甘肃区域地球化学场特征

铁族元素在空间分布上具有共性, 在地域分布上,受控于基性、中基性火山岩系,特别是沿断裂带分布的基性、超基性岩脉群易形成高背景。组合元素的中、高背景及异常集中于如下区段:

1扫子山—红石山断裂带上, 高背景及异常呈EW向分布。 其南北两侧均为低值区,西北部四顶黑山基性岩体出露地段,异常发育。 破城山、红岩井一带, 该组中Mn、Co异常较大,Cr、Fe₂O₃、V、Ti次之,反映出区域性分布的火山岩系建造特征。

2沿红柳园—照壁山一带, 出现规模较大的异常带,组合为Co、Mn、Fe₂O₃、Cr、Ni, 异常区内基性岩脉发育,寒武系、志留系、二叠系为火山岩组合,异常由基性岩脉及火山岩引起,同时反映了本区铁、锰等已知矿化带分布特征。

3独红山、罗雅楚山并沿双鹰山、通畅口、马鬃山一带,本组元素为断续分布的异常带,与古生界及广泛发育的基性岩脉相吻合。 在马鬃山地区元素的分布呈环形,其内环为高背景,由石炭系火山岩、闪长岩株引起;外环高背景异常体,与公婆泉、通畅口一带铜矿化及闪长岩接触蚀变带相对应。 柳园至音凹峡一带,异常规模大,北部有穿插于二叠系火山岩中的次玄武岩、 辉绿岩脉出露, 南部异常延至第四系。

4旧寺墩、 天仓一带,NW向断裂发育, 基性岩脉、中酸性侵入岩基亦为NW向长条状分布,致使元素高背景及异常呈NW向斜列分布在俞井子、 黑山北、白山堂,并与区内铬铁矿重砂异常相吻合。

5三危山—小宛南山一带, 受区域性断裂的影响,地层、岩体均呈NE向展布,Fe₂O₃、Mn、Cr、Co元素为断续分布的高背景区,异常套合好。

本组元素的高背景及异常分布, 反映较复杂的地质构造背景, 集中分布在各时代地层与岩浆岩接触带;不同级次断裂(含韧性剪切带)带及弧形构造带。

1扫子山 —红石山断裂带上,Cu、Zn、Au、Ag、As、Sb、Hg为连续的、EW向展布的高背景异常带,异常强度大,反映了多组断裂的交汇。在明水—跃进山一带,Cu、Zn为中高背景区,马庄山、南金山大、中型金银矿区Au异常较弱。 由破城山至马鬃山一带As、Sb、Hg的高背景带,呈NW向串珠状分布,有力地印证物探重、磁推断的隐伏断裂的存在。

2沿红柳河、红岩井—公婆泉,呈EW走向带状、串珠状分布有As、Sb、Hg异常,罗雅楚山弧形构造上Cu、Pb、Zn异常向北凸起与之套合,总体反映区域性断裂带的地球化学特征。 方山口—长流水—通畅口一带,本组元素呈串珠状、弧形带状分布,异常强度高,主要有Cu、Pb、Zn、Cd、Ag、Au、As、Sb、Hg,它们所对应的是密集的弧形构造带、 不同期次的中酸性岩枝及以断块分布的寒武—奥陶系碎屑岩、火山岩。

3墩墩山、将军台大片花岗岩基及接触带,角岩化、夕卡岩化普遍发育,元素异常为EW向窄条带状分布,As、Sb、Hg、Au、Cu、Zn异常是热液蚀变构造带地球化学特征的反映。花牛山发育有重要的铅锌、银金矿床, 其异常组合以Au、Ag、Zn、Cd为主;Pb次之,异常面积大、重合度高。

4旧寺墩、天仓一带,为NW向斜列的高背景带,Cu、Zn、Ag、Au、Hg、As、Sb异常发育于西铅炉子、 俞井子、玉石山一带,不仅反映了已知白山堂铜矿的异常特征,还为本区扩大找矿提供了异常信息。

5辉铜山—峡东一带,呈EW向带状延伸的Cu、Zn大片异常,Pb高值区偏南, 同时有Au、Ag和铁族、钨、 钼族异常。 此处地质背景为大片二叠系火山岩系,构造、侵入岩欠发育。 安北北部,出现Cu、Zn、Ag、W、Sn、Fe₂O₃、Mn等多元素高背景,且呈近SN向分布,其地质背景除北部有奥陶系火山岩、 次玄武岩外多数为第四系覆盖。

本组合主要反映不同期次、 不同规模的中酸性侵入岩体,但是芦草滩、公婆泉等岩体该组合并未出现高背景或异常。 不同级次的断裂构造作为导岩通道和热液流动、聚集的空间,本组元素则出现异常,特别是不同方向的交汇处。 接触蚀变带也是本组合成高背景、异常的重要地段。

1明水、红石山地区W、Mo、Bi分别在扫子山、红石山、红尖兵山、跃进山一带呈高背景,总体呈EW向线状分布,而明水岩体(γδ₄³)上Bi、Be异常明显,部分岩体上则出现低背景。

2星星峡东山一带,W、Sn、Bi高值重叠,与该区长城系变质岩组合以及顺层侵入的中酸性岩枝分布有关。白峡尼山、花牛山至庙庙井,岩体呈近EW向展布,其中断裂构造发育,元素组合呈现高背景、强异常,Bi、Sn、W套合良好,Mo为中背景,异常零星。这是区内典型的构造岩浆岩带, 这组高温元素反映了中酸性岩浆岩的专属性。

3在暖泉井、音凹峡岩基上,W、Sn为强异常。 在墩墩山南一些小岩体及浅成喷出岩周围,W、Sn、Bi呈近圆形分布。

4小西弓—金庙井一带,沿新场岩体南接触带,W、Sn、Bi、Be为高背景。 W沿新场岩体出露轮廓显示出串珠状、 环形分布特征, 其中心为低值。 西铅炉子—白山堂一带,该组合发育齐全,从属于区域NW向构造与岩体空间分布相对应。

本组元素在地域分布上受中、 酸性侵入体及蚀变带控制。

1沿白山、跃进山花岗岩、斜长花岗岩带,放射性元素为中高背景,Th为大片带状异常,Y、Zr在明水岩体北侧接触带异常为EW向展布。破城山—查干春子井一带,Li、Zr、Nb显示异常,其东部与零星出露的花岗岩体相对应。 红岩井—罗雅楚山、 平头山一带, 石英闪长岩株发育,U、Th的高背景呈近圆环状分布,分别对应于断续出露的中酸性侵入岩。Nb、Zr、La沿罗雅楚山、酒钢山弧形断裂分布、串珠状异常发育。

2自明舒井、黑山、花牛山一带,地质背景为一系列大岩基呈NE向斜列,本组元素近EW向展布,呈大片连续的带状高值区。 玉石山、大红山、白山堂一带, 本组元素高值区呈NW向展布,U、Th、La、Y、Nb对应于花岗岩及老变质岩系(Qn—Ch)并与铀、钍矿化带相吻合。

3三危山地区Nb、Y、Zr、La等元素出现NE向串珠状异常,多数对应于前长城系变质岩系及花岗岩。

1该组合在祁连山地区形成连续的中、高背景。异常带呈串珠状分布,具有明显的浓集中心,而且总体密度高。 各异常强度高,面积大,显示了元素组合区域浓集特点。鹰咀山—镜铁山—肃南皇城,形成规模宏大的元素聚集带。在天祝一带出现高场的分枝,其一, 沿毛毛山—老虎山为近EW向断裂带分布;其二,自下古城—石青硐至白银厂。上述组合代表了中基性火山喷发地质作用和区域广泛分布的海相火山岩系。

2沿阿尔金山断裂带呈NE向分布有串珠状的高背景区。西段异常具一定规模。南祁连党河南山断裂带及海相火山岩系出露区,有较连续的高背景,但在异常规模上远不及北祁连清晰。

3大雪山一带出现向北拱起的弧形高背景区,异常随之呈串珠状分布。 在查干布尔嘎斯一带异常连续,向SE方向展布,与该段含铁地层相对应。

该组元素在地域上的分布较为一致, 主要集中于:

1 阿尔金山—北山断裂带上, 异常呈串珠状NE向延伸,而在阿克塞—肃北一带出现近EW向。 大雪山复向斜带出现Pb、Zn、Cd为主的组合异常。

2沿北大河流域小柳沟、镜铁山乃至玉门黑山,出现近SN向展布的高背景。

3北祁连褶皱带大黄沟、 错沟、 九个泉一带呈NW向展布,连续的高背景及异常带,较为突出的是Cu异常。

1在阿尔金山—肃北段呈NE向分布,异常范围对应于中酸性侵入岩体带状出露区。 中祁连隆起带中野马滩、大道尔吉、大青沟等中酸性侵入岩基,均出现清晰的高背景,异常浓集中心明显,是岩浆岩带元素地球化学专属性的反映。

2刃岗沟岩体异常发育, 其东邻镜铁山一带中出现高背景区并东延,小柳沟异常浓度高、梯度大、组合多,异常面积40km²,是区内十分醒目的异常。

3自大黄沟经金佛寺至老君山一带, 沿北祁连褶皱带有断续分布的高背景,异常零星。它们不同程度反映了顺层侵入的中酸性岩脉的地球化学特征。永昌—皇城一带,几乎被中、高背景所覆盖,其异常发育地段与中酸性侵入岩体出露区相一致。如皇城、马营、水泉子、玉石沟等。

4沿桃花拉山,经山丹、芨岭,出现向南拱起的串珠状高背景区,并与永昌水泉子高背景区相承接。区内中基性火山岩分布区仅出现背景或低背景。 总之,突出表现为该组合与中酸性侵入岩的专属性。

1在阿克塞后塘—别盖桥头,出现近EW向展布的异常带, 是阿尔金山断裂与南祁连党河南山断裂的交汇部位, 水平方向上有如下组分分带即:Au(内)→As、Hg(中)→Ag、Sb(外)。

2Hg、As、Sb在野马山地区中出现中、 高背景区。 As在一些酸性岩体(如金佛寺岩体、别盖幅内中酸性岩体、肃南杏树沟岩体)接触带出现不规则高值片。

3在南祁连褶皱带中为连续的NW向高背景区,异常规模较大。

该组合分布呈现西低东高趋势,金佛寺以东,尤以桃花拉山、山丹、永昌、皇城一带突出,它们分别对应于不同规模的中酸性侵入岩。 并成为华北陆块与祁连山走廊过渡带分界深断裂存在的佐证。

1阿尔金山—肃北段出现高背景, 这与沿断裂分布的中酸性侵入岩有关。

2中祁连隆起带内中酸性侵入岩及其南、 北缘深断裂带,有高背景及异常分布。

3镜铁山一带,以前长城系及中、晚元古代结晶岩系为主体,并有石英正长岩、石英闪长岩侵入,出现大片稀土元素组合的高背景。

4在刃岗沟岩体东南接触带出现异常。

西倾山—南秦岭陆缘裂谷带中部和摩天岭陆缘裂谷盆地北带的震旦—志留系及下泥盆统黑色岩系,几乎控制了除Ca O、Mg O、Sr以外的所有元素的高值区分布,尤其以Mo、Cd、Ag、Ba、Hg、Sb、As、Au、Zn、Cu、V、Cr、Ni、Co、U等15种元素异常规模大, 连续性好,套合程度高,其中Hg、Sb、As、Au、Zn为高值显著异常带,异常呈岛链状沿带展布;Mo、Cd、Ag、Ba为特别显著高值强异常带, 异常连片成带分布;Cu、V、Cr、Ni、Co、U则为中 —高值异常带,异常稀疏沿带分布。

西倾山—南秦岭陆缘裂谷带的碎屑岩夹碳酸盐岩建造, 形成NW向Au、As、Hg、Sb、Ag高背景明显异常带,局部Sb、Hg呈特高区,特别在迭部—洛大,黑多寺—石门一带最为明显, 异常呈NW—NWW平行斜列叠加,具良好的成矿地质条件,是寻找Au、As、Hg、Sb等多元素矿床的良好地带。

甘肃南部文县弧形构造带内的西部达拉—新寨一带,受NW向断裂及弧形构造形变的影响,出现了以Au、Hg、As、Sb等低温热液元素地化场的稳定组合,不同级次的导、控矿蚀变破碎带与As、Hg、Sb异常对应。 各类中酸性岩脉(株)发育地段则使W、Mo、Sn、Li出现异常。 中酸性岩脉发育地段,高孔隙易碎裂蚀变岩石是良好的金成矿场所。

沿区域断裂带,包括玛曲—略阳断裂,松柏—梨坪断裂和铁楼—临江—康县断裂等, 形成明显的Hg、Sb(Au)高值带,区内主要的异常带集中于石鸡坝—郭家坡、 堡子坝—高楼山、 月照—琵琶、 岸门口—铧厂沟。区内其它区域元素均以中低值为主,异常零星,小而弱。

西秦岭区内不同地层中大面积出露的碳酸盐岩,均形成Ca O、Mg O、Sr显著高值及强异常带,各种金属元素均呈低值带。 突出表现在西倾山—南秦岭陆缘裂谷带两侧。

甘肃省南部的摩天岭陆缘裂谷盆地, 出露地层主要为古元古代阳坝岩组和秧田坝岩组,Au、Cu、Na₂O为突出的高背景带, 并出现明显的异常, 在整个秦巴、中国北部地区都是最典型的地球化学高场。As、Sb、Hg则表现为明显的低值带。 同时,因其赋存大量的中基性—酸性火山喷发熔岩,致使Fe₂O₃、Cr、Ni、Co、V、Ti等元素呈连续的高中值区, 而其他元素则主要以低值为主。

通过全省地球化学编图,以地理、地球化学景观区为统计单元, 宏观反映全省主要地质构造单元元素背景含量特征, 将全省各大区元素平均含量与全国及秦巴地区进行对比, 并通过富集系数值探讨元素富集及后生叠加(改造)作用。 归纳其变化特点列表1。

1北山地区处于干旱荒漠景观区, 多数元素背景值偏低,与全国平均值相比较偏低(比值小于0.9)的元素有:K₂O、Y、Mg O、P、Bi、La、Th、F、Pb、Be、Mo、Mn 、 Ag 、 Au 、 Cd 、 U 、 Sn 、 Cu 、 Nb 、 Zn 、 Fe₂O₃、 Ni 、 Ti 、W 、 Sb、Zr、V、Co、As、Cr、Li、B、Hg等33种, 其中Zn、Fe₂O₃、 Ni、Ti、W、Sb、Zr、V、Co、As、Cr、Li、B、Hg等14种,低于全国平均值的一半,相对于全国均值明显高出的元素以Na₂O、Ca O、Sr、Ba为主(比值>1.12),这与该景观区强蒸发、碱性环境、钙质积结、残坡积土壤极不发育,元素次生富集作用弱等因素有关。

2祁连山地区与全国相比Ca O、Mg O、Na₂O、Au、Cr、Sr、Cu、Sb、Ni等9种元素明显高出(比值>1.12),主要原因有:该景观区基性、超基性岩分布广泛,祁连西段及山前地带气候干燥, 多数地段残坡积土壤发育程度低,元素在次生富集作用较弱。这些元素组合部分代表了区域成矿主要组分,突出了该区铁、铜多金属成矿带的基本地球化学特点。

3西秦岭及秦巴地区较全国均值明显高出(比值>1.12)的元素有:Mg O、F、Ni、B、Au、Na2O、Sb、Cr、Co、As、Cu、Li等12种,而普遍偏低(比值<0.9)的元素有Hg、Mo、U,其余24种元素与全国平均值接近。主要原因有:切割深,雨量充沛,气候温暖,残坡积土壤普遍发育,意味着物理、化学、生物3种风化作用均较强,多数元素在次生作用中富集。为区域化探找矿效果最好的分区。

4甘南地区较全国均值明显高出(比值>1.12)的元素有:Na₂O、B、Sb、Mg O、As等5种, 而普遍偏低( 比值<0.9) 的元素有:Sr、Zr、Au、Pb、F、Cr、Y、Ba、Ca O、Cd、La、Si O₂、V、Nb、Mn、Ti、U、Mo等18种, 其余16种元素与全国平均值接近,该区地形平缓,植被发育,风化土壤厚度大、分布广,成矿元素异常显示较弱,但找矿效果总体较好。

2.2.2 区域元素叠加富集特征(表2)

2.2.3 元素局部富集和变异特征