熊 觀，楊大強，王煥國，黃 健

（四川省地質礦產勘查開發(fā)局化探隊，四川 德陽 618000）

金木達—南木達地區(qū)位于四川壤塘金成礦帶西段，是我國著名的川陜甘“金三角”重要組成部分。近20年來，區(qū)內相繼發(fā)現(xiàn)了金木達、南木達、如伊溝等多個金礦（床）點。該區(qū)金豐度高，巖漿活動頻繁，構造作用強烈，具有良好的找礦遠景。該區(qū)開展了1∶5萬水系沉積物測量，通過對區(qū)內成礦元素地球化學特征的分析，圈定了若干有利的找礦靶區(qū)，為部署進一步找礦工作提供了重要的基礎依據(jù)。

1 區(qū)域地質概況

金木達—南木達地區(qū)屬松潘—甘孜地槽褶皺系巴顏喀拉冒地槽褶皺系的東緣[1]，西鄰鮮水河斷裂帶，南接馬爾康弧。在印支末—燕山早期收縮體制下，形成了區(qū)內北西西向構造的基本輪廓。伴隨巖漿侵位、區(qū)域變質，隨后的喜山期青藏高原陸內變形等對該區(qū)進行了疊加與改造，經歷了強烈的拉張、俯沖、碰撞、走滑等復雜地質演化。頻繁的構造運動和強烈的巖漿活動，為礦床形成的源、運、聚、存創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。

圖1 四川金木達—南木達地區(qū)區(qū)域地質概況（據(jù)四川川西北地質隊區(qū)調資料）

該區(qū)屬巴顏喀拉地層區(qū)瑪多—馬爾康地層分區(qū)金川小區(qū)[2]。出露的地層主要有三疊系雜谷腦組（T3z）、侏倭組（T3zw）、新都橋組（T3x），白堊系-下第三系熱魯組（K2-Er）和第四系（Q）（圖1）。雜谷腦組主要為變質鈣質長石石英砂巖、石英砂巖夾粉砂質板巖、炭質千枚巖；侏倭組主要為薄～厚層狀變質長石石英砂巖、細砂巖、粉砂巖與粉砂質板巖、炭質板巖韻律式互層；新都橋組主要為炭質絹云板巖、絹云石英千枚巖、粉砂質板巖，該地層為區(qū)內金礦的主要賦礦地層；白堊系—下第三系熱魯組主要為礫巖、含礫石英砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖，具山間磨拉石盆地沉積特征；第四系主要由砂、礫、巖石碎屑等組成。

評價區(qū)構造變形強烈，具多期疊加與改造的特點，表現(xiàn)為褶皺—斷裂組合。主要的褶皺有魚托寺—中壤塘復向斜，其核部發(fā)育的斷裂帶中有大量燕山早期的中酸性侵入巖組成的構造巖漿巖帶，是該區(qū)重要的金成礦帶。區(qū)內除主要的北西西向構造外，也伴有北東向、北北東向、近南北向等構造。北西西向的斷裂構造有金木達—南木達斷裂帶、茸木達斷裂帶、中木達—中壤塘斷裂帶，該系列斷裂帶與區(qū)內的巖漿活動、區(qū)域變質作用、成礦作用等地質事件關系密切。北東向、北北東向、近南北向斷裂以協(xié)木達斷層、約木達斷層、波日阿格斷層、魚郎溝斷層為代表，以切割、錯移北西西向斷裂為特征，表現(xiàn)為成礦后的破礦構造。受區(qū)域性斷裂帶發(fā)生斷塊抬升作用影響，區(qū)內還分布有晚白堊世末—早第三紀早期斷陷盆地紅色磨拉石建造。

該區(qū)廣泛發(fā)育燕山期中酸性侵入巖，分布廣、規(guī)模小、并集中沿斷裂帶侵入。受構造改造作用影響，大部分侵入巖脈以構造透鏡體形式產出，空間展布方向與區(qū)域構造線方向一致，呈近北北西向展布。出露巖性主要有閃長巖、閃長玢巖、石英閃長巖、花崗閃長斑巖，局部發(fā)育煌斑巖脈。

2 樣品的采集、加工和分析

樣品采自一級水系口和二級水系中，一級水系長度大于300m時，則布置采樣點2～3個；二級水系中少量布設1個控制點。樣點密度達4點/km2，個別采樣大格10點/km2以上。樣品采集在樣點沿水系上下30m，多處采集粉砂、細砂組合成一件樣品，過60目篩后的重不少于200g。分析檢測的元素為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg 9種。樣品分析由德陽地礦檢測中心完成，外檢樣品分析由國土資源部成都綜合巖礦測試中心完成。Au分析采用化學光譜法；Ag分析采用深孔電極法；As、Sb、Hg、Bi分析采用原子熒光分光光度計法；Cu、Pb、Zn分析采用原子吸收分光光度計法。

3 元素地球化學特征

3.1 元素的含量分布特征

對分析元素進行參數(shù)統(tǒng)計（表1），其分布特征為：Cu、Hg等平均含量均低于中國大陸西域殼體豐度值，處于區(qū)域低背景場；Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb、Bi平均含量高于中國大陸西域殼體豐度值，處于區(qū)域高背景場，其中 As、Sb平均含量為中國大陸西域殼體豐度值40倍以上，表現(xiàn)出較強的地球化學活動性。從均值與中位數(shù)關系看，僅 Au、As、Sb的均值大于中位數(shù)，表明它們存在局部活化富集或疊加富集的可能性。根據(jù)元素變異系數(shù)特征，Au、As、Sb的變異系數(shù)在4以上，其單值最高達1750.00×10-9、5653.00×10-6、3609.00×10-6，已有礦化顯示，這表明其存在較強的后期疊加富集特征，反映了區(qū)內是以金的成礦作用為主[3]。綜上所述，結合區(qū)域成礦地質條件、礦床類型，可以確定Au、As、Sb為評價區(qū)的主要成礦元素。

圖2 金木達—南木達地區(qū)水系沉積物元素R型聚類分析譜系

表1 金木達—南木達地區(qū)水系沉積物測量元素參數(shù)統(tǒng)計

3.2 元素的相關性及因子分析

1）相關性分析：采用R型聚類分析研究區(qū)內水系沉積物中的9種元素進行（圖2），可以分為3類：①Pb-Zn-Cu-Bi，為高-中溫親硫元素組合，反映高-中溫熱液對該區(qū)成礦作用的影響；②Ag-Hg，為低溫親硫元素組合，反映區(qū)內低溫熱液作用；③Au-As-Sb，為低溫親硫元素組合，是區(qū)內相關性最好的一組元素，相關性系數(shù)達0.8以上，Au為區(qū)內主要成礦元素，而As、Sb作為前緣暈元素對Au具有一定的指示作用[4]，說明后期低溫熱液作用對Au富集成礦起決定性作用。

2）因子分析：對水系沉積物樣品數(shù)據(jù)進行因子分析（表2），以累積百分數(shù)65.298%為準，可提取3個因子，代表了原始數(shù)據(jù)變量中絕大部分信息，根據(jù)因子荷載大小，F(xiàn)1因子所占的百分比及特征值大，代表主礦化期，主要表現(xiàn)為低溫熱液中Au、As、Sb的聚集成礦，說明區(qū)內形成Au、As、Sb礦（點）床的可能性較大，F(xiàn)2（Pb、Zn、Cu、Bi）、F3（Ag、Hg）對F1因子的影響微弱，說明區(qū)內Au、As、Sb礦化作用可能比較集中，基本由一次礦化期形成；F2因子所占的百分比及特征值較高，代表區(qū)內高—中溫熱液活動期，可能與燕山期中酸性巖漿侵位、區(qū)域變質等地質事件有關；F3因子代表了區(qū)內的低溫熱液活動，而F1、F2對F3因子的影響微弱，反映了評價區(qū)內成礦過程中巖漿、熱液活動的多期性。

表2 金木達—南木達地區(qū)成礦元素因子荷載特征

圖3 評價區(qū)9種元素的Q-Q圖

3.3 元素的分布模式

地球化學元素含量的分布特征反映了地質現(xiàn)象的結構特征，是區(qū)域地質過程和局部地質過程造成的元素富集的結果[8]。采用Q-Q圖法對評價區(qū)1∶5萬水系沉積物數(shù)據(jù)中的Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg九種元素進行對數(shù)正態(tài)分布檢驗（圖3）。從圖3可以看出，嚴格來說評價區(qū)的9種元素的分布模式均不服從正態(tài)分布或對數(shù)正態(tài)分布，而是呈明顯的正向偏斜或冪型拖尾分布。

3.4 元素含量的分形特征

地球化學場是一種非穩(wěn)定場[12]，元素在地球化學場中的分布本身就具有不均勻性和區(qū)域隨機性，由于地球化學取樣和對樣品進行的各種化學分析結果常具有不確定性，普通的統(tǒng)計方法在研究地球化學元素分布規(guī)律時并不考慮樣品的空間分布和統(tǒng)計特征隨空間度量尺度的變化性[13]，而新興的分形幾何是刻畫空間不規(guī)則形體的一種比較有效的工具，且分維值可以表征空間不規(guī)則形體的確定性本質[14]。元素的分維特征可以確定元素組合特征，反映元素含量的空間分布規(guī)律，準確求出元素在某區(qū)域范圍內或地質體中的背景值，劃分成礦作用及成礦過程的期次，判定成礦強度的大小，評價地質體的含礦性[15]。

分數(shù)維最基本的定義是:利用粗視化的程度r和在此時被觀測的個數(shù)N（r），通過定義：D=-lgN（r）/lgr；式中：r表示元素含量；N(r)表示元素含量大于r的樣品數(shù)；D為分形的維數(shù)。如果把r和N(r)標繪在雙對數(shù)圖上，元素含量各點大致在一條線上分布，利用直線的斜率可以求出D值[16]。

評價區(qū)元素的多重分維分析可以看出（圖4），9種元素的分維曲線基本相似，均能用兩條直線擬合，其低值區(qū)分維數(shù)D1代表了各元素的背景分布，高值區(qū)分維數(shù)D2代表了與區(qū)內礦化作用有關的元素地球化學異常分布。Au、As、Sb元素的分維值D2相對較小，表明主要成礦元素的空間離散程度高，分布范圍廣，易富集形成實質性的地球化學異常，為尋找金礦(化)體提供了非常有利的線索。Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Hg元素的分維值D2相對較大，表明這些元素含量的空間離散程度低，分布較均勻，不易形成實質性的地球化學異常。

表3 金木達—南木達地區(qū)水系沉積物元素異常下限值

圖4 評價區(qū)9種元素的多重分維

3.5 確定元素異常下限

元素地球化學異常下限的確定是勘查地球化學運用于地質找礦的成敗關鍵，一般采用均值+2倍標準方差，其計算的前提是地球化學數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布或對數(shù)正態(tài)分布。在沒有受地質成礦作用影響的一定區(qū)域空間范圍內，微量元素的分布一般均服從正態(tài)分布或對數(shù)正態(tài)分布，但在地質成礦條件較好的區(qū)域，受地質構造、區(qū)域變質、巖漿熱液活動等地質作用的影響，元素在多次地質事件中，經歷了不同程度的地球化學作用，空間分布表現(xiàn)出多重分維特征。研究成果表明，每個元素的低分數(shù)維反映了背景場的自相似性空間結構特征,高分數(shù)維反映了區(qū)域地球化學異常場的空間結構特征，通常情況下，異常場的無標度區(qū)的下界值為異常場的異常下限，這樣確定的異常下限具有數(shù)值穩(wěn)定,不受勘探區(qū)面積影響和理論基礎扎實的優(yōu)點[18]。因此，分形方法和技術在區(qū)域化探元素異常下限確定方面得到了眾多學者的青睞[19-20]。

將傳統(tǒng)方法與分形方法確定的9種元素異常下限進行對比發(fā)現(xiàn)，Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg九種元素的傳統(tǒng)統(tǒng)計方法確定的異常下限均高于分形方法確定的異常下限。根據(jù)表3的數(shù)據(jù)制作兩種方法所確定異常下限的Au元素地球化學異常圖（圖5），并將該地區(qū)已知礦點與異常圖進行了疊合。

從圖5可以看出，傳統(tǒng)方法圈出的異常面積小，數(shù)量少，且與已知礦點不吻合，遺漏了地質找礦綜合研究所需的其他礦化異常信息，而應用分形方法確定的異常下限圈定的異常區(qū)域與實際礦（床）點的分布位置吻合完好，未遺漏對區(qū)內找礦有指示作用的弱礦化信息。對比分析表明在該區(qū)應用分形方法確定的元素異常下限進行圈定異常時，可以增大異常的面積，避免漏掉有用的弱異常信息，從而更好地指導區(qū)域找礦工作。

圖5 Au異?？臻g分布對比

4 綜合異常特征及找礦遠景區(qū)劃分

圖6 如伊溝—卓欽遠景區(qū)單元素異常分布

在綜合異常評序、解譯、推斷的基礎上，剔除區(qū)內已知金木達金礦床、南木達金礦床引起的元素地球化學異常，經過野外礦產地質調查評價工作，以確定的主成礦元素為基礎，結合區(qū)域成礦地質條件，圈定了具有一定找礦潛力的的遠景區(qū)2處，分別為如伊溝—卓欽（Au）找礦遠景區(qū)、昂闊（Au）找礦遠景區(qū)。

4.1 如伊溝—卓欽找礦遠景區(qū)

如伊溝—卓欽找礦遠景區(qū)內包括KD2與KD3綜合異常（圖6）。異常區(qū)出露的巖性主要為三疊系新都橋組炭質絹云板巖、絹云石英千枚巖、粉砂質板巖，為區(qū)內主要的金礦賦礦地層；北西西向斷裂十分發(fā)育；出露有較多的閃長玢巖、花崗閃長斑巖等中酸性脈巖以構造透鏡體形式分布于斷裂帶之中；具褐鐵礦化、硅化等礦化蝕變。KD2綜合異常包含的規(guī)模較大的異常有Au3異常，其中Au3異常面積為9.41km2，w(Au)極大值達到92.80×10－9，平均異常強度為 3.70×10－9。KD3綜合異常包含Au、As共2種單元素異常，其中規(guī)模較大的異常有Au4、As4兩個異常，Au4異常面積為15.05km2，w(Au)極大值達到 89.00×10－9，平均異常強度為 3.30×10－9；As4異常面積為 15.75km2，w(As)極大值達到 249.00×10-6，平均異常強度為 2.17×10－6（表 4）。

遠景區(qū)位于已知的金木達金礦、南木達金礦之間的延伸地帶，元素異常沿金木達—南木達斷裂帶大致呈北西西向帶狀延伸，Au、As異常規(guī)模面積較大，濃集中心明顯，異常值較高，疊加性良好，KD2空間上完全包含了已發(fā)現(xiàn)的如伊溝金礦點，找礦遠景良好。

表4 如伊溝—卓欽遠景區(qū)異常參數(shù)統(tǒng)計

4.2 昂闊找礦遠景區(qū)

昂闊找礦遠景區(qū)內主要為KD5綜合異常（圖7）。區(qū)內包含的單元素異常有3種（Au、As、Sb），異常所在地區(qū)出露巖性主要為三疊系新都橋組炭質絹云板巖、粉砂質板巖，三疊系侏倭組砂板巖；發(fā)育一系列北西向斷裂構造；出露有較多的閃長玢巖、花崗閃長斑巖等巖脈以及石英閃長巖、閃長巖的小巖體。KD5綜合異常包含的規(guī)模較大的異常有 Au28、As13和Sb5，其中Au28異常面積為1.15km2，w(Au)極大值達到 105.00×10－9，平均異常強度為 26.38×10－9；As13異常面積為7.81km2，w(As)極大值達到629.00×10-6，平均異常強度為2.55×10-6；Sb5異常面積為8.46km2，w(Sb)極大值達到 40.00×10－9，平均異常強度為 2.52×10－9（表 5）。

遠景區(qū)內 Au、As、Sb異常三級濃度分帶完整，套合性良好，濃集中心明顯，異常展布形態(tài)受金木達—南木達斷裂帶控制，呈北西西向似長條狀分布，Au異常雖然面積不大，但峰值大，平均強度高，As、Sb異常面積大，峰值高，與Au套合性良好，包圍著 Au異常，說明遠景區(qū)內剝蝕較淺，深部找礦潛力較大。

表5 昂闊遠景區(qū)異常參數(shù)統(tǒng)計

5 結論

1）評價區(qū)內Au、As、Sb的高值點多，離散性強，富集特征明顯；Au異常強度高，規(guī)模大，與As、Sb異常套合好，多富集在三疊系新都橋組地層中，與金木達—南木達斷裂帶、燕山期中酸性侵入巖關系密切；區(qū)內經歷了多期次復雜的造山運動，構造形變—區(qū)域變質—巖漿活動強烈，地質及地球化學成礦條件優(yōu)越，潛力較大。

2）元素相關性及因子分析等多元素統(tǒng)計分析表明，評價區(qū)中Au—As—Sb低溫熱液親硫元素組合代表了主要成礦元素的富集組合，是本區(qū)較好的找礦指示標志。

3）元素分形特征顯示，評價區(qū)Au、As、Sb元素的分維值D2相對較小，表明主要成礦元素的空間離散程度高，分布范圍廣，易富集形成實質性的地球化學異常，為尋找金礦(化)體提供了非常有利的線索。

4）運用多重分形異常下限計算方法，圈定了Au、As、Sb異常，對比分析表明，在該區(qū)應用分形方法確定的元素異常下限進行圈定異常時，可以增大異常的面積，避免漏掉有用的弱異常信息，從而更好地指導區(qū)域找礦工作。

圖7 昂闊遠景區(qū)單元素異常分布

5）經過野外實地地質工作，結合元素地球化學特征及與成礦地質條件，優(yōu)選出了卓欽—如伊溝、昂闊2處金找礦遠景區(qū)，為今后在該區(qū)進一步地質找礦工作打下了良好基礎。

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