金寨縣湯匯地區(qū)土壤地球化學(xué)特征及找礦意義

張舜杰，李濤，胡飛平

金寨縣湯匯地區(qū)土壤地球化學(xué)特征及找礦意義

張舜杰，李濤，胡飛平

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊，安徽 六安 237000）

金寨縣湯匯地區(qū)位于北淮陽構(gòu)造帶，通過在該地區(qū)開展1∶10000土壤地球化學(xué)測量，研究區(qū)內(nèi)不同元素的地球化學(xué)異常特征。根據(jù)不同元素的地球化學(xué)性質(zhì)利用因子分析確定元素在空間上的異常組合。根據(jù)元素組合中不同元素之間的異常在空間上出現(xiàn)的疊加現(xiàn)象，圈定出以Au、Ag為主的AP-1綜合異常帶及以Cu、Au為主的 AP-3綜合異常帶。結(jié)合研究區(qū)地層、巖漿巖、構(gòu)造等地質(zhì)特征，評價重點綜合異常的找礦前景。

土壤地球化學(xué)測量；地球化學(xué)異常特征；因子分析；地質(zhì)特征；綜合異常

土壤地球化學(xué)測量作為應(yīng)用地球化學(xué)的一種技術(shù)手段，主要分析原生礦體及其原生暈在表生風(fēng)化過程中，經(jīng)過各種地球化學(xué)作用在土壤中形成的異常（蔣敬業(yè)等，2006）。利用GeoIPAS（金維）軟件對分析結(jié)果數(shù)據(jù)進行分析處理，成圖，進而對分析的元素進行因子分析。確定相關(guān)元素間的空間異常組合，結(jié)合區(qū)域地層、巖漿巖、構(gòu)造等地質(zhì)特征，根據(jù)不同元素在空間上異常的疊加狀況劃分成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

北淮陽構(gòu)造帶是華北板塊南緣和揚子板塊北緣長期演化和碰撞結(jié)果，也是大別造山帶重要的金、銀、鉛鋅、鉬多金屬成礦帶。內(nèi)生礦床南北成帶分布、東西分段集中現(xiàn)象明顯。以商麻斷裂為界，西部以金、銀、鉬礦為主；東部則以鉬、鉛鋅、金多金屬礦為主。湯匯地區(qū)南側(cè)緊鄰沙坪溝超大型鉬礦，期望通過開展土壤地球化學(xué)研究工作，分析總結(jié)區(qū)內(nèi)金、銀、銅、鉛、鋅、鉬等元素地球化學(xué)特征，為下一步地質(zhì)找礦工作提供方向和依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地層

研究區(qū)出露地層主要為新元古界中淺變質(zhì)巖、中生界白堊系下統(tǒng)火山巖和新生界粘土、亞粘土及砂土地層（圖1）。

1. 第四系全新統(tǒng)豐樂鎮(zhèn)組；2. 中生界毛坦廠組火山巖；3. 新元古界滸灣巖組中淺變質(zhì)巖；4. 花崗巖；5. 角閃石英二長巖；6. 角閃二長花崗巖；7. 花崗閃長巖；8. 閃長巖；9. 蝕變巖；10. 花崗巖脈；11. 正長斑巖脈；12. 斷層；13. 蝕變帶；14. 研究區(qū)

（1）滸灣巖組（Pt3）：區(qū)內(nèi)以殘片形式出露，巖性為白云母石英片巖夾石英巖、斜長角閃片巖夾透輝斜長角閃片巖、角閃長英質(zhì)角巖等。

（2）毛坦廠組（K1）：分為上、下兩段。下段下部為深灰色安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r、火山角礫巖，夾安山巖；上部為深灰、暗紫紅色火山角礫巖夾安山巖和粗安巖；上段下部為灰白色英安質(zhì)角礫凝灰?guī)r、火山角礫巖夾安山巖；中部為深灰色英安質(zhì)角礫凝灰?guī)r、火山角礫巖、集塊巖夾安山巖和英安巖；上部為流紋巖。

（3）豐樂鎮(zhèn)組（Qf）：主要沿河流及兩側(cè)分布，組成河床、河漫灘及一級階地。巖性為灰黃色-深灰色沙質(zhì)、粉沙質(zhì)粘土、亞粘土、沙土、礫石等。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)共有斷層40余條，以北西向和北北東向斷層最為發(fā)育，其次為近南北向斷層。

北西向斷裂為區(qū)內(nèi)早期主干斷裂，性質(zhì)以右行走滑斷層為主，次為左行平移斷層，該組斷層多形成構(gòu)造破碎帶及碎裂巖；北北東向斷層為右行平移斷層，傾角近直立，斷層面多光滑平直，該組斷層內(nèi)常見有破碎蝕變現(xiàn)象。南北向斷裂則規(guī)模較小，蝕變不均勻，以硅化、絹云母化為主，次為碳酸鹽化、黃鐵礦化，多形成寬1～2m的蝕變破碎帶。

1.3 巖漿巖

研究區(qū)中生代巖漿活動頻繁，火山活動集中于早白堊世，以次火山巖侵入作用為主，火山碎屑巖、次火山巖等呈北西向帶狀分布于北西-南東部位；侵入巖主要為早白堊世中酸性閃長巖、花崗巖類。脈巖多集中于中北部，其產(chǎn)狀均受區(qū)域構(gòu)造裂隙控制，以北東向堿長花崗斑巖脈居多。區(qū)內(nèi)各類巖脈均有相應(yīng)的巖體存在，且常分布于相應(yīng)侵入巖體的邊緣地帶，為強構(gòu)造-巖漿活動寧靜期的同源巖漿活動的不同時期之產(chǎn)物。

1.4 礦化蝕變

研究區(qū)圍巖蝕變普遍較強，具分帶性。蝕變類型有：硅化、絹云母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、高嶺土化、綠泥石化，主要沿構(gòu)造裂隙呈帶狀分布，并往往和金、銅礦化體疊加吻合。

在平面上黃鐵礦化-硅化蝕變帶（脈）呈近東西向平行分布，并伴有金、銅礦化。區(qū)內(nèi)可見三條規(guī)模較大的蝕變帶：黃鐵礦化-硅化蝕變帶；黃鐵礦化-硅化-絹云母化蝕變帶；硅化-絹云母化蝕變帶。

2 研究區(qū)地球化學(xué)異常特征

2.1 元素的含量特征分析

通過對1∶1萬土壤測量采集的樣品元素含量數(shù)據(jù)進行地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計，其中背景值為原始數(shù)據(jù)逐步剔除平均值加減3倍標(biāo)準(zhǔn)離差（X±3S）后的算術(shù)平均值（X0）（表1）。

表1 湯匯地區(qū)各元素地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計表

注：①Au含量單位為10-9，其余為10-6；②RCC=背景值（X0）/安徽省表殼元素豐度。

從上表可以看出，研究區(qū)土壤中Ag元素呈強分異模式，Au、Cu兩種元素呈分異模式，Sb、Bi、Hg、Mo四種元素呈弱分異模式，而Pb、Zn、As、Sn、W五種元素呈不均勻分布模式。整體來說，區(qū)內(nèi)除Ag、Cu、Au、Sb、Bi、Hg、Mo元素外，其它元素分布相對均勻，Ag、Cu、Au、Mo元素找礦意義較大。

2.2 元素組合分析

2.2.1 相關(guān)分析

相關(guān)分析是度量兩個連續(xù)變量之間相關(guān)程度的統(tǒng)計分析方法，其相關(guān)系數(shù)是用于度量兩個變量之間線性相關(guān)程度和相關(guān)方向的指標(biāo)（陽正熙，2008）。通過元素相關(guān)系數(shù)的大小，了解元素之間的關(guān)系親疏程度，解釋成礦元素的分散、集中規(guī)律，以便確定成礦物質(zhì)基礎(chǔ)。

為此，對全區(qū)Ag、As、Au、Bi、Cu、Mo、Pb、Sb、Sn、W、Zn、Hg等12種元素進行了雙變量相關(guān)分析，即根據(jù)樣本數(shù)據(jù)計算相關(guān)系數(shù)（r）來進行相關(guān)分析（表2）。結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)12種元素間的相關(guān)性存在以下特征：①Cu-Mo呈中度線性相關(guān)；②Pb-Zn、Bi-Pb、As-Sb呈低度線性相關(guān)；其它元素之間相關(guān)性差。

表2 湯匯地區(qū)元素相關(guān)系數(shù)矩陣

2.2.2 聚類分析

聚類分析的功能是建立一種分類方法，將一批樣品或變量，按照它們在性質(zhì)上的相似程度進行分類，把相似程度較高的并成一類，而把相似程度低的分為不同的類，采用相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計量作為分類計算的依據(jù)，對研究區(qū)元素變量進行R型聚類分析，得出聚類分析圖（圖2）：

基于相關(guān)系數(shù)的R型聚類分析表明，在相關(guān)系數(shù)0.452以上的，可將Pb-Zn-Ag分為一類，將Cu-Au-Mo劃分為一類，其它各元素則相對獨立。

2.2.3 因子分析

因子分析是利用降維的思想，由研究原始變量相關(guān)矩陣內(nèi)部的依賴關(guān)系出發(fā)，把一些具有錯綜復(fù)雜關(guān)系的變量歸結(jié)為少數(shù)幾個綜合因子的一種多變量統(tǒng)計分析方法（何曉群，2004）。通過元素組合特征推算、解釋成礦過程和成礦元素推移、富集規(guī)律、劃分成礦階段，確定成礦物質(zhì)來源（錢建平等，2010）。

圖2 湯匯地區(qū)R型聚類分析譜系圖

本次工作采用R型因子分析（最大方差法旋轉(zhuǎn)）對指示元素組合特征進行研究，按特征值＞1為標(biāo)準(zhǔn)進行因子提取（表3），共提取了4個主因子，這4個主因子共解釋了原有12個變量總方差的53.50%（表4）。

以上結(jié)果可以看出，4個因子累積因子方差貢獻(xiàn)百分比未超過50%，意味著測區(qū)數(shù)據(jù)的收斂較慢，各元素的信息比較分散，說明研究區(qū)土壤中各元素的物質(zhì)來源和成因比較復(fù)雜。

表3 研究區(qū)R型因子分析特征值和累計方差貢獻(xiàn)率

結(jié)合區(qū)域地層、巖漿巖、構(gòu)造等地質(zhì)特征，初步認(rèn)為：

（1）因子F1主要反映區(qū)內(nèi)鉬、銅及金多金屬等中高溫礦化信息；

（2）因子F2主要反映區(qū)內(nèi)鎢、錫、鉍屬等高溫礦化信息；

（3）因子F3主要反映區(qū)內(nèi)鉛、鋅多金屬等中溫礦化信息；

（4）因子F4對區(qū)內(nèi)中低溫成礦等具有一定的指示作用。

2.3 土壤地球化學(xué)異常

結(jié)合上述技術(shù)方法并分析單元素的異常特征，可以確定Cu、Mo、Ag、Pb、Zn、Au為主要研究對象。綜合區(qū)域地層、巖漿巖、構(gòu)造等地質(zhì)特征，按不同元素在空間上異常的疊加的狀況，共圈定5處綜合異常（編號AP-1～AP-5）。參照《地球化學(xué)普查規(guī)范（1∶50000）》（DZ/T0011-2015）中異常分類標(biāo)準(zhǔn)，將本次工作所圈定的AP-1及AP-3兩處綜合異常歸為乙1類異常。

（1）AP-1以Au、Ag為主，以Pb、Cu、Zn、Mo、W、Sn、Bi為輔綜合異常帶

表4 研究區(qū)R型因子分析旋轉(zhuǎn)載荷矩陣

該異常帶位于研究區(qū)北側(cè)龍腰-黃畈一帶，整體北西向條帶狀，元素套合較好，Au異常形態(tài)完整，沿北西向呈條帶狀分布，濃度分帶明顯，在南側(cè)及北側(cè)各有一個明顯的濃集中心，最高值為47.1×10-9；Ag異常2處，與Au異常套合較好，具有外帶和中帶，最高值為0.78×10-6；Pb異常分為3處，與Au異常套合較好，具有外帶和中帶，最高值為205.7×10-6；Cu異常呈串珠狀沿北西向展布，與Mo異常套合較好，濃度分帶較為明顯，具有外帶和中帶，最高值為326.1×10-6。其它元素異常范圍較小，多數(shù)只具有外帶異常，濃度分帶不明顯，零散分布于區(qū)內(nèi)（圖3）。

（2）AP-3以Cu、Au為主，以Mo、Ag、Pb、Zn為輔的綜合異常帶

該異常位于研究區(qū)中南部老龍崗-黃林一帶，整體沿北西向呈條帶狀，元素套合較好。Au異常形態(tài)較為完整，呈北西條帶狀分布，濃度分帶明顯，具三級濃度分帶，樓房村附近為濃集中心，最高值為111.3×10-9；Cu異常沿北西向展布，與Au異常套合好，濃度分帶較為明顯，具有內(nèi)中外帶，最高值為915.1×10-6，與Au異常不同的是，Cu異常濃集中心位于南部黃林一帶；Ag異常沿北西向斷續(xù)展布，與Au、Cu異常套合較好，濃度分帶較為明顯，具有中外帶，最高值為0.476×10-6。其它元素異常范圍較小，多數(shù)只具有外帶異常，濃度分帶不明顯，多呈橢圓狀、不規(guī)則狀等零星分布（圖4）。

3 結(jié)論

AP-1綜合異常帶在趙畈村Au、Ag異常套合良好，下塆-土溝一帶Cu、Au、Mo異常套合良好。兩部位構(gòu)造蝕變帶均較為發(fā)育，多點具元素高含量值，可見金礦化信息，Au、Ag的再現(xiàn)性較好。該異常帶出露地層主要為毛坦廠組火山巖，異常主要分布于侵入巖體與火山巖接觸帶附近，區(qū)內(nèi)脈巖、構(gòu)造、蝕變發(fā)育，硅化-黃鐵礦-絹云母化蝕變帶與異常帶疊加吻合。地質(zhì)成礦條件較好，推測綜合異常與區(qū)內(nèi)火山巖及侵入巖體關(guān)系密切。綜合分析地質(zhì)、物化探條件，認(rèn)為該異常帶具備較好的找礦潛力，有利于尋找石英脈與蝕變巖復(fù)合型Au、Ag礦（劉忠等，2020）。

AP-3綜合異常帶南端的葉家灣-黃林一帶Cu、Au異常套合良好，再現(xiàn)性較好，Ag、Mo與Cu套合良好。Cu異常濃集區(qū)位置見有蝕變破碎帶，破碎帶內(nèi)Cu元素具特高值特征。出露地層主要為毛坦廠組火山巖，侵入巖主要為花崗閃長巖、石英二長巖及花崗斑巖，具輕微碎裂結(jié)構(gòu)。且該地區(qū)硅化、黃鐵絹英巖化較強，強烈處可見形成有面狀蝕變巖。結(jié)合構(gòu)造強發(fā)育的這一地質(zhì)特征，綜合分析認(rèn)為該異常帶內(nèi)具備尋找斑巖型Cu、Mo礦、火山熱液型Au礦條件。

圖3 AP-1綜合異常剖析圖

圖4 AP-3綜合異常剖析圖

蔣敬業(yè)，程建萍，祁士華，等．2006．應(yīng)用地球化學(xué)[M]．武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，179-192

趙華榮，杜建國，周存亭，等．2015．安徽省域及地層區(qū)表殼元素豐度特征[J]．物探與化探，39(2)：292～296

陽正熙．2008．地學(xué)數(shù)據(jù)分析教程[M]．北京：科學(xué)出版社，81-96

何曉群．2004．多元統(tǒng)計分析[M]北京：中國人民大學(xué)出版社，167-168

錢建平，陳宏毅，孫濤，等．2010．山東招遠(yuǎn)前孫家金礦床地質(zhì)和元素地球化學(xué)研究[J]．地球化學(xué)，39(3)：213-228

劉忠，陳海鋒，胡飛平，張懷東．2020．安徽金寨傅家堂一帶鉛鋅銅多金屬找礦潛力評價[J]．四川地質(zhì)學(xué)報，40(02)：212-215+241．

Pedogeochemistry and Its Prospecting Significance in the Tanghui Region, Jinzhai, Anhui

ZHANG Shun-jie LI Tao HU Fei-ping

(The 313rd Geological Team, Anhui Bureau of Geology and Mineral Resources, Lu’an, Anhui 237000)

The Tanghui region, Jinzhai County lies in the north Huaiyang structure zone. Comprehensive geochemical anomalous zone AP-1 dominated by Au-Ag geochemical anomalies and comprehensive geochemical anomalous Zone AP-3 dominated by Cu-Ag geochemical anomalies are delineated in the Tanghui region. The prospecting potential of the two comprehensive geochemical anomalous zones are evaluated based on stratigraphy, structure and magmatic rock in the studied region.

soil geochemical survey; geochemical anomaly; factor analysis; geological feature; comprehensive anomaly

P632+.1

A

1006-0995（2022）01-0133-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.01.026

2021-04-17

張舜杰（1987— ），男，安徽太和人，工程師，主要從事地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查工作