李俊国，张成江，陈兴兵，石建凡

(成都理工大学地球科学学院，成都610059)

研究区位于四川省巴塘县境内，笔者以1∶5万水系沉积物测量为基础，应用聚类分析结果，划分元素组合，以元素组合特征结合地质背景，综合找矿信息圈出综合异常区，探究钨、锡元素在空间分布的关系，为进一步的找矿缩小范围。

1 区域地质概况

研究区地处西南三江地区义敦岛弧碰撞造山带中南部。义敦岛弧碰撞造山带开始于印支晚期(瑞替克一诺利克期)的大规模俯冲造山作用，经历了燕山期的碰撞造山过程，包括弧一陆碰撞与陆壳收缩加厚、造山隆升和伸展作用，最后又遭受了新特提斯时期陆内会聚和大规模剪切平移作用的叠加改造。火山一花岗质岩浆活动贯穿于岛弧碰撞造山带演化的始终［1］。

研究区内发育的地层主要有上三叠统图姆沟组、上三叠统纳拉山组、和第四系。发育一条宽约2km，呈NW向贯穿全区的热接触变质岩带。研究区内出露岩浆岩为燕山晚期的花岗岩类，呈岩基产出。北部为绒依措岩体，主体岩相为似斑状黑云母二长花岗岩，副矿物组合含锡石和方铅矿。稀土元素含量和配分特征与“S”型花岗岩一致，该岩体为夏塞银多金属矿床提供了部分的成矿物质［2］。南部为格聂岩体，主体岩相为黑云母二长花岗岩，具壳源重熔的特征，形成于后碰撞造山环境［3］。研究区强烈的构造与岩浆活动，形成了良好的成矿地质背景如图1。

2 景观地球化学特征

研究区属典型高原大陆性高山严寒气候，气温垂直变化明显，年平均气温9℃，最低气温－30℃，无霜期约60天。研究区年降雨量500mm左右，雪线附近降水量则为800～1 000mm。旱季和雨季分明，6～9月为多雨季节。日照长、温度低、昼夜温差大、无霜期短、降雪日多，每年4～9月气候相对较好，适合野外作业。

图1 海子山地区地质略图

研究区整体海拔处于4 000m以上，整个景观区域水系较发育，水侵蚀和水搬运作用明显。水侵蚀机制主要是地表水和腐殖质参与下的化学分解作用，水搬运作用主要是正常的水交换作用、不冻结水的类毛细作用及植物根系侵蚀抽提作用，这些都加大了表生物质的搬运，其结果使水系沉积物中的异常流较大，异常的主要载荷粒段向细粒级段偏移。因此，该区适合开展水系沉积物测量。

3 样品采集与分析

工作方法按照中华人民共和国地质矿产行业标准，DZ/T0011—91《地球化学普查规范》执行，水系沉积物样点主要布置在长度大于300m的一级水系口和二级水系中。按照500m×500m的网度采样，平均密度为4样/km2，空格率(1km2)小于1%，不出现或很少出现连续5个以上空白小格。

依据本区所处的半湿润高寒山区地球化学景观，以及邻区已经完成的1∶5万水系沉积物测量粒度选取情况，并结合本区主攻矿种情况，水系沉积物测量样品粒级确定为－40目。为提高采样代表性，采样在设计采样点水系上下20～30m范围内进行多点取样，混合在一起组合成一个样品，采样部位选择在河床底部或河道岸边与水面接触处，在间隙性水流地区、干的河道或极少量水流的河道中在河床底部采样。在水流较急的河道中选择有利于沉积物聚集的水流变缓处、河道转弯内侧、大转石背后有较多细粒物质聚集处。选择测试17种元素，即Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、Mo、W、Sn、Bi、U、Th、Cd、Co、Ni，分析测试方法采用X射线荧光光谱分析、石墨炉原子吸收分析、原子荧光光谱分析、极谱分析等。分析测试由德阳岩矿检测中心完成，样品分析检出限和报出率等指标均达到了测试要求。

4 化探异常信息提取

4.1 地球化学背景值及异常下限确定

由于分析数据中有特高值和特低值，为合理确定异常下限，工作区背景值和异常下限的确定采用迭代剔除法确定研究区元素背景值，步骤为:计算全区各元素原始数据的平均值(X0)和标准方差(S0);按X0－3S0≤X≤X0+3S0条件进行剔除，获得一个新数据集，对所得到的数据集重复上述处理过程，直到所有离群点数据全部剔除为止;计算新数据集的平均值(X1)和(S1)，则X1作为背景值，X1+2S1作为异常下限。异常下限及各指标特征如表1。

表1 海子山地区水系沉积物参数特征(n=1734)

4.2 地球化学异常圈定

大部分数据基本符合正态分布，少数数据经迭代剔除以后也符合正态分布。数据网格化处理采用kring方法，根据异常下限值圈定单元素异常，区内共圈定单元素异常56个。以研究区内17个元素为变量进行聚类分析，分析结果如图2。

图2 海子山地区水系沉积物元素聚类分析图谱

据图2将元素分为五组:Au、Cu;Ag、Zn、Ni、Co、Mo、Cd;Sb、Pb;Sn、Bi、W、As;U、Th。以单元素异常套合情况，聚类分析结果及某些元素相似的地球化学性质为依据。将研究区内主要成矿元素划分为Sn－W－Bi－As;U、Th;Cu－Pb－Zn－Ag－Au－Ni－Co－Mo－Cd－Sb。将三组元素组合在一起圈定9处综合异常。

5 重点综合异常评价

主要对区内的Sn－W－Bi－As异常进行评述见图3、图4。以Sn、W为主，异常规模大，浓集中心明显，衬度值高，浓度分带明显。A1浓度分带明显，W、Sn元素套合较好，Bi、As与W、Sn在A1区内套合不好。Sn平均值为117.6×10－6，最高值为180×10－6，最低值为25.7×10－6;W平均值为80.56×10－6，最高值为328×10－6，最低值为7.01×10－6;Bi平均值为4.62×10－6，最高值为9.84×10－6，最低值为1.39×10－6;As平均值为72×10－6，最高值为137×10－6，最低值为18.4×10－6。综合元素套合和水系等因素，A1区域可能存在隐伏岩体，若无隐伏岩体该异常则为上游A2控制。

图3 海子山地区地质略图

图4 Sn－W－Bi－As综合异常

A2浓度分带明显，异常区处于热接触变质岩带内，Sn、W、Bi、As套合好。Sn平均值为95×10－6，最高值为279×10－6，最低值为6.17×10－6;W平均值为31×10－6，最高值为196×10－6，最低值为2.43×10－6;Bi平均值为3.46×10－6，最高值为8.24×10－6，最低值为0.49×10－6;As平均值为102×10－6，最高值为212×10－6，最低值为6.17×10－6。Sn与W在多数矿床中相互共生［4］，Bi、As为亲铜元素。在本区这些元素不仅套合好、浓度分带明显，显示了良好的矿化信息。

6 W、Sn测量结果在空间上的反应

为了讨论研究区W、Sn测量结果在空间范围内的分布特征见图5，首先需要明确W、Sn的地球化学性质，包括两个方面:①W、Sn在表生作用下的物化性质;②研究区所在区域已发现的W、Sn矿床W、Sn地球化学特征。

图5 W、Sn单元素异常

Taylor S.R和McLennan SM在研究陆壳的组成与演化一书中指出W、Sn具有不同的水岩分配系数见图6，W属于中等可溶元素，Sn属于不可溶元素［5］。表明W在地表运移过程中会分馏损失，Sn完全保留在水系沉积物中。从元素本身的地球化学性质来看，钨属于典型的亲氧元素，它在自然界中以W6+的氧化态形式与O2－结合形成WO2－4络阴离子，再与Fe、Mn、Ca等元素结合形成钨酸盐类，而锡不仅具有亲氧性，还具有亲铁性、亲硫性，可以在更多的地质条件下形成多种锡的独立矿物，如锡的氧化物、氢氧化物、硫化物、硫盐、铌钽酸盐、硅酸盐和硼酸盐等［6－7］。锡以氧化物的形态存在，钨以钨酸盐类存在，赋存形态也表明钨在地表迁移过程中较锡易分馏。尽管W、Sn具有不同的水岩分配系数和地球化学性质，但是在表生作用中W、Sn化合物具难溶、化学稳定性的特征，主要还是以物理风化和机械搬运为主［8］。

图6 元素存留时间与海水/上地壳分配系数的关系［5］

研究区北部发现有矽卡岩型锡多金属矿床，矿体主要赋存在花岗岩岩体的外接触带的碳酸盐和变质碎屑岩的层间构造破碎带中，产于这些受层间破碎带控制的矽卡岩带中。由内接触带至外接触带出现W－Sn的分带［9］。

研究区内W、Sn异常既有套合又有分带，从图4可看出W处于内带而Sn相对处于外带，这与研究区北部已发现的矽卡岩型锡多金属矿床的分带特征相融合，研究区内W、Sn异常套合由元素共生与水系共同控制。研究区变质带外的W、Sn综合异常A1极有可能受水系控制。区域已发现矿床处于受层间破碎带控制的矽卡岩带中而非矽卡岩带以外。根据区域地质与W、Sn的空间分布可认为综合异常A2具有成矿潜力。

7 结论及认识

水系沉积物测量圈定的异常与已知矿点和矿化点融合程度高，与区内岩浆和构造关系紧密，说明本次水系沉积物测量圈定的异常准确可靠;通过元素组合划分、Sn－W－Bi－As综合异常评价、W、Sn测量结果在空间上的分布等，进一步论证了A2具有成矿潜力，缩小了找矿范围。

［1］侯增谦，曲晓明，周继荣，等.三江地区义敦岛弧碰撞造山过程:花岗岩记录［J］.地质学报，2001，75(4):484－497.

［2］应汉龙，王登红，付小方.四川巴塘夏塞花岗岩和银多金属矿床年龄及硫、铅同位素组成［J］.矿床地质，2006，25(2):135－146.

［3］李俊国，张成江，王江，等.义敦岛弧带海子山花岗岩体微量元素地球化学特征及成因［J］.吉林大学学报(地球科学版).2015，45(增刊):1－2.

［4］华仁民，张文兰，李光来，等.南岭地区钨矿床共(伴)生金属特征及其地质意义初探［J］.高校地质学报，2008，14(4):527－538.

［5］McLennan SM.Relationships between the trace element composition of sedimentary rocks and upper continental crust［J］.Geochemistry，Geophysics，Geosystems，2001，2(4).

［6］戚长谋.元素地球化学分类探讨［J］.长春地质学院学报，1991，21(4):361－365.

［7］华仁民，李光来，张文兰，等.华南钨和锡大规模成矿作用的差异及其原因初探［J］.矿床地质，2010，29(1):9－15.

［8］刘英俊，曹励明.元素地球化学导论［M］.北京:地质出版社，1985:153.

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