董美川，武斌*，杜振明，劉繼勇，李保衛(wèi)，夏影

(1.山東省第四地質礦產勘查院，山東 濰坊 261021；2.山東省地勘局第二水文地質工程地質大隊，山東 德州 253015)

0 引言

魯西臨朐鐵寨金銀多金屬礦的成礦巖體主要為中生代燕山晚期沂南序列侵入巖，在九山斷裂與上五井斷裂交會處大規(guī)模出露，形成了近圓形穹隆狀復式雜巖體[1-3]，而王墳地區(qū)雖未大規(guī)模出露中生代侵入巖，但通過該地區(qū)前人的鉆孔資料可知，古生代蓋層下亦有中生代侵入巖發(fā)育，且上五井斷裂通過該區(qū)，結合前人開展的1∶20萬化探工作與鐵寨地區(qū)的大比例化探資料顯示，區(qū)域上金銀多金屬礦(化)床點與上五井斷裂具有較強的耦合關系。本次研究工作結合該地區(qū)1∶5萬礦調工作(1)山東省第四地質礦產勘查院，山東省1∶5萬王墳幅、臨朐縣幅區(qū)域礦產地質調查，2019年。中的化探成果資料為基礎，對該地區(qū)的地球化學特征、異常特征進行分析，總結了銀鉛礦化的成礦特征和成礦規(guī)律，為該地區(qū)下一步找礦工作提供了依據(jù)和參考。

1 區(qū)域地質概況

研究區(qū)大地構造上屬華北板塊魯西隆起之博山凸起[4-6]。研究區(qū)主要出露寒武系、奧陶系及第四系(圖1)。寒武系主要出露九龍群張夏組灰?guī)r、崮山組頁巖及炒米店組灰?guī)r。奧陶系主要出露九龍群三山子組白云巖、亮甲山組灰?guī)r及馬家溝群東黃山組白云巖、北庵莊組灰?guī)r、土峪組白云巖、五陽山組灰?guī)r。第四系主要為粉砂、粉砂質黏土。區(qū)內構造較為發(fā)育，以斷裂為主，主要有NE向、NW向和近EW向斷裂。較大型斷裂主要包括上五井斷裂、孫旺-閘口斷裂(圖2)。研究區(qū)未見巖漿巖出露地表，鉆孔資料顯示，古生代蓋層下發(fā)育中生代侵入巖。

1—第四系；2—新近系；3—古近系；4—白堊系；5—侏羅系；6—石炭-二疊系；7—寒武-奧陶系；8—新太古代嶧山序列；9—實測地質界線；10—實測角度不整合接觸界線；11—實測平行不整合接觸界線；12—實測斷層；13—推測斷層；14—研究區(qū)范圍圖1 研究區(qū)構造位置圖

1—第四系；2—奧陶紀馬家溝群；3—寒武-奧陶紀九龍群；4—早白堊世云斜煌斑巖巖脈；5—實測地質界線；6—實測平行不整合接觸界線；7—斷層；8—推測斷層；9—破碎帶；10—研究區(qū)范圍圖2 研究區(qū)地質簡圖

2 地球化學特征

2.1 水系沉積物測量工作及樣品分析概述

王墳地區(qū)位于濰坊青州市區(qū)西南側，屬中—低山地形區(qū)，中—淺切割區(qū)，巖石風化中等。地勢總體南高北低，溝谷發(fā)育，比較適合開展水系沉積物地球化學測量。

研究區(qū)面積420km2，共采樣1974件(包含重復樣43件)，采樣密度4.6點/km2，采樣部位選擇在水流變緩地段水系沉積物各種粒級易于匯集處。加工樣品使用不銹鋼篩，采用60目孔徑樣篩，過篩后的樣品重量≥300g。樣品的分析測試工作由山東省第四地質礦產勘查院實驗測試中心完成，樣品加工至200目后采用X射線熒光光譜法(XRF)分析Pb、Zn、Ni、Cr、V、Ti、Mn元素；采用電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)分析Au、W、Mo、Cu、Co元素；采用原子熒光光譜法(AFS)分析As、Sb、Bi、Hg元素，采用發(fā)射光譜法(ES)分析Ag、Sn元素(表1)。

表1 各元素分析測試儀器、檢出限、報出率

2.2 元素含量特征

通過對水系沉積物原始數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，將研究區(qū)18種元素的主要參數(shù)列于表2中，由表2可知，研究區(qū)18種元素的富集系數(shù)均>1，說明研究區(qū)內水系沉積物中的這18種元素均發(fā)生了一定程度的富集，其中As、Sb、Hg三種元素的富集系數(shù)>2，富集程度較高。Au、Pb元素的變異系數(shù)在1.00～2.00之間，Hg元素的變異系數(shù)>4，表明在地質體中此3種元素含量起伏變化較大，在空間上具有分異性；Ag、Sn、Cu、Zn、Ni、Cr、Co、Ti、Mn、V、W、Mo、As、Sb、Bi元素變異系數(shù)<1.00，表明此15種元素分布較均勻，分異程度較低。

表2 研究區(qū)水系沉積物中18種元素含量特征表

2.3 元素組合特征

聚類分析能夠從樣本數(shù)據(jù)出發(fā)，將元素變量分類到不同的簇，所以同一簇中的對象有較大的相似性，而不同簇間的對象有一定的相異性[7-10]。聚類分析主要應用于探索性的研究，本次采用R型聚類研究了元素變量間的地球化學屬性關系。對研究區(qū)1931件樣品中Ag、Sn、Au、Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Co、Ti、Mn、V、W、Mo、As、Sb、Bi、Hg共18種元素分析測試數(shù)據(jù)進行R型聚類分析(圖3)，相關系數(shù)在0.35的水平上可將元素變量大致分為3個地質意義比較明顯的類簇。

圖3 研究區(qū)水系沉積物中18種元素R型聚類譜系圖

第Ⅰ簇為Ag、Au、Pb、Zn、Cr元素組合，Ag和Au，Pb和Zn分別密切相關，是研究區(qū)銀鉛鋅礦化的重要反映，該類元素異常具有重要的找礦意義。第Ⅱ簇為As、Sb、Cu元素組合，As、Sb為兩性元素，相關性較強，通常以相關性伴生為主，是研究區(qū)內金礦化的反映，是區(qū)內重要的找礦標志。第Ⅲ簇為Ti、V、Ni、Co、W、Mn元素組合，代表了親鐵元素組合，屬于典型的中偏基性元素組。該組元素在研究區(qū)含量較低，找礦意義較小。此外，Bi、Mo、Sn和Hg元素呈現(xiàn)出相對獨立的地球化學行為，與其他元素關聯(lián)度較低，找礦意義不大。上述元素組合為提取組合異常提供了參考依據(jù)。

3 異常特征

3.1 單元素異常特征

表3 研究區(qū)18種元素的背景值和異常下限

以全區(qū)1931個樣品分析結果離散數(shù)據(jù)做常規(guī)網格化構建，以表3中所確定的異常下限和濃度分帶限定值為準，利用GeoChemStudio圈出單異常后參考樣點位置和地形，依據(jù)水系沉積物樣點反映其匯水流域地球化學特征的原則，手工調整計算機所圈異常線，并重新讀取異常參數(shù)[12-15]，同時，進行各參數(shù)的排序和綜合排序，圈出全區(qū)各元素單異常(圖4)。

圖4 研究區(qū)水系沉積物18種元素異常圖(Au、Ag、Hg的單位為10-9，其他元素單位為10-6)

總體來看，研究區(qū)水系沉積物18種元素異常分布受構造控制明顯，主要集中在斷裂附近，多沿黃連—董王一線呈NE向分布。研究區(qū)單元素異常分布特征為：Hg、Pb元素異常面積較大，異常數(shù)量較多，具內、中、外三級濃度分帶且內帶面積較大，其中Hg元素具多個濃集中心，濃集中心最大值為8540.00×10-9，襯度(異常內元素平均含量與背景值之比)177.92；Pb元素具一個濃集中心，濃集中心最大值為2107.40×10-6，襯度72.41；其次為Ag、Mo、Zn元素，Ag元素具二級濃度分帶，最大值為660.00×10-9，襯度8.49；Mo元素具一個濃集中心，濃集中心最大值為6.68×10-6，襯度9.54；Zn元素具二級濃度分帶，最大值為616.30×10-6，襯度8.10；As、Au、Cu、Sb、Cr元素異常數(shù)量及異常面積較小，其中As元素總體較為分散，均為外帶異常，Au元素具一個濃集中心，濃集中心最大值為20.80×10-9，襯度18.91；Cu元素具一個濃集中心，濃集中心最大值為347.00×10-6，襯度14.22；Sb元素具2個濃集中心，濃集中心最大值為10.20×10-6，襯度10.63；Cr元素具一個濃集中心，濃集中心最大值為1489.50×10-6，襯度22.00；Bi、Co、Mn、Ni、Sn、Ti、V、W元素異常面積小，分布分散且強度低。

3.2 綜合異常特征

根據(jù)異常的地球化學特征、所處的地質環(huán)境、地質找礦意義和工作研究程度，將異常分為甲、乙、丙三類[16]。

根據(jù)研究區(qū)各單元素異常在空間上的重疊性、成群性等特征，結合區(qū)內地質背景、成礦地質條件等圈定綜合異常5個[17-20](圖5)，根據(jù)異常規(guī)模、強度及查證情況劃分出乙類異常4個、丙類異常1個，其中異常排序靠前的HS-5、HS-2找礦前景較好，作為重點進行解釋評價。

(1)HS-5綜合異常:該異常位于研究區(qū)西南部黃連村一帶，為乙類異常。該區(qū)屬于剝蝕丘陵區(qū)，地形起伏不平，標高一般在450～650m，地勢兩側高中間低，溝壑發(fā)育，基巖裸露較好。異常總體呈SN向展布，異常面積40.82km2。組成異常元素為Pb、Ag、Mo、Zn、Sb、As、Hg、Bi、Au，其中Pb、Ag為主成礦元素，異常元素組分主要為中低溫熱液元素，各元素異常分布較為集中，濃集中心明顯，其中Pb元素有3個二級分帶，峰值為133.8×10-6，襯度1.55；Ag元素有1個二級分帶，異常內Ag元素最大峰值為390×10-9，襯度1.43。異常區(qū)內主要出露古生代寒武-奧陶紀地層，以炒米店組為主，其次為東黃山組、北庵莊組、三山子組，區(qū)內斷裂構造較為發(fā)育，大部分呈NE向，少量呈NW向。

(2)HS-2綜合異常:異常位于研究區(qū)中間部位董王村一帶，為乙類異常。該區(qū)屬于剝蝕丘陵區(qū)，地形起伏不平，標高一般在210～450m，地勢中間高兩側低，溝壑發(fā)育，基巖裸露較好。異常總體呈橢圓形，走向近SN，面積11.53km2。組成異常元素為Pb、Ag、Zn、Hg、Mo、As、Au，其中Pb、Ag為主成礦元素。異常元素組分較簡單，主要為中低溫熱液元素，各元素異常相互套合較好，具有明顯的濃集中心，其中Pb元素具有3級濃度分帶，2個濃集中心，異常規(guī)模、強度中等，峰值為2107.4×10-6，襯度4.40；Ag元素有2個濃集中心，異常內Ag元素最大峰值為660×10-9，襯度3.25。異常區(qū)主要出露古生代寒武-奧陶紀地層，斷裂構造的發(fā)育致使Pb、Ag、Zn等低溫熱液元素富集于此。

4 異常查證

結合該區(qū)的元素組合特征及化探成果，對重點異常進行查證，實施地化剖面及探槽工程等進行研究(圖5)。經查證，在研究區(qū)梧桐灣村附近斷裂帶實施的探槽工程所取樣品的化驗結果(表4)顯示，Ag元素的最高值為10.05×10-9，Pb元素的最高值為0.20×10-2；西乖場村附近的地化剖面所取樣品的化驗結果(圖6)顯示，斷裂帶內的Pb、Ag元素含量較高，Pb元素為313.8×10-6，Ag元素為4707.0×10-9。由此可見，地球化學剖面及探槽工程所取的樣品中Pb、Ag元素含量高值點與異常濃集中心吻合度較高，均位于斷裂帶附近，進一步說明了該區(qū)元素異常受北東南西向構造控制，斷裂構造活動導致了研究區(qū)中低溫熱液元素的富集，這為進一步的找礦研究提供了方向。

1—云斑灰?guī)r；2—微晶灰?guī)r;3—含燧石結核細晶白云巖夾礫屑白云巖；4—含云斑微晶灰?guī)r；5—斷裂破碎帶圖6 西乖場村附近地球化學剖面圖(部分)(元素單位：Ag為10-9,其他為10-6)

5 結論

(1)研究區(qū)內主要出露寒武-奧陶紀地層，Pb、Ag等中低溫熱液元素含量高，局部富集特征明顯，成礦潛力強，為該區(qū)主要成礦元素，是研究區(qū)內今后的主攻礦種。

(2)以Pb、Ag元素為主的異常濃集中心和異常分布，明顯受研究區(qū)內孫旺-閘口斷裂及次級斷裂控制，其中Pb、Ag元素沿孫旺-閘口斷裂呈帶狀分布，Zn、Mo、Sb元素沿孫旺-閘口斷裂呈串珠狀分布。

(3)沿研究區(qū)內NE—SW向為主的孫旺-閘口斷裂尋找以Pb、Ag為主的中低溫熱液裂隙充填型礦床和礦化體是該區(qū)下一步的找礦方向。