羅賢冬，湯金來

(1.安徽省勘查技術(shù)院， 合肥 230031； 2.安徽省地質(zhì)調(diào)查院， 合肥 230001)

岳西—水吼嶺地區(qū)位于武當(dāng)—桐柏—大別Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Mo成礦帶，該成礦帶經(jīng)專家論證確定為全國(guó)重要成礦帶，蘊(yùn)藏著巨大的資源潛力[1-3]。通過水系沉積物測(cè)量提供的地球化學(xué)信息，可為研究區(qū)指明找礦方向[4-7]。在岳西—水吼嶺地區(qū)開展1∶50 000水系沉積物測(cè)量，對(duì)區(qū)內(nèi)16種元素地球化學(xué)特征進(jìn)行分析，基本查明了區(qū)內(nèi)元素含量的空間分布和富集特征，為區(qū)內(nèi)地質(zhì)找礦和基礎(chǔ)地質(zhì)研究提供了豐富的地球化學(xué)信息。

1 地質(zhì)概況

岳西—水吼嶺地區(qū)位于大別山變質(zhì)巖區(qū)，秦嶺造山帶的東延部分，覆蓋幾乎整個(gè)岳西縣和潛山縣北部。研究區(qū)地層上屬于南秦嶺—大別山地層區(qū)，地層多為大別山造山帶核部的古元古代和中元古代的中深變質(zhì)巖地層，東南部為大面積第四紀(jì)、古近紀(jì)覆蓋；區(qū)內(nèi)巖漿巖出露面積較為廣泛，包含中酸性侵入巖和基性、超基性侵入巖，侵入時(shí)代可分為元古代變質(zhì)侵入巖和中生代未變質(zhì)侵入巖兩大類；區(qū)內(nèi)發(fā)育的深變質(zhì)巖主要為高角閃巖相-麻粒巖相、高-超高壓榴輝巖相，它們是印支期揚(yáng)子板塊與華北板塊碰撞俯沖-折返的產(chǎn)物，超高壓巖石主要賦存于橋嶺巖組和程家河巖組中，巖石類型豐富。

2 樣品采集及分析測(cè)試

1∶50 000水系沉積物測(cè)量點(diǎn)主要分布在一級(jí)水系和少量二級(jí)水系上，采樣密度為4.04個(gè)點(diǎn)/km2。采樣過程中采樣點(diǎn)盡量最大限度地控制匯水面積[8]。樣品粒徑為250～1 700 μm。

樣品分析測(cè)試工作由具有國(guó)家計(jì)量認(rèn)證的地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試甲級(jí)資質(zhì)的沈陽(yáng)礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心完成，測(cè)定Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、W、Mo、Co、V、Ti、Nb、Th等16種元素。各元素的分析方法檢出限、元素報(bào)出率及重復(fù)性檢驗(yàn)均達(dá)到或優(yōu)于規(guī)范的要求。

3 結(jié)果與討論

3.1 元素地球化學(xué)參數(shù)特征

研究區(qū)水系沉積物分析樣共計(jì)6 068件，研究區(qū)各元素背景值由上述樣品分析值經(jīng)算術(shù)迭代剔除求得。與安徽省水系沉積物背景值和大別山區(qū)沉積物背景值進(jìn)行比較，水系沉積物中元素地球化學(xué)參數(shù)列于表1中,其中，αRCC為濃集比例。

表1 研究區(qū)水系沉積物元素地球化學(xué)參數(shù)

與1∶200 000大別山區(qū)水系沉積物背景值相比，區(qū)內(nèi)Zn、Mo、Sb、Hg、Nb和Th表現(xiàn)為富集特征(1.2≤αRCC<1.5)， Bi元素為明顯富集特征(1.5≤αRCC<2.0)；Au、Cu、Pb、W、Co、Ti和V呈現(xiàn)正常的特征(0.8≤αRCC<1.2)；貧乏(αRCC<0.8)的元素為Ag和As。與安徽省水系沉積物背景值相比，Zn、Mo、Nb和Th呈現(xiàn)富集特征，Au、Ag、W、As、Sb和Hg相對(duì)貧乏，其中As濃集比例低至0.34。

變化系數(shù)KCV反映了各元素的地球化學(xué)場(chǎng)起伏程度，概括了所有異常的綜合信息[9]。研究區(qū)內(nèi)水系沉積物中各元素的變化系數(shù)列于表1中。根據(jù)變化系數(shù)KCV的大小，劃分元素分布的變異程度(表2)，描述研究區(qū)元素的分異特征。研究區(qū)內(nèi)KCV>2.00的元素為Au；KCV介于1.00～2.00之間的元素有Mo、Bi；KCV介于0.50～1.00間的元素為W、As、Th、Hg、Cu、Sb、Co；Nb、V、Ag、Ti、Pb、Zn元素的變化系數(shù)值介于0.25～0.50。表明區(qū)內(nèi)Au呈強(qiáng)分異，Mo和Bi元素呈分異型分布，其余元素都呈不均勻至弱分異分布，其中W、As、Th、Hg、Cu、Sb、Co元素呈弱分異型分布，Nb、V、Ag、Ti、Pb、Zn元素為不均勻分布?？梢姡瑓^(qū)內(nèi)水系沉積物中Au、Mo、Bi等元素分布、分配極不均勻，離散程度大，分異性強(qiáng)，易于活動(dòng)遷移形成強(qiáng)異常，為成礦元素或伴生元素，找礦意義較大[9]。

表2 元素分異特征劃分標(biāo)準(zhǔn)

3.2 元素組合特征

元素組合特征是應(yīng)用地球化學(xué)解決基礎(chǔ)地質(zhì)、成礦與找礦問題的重要基礎(chǔ)之一。因子分析是當(dāng)前研究地球化學(xué)系統(tǒng)中元素組合的最佳方法，它不僅能從元素內(nèi)在的聯(lián)系上劃分元素組合，而且還能為元素組合的地質(zhì)意義提供信息。

全區(qū)水系沉積物測(cè)量結(jié)果利用SPSS 19軟件進(jìn)行因子分析。首先用SPSS軟件對(duì)研究區(qū)16種元素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行KMO數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，KMO值為0.725，說明數(shù)據(jù)適宜進(jìn)行因子分析。根據(jù)因子分析的主因子解，基于特征值大于1(累計(jì)方差貢獻(xiàn)率70%)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行因子提取，共抽取了5個(gè)主因子(表3)。因子分析的主要目的是將具有相近因子載荷的各個(gè)變量置于一個(gè)公共因子之下，研究區(qū)水系沉積物中16個(gè)變量(元素)歸納為5個(gè)因子，元素的某因子得分即載荷值大于0.500，說明元素與該因子具有較大相關(guān)性。每個(gè)因子代表一類元素組合。通過各因子的得分結(jié)果，結(jié)合地球化學(xué)圖及研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景(地層、構(gòu)造、巖漿巖)及礦產(chǎn)特征進(jìn)行互映分析，賦予各因子地質(zhì)地球化學(xué)解釋(表4)。

表3 研究區(qū)R型因子分析正交旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣

區(qū)內(nèi)16個(gè)元素因子載荷均達(dá)到主要載荷量值，次要載荷出現(xiàn)的元素較少，只有Ag、Pb和Bi，顯示出區(qū)內(nèi)元素較好的組合性，各組合地質(zhì)意義明顯，能很好地反應(yīng)基礎(chǔ)地質(zhì)和礦化信息。根據(jù)以上因子分析結(jié)果，將本區(qū)16個(gè)元素劃分為4個(gè)元素組合：①Cu-Zn-Co-Ti-V：與中基性侵入巖有關(guān)的元素組合；②Au-Ag-W-Mo-Bi：與中高溫?zé)嵋夯顒?dòng)有關(guān)的元素組合；③Pb-Nb-Th：與中生代酸性侵入單元有關(guān)的以稀有元素放射性元素為主的組合；④As-Sb-Hg：與低溫?zé)嵋夯顒?dòng)有關(guān)的成礦指示元素組合。

表4 研究區(qū)各因子元素組合及地質(zhì)地球化學(xué)解釋

3.3 元素富集分散及分異特征

采用區(qū)域濃集比例αRCC衡量各主要地質(zhì)單元元素相對(duì)含量特征，用變化系數(shù)KCV衡量各主要地質(zhì)單元內(nèi)部元素變化特征。其中：

αRCC=C0a/C0y，

式中：C0a——地質(zhì)單元某元素含量背景值；

C0y——研究區(qū)某元素含量背景值；

Sa——地質(zhì)單元某元素算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)離差；

根據(jù)αRCC值的大小，將各主要地質(zhì)單元的含量特征劃分為強(qiáng)烈富集(αRCC≥2.0)、明顯富集(1.5≤αRCC<2.0)、富集(1.2≤αRCC<1.5)、正常(0.8≤αRCC<1.2)、貧乏(0.5≤αRCC<0.8)和極貧乏(αRCC<0.5)6種類型；根據(jù)KCV值的大小劃分分異特征(表2)。文中僅列舉各地質(zhì)單元具有富集、明顯富集和強(qiáng)烈富集特征元素，強(qiáng)分異和分異特征元素對(duì)成礦找礦較有意義。區(qū)內(nèi)各主要地質(zhì)單元水系沉積物中具有富集及分異特征的元素列于表5中。

表5 各主要地質(zhì)單元水系沉積物中元素富集及分異特征

由表5可見，不同地質(zhì)單元元素富集及變異程度有一定差別，即不同巖石類型中的元素富集程度及變化系數(shù)存在較為明顯的差異。其中Th和Nb等稀有元素明顯富集在主簿超單元和響腸超單元酸性侵入體中，As和Sb等低溫?zé)嵋涸孛黠@富集在第四系中，并富集于部分中酸性侵入巖體中，Co、Cu、V和Ti等親鐵元素明顯富集于巖脈及中基性小巖體中，并富集于無愁單元和湯池單元中，主要成礦元素Pb、W和Mo等主要富集于中酸性侵入巖體中；Au在潛山片麻巖套和少部分中酸性巖體中呈強(qiáng)分異特征，W和Bi在響腸超單元部分巖體中呈分異特征。

3.4 找礦意義討論

區(qū)內(nèi)中酸性侵入巖體具有很好的Nb和Th稀有元素成礦地球化學(xué)特征，顯示出較大的發(fā)現(xiàn)花崗巖型稀有元素礦床的潛力；中酸性侵入巖體同時(shí)具有較好的Pb、W、Mo和Au等元素成礦地球化學(xué)特征，顯示出較好的中高溫?zé)嵋盒偷V床成礦潛力；潛山片麻巖套尤其是水吼嶺片麻巖中具有較好的Au成礦地球化學(xué)特征，且該片麻巖巖套中韌性剪切帶發(fā)育，同時(shí)具有較好的成礦地質(zhì)特征，可見該巖套具有較大的韌性剪切帶型Au礦成礦潛力。

研究區(qū)位于武當(dāng)—桐柏—大別成礦帶的桐柏—大別Au-Cu-Zn-Mo-Fe成礦亞帶[2]。亞帶內(nèi)較重要的韌性剪切帶型金礦有老灣金礦[1]，老灣金礦是與韌性剪切帶有關(guān)的金礦床，成礦發(fā)生在剪切帶的脆-韌性剪切變形之后，金礦化部位往往是在脆-韌性變形帶的張性、張剪性裂隙或強(qiáng)弱變形過渡地帶的擴(kuò)容空間，成礦作用具多階段復(fù)合疊加特點(diǎn)[10]。水吼嶺地區(qū)潛山片麻巖套的韌性剪切帶可分為多期，早期為北西向，晚期為北東向，晚期韌性剪切帶極為發(fā)育，是很好的控礦容礦構(gòu)造。結(jié)合該巖套水吼嶺片麻巖較好的Au成礦地球化學(xué)特征，水吼嶺片麻巖是極好的金礦找礦目標(biāo)地質(zhì)體。

4 結(jié) 論

(1)統(tǒng)計(jì)分析了區(qū)內(nèi)6 068件水系沉積物16種元素的地球化學(xué)特征。與1∶200 000大別山區(qū)水系沉積物和安徽省水系沉積物背景值相比，Zn、Mo、Nb和Th都表現(xiàn)出富集特征。Au表現(xiàn)為強(qiáng)分異，Mo和Bi為分異的特征。

(2)通過R型因子分析將區(qū)內(nèi)水系沉積物中16中元素分為4個(gè)組合，分別為與中基性侵入巖有關(guān)的元素組合Cu-Zn-Co-Ti-V；與中高溫?zé)嵋夯顒?dòng)有關(guān)的元素組合Au-Ag-W-Mo-Bi。與中生代酸性侵入單元有關(guān)的以稀有元素放射性元素為主的組合Pb-Nb-Th；與低溫?zé)嵋夯顒?dòng)有關(guān)的成礦指示元素組合As-Sb-Hg。

(3)區(qū)內(nèi)不同地質(zhì)單元元素的富集及變異程度存在較為明顯的差異。中酸性侵入體明顯富集Th和Nb等稀有元素，富集Pb、W和Mo等主成礦元素，具有較好的成礦地球化學(xué)特征；Au在潛山片麻巖套中呈強(qiáng)分異特征，且?guī)r套中韌性剪切帶發(fā)育，具有較好的Au成礦前景。