochemical Exploration Institute, Shandong Jinan 250013, China)

On the basis of stream sediment survey in Wandi, Zhuwu, Rushanzhai, Xingcun, Haiyang, Liugezhuang with the scale of 1∶50000 in Haiyang area of southwestern Jiaodong peninsula，geochemical characteristics of this area has been analyzed primarily. Characteristics of element abundance, enrichment and dispersion characteristics, characteristic value of elements at different stratigraphic units and combination characteristics have been studied. It is found that Au, Ag, Cu, Pb are prospecting indicators with certain potential in this area. At the same time, according to geological metallogenic conditions and comprehensive anomaly distribution, five metallogenic prospect areas have been divided, they are Bakuang - Xiaotuan Au metallogenic prospecting area, Cu，Xiaojizhen Au and polymetallic metallogenic prospecting area, Dahuang jia Pb，Zn，Cu metallogenic prospecting area, Liugezhuang Au，Cu，Pb，Zn polymetallic metallogenic prospecting area, Panshidian Pb，Mo metallogenic prospecting area. It will point out the direction for ore prospecting in this area in the future.

Stream sediment; geochemical characteristics; metallogenic prospecting areas; southwestern Jiaodong peninsula

P632

A

2017-03-31；

2017-05-15；編輯曹麗麗

山東省國土資源廳2012年省地質勘查項目(編號魯勘字[2012]43號)

魏印濤(1985—)，男，山東濟南人，工程師，主要從事地球化學勘查、地質礦產勘查工作，E-mail：wtywyt2009@163.com

魏印濤.膠東半島海陽地區水系沉積物地球化學特征及找礦方向[J].山東國土資源，2017,33(11)：30-36.

WEI Yintao.Geochemical Characteristics of Stream Sediments and Ore-prospecting Direction in Haiyang Area in Jiaodong Peninsula[J].Shandong Land and Resources, 2017,33(11)：30-36.