魏印濤

(山東省物化探勘查院，山東 濟(jì)南 250013)

膠東半島海陽(yáng)地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征及找礦方向

魏印濤

(山東省物化探勘查院，山東 濟(jì)南 250013)

在膠東半島海陽(yáng)地區(qū)萬(wàn)第幅、朱吳幅、乳山寨幅、行村幅、海陽(yáng)縣幅、留格莊幅6幅1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量的基礎(chǔ)上，對(duì)該區(qū)的地球化學(xué)特征進(jìn)行了初步分析。對(duì)元素豐度特征、富集與離散特征、元素在不同地層單元中的特征值、元素組合特征進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)Au，Ag，Cu，Pb為區(qū)內(nèi)具有一定潛力的找礦指標(biāo)。根據(jù)地質(zhì)成礦條件及綜合異常分布情況，劃分了5處成礦遠(yuǎn)景區(qū)：分別為八夼-小疃地區(qū)Au成礦遠(yuǎn)景區(qū)；小紀(jì)鎮(zhèn)地區(qū)Cu，Au及多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)；大黃家地區(qū)Pb，Zn，Cu成礦遠(yuǎn)景區(qū)；留格莊地區(qū)Au，Cu，Pb，Zn多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)；盤(pán)石店鎮(zhèn)地區(qū)Pb，Mo成礦遠(yuǎn)景區(qū)為下一步找礦指明了方向。

水系沉積物；地球化學(xué)特征；成礦遠(yuǎn)景區(qū)；膠東半島西南部

勘查地球化學(xué)自20世紀(jì)30年代誕生以來(lái)一直是基本的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查方法之一，其中水系沉積物測(cè)量技術(shù)是一門(mén)較為成熟的理論，并有效運(yùn)用到找礦工作中[1-5]。水系沉積物是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物，是上游匯水盆地物質(zhì)的天然組合[6]，在化學(xué)成分上與所流經(jīng)的匯水盆地內(nèi)受到剝蝕的地質(zhì)體具有明顯的繼承性和代表性[7-8],其特點(diǎn)是根據(jù)少數(shù)采樣點(diǎn)資料，了解廣大匯水盆地面積的礦化情況[9]。筆者通過(guò)1∶5萬(wàn)水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作,圈定了若干有利的成礦遠(yuǎn)景區(qū)，為部署進(jìn)一步找礦工作及區(qū)域、礦區(qū)成礦規(guī)律研究提供了重要基礎(chǔ)依據(jù)[10-14]。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于膠東半島西南部，隸屬于華北板塊和秦嶺-大別板塊結(jié)合帶2個(gè)一級(jí)大地構(gòu)造單元(圖1)。地層主要為白堊系、荊山群及第四系。荊山群出露野頭組和陡崖組，主要為一套變質(zhì)巖系；白堊紀(jì)地層出露王氏群、青山群、萊陽(yáng)群，巖性主要為頁(yè)巖、砂巖、礫巖等一套沉積巖系。區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，主要為早白堊世嶗山序列、偉德山序列和南華紀(jì)榮成序列，巖性為一套酸性花崗巖類(lèi)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極其發(fā)育，主要以NE向、NNE向?yàn)橹?，NE向的桃村斷裂、郭城斷裂、朱吳斷裂、海陽(yáng)斷裂是區(qū)內(nèi)最主要的脆性斷裂構(gòu)造形跡。區(qū)內(nèi)成礦信息豐富，目前已發(fā)現(xiàn)各種礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)42處，礦種涉及金、銅、鐵、鉛、鋅等。

2 樣品采集與分析方法

研究區(qū)大部分為低山丘陵區(qū)，該次工作水系沉積物測(cè)量采樣粒級(jí)為-60目，采樣密度4.6個(gè)點(diǎn)/km2,共采集水系沉積物樣品8896件(含重復(fù)樣201件)。樣品分析由具有地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試甲級(jí)資質(zhì)的山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)，分析Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Sn，Sb，Mo，Hg，Ni，As，Bi，W共13個(gè)元素，其中Au采用化學(xué)光譜法(C-ES),Ag，Sn采用發(fā)射光譜法(ES)，Cu，Pb，Zn，Ni采用X熒光光譜法(XRF)，Sb，Hg，As，Bi采用原子熒光法(AF)，Mo，W采用極譜法(POL)，各元素所采用分析方法檢出限均優(yōu)于規(guī)范要求檢出限，各元素報(bào)出率均為100%，二級(jí)標(biāo)樣各批次的平均對(duì)數(shù)偏差及對(duì)數(shù)偏差的標(biāo)準(zhǔn)離入值各元素合格率均達(dá)100%，符合規(guī)范要求，分析質(zhì)量真實(shí)可靠。

1—早白堊世王氏群；2—早白堊世青山群；3—早白堊世萊陽(yáng)群；4—古元古代荊山群；5—早白堊世嶗山序列；6—早白堊世偉德山序列；7—南華紀(jì)榮成序列；8—斷裂構(gòu)造；9—銅礦(化)點(diǎn)；10—小型銅礦床；11—金礦(化)點(diǎn)；12—鉛鋅礦(化)點(diǎn)；13—小型多金屬礦床；14—鉛礦點(diǎn)；15—鐵礦點(diǎn)；16—小型鐵礦床；17—中型鐵礦床；18—硫鐵礦點(diǎn)；19—礦點(diǎn)編號(hào)圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置及地質(zhì)簡(jiǎn)圖

3 地球化學(xué)特征及分布規(guī)律

3.1 豐度特征

以13種元素的平均值作為區(qū)內(nèi)各元素的豐度值，與膠東半島、北鄰1∶20萬(wàn)煙臺(tái)幅、萊陽(yáng)幅元素豐度相比較(表1)。與膠東半島相比，Ag，Cu，Pb，Zn，Sb，Ni，As，Bi等元素豐度值偏高，而Au，Sn，Mo，Hg，W等相對(duì)偏低；與地球化學(xué)景觀相似的煙臺(tái)幅、萊陽(yáng)幅相比，Ag，Zn，Sb，As，Bi等元素偏高；Cu，Pb，Mo，Hg，Ni處于居中位置；而Au，Sn，W等元素偏低。特別是Ag，Zn，Sb，As，Bi元素豐度明顯高于膠東半島、煙臺(tái)幅和萊陽(yáng)幅，其富集成礦可能性較大。

表1 元素豐度特征

注：ω(Hg，Ag，Au)/10-9，其他元素含量單位ω(Cu)/10-6

3.2 元素富集與離散特征

用全區(qū)元素?cái)?shù)據(jù)的變異系數(shù)來(lái)了解元素的富集與離散特征，以各元素原始數(shù)據(jù)集的變化系數(shù)(Cv1)和背景數(shù)據(jù)變化系數(shù)(Cv2)，分別反映兩類(lèi)數(shù)據(jù)集的離散程度；用Cv1/Cv2反映背景擬合處理時(shí)對(duì)離散值的削平程度，利用Cv1和Cv1/Cv2制作變化系數(shù)解釋圖(圖2)。

圖2 各元素變化系數(shù)解釋圖

由圖2可見(jiàn)，區(qū)內(nèi)Au，Bi元素含量變化幅度較大，高強(qiáng)數(shù)據(jù)較多，富集成礦可能性較大，目前，已發(fā)現(xiàn)小型金礦床1處，金礦點(diǎn)7處。含量變化幅度大，高強(qiáng)數(shù)據(jù)多的元素有Hg，Cu，Ag，Pb。其中Cu，Pb均有成礦事實(shí)，局部礦床中也伴生有較弱的Ag礦化。含量變化幅度中等，高強(qiáng)數(shù)據(jù)較多的元素有Mo，W，Ni，Sb，具有一定的成礦可能性。As，Zn，Sn元素含量變化幅度小，高強(qiáng)數(shù)據(jù)少，成礦可能性較小。

3.3 元素在不同地層單元中的特征值

從全區(qū)不同地質(zhì)單元匯水域內(nèi)水系沉積物中各元素的統(tǒng)計(jì)特征值可以看出(表2)，滹沱紀(jì)地層Au，Cu，Pb，Zn，Sn，Ni元素豐度均高于全區(qū)背景值，目前在該地層中已發(fā)現(xiàn)銅礦化點(diǎn)；早白堊世萊陽(yáng)群找礦潛力指數(shù)高且可能成礦的元素為Au，Ag；早白堊世青山群找礦潛力指數(shù)高且可能成礦的元素為Cu，Ni；早白堊世王氏群找礦潛力指數(shù)較高的元素是Cu，Zn，Sb，Ni；新元古代榮成序列找礦潛力指數(shù)較高的元素為Au，Cu，Pb，Zn，Sn，Bi；晚侏羅世玲瓏序列找礦潛力指數(shù)較高且已發(fā)現(xiàn)了成礦證據(jù)的元素為Au，Pb；早白堊世偉德山序列找礦潛力指數(shù)較高的元素為Pb，Zn，Sn，Mo，Bi，W，目前在巖體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦化線索。

3.4 元素組合特征

研究元素組合特征，通常使用相關(guān)分析法、聚類(lèi)分析法和因子分析法[15-17],該文用R型因子分析和聚類(lèi)分析，對(duì)區(qū)內(nèi)元素組合進(jìn)行研究。

表2 主要地質(zhì)單元匯水域水系沉積物中各元素分布特征

3.4.1 R型因子分析

R型因子分析是研究元素共生組合的有效方法[18-20],其中每一個(gè)因子所包含的主要元素,不僅僅表示它們的一種組合關(guān)系,而且反映了一種內(nèi)在的成因聯(lián)系[21]。筆者采用R型因子分析，對(duì)原有13個(gè)元素(變量)進(jìn)行濃縮，提取有代表性的公共因子[22]，根據(jù)因子負(fù)載矩陣中所反映的不同元素組合，確定各元素的親疏關(guān)系，進(jìn)而指導(dǎo)劃分元素共生組合類(lèi)型。

用全區(qū)樣品13個(gè)元素的原始數(shù)據(jù)做因子分析，求得特征根和累積百分比(表3)，前8個(gè)特征根代表的累計(jì)方差占總方差的78.82%，因此視這8個(gè)因子為主要因子，并將其初始因子作“方差最大”正交旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)后因子模型[23]，以因子載荷絕對(duì)值γ>0.4的元素為該因子主要載荷元素，得出因子結(jié)構(gòu)式。

表3 因子結(jié)構(gòu)式及特征根

從各因子的方差貢獻(xiàn)來(lái)看，區(qū)內(nèi)地球化學(xué)場(chǎng)的起伏主要由F1～F8所引起。F1為該區(qū)的主要礦化因子，說(shuō)明區(qū)內(nèi)存在較強(qiáng)的熱液成礦作用，該次異常檢查中發(fā)現(xiàn)了多處Pb，Zn礦(化)體。F2也是該區(qū)主要礦化因子，礦化元素為Cu,研究區(qū)西部該因子的異常主要是青山群八畝地組中基性火山巖的反應(yīng)；F4為區(qū)內(nèi)的另一重要礦化因子，礦化元素為Au，F(xiàn)3為其指示元素，F(xiàn)4因子載荷只有Au元素，也顯示了該區(qū)金成礦具有較大的獨(dú)立性。F5，F(xiàn)6，F(xiàn)8主要是廣布區(qū)內(nèi)的中酸性巖漿作用的反應(yīng)。F7因子載荷元素為Hg，根據(jù)該因子異常的分布特征，該元素主要與青山群八畝地組的中基性火山巖有關(guān)。

3.4.2 R型聚類(lèi)分析

因子分析提取了各元素對(duì)區(qū)內(nèi)地球化學(xué)變差的貢獻(xiàn)，但各元素間的親疏關(guān)系不明。R型聚類(lèi)分析以變量之間的相似程度為基礎(chǔ)，將變量分成不同級(jí)別的類(lèi)或點(diǎn)群，直觀地對(duì)變量進(jìn)行分類(lèi)[24]。作者根據(jù)R型聚類(lèi)分析(圖3)，在γ=0.387的相似水平上，將區(qū)內(nèi)元素分為5大聚類(lèi)。

圖3 各元素聚類(lèi)分析譜系圖

Ⅰ簇Au與其他元素呈弱相關(guān)，因子分析中Au也成為獨(dú)立因子F4，說(shuō)明該區(qū)金成礦具有較大的獨(dú)立性。Ⅱ簇Ag，Sn組合，反應(yīng)銀礦化，對(duì)應(yīng)F1因子。Ⅲ簇Hg元素獨(dú)立性較強(qiáng)，對(duì)應(yīng)因子因子F7。Ⅳ簇Cu，Ni，As，Sb組合，對(duì)應(yīng)因子F2和F3，主要反映銅礦化，As，Sb為其伴生元素。Ⅴ簇Bi，W，Mo，Pb，Zn組合，對(duì)應(yīng)因子F1，F(xiàn)3和F6；W，Mo，Bi主要反應(yīng)了高溫?zé)嵋旱V化或中酸性巖漿活動(dòng)；Pb，Zn主要反映了鉛、鋅礦化。

4 成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分

該區(qū)成礦遠(yuǎn)景區(qū)的劃分依據(jù)為：成礦地質(zhì)條件良好；礦化信息豐富，具有顯著成礦事實(shí)，具一定找礦潛力；化探異常明顯密集分布，異常組合類(lèi)型相似、間距不大。根據(jù)劃分原則，共劃分了5個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)(圖4)。

4.1 八夼-小疃地區(qū)金成礦遠(yuǎn)景區(qū)

區(qū)內(nèi)出露地層主要為滹沱紀(jì)荊山群、早白堊世萊陽(yáng)群、青山群及第四系，巖漿巖主要為玲瓏序列、榮成序列以及大量的中酸性巖脈。遠(yuǎn)景區(qū)自西向東橫跨郭城斷裂、朱吳斷裂和海陽(yáng)斷裂，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極其發(fā)育。

該遠(yuǎn)景區(qū)包含綜合異常15處，其中甲類(lèi)異常1處、乙類(lèi)異常5處、丙類(lèi)異常9處，以Au為主元素的異常11處，以Ag為主元素的異常1處，以Pb為主元素的異常3處。目前已發(fā)現(xiàn)小型金礦床1處、金礦化點(diǎn)1處、銅礦點(diǎn)1處、中型鐵礦床1處、鐵礦點(diǎn)4處、鐵錳礦點(diǎn)1處。金銅成礦類(lèi)型均為巖漿熱液充填型，金礦成礦嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制。自西向東橫跨郭城斷裂、朱吳斷裂和海陽(yáng)斷裂，在該遠(yuǎn)景區(qū)北部，3條斷裂帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)彭家夼、發(fā)云夼、鄧格莊等大型金礦床及為數(shù)眾多的中小型金礦床、金礦點(diǎn)，具有較大的找礦潛力。

1—綜合異常編號(hào)及主元素；2—實(shí)測(cè)斷裂；3—推斷斷裂；4—遠(yuǎn)景區(qū)位置及名稱(chēng)圖4 成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分圖

4.2 小紀(jì)鎮(zhèn)地區(qū)銅金及多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)

區(qū)內(nèi)地層出露廣泛，主要為早白堊世萊陽(yáng)群、青山群及第四系。巖漿巖分布在遠(yuǎn)景區(qū)東部，為早白堊世偉德山序列、嶗山序列。遠(yuǎn)景區(qū)主體位于朱吳斷裂附近，NE向斷裂構(gòu)造極其發(fā)育。

遠(yuǎn)景區(qū)圈定綜合異常10處，其中甲類(lèi)異常5處、乙類(lèi)異常3處、丙類(lèi)異常2處，以Au為主元素的異常2處，以Cu為主元素的異常2處，以Pb為主元素的異常2處，以Zn，Mo，As，Bi為主元素的異常各1處。異常總體上規(guī)模較大、強(qiáng)度高，元素組合復(fù)雜，各元素套合緊密。目前已發(fā)現(xiàn)小型銅礦床2處、銅礦點(diǎn)7處、金礦點(diǎn)3處、鉛鋅礦點(diǎn)3處、鉛礦點(diǎn)1處、硫鐵礦點(diǎn)1處、鐵礦點(diǎn)1處，成礦類(lèi)型均為巖漿熱液型，受斷裂構(gòu)造控制明顯，顯示了較好的找礦前景；但各礦種規(guī)模均較小，以礦點(diǎn)為主，尚未有大中型突破。下一步應(yīng)以現(xiàn)有礦點(diǎn)(床)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)針對(duì)成礦遠(yuǎn)景區(qū)，結(jié)合圈定的綜合異常，礦種以銅金為主，兼顧鉛鋅，爭(zhēng)取擴(kuò)大礦床規(guī)模。

4.3 大黃家地區(qū)鉛、鋅、銅成礦遠(yuǎn)景區(qū)

區(qū)內(nèi)地層較為發(fā)育，主要為早白堊世龍旺莊組和曲格莊組及第四系，巖漿巖主要為早白堊世的石英二長(zhǎng)巖，分布于區(qū)內(nèi)中部。遠(yuǎn)景區(qū)位于朱吳斷裂附近，斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要發(fā)育NE向斷裂。

該遠(yuǎn)景區(qū)圈定綜合異常3處，均為以Pb為主的甲類(lèi)異常，其他特征組合元素為Cu，Zn，Ag。異?？傮w上強(qiáng)度較高，元素組合復(fù)雜，各元素套合緊密。目前已發(fā)現(xiàn)銅鉛鋅礦點(diǎn)2處、鉛鋅礦點(diǎn)1處、銅礦點(diǎn)1處，成礦類(lèi)型均為巖漿熱液充填型，與斷裂構(gòu)造關(guān)系密切。圈定的異常規(guī)模較大，現(xiàn)有礦點(diǎn)尚不能完全解釋異常，因此具有較大的找礦潛力。

4.4 留格莊地區(qū)金銅鉛鋅多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)

區(qū)內(nèi)地層出露廣泛，主要為早白堊世萊陽(yáng)群和第四系。巖漿巖分布在該區(qū)西部和東北端，主要為早白堊世偉德山序列、嶗山序列、雨山序列。該區(qū)西部緊鄰海陽(yáng)斷裂，NE向斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。

圈定綜合異常4處，其中甲類(lèi)異常2處，乙類(lèi)異常2處，主元素為Pb，Au。異?？傮w上規(guī)模大、強(qiáng)度高，元素組合復(fù)雜，套合緊密，濃集中心明顯，具有較大的找礦潛力。目前已發(fā)現(xiàn)銅鉛鋅礦點(diǎn)1處、鉛礦化點(diǎn)1處、銅礦化點(diǎn)1處，礦點(diǎn)均位于該次圈定的水系沉積物異常內(nèi)，與異常位置吻合，成礦類(lèi)型均為巖漿熱液充填型。圈定的異常規(guī)模較大，現(xiàn)有礦點(diǎn)尚不能完全解釋異常，因此具有較大的找礦潛力。

4.5 盤(pán)石店鎮(zhèn)地區(qū)鉛鉬成礦遠(yuǎn)景區(qū)

區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣泛，主要為早白堊世偉德山序列、嶗山序列，僅在山間溝谷及河谷兩側(cè)出露少量第四系。斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要為海陽(yáng)斷裂及其分支斷裂。

區(qū)內(nèi)圈定綜合異常7處，其中乙類(lèi)異常4處，丙類(lèi)異常3處，主元素為Pb和Mo，元素組合復(fù)雜，套合緊密。目前區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的礦化線索；但Pb，Mo背景值較高，且有明顯的異常顯示，具有進(jìn)一步工作的意義。

5 結(jié)論

(1)研究區(qū)Au，Cu，Ag，Pb元素含量變化幅度大、高強(qiáng)數(shù)據(jù)多，富集成礦潛力較大，是區(qū)內(nèi)的主成礦元素，目前在區(qū)內(nèi)均已有成礦事實(shí)。

(2)根據(jù)地質(zhì)成礦條件和地球化學(xué)背景，圈定5處成礦遠(yuǎn)景區(qū)，其中金及多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)2處，為八夼-小疃地區(qū)金成礦遠(yuǎn)景區(qū)、小紀(jì)鎮(zhèn)地區(qū)銅金及多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)，鉛、鋅、銅、鉬成礦遠(yuǎn)景區(qū)3處，為大黃家地區(qū)鉛、鋅、銅成礦遠(yuǎn)景區(qū)、留格莊地區(qū)金銅鉛鋅多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)、盤(pán)石店鎮(zhèn)地區(qū)鉛鉬成礦遠(yuǎn)景區(qū)，為下一步找礦工作指明了方向。

(3)研究區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)小型礦床及礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)多處，建議結(jié)合該次圈定的成礦遠(yuǎn)景區(qū)和地球化學(xué)異常，開(kāi)展外圍找礦，進(jìn)一步擴(kuò)大礦床規(guī)模。

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GeochemicalCharacteristicsofStreamSedimentsandOre-prospectingDirectioninHaiyangAreainJiaodongPeninsula

WEI Yintao

(Shandong Geophysical and Geochemical Exploration Institute, Shandong Jinan 250013, China)

On the basis of stream sediment survey in Wandi, Zhuwu, Rushanzhai, Xingcun, Haiyang, Liugezhuang with the scale of 1∶50000 in Haiyang area of southwestern Jiaodong peninsula，geochemical characteristics of this area has been analyzed primarily. Characteristics of element abundance, enrichment and dispersion characteristics, characteristic value of elements at different stratigraphic units and combination characteristics have been studied. It is found that Au, Ag, Cu, Pb are prospecting indicators with certain potential in this area. At the same time, according to geological metallogenic conditions and comprehensive anomaly distribution, five metallogenic prospect areas have been divided, they are Bakuang - Xiaotuan Au metallogenic prospecting area, Cu，Xiaojizhen Au and polymetallic metallogenic prospecting area, Dahuang jia Pb，Zn，Cu metallogenic prospecting area, Liugezhuang Au，Cu，Pb，Zn polymetallic metallogenic prospecting area, Panshidian Pb，Mo metallogenic prospecting area. It will point out the direction for ore prospecting in this area in the future.

Stream sediment; geochemical characteristics; metallogenic prospecting areas; southwestern Jiaodong peninsula

P632

A

2017-03-31；

2017-05-15；編輯曹麗麗

山東省國(guó)土資源廳2012年省地質(zhì)勘查項(xiàng)目(編號(hào)魯勘字[2012]43號(hào))

魏印濤(1985—)，男，山東濟(jì)南人，工程師，主要從事地球化學(xué)勘查、地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，E-mail：wtywyt2009@163.com

魏印濤.膠東半島海陽(yáng)地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征及找礦方向[J].山東國(guó)土資源，2017,33(11)：30-36.

WEI Yintao.Geochemical Characteristics of Stream Sediments and Ore-prospecting Direction in Haiyang Area in Jiaodong Peninsula[J].Shandong Land and Resources, 2017,33(11)：30-36.