徐云峰，秦宇龍，王顯鋒

（四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081）

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四川甲基卡礦床土壤地球化學(xué)特征及找礦

徐云峰，秦宇龍，王顯鋒

（四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081）

摘要:在了解研究區(qū)地質(zhì)特征基礎(chǔ)上，在甲基卡南部開(kāi)展1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量工作，采集土壤樣品403件，分析7種稀有金屬元素含量，進(jìn)行聚類分析、因子分析，研究元素組合特征。結(jié)果顯示研究區(qū)內(nèi)稀有金屬元素富集規(guī)律明顯，出現(xiàn)異常且疊合較好；可大致分為L(zhǎng)i-Be-Nb-Ta-R b和Sr-Cs兩組。前者主要分布于研究區(qū)北巖體邊緣及靠近巖體部位，后者主要分布于研究區(qū)南相對(duì)遠(yuǎn)離巖體。在解剖該地區(qū)土壤地球化學(xué)特征基礎(chǔ)上，圈定出六個(gè)具有良好找礦前景的元素組合異常區(qū)，為研究區(qū)下一步礦產(chǎn)勘查工提供了良好的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：土壤地球化學(xué)；找礦；鋰多金屬礦；甲基卡

四川康定甲基卡偉晶巖型鋰多金屬礦床[1]是近年來(lái)青藏高原東部取得找礦重大突破，礦區(qū)地質(zhì)特征為三疊系中上統(tǒng)一套泥砂質(zhì)復(fù)理石沉積的巖石，二（白）云母花崗巖，中低溫低壓蝕變十字石、紅柱石、石榴石、黑云母蝕變，穹窿、短軸背斜或背斜傾沒(méi)端等地層、巖漿巖、構(gòu)造及圍巖蝕變。在甲基卡鋰礦區(qū)開(kāi)展地質(zhì)勘查及研究基礎(chǔ)上，通過(guò)地球化學(xué)土壤測(cè)量，研究該礦床地球化學(xué)特征，有助于加深對(duì)甲基卡鋰礦床成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)。

1　研究區(qū)地質(zhì)特征

該礦床位于揚(yáng)子板塊西緣巴顏喀拉地塊，甲基卡構(gòu)造巖漿熱穹隆中（圖1）。礦區(qū)出露地層主要為上三疊統(tǒng)新都橋組，有少量第四系覆蓋。新都橋組為一套色堇青石二云母片巖、堇青石-十字石二云母片巖、堇青石-十字石-紅柱石二云母片巖、紅柱石二云母片巖及粉砂-細(xì)砂絹云母板巖組合。

圖1　甲基卡礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

礦區(qū)構(gòu)造主要為南北向甲基卡背斜以及一系列的南北向斷層，其中最重要的是北西、北東向X型陡傾剪裂隙[2]。

礦區(qū)巖漿巖為二云母花崗閃長(zhǎng)巖體，侵位于礦區(qū)中南部甲基卡背斜軸部南段近傾末端。巖體出露面積約為4km2，其邊緣約有寬100m的二云母二長(zhǎng)花崗巖。巖體多期次侵入使其外的接觸帶蝕變，自巖體向外依次出現(xiàn)堇青石帶、十字石帶、紅柱石帶和黑云母帶，構(gòu)成了較為完整的蝕變巖帶序列（圖1）[2]。

區(qū)內(nèi)中酸性巖脈發(fā)育，主要有花崗偉晶巖脈、花崗斑巖脈、閃長(zhǎng)巖脈、花崗細(xì)晶巖脈和石英脈等，其形態(tài)和產(chǎn)狀受成巖前及成巖期構(gòu)造裂隙控制。偉晶巖脈是鋰礦成礦母巖，區(qū)內(nèi)有498條，多產(chǎn)于二云母花崗閃長(zhǎng)巖頂部外接觸帶；內(nèi)接觸帶僅發(fā)現(xiàn)22條。偉晶巖與巖體接觸多為貫入式，界線清晰[3]。

2　地球化學(xué)土壤測(cè)量

2.1采樣及分析

采樣網(wǎng)度100m×40m，樣品取自地表下20～50cm土壤C層（母質(zhì)層）及B層（淋失層）中的細(xì)粒級(jí)物質(zhì)，共集樣品403件，覆蓋1.5km2。所有樣品曬干粉磨過(guò)40目篩后，送成都綜合巖礦測(cè)試中心定量分析Li、Be、Nb、Ta、Rb、Sr、Cs。

2.2統(tǒng)計(jì)分析

以樣品分析數(shù)據(jù)利用迭代法逐步剔除大于三倍標(biāo)準(zhǔn)差的特高值后，計(jì)算出全區(qū)各元素的極大值、極小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)等（表1）。

表1　測(cè)量元素的地球化學(xué)特征值

Li、Be、Rb、Cs等特高值較高，與相應(yīng)累積頻率97.5%處的值相差極大，有必要進(jìn)行預(yù)處理；Li、Be、Cs均值明顯大于中數(shù)值，說(shuō)明元素存在局部活化富集或疊加富集可能[4]。幾乎所有元素偏度和峰度值都不滿足正態(tài)分布。Li、Be、Ta、Cs元素的變異系數(shù)均比較大，數(shù)據(jù)分布不太均勻，離散程度相對(duì)較高，說(shuō)明這些元素具有明顯的次生富集特征。

2.3元素組合分析

1）聚類分析，運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行R型聚類分析（圖2），可將研究區(qū)分析元素大致分為（Be、Rb、Ta、Nb）、（Li、Cs）和（Sr）兩組，Be、Rb相關(guān)性最好，Sr與其它元素相關(guān)性最差。

圖2　R型聚類分析譜系圖

2）因子分析，表2為土壤地球化學(xué)測(cè)試原始數(shù)據(jù)特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)表，由表可知：所有主因子的方差貢獻(xiàn)值均未達(dá)到50%，最大為F1因子，方差貢獻(xiàn)值為60.623%，說(shuō)明這7種元素難以用一個(gè)完整的綜合主因子來(lái)表征，同時(shí)也暗示各元素的物質(zhì)來(lái)源較為復(fù)雜。選取前3個(gè)特征值均大于1的因子作為主因子，其累計(jì)方差貢獻(xiàn)達(dá)到81.485%；其中，F(xiàn)1主因子所占的方差最大，為60.623%，表現(xiàn)為Nb、Ta 、Be元素組合；F2主因子表現(xiàn)為Rb、Sr元素組合；F3主因子表現(xiàn)為Cs、Li元素組合；因子分析的結(jié)果整體上與聚類分析結(jié)果

保持一致。

表2　因子分析特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3　土壤地球化學(xué)異常

3.1異常下限的確定

研究區(qū)采用累計(jì)頻率75%對(duì)應(yīng)分析值作為異常下限，以75%、85%、95%對(duì)應(yīng)分析值作為異常分級(jí)界限，劃分出三級(jí)異常。

3.2單元素異常特征

Li、Be是該區(qū)主成礦元素，Nb、Ta等5個(gè)元素為主要伴生元素。應(yīng)用Surfer軟件繪制了區(qū)內(nèi)Li、Be 等7種元素土壤地球化學(xué)異常圖（圖3）。

圖3　研究區(qū)土壤測(cè)量單元素異常分布圖及地質(zhì)簡(jiǎn)圖

Li異常整體呈東西向帶狀展布，濃度分帶較為清晰，有多個(gè)濃集中心，濃集中心多由1～2個(gè)采樣點(diǎn)控制。最大的濃集中心位于研究區(qū)最東部，呈東西向條帶狀展布，峰值為1 048×10-6。

Be異常較為分散，但濃度分帶較為清晰，具有多個(gè)濃集中心，呈長(zhǎng)軸為東西向的橢圓狀展布，峰值46.1×10-6，位于研究區(qū)西部。

Nb異常較為分散，濃度分帶較清晰，具兩個(gè)濃集中心，均位于研究區(qū)西部，呈長(zhǎng)軸為東西向的橢圓形，峰值為49.4×10-6，位于研究區(qū)西部。

Ta異常分散，濃度分帶較為清晰，具多個(gè)濃集中心，較大的濃集中心呈東西向條帶狀展布，峰值21.3× 10-6，位于研究區(qū)西部。

Rb異常較為分散，但濃度分帶清晰，具有多個(gè)濃集中心。濃集中心，最大的濃集中心位于研究區(qū)西北部，峰值460×10-6。

Sr異常較為分散，但濃度分帶較為清晰，具有多個(gè)濃集中心。最大的濃集中心位于研究區(qū)西南部，呈東西向橢圓狀展布，峰值133× 10-6。

Cs異常較集中，濃度分帶較清晰，具有多個(gè)濃集中心。最大的濃集中心位于研究區(qū)東南角，峰值為318× 10-6。

3.3元素組合異常特征

元素組合（element association）既包含形成于同一成礦作用下的元素，亦包含了不同成因及不同期次相互疊加于同一礦床中的元素[11]。

從單元素異常圖可以看出，Li、Be、Nb、Ta、Rb元素和Sr、Cs的異常分布位置具有明顯界限。前者主要分布于研究區(qū)北部，且異常疊合性非常好；后者主要分布于研究區(qū)南部，異常疊合性亦較強(qiáng)。經(jīng)聚類、因子分析及各元素異常特征，可終將以上7元素劃分為L(zhǎng)i-Be-Nb-Ta-Rb和Sr-Cs兩個(gè)元素組合。

用Y表示元素組合異常，一般采用累乘公式計(jì)算，用Y1表示Li-Be-Nb-Ta-Rb元素組合異常， Y2表示Sr-Cs元素組合異常。其中：Xi（i=1，2，…，n）表示單元素異常值[12]。

采用數(shù)據(jù)累計(jì)頻率75%對(duì)應(yīng)值作為異常下限，以75%、85%、95%對(duì)應(yīng)值作為劃分異常等級(jí)界限。運(yùn)用Sufer對(duì)組合元素化探異常進(jìn)行分級(jí)處理，并繪制組合元素異常圖（圖4）。本次圈劃出了Y1-1、Y1-2兩個(gè)Li-Sr-Cs元素組合異常區(qū)和Y2-1、Y2-2等四個(gè)Be-Nb-Ta-Rb元素組合異常區(qū)（圖4）。

圖4　研究區(qū)土壤測(cè)量組合元素異常分布圖

Y1-1異常是Li-Sr-Cs元素組合的主要異常區(qū)，其范圍較大，位于研究區(qū)東南部，面積約0.2km2，異常區(qū)南部未封閉，整個(gè)異常具清晰的三級(jí)濃度分帶，由多個(gè)濃集中心組成，一級(jí)異常明顯，整個(gè)異常呈東西向條帶狀展布；Y1-2異常范圍較小，位于研究區(qū)西部，面積約0.05km2，整個(gè)異常呈橢圓狀展布，一級(jí)異常由單點(diǎn)控制，具清晰的三級(jí)濃度分帶。

代表Be-Nb-Ta-Rb元素組合Y2主要有四個(gè)，Y2-1異常位于研究區(qū)西北部，面積約0.06km2，一級(jí)異常明顯，由單個(gè)濃集中心組成，具清晰的三級(jí)濃度分帶，整個(gè)異常呈橢圓狀分布；Y2-2異常位于研究區(qū)中南部，面積約0.08km2，一級(jí)異常明顯，具清晰的三級(jí)濃度分帶，由多個(gè)濃集中心組成，整個(gè)異常呈不規(guī)則狀分布；Y2-3異常位于研究區(qū)西部，面積約0.01km2，一級(jí)異常明顯，由單個(gè)濃集中心組成，具較清晰的三級(jí)濃度分帶，整個(gè)異常呈橢圓狀分布；Y2-4異常位于研究區(qū)東部，面積約0.02km2，一級(jí)異常明顯，由單個(gè)濃集中心組成，具較清晰的三級(jí)濃度分帶，整個(gè)異常呈南北向條帶狀展布。其他異常區(qū)多為兩級(jí)濃度分帶，無(wú)濃集中心，且范圍較小。

4　找礦方向

通過(guò)研究區(qū)土壤地球化學(xué)特征分析，Li、Be元素含量高，變異系數(shù)較大，局部富集特征明顯，為異常區(qū)主要成礦元素。土壤地球化學(xué)異常反映研究區(qū)鋰、鈹?shù)仍卮紊鷷灠l(fā)育，異常分帶清晰，濃集中心明顯，具有較好的找礦前景。元素組合異常與已知的礦化點(diǎn)吻合較好，異常高值點(diǎn)多分布于新都橋組一段地層中。

前人研究甲基卡偉晶巖礦床的形過(guò)程為：構(gòu)造作用使地殼重熔型花崗巖漿底劈侵入到屏蔽作用較好的三疊系西康群中，使上覆地層發(fā)生一系列的構(gòu)造破裂；上部巖漿發(fā)生冷卻收縮斷裂導(dǎo)致內(nèi)部壓力驟然降低，促進(jìn)了揮發(fā)分等組分與硅酸鹽熔體的不混溶，揮發(fā)分?jǐn)y帶Li、Be、Nb、Ta等元素形成富揮發(fā)分、貧硅熔體向巖體的上部遷移，直至侵入圍巖中形成稀有金屬偉晶巖脈[3]。甲基卡礦區(qū)偉晶巖脈是區(qū)內(nèi)稀有金屬礦的賦礦巖脈，根據(jù)研究區(qū)元素組合異常分析結(jié)果并結(jié)合地質(zhì)踏勘得知，在Y1-1、Y1-2及Y2-1、Y2-2等異常區(qū)附近均有偉晶巖脈出露，故在此類異常區(qū)范圍及深部存在找到偉晶巖型稀有金屬礦的可能。

5　結(jié)論

通過(guò)對(duì)甲基卡南主要成礦元素土壤地球化學(xué)特征的初步研究分析，得出如下結(jié)論：

1）對(duì)該區(qū)Li、Be、Nb、Ta、Rb、Sr、Cs進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)聚類分析、因子分析，顯示Li、Be關(guān)系密切，局部富集特征明顯，對(duì)尋找區(qū)內(nèi)鋰礦具有指標(biāo)作用。

2）礦區(qū)Li、Be富集規(guī)律明顯，異常分疊合性較強(qiáng)，Li-Be-Nb-Ta-Rb主要分布于研究區(qū)北巖體邊緣及相對(duì)靠近巖體部位；Sr-Cs主要分布于研究區(qū)南相對(duì)遠(yuǎn)離巖體區(qū)域。

3）研究共圈出Y1-1、Y1-2及Y2-1、Y2-2、Y2-3、Y2-4六個(gè)元素組合重點(diǎn)異常區(qū)，面積相對(duì)較大，均具清晰的三級(jí)濃度分帶，濃集中心明顯，可以作為開(kāi)展下一步工作的重點(diǎn)區(qū)域。

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Pedogeochemical Anomalies and Prospecting for the Jiajika Rare-Metal Granitic Pegmatite Deposit

XU Yun-feng QIN Yu-long WANG Xian-feng
(Sichuan Institute of Geological Survey,Chengdu 610081

Abstract:1:10000 pedogeochemical survey in the south of Jiajika collects 403 soil samples which are analyzed for 7 rare elements.Cluster analysis and factor analysis are carried out by the use of SPSS statistical software.6 pedogeochemical anomalies of Li-Be-Nb-Ta-Rb and Sr-Cs are delineated which provides scientific basis for mineral exploration in the future.

Key words:pedogeochemistry; prospecting potential; Li-polymetallic deposit; Jiajika

作者簡(jiǎn)介：徐云峰（1986～）男，四川人，工程師，碩士研究生，研究方向：礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查

基金項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（編號(hào)：12120113049500）。

收稿日期：2015-03-12

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.031

中圖分類號(hào)：P632+.1；P518.71

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-0995（2016）01-0139-05