宁夏六盘山地区水系沉积物地球化学特征及找矿意义

　　摘要：为了实现找矿突破，在六盘山地区开展了1∶5万水系沉积物地球化学测量工作，并以所获得的数据为基础，分析水系沉积物的地球化学异常特征；根据异常特征与成矿地质条件，圈定了2处找矿远景区，即铅洞山找矿远景区、三关口找矿远景区，为该区下一步的找矿工作指明了方向。
　　
　　关键词：地球化学特征；水系沉积物测量；地球化学异常特征；找矿远景区；六盘山地区
　　
　　研究区位于宁夏六盘山自然保护区。由于该区域植被茂盛，覆盖较为严重，近些年在矿产勘查方面无较大成果，仅发现一些小型的矿点及矿化点。为了在该地区实现找矿突破，在区内开展了水系沉积物测量，该方法可反映出成矿元素的分布特征，已成为找矿预测的重要方法。本文结合宁夏六盘山中南段矿产远景调查项目1∶5万水系沉积物地球化学测量结果，同时依据前人的研究资料，采用因子分析、相关分析、聚类分析等方法对研究区内水系沉积物测量数据进行分析研究，进而总结水系沉积物地球化学元素的综合异常特征，分析异常原因，评价其成矿潜力，为下一步地质找矿提供依据。
　　
　　1研究区地质概况
　　
　　研究区大地构造位置位于柴达木-华北板块内，横跨祁连早古生代造山带、阿拉善微陆块、华北陆块/鄂尔多斯地块3个构造分区。
　　
　　区内由老至新出露的地层主要有奥陶系（仅在三关口地区有少量出露）、三叠系、白垩系、古近系（见图1）。其中，大面积分布六盘山群，也是本次研究的重点层位。该群自下而上分为5个岩组，分别为：三桥组（K1s）、和尚铺组（K1h）、李洼峡组（K1l）、马东山组（K1m）和乃家河组（K1n）。
　　
　　六盘山地区整体为一弧形构造带，区域构造主体行迹由南端南北向至北端近北西向旋扭，向北东方向突出（见图1）。研究区位于六盘山南端，断裂构造主体为南北向或近南北向，多为走滑逆冲性质的区域性深大断裂；背向斜褶皱较为宽缓，规模较大，多为向背斜相间，并褶皱成山，构成大、小关山主体。研究区未见岩浆岩出露，但在外围西南约50km的石嘴子一带出露有一处晋宁早期中-酸性花岗斑岩[1].
　　 　　
　　2样品采集与分析
　　
　　研究区整体位于六盘山区及山前洪、冲积物覆盖区。海拔为1900~2300m,相对高差100~550m,属中山区，水系发育。气候属暖温带半湿润气候，雨量比较充沛，地表植被发育。在宁夏三级景观中属中、浅切割山区。在基岩出露区水系极为发育，适合于水系沉积物测量。周边黄土覆盖多有沟谷水系，整体上水系较发育。根据黄土特点及原1∶20万区域化探成果，结合最新1∶5万化探新规范修改及设计评审专家建议，采集样品粒级为-10~60目。该区开展1∶5万水系沉积物测量面积1470km2,采集样品5774件，基本采样密度为3.83个/km2.共分析Au、Sn、Ag、As、Hg、Co、Ni、Mo、Cd、Sb、W、Bi、Ti、V、Cr、Cu、Zn、Pb等18种元素[2].将原始数据转换为对数值，剔除大于（X+3S）的特高值，同时剔除小于（X-3S）的特低值，计算各元素的背景值（X）、标准离差（S），用以计算异常下限值（参考值）。其中，异常下限值的确定综合考虑了计算值、累计频率值及本地区的地质背景等因素[3-6],各单元素的异常下限及参数见表1.
　　 　　
　　3水系沉积物地球化学特征
　　
　　3.1区内地球化学参数特征
　　
　　1）全区水系沉积物中元素的平均含量普遍较低。浓集克拉克值大于1的有Sn、As、Mo、Cd、Sb、W、Bi、Pb,表明这些元素处于区域高背景值区。其中，As、Pb大于2,显示较强的地球化学活性；Ag、Zn接近于1,表明这些元素处于正常场；Au、Hg、Co、Ni、Ti、V、Cr、Cu均小于1,表明这些元素处于区域低背景值区。
　　
　　2）变异系数介于0.26~11.42.其中，8种元素的变异系数介于0.3~0.6,包括Au、Sn、Co、Ni、Sb、W、Bi、Cr,这些元素属于分异型元素；Ti、V变异系数小于0.3,属于无分异型元素；Ag、As、Hg、Mo、Cd、Cu、Zn、Pb变异系数值均大于0.6,为强分异型元素。其中，最大的是Pb,变异系数为11.42;Zn、Cd也分别达到了9.42,8.2.说明此8种元素分散富集程度更高，更易成矿[8],亦或成为矿化剂元素，为其他元素运移提供载体。
　　
　　3.2元素组合分析
　　
　　3.2.1因子分析
　　
　　对全区18种元素的原始数据做R型因子分析，利用SPSS软件得出相关矩阵，使用主成分分析方法做因子分析，并采用方差极大法对矩阵进行旋转，求得全部特征值、方差贡献率等（见表2）。以累计方差贡献率达到72.689%为标准，可得3个因子。具体特征如下：
　　 　　
　　因子1除Sb的载荷为0.664外，W、Sn、Bi的载荷都在0.83以上，尤其Cr、Co、Ni、V、Ti的载荷均超过0.9,由此判定因子1是Cr、Co、Ni、V、Ti、W、Sn、Bi、Sb元素组合。Cr与Ni、V、Ti间的相关系数均大于0.9,Ni与V、Co的相关系数都超过0.9,说明亲基性岩元素与亲超基性岩元素有较好的共生关系。
　　
　　Pb、Zn、Cd的载荷均超过0.98,说明因子2的元素组合是Pb、Zn、Cd、Ag、Hg.元素地球化学相关矩阵见表3.从表3中可见，Pb、Zn之间的相关系数为0.999,Zn、Cd之间的相关系数为0.997,说明这些元素之间的相关性很好，共生产出可能性大。反映可能具有中-低温热液活动特征。
　　
　　因子3是As、Mo元素组合。As、Mo元素相关性较好，低温高温元素同时存在，显示出一定相关性。
　　
　　3.2.2相关分析
　　
　　本次应用相关计算法，计算研究区的元素地球化学特征相关关系（见表3）。由表3可以看出：主成矿元素Pb、Zn、Ag、Hg、Cd、Cu、Mo相关系数值中，Pb、Zn元素相关系数最高，为0.999,成矿元素之间表现出了显着的相关性。
　　 　　
　　3.2.3聚类分析
　　
　　若取相关系数为0.336,18个元素大致分为4组（见图2）。并且与因子分析和相关分析元素组合相近似，说明相关系数0.336较为合适。
　　 　　
　　1）第一组：单元素Au,与测区的主要成矿元素Pb、Zn、Ag、Hg、Cd、Cu、Mo等相关性较差。
　　
　　2）第二组：Co-Ni-Cr-V-Ti-W-Sn-Bi-Sb元素组合，相关性较高，和因子分析中因子1对应好。在该元素组合中Sb与Sn的相关系数为0.53,除此之外，其余元素之间相关系数均超过0.7,Ni-Cr-V之间的相关系数更是超过了0.9,反映了深部可能存在一定的基性-超基性岩浆活动及岩浆热液活动特征。
　　
　　3）第三组：Pb-Zn-Cd-Ag-Hg,该组元素组合相关性高，与因子2对应好。元素间除Hg与Ag的相关系数为0.427相对较小外，其余元素相关系数均较大，尤其是Pb、Zn、Cd之间的相关系数超过了0.990,反应中低温热液元素组合特征。
　　
　　4）第四组：As-Mo-Cu元素组合，与因子3对应，Cu-Mo的相关系数为0.441,As-Mo的相关系数为0.410,As-Cu的相关系数为0.145,表明该Mo元素与其余2个元素均具有一定相关性。且同时存在低温和高温元素，反应可能存在不同期次热液活动的特征。
　　
　　4异常圈定
　　
　　由于分析测试的元素种类较多，在整个研究区有多处异常区。为了进一步明确找矿方向，此次研究除了考虑水系沉积物测量圈定的异常外，充分结合了地质填图工作所取得的一些成果，即在三关口、铅洞山地区发现了矿化点或小的矿点。将依据水系沉积物测量结果划定的异常进行精选，圈定原则主要依据在同一地区的单元素异常下限基础上进行异常的综合圈定，在此基础上，保留2个成矿潜力最大的异常区，即三关口Cd-Mo-Cu-Pb-Zn-Ag-Hg元素综合异常区以及铅洞山Cd-Pb-Ag-Hg-Sb-Mo元素综合异常区（见图1）。异常区分布受研究区断裂控制明显，绝大部分元素的高异常及次高异常受六盘山东、西麓断裂控制，其中与东麓断裂关系极为密切。以上综合异常区是取得找矿突破的关键地区，是下一步找矿勘查的重点靶区。
　　
　　5结论
　　
　　1）针对于Ag、As、Hg、Mo、Cd、Cu、Zn、Pb这8种变异系数较大的强分异元素，其分布受研究区断裂控制明显，绝大部分元素的高异常及次高异常受六盘山东、西麓断裂控制，其中与东麓断裂关系极为密切。
　　
　　2）根据该区水系地球化学异常显示，圈定了2处成矿远景区，且在远景区内，发现与元素异常相对应的矿床类型，叠合性极好。
　　
　　3）在三关口矿化点发现了Zn、Pb等元素的高异常，但在地表，并未见Zn、Pb矿化，可考虑采用工程手段来验证该处水系异常。
　　
　　4）三关口地区沉积型铜矿化具有重新活化富集的特征。
　　
　　5）三关口、铅洞山地区水系沉积物地球化学异常具有极大的相似性，在找矿过程中，应注意相互对比、联系，发现共同点，同时推进2个远景区的找矿进程。
　　
　　[参考文献]
　　
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