冀北高尖子地区土壤地球化学特征及其找矿预测

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.051

现代地质 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (06): 1567-1579.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.051

冀北高尖子地区土壤地球化学特征及其找矿预测

梁鸣¹(), 高文¹(), 罗先熔¹, 王晓东², 刘秀娟³, 陈皓², 刘攀峰¹, 竹峰², 李伟²

1.桂林理工大学地球科学学院隐伏矿床预测研究所,广西桂林 541006
2.河北省地矿局第四地质大队,河北承德 067000
3.华北地质勘查局五一四地质大队,河北承德 067000

收稿日期:2022-11-02 修回日期:2023-05-17 出版日期:2023-12-10 发布日期:2024-01-24
通讯作者: 高文,男,副教授,1986年出生,地球探测与信息技术专业,从事勘查地球化学研究工作。Email:2015030@glut.edu.cn。
作者简介:梁鸣,男,硕士研究生,1993年出生,地质学专业,从事勘查地球化学研究工作。Email:2783213586@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(42203067);广西科技计划青年基金项目(2022GXNSFBA035548);广西科技计划青年基金项目(2021JJA150037);广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2022KY0261)

Soil Geochemical Characteristics and Ore Prospecting Prediction in Gaojianzi Area, Northern Hebei Province

LIANG Ming¹(), GAO Wen¹(), LUO Xianrong¹, WANG Xiaodong², LIU Xiujuan³, CHEN Hao², LIU Panfeng¹, ZHU Feng², LI Wei²

1. Guilin University of Technology, College of Earth Sciences, Institute of Concealed Mine Prospecting, Guilin, Guangxi 541006, China
2. The Fourth Geological Team of Hebei Bureau of Geology and Mineral Resources, Chengde, Hebei 067000, China
3. 514 Brigade of North China Geological Exploration Bureau, Chengde, Hebei 067000, China

Received:2022-11-02 Revised:2023-05-17 Online:2023-12-10 Published:2024-01-24

摘要/Abstract

摘要：

高尖子地区位于内蒙古—大兴安岭褶皱系棋盘山中凹陷构造单元内,是冀北重要的成矿地段。区域内第四系覆盖较厚,且当前找矿详查工作开展较少。为了提取有效成矿信息并应用于找矿靶区优选圈定,本研究在该地区开展1:1万土壤地球化学测量工作,对Au、Ag、Bi、Cu、Pb、Zn、Sb、Mo和Mn共9种代表性金属元素含量特征进行统计分析。研究结果发现Au、Ag和Mo元素为研究区内成矿有利元素。运用R型聚类分析对9种元素进行分类处理,划分出Cu-Zn-Mn、Au-Pb-Bi、Sb-Mo和Ag共4组元素组合。采用累频法计算单元素异常下限,并对单元素异常进行成图处理。运用规格化面金属量来评价单元素异常参数特征,并圈定了4处异常靶区和2处异常重点查证区。在异常重点查证区内利用土壤地球化学剖面进行异常查证,圈定2处成矿有利部位。经槽探工程验证,发现4条金银矿体。证明利用土壤地球化学测量能够在研究区提取有效的找矿信息。

关键词: 土壤地球化学测量, 元素异常特征, 规格化面金属量, 找矿预测, 金银矿体, 高尖子地区

Abstract:

The Gaojianzi area is located in the Inner Mongolia-Great Khingan fold system within the Qipanshan middle depressional tectonic units, and is an important metallogenic area in northern Hebei Province.Quaternary sediments in the area are relatively thick, and previous exploration work is rare.To extract mineralization information and apply it to the optimization and delineation of prospecting targets, we conducted a 1:10,000 soil geochemical survey in the area, and statistical analysis on the composition of nine representative ore-related elements, i.e., Au, Ag, Bi, Cu, Pb, Zn, Sb, Mo, and Mn.Our results show that Au, Ag, and Mo are favorable for local mineralization.The R-type cluster analysis was applied to classify the nine elements, and four element assemblages, i.e., Cu-Zn-Mn, Au-Pb-Bi, Sb-Mo and Ag, were classified.The cumulative frequency method is used to calculate the lower limit of single element anomaly and map the single element anomaly.The normalized areal productivity is used to evaluate the characteristics of single element anomaly parameters, and four anomaly targets and two key anomaly verification areas are delineated.In the anomaly target, the soil geochemical profile is used to verify the anomaly and delineate two favorable mineralization locations.Four gold and silver orebodies were found through the verification of trenching engineering.We suggest that useful prospecting information can be extracted from the study area with soil geochemical survey.

Key words: soil geochemical survey, geochemical anomaly, normalized areal productivity (NAP), ore prospecting prediction, gold and silver orebody, Gaojianzi area

中图分类号:

梁鸣, 高文, 罗先熔, 王晓东, 刘秀娟, 陈皓, 刘攀峰, 竹峰, 李伟. 冀北高尖子地区土壤地球化学特征及其找矿预测[J]. 现代地质, 2023, 37(06): 1567-1579.

LIANG Ming, GAO Wen, LUO Xianrong, WANG Xiaodong, LIU Xiujuan, CHEN Hao, LIU Panfeng, ZHU Feng, LI Wei. Soil Geochemical Characteristics and Ore Prospecting Prediction in Gaojianzi Area, Northern Hebei Province[J]. Geoscience, 2023, 37(06): 1567-1579.

图/表 14

图1 高尖子地区大地构造略图(a)(据文献[8])和区域地质图(b)(据陈皓等①(① 陈皓,张立剑,赵向奎,等.河北省大唤起鹿场、新拨、于家店1:5万地球化学测量成果报告[R].承德:河北省地矿局第四地质大队,2019.)) 1.第四系;2.新近系汉诺坝组;3.下白垩统义县组;4.下白垩统大北沟组;5.下白垩统张家口组;6.花岗斑岩;7.闪长玢岩;8.潜流纹岩;9.石英正长斑岩;10.地质界线;11.断层;12.研究区范围

Fig.1 Tectonic map of the Gaojianzi area (a) (from reference [8]) and regional geological map (b) (from Chen et al①(① 陈皓,张立剑,赵向奎,等.河北省大唤起鹿场、新拨、于家店1:5万地球化学测量成果报告[R].承德:河北省地矿局第四地质大队,2019.))

图2 高尖子地区土壤样品采样位置

Fig.2 Map showing the soil sampling locations at Gaojianzi

表1 高尖子地区土壤地球化学参数

Table 1 Statistics of soil geochemical measurements in Gaojianzi area

数据类别	参数	Au	Ag		Cu		Pb		Zn		Sb		Bi		Mo		Mn
原始数据	样品数N₁	1419	1419		1419		1419		1419		1419		1419		1419		1419
	最大值	30.60	59.80		163.00		125.00		742.00		6.35		6.46		428.00		2942.00
	最小值	0.31	0.01		0.72		2.60		12.90		0.08		0.01		0.30		91.00
	算术平均值C_f₁	1.32	0.15		17.16		16.66		73.15		0.45		0.08		3.05		649.11
	标准离差	1.16	1.61		19.75		8.45		42.22		0.29		0.18		11.99		443.48
	偏度	12.77	36.08		1.63		4.67		3.41		8.17		29.84		32.09		1.19
	峰度	289.24	1337.08		2.44		46.25		43.62		137.99		1021.38		1120.35		1.05
	变异系数	0.88	10.44		1.15		0.51		0.58		0.64		2.27		3.93		0.68
剔除特异值数据	样品数N₂	1251	1196		1416		1375		1415		1358		1366		1268		1408
	算术平均值	1.05	0.05		16.96		15.70		72.30		0.41		0.07		1.97		636.12
	标准离差	0.32	0.03		19.21		5.30		37.70		0.15		0.04		1.14		419.07
	变异系数	0.31	0.49		1.13		0.34		0.52		0.36		0.62		0.58		0.66
中国土壤丰度C_f2		1.40		0.08		24.00		23.00		68.00		0.80		0.30		0.80		600.00
剔除比率(%)		11.84		15.72		0.21		3.10		0.28		4.30		3.74		10.64		0.78
富集系数(C_f₁/C_f₂)		0.93		1.93		0.72		0.73		1.08		0.56		0.27		3.81		1.08
CV₁/CV₂		2.93		21.28		1.02		1.51		1.11		1.75		3.97		6.79		1.03

图3 高尖子地区土壤代表性金属元素分布直方图

Fig.3 Histograms of representative metal distributions of soils in Gaojianzi area

表2 高尖子地区元素相关系数矩阵

Table 2 Elemental correlation coefficient matrix in Gaojianzi area

元素	Au	Ag	Cu	Pb	Zn	Sb	Bi	Mo	Mn
Au	1.00
Ag	0.04	1
Cu	0.03	-0.01	1
Pb	0.27^**	0.07^*	-0.30^**	1
Zn	0.20^**	-0.03	0.84^**	-0.03	1
Sb	0.14^**	0.11^**	-0.24^**	0.33^**	-0.17^**	1
Bi	0.67^**	0.07^*	0.03	0.41^**	0.27^**	0.08^**	1
Mo	0.16^**	0.12^**	0.07^**	0.11^**	-0.05	0.64^**	0.04	1
Mn	-0.09^**	-0.04	0.83^**	-0.18^**	0.78^**	-0.23^**	-0.14^**	-0.07^*	1

图4 高尖子地区元素R型聚类分析谱系图

Fig.4 R cluster analysis pedigree chart for Gaojianzi area

表3 高尖子地区元素异常分带值

Table 3 Elemental anomaly zoning values in Gaojianzi area

异常分带	累频数(%)	Au	Ag	Cu	Pb	Zn	Sb	Bi	Mo	Mn
外带下限	85	1.97	0.17	44.02	20.50	116.00	0.58	0.12	4.28	1157
中带下限	92	2.56	0.28	53.50	22.90	129.50	0.66	0.14	5.50	1305
内带下限	98	3.66	0.69	60.49	30.80	157.50	0.95	0.21	10.10	1569

图5 高尖子地区土壤单元素异常图

Fig.5 Single element anomaly diagrams for soils from Gaojianzi area

表4 高尖子地区土壤单元素异常评序(排序前十)

Table 4 Sequence of single element anomalies (top ten) of soils in Gaojianzi area

异常编号	异常点数	分带数	异常下限 (T)	异常面积 (S)	平均值 (X)	极大值 (max)	衬度 (X/T)	NAP
异常编号	异常点数	分带数	异常下限 (T)	异常面积 (S)	平均值 (X)	极大值 (max)	衬度 (X/T)	{(X-T)/T×S}	序数
Ag-3	11	3	0.17	0.1232	6.06	59.80	34.84	4.171	1
Mo-16	4	3	4.28	0.0854	114.22	428.00	26.69	2.193	2
Ag-9	3	3	0.17	0.0451	2.47	6.34	14.20	0.595	3
Bi-5	13	3	0.12	0.0876	0.78	6.46	6.53	0.484	4
Ag-4	3	3	0.17	0.0411	1.95	3.02	11.21	0.419	5
Ag-12	13	3	0.17	0.1074	0.72	2.12	4.12	0.335	6
Au-4	35	3	1.97	0.2162	4.19	30.60	2.10	0.237	7
Ag-7	19	3	0.17	0.1174	0.49	1.95	2.80	0.212	8
Au-2	81	3	1.97	0.4308	2.98	5.50	1.49	0.211	9
Mo-5	25	3	4.28	0.1246	11.26	118.00	2.63	0.203	10

图6 高尖子地区土壤金属元素综合异常及工程布设图

Fig.6 Comprehensive anomalies and engineering layout sketch for elements of soils in Gaojianzi area

图7 高尖子地区JC01土壤地球化学剖面图

Fig.7 JC01 soil geochemical profile in Gaojianzi area

图8 高尖子地区TC01矿化部位素描图

Fig.8 Profile of mineralized area in Gaojianzi trench TC01

图9 高尖子地区JC02土壤地球化学剖面图

Fig.9 JC02 soil geochemical profile in Gaojianzi area

图10 高尖子地区TC02矿化部位素描图

Fig.10 Profile of mineralized area in Gaojianzi trench TC02

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