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云南省凤庆县-云县地区水系沉积物地球化学特征与找矿远景

2022-09-23高海军

承德石油高等专科学校学报 2022年4期
关键词:闪长岩火山岩花岗岩

高海军,杨 政

(1.河北石油职业技术大学 科技处,承德 河北 067000;2.云南省地质矿产勘查院,昆明 云南 650000)

云南省凤庆县-云县地区位于云南西部,三江造山带南段,属特提斯成矿域—三江造山带成矿省—临沧-勐海(岩浆弧)Fe-Pb-Zn-Au-Ag-Sn-Ge稀土成矿带。目前区内矿产有铜、铅、锌、钨、锡、钼、稀土矿、铷铌钽(白云母)矿、褐铁矿、黄铁矿、泥炭、热泉等,具有一定经济意义的矿产地主要为沿临沧花岗岩体的断裂带、岩体风化壳与围岩的接触带附近。

水系沉积物地球化学测量,是一种效率较高的地球化学普查找矿方法,也是区域化探的主要方法[1]。20世纪70年代以后,该地区地质矿产调查工作才逐步开展,由云南省地矿局区调队、物化探队,云南省地质调查院及地质矿产部航空物探遥感中心等先后完成了1 ∶100万下关幅(G-47)区域地质矿产调查,1 ∶20万景东幅、凤庆幅区域地质矿产调查、水系沉积物测量,1 ∶25万凤庆县幅(G47C004003)区域地质矿产调查、1 ∶100万重力测量及1 ∶100万、1 ∶50万、1 ∶10万航磁测量。随着地质大调查项目的开展,近几年来开展了大量1 ∶5万水系沉积物测量工作,找矿效果较为显著。[2]

1 地质概况

1.1 区域地质背景

研究区大地构造位置位于属于羌塘-三江造山系与班公湖-双湖-怒江-昌宁-孟连对接带。该区经历了漫长而复杂的地质演化历史,由于长期的沉积作用、构造、岩浆演化和成矿地质作用等,形成了该区特殊的成矿地质背景。[3]区内地层出露较为齐全,由古元古界至第四系均有出露。火山岩分布较为广泛,时代跨度大,火山岩时代分由元古代至中生代均有发育。变质岩分布于澜沧江以西的云县、凤庆县一带,总体呈北西向或北东向带状展布。凤庆县地区大面积出露著名的临沧花岗岩复式岩体,划属于羌塘-三江构造岩浆岩省、碧落雪山-临沧构造岩浆岩带之临沧俯冲-后碰撞构造岩浆岩亚带。活动时代有奥陶-志留纪、二叠纪、三叠纪、白垩纪等,其中以二叠纪、三叠纪二长花岗岩为主。

1.2 区域地球化学特征

以临沧花岗岩西侧边界为界,研究区西侧属三岔河地球化学区,东侧属云县地球化学区。

三岔河地球化学区:地层主要出露新元古界-下古生界浅变质砂泥质岩石、上古生界主动-被动陆缘砂泥质夹硅质岩沉积及中生界碎屑岩、酸性火山岩。该亚区绝大多数元素含量高于区域背景值,尤以As、Sn、W等元素最为富集,Hg、Li等元素相对贫化,元素异常及已知矿点主要为与燕山期花岗岩体有关的钨、锡、铅、锌、锑等。

云县地球化学区:地质体以二叠-三叠纪及侏罗-白垩纪中酸性-酸性侵入体为主,少量古元古界深变质岩系及中生界红层等。该亚区元素除B、Hg、Sb、Ag、SiO2、Au、Mn等少数元素平均含量低于区域背景值外,其余元素均高于全区平均含量,尤其是与花岗岩成矿有关的微量元素Th、La、U、Zr、Sn、Bi、Rb、Y等更为富集,其微量元素与花岗岩体分布范围相吻合,同时沿岩体边缘接触带附近出现W、Sn、Bi、B、Pb、Zn、Ag、Cd、Cs、As、Sb等元素异常。

2 地球化学数据处理

2.1 水系沉积物工作概述

研究区已开展1 ∶5万水系沉积物测量934.25 km2, 采集样品总数为3 787件,采样密度4.08 km2, 确定 29个元素为本区指示元素。采样物质为水系底部的各种粒级自然混合的中粗粒物质,采样粒级一般为-10-+60目,保证过不锈钢筛后的样品重量大于300 g。在采样点沿水系上下20~30 m范围内多点采集组合为一个样品。

2.2 样品加工与分析测试质量评述

样品加工与分析测试在国土资源部昆明矿产资源监督检测中心完成。样品加工前均在60 ℃恒温下烘干,加工至200目,整个加工过程的样品损失率小于3%,按分析元素类别及分析系列分取样品分别装入纸袋中样品分析,完成后保存副样。

样品分析方法依据实验测试技术方案及质量按《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T 0130—2006)规定执行,采用了发射光谱法(ES),电感耦合等离子质谱法(ICP-MS),X射线荧光光谱法(XRF),离子选择电极法(ISE),原子荧光光谱法(AFS),石墨炉原子吸收法(GF-AAS)进行分析测试。根据研究区地球化学特征及地质矿产情况,研究区确定分析元素为Ag、As、Au、Be、Bi、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、La、Li、Mo、Nb、Ni、P、Pb、Rb、Sb、Sn、Ta、W、Y、Zn、Zr等29个元素。

2.3 数据处理

3 地球化学特征

3.1 元素地球化学背景分布特征

表1 研究区元素背景特征值表

表2 研究区元素背景值与区域背景值对比表

从上表可知:

1)与地壳丰度对比,相对富集元素(K2>1.2)有As、Au、Bi、Cd、Cr、Hg、Pb、Rb、Sb、Sn、W,其中As、Bi、Sb、Sn、W、Pb明显富集,富集系数大于2.0。贫化元素(K2<0.8)为Cu、Ga、Li、Mo、Ni、P、Zn;其余元素与地质丰度接近,富集系数在0.8~1.2之间。

2)与全国水系沉积物元素平均值对比,富集元素(K1>1.2)为As、Rb、Sb、Sn;贫化元素(K1<0.8)为Cd、Co、Cu、Ga、Hg、Li、Mo、Ni、P、Y、Zn、Zr。其余元素富集系数在0.8~1.2之间,接近全国水系沉积物平均值。

3.2 元素的分布特征

3.2.1 元素的空间分布特征

依据云南省地质矿产勘查院《1 ∶5万凤庆县、洛党幅水系沉积物测量地球化学普查报告》(2018年),该地区元素在各地层、岩浆岩中显示出地球化学背景分布,局部地段显示低背景或高背景分布。

元素含量的变化与地质背景相对应,从元素在不同区带上的聚散,反映出研究区内区域构造格局及不同地质构造环境中的成矿作用特征。[4]

1)Ce、La、Y、Zr、Ge元素分布特征

西部三叠-侏罗系三岔河组(TJsĉ)碎屑岩和泥盆-石炭系南段组(DCn)浅变质岩分布区,显示为地球化学低背景、背景分布,仅有Ge在局部出现弱异常。中西部志留系南坑河组(Snk)、新元古界曼来岩组(Pt3ml.)和勐井山岩组(Pt3mj.)变质岩分布区,显示为地球化学背景分布,局部显示低背景或高背景分布。中部上三叠统小定西组(T3xd)、下-中三叠统忙怀组(T1-2m)中基性、中酸性火山岩分布区,显示地球化学背景分布。北东部下二叠统腰街组(P1y)中酸性火山岩、变质岩分布区,显示地球化学背景、高背景分布,局部形成异常。中南部古元古界崇山岩群(Pt1C.)中深变质岩分布区,Ce、La、Y、Ge显示地球化学背景、高背景分布,并形成面积较大的稀土异常,Zr显示地球化学低背景分布。中部、东部白垩纪、三叠纪花岗闪长岩、花岗岩大面积分布区,显示地球化学背景、低背景分布。中部和北东部二叠纪花岗闪长岩、花岗岩分布区,Ce、La、Y显示地球化学背景、高背景分布,并出现面积较大的稀土元素异常,Zr、Ge显示地球化学背景或低背景分布。

2)Cu、Cr、Co、Ni、P元素分布特征

西部TJsĉ碎屑岩和DCn浅变质岩分布区,西部显示为地球化学低背景、高背景分布,在局部出现弱异常,东部显示为地球化学低背景、背景分布。中西部Snk、Pt3ml.和Pt3mj.变质岩分布区,显示为地球化学背景分布,局部显示低背景或高背景分布。中部T3xd、T1-2m中基性、中酸性火山岩分布区,显示地球化学高背景分布,局部地段为低背景分布。北东部P1y中酸性火山岩、变质岩分布区,显示地球化学低背景分布。中南部Pt1C.中深变质岩分布区,显示地球化学低背景分布。中部、东部白垩纪、三叠纪花岗闪长岩、花岗岩大面积分布区,显示地球化学背景、低背景分布。中部和北东部二叠纪花岗闪长岩、花岗岩分布区,显示地球化学背景、低背景分布。

3)Au、As、Sb、Hg、F元素分布特征

西部TJsĉ碎屑岩和DCn浅变质岩分布区,Au、Sb、Hg显示为地球化学背景、高背景分布,在局部出现弱异常;As、F显示为地球化学低背景分布。中西部Snk、Pt3ml.和Pt3mj.变质岩分布区,显示为地球化学背景分布,局部显示低背景或高背景分布。中部T3xd、T1-2m中基性、中酸性火山岩分布区,显示地球化学背景分布,局部为高背景分布。北东部P1y中酸性火山岩、变质岩分布区,显示地球化学背景、高背景分布,局部形成异常。中南部、北部Pt1C.中深变质岩分布区,Au显示地球化学背景、高背景分布,局部形成异常;As、Sb、Hg、F显示地球化学低背景分布。中部、东部白垩纪、三叠纪花岗闪长岩、花岗岩大面积分布区,显示地球化学背景、低背景分布,局部为高背景分布。中部和北东部二叠纪花岗闪长岩、花岗岩分布区,显示为地球化学背景分布,局部为高背景分布。

4)Rb、Ga、Nb、Ta、Be元素分布特征

西部TJsĉ碎屑岩和DCn浅变质岩分布区,显示为地球化学低背景分布。中西部Snk、Pt3ml.和Pt3mj.变质岩分布区,显示为地球化学背景分布。中部T3xd、T1-2m中基性、中酸性火山岩分布区,显示地球化学背景、高背景分布,局部形成异常。北东部P1y中酸性火山岩、变质岩分布区,显示地球化学背景、高背景分布,局部形成异常。中南部Pt1C.中深变质岩分布区,显示地球化学背景、高背景分布,并形成面积较大的异常。中部、东部白垩纪、三叠纪花岗闪长岩、花岗岩大面积分布区,显示地球化学背景分布,局部地段显示低背景或高背景分布。中部和北东部二叠纪花岗闪长岩、花岗岩分布区,显示地球化学背景、低背景分布。

5)Pb、Zn、Ag、Cd、Li元素分布特征

西部TJsĉ碎屑岩和DCn浅变质岩分布区,显示为地球化学低背景分布,局部出现高背景分布。中西部Snk、Pt3ml.和Pt3mj.变质岩分布区,显示为地球化学背景、高背景分布,局部地段显示低背景分布。中部T3xd、T1-2m中基性、中酸性火山岩分布区,总体显示地球化学低背景分布。北东部P1y中酸性火山岩、变质岩分布区,显示地球化学背景分布,局部为高背景分布,并形成局部异常。中南部Pt1C.中深变质岩分布区,Pb、Cd、Li显示地球化学背景、高背景分布,并形成局部异常;Zn、Ag、显示地球化学低背景分布。中部、东部白垩纪、三叠纪花岗闪长岩、花岗岩大面积分布区,显示地球化学背景分布,局部地段呈高背景或低背景分布。中部和北东部二叠纪花岗闪长岩、花岗岩分布区,显示地球化学背景分布,局部地段呈低背景或高背景分布。

6)Sn、W、Bi、Mo元素分布特征

西部TJsĉ碎屑岩和DCn浅变质岩分布区,显示为地球化学低背景分布,局部地段显示背景分布。中西部Snk、Pt3ml.和Pt3mj.变质岩分布区,显示为地球化学背景分布,局部显示高背景分布,局部地段形成弱异常。中部T3xd、T1-2m中基性、中酸性火山岩分布区,显示地球化学低背景或背景分布。北北东部P1y中酸性火山岩、变质岩分布区,显示地球化学背景分布,局部为高背景分布。中南部Pt1C.中深变质岩分布区,Sn、W、Bi显示地球化学背景、高背景分布,并形成局部异常;Mo显示地球化学低背景分布。中部、东部白垩纪、三叠纪花岗闪长岩、花岗岩大面积分布区,显示地球化学背景分布,局部显示低背景或高背景分布。中部和北东部二叠纪花岗闪长岩、花岗岩分布区,Sn、W、Bi显示地球化学背景、高背景分布,并形成局部异常;Mo显示地球化学背景或低背景分布。

3.2.2 元素组合特征

元素的组合关系可以反映一定的地质-地球化学环境,为元素之间的亲和关系[5],可分为五类元素组合:

1)第一类:Ce、La组合,反映与花岗伟晶岩、花岗闪长岩、花岗岩有关的稀土成矿元素组合。

2)第二类:As、Sn、Bi组合,Sn、Bi反映高温热液活动特征,As反映低温热液活动特征,该组合反映As在测区的地表水系沉积物中含量高低变化与Sn、Bi含量变化较一致。

3)第三类:Cd、Zn、Pb、Ag、Li组合,反映中低温热液活动特征和构造、热液活动的多期性及成矿类型的多样性。

4)第四类:Ga、Nb、Be、Ta、Zr、Y、F、Rb、Cr、Ni、Co、P、Cu组合,反映花岗伟晶岩、花岗岩、中基性火山岩分布特征,用0.55距离系数可以划分为两个亚类,即Ga、Nb、Be、Ta、Zr、Y、F、Rb亚类和Cr、Ni、Co、P、Cu亚类,前者反映花岗伟晶岩、花岗岩分布特征,后者反映中基性火山岩分布特征。

5)Ge,Mo,W,Au,Sb,Hg单独各成一组,在水系沉积物中Ge、Mo与第四类中第一亚类组合更为密切一些,而Au、Sb、Hg则与第三类中低温元素组更为密切一些。

4 找矿远景区的划分

找矿远景区的划分原则:

1)将元素组合相近,地质特征相似,成矿作用大致相同的异常集中区划分为同一异常带。

2)将同一异常带中最具有找矿价值的甲1、乙2、丙类异常分布区圈定为找矿远景区。

(1)Ⅰ级找矿远景区:成矿地质条件极好,找矿标志明显,矿(化)点数多,资源潜力大的甲1、乙2类异常集中分布区(见图1、图2)。

(2)Ⅱ级找矿远景区:成矿地质条件好,找矿标志较明显,有矿(化)点分布,资源潜力较大的甲1、乙2类异常集中分布区。

(3)Ⅲ级找矿远景区:成矿地质条件较好,具一定找矿远景的乙2、丙类异常分布区。

根据上述原则,结合异常分布特征及区域地质背景,测区由西向东以锅底塘-徐家湾-大平地一线、大平掌-麦地村-荣上村-中寨一线的断裂为界,将全区划分为3个地球化学异常带,即锅底塘-龙潭寨铅、锌、铜、金多金属地球化学异常带、大坝-刘家寺-白草岭铈、铷、锡多金属地球化学异常带和马街-茶家-中寨铈、铜、锌、钼多金属地球化学异常带。并进一步圈定了三个找矿远景区(其中Ⅰ级1个,Ⅱ级1个,Ⅲ级1个)。找矿远景区划分见表3。

表3 找矿远景区划分表

5 结论

1)通过1 ∶5万水系沉积物地球化学测量,查明了凤庆县-云县地区地区29种元素的分布规律和成矿潜力。初步认为铈、镧、钇、铷、铅、锌、铜、锡是区内的主要矿种,具有良好的找矿前景。

2)划分3个找矿远景区(见图3),锅底塘-龙潭寨铅、锌、铜、金多金属Ⅱ级找矿远景区、大坝-刘家寺-白草岭铈、铷、锡多金属Ⅰ级找矿远景区和马街-茶家-中寨铈铜锌钼多金属Ⅲ级找矿远景区。

3)在找矿远景区中,圈定出7个找矿靶区,大坝-刘家寺-白草岭铈、铷、锡多金属Ⅰ级找矿远景区成矿地质条件最好,已圈定出2个A级找矿靶区,即白草岭-洛党铈镧钇多金属A级找矿靶区和大坝-刘家寺铈镧钇多金属A级找矿靶区。

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