黑龙江齐奇岭地区钼多金属元素地球化学特征及找矿意义

辛有涛， 郑吉林，于成伟

(武警黄金第三支队， 黑龙江 哈尔滨 150069)

1 区域地质背景

研究区位于内蒙古呼伦贝尔市鄂伦春自治旗管辖区内，大地构造位置处于兴蒙造山带东段额尔古纳地块与兴安地块交汇部位[1]。研究区地处高纬度寒温带，属森林沼泽-冻土景观区，总体地势为西北高、东南低，海拔一般为400～800 m，区内水系发育，河流水量较大，枯水季节亦不断流。研究区平均气温17.9～19.8 ℃，最高气温37.5 ℃，最低气温-35 ℃，无霜期平均95 d，属大陆性半湿润山地气候区。研究区植被发育，残坡积碎石覆盖层较厚，一般腐植土层加残坡积碎石层厚度在1.5～2.5 m，局部地段可达3 m以上，属森林浅覆盖区。

研究区地层主要有新元古界-下寒武统新林-吉峰蛇绿构造混杂岩(Pt3∈1XJ)、新元古界-下寒武统倭勒根岩群(Pt3∈1W)吉祥沟岩组(Pt3∈1j)和大网子岩组(Pt3∈1d)、奥陶系-志留系大乌苏岩组变火山岩部分(OSDV)和变碎屑部分(OSDS)、中生界上侏罗统满克头鄂博组(J3mk)、玛尼吐组(J3mn)和第四系上更新统二级阶地冲洪积层(Qp3alp)、全新统现代河床及低河漫滩堆积层(Qhal)组成[2]。

研究区侵入岩主要有新元古代吉峰蛇绿构造混杂岩和嘎仙蛇绿构造混杂岩，中侏罗世中细粒二长花岗岩(ηγJ2)，早白垩世二长花岗岩(ηγK1)-早白垩世正长花岗岩(ξγK1)-早白垩世花岗斑岩(γπK1)。

研究区古生代火山岩发育2期，分别以新元古界-下寒武统倭勒根岩群大网子岩组、奥陶系-志留系大乌苏岩组变火山岩部分为代表。其中新元古界-下寒武统倭勒根岩群大网子岩组，主要岩性为一套酸性-中性变火山岩。奥陶系-志留系大乌苏岩组变火山岩部分，主要岩性为一套变酸性-中性火山岩，变质变形程度较弱。研究区中生代火山岩总体呈北北东向展布，出露有满克头鄂博期、玛尼吐期火山岩，其中满克头鄂博期主要为一套酸性火山岩，玛尼吐期火山岩主要为一套中酸性、中性火山岩。

研究区中生代以来主要断裂构造为NE向，次为NNE、NW、NWW和近SN向。近EW向线性断裂为研究区基底断裂，为发育的最早期断裂，中生代区内主要发育NE向和NW向线性断裂，NE向断裂主要控制区内大面积分布的晚侏罗世满克头鄂博期、玛尼吐期火山岩和早白垩世火山岩及侵入岩的分布，略晚期的NW向线性断裂切割早期断裂，改造先成地质体。

研究区内成矿条件较好。但找矿工作相对较落后，已发现金、有色金属、贵重金属、多金属矿(化)点20余处，有很大的找矿潜力，代表性矿床有兴阿铜钼矿床。

2 1∶5万土壤地球化学测量

2017年，武警黄金第三支队在该区开展了1∶5万土壤地球化学测量，完成测量面积470 km2，采取样品3 983件，采样密度为8.49点/km2，采样深度多为45～60 cm，取样层位为B下或B下C上，土壤样品成分主要为砂土或含砂粘土，采样粒级为-10～+60目。样品测试由中国人民武装警察部队黄金第三支队实验室承担，分析元素为Au、Ag、As、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Sn、Ti、V、W、Zn、TFe2O3等20种元素(氧化物)，其中Au采用无火焰原子吸收法(GF-AAS)，Ag、Sn采用发射光谱法(ES)，As、Sb、Hg采用原子荧光光谱法(AFS)，Ni、Bi、Cd、Mo、Pb、Cu、W、Co采用电感耦合等离子体质谱法，Zn、Mn、Cr、Ti、TFe2O3V、X射线荣光光谱法(XRF)[3]。根据研究区地质特征将研究区划分为10个地质子区，各子区分别为嘎仙蛇绿构造混杂岩岩块、吉祥沟岩组、大网子岩组、大乌苏岩组、上侏罗统满克头鄂博组、上侏罗统玛尼吐组、中侏罗世二长花岗岩、早白垩世花岗闪长岩、早白垩世二长花岗岩、早白垩世正长花岗岩。

3 土壤地球化学特征及其分布规律

3.1 元素含量特征

将富集系数(C)≥1.2，同时浓集克拉克值(Kk)>1的元素定义为富集元素， 0.8≤C<1.2为基本相当元素，小于0.8同时(Kk)<1的为贫化元素。对研究区20种成矿元素地球化学参数富集程度等特征进行了统计(表1)。区内Bi、Pb含量明显高于区域平均值，地壳克拉克值，是区域平均值的2.56倍和1.28倍，为区内强富集元素，As、Cd、Co、Mo为基本相当元素；Au、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Sb、Ti、V、Zn为贫化元素。

表1 研究区成矿元素地球化学参数及特征

注：(1)含量单位：Au为×10-9，氧化物为×10-2，其他元素为×10-6；(2)地壳克拉克值引自黎彤(1976)

3.2 元素变异特征

根据研究区土壤地球化学测量中各元素变异特征，将变异系数Cv1≥1.0的元素定为强变异元素，表现为极不均匀，0.7≤Cv1<1.0为较强变异元素，表现为不均匀；0.5≤Cv1<0.7为弱变异，相对均匀；Cv1<0.5为变异程度较差，或无变异，均匀。按上述原则可以分为极不均匀、不均匀、弱变异、均匀4组(表2)。

由表2可知， Ag、Mo两种元素属强变异元素，极不均匀，离散数据多，区内起伏变化较大，地球化学图上呈局部异常或高背景。Mo元素变异系数达到1.5，远大于其他元素，是本区最活跃元素，为本区最为有利成矿元素。Au元素表现为分布不均匀，离散数据亦较多。Au在本区的富集系数较高，但浓集克拉克值较低，因此综合来看其含矿性问题值得进一步研究，成矿可能性一般。As、Bi、Cd、Mn、Ni等5种元素，分布相对均匀，背景数据多，Bi为区内强富集元素，亦有局部成矿的可能。Ag、Co、Cr、Cu、Hg、Mo、Pb、Sb、Sn、Ti、V、W、Zn、TFe2O3等12种元素变异性较差，表现为分布均匀，离散点少，绝大多数以背景值为主，其成矿的可能性较小。

表2 研究区元素变异特征表

3.3 元素含量分布特征

一般来说，成矿作用总是出现在地质构造复杂、地质作用多次叠加的地区。因此，元素含量不服从正态分布的地质体，才具有找矿前景。研究区原始数据偏度和峰度均小于1，没有元素呈近似正态分布，但绝大多数元素呈对数正态分布。呈正偏或正拖尾分布的有Ag、Cd、Mo、Pb等4种元素，呈负偏分布或负拖尾的有As、Co、Ti、Ni、TFe2O3等5种元素，呈正态和近似正态分布的元素有Au、Bi、Cr、Cu、Hg、Mn、Sb、Sn、V、W、Zn等11种元素。一般情况下，正偏分布代表元素分布的高值点较多，正拖尾分布代表元素在高值区分布广，说明成矿地球化学条件较为有利，而一般负偏和负拖尾分布的元素，相对成矿地球化学条件不利。可见，研究区中Ag、Cd、Mo、Pb的成矿地球化学条件较为有利。

3.4 成矿有利度

利用研究区土壤地球化学测量元素的一级浓度克拉克值(C1)和原始数据变异系数(Cv1)可以研究各元素在研究区内成矿有利程度[4]。成矿有利度系数(Ma)=元素一级浓度克拉克值(C1)×原始数据变异系数(Cv1)。元素一级浓度克拉克值(C1)为富集系数，即原始数据元素平均值/区域平均值。根据上述公式计算出研究区20种元素(氧化物)的成矿有利度系数(Ma)，并根据成矿有利度系数(Ma)的大小，将元素进行排序(见表3)。

表3 研究区水系沉积物元素成矿有利度系数排序表

从表3可以看出，没有元素的成矿有利度系数Ma>2.0，而Au、Ag、Bi、Cr、Hg、Mo、Ni等7种元素的成矿有利度系数为1.0

3.5 元素组合特征

3.5.1 R型聚类分析

在充分研究区地球化学特征及成矿规律的基础上，参考聚类分析谱系图(图1)，在相关系数0.3相似水平上将研究区元素划分为3个元素组合。第一个元素组合为Ti、V、TFe2O3、Cu、Co、Cr、Ni、As、Sb、Hg，主要由铁族元素及中高温元素组成，可能与区内的超基性岩块密切相关，组合中Ti和V相关性最好，相关系数为0.92，其次为Cr和Ni，相关系数为0.898，该元素组合可能是区内嘎仙蛇绿构造混杂岩岩块的指示元素组合。第二个元素组合为Cd、Zn、Ag、Pb，这套元素组合属于亲硫金属元素组合，属中低温热液组合，组合中Cd和Zn相关性最好，相关系数为0.635，其次为Ag和Pb，相关系数为0.413。该元素组合可能是寻找硫化物矿床的重要指示元素。第三个元素组合为Bi、W，该元素组合主要为中低温热液组合。

图1 研究区土壤地球化学测量元素R型聚类分析谱系图

3.5.2 相关分析

对20种元素进行相关分析(见表4)，Sb/As、V/As、Fe/As、Zn/Cd、Ti/Cr、V/Cr、Fe/Cr、Cr/Co、Cu/Co、Ni/Co、Ti/Co、V/Co、Fe/Co、Cu/Ti、Cu/V、Cu/Fe、Sb/Ti、Sb/V、Sb/Fe 19对元素相关系数落于0.5～0.8之间，表现出显著相关的特点，介于V/Ti、V/Fe、Ti /Fe、Ni/Cr4对元素相关系数落于0.8～1.0之间，表现出高度相关的特点。其余元素间表现为低度相关或微弱相关。

3.5.3 元素组合的确定

以R型聚类分析和因子分析为基础，结合元素地球化学图的实际，依据各元素本身地球化学性质，可将研究区内20种元素(氧化物)划分成4个元素组合。Au-Ag-As-Sb-Hg组合主要成矿元素为Au、Ag，Cu-Pb-Zn-Cd组合主要成矿元素为Zn、Cu，W-Sn-Bi-Mo组合主要成矿元素为Sn，Ti-V-Cr-Mn组合主要成矿元素为Mn，Fe-Co-Ni组合主要成矿元素为Ni，其他元素为伴生元素或指示元素。

3.6 地球化学元素分布特征

本区测试元素皆为成矿元素和伴生(指示)元素，由于矿种、成因、地质环境的不同，元素空间分布也表现出明显的差异。依据元素地球化学场分布形态、位置及亲合性，结合地球化学图各元素的分布特征如下。

3.6.1 Au、Ag、As、Sb、Hg

Au、Ag、As、Sb、Hg地球化学场颇有相似，在许多地段存在共高共低现象。Au主要以背景区为主，高值区分布较为分散，主要出露在大乌苏岩组和早白垩世正长花岗岩中。Ag主要以背景区、低背景区为主，高值区主要分布在侵入岩中，主要为早白垩世正长花岗岩、早白垩世二长花岗岩以及中侏罗世二长花岗岩。As主要以背景区、低背景区为主，高值区主要出露在大乌苏岩组，早白垩世正长花岗岩，早白垩世二长花岗岩以及嘎仙蛇绿构造混杂岩。Sb主要以背景区为主，高值区主要出露在上侏罗统玛尼吐组，嘎仙蛇绿构造混杂岩，早白垩世正长花岗岩，中侏罗世二长黄岗岩，早白垩世花岗闪长岩以及早白垩世二长花岗岩。Hg主要以背景区、高背景区为主，高值区分布较为分散，主要出露在早白垩世正长花岗岩，早白垩世二长花岗岩以及大乌苏岩组。

3.6.2 Cu、Pb、Zn、Cd

Cu主要以背景区为主，主要出露在早白垩世正长花岗岩和早白垩世二长花岗岩。Pb主要以背景区、高背景区为主，高值区主要出露在早白垩世正长花岗岩，中侏罗世二长花岗岩，早白垩世二长花岗岩和吉祥沟岩组。Zn主要以背景区为主，高值区主要出露在早白垩世正长花岗岩，早白垩世二长花岗岩，上侏罗统玛尼吐组以及花岗斑岩脉。Cd主要以背景区为主，高值区主要出露于嘎仙蛇绿构造混杂岩和大乌苏岩组。

3.6.3 W、Sn、Bi、Mo

W主要以背景区为主，高值区分布相对集中，主要分布在嘎仙蛇绿构造混杂岩块和中侏罗世二长花岗岩、早白垩世二长花岗岩中。Sn主要以背景区、低背景区为主，高值区分布相对分散，主要分布在大乌苏岩组和早白垩世正长花岗岩、中侏罗世二长花岗岩中。Bi主要以背景区、高背景区为主，高值区主要分布在大乌苏岩组和早白垩世二长花岗岩、早白垩世正长花岗岩和中侏罗世二长花岗岩中。Mo主要以背景区为主，高值区分布相对集中，主要分布在早白垩世二长花岗岩和早白垩世正长花岗岩中。

3.6.4 Ti、V、Cr、Mn

Ti主要以背景区为主，高值区分布相对分散，主要分布在早白垩世花岗闪长岩、早白垩世二长花岗岩、早白垩世正长花岗岩中。V主要以背景区为主，高值区较分散，主要分布在早白垩世二长花岗岩、早白垩世正长花岗岩、中侏罗世二长花岗岩中。Cr主要以背景区、高背景区为主，高值区分布相对集中，主要分布在嘎仙蛇绿构造混杂岩、大理岩-变玄武岩岩块中。Mn主要以背景区为主，高值区分布在大乌苏岩组、上侏罗统玛尼吐组和早白垩世正长花岗岩。

3.6.5 Fe、Co、Ni

TFe2O3主要以背景区为主，高值区分布相对集中，主要分布在早白垩世二长花岗岩和早白垩世正长花岗岩中。Co主要以背景区为主，高值区面积较小，主要分布在早白垩世二长花岗岩和早白垩世正长花岗岩中。Ni主要以背景区和低背景区为主，高值区主要分布在嘎仙蛇绿构造混杂岩和早白垩世二长花岗岩和早白垩世正长花岗岩中。

4 土壤地球化学异常特征评价

4.1 异常圈定与评序

地球化学异常下限值是按不同地质单元分别计算的。区内成矿元素均呈对数正态分布或近似正态分布，所以采用元素对数含量计算背景值及异常下限。首先将大于lgx+3lgσ高值点逐步叠代，然后再计算异常下限，然后求真值即得对应元素异常下限，然后再结合地球化学图和圈定效果确定出实用的异常下限(见表4)。

表4 各子区异常下限(Ca)

注：Au为×10-9，氧化物为×10-2，其他元素为×10-6

4.2 异常的圈定

地球化学异常以元素异常下限的1、2、4倍圈定异常的外、中、内带3个浓度级，研究区共圈出单元素异常184处。根据各单元素异常的分布情况及成矿地质条件，将两个或两个以上成因及空间上有联系的单元素异常划分为一个综合异常，全区共圈定综合异常7处，其中甲类异常1处，乙类异常3处，丙类异常3处。

综合异常评序采用组成综合异常的各单元素异常的NAP之和，依次从大到小排列，异常评序结果见表5。

表5 综合异常化探评序结果表

5 找矿意义

5.1 地球化学元素与地质矿产的关系

综上所述， Mo元素变异系数大，成矿有利度高，为本区最有利的成矿元素；Bi元素富集系数大，但变异系数不大，且本区未发现成型铋矿床或矿化点，成矿潜力还有待于进一步调查与评价；Ag、Co、Ni等元素虽然在土壤地球化学测量中富集程度较高，但变异程度较小，本身不具备成矿特征，可能为伴生元素或成矿的指示元素。依据所取得的20种成矿、伴生(指示)元素定量分析数据，通过综合地球化学指标统计计算，对区内主要地质单元含矿性进行分析评价。

依据上述原则，对研究区主要地层和侵入岩中的成矿元素、指示(伴生)元素的成矿可能性从地球化学角度进行评价。研究表明地质单元1和地质单元2中∑(K1、Cv、P)值≥3.0的元素有Ag、As、Cd、Co、Cr、Ni、Pb共7种，由于地质单元1为嘎仙蛇绿构造混杂岩岩块，其属于超基性岩，所以可能会引起Co、Cr、Ni含量的增高，但并不排除Ag等元素成矿的可能性。地质单元4为大乌苏岩组，其中Au的∑值为5.541，说明该岩组内有利于Au的富集成矿。同时Mo的∑(K1、Cv、P)值也相对较高，在下步工作中值得注意。

5.2 成矿远景区的划分

根据成矿远景区划分原则，依据研究区地质地球化学特征，结合1∶5万土壤地球化学测量异常评述分类结果，在研究区共划分出成矿远景区4处，即嘎仙沟Ⅰ级成矿远景区、大坑河Ⅱ级成矿远景区、西陵梯Ⅱ级成矿远景区、布苏里东Ⅲ级成矿远景区。

嘎仙沟Ⅰ级成矿远景区，面积为31.26 km2，是与浅成侵入体密切相关的中浅成、中高温热液矿床。该远景区是寻找Cu、Zn、Sn等矿的有利部位，找矿潜力较大。大坑河Ⅱ级成矿远景区，面积为59.75 km2，主要为一套以Mo为主的多金属元素组合，亲铁性元素、前缘晕、近矿晕元素异常皆发育。Mo异常面积较大，强度较高，浓集中心明显，是寻找Mo成矿有利部位，找矿前景较好。西陵梯Ⅱ级成矿远景区，面积为8.52 km2，主要为一套贵金属元素组合，元素套合好，强度高，有形成矿化体的可能，金元素异常面积较大，强度较高，是寻找金成矿有利部位，找矿前景较好。布苏里东Ⅲ级成矿远景区，面积为25.22 km2，是以铋为主的多金属元素异常组合为主，远景区为多金属成矿有利地段，具有一定的找矿前景。

6 结 论

1∶5万土壤地球化学测量成矿元素地球化学特征表明，区域上Bi和Pb两种元素具明显富集趋势，而Ag、Mo等元素具较高的变化系数；Au、Pb、Mo成矿有利度高，为本区最有利的成矿元素。区内20种元素可以划分成Au-Ag-As-Sb-Hg、Cu-Pb-Zn-Cd、W-Sn-Bi-Mo、Ti-V-Cr-Mn、Fe-Co-Ni 4个元素组合。嘎仙蛇绿构造混杂岩岩块为区内最为成矿有利部位，主成矿元素为Pb、Zn，Ag、As、Cd、W、V、Cu为指示元素。Au在子区4中有明显矿化异常，其成矿潜力有待进一步调查。Mo在子区9和子区10中异常明显，也具有较大的成矿潜力，有待进一步调查。研究区工作共圈出单元素异常184处，圈定综合异常7处，其中甲类异常1处，乙类异常3处，丙类异常3处；圈定成矿预研究区4处，其中Ⅰ级成矿预研究区1处，Ⅱ级成矿预研究区2处，Ⅲ级成矿预研究区1处。17-HT-04、17-HT-05和17-HT-07，3个综合异常，元素组合非常齐全、强度高、面积大，成矿条件较好，可能是在寻矿产的有利地段。建议在嘎仙沟Ⅰ级成矿远景区、大坑河Ⅱ级成矿远景区和西陵梯Ⅱ级成矿远景区内，开展1∶2万的土壤地球化学测量工作，圈定出赋矿地段，实现找矿突破，为该区下一步找矿工作指明了方向。