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成矿及伴生元素地球化学模式的研究对矿产勘查有着重要意义,其中关于刻画元素空间分布特征的研究尤为重要,但目前还较为缺乏将地表沉积物(次生晕)和深部岩石(原生晕)地球化学空间分布结合进行深部找矿问题的研究。铜陵矿集区开展的“大型矿集区深部精细结构与含矿信息研究”工作,为我们提供了绝佳的研究机会。本文基于安徽铜陵地区1:20万水系沉积物和狮子山矿田钻孔岩石地球化学数据,分别展开了水系沉积物数据单元、多元统计(相关、偏相关分析、主成分分析)以及变差函数分析,钻孔岩石数据单元、多元(主成分分析)统计分析、钻孔元素含量展示等方法和思路进行研究。主要研究成矿及伴生元素的含量分布、元素组合、平面结构和垂向空间分布特征等地球化学分布模式,目的是能为铜陵深部找矿提供依据。研究结果表明:
1.对比中国水系沉积物元素背景值和中位值,铜陵矿集区水系沉积物主要富集Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Hg等元素,这些元素与钻孔岩石主要成矿岩体(大理岩、矽卡岩等)和成矿地层(石炭系、二叠系、三叠系等)富集元素基本相同,与矿集区大规模成矿和长期矿业活动,以及成矿地层和成矿岩体出露有关。
2.通过单元素地球化学等值线图发现在狮子山矿田一带具有规模大而强的Cu、Au、Ag、W、Bi、Mo等元素异常组合,同时这套元素异常组合在大团山、老鸦岭和长龙山钻孔中从深部到浅部都具有较高的元素含量值,且均具有多层成矿作用,表明垂向分布上存在连续的对应关系。并且,大团山钻孔在深部(-700m以下)具有很高的Cu/Mo值(高达5000)和较低的Mo/Zn值,指示着其深部存在斑岩型铜金矿的可能。
3.变差函数研究发现,随着空间范围的缩小,Cu、W、Bi的空间分布特征发生明显变化,最大连续性方向分别由近东西向(83.5°、95.9°、87.7°)变为北东-南西或南北向(35.3°、176.3°、49.9°),主要控制因素由近东西向铜陵戴汇基底断裂带变为区内矽卡岩型铜矿控矿岩体(如铜官山岩体)导致,同一比例尺不同研究范围,影响元素空间分布的主要控制因素不同。因此,1∶20万化探数据异常圈定的控制因素在区域级别以上(如基底断裂),适用于矿田范围以上的异常圈定,但不适用于矿床范围的异常圈定。
4.水系沉积物数据与-500m以下和-500m以上的钻孔岩石数据主成分分析的元素组合基本相近,总体表现为以中、低温Cu、Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb、Bi元素异常组合为主,同时兼有高温W、Mo元素异常。可以看出,水系沉积物测量的分布模式与钻孔岩石的测量结果分布模式是一致的,并且不同标高地球化学异常是连续的,但含量值存在差异,与元素从深部到浅部迁移过程有关。
通过铜陵矿集区三维结构的研究,表明铜陵矿集区不同标高地球化学异常在空间上存在着连续的对应关系,即从地表到不同深度切面地球化学异常是连续存在的,原生晕与次生晕存在紧密联系,这可为勘查地球化学提供深部找矿依据。
1.对比中国水系沉积物元素背景值和中位值,铜陵矿集区水系沉积物主要富集Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Hg等元素,这些元素与钻孔岩石主要成矿岩体(大理岩、矽卡岩等)和成矿地层(石炭系、二叠系、三叠系等)富集元素基本相同,与矿集区大规模成矿和长期矿业活动,以及成矿地层和成矿岩体出露有关。
2.通过单元素地球化学等值线图发现在狮子山矿田一带具有规模大而强的Cu、Au、Ag、W、Bi、Mo等元素异常组合,同时这套元素异常组合在大团山、老鸦岭和长龙山钻孔中从深部到浅部都具有较高的元素含量值,且均具有多层成矿作用,表明垂向分布上存在连续的对应关系。并且,大团山钻孔在深部(-700m以下)具有很高的Cu/Mo值(高达5000)和较低的Mo/Zn值,指示着其深部存在斑岩型铜金矿的可能。
3.变差函数研究发现,随着空间范围的缩小,Cu、W、Bi的空间分布特征发生明显变化,最大连续性方向分别由近东西向(83.5°、95.9°、87.7°)变为北东-南西或南北向(35.3°、176.3°、49.9°),主要控制因素由近东西向铜陵戴汇基底断裂带变为区内矽卡岩型铜矿控矿岩体(如铜官山岩体)导致,同一比例尺不同研究范围,影响元素空间分布的主要控制因素不同。因此,1∶20万化探数据异常圈定的控制因素在区域级别以上(如基底断裂),适用于矿田范围以上的异常圈定,但不适用于矿床范围的异常圈定。
4.水系沉积物数据与-500m以下和-500m以上的钻孔岩石数据主成分分析的元素组合基本相近,总体表现为以中、低温Cu、Au、Ag、Pb、Zn、As、Sb、Bi元素异常组合为主,同时兼有高温W、Mo元素异常。可以看出,水系沉积物测量的分布模式与钻孔岩石的测量结果分布模式是一致的,并且不同标高地球化学异常是连续的,但含量值存在差异,与元素从深部到浅部迁移过程有关。
通过铜陵矿集区三维结构的研究,表明铜陵矿集区不同标高地球化学异常在空间上存在着连续的对应关系,即从地表到不同深度切面地球化学异常是连续存在的,原生晕与次生晕存在紧密联系,这可为勘查地球化学提供深部找矿依据。