刘宝山， 赵立国

(黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院，哈尔滨 150036)



黑河市大新屯土壤地球化学测量应用及找矿效果*

刘宝山， 赵立国

(黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院，哈尔滨 150036)

摘要：在1：5万区域地质调查工作的基础上，通过在黑河市大新屯一带进行土壤地球化学测量，确定该区各元素异常下限值并圈定地球化学异常，发现Au、Ag、As、Sb、Hg等有价值的地球化学异常1处。通过分析Au元素地球化学异常找矿潜力并经施工槽探查证，发现异常浓集中心与矿体吻合较好，异常长轴与矿体走向一致，异常区发现1条长约900m 的金矿体，2条长100余米的锑矿体。这表明土壤地球化学测量在大新屯矿区找矿效果显著，在大小兴安岭浅覆盖区，运用土壤地球化学测量方法找矿值得进一步推广。

关键词：黑河市；大新屯；土壤地球化学测量；找矿效果；大小兴安岭

近年来黑龙江省加大了找矿力度，于2005年始在大小兴安岭地区开展若干项1：5万矿产地质调查工作，先后发现了若干个金及多金属矿(化)点，经后续勘查工作部分矿点已成为具有经济价值的矿床，如大新屯金矿床、永新金矿床、旁开门金矿床、鹿鸣大型钼矿床、叉路口大型钼矿床等。这些矿床是在1：50000地质矿产调查工作基础上，利用土壤地球化学测量，配合物探等手段发现的，尤其在植被发育覆盖层较厚的大小兴安岭地区，土壤地球化学测量方法是最直接、最经济的找矿方法，因而在大小兴安岭覆盖区寻找金属矿床具有广泛的应用前景。

大新屯矿区位于多宝山—黑河北东向成矿带，该成矿带矿产资源丰富，具有优越的成矿地质条件和良好的找矿前景[1]。目前，本项目在大新屯矿区新元古代北宽河组地层中发现1条长度900余米的金矿体及2条100多米的辉锑矿体，矿体产出部位与土壤测量圈定的金、银、锑等元素异常浓集中心吻合，表明利用土壤地球化学测量在该区找矿效果显著。本文以大新屯矿区为例，探讨土壤测量对黑龙江省北部浅覆盖区寻找金及多金属矿床的找矿效果，对在大小兴安岭浅覆盖区进一步推广运用土壤地球化学测量方法找矿具有重要意义。

1矿区地质特征及地球化学条件

矿区位于落马湖微地块东端，黑龙江深大断裂发育在矿区东侧，嫩江至新开岭断裂经过矿区南侧[2]。区域出露的地层主要为新元古代北宽河组、中—上泥盆统根里河组、下白垩统龙江组，其中新元古代北宽河组为矿区含矿地层。侵入岩主要为晚三叠世的二长花岗岩及中侏罗世花岗闪长岩，这些侵入岩体大面积分布在矿区西侧，区域性脉岩主要为细粒闪长岩。

矿区出露的地层主要为新元古代北宽河组，岩石类型组合为二云母片岩、砂质板岩及大理岩，地层产状倾向南西，倾角35°～60°，以低角度产状为主。二云母片岩、砂质板岩、大理岩多具片理化，硅化、碳酸盐化、黄铁矿化等蚀变沿片理发育(图1)。矿区侵入岩为石英脉及闪长质脉岩，石英脉产于矿体下盘，闪长质岩脉发育于矿体上盘，两脉岩呈北西—南东走向，产状多较缓，多与北宽河组地层片理倾角一致[3]。

图1　大新屯矿区地质简图[3]Fig.1　Simplified geologic map of the Daxintun mining area1-二云母片岩；2-砂质板岩；3-大理岩；4-石英脉；5-闪长岩；6-金矿体；7-锑矿体；8-地质界线；9-产状

北西向断裂构造是矿区的主体构造，断裂走向320°左右，局部走向略有变化，倾向南西，倾角35°～55°，空间展布显示其具有张扭性特点。

矿区围岩蚀变主要为硅化、黄铁矿化、绢云母化、辉锑矿化，碳酸盐化等蚀变，与金关系密切的蚀变为硅化、辉锑矿化。

矿区景观地球化学属于黑龙江森林沼泽景观地球化学区的黑河—孙吴低山丘陵亚景观类型[4]。该亚景观类型属岛状多年冻土区，土壤较发育，土壤层位齐全，分层明显，土壤类型属于棕色针叶林土。腐殖层厚15～30cm，富含有机质；B层为黄褐色或红棕色砂质土壤，厚度不等；C层为浅棕黄色砂砾土。

2土壤测量工作方法

2.1样点布设、样品采集

区域开展1:50000水系化探扫面工作，对水系沉积物不发育地段采取土壤样品替代。水系采样点布设在一级水系上，二级水系布设少量控制样品，三级水系基本不采集样品，每平方千米网格状布设4～6个样点，利用水系测量成果圈定成矿远景区，缩小找矿靶区。针对水系沉积物测量圈定的找矿靶区开展面积性土壤测量，大新屯矿区土壤测量面积4.0 km2，测量网度线距200 m，点距40 m。

黑龙江省大小兴安岭地区土壤采样层位均确定在B层下部[5-6]，矿区采样深度40～55 cm，采样介质为细砂、含砾砂粘土、含砂粘土等，样品原始重量>500 g。

2.2样品粒级确定

元素富集粒度与元素地球化学行为、存在形式和异常性质密切相关，样品粒级的选择对确定金及多金属矿种具有指示作用[7]。大小兴安岭地区Au、Ag、Zn、Pb、Sb、Mo 等元素主要富集于-10～+60目粒级，矿化地段异常显示良好[8]。与大新屯矿区处于同一成矿带上，且距工作区较近的三道湾子金矿土壤中Au、Ag元素在B2层中-40目粒级有利于Au的次生富集[9]。工作区依据1：5万大新屯矿产调查成果[10]，确定B层下部-10目粒级中Au元素含量衬度较大、矿体上方元素异常特征与实际地质情况吻合较好，能更明显的反映矿致异常。所以每个工作区应根据具体地质背景、土壤层元素含量变化等情况确定采样粒度。

2.3样品加工

对野外采集回的样品及时晒干，并对样品进行揉搓，胶结的样品用木棒敲打使之解体。样品干燥好以后过筛，过筛粒级为-10目，将样品混匀，过筛后样品及时装入写有标签的纸袋内，样品重量不小于150g。每筛过一个样品后认真清筛，以免样品间的污染。按顺序填写送样单，及时送出分析样品化验，分析元素为Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Bi。

2.4背景值及异常下限的确定

异常背景值和异常下限的确定有多种方法，如剖面图解法、直方图解法、概率格纸图解法、计算法等，本次工作利用Excel软件采用计算法。

异常圈定方法及原则是在原始数据图上采用含量内插法，异常下限确定为背景值+2倍标准离差。浓度分带按异常下限的1、2、8倍勾绘异常等含量线，2倍异常下限数值为异常中带分界值，大于8倍异常下限值圈为异常内带。分析数据全部采用微机处理，利用MAPGISL软件电脑圈定异常图件，并对异常曲线进行手动修饰。

各元素背景值、异常下限及等值线间距统计见表1。在制做异常图件时，为突出各元素异常的套合关系及与地质单元、控矿构造的关联性，部分元素对异常下限适当调整。

表1　土壤地球化学测量各元素参数

3土壤化学异常分析

3.1相关性分析

对原始土壤地球化学数据利用标准化公式、相关系数计算公式及加权平均计算公式进行相关分析计算求得相关矩阵，经分析主成矿元素 Au、Sb与其它伴生元素在含量上呈正相关关系，其中 Au与 As的相关系数为0.631 ，Sb与Hg的相关系数为0.662，主成矿元素Sb和伴生元素Hg首先聚类，其次是 Zn与Cu、Au与As聚类。综合分析，与本矿床最为密切的是Au、As、Sb、Hg、Ag元素，Ag与Au、As、Sb、Hg相关性也较强。As、Sb、Hg作为寻找金矿的远程指示元素与Au元素紧密相关， As、Sb、Hg元素异常发育且与Au套合较好时预示工作靶区有较大金矿体存在[11]，表明本研究区寻找金矿潜力巨大。高温元素W与低温元素(Au、Ag、As、Sb)的相关性，表明在高温热液活动下，Au、Ag、As、Sb等低温元素进一步发生活化迁移富集，有利于金矿体的形成。

3.2异常特征剖析

Au、Ag、As、Sb、Hg元素异常重合较好，浓集中心大体一致，浓集中心明显且比较连续，异常呈北西—南东向长条带状展布(图2)，各元素异常长轴长度及短轴宽度均十分接近，长约1.5 km，宽约0.5 km，组合异常面积3.82 km2，主成矿元素以Au、 Sb为主， Sb平均值为37.49×10-6，最高值为730.44×10-6， Au平均值为51.93×10-9，最高值为140.0×10-9。异常区内有含矿地层新元古界北宽河组云母片岩、砂质板岩及大理岩出露，另有平行矿体的闪长玢岩、石英脉产出。经槽探揭露、钻探深部控制，在异常区发现多处金、锑矿体。主金矿体走向长900 m，倾向控制320 m中段仍未封闭，辉锑矿体规模较小，但无论地表还是深部都有出露。金、锑元素异常峰值与矿体产出位置吻合，异常为金、锑矿体引起，为矿致异常(图3)。

图2　土壤地球化学异常图Fig.2　Map of pedogeochemical anomalies

图3　35线土壤测量Au、Ag、As、Sb、Hg元素异常曲线与矿体产出位置Fig.3　Anomaly curves of Au, Ag, As, Sb and Hg and the cross section of occurrence positions of orebodies along soil survey line 35

4工程查证

对金异常区地表按照100～200 m间距垂直异常进行槽探验证，施工完成了探槽9TC14、0TC8、10TC2、30TC6、40TC8、60TC1等工程。工程揭露情况表明，金矿体产于二云母片岩破碎带内，破碎带宽度越大金矿体斜厚度越大，矿体长900余米，向南东一侧矿体未封闭，同时该金矿体伴生的银、锑组分部分含量品位已远远大于其工业品位。平行金矿体发育两条辉锑矿体，矿体产于强烈硅化蚀变大理岩内，矿体长度100余米，最高品位28.7%。在深部利用钻探工程对金矿体进行了追索，发现矿体倾斜延伸至320 m中段仍未封闭。

5结论

(1)土壤地球化学测量方法找矿效果明显，具有找矿见效快、成本低，效果好等优点。选择正确的土壤地球化学测量方法，可缩小找矿靶区，为进一步找矿勘查工程布设提供依据。

(2)通过对土壤地球化学元素的相关分析，认为新屯矿区土壤地球化学异常组合主要为 Au、Ag、As、Sb、Hg元素异常，其中低温元素Au、As、Sb、Hg元素相关最明显。

(3)通过对大新屯矿区土壤地球化学异常进行工程查证，异常浓集中心与矿体吻合较好，异常长轴反映了矿体走向延伸，土壤地球化学测量在大新屯区找矿效果显著，在浅覆盖区找矿值得进一步推广。

参考文献

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DOI:10.16788/j.hddz.32-1865/P.2016.02.010

* 收稿日期：2015-05-28改回日期：2015-08-17责任编辑：汪建宁

基金项目:黑龙江省黑河市大新屯金多金属矿普查(编号：2009230006)。

第一作者简介：刘宝山，1970年生,男,高级工程师,从事矿产地质调查与研究工作。

中图分类号：P632+.1

文献标识码：A

文章编号：2096-1871(2016)02-152-05

Application of pedogeochemical survey in the Daxintun area Heihe City and its prospecting effect

LIU Bao-shan, ZHAO Li-guo

(QiqiharBranch,ResearchInstituteofRegionalGeologicalSurveyofHeilongjiang,Harbin150036,China)

Abstract：Based on the 1:50000 scale regional geological survey in the Daxintun area, Heihe, this study has defined the element anomaly threshold values using pedogeochemical survey, and delineated geochemical anomalies areas, one of which was discovered with intensive anomaly of Au, Ag, As, Sb and Hg. By analyzing the prospecting potential of Au geochemical anomaly and verifying by trenching, it is found that the abnormal concentration center coincides with orebody, with the long axis direction of anomaly consistent with the trend of orebody. One 900 m-long gold-bearing orebody and two 100 m-long Au-bearing orebodies have been found in the abnormal area, indicating that pedogeochemical survey has remarkable prospecting effect in the Daxintun area. Therefore, pedogeochemical survey method can be used in the Daxing'an and Xiaoxing′an Mountains and is worth further promoting in exploration of shallow covered areas.

Key words:Heihe City; Daxintun area; pedogeochemical survey; prospecting effect; Daxing′an and Xiaoxing′an Mountains