(一)区域元素的丰度及相关性
从该区1:5万水系沉积物测量数据的统计分析结果可看出(表4-9):As、Pb、Ag、Zn、Mo、Bi、Cd等元素含量均略高于沉积岩丰度,其他元素含量偏低; 但是由于区内构造和岩浆活动强烈,使得Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Ni、Co、Cr等元素常常成区(成带)富集,形成高背景(区)带(见下述),为普查找矿提供了有利的依据。
根据区域上已有的1:5万分散流化探成果,对矿集区内的Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Co、Ni等9个成矿元素进行了统计分析,结果表明,勉-略-宁矿集区是一个Au、Zn、Ag、Cu(Ni、Co)高背景地球化学场,也是一个亲铁、亲铜的地球化学场。选择Au、Ag、Pb、As、Hg、Sb、Cd、Ti、Be、Cu、Co、Mo、Bi、Zn、Mn、Cr、Ni和V等18个元素进行了R型聚类分析,分析结果显示这些元素可划分为3个群,即As、Sb、Mo及Pb、Zn、Ag、Cd、Au、Hg为一群,Cr、Ni、Co、Cu、Mn、V、Ti为一群,而Bi、Be为一群(图4-3); 除Bi、Be是后期岩浆活动的产物外,其他两个群元素在活化迁移的过程中各自都有着一定的继承性。从相关系数看,As与Sb、Pb-Zn与Ag、Cr-Ni与Co(Cu)等存在一定正相关性,这些特征对今后找矿工作有一定的指导作用。
表4-9 勉-略-宁矿集区元素地球化学背景值 (wB)
注:Au、Hg单位为10-9; 其他元素为10-6; *为黎彤(1994)沉积岩丰度。
图4-3 勉-略-宁矿集区水系沉积物测量元素地球化学相关性R型聚类分析谱系图
(二)区域元素的地球化学特征
1.区域地层的地球化学特征
该区不同时代的地层出露较全,从古元古代至新生代的地层均有出露,但是对区域地层地球化学特征的研究相对不足。根据收集到的部分资料(表4-10),对区域地层地球化学特征进行了统计分析,研究表明,元古宙地层中Pb、Mo、As等元素浓度明显高于古生代地层,其次是Ni、Zn等; Au、Ag差别不大,仅基性火山沉积岩(包括玄武岩、英安质凝灰岩等)及含炭质岩层中Au含量明显增高(可达2.11×10-9)。这些特征表明,元古宙地层很可能是有利的矿源层。
表4-10 勉-略-宁矿集区不同地层微量元素含量特征(wB)
注:Au单位为10-9,其他元素单位为10-6。
地质背景分析表明,元古宙地层属一套海相火山-沉积岩构造岩系,海底火山喷发或喷气可以形成多元素富集特征。古生界志留系Pb、Zn、Cu、Mo、B、As含量高,而泥盆系Au、Ag、Cu、Pb、Zn及B含量高。元素的这种分配特征具有重要的找矿指示意义。目前,已在北部中泥盆统中发现大中型Au、Pb、Zn(Cu)矿多处,所以研究其特征必然对找矿有一定的指示意义。
2.区域岩浆岩的地球化学特征
(1)火山岩地球化学特征
区内的火山岩多数为火山-沉积岩,主要是中—新元古界三花石群、西乡群、铁船山群、刘家坪群、碧口群及耀岭河群。这些火山岩具有不同的组合类型及地球化学特性(表4-11,表4-12)。
三花石群火山岩:为一套中低级变质的火山-沉积岩系,中下部以火山岩为主,上部以正常沉积的碎屑岩为主,火山物质少见。火山岩Fe、Ti含量略偏高,Ca、K含量略偏低,其他组分均比较接近,基本属于正常钙碱性火山岩系。微量元素表明,该岩系火山岩具有低Pb,高Y、Yb特征。
碧口群火山岩:为一套巨厚的火山-沉积岩系。该火山岩系分4个亚群,陕西段仅出露3个亚群,分别由3个喷发亚旋回形成。而各亚旋回特征都相似,皆表现为:早期阶段以中基性岩浆溢出为主,晚期阶段以酸性火山岩碎屑堆积为主,即由基性→酸性,由喷溢→爆发,由强→弱。这种特征在二里坝至刘家沟一带可看到,从火山角砾集块熔岩向外围,岩相依次为:喷发相熔岩亚相为主→喷发相细火山碎屑岩亚相为主→沉积相为主。展示出由近火山口相→喷发相→沉积相的似环状分布格局,遥感地质也反映出环形构造的特征,说明火山活动中心大致于此,总体应是一个规模可观的火山机构。该岩系火山岩总体属钙碱性偏碱性系列(表4-11),基性和中性部分跨入碱性系列。其化学成分的突出特点是高Fe、富Na、低Al、贫K,基本上应属正常钙碱性火山岩(少部分具钠化)。
铁船山群火山岩:为一套变质的酸性-中酸性火山岩系,分上、中、下3段,下段以玄武岩类和流纹岩类为主,中段以流纹岩和流纹质火山碎屑岩类为主,上段主要为凝灰质砾岩、凝灰质板岩、板岩等。该岩系火山岩化学成分与戴里同类钙碱性火山岩相比,共同点是低Mg、贫Ca,仅玄武岩类高Ti、富Na,流纹岩类高Fe、富K,基本上属于钙碱性系列。微量元素分析结果,只有Zn、V、Zr含量偏高,其他元素特征不明显。
表4-11 扬子板块西北缘火山岩平均化学成分
注:据陕西省地质矿产局,1989。
西乡群:主要由火山碎屑岩和火山熔岩组成。其古火山口在大石沟、龙王寨等地发现有3处,主要标志为火山角砾岩(部分为集块岩)和脉状次火山岩脉。岩石化学成分(表4-11)与区内其他火山岩相比,除Al2O3含量略偏高外,其他成分均比较接近,属钙碱性系列火山岩系。微量元素分析发现,Cu、Zn含量普遍较高,而Ni、V、Cr等亲钛元素含量偏低; 安山岩和流纹岩中Cu、Cr含量较高,Pb、Zn、La、Y的含量偏低(表4-12)。
刘家坪群火山岩:分布于刘家坪—沈家院一带,为一套变质轻微的以中酸性和酸性火山岩为主体的“纯”火山岩构造,几乎见不到正常沉积岩夹层。该岩系火山岩来源于刘家坪、瓜里湾和沈家院等地的火山喷发中心,包括玄武岩类、英安岩类和流纹岩类,以流纹岩类为主。岩石化学成分的共同点是低CaO、贫H2O,其中玄武岩类和英安岩类还具有高SiO2、低Al2O3的特点。微量元素特征显示,该岩系的石英安山岩与英安岩元素含量特征十分接近,与同类岩浆岩元素平均含量相比,Cu、Cr、Yb和Ba的含量略高,而Ba含量则明显变低。
表4-12 扬子板块西缘火山岩微量元素含量
注:据陕西省地质矿产局,1989。
耀岭河群火山岩:为一套以变质中基性火山岩为主的火山岩系,其中火山碎屑岩略多于熔岩,沉积岩夹层最多不超过三分之一。岩石化学成分与上述火山岩相比,具有高Fe、高Na、低K等特征。微量元素分配特征表现为火山碎屑岩中Cu、Ni、Co、V的含量略高,玄武玢岩(次火山岩)中Pb、Zn含量相对较低。
(2)侵入岩地球化学特征
侵入岩在区内比较发育,从超基性岩到酸性岩均有出露。岩体集中分布于西部三角地带及汉南地区,包括略阳-褒河岩带、摩天岭岩带及汉南地区。
表4-13 扬子板块西北缘超基性岩-酸性岩体岩石化学成分
表4-14 摩天岭岩浆岩带岩体微量元素含量
注:Au和Hg单位为10-9,其他元素单位为10-6。
1)略阳-褒河岩带:以超基性岩为主。岩石化学成分除宜口玻质纯橄岩具高TiO2、P2O5,富CaO、Al2O3的特征外,其他超基性岩基本上均以富Fe2O3、MgO,低CaO、Na2O、H2O、FeO、MnO、SiO2、TiO2、P2O5为特征(表4-13)。
2)摩天岭岩带:以超基性、基性岩为主。其片状蛇纹岩的K-Ar年龄为565.4～541.1Ma,块状蛇纹岩的K-Ar年龄为263.3～419.6Ma,成岩时代主要是加里东期。岩石化学成分显示,超基性岩具有高Fe2O3、富MgO、贫CaO、低Na2O、H2O的特征,中基性岩具有高SiO2、富Na2O、低MgO、贫CaO的特征(表4-13)。
与地壳克拉克值相比,超基性岩的微量元素含量(表4-14)具有高Cu、Pb、Zn、As的特征,如煎茶岭超基性岩体,除Cu、Pb、Zn、As高外,Au、Ag、Hg等也具有较高的丰度; 基性岩除李家沟岩体具有高Au、Ag、Cu、As的特征,铜厂辉绿岩、屋基坪辉长岩具有高Cu的特征外,多数具有Ag、Pb、Mo、As高的特征; 中性岩具有高Ni、Co、As的特征; 酸性岩多数具有高Cu、Ni、As的特征,但煎茶岭酸性岩类除Cu、Ni、As高外,Pb、Ag、Zn、Ni、Co也具有高丰度的特征。若将不同岩类相比,基性、超基性岩类相对富集Au、Ag、Pb、Zn、Ni、Co、As等,表明基性、超基性岩对金、铜、镍、银等矿床的形成起了一定的控制作用。