范 杰譚云基 臧玉東 劉來(lái)成 李 爽

中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)調(diào)查總院，北京，100013

內(nèi)蒙古天山地區(qū)土壤地球化學(xué)測(cè)量方法對(duì)比①

范 杰*譚云基 臧玉東 劉來(lái)成 李 爽

中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)調(diào)查總院，北京，100013

提 要 在內(nèi)蒙古天山地區(qū)選擇沙爾包吐礦區(qū)為工作區(qū)，開(kāi)展1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)面積性測(cè)量和1∶5千土壤地球化學(xué)剖面測(cè)量工作，采樣介質(zhì)分別為0.365～0.246mm（40～60目）中細(xì)粒級(jí)土壤和4.699～0.833mm（-4～+20目）大粒級(jí)土壤。對(duì)比結(jié)果認(rèn)為，兩種方法在該區(qū)都能形成有效的礦致異常，而以4.699～0.833mm（-4～+20目）大粒級(jí)土壤為采樣介質(zhì)，形成的異常強(qiáng)度高，效果好，更有利于本區(qū)地球化學(xué)找礦工作。

內(nèi)蒙古天山 沙爾包吐 土壤地球化學(xué)測(cè)量 方法對(duì)比

0　前言

內(nèi)蒙古天山地區(qū)沙爾包吐礦區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中東部、赤峰市北部，行政區(qū)劃隸屬赤峰市阿魯科爾沁旗管轄【1】。2012年吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局608隊(duì)對(duì)該區(qū)進(jìn)行了1/1萬(wàn)土壤地球化學(xué)面積性測(cè)量工作，工作方法簡(jiǎn)述——①布點(diǎn)與坐標(biāo)提?。涸?/5萬(wàn)綜合地質(zhì)圖上按100m×20m的網(wǎng)度布設(shè)采樣點(diǎn)，再將所布點(diǎn)的理論坐標(biāo)數(shù)據(jù)提取出來(lái)；②野外采樣及原始記錄：采用手持GPS定點(diǎn)，點(diǎn)位實(shí)際坐標(biāo)與理論坐標(biāo)誤差小于2m。樣品介質(zhì)主要采集B層（淋積層）或C層（母質(zhì)層）中的土壤，采樣粒級(jí)0.365～0.246mm（40～60目），每一個(gè)樣品分2到3處采集，每過(guò)20個(gè)點(diǎn)采集一次重復(fù)樣，其它工作均按DZ/T0145-94《土壤地球化學(xué)測(cè)量規(guī)范》執(zhí)行。2014年化工地質(zhì)調(diào)查總院對(duì)該區(qū)進(jìn)行了1/5千土壤地球化學(xué)剖面測(cè)量工作。工作方法簡(jiǎn)述——①剖面布設(shè)：化探剖面測(cè)線布置大致垂直1/1萬(wàn)化探異常長(zhǎng)軸方向及礦化蝕變帶走向，樣點(diǎn)間距原則上為20m。②野外采樣及原始記錄：采用手持GPS定點(diǎn)，點(diǎn)位實(shí)際坐標(biāo)與理論坐標(biāo)誤差小于2m；樣品介質(zhì)為大粒級(jí)土壤，采樣粒級(jí)4.699～0.833mm（-4～+20目），每一個(gè)樣品分2到3處采集，每過(guò)10個(gè)點(diǎn)采集一次重復(fù)樣，其它工作均按DZ/T0145-94《土壤地球化學(xué)測(cè)量規(guī)范》執(zhí)行。筆者重點(diǎn)對(duì)兩種土壤地球化學(xué)測(cè)量方法計(jì)算出的特征值以及形成的礦致異常進(jìn)行對(duì)比分析，探究更適合本區(qū)的土壤化探方法。

1　地質(zhì)概況

工作區(qū)屬于大興安嶺南端支脈。地貌地勢(shì)表現(xiàn)為山巒起伏、平川狹長(zhǎng)，總體為北西高、南東低，是大興安嶺中山山地向科爾沁沙地過(guò)渡帶。區(qū)內(nèi)植被不甚發(fā)育，巖石多見(jiàn)裸露，海拔高度700～1200m。區(qū)內(nèi)雖溝谷縱橫，但水系不發(fā)育，多呈“U”形，屬切割程度較低的中—低山地貌景觀。年平均氣溫5.5℃，年平均降雨量300～400mm，無(wú)霜期95～140天，屬典型的大陸型季風(fēng)氣候【2】。

區(qū)內(nèi)地層共劃分出5個(gè)填圖單位，由老至新主要為二疊系下統(tǒng)大石寨組（P1d）、侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組（J3mk）、侏羅系上統(tǒng)瑪尼吐組（J3mn）、第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Qhalp）、第四系全新統(tǒng)風(fēng)積層（Qheol）。

華力西晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和燕山早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制了工作區(qū)的主要構(gòu)造格局，表現(xiàn)區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造線方向呈北西向及北東向，兩期構(gòu)造于本區(qū)主要表現(xiàn)為表淺層次的脆性斷層為主，伴有強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷層多為壓扭性，以北西向、北東向?yàn)橹鳎€發(fā)育一些近南北向、近東向西斷裂。

工作區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，巖性主要為燕山晚期晚白堊世花崗斑巖、石英斑巖、二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖，主要為花崗斑巖。

2　區(qū)域礦產(chǎn)概況

區(qū)域主要有色金屬礦產(chǎn)有銅、鉛、鋅、金（銀）、鎢、鉬等，多產(chǎn)于巖體外接觸帶，成因類型有中～低溫石英脈型、矽卡巖型、斑巖型、熱液型。工作區(qū)周邊（＜50km）已知鉛鋅礦產(chǎn)地8處，其中大型礦床2處，中型礦床1處，其余為小型鉛鋅多金屬礦床。區(qū)域礦床（礦點(diǎn)）主要出露在白堊紀(jì)花崗巖、大石寨組、林西組、侏羅紀(jì)花崗巖、滿克頭愕博組中，在赤峰地區(qū)滿克頭愕博組地層所蘊(yùn)含的有色金屬礦量占有較大比例，其元素套和程度也較高，尤其是在天山地區(qū)套和程度更高。

白音諾爾鉛鋅（銀）礦床與浩不高鉛鋅（銅）礦床為大型鉛鋅多金屬礦床，敖腦大壩銅鉛（鋅）多金屬礦床為中型礦床。其中白音諾爾鉛鋅（銀）礦床距離工作區(qū)50km，浩不高鉛鋅（銅）礦床與敖腦大壩銅鉛（鋅）多金屬礦床距離工作區(qū)不足15km，。這三個(gè)典型礦床內(nèi)出露的地層、區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)、區(qū)域構(gòu)造等地質(zhì)背景都與工作區(qū)非常相似。因此這些典型礦床的成因及成礦條件，對(duì)工作區(qū)的找礦方向具有非常好的指導(dǎo)意義。

3　區(qū)域化探異常情況

3.1異常分類

根據(jù)異常元素組合、形態(tài)、規(guī)模、強(qiáng)度等特征，與已知的礦致異常特征相類比進(jìn)行劃分。本區(qū)異常大致可分為三類——Ⅰ類異常：異常的球化學(xué)特征與已知礦致異常相似，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，是最具找礦前景的異常；Ⅱ類異常：異常的地球化學(xué)特征與已知的礦化蝕變所致異常相似，具有一定的成礦地質(zhì)條件，是找礦較為有利的異常；Ⅲ類異常：這類異常地球化學(xué)特征與已知礦化蝕變所致異常相比差距較大，成礦的質(zhì)條件較差，規(guī)模小，強(qiáng)度低，找礦前景不明顯或性質(zhì)不明的異常。

3.2元素地球化學(xué)特征

在區(qū)域上，地球化學(xué)異常的空間展布具有一定的規(guī)律性，異常主要沿構(gòu)造線方向展布，成帶出現(xiàn)，異常受構(gòu)造等地質(zhì)體控制明顯。所形成的Ag、Cu、Pb、Zn元素異常，其特征是異常分布具有一定規(guī)模和強(qiáng)度，異常吻合相對(duì)較好，反映了一定的地質(zhì)背景。

根據(jù)區(qū)域異常的規(guī)模、元素組合及其與構(gòu)造等地質(zhì)背景的關(guān)系，將全區(qū)主要異常劃分為四個(gè)異常帶。Ⅰ號(hào)異常帶，全部分布在沙爾包吐區(qū)，走向北西，共34 個(gè)異常。Ⅱ號(hào)異常帶，從沙爾包吐區(qū)至鼻祖區(qū)，走向北西西，共21 個(gè)異常。Ⅲ號(hào)異常帶，全部分布在鼻祖區(qū)，走向北西，共16 個(gè)異常。Ⅳ號(hào)異常帶，全部分布在鼻祖區(qū)，走向北西西，共11 個(gè)異?！?】。

4　樣品分析測(cè)試及數(shù)據(jù)處理

4.1樣品分析測(cè)試

地球化學(xué)樣品分析按（DZ0130—94）實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量規(guī)范執(zhí)行。1/1萬(wàn)土壤地球化學(xué)面積性測(cè)量分析了Ag、Cu、Pb、Zn四種元素。1/5千土壤地球化學(xué)剖面測(cè)量分析了Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、W、Mo、Sn、Au共11種元素。

兩種測(cè)量方法樣品分析中重分析樣品插入量均達(dá)到2%，重采樣樣品插入量達(dá)到2%，Ⅱ級(jí)標(biāo)樣插入量達(dá)到1%。微定量分析的元素重分析、重采樣樣品相對(duì)誤差合格率和Ⅱ級(jí)標(biāo)樣準(zhǔn)確度的合格率均達(dá)97.02%以上，分析結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，分析報(bào)告的成果數(shù)據(jù)可靠。

4.2數(shù)據(jù)處理

采用Windows的數(shù)理統(tǒng)計(jì)程序（軟件）對(duì)全部分析數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)計(jì)算。將原始數(shù)據(jù)含量為x-3δ≥xi≥x+3δ的xi值進(jìn)行剔除，直到無(wú)剔除點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)出區(qū)域地球化學(xué)背景值。

異常下限的確定是依據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果，根據(jù)異常下限的計(jì)算公式：T=x +kδ。

其中：T-異常下限，x-平均值，δ-標(biāo)準(zhǔn)差。

本區(qū)屬典型的大陸型氣候，季風(fēng)強(qiáng)勁，并伴有風(fēng)成沙。風(fēng)成沙會(huì)對(duì)土壤地球化學(xué)測(cè)量產(chǎn)生很大干擾。由表1中數(shù)據(jù)對(duì)比說(shuō)明：①就整個(gè)工作區(qū)而言，Ag、Cu、Pb、Zn四種元素在4.699～0.838mm（-4～+20目）大粒級(jí)土壤中的含量背景值和異常強(qiáng)度均大于在0.365～0.246mm（40～60目）中細(xì)粒級(jí)土壤樣品中的含量。而前者標(biāo)準(zhǔn)差大于后者，說(shuō)明大粒級(jí)土壤樣品中元素含量數(shù)據(jù)離散程度高，前者含量極大值的采集點(diǎn)可能接近于礦化體上方或其樣品本身就為礦化體的風(fēng)化覆蓋物，有的甚至接近或達(dá)到邊界品位，含量數(shù)據(jù)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其圍巖背景含量，所以數(shù)據(jù)離散程度非常大。②4.699～0.838mm（-4～+20目）的大粒級(jí)土壤樣品中四種元素含量異常襯度也明顯大于0.365～0.246mm（40～60目）中細(xì)粒級(jí)土壤樣品，說(shuō)明采集大粒級(jí)土壤樣品形成的異常清晰度更高，更適用于本區(qū)的土壤地球化學(xué)找礦。

表1　兩種土壤地球化學(xué)測(cè)量特征值對(duì)比表Table 1 Eigenvalue of two geochemical soil survey

5　異常特征對(duì)比

本文節(jié)選沙爾包吐礦區(qū)某典型區(qū)域和穿過(guò)該區(qū)域一條典型地球化學(xué)剖面DH1為例進(jìn)行論述。1/1萬(wàn)土壤地球化學(xué)面積性測(cè)量在該區(qū)域形成的Ag、Cu、Pb、Zn四種元素綜合異常圖如圖1。1/5千土壤地球化學(xué)剖面測(cè)量形成的Ag、Cu、Pb、Zn四種元素異常曲線圖如圖2。兩種工作方法采樣層位均為侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組流紋巖及流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r。在本區(qū)存在眾多且具一定規(guī)模的Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、W、Mo等成礦元素的地球化學(xué)塊體，滿克頭愕博組地層所蘊(yùn)含的有色金屬礦量占有較大比例，上述元素套和程度也較高。

如圖1所示，在礦區(qū)開(kāi)展1/1萬(wàn)土壤地球化學(xué)面積性測(cè)量工作，樣品介質(zhì)主要采集B層（淋積層）或C層（母質(zhì)層）中的土壤，采樣粒級(jí)0.365～0.246mm（40～60目），可以圈定有效異常，并且Ag、Cu、Pb、Zn四種元素異常組合很好，表明其具有較強(qiáng)相關(guān)性。異常區(qū)整體走向呈北西向，與受北西向斷裂構(gòu)造控制的礦化蝕變帶走向吻合。

圖1　1/1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量綜合異常圖Fig.1 1：10000 anomaly map of geochemical soil survey

如圖2，在DH1剖面開(kāi)展1/5千土壤地球化學(xué)剖面測(cè)量工作，樣品介質(zhì)為大粒級(jí)土壤，采樣粒級(jí)4.699～0.838mm （-4～+20目），可以形成非常明顯的異常。四種主成礦元素中Ag有三處明顯異常，分別在H22、H27、H39點(diǎn)處，異常最大寬度約為40m，極大值點(diǎn)在H39點(diǎn)，值為7.2×10-6。Cu有三處明顯異常，分別在H27、H39、H42點(diǎn)處，異常最大寬度約為40m，極大值點(diǎn)在H39點(diǎn)，值為194.13×10-6。Pb有四處明顯異常，分別在H22、H27、H39、H42點(diǎn)處，異常最大寬度約為40m，極大值點(diǎn)在H39點(diǎn)，值為623.92×10-6。Zn大致有七處明顯異常，其中在H21～H29點(diǎn)處，異常寬度最大，約為160m，在H16、H22樣品中Zn的含量都大于1000×10-6，最高可達(dá)3268×10-6，接近邊界品位。在H27、H39點(diǎn)處，顯示出Ag、Cu、Pb、Zn的組合異常；在H42點(diǎn)處，顯示Cu、Pb、Zn的組合異常。從異常曲線變化規(guī)律以及全區(qū)數(shù)據(jù)分析來(lái)看，Cu、Pb、Zn呈正相關(guān)趨勢(shì)，同時(shí)與高溫元素W、Sn、Bi、Mo也呈正相關(guān)，這或許指示Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、W、Mo等成礦元素的地球化學(xué)塊體，滿克頭鄂博組中酸性火山碎屑巖有可能為成礦提供物質(zhì)來(lái)源。

現(xiàn)將土壤地球化學(xué)剖面測(cè)量Ag、Cu、Pb、Zn四元素處在異常區(qū)內(nèi)的點(diǎn)全部依照樣點(diǎn)坐標(biāo)分別投影到對(duì)應(yīng)元素的面積性測(cè)量異常圖上，進(jìn)行單元素分別成圖（圖3、圖4、圖5、圖6），通過(guò)對(duì)比可知，采集中細(xì)粒級(jí)土壤0.365～0.246mm（40～60目）和大粒級(jí)土壤4.699～0.838mm（-4～+20目）形成的異常區(qū)位置基本吻合，且與地表填圖中發(fā)現(xiàn)的礦化蝕變帶位置大致對(duì)應(yīng)，含礦圍巖為侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組中酸性巖。本區(qū)所處的神山-白音諾爾銅、鉛、鋅、鐵、鈮（鉭）成礦帶，如果把內(nèi)蒙古劃分成各個(gè)化探異常帶，該成礦帶屬于白音諾爾-神山Pb、Zn、Cu、Sn、Ag異常帶，化探異常帶正是這些元素礦床分布區(qū)，區(qū)內(nèi)可能形成的礦床類型有接觸交代型、斑巖型和熱液型。

圖2　DH1剖面土壤地球化學(xué)測(cè)量異常曲線圖Fig.2 Abnormal curve of geochemical soil survey for DH1 section

該異常區(qū)屬于異常分類中的Ⅰ類異常，異常的球化學(xué)特征與已知礦致異常相似，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，是最具找礦前景的異常。礦床的形成過(guò)程中，成礦流體的運(yùn)移和成礦物質(zhì)的沉淀、定位空間以及其形成的保存條件與構(gòu)造息息相關(guān)。本區(qū)域異常延伸方向與礦化蝕變帶展布方向吻合，均為北西向，這與工作區(qū)主體構(gòu)造格架相一致。礦化蝕變帶可能為晚期構(gòu)造及熱液作用形成，主要表現(xiàn)為巖石的強(qiáng)硅化、褐鐵礦化，黃鐵礦化，局部沿巖石破裂面具孔雀石化。

圖3　Ag元素異常對(duì)比圖Fig.3 Collation map of Ag element abnormity

圖4　Cu元素異常對(duì)比圖Fig.4 Collation map of Cu element abnormity

圖5　Pb元素異常對(duì)比圖Fig.5 Collation map of Pb element abnormity

圖6　Zn元素異常對(duì)比圖Fig.6 Collation map of Zn element abnormity

6　結(jié)論與建議

內(nèi)蒙古天山地區(qū)屬典型的大陸型氣候，季風(fēng)強(qiáng)勁，并伴有風(fēng)成沙。風(fēng)成沙會(huì)對(duì)土壤地球化學(xué)測(cè)量產(chǎn)生很大干擾。本次選擇沙爾包吐礦區(qū)為工作區(qū)，進(jìn)行土壤地球化學(xué)測(cè)量方法對(duì)比研究，可以得出如下結(jié)論：

（1）1/1萬(wàn)土壤地球化學(xué)面積性測(cè)量，采樣介質(zhì)為B層（淋積層）或C層（母質(zhì)層）中的土壤，采樣粒級(jí)0.365～0.246mm（40～60目），能夠有效圈定異常，并有多處顯示Ag、Cu、Pb、Zn組合異常。但是其化探方法中分析測(cè)試元素少，成礦指示元素不夠。且因受到風(fēng)成沙干擾，主成礦元素異常強(qiáng)度、襯度均較低，異常清晰度較低。

（2）1/5千土壤地球化學(xué)剖面測(cè)量，以大粒級(jí)土壤為采樣介質(zhì)，采樣粒級(jí)4.699～0.838mm（-4～+20目），采樣深度為10～30cm，出現(xiàn)了多處Ag、Cu、Pb、Zn組合異常，部分樣品中主成礦元素含量甚至達(dá)到或接近邊界品位，其元素含量數(shù)據(jù)離散程度高，異常強(qiáng)度、襯度均很高。Cu、Pb、Zn呈正相關(guān)趨勢(shì)，同時(shí)與高溫元素W、Sn、Bi、Mo也呈正相關(guān)，這或許指示Ag、Cu、Pb、Zn、Sn、W、Mo等成礦元素的地球化學(xué)塊體，區(qū)內(nèi)滿克頭鄂博組中酸性巖有可能為成礦提供物質(zhì)來(lái)源。

在內(nèi)蒙古中東部，受季風(fēng)影響，風(fēng)成沙較多，會(huì)直接影響土壤地球化學(xué)測(cè)量，采用大粒級(jí)土壤4.699～0.838mm （-4～+20目）為采樣介質(zhì)，可以有效避開(kāi)風(fēng)成沙對(duì)土壤化探結(jié)果的影響，為該區(qū)更為合適的土壤地球化學(xué)測(cè)量方法。

1 內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社.

2 夏立君，郭丕夷.內(nèi)蒙古阿魯科爾沁旗沙爾包吐銅多金屬礦、鼻祖銀多金屬礦1/萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量工作報(bào)告［R］.吉林九臺(tái)市：吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局608隊(duì)，2013

3 張義，聶鳳軍，孫彬彬.內(nèi)蒙古中東部淺覆蓋區(qū)化探巖屑測(cè)量方法研究及靶區(qū)優(yōu)選應(yīng)用［J］.中國(guó)地質(zhì)，2005，32（4）：696～705.

The 1：10000 geochemical soil survey and 1：5000 soil geochemistry section survey work had been carried out at Shaerbaotu mining area of Tianshan area in Inner Mongolia. The sampling media are medium-fine fraction soil of 0.365～0.246mm（40～60 mesh） and large size fraction soil of 4.699～0.833mm（-4～+20 mesh）. Both the two methods result anomalies related to mineralization， but the large size fraction soil result the higher anomaly intensity and better effect， which is better for geochemical prospecting work.

SURVEY METHORD CONTRAST OF SOIL GEOCHEMISTRY OF TIANSHAN AREA IN INNER MONGOLIA

Fan Jie Tan Yunji Zang Yudong Liu Laicheng Li Shuang
General Institute of Chemical Geology Survey of China Chemical Geology and Mine Bureau，Bejijing，100013

Tian-shan Mt.， Inner-Mongolia； Shaerbaotu；geochemical soil survey； measure balance

P632.1

A

1006-5296（2016）01-0001-06

①此文獲中化地質(zhì)總局地質(zhì)研究院、地質(zhì)調(diào)查總院“第四屆青年學(xué)術(shù)研討會(huì)”論文三等獎(jiǎng)

* 第一作者簡(jiǎn)介：范杰（1985～），男，從事礦床地球化學(xué)研究工作，碩士，工程師

2015-05-15；改回日期：2015-06-02