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老挝赛松本省龙城地区Muangxao铜、铅、锌找矿预测论文

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  关键词:水系沉积物测量;聚类分析;元素分布规律;矿(化)体圈定;Muangxao

  工作区位于老挝人民民主共和国(以下简称老挝)中北部赛松本省西北315°方位的Longcheng县城西侧,直距县城10km,距首都万象市东北135km。工作区所在老挝的赛宋本省(Xaisomboun或Saysomboun)是2014年才成立的新省份,位于万象和川圹之间的山区,属于军事特别管制区,基础地质工作薄弱,矿产勘查程度低,也一定程度上制约着当地矿业经济的发展。

老挝赛松本省龙城地区Muangxao铜、铅、锌找矿预测论文

  1990年,英国地质调查局和老挝地质矿产局合作,编纂了老挝1:1000000地质矿产图,粗略描述了本区域地质概况。1993年至1995年,美国纽蒙特公司在工作区东南进行了小比例尺航空磁法物探和水系沉积物地球化学测量,发现了东南部50km处有金铜异常。1996年,澳大利亚泛澳资源公司在工作区东南部外围地区普比亚地区发现了大型斑岩型-矽卡岩型铜金矿床,铜资源量12万吨,伴生金50吨。

  本人所在单位对水系沉积物测量圈定的综合异常进行路线调查,选择有利地段开展1:1万地质简测(草测),大致查明靶区内地层、构造、岩浆岩的地质特征,圈出矿(化)体。

  1区域地质特征

  老挝赛松本省龙城地区Muangxao地区处于北东向琅勃拉邦构造成矿带(夹持于墨江—程逸断裂F3及孟卡西—普雷山断裂F4之间)和北西向长山构造成矿带(夹持于长山—岘港断裂F5及孟帕—蓝江断裂F6之间)的交接部位,老挝目前主要的大型铜金矿床和铅锌锡矿床都与这两个构造成矿带有关,两者均为构造—火山岛弧区,主要由多个花岗类深成岩侵入的古生代—新生代变沉积岩和火山岩组成,具有形成大型铜金多金属矿的有利成矿地质背景。

  区域上广泛发育多期次花岗岩-闪长岩类岩体和各类火山岩地层,包括海西期闪长岩和花岗岩、中三叠世安山-流纹岩、燕山期花岗岩以及新生代上新世-全新世溢流玄武岩。

  与成矿作用密切相关的闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为300Ma~317Ma,成矿构造图解显示其分布于火山弧构造环境。表明区域上铜、金、铁矿床及成矿相关的花岗岩形成于晚石炭世华南地块向印支地块俯冲产生的火山岛弧环境。

  印支-燕山期至喜马拉雅期的中性-酸性侵入岩及其浅成-超浅成相次火山岩,代表两个岩浆活动阶段,后者属同源岩浆分异演化,是在不同地质构造环境中多次侵入,均为矿集区成矿源岩。岩浆-火山活动为以后的成矿作用提供了丰富的物质基础。

  2工作区地质特征

  区内主要出露古生界的志留系、泥盆系、石炭系、二叠系,中生界的三叠系、白垩系及第四系地层。志留系—下泥盆系(S-D1)主要分布于工作区东北部,出露面积约50km2,岩性组合主要为一套滨浅海相沉积的浅灰—灰色薄至中层状钙质泥质粉砂岩夹长石石英砂岩、页岩组合。下—中泥盆统(D1-2)在矿区分布较为广泛,出露面积约200km2,下部为黄绿色页岩、粉砂岩,上部为浅海相沉积的灰色-灰黑色薄至中层状泥灰岩、钙质长英质砂岩、钙质页岩组合。上泥盆统(D3)分布于工作区中部,主要岩性组合为薄层灰岩、泥质灰岩夹砂泥质页岩等组成,为一套较为典型的碳酸盐岩沉积建造。石炭系—二叠系(C-P)分布于本区东北部,夹持在志留系—下泥盆统与下-中泥盆统之间,为块状—厚层状灰岩,上部夹泥炭质页岩及钙质粉砂岩。上三叠统—侏罗系(T3-J)大部分是陆相层序,局部浅海相,为陆相红色黏土质砂岩,有薄煤层和砾岩夹层。白垩系(K)主要是陆相砂岩和黏土,上层的泻湖泥岩含大量石盐和石膏。第四系(Q)主要呈不规则状小块零星分布在山间洼地,为砾石、砂土。

  工作区内地质构造复杂,矿区内构造可划分为北西向、北东向、近东西向、近南北向和两处弧形断裂。北西向断裂为工作区内编号F1-F9断裂,为区内主要断裂,其中规模较大的两组位于东北部的班会穆瓦南断裂(F1)和南恩古姆河断裂(F2)。F1断裂区内长16km,走向320°,向北西方向延伸出区,推测此断裂可能是倾向北东的逆断层,倾角较陡。F2断裂区内长24km,走向320°,与F1近平行展布,东端走向近东西。北东向断裂在区内编号F11-F16断裂,一般规模不大,多呈弯曲状延伸,总体走向约40°左右。近东西向断裂不是特别发育,区内可见编号F10断裂,走向近东西,长约8km。近南北向断裂一般规模较小,区内可见编号F11断裂,长约8km。弧形断裂分布于区内的南东方向,所处地层为C-P及D3地层,推测为深部隐伏岩体上升的热动力作用在其上方形成的环形构造,应该是寻找岩浆热液型矿产的有利地带。

  区内岩浆活动强烈,侵入岩以华力西期的中酸性花岗闪长岩、花岗岩、闪长岩为主。岩体主要侵入于泥盆系地层中的泥灰岩、灰岩中,以侵入接触关系为主,局部为断层接触。总体上侵入岩呈北西—南东向展布,岩体的产出形态主要为不规则的岩株状分布。

  3水系沉积物地球化学特征
       3.1元素地球化学特征

  3.1.1元素含量及其分布、分配特征

  元素的地球化学参数是反映元素地球化学行为的重要指标。讨论元素的地球化学特征首先离不开地球化学参数,本区统计的元素地球化学参数包括19种元素在全域及各地质单元的背景平均值(X)、标准离差(S)、变化系数(Cv)、富集系数(KK)等。

  元素的离散特征,可用变化系数来衡量,工作区各元素变化系数在48.2%~682.6%之间。按照<50(绿色)、50~100(蓝色)、100~150(橘黄色)、>150(红色)的参数划分对应的地球化学意义为均匀未分异型、较均匀弱分异型、不均匀分异型和极不均匀强分异型的标准。则工作区极不均匀强分异型的元素为Au、As、Sb;不均匀分异型的元素为Hg、Pb、Mn、Cu、Ag;较均匀弱分异型元素为W、Ni、Zn、Bi、Mo、Cr、Co、Be、V、Sn;均匀未分异型元素为Ti。

  为了解本区元素的含量特征及本区元素在区域地球化学场上的含量水平,将本区元素的含量与中国南部水系沉积物测量元素平均值对比。工作区各元素富集系数在0.65~1.62之间。按照<0.5(绿色)、0.5~1(蓝色)、1~1.5(橘黄色)、>1.5(红色)的参数划分对应的地球化学意义为贫化、相对富集、富集和强富集的标准。则工作区强富集元素为As、Zn、Cu、Mn;富集元素为Hg、Au、V、Sb、Ag、Co、Ti;相对富集元素为Bi、Mo、Sn、Ni、Cr、Pb、Be、W;未出现贫化元素。

  地球化学条件与成矿的关系十分密切,一般情况下,富集系数高,变化系数大、峰度值高者成矿条件好,而极大值高的元素则可能反映地表或浅部有矿化和含矿地质体分布。结合工作区变化系数和富集系数,认为该地区成矿地球化学条件较好的元素为Au、As、Sb,其次为Cu、Pb、Zn、Hg、Mn、Ag。其它元素变化系数和富集系数相对较低,成矿可能性较小。

  3.1.2元素相关性特征

  为了解工作区内元素间的相关性特征,对工作区水系样品进行元素的聚类分析工作。根据元素聚类分析结果,分析的19种元素大体可以分为四类组合:第一类为Cu-Cr-Co-Ni-V-Ti,代表了一组与Cu相关的元素组合特征;第二类为Pb-Zn-Mn-Mo-As-Sb-Hg-Ag,代表了一组与Pb、Zn相关的元素组合特征;第三类为W-Sn-Bi-Be,代表了一组与W、Sn相关的元素组合特征;第四类表现为Au与其它元素的相关性都很差,反映了Au矿床的形成受热液作用和自然淋滤作用控制,与老挝国内主要的金矿床主要为斑岩型、石英脉型、卡林型和冲积型相呼应。

  第一类元素组合特征,反映了一套与Cu成矿有关的元素组合特征,该组元素组合特征主要表现为工作区中部与灰岩接触地段的绿泥石、石英片岩地层中,该地层为Cu的主要成矿时期和主要含矿地层。第二类元素组合特征,反应了一套与高温热液有关的元素组合,主要反映了工作区局部地段或周边地区存在一定规模的岩体出露。第三类元素组合特征,反应了一套与Pb、Zn成矿有关的元素组合,主要异常不均匀分布在工作区东部灰岩区,该套地层可以确定为Pb、Zn的主要成矿时期以及含矿地层。第四类元素组合特征,Au元素含量较高,且与其他元素相关性较差,主要分布在西部棉山、洛山和那塞沙湾等区域,总体呈近南北向展布,在矿区中部和东部局部出露,规模较小。Au可确定为矿区主成矿元素。

  3.1.3元素地球化学场分布特征

  工作区测试元素为本区成矿元素或伴生(指示)元素,由于矿种、成因、地质环境的不同,元素空间分布特征也表现出明显的差异。依据其元素地球化学场分布形态、位置及亲和性,将分析的19种元素按元素组合分类进行叙述。

  (1)亲铜元素。主要指Cu、Cr、Co、Ni、V、Ti这六种元素,该组元素是本区与铜成矿有重要关系的一组元素组合。整体上该套元素组合表现为东西部高背景、高值区,中部为低背景、低背景区。高值区呈北西向带状分布于工作区三个区域,一条位于工作区东部面积较大,分析引起原因主要与地层高背景有关,成矿可能性较小,中部一条面积呈北北西向展布,面性分布,强度较高,区域内岩性复杂,构造发育,成矿前景较高;南部呈断续分布,局部地段强度较高,极大可能形成矿(化)体。

  (2)高温元素组合地球化学场特征。包括W、Be、Mo、Bi,属典型的高温热液元素,为本区主要的高温热液元素。W、Be、Mo、Bi在工作区分布特征较为相似,整体上北东部以背景、高背景、异常和高值区为主,南部以低背景、低值区为主,局部断裂构造带附近以高值区为主。该套元素组合高值区主要分布于工作区东部,该区域岩性主要以灰岩为主,区内石英脉发育,构造断层较多,为引起高值区的主要原因。

  (3)铅锌元素组合特征。该组元素组合特征在本次工作区域相关性较好,分布特征相似,其高值区主要位于工作区东部、中西部、南部局部地方,呈团块状分布,强度较高,面积较大;中部主要表现为低背景、背景区。

  (4)金银砷元素。Au、Ag、As三种元素在工作区地球化学较相近,该组元素在工作区主要以背景展布,高值区主要分布于工作区西部棉山地区和洛山地区,总体呈北北西向面积性展布,分布范围较广,同时As元素异常在矿区东部呈团块状分布,分析上述异常组合与该区域断裂构造带附近的蚀变有关,在测区中部形成一条北西向浓度带,主要沿断裂带展布,南部两处高值区主要位于岩体及其接触带两侧,综合来看,引起该组元素组合高值区的主要原因受地层中的断裂带控制,成矿有利部位主要位于断裂带附近的岩体上下盘。

  3.2元素分布规律

  通过以上对工作区分析的19种元素在地层、地质体中的分布特征及元素空间分布特征的分析认为。

  (1)工作区东部主要以As-Sb-Hg-Pb-Zn-Au异常为主,其中Au异常主要沿F1、F2、F3三条断裂呈北西向、北北西向展布,As-Sb-Hg-Pb-Zn异常呈团块状分布在南俄河以东石炭-二叠系地层中,该地区异常主要以两种元素组合为主,一种以小面积金的异常为主,主要包含金、砷、锑、汞等元素,以金矿的前缘晕指示元素为主,地表低温元素异常强度高,规模大,指示底下有小规模金矿(矿化体)存在的可能性;另外一种主要以铅锌为主的异常元素组合,主要异常强度高、规模大、局部有利地段显示矿致异常特征,分析有发现铅锌矿(矿化体)存在的可能性。

  (2)工作区中部和西部中段(棉山地区、洛山地区)主要以Cu-Cr-Co-Ni-Mn-V异常为主,异常主要呈团块状北西向、东西向展布,以中低温热液成矿为主,主要受地层和断层双控制,尤其在Cu高值区可能预示有中-小型规模铜矿(矿化体)存在的可能性。

  (3)工作区西部北段(棉山地区周边)、西部中段(洛山地区)和西南部那塞沙湾地区主要以Au元素异常为主,伴生Cu、Ag、As等元素异常较多,其中Au异常呈北北西-近南北向带状展布,分析其异常主要受南部岩体以及断层双因素控制影响,从元素分布富集趋势分析认为上述区域深部有金矿(矿化体)存在的潜力。

  综上所述可以看出工作区各元素之间明显受构造、岩体、热液蚀变带控制明显,对工作区主要可能成矿元素成矿特征总结如下:①金矿成矿主要受构造控制,为构造控矿,成矿区主要分布在工作区西部以北北西-近南北向发育为主,主要以热液蚀变带控矿为主;②铜矿成矿主要受上泥盆系地层和断层双控制,泥盆系地层为铜的主要含矿地层,地层内的断层为铜矿的形成提供主要熔矿、导矿通道;③铅锌矿成矿主要为工作区东部石炭-二叠系地层,主要成矿以层控型铅锌矿为主。

  4结论

  (1)元素聚类分析结果显示元素可以分为四类组合:第一类为Cu-Cr-Co-Ni-V-Ti,代表了一组与Cu相关的元素组合特征;第二类为Pb-Zn-Mn-Mo-As-Sb-Hg-Ag,代表了一组与Pb、Zn相关的元素组合特征;第三类为W-Sn-Bi-Be,代表了一组与W、Sn相关的元素组合特征;第四类表现为Au与其它元素的相关性都很差,反映了Au矿床的形成受热液作用和自然淋滤作用控制。

  (2)亲铜元素组合表现为东西部高背景、高值区,中部为低背景、低背景区。南部高值区呈断续分布,局部地段强度较高,极大可能形成矿(化)体。高温元素组合表现为整体上北东部以高背景、异常和高值区为主,南部以低背景、低值区为主,局部断裂构造带附近以高值区为主。区内石英脉发育,构造断层较多,为引起高值区的主要原因。铅锌元素组合表现为高值区主要位于工作区东部、中西部、南部局部地方,呈团块状分布,强度较高,面积较大;中部主要表现为低背景、低背景区。金银砷元素组合表现为在工作区主要以背景展布,高值区主要分布于工作区西部棉山地区和洛山地区,总体呈北北西向面积性展布,分布范围较广,同时As元素异常在矿区东部呈团块状分布,分析上述异常组合与该区域断裂构造带附近的蚀变有关。

  (3)工作区各元素之间明显受构造、岩体、热液蚀变带控制明显,主要表现如下:①金矿成矿主要受构造控制,为构造控矿,成矿区主要分布在工作区西部以北北西-近南北向发育为主,主要以热液蚀变带控矿为主;②铜矿成矿主要受上泥盆系地层和断层双控制,泥盆系地层为铜的主要含矿地层,地层内的断层为铜矿的形成提供主要熔矿、导矿通道;③铅锌矿成矿主要为工作区东部石炭—二叠系地层,主要成矿以层控型铅锌矿为主。

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