攀枝花米易地區白馬含礦巖體共伴生成礦元素特征

鄔雨婷，陳友良，郭 濤，殷桂芹

(1.成都理工大學 地球科學學院，四川 成都 610059；2.成都理工大學地學與核技術四川省重點實驗室, 四川 成都 610059；3.攀枝花釩鈦磁鐵礦—四川攀枝花野外基地，四川 攀枝花 617000;4.核工業二○八大隊，內蒙 包頭 014000)

攀西地區是我國重要的釩鈦磁鐵礦產區之一，也是我國重要的黑色、有色、稀土-稀有等礦產生產基地[1]。該地區的釩鈦磁鐵礦除了鐵、釩、鈦三種主要有益元素外，還伴生有鈷、鎳、鉻、錳、銅、硫、鎵、鈧、稀土元素以及鉑族元素，伴生元素含量大部分達到了綜合利用價值[2]。白馬鐵礦是攀西地區大型釩鈦磁鐵礦床之一，前人對該含礦巖體的巖石學特征、元素地球化學特征、礦床成因機制以及選冶工藝等方面都取得了重要的成果[3-7]，而有關含礦巖體共(伴)生元素分布特征等相關方面的研究較為薄弱。本文選取白馬鐵礦及及坪礦段為研究對象，在詳細的野外地質調查基礎上，對白馬含礦巖體的共伴生元素特征展開研究，以期查明研究區共(伴)生礦產元素種類及分布規律，為區內礦產資源的綜合利用與找礦提供依據。

1 礦區地質特征

白馬鐵礦位于攀枝花市米易縣，處于康滇地軸中段瀘定-米易臺拱之米易穹斷束上。礦區出露地層主要有中元古界會理群天寶山組淺變質巖系、震旦系觀音崖組和燈影組碎屑巖-碳酸鹽建造。區內褶皺主要為近南北向展布的茨達—撒蓮背斜，礦區內的斷裂構造將白馬鐵礦分割為5個礦段，由北至南依次為夏家坪礦段、及及坪礦段、田家村礦段、青杠坪礦段、馬檳榔礦段[8]。礦區內巖漿巖十分發育，侵入巖主要為華力西早期-燕山期的酸性、基性-超基性以及堿性侵入巖體，噴出巖則主要為廣泛分布的晚二疊世峨眉山玄武巖。白馬含礦巖體是礦區內分布最廣的基性-超基性層狀侵入巖體，大致呈南北向展布，長度為24 km，寬度為2～6 km，地表分布面積約100 km2，巖體延伸深度大于500 m，其形成時代為258.5±3.5 Ma。

2 樣品采集與分析方法

本文在白馬鐵礦及及坪礦段共采集了礦石樣品7個，賦礦圍巖樣品12個。樣品的元素分析在核工業二三○研究所分析測試中心實驗室完成，測試方法和依據為GB/T14506.30-2010(硅酸鹽巖石化學分析方法第30部分：44個元素量測定)。使用儀器型號為ELEMENT XR的等離子質譜儀(ICP-MS)進行分析，測試精度優于5%。

3 分析結果

3.1 特征參數統計分析

本文選取白馬鐵礦及及坪礦段含礦巖體中不同礦層礦石與賦礦圍巖樣品中具有綜合利用價值的TFe、Ti、V、Cr、Co、Ni、Cu等七種共(伴)生元素進行分析，具體含量見表1。

表1 白馬鐵礦及及坪礦段巖礦石主要共(伴)生成礦元素分析表

為了比較直觀的表述研究區內共(伴)生元素的分布特征，選取算術平均值(X)、標準離差(S)、變異系數(Cv)、富集系數(K)等特征參數來研究其變化規律，其中K為礦段整體元素含量的算術平均值X與元素大陸地殼豐度C之間的比值[9]，經計算，白馬鐵礦及及坪礦段巖礦石樣品中共(伴)生成礦元素特征參數見表2。

表2 白馬鐵礦及及坪礦段共(伴)生成礦元素特征參數統計表

由表2數據可知，Ni元素富集系數K為1.97，屬于富集元素；Fe元素富集系數K為4.20、Ti元素富集系數K為3.42、V元素富集系數K為7.86、Cr元素富集系數K為26.12、Co元素富集系數K為4.22、Cu元素富集系數K為3.17，均大于2，屬于強富集元素。Fe、Co元素變異系數Cv為0.50，為均勻分異元素；Ti元素變異系數Cv為0.55、V元素變異系數Cv為0.60，為不均勻分異元素；Cr元素變異系數Cv為1.74、Ni元素變異系數Cv為0.78、Cu元素變異系數Cv為0.80，為極不均勻分異元素。

及及坪礦段含礦巖體親鐵元素中Cr富集系數K和變異系數Cv最大，表明富集程度最高，在有利條件下極易富集成礦。親鐵元素Co、Ni、TFe也屬于強富集元素，但富集系數較小，分別為4.22、1.97、4.20。親石元素Ti，V屬于強富集元素，且呈不均勻分異，也可能在有利位置成礦。親硫元素Cu和親鐵元素Ni屬于強富集元素，且呈極不均勻分異，顯示較強的遷移富集特征，說明在研究區成礦有利部位形成銅鎳硫化物礦體的潛力較大。

3.2 相關性分析

根據相關系數r絕對值，可將相關程度劃分為極低(<0.2)、低(0.2～0.4)、普通(0.4～0.6)、高(0.6～0.8)、極高(>0.8)五類。通過計算得出白馬礦區及及坪礦段各共(伴)生成礦元素變量間的相關系數(表3)，其中Ni和Cu、TFe和Ti、Co和V元素相關系數分別為0.953、0.952、0.920，相關程度極高，呈顯著正相關，說明Ni和Cu、TFe和Ti、Co和V元素具高度同源性。V和TFe、V和Ti、Co和TFe、Co和Ti、Ni和V、Ni和Cr、Ni和Co、Cu和V、Cu和Cr、Cu和Co元素相關系數分別為0.794、0.686、0.796、0.626、0.735、0.758、0.767、0.731、0.757、0.713，相關程度為高，呈明顯正相關，其成因具有一定聯系。對及及坪礦段各共(伴)生成礦元素的含量數據進行R型聚類分析(圖1)，可將TFe、Ti、V、Co看作一個成礦元素組合，將Ni和Cu看作第二個成礦元素組合，與相關性分析結果一致。

表3 白馬鐵礦及及坪礦段共(伴)生成礦元素相關系數表

圖1 白馬鐵礦及及坪礦段巖礦石共(伴)生成礦元素R型聚類分析

為研究TFe、Ti、V、Co成礦組合和Ni、Cu成礦組合地質母體是否具有相關性，利用SPSS軟件對TFe、Ti、V、Cr、Co、Ni、Cu幾種元素做頻率分布直方圖如圖2，根據圖中數據峰值位置可判斷7種共(伴)生成礦元素表現均偏離正態分布，且峰值位置存在差異，說明成礦元素的地質母體具有多源性，是多期多階段地球化學作用疊加的特征顯示，反映出白馬含礦巖體有成礦巖漿的多期多階段補給疊加的特點[10]。

圖2 白馬鐵礦及及坪礦段巖石共(伴)生成礦元素含量分布頻率直方圖注：TFe、Ti、V的含量單位為%，Cr、Co、Ni、Cu的含量單位為10-6。

4 結論

(1)白馬鐵礦及及坪礦段中各共(伴)生元素的富集系數、變異系數明顯不同，反映各元素的富集、分異存在較大差異，表明研究區在成礦過程中的地質地球化學作用較為復雜，含礦巖體中共(伴)生元素Cr、Ni富集程度高，變異系數大，在有利部位可能富集成礦，具有一定的找礦潛力。

(2)共(伴)生元素相關性分析顯示，共(伴)生成礦元素中Cu和Ni、TFe和Ti、Co和V相關系數分別為0.953、0.952、0.920，呈顯著正相關，具有高度同源性，可分為Cu、Ni和TFe、Ti、Co、V兩個成礦元素組合。7種共(伴)生成礦元素濃度偏離正態分布且峰值位置不同，反映了白馬含礦巖體有成礦巖漿的多期多階段補給疊加的特點。