大兴安岭北部腰站林场地区土壤地球化学特征及找矿方向
2023-06-05吴云柱李向文商宇航王冠赵建华王键
吴云柱 李向文 商宇航 王冠 赵建华 王键
摘要：腰站林场地区位于大兴安岭北部漠河盆地北端，成矿地质条件优越。为实现找矿突破，在1∶5万水系沉积物测量成果基础上，开展了1∶1万土壤地球化学测量。结果表明：腰站林场地区Au元素丰度高，变异系数大，为主成矿元素，As、Sb元素可作为指示元素，以中低温热液成矿作用为主，找寻金矿床潜力较大;综合异常元素多、规模大、强度高。在部分综合异常区地表槽探查证中发现2条矿化体，矿化特征与宝兴沟金矿床具有一定的类似性，认为该地区具有良好的找矿前景。
关键词：土壤测量;地球化学特征;综合异常;找矿方向;腰站林场;大兴安岭
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（2023）04-0069-06doi：10.11792/hj20230415
大兴安岭北部漠河盆地内岩浆岩活动频繁，构造发育，矿化蚀变作用较强，成矿地质条件有利，先后发现了砂宝斯、三十二站、砂宝斯林场、宝兴沟、十五里桥等多处金矿床［1-2］。上述金矿床均是在小比例尺化探工作基础上，利用大比例尺土壤地球化学测量及少量槽探开展查证工作发现的，可以说大比例尺土壤地球化学测量工作在大兴安岭北部浅覆盖区前期找矿工作中取得了较好的找矿成果［3-5］。在1∶5万水系沉积物测量成果基础上，在腰站林场地区开展1∶1万土壤地球化学测量，初步统计分析成矿元素地球化学特征，评价、查证异常，并为该地区进一步找矿指明方向。
1 区域地质概况
腰站林场地区位于大兴安岭北部漠河盆地北端（见图1-A），宝兴沟大型金矿床外围南侧、十五里桥小型金矿床东侧，成矿地质条件优越。
区域地层分布广泛，主要有上侏罗统额木尔河群陆源碎屑岩地层和下白垩统火山岩地层。额木尔河群依次为上侏罗统二十二站组（J3er）、漠河组（J3m）（见图1-B）［6］。二十二站组以灰绿色、灰黑色细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩为主，局部夹含砾砂岩及砂砾岩;漠河组以灰黄色粗中粒岩屑长石砂岩、细砂岩、粉砂岩为主，局部夹砾岩［7］。下白垩统火山岩地层包括龙江组（K1l）、光华组（K1gn）。其中，龙江组以中性熔岩及凝灰岩为主，夹少量酸性熔岩;光华组主要为中性熔岩及凝灰岩。
区域内构造发育，以断裂为主，主要有东西向、北西向、北东向、南北向等断裂。其中，北东向断裂与成矿关系密切。区域内脉岩发育，岩性主要有安山玢巖、闪长岩、石英粗安岩、玄武安山岩、流纹岩、花岗斑岩、花岗闪长岩等，走向一般为北东向、北西向，多形成于早白垩世，以花岗质岩石为主，主要侵入中生代地层中，岩石不易被风化。
2023年第4期/第44卷黄金地质黄金地质黄 金
区域矿产以岩金矿床为主，主要为宝兴沟金矿床和十五里桥金矿床。宝兴沟金矿床矿体产于二十二站组砂岩及与闪长岩脉接触部位，受北东向断裂控制，成因类型为中低温岩浆热液型［8］;十五里桥金矿床矿体产于以龙江组安山岩为主的火山岩地层内，受北东向断裂控制，金矿化与石英脉关系较为密切［9］。二者属同一成矿热液系统，受漠河前陆盆地和早白垩世火山-岩浆活动控制，形成于活动大陆边缘构造环境［10］。
2 研究区概况
2.1 地质特征
研究区位于腰站林场及其北部区域，宝兴沟金矿床南侧，面积共13.2 km2。研究区内地质特征较为简单，地层主要为二十二站组二段（J3er2）（见图2）中厚层浅黄色中细粒岩屑长石砂岩和二十二站组一段（J3er1）厚层灰黄色粗中粒岩屑长石砂岩。研究区内未见大面积侵入岩出露，地表仅见闪长玢岩脉出露，呈脉状产出，走向北东，倾向南东，倾角约40°，宽3～4 m。研究区内构造较为发育，主要为近南北向、北西向、北东向断裂，其中北东向断裂广泛发育，多表现为破碎带，最宽可达4.80 m，其内岩石较为破碎，原岩多为细砂岩，岩石具高岭土化，偶见亮白色星点状黄铁矿化。
2.2 水系沉积物异常特征
区域内开展了1∶5万水系沉积物测量工作，圈定了多处水系沉积物综合异常，其中HS-24水系沉积物综合异常位于研究区内。该综合异常由Au、Ag、Cu、As等4种元素组成，组合元素以Au、Ag为主，由Au-30、Ag-38、Ag-44等异常组成。其中，Au-30异常面积5.17 km2，Au平均值为31.22×10-9，最大值为157.00×10-9;Ag-38异常面积0.82 km2，Ag平均值为0.10×10-6，最大值为0.12×10-6;Ag-44异常面积1.40 km2，平均值为0.20×10-6，最大值为0.33×10-6，元素间套合较好，异常规模大，具有明显的浓集中心及浓度分带（见图3）。Cu、As虽然异常强度高，但规模小，浓集中心不明显，为伴生元素。通过对地球化学特征的研究及已有矿产特征的分析，研究区Au、Ag找矿潜力较大，有望发现宝兴沟式金矿床，应进一步开展异常查证工作。
3 土壤地球化学特征
在1∶5万水系沉积物测量成果基础上，开展了1∶1万土壤地球化学测量工作，面积为13.2 km2，测线26条，采样网度200 m×20 m，测线方位135°，采样层位B下+C上，多点组合采样，采样介质主要为砂土，初加工粒度为10目至60目;共采集样品3 169件，分析元素为Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn。
3.1 元素含量特征
研究区土壤地球化学元素参数特征见表1。由表1可知：①Au、As、Cu、Sb含量高于区域平均值，表明处于区域高背景场;而Ag、Pb、Zn含量低于区域平均值，表明研究区二十二站组各粒级砂岩中这几种元素具有较高的丰度值。②平均值与中位数可以反映后期叠加或负变特征，Au、As、Cu、Sb的平均值远大于中位数，表明这些元素具有局部活化富集或叠加富集特征［11］。③成矿元素离散程度（见图4）表明各元素变异特征具有明显的丛聚性，总体呈近北东向展布。Au元素变异系数较大、离散程度高，独立为一组，显示其存在较强的后期叠加富集特征，高值数据多，最大值为53.00×10-9，反映研究区成矿作用以金成矿为主［12-13］，金富集成矿几率大;As、Sb次之，可能有一定的叠加作用，可以作为找金的指示元素;其他元素变异系数较小，分布较为均匀，各元素异常应显示较弱。综上，结合成矿地质条件及矿化特征，可以确定Au为研究区主要成矿元素，As、Sb次之，并可以形成实质性的地球化学异常。
3.2 元素相关性
对Au、Ag、As、Sb、Cu、Zn、Pb等7种元素进行相关性分析，结果见图5、表2。研究区内各元素间相关性一般，相关性最好的2种元素为As和Sb，相关系数为0.858，而Pb元素与其他元素相关性差;As、Sb元素与Cu、Zn元素呈负相关;Au元素与As、Sb元素相关性好，相关系数分别为0.342，0.323;Au与Zn元素呈弱负相关，即在Au元素富集的同时有少量Zn元素的“带出”。从元素组合上看，大致可以分为2个组合：第一个组合为Au、As、Sb，为低温元素组合，推测其成矿作用为以金为主，且为与早白垩世岩浆活动密切相关的中低温热液成矿作用，As、Sb元素异常对Au元素找矿具有一定指示作用，可作为指示元素;第二个组合为Cu、Zn、Ag、Pb，为中低温元素组合，结合元素丰度与分异特征，反映其可能为二十二站组砂岩特征组合，元素组合受后期热液作用较弱，或其物质来源较为单一［14-15］。综上，初步认为研究区成矿作用以中低温热液成矿作用为主，找寻金矿床希望较大，As、Sb元素可作为指示元素。
3.3 元素分布特征
元素对数含量分布直方图见图6。由图6可知：除Au元素外，其他元素均呈对数正态或近似正态分布。其中，Cu、Zn、As、Sb、Pb呈单峰分布，分布范围
比較窄，离散度相对较小，叠加富集作用较弱，不易产生地球化学异常。Au呈显著的多峰分布，离散度大，叠加富集趋势强烈，其低含量峰值反映了Au的背景分布，高含量峰值反映了Au异常分布。Au、Ag、Sb的分布均呈正向倾斜，分布范围较广，离散度较大，反映了这些元素富集趋势较强烈，在表生作用下易形成明显的地球化学异常［16］。
4 综合异常特征及查证情况
根据元素地球化学特征及相关规范［17-18］要求，研究区共圈定单元素异常73处，综合异常7处（见图2）。经评价，HT-1、HT-6、HT-5综合异常为矿致综合异常，排序比较靠前。本次主要查证了HT-5、HT-6综合异常，其异常特征及查证情况如下。
4.1 HT-5综合异常
该综合异常位于宝兴沟金矿床南部，出露地层为二十二站组一段，岩性为薄层灰绿色粉砂岩，夹各粒级岩屑长石砂岩，富含动植物化石;查证过程中发现闪长玢岩脉1条，走向北东，倾向南东。该综合异常整体呈条带状北东向展布，异常面积0.27 km2，由Au、Ag、As、Sb等4种单元素异常组成（见表3）。其中，Au元素为主成矿元素，由1处异常组成，即Au-4异常，异常面积0.109 km2，Au平均值3.10×10-9，最大值8.90×10-9;元素套合关系好，规模较大、强度高，浓集中心和浓度分带明显。由地质、地球化学特征推测，该综合异常内有望发现宝兴沟式金矿床或矿化体［4］。
利用槽探工程对HT-5综合异常进行了地表查证，发现矿化体1条，即Ⅱ-1矿化体。该矿化体由2个槽探工程控制，两侧未封闭，控制长度210 m，总体走向北东，倾向南东，厚度0.40～1.00 m，金平均品位0.36×10-6，最高品位0.51×10-6，赋存于二十二站组与闪长玢岩接触部位，蚀变带北侧石英脉发育，脉宽0.40 m，产状160°∠65°。围岩蚀变主要为硅化、碳酸盐化、绢云母化、绿泥石化等，金属矿化可见黄铁矿化，呈半自形—他形。
4.2 HT-6综合异常
该综合异常位于腰站林场北部，出露地层为二十二站组一段，岩性主要为薄层灰绿色粉砂岩，夹各粒级岩屑长石砂岩，富含动物化石。该综合异常整体呈北东向条带状展布，异常面积0.42 km2，由Au、As、Ag、Sb、Cu、Pb、Zn等7 种元素11个单元素异常组成（见表4）。其中，Au、Ag为主成矿元素，由Au-9、Ag-11、Ag-15、Ag-16异常组成。Au-9异常面积0.087 km2，平均值3.70×10-9，最大值9.70×10-9;Ag-16异常面积0.014 km2，平均值0.19×10-6，最大值0.22×10-6。该综合异常内各元素套合关系好，元素多、规模大、强度高，浓集中心和浓度分带明显，具有较好的找矿潜力。
利用槽探工程对HT-6综合异常进行了地表查证，发现矿化体1条，即Ⅰ-1矿化体。该矿化体由2个槽探工程控制，两侧未封闭，控制长度90 m，走向北北东，倾向南东，厚度3.50～4.50 m，金平均品位0.15×10-6，最高品位0.20×10-6;矿化体伴生银，银最高品位4.80×10-6，平均品位1.87×10-6～2.74×10-6。赋矿岩石为强硅化细—中粒砂岩屑长石砂岩，实测层理产状310°～318°∠41°～45°。其内可见石英脉1条，脉宽0.8 m，产状168°～175°∠40°～45°，可见晶洞，大小不一，2～10 mm，石英脉内偶见星点状黄铁矿化。围岩蚀变主要为硅化、碳酸岩化、绢云母化、绿泥石化等。金属矿化可见亮白色星点状、团块状黄铁矿化，多呈半自形—他形晶。该矿化体赋存于二十二站组砂岩内，具有较强的硅化，石英脉较为发育，并伴生银元素，成矿地质条件、矿化特征均与宝兴沟金矿床金矿体类似，具有一定的找矿潜力。
5 找矿方向
1）研究区内Au元素丰度高、变异系数大，是主成矿元素，As、Sb元素可作为指示元素，以中低温热液成矿作用为主，找寻金矿床希望较大。
2）Ⅰ-1、Ⅱ-1矿化体赋存于二十二站组砂岩内，虽品位低、矿化蚀变一般，但具有一定规模。矿化体两端均未封闭、深部未控制，仍显示具有较好的找矿潜力，在下一步找矿工作中应加大勘查力度，可适当开展大比例尺物探、深部钻探等工作。
3）研究区内尚有多处具有较好找矿潜力的土壤异常未进行查证，下一步工作中应适当开展查证工作。可以优先查证HT-1综合异常，该综合异常内各元素套合关系好，规模较大，强度高，浓集中心和浓度分带明显，显示具有较好的找矿前景。
6 结 语
传统化探工作方法在大兴安岭北部森林沼泽景观区金矿找矿中得到了较好的应用，并取得了较好的效果，腰站林场金矿点的发现进一步佐证化探找矿方法是行之有效的。即在以往小比例尺化探工作的基础上，开展大比例尺土壤地球化学测量工作，通过对成矿元素分析可以进一步总结分析勘查区地球化学特征，指出主攻矿种、评价找矿潜力;圈定土壤测量异常并利用地表工程查证以发现矿体;发现矿体后再利用物探、探矿工程等综合方法追索矿体并扩大矿区找矿远景。土壤地球化学测量方法的运用在大兴安岭北部中低山森林沼泽亚景观区找矿中已趋于成熟，圈定矿体位置准确，找矿效果明显，工作效率高，节省资金，可以在同类地区加以推广。
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Soil geochemical characteristics of Yaozhan Forest Farm area in the north of the Greater Khingan Ranges and its prospecting direction
Wu Yunzhu1，2，Li Xiangwen1，Shang Yuhang1，Wang Guan1，Zhao Jianhua1，Wang Jian1
（1.School of Mining Engineering，Heilongjiang University of Science & Technology; 2.School of Earth Resources，China University of Geosciences（Wuhan））
Abstract：The Yaozhan Forest Farm area is located at the north end of the Mohe Basin in the north of the Greater Khingan Ranges，featuring favorable geological conditions for mineralization.To achieve prospecting breakthroughs，a 1∶10 000 soil geochemical survey has been carried out based on the results of a 1∶50 000 stream sediment survey.The results show that the Au element in the Yaozhan Forest Farm area has a high abundance value and a large coefficient of variation，and is the main ore-forming element，while As and Sb can be used as indicator elements.Besides，medium-low ore-forming hydrothermal fluids dominate the area，implying great potential to seek gold deposits.What's more，there are many comprehensive anomalous elements in the soil with large scale and high intensity in the area.Two gold mineralized bodies have been found by trenching on the surface of part of comprehensive anomalous areas.The mineralization characteristics are similar to those of the Baoxinggou Gold Deposit.The study takes that it has promising prospecting prospects in this area.
Keywords：soil survey;geochemical characteristics;comprehensive anomaly;prospecting direction;Yaozhan Forest Farm;the Greater Khingan Ranges
