四川金陽地區(qū)水系沉積物磷元素地球化學特征及地質(zhì)意義

朱聰聰，吳 浪，徐清濤，祝建華，江永富

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局二零七地質(zhì)隊，四川 樂山 614000）

1 簡介

四川金陽地區(qū)地處四川烏蒙山扶貧開發(fā)攻堅示范區(qū)南部，行政區(qū)劃隸屬四川省涼山彝族自治州金陽縣、布拖縣、普格縣和雷波縣所轄。工作區(qū)范圍：東經(jīng)102°30′～103°30′，北緯27°20′～28°00′，面積約4 100 km2。

本次工作收集了1∶200000 西昌幅和昭通幅水系沉積物測量部分數(shù)據(jù)，以及結(jié)合通過在金陽地區(qū)開展9 幅1∶50000 水系沉積物測量工作，獲得了該地區(qū)豐富翔實的20 種元素水系沉積物測量數(shù)據(jù)。通過與200000 水系沉積物測量數(shù)據(jù)對比，以及對50000 水系沉積物測量數(shù)據(jù)研究，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)磷元素對峨眉山玄武巖的圈定有一定的指示作用。

2 測區(qū)地質(zhì)概況

工作區(qū)大地構(gòu)造位置地處上揚子古陸塊西緣（Ⅰ級），自西向東跨及康滇前陸逆沖帶、四川前陸盆地兩個Ⅱ級構(gòu)造單元。

工作區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以南北向為主，北東、北西向次之，具多期活動性的小江斷裂、黑水河斷裂、則木河斷裂南北向縱貫或斜貫工作區(qū)，斷裂沿線鉛鋅等金屬礦床呈帶狀分布。主要出露震旦系、寒武系、志留系、二疊系、三疊系、侏羅系以及第四系。

工作區(qū)晚二疊世峨眉山玄武巖和寒武系麥地坪亞段廣泛分布，麥地坪亞段與成礦性密切，寒武系麥地坪亞段主要巖性為灰～淺灰色中～厚層狀粉～細晶含磷白云巖夾磷塊巖和黑色燧石條帶，寒武系麥地坪組同時也是磷礦產(chǎn)出層位。

3 分析方法及地球化學參數(shù)

本次1∶50000 水系沉積物測量工作共采集樣品15 501 件，采樣面積3 644 km2，分析樣品數(shù)15 842件，本次測試的分析質(zhì)量完全符合規(guī)范要求，真實可用。

3.1 分析指標及方法

3.1.1 分析指標

根據(jù)測區(qū)成礦地質(zhì)條件、地球化學特征來確定分析元素（指標），本次1：50000 化探工作區(qū)分析測試元素選擇 如 下：Cu、Pb、Zn、Ag、Sn、W、Mo、As、Sb、Bi、Hg、Au、Mn、TTFe、Co、Ni、Ga、P、Cd、Ge 等共20個元素（指標）。

3.1.2 分析方法配套方案及檢出限

水系沉積物品分析方法選用《地球化學普查（比例尺1：50000）規(guī)范樣品分析技術(shù)要求補充規(guī)定》中推薦的方法，均正確。

3.2 地球化學參數(shù)

為了準確表述工作區(qū)地球化學信息及特征，選擇以下地球化學參數(shù)，以便水系沉積物分析數(shù)據(jù)量化說明。

（1）樣本總數(shù)（n、n＇）：分別表示工作區(qū)某一元素或指標的樣本總數(shù)（n）和經(jīng)X±3S 反復剔除異常值后并符合正態(tài)分布的樣本數(shù)總數(shù)（n＇）。

（2）極大值極小值（Xmax、Xmax＇、Xmin、Xmin＇）：分別表示工作區(qū)某一元素或指標的極大值（Xmax）、極小值（Xmin）和經(jīng)X±3S 反復剔除異常值后并符合正態(tài)分布的極大值（Xmax＇）、極小值（Xmin＇）。

（3）算術(shù)平均值（X、X＇）：分別表示工作區(qū)某一元素或指標含量的算術(shù)平均值（X）和經(jīng)X±3S 反復剔除異常值后并符合正態(tài)分布的背景平均值（X＇）。

（4）標準離差（So、So＇）：分別反映某一元素或指標原始含量和經(jīng)X±3S 反復剔除異常值后并符合正態(tài)分布的離散狀況，即元素含量值與其平均值的偏離程度。

（5）變異系數(shù)（Cv、Cv＇）：分別用公式Cv=S／X、Cv＇=S＇／X＇求得，反映元素在地質(zhì)地球化學作用過程中分散與集中的程度及元素含量的分異強弱變化。

（6）富集系數(shù)（K）：工作區(qū)內(nèi)元素或指標經(jīng)X±3S反復剔除異常值后并符合正態(tài)分布的背景平均值（X＇）與全國水系沉積物背景值（C）的比值，反映工作區(qū)元素或指標的富集和貧乏情況。

（7）疊加強度系數(shù)（D）：D＝X*S／X＇*S＇。其中X、S 為全樣品統(tǒng)計結(jié)果；X＇、S＇為經(jīng)X±3S 剔除異常值，并經(jīng)柯氏正態(tài)檢驗后統(tǒng)計結(jié)果，反映元素后期地球化學作用的疊加程度及分布相關(guān)性。

根據(jù)以上選定的參數(shù)，對該工作區(qū)元素（指標）的全部數(shù)據(jù)進行了參數(shù)統(tǒng)計計算。

4 測區(qū)磷地球化學特征

（1）根據(jù)1∶50000 水系沉積物磷元素地球化學圖，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)磷地球化學特征如圖1，圖2 所示。

圖1 金陽地區(qū)磷地球化學圖（1：50000）

圖2 金陽地區(qū)峨眉山玄武巖及磷礦分布圖

50000 中在小江深斷裂帶呈較強烈變化的高背景值區(qū)，在龍?zhí)?布拖金子-拖覺鎮(zhèn)一帶達到最高值。其兩側(cè)為低背景值區(qū)。

在峨邊-金陽大斷裂帶呈較強烈變化的高背景值區(qū)，在金陽幅東側(cè)、洛覺幅北側(cè)達到最高值，東西兩側(cè)呈低背景區(qū)。

工作區(qū)中峨眉山玄武巖主要分布在丙底幅與金陽幅交界處、瓦崗福與洛覺幅交界處、拖覺幅與交際河幅交界處以及普格幅中部，從圖中得知P 元素高背景區(qū)域均在峨眉山玄武巖出露區(qū)域，且其形態(tài)展布與峨眉山玄武巖出露基本一致。從金陽地區(qū)峨眉山玄武巖和麥地坪亞段分布圖中得知金陽地區(qū)麥地坪亞段為磷礦含礦層位，50000 水系沉積測量中P 元素高背景值區(qū)均在麥地坪亞段。

（2）對1∶200000、1∶50000 水系沉積物樣品和1∶50000 峨眉山玄武巖、麥地坪亞段水系沉積物樣品分析結(jié)果進行地球化學參數(shù)統(tǒng)計，得出認識如下。

a. 元素的富集特征

根據(jù)全區(qū)18個元素背景值（剔除前、后的均值）分別與全國均值的比值，即元素富集系數(shù)K 變化分為貧乏（K<0.8）、正常（0.81.6），見表1。

從表1 中可看出，工作區(qū)中強富集元素為P、Co、TTFe、Cu，峨眉山玄武巖中富集元素為P、Co、TTFe、Cu、Mn、Ni，麥地坪亞段富集元素為Cd、Hg、P、Pb，其中峨眉山玄武巖組1∶50000 水系沉積物P 元素富集系數(shù)達到2.3，麥地坪亞段1∶50000 水系沉積物P 元素富集系數(shù)達到6.3。表明P 元素在工作區(qū)強富集，尤其在峨眉山玄武巖組地層中富集更加明顯，在麥地坪亞段最強，且極易富集成礦。

表1 測區(qū)元素富集特征表（1）

b. 元素的變異系數(shù)特征

從表2 中得知，測區(qū)1∶200000 分析中P、As、Cu、TTFe 元素具變異現(xiàn)象，在1∶50000 分析Cu、P、Mo 強變異。在1∶50000 峨眉山玄武巖中P 元素變異。表明測區(qū)磷元素局部可能富集成礦，而測區(qū)麥地坪亞段P 元素富集成礦，且具有一定成礦規(guī)模，例如在工作區(qū)發(fā)現(xiàn)金陽西衙門中型磷礦、谷德小型磷礦、寨子鄉(xiāng)及爾覺西磷礦點等，而在峨眉山玄武巖中P 元素只是背景值較高。

表2 測區(qū)元素富集特征表（2）

測區(qū)各元素原始數(shù)據(jù)集的變化系數(shù)（Cv）與背景數(shù)據(jù)集的變化系數(shù)（Cv'）分別反映了兩類數(shù)據(jù)集的離散程度。其中Cv 反映各元素的地球化學起伏的程度，概括了所有異常的綜合信息，反映了元素原始數(shù)據(jù)集的變化幅度；Cv/Cv'則反映背景擬合處理時對離散群的特高值和特低值的削平程度。用上述兩個參數(shù)繪制的元素變化系數(shù)解釋圖可以反映出如下特點：含量變化幅度很大，高強數(shù)據(jù)多，富集成礦可能性很大的元素有Pb、Zn、Ag；P 含量變化幅度僅次于Pb、Zn、Ag，表明測區(qū)局部P 很有可能富集成礦。

c. 元素的疊加強度特征

表3 測區(qū)元素富集特征表（3）

從表3 中可看出：測區(qū)中磷元素無明顯疊加，且Cu、Co、Ni、TTFe 也無明顯疊加，表明測區(qū)P、Cu、Co、Ni、TTFe 成礦環(huán)境較差，不利于成礦；在1∶50000 峨眉山玄武巖組P 元素有較明顯疊加，但Cu、Co、Ni、TTFe無明顯疊加，表明測區(qū)P 元素在峨眉山玄武巖中背景值很高，且相關(guān)系性很大。

測區(qū)磷元素強富集、強變異，但是無明顯疊加強度，通過與1∶50000 峨眉山玄武巖參數(shù)進行對比，發(fā)現(xiàn)磷元素在峨眉山玄武巖組背景值較高，且與鐵族元素（Cu、Co、Mn、Ni、TTFe）有一定相關(guān)性。通過與1∶50000麥地坪亞段參數(shù)進行對比，表明測區(qū)磷元素在測區(qū)局部成礦可能性較大，這與測區(qū)只有在麥地坪亞段富含磷礦相吻合，1∶50000 水系沉積物測量磷元素異常可作為找磷礦床的重要指示。

（3）磷對玄武巖的指示作用，測區(qū)分布著大量峨眉山玄武巖，通過參數(shù)統(tǒng)計我們得知測區(qū)內(nèi)P 元素在峨眉山玄武巖組內(nèi)背景值較高，且與鐵族元素相關(guān)性較好，利用測區(qū)峨眉山玄武巖出露范圍200000 數(shù)據(jù)進行聚類分析，如圖3 所示，其結(jié)果表明，P 與Cu、Co、Mn、Ni、TTFe 相關(guān)性很好，其值大于0.629；再利用測區(qū)峨眉山玄武巖出露范圍50000 數(shù)據(jù)進行兩次聚類分析，如圖4 所示，其結(jié)果表明P 與Cu、Co、Mn、Ni、TTFe 歸為一類。而鐵族元素主要在基性巖中富集，可見磷對玄武巖指示效果明顯。

圖3 1∶200000 數(shù)據(jù)聚類分析

圖4 1∶50000 數(shù)據(jù)聚類分析

在磷地球化學圖中，磷的形態(tài)、分布范圍與玄武巖的走勢出露范圍十分接近，在測區(qū)丙底幅東西兩側(cè)、拖覺幅中部以及交際河幅中部，P 元素高背景展布形態(tài)與峨眉山玄武巖出露一致，進一步說明了磷對峨眉山玄武巖具有明顯的指示效果。在金陽幅峨眉山玄武巖分布區(qū)、瓦崗幅峨眉山玄武巖分布區(qū)、普格幅峨眉山玄武巖分布區(qū)，也具有同樣的指示作用。以上特征皆說明在峨眉山玄武巖區(qū)利用磷地球化學圖可以對其層位進行追索，進行地球化學填圖。

例如在金陽縣南瓦東側(cè)存在大面積的峨眉山玄武巖，其P、Cu、Co、Ni、Mn、TTFe 地球化學圖如圖5 所示。峨眉山玄武巖出露區(qū)域P、Cu、Co、Ni、Mn、TTFe 等元素均是高背景，且在各元素高值點處位置均在金陽縣波洛附近，特別是P、Mn、Co、Cu 4個元素，表明峨眉山玄武巖里P 元素與鐵族元素均是較富集且相關(guān)性較大。P元素與鐵族元素高背景展布形態(tài)與峨眉山玄武巖出露基本一致，尤其P 元素較為突出，峨眉山玄武巖界線附近P 元素高背景與低背景十分明顯，驗證了P 元素對峨眉山玄武巖的指示作用比較明顯。

圖5 金陽南瓦東側(cè)P、Cu、Co、Mn、Ni、TTFe 地球化學圖

（4）磷元素異常對磷礦床的重要指示，如工作區(qū)中利用1：50000 水系沉積物測量圈定寨子鄉(xiāng)磷異常是以P 為首的非金屬異常，異常面積約為4.12 km2，異常剖析圖如圖6 所示，異常特征值見表4。

表4 寨子鄉(xiāng)（DCF05B3）磷異常特征值表

圖6 寨子鄉(xiāng)磷異常剖析圖

從圖6 和表4 中可見，P 元素濃集中心明顯，有極大值24 816×10-6，異常展布方向與構(gòu)造方向一致，面金屬量大。

異常區(qū)主要出露地層有寒武系芙蓉統(tǒng)婁山關(guān)組、寒武系上統(tǒng)西王廟組、寒武系中-上統(tǒng)地層、寒武系紐芬蘭統(tǒng)麥地坪段、震旦系地層。異常東北部有北東-南西走向的斷層通過。異常面積大，元素組合簡單，磷異常沒有封閉，麥地坪亞段為磷礦含礦地層，進行了異常查證，發(fā)現(xiàn)磷礦層，顯然異常由磷礦層引起，找礦前景較好。

5 結(jié)論

（1）通過對測區(qū)磷元素樣品數(shù)據(jù)進行參數(shù)統(tǒng)計，結(jié)果表明測區(qū)磷元素高富集、強變異、疊加強度一般。測區(qū)內(nèi)磷元素局部富集成礦，在峨眉山玄武巖背景值較高，且與鐵族（Cu、Co、Ni、Mn、TTFe）相關(guān)性較好。

（2）測區(qū)麥地坪亞段磷元素異常與其磷礦床對應非常好，且新發(fā)現(xiàn)西衙門磷礦與谷德磷礦，1：50000 水系沉積物測量磷元素異常可作為找磷礦床的重要指示。

（3）磷地球化學圖與峨眉山玄武巖地層套合非常好，磷地球化學圖有利于對其層位進行追索，進行地球化學填圖。