朱聰聰,吳 浪,徐清濤,祝建華,江永富
(四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局二零七地質(zhì)隊,四川 樂山 614000)
四川金陽地區(qū)地處四川烏蒙山扶貧開發(fā)攻堅示范區(qū)南部,行政區(qū)劃隸屬四川省涼山彝族自治州金陽縣、布拖縣、普格縣和雷波縣所轄。工作區(qū)范圍:東經(jīng)102°30′~103°30′,北緯27°20′~28°00′,面積約4 100 km2。
本次工作收集了1∶200000 西昌幅和昭通幅水系沉積物測量部分數(shù)據(jù),以及結合通過在金陽地區(qū)開展9 幅1∶50000 水系沉積物測量工作,獲得了該地區(qū)豐富翔實的20 種元素水系沉積物測量數(shù)據(jù)。通過與200000 水系沉積物測量數(shù)據(jù)對比,以及對50000 水系沉積物測量數(shù)據(jù)研究,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)磷元素對峨眉山玄武巖的圈定有一定的指示作用。
工作區(qū)大地構造位置地處上揚子古陸塊西緣(Ⅰ級),自西向東跨及康滇前陸逆沖帶、四川前陸盆地兩個Ⅱ級構造單元。
工作區(qū)斷裂構造發(fā)育,以南北向為主,北東、北西向次之,具多期活動性的小江斷裂、黑水河斷裂、則木河斷裂南北向縱貫或斜貫工作區(qū),斷裂沿線鉛鋅等金屬礦床呈帶狀分布。主要出露震旦系、寒武系、志留系、二疊系、三疊系、侏羅系以及第四系。
工作區(qū)晚二疊世峨眉山玄武巖和寒武系麥地坪亞段廣泛分布,麥地坪亞段與成礦性密切,寒武系麥地坪亞段主要巖性為灰~淺灰色中~厚層狀粉~細晶含磷白云巖夾磷塊巖和黑色燧石條帶,寒武系麥地坪組同時也是磷礦產(chǎn)出層位。
本次1∶50000 水系沉積物測量工作共采集樣品15 501 件,采樣面積3 644 km2,分析樣品數(shù)15 842件,本次測試的分析質(zhì)量完全符合規(guī)范要求,真實可用。
3.1.1 分析指標
根據(jù)測區(qū)成礦地質(zhì)條件、地球化學特征來確定分析元素(指標),本次1:50000 化探工作區(qū)分析測試元素選擇 如 下:Cu、Pb、Zn、Ag、Sn、W、Mo、As、Sb、Bi、Hg、Au、Mn、TTFe、Co、Ni、Ga、P、Cd、Ge 等共20個元素(指標)。
3.1.2 分析方法配套方案及檢出限
水系沉積物品分析方法選用《地球化學普查(比例尺1:50000)規(guī)范樣品分析技術要求補充規(guī)定》中推薦的方法,均正確。
為了準確表述工作區(qū)地球化學信息及特征,選擇以下地球化學參數(shù),以便水系沉積物分析數(shù)據(jù)量化說明。
(1)樣本總數(shù)(n、n'):分別表示工作區(qū)某一元素或指標的樣本總數(shù)(n)和經(jīng)X±3S 反復剔除異常值后并符合正態(tài)分布的樣本數(shù)總數(shù)(n')。
(2)極大值極小值(Xmax、Xmax'、Xmin、Xmin'):分別表示工作區(qū)某一元素或指標的極大值(Xmax)、極小值(Xmin)和經(jīng)X±3S 反復剔除異常值后并符合正態(tài)分布的極大值(Xmax')、極小值(Xmin')。
(3)算術平均值(X、X'):分別表示工作區(qū)某一元素或指標含量的算術平均值(X)和經(jīng)X±3S 反復剔除異常值后并符合正態(tài)分布的背景平均值(X')。
(4)標準離差(So、So'):分別反映某一元素或指標原始含量和經(jīng)X±3S 反復剔除異常值后并符合正態(tài)分布的離散狀況,即元素含量值與其平均值的偏離程度。
(5)變異系數(shù)(Cv、Cv'):分別用公式Cv=S/X、Cv'=S'/X'求得,反映元素在地質(zhì)地球化學作用過程中分散與集中的程度及元素含量的分異強弱變化。
(6)富集系數(shù)(K):工作區(qū)內(nèi)元素或指標經(jīng)X±3S反復剔除異常值后并符合正態(tài)分布的背景平均值(X')與全國水系沉積物背景值(C)的比值,反映工作區(qū)元素或指標的富集和貧乏情況。
(7)疊加強度系數(shù)(D):D=X*S/X'*S'。其中X、S 為全樣品統(tǒng)計結果;X'、S'為經(jīng)X±3S 剔除異常值,并經(jīng)柯氏正態(tài)檢驗后統(tǒng)計結果,反映元素后期地球化學作用的疊加程度及分布相關性。
根據(jù)以上選定的參數(shù),對該工作區(qū)元素(指標)的全部數(shù)據(jù)進行了參數(shù)統(tǒng)計計算。
(1)根據(jù)1∶50000 水系沉積物磷元素地球化學圖,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)磷地球化學特征如圖1,圖2 所示。
圖1 金陽地區(qū)磷地球化學圖(1:50000)
圖2 金陽地區(qū)峨眉山玄武巖及磷礦分布圖
50000 中在小江深斷裂帶呈較強烈變化的高背景值區(qū),在龍?zhí)?布拖金子-拖覺鎮(zhèn)一帶達到最高值。其兩側為低背景值區(qū)。
在峨邊-金陽大斷裂帶呈較強烈變化的高背景值區(qū),在金陽幅東側、洛覺幅北側達到最高值,東西兩側呈低背景區(qū)。
工作區(qū)中峨眉山玄武巖主要分布在丙底幅與金陽幅交界處、瓦崗福與洛覺幅交界處、拖覺幅與交際河幅交界處以及普格幅中部,從圖中得知P 元素高背景區(qū)域均在峨眉山玄武巖出露區(qū)域,且其形態(tài)展布與峨眉山玄武巖出露基本一致。從金陽地區(qū)峨眉山玄武巖和麥地坪亞段分布圖中得知金陽地區(qū)麥地坪亞段為磷礦含礦層位,50000 水系沉積測量中P 元素高背景值區(qū)均在麥地坪亞段。
(2)對1∶200000、1∶50000 水系沉積物樣品和1∶50000 峨眉山玄武巖、麥地坪亞段水系沉積物樣品分析結果進行地球化學參數(shù)統(tǒng)計,得出認識如下。
a. 元素的富集特征
根據(jù)全區(qū)18個元素背景值(剔除前、后的均值)分別與全國均值的比值,即元素富集系數(shù)K 變化分為貧乏(K<0.8)、正常(0.8
從表1 中可看出,工作區(qū)中強富集元素為P、Co、TTFe、Cu,峨眉山玄武巖中富集元素為P、Co、TTFe、Cu、Mn、Ni,麥地坪亞段富集元素為Cd、Hg、P、Pb,其中峨眉山玄武巖組1∶50000 水系沉積物P 元素富集系數(shù)達到2.3,麥地坪亞段1∶50000 水系沉積物P 元素富集系數(shù)達到6.3。表明P 元素在工作區(qū)強富集,尤其在峨眉山玄武巖組地層中富集更加明顯,在麥地坪亞段最強,且極易富集成礦。
表1 測區(qū)元素富集特征表(1)
b. 元素的變異系數(shù)特征
從表2 中得知,測區(qū)1∶200000 分析中P、As、Cu、TTFe 元素具變異現(xiàn)象,在1∶50000 分析Cu、P、Mo 強變異。在1∶50000 峨眉山玄武巖中P 元素變異。表明測區(qū)磷元素局部可能富集成礦,而測區(qū)麥地坪亞段P 元素富集成礦,且具有一定成礦規(guī)模,例如在工作區(qū)發(fā)現(xiàn)金陽西衙門中型磷礦、谷德小型磷礦、寨子鄉(xiāng)及爾覺西磷礦點等,而在峨眉山玄武巖中P 元素只是背景值較高。
表2 測區(qū)元素富集特征表(2)
測區(qū)各元素原始數(shù)據(jù)集的變化系數(shù)(Cv)與背景數(shù)據(jù)集的變化系數(shù)(Cv')分別反映了兩類數(shù)據(jù)集的離散程度。其中Cv 反映各元素的地球化學起伏的程度,概括了所有異常的綜合信息,反映了元素原始數(shù)據(jù)集的變化幅度;Cv/Cv'則反映背景擬合處理時對離散群的特高值和特低值的削平程度。用上述兩個參數(shù)繪制的元素變化系數(shù)解釋圖可以反映出如下特點:含量變化幅度很大,高強數(shù)據(jù)多,富集成礦可能性很大的元素有Pb、Zn、Ag;P 含量變化幅度僅次于Pb、Zn、Ag,表明測區(qū)局部P 很有可能富集成礦。
c. 元素的疊加強度特征
表3 測區(qū)元素富集特征表(3)
從表3 中可看出:測區(qū)中磷元素無明顯疊加,且Cu、Co、Ni、TTFe 也無明顯疊加,表明測區(qū)P、Cu、Co、Ni、TTFe 成礦環(huán)境較差,不利于成礦;在1∶50000 峨眉山玄武巖組P 元素有較明顯疊加,但Cu、Co、Ni、TTFe無明顯疊加,表明測區(qū)P 元素在峨眉山玄武巖中背景值很高,且相關系性很大。
測區(qū)磷元素強富集、強變異,但是無明顯疊加強度,通過與1∶50000 峨眉山玄武巖參數(shù)進行對比,發(fā)現(xiàn)磷元素在峨眉山玄武巖組背景值較高,且與鐵族元素(Cu、Co、Mn、Ni、TTFe)有一定相關性。通過與1∶50000麥地坪亞段參數(shù)進行對比,表明測區(qū)磷元素在測區(qū)局部成礦可能性較大,這與測區(qū)只有在麥地坪亞段富含磷礦相吻合,1∶50000 水系沉積物測量磷元素異??勺鳛檎伊椎V床的重要指示。
(3)磷對玄武巖的指示作用,測區(qū)分布著大量峨眉山玄武巖,通過參數(shù)統(tǒng)計我們得知測區(qū)內(nèi)P 元素在峨眉山玄武巖組內(nèi)背景值較高,且與鐵族元素相關性較好,利用測區(qū)峨眉山玄武巖出露范圍200000 數(shù)據(jù)進行聚類分析,如圖3 所示,其結果表明,P 與Cu、Co、Mn、Ni、TTFe 相關性很好,其值大于0.629;再利用測區(qū)峨眉山玄武巖出露范圍50000 數(shù)據(jù)進行兩次聚類分析,如圖4 所示,其結果表明P 與Cu、Co、Mn、Ni、TTFe 歸為一類。而鐵族元素主要在基性巖中富集,可見磷對玄武巖指示效果明顯。
圖3 1∶200000 數(shù)據(jù)聚類分析
圖4 1∶50000 數(shù)據(jù)聚類分析
在磷地球化學圖中,磷的形態(tài)、分布范圍與玄武巖的走勢出露范圍十分接近,在測區(qū)丙底幅東西兩側、拖覺幅中部以及交際河幅中部,P 元素高背景展布形態(tài)與峨眉山玄武巖出露一致,進一步說明了磷對峨眉山玄武巖具有明顯的指示效果。在金陽幅峨眉山玄武巖分布區(qū)、瓦崗幅峨眉山玄武巖分布區(qū)、普格幅峨眉山玄武巖分布區(qū),也具有同樣的指示作用。以上特征皆說明在峨眉山玄武巖區(qū)利用磷地球化學圖可以對其層位進行追索,進行地球化學填圖。
例如在金陽縣南瓦東側存在大面積的峨眉山玄武巖,其P、Cu、Co、Ni、Mn、TTFe 地球化學圖如圖5 所示。峨眉山玄武巖出露區(qū)域P、Cu、Co、Ni、Mn、TTFe 等元素均是高背景,且在各元素高值點處位置均在金陽縣波洛附近,特別是P、Mn、Co、Cu 4個元素,表明峨眉山玄武巖里P 元素與鐵族元素均是較富集且相關性較大。P元素與鐵族元素高背景展布形態(tài)與峨眉山玄武巖出露基本一致,尤其P 元素較為突出,峨眉山玄武巖界線附近P 元素高背景與低背景十分明顯,驗證了P 元素對峨眉山玄武巖的指示作用比較明顯。
圖5 金陽南瓦東側P、Cu、Co、Mn、Ni、TTFe 地球化學圖
(4)磷元素異常對磷礦床的重要指示,如工作區(qū)中利用1:50000 水系沉積物測量圈定寨子鄉(xiāng)磷異常是以P 為首的非金屬異常,異常面積約為4.12 km2,異常剖析圖如圖6 所示,異常特征值見表4。
表4 寨子鄉(xiāng)(DCF05B3)磷異常特征值表
圖6 寨子鄉(xiāng)磷異常剖析圖
從圖6 和表4 中可見,P 元素濃集中心明顯,有極大值24 816×10-6,異常展布方向與構造方向一致,面金屬量大。
異常區(qū)主要出露地層有寒武系芙蓉統(tǒng)婁山關組、寒武系上統(tǒng)西王廟組、寒武系中-上統(tǒng)地層、寒武系紐芬蘭統(tǒng)麥地坪段、震旦系地層。異常東北部有北東-南西走向的斷層通過。異常面積大,元素組合簡單,磷異常沒有封閉,麥地坪亞段為磷礦含礦地層,進行了異常查證,發(fā)現(xiàn)磷礦層,顯然異常由磷礦層引起,找礦前景較好。
(1)通過對測區(qū)磷元素樣品數(shù)據(jù)進行參數(shù)統(tǒng)計,結果表明測區(qū)磷元素高富集、強變異、疊加強度一般。測區(qū)內(nèi)磷元素局部富集成礦,在峨眉山玄武巖背景值較高,且與鐵族(Cu、Co、Ni、Mn、TTFe)相關性較好。
(2)測區(qū)麥地坪亞段磷元素異常與其磷礦床對應非常好,且新發(fā)現(xiàn)西衙門磷礦與谷德磷礦,1:50000 水系沉積物測量磷元素異??勺鳛檎伊椎V床的重要指示。
(3)磷地球化學圖與峨眉山玄武巖地層套合非常好,磷地球化學圖有利于對其層位進行追索,進行地球化學填圖。