辽宁洼塘地区土壤地球化学特征及找矿意义

秦丹鹤 郝晴 侯红星

摘要：洼塘地区位于辽东裂谷东段，区域内已发现多处矿床（点），成矿地质条件优越。在1∶1万土壤地球化学测量的基础上，分析了洼塘地区地球化学特征，对元素变异系数、单元素异常特征及异常组合特征进行地球化学统计分析，论述了7种元素的成矿潜力，发现Ag、Pb元素具有较好的成矿潜力。根据地质条件及元素异常特征，圈定了综合异常2处，对Ⅰ号综合异常进行槽探工程验证，发现2条矿（化）体，为进一步地质勘查工作提供了依据。

关键词：土壤地球化学特征;综合异常;异常查证;矿（化）体;洼塘地区

中图分类号：TD15 P632文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）10-0030-05doi：10.11792/hj20211006

洼塘地区位于辽东裂谷东段，该裂谷内分布一系列大、中、小型金矿床（点），成矿地质条件优越[1-3]。土壤地球化学测量作为传统的勘查手段被广泛应用于综合地质找矿中，是一种寻找浅覆盖区隐伏矿体直接、快速、有效的勘查地球化学方法[4-7]。区域内开展过1∶20万水系沉积物地球化学测量，共圈定17处组合异常;岫岩县大营子一带开展了1∶10万水系沉积物地球化学测量，圈定金组合异常14处。本次在洼塘地区开展了1∶1万土壤地球化学测量，从元素分散富集规律、组合异常特征及元素相关性等方面进行分析，圈定了2处综合异常，并取得了良好的异常查证效果，为下一步地质勘查工作提供了依据。

1 区域地质概況

研究区大地构造位置处于华北地台北缘胶辽台隆南部，营口—宽甸台拱的西部[8-9]。区域内出露地层为元古界辽河群及新生界第四系（Q）（见图1-A）。辽河群地层由石英片岩、石英岩、片岩、浅粒岩、变粒岩和大理岩组成，原岩为碳酸盐岩建造、黏土碎屑岩建造、酸性火山-沉积建造等;第四系主要为砂质黏土、砂、砾石等。辽河群自下而上划分为里尔峪组（Pt 1lr）、高家峪组（Pt 1g）、大石桥组（Pt 1d）和盖县组（Pt 1gx）。里尔峪组形成于裂谷早期拉张裂陷作用下，为一套酸性火山-沉积岩建造，岩性为浅粒岩、变粒岩、钠长浅粒岩、电气钠长浅粒岩、电气浅粒岩等，以盛产硼矿为特征，构成含硼岩系;高家峪组为一套富含石墨的黑云斜长变粒岩组合，岩性主要为黑云斜长变粒岩、黑云斜长浅粒岩、黑云斜长片麻岩等，原岩为富含碳质的黏土—半黏土质岩建造;大石桥组以碳酸盐岩为主，岩性为大理岩、斜长变粒岩、黑云二长变粒岩、二云片岩等;盖县组为辽河群的顶部地层，为一套黏土—半黏土质岩建造，含少量陆源碎屑岩建造，岩性主要为黑云片岩、二云片岩、绢云片岩、黑云斜长片麻岩、黑云斜长浅粒岩夹薄层大理岩、透闪岩等。区域内经历了多次强烈构造运动，导致构造复杂多样，主要表现为多期次、多方向性。断裂大致可分为东西向、北东向和北西向3组。其中，北东向及北西向断裂控制了矿脉（体）的空间分布和产出，是区域内的主要控矿构造。区域内岩浆岩发育，出露面积广，以印支期—燕山期侵入岩为主。

2 研究区地质特征

研究区内大面积出露元古宇辽河群盖县组（Pt lgx）（见图2）。盖县组为一套片岩夹变粒岩组合，主要岩性为黑云片岩、二云片岩、绢云片岩、绢云绿泥片岩、黑云斜长变粒岩、黑云斜长浅粒岩、黑云二长变粒岩夹大理岩、透闪岩，普遍含石墨。在黑色变粒岩中发育少量含金石英脉。该组地层的变质作用具一定的分带性，变质相属于绿片岩相—铁铝榴石角闪岩相。遭受混合岩化作用，形成黑云母混合岩，并且发育长英质混合岩脉体。研究区内断裂发育，北东向及北西向断裂为导矿、控矿构造。北东向断裂总体走向北东30°～35°，倾向南东，倾角60°～80°，延长约8 km，宽5～50 m，挤压破碎带具糜棱岩、挤压片理、挤压扁豆体及少量角砾，呈压扭性特征;北西向断裂长约5 km，宽5～10 m，呈北西310°展布，断裂附近岩石挤压破碎，形成破碎带。在破碎带内，有挤压扁豆体，挤压片理密集并有脉岩侵入。研究区岩浆活动频繁而强烈，且具有多期次侵入的特点，主要为印支期及燕山期花岗岩。岩性主要为中粗粒、粗粒似斑状花岗岩、细粒花岗岩及花岗闪长岩，脉岩主要为闪长玢岩脉、石英脉。

3 土壤地球化学特征

3.1 样品的采集与测试方法

对洼塘地区开展了1∶1万土壤地球化学测量，采样网度为100 m×20 m，化探样品的采集、室内加工及测试分析均由原中国人民武装警察部队黄金第四支队及其化验室完成。本次共采集样品2 345件，分析元素为Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn。Au元素采用石墨炉原子吸收光谱法;Ag、Cu、Pb、Zn元素采用原子吸收光谱法;As、Sb元素采用原子荧光光谱法。

3.2 元素含量

在地球化学找矿中，元素组合能反映出各元素在空间分布上的关系。传统方法在计算异常下限值时，要求化探整体数据服从正态分布，对于不服从正态分布的需要剔除离散数据[11-12]。本次研究采用Excel和Spss23软件循环剔除原始数据中大于X+3S（X为平均值，S为标准差）和小于X-3S的离散数据[13]，最后计算出各元素数据多次迭代后的平均值、标准差、变异系数等参数，统计结果见表1。

由表1可知：研究区各元素变异系数由Ag→Zn→Cu→Au→Pb→As→Sb逐渐下降，显示区域上从Ag至Sb成矿作用依次减弱。元素富集系数>1.50的元素有Ag、Zn，表明这2种元素在研究区内土壤中具有富集趋势;1.20<富集系数<1.50的元素为Pb，在土壤中呈相对富集的趋势;富集系数<1.20的元素有Au、Cu、As、Sb，表明这些元素在土壤中呈相对分散的趋势。研究区内各元素原始数据的变异系数（Cv 1）和背景数据的变异系数（Cv 2）分别反映2类数据的离散程度，Cv 1/Cv 2值反映了背景数据拟合处理时对离散值的削平程度[15]。研究区各元素变异系数图解见图3。由图3可知：研究区内Pb的离散程度最大，说明其高值点较多，富集成矿的可能性大，其他元素的离散程度较小，富集成矿的可能性较小，但不排除局部成矿的可能性。综合成矿地质特征，认为研究区内Ag、Pb富集成矿的可能性比较大。

本次对研究区内样品进行R型聚类分析，通过分析多个变量之间的相关系数了解元素在成矿富集过程中的聚合趋势，以及元素与元素组合之间的亲疏关系[16]。从R型聚类分析谱系图（见图4）上可以看出，以相关距离14为界，可分为4组元素组合：①Cu-Ag-Pb;②As-Sb;③Zn;④Au。研究区内Cu与Ag最先聚成一类，说明二者相关性较好，有着相近的地球化学行为，Pb次之。

3.3 单元素异常特征

研究区各元素异常下限按照T 0=X 0+2S 0（T 0为研究区异常下限，X 0为背景平均值，S 0为迭代处理所得数据的标准差）计算。将异常下限、2倍异常下限和4倍异常下限分别作为外、中和内带的分带值。共圈定Au异常6处，Ag异常11处，As异常10处，Sb异常5处，Cu异常8处，Pb异常8处，Zn异常8处。在单元素异常图（见图5）中，Au、Ag、Pb、As异常规模大，浓集程度高，Cu、Zn、Sb异常规模小，富集程度低，个别具有内、中、外带。以下仅对Au、Ag、Pb和As异常特征进行描述。

3.4 综合异常特征

根据成矿地质条件和土壤地球化学异常特征，在成矿地质条件有利、土壤地球化学异常发育地段圈出2处综合异常（见图2）。Ⅰ号综合异常呈东西向长条状展布，地势北高南低，出露在辽河群盖县组地层中。Ⅰ号综合异常由Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn组成。其中，Pb、Ag、As、Au异常可见明显浓度分带，强浓集中心相互叠加，叠加区内没有Cu异常，Zn、Sb异常较弱且分散，没有浓集中心;Pb、Au异常连续性好且2个异常浓集中心套合程度高。Ⅱ号综合异常大致呈南北向展布，地势东南高西北低，出露在辽河群盖县组中，由Pb、Ag、Au、Sb、As 5种单元素异常组成，其中Pb、Au异常连续性好，各有1个浓集中心，且具有外、中、内带，2个异常浓集中心套合较好，其他异常无浓集中心，且异常连续性较差。

4 异常查证

综合考虑研究区内地形条件及气候条件对工程进度的影响，仅对Ⅰ号综合异常区进行了槽探工程验证，圈定2条矿（化）体（见图2）。矿（化）体均赋存于盖县组地层中，受地层控制，岩性为变粒岩，呈红褐色，粒状变晶结构，块状构造，内部夹石英细网脉，矿化主要为褐铁矿化、黄铁矿化、方铅矿化，蚀变以硅化为主。

①号矿（化）体总体走向95°～100°，倾向北，倾角30°，地表出露长约500 m，宽0.5～2.0 m。分析结果显示含金性较差，金平均品位为0.15×10-6;含铅较好，铅平均品位为3.90 %，最高品位为8.48 %;银平均品位为48.22×10-6，最高品位为131.58×10-6。②号矿（化）体受构造控制，总体走向255°，倾向355°，倾角25°～68°，东部被第四系覆盖，宽0.2～2.5 m，金平均品位小于0.1×10-6，Ag平均品位为15.54×10-6，Pb平均品位为0.55 %。

5 结 论

1）通过对洼塘地区开展1∶1万土壤地球化学测量工作，根据统计分析结果得出，Ag、Pb异常规模大，富集程度高，连续性好，成矿潜力大。

2）通过土壤地球化学测量综合分析，在研究区内优选出2处综合异常，对Ⅰ号综合异常进行了槽探工程验证，圈定2条矿（化）体。

3）Ag与Pb具有密切的相关性，可作为寻找铅多金属矿的重要指示元素。

[参 考 文 献]

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Soil geochemical characteristics and prospecting significance in the Watang area，Liaoning

Qin Danhe，Hao Qing，Hou Hongxing

（Langfang Center for Comprehensive Survey of Natural Resources，China Geological Survey）

Abstract：The Watang area is located in the east part of the rift in eastern Liaoning，where many deposits（spots） have been found and the metallogenic conditions are favorable.The geochemical characteristics of Watang area were analyzed on the basis of 1∶10 000 soil geochemistry survey.The paper studied the geochemical characteristics，analyzed statistically the element variation coefficients，the single element anomaly and the combined element anomaly，and discussed the metallogenetic potentials of 7 elements，finding that Ag and Pb have great potentials.According to the geological conditions and the element anomaly characteristics，2 comprehensive anomalies are delineated.Trenching verification in the Ⅰ anomaly revealed 2ore（mineralized） bodies，which could provide scientific evidence for next-step geological exploration work.

Keywords：soil geochemical characteristics;comprehensive anomaly;anomaly verification;ore （mineralized） bodies;Watang area