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第 3 9卷第 2 期 2 0 0 3年 3月 地 质 与 勘 探 GE 0L 0GY AND P R0S 正 ，EC TI NG V0 1 ． 3 9 No ． 2 Ma r c h， 2 O O 3 贵州西部 P t 、 P d异常源稀 土元素 地球化学示踪 的初步研究 成杭新 ， 庄广民 ， 赵传冬 。 ， 张 勤 ， 俞劲松 。 1 ． 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所， 廊坊0 6 5 0 0 0 ； 2 ． 吉林大学， 长春1 3 0 0 2 6 ； 3 ． 中国地质大学， 北京1 0 0 0 8 3 [ 摘要] 以贵州西部水系沉积物 中的 P t 、 P d异常为研究对象， 选择 R E E 、 P t 、 P d和 C a O 、 1 O ， 作 为地球化学示踪指标， 对贵州西部水系沉积物的物源组成和土壤的成壤母岩进行示踪探讨， 表明 1 龙 场地区土壤的成壤母岩为峨眉山玄武岩； 2 水 系沉积物中的物质来源系由玄武岩的风化产物和土壤构 成 ， 水系沉积物中的 P t 、 P d异常是对玄武岩中P t 、 P d高背景的继承和浓缩富集； 3 对分布在灰岩区的水 系沉积物物质来源的 R E E地球化学示踪研究和野外地质观察， 发现尽管有些样品分布在灰岩区， 但其物 质来源仍由玄武岩风化产物构成， 表明未风化剥蚀前为玄武岩覆盖。对红岩地区的水 系沉积物物源示踪 发现 ， 该区水系沉积物中含有热液活动和基性 一 超基性岩体的信息， 推测该区存在一定的找矿远景。 [ 关键词] P t 、 P d 异常源R E E地球化学示踪贵州 [ 中图分类号] P 5 9 5 [ 文献标识码] A[ 文章编号] O 4 9 5 5 3 3 1 2 0 0 3 0 2一 O O 4 6 0 6 0 引 言 目前 1 2 0万化探异常查证基本 采用 1 5万水 系沉积物测量缩小异常范围， 用中大 比例尺 1 2万 ～ 1 - 1万 土壤测量或地质化探综 合剖面进行 异常 源追踪 ， 最 后进 行槽 探 揭露 的方 法组 合 和 工作 程 序 。中 国 发 现 3 个 P t 、 P d地 球 化 学 巨 省 后 “ ， 中国找 寻 P t 、 P d矿 的前 景 引起 了广 泛 关 注 。国土 资 源部 已开 始 分 析 川～滇～ 黔～桂 P t 、 P d地球化学巨省 内部分 1 2 0万化 探扫 面副样 的 P t 、 P d含量 ， 并对水系沉积物 中 P t 、 P d异常源 的示踪方法展开研究。由于每个水系沉积物样品是 对其上游汇水盆地 内出露地质体风化产物 的天然组 合 ， 因此确定水 系沉 积物 的物 源组成 是判断 P t 、 P d 异常成因和进行异常源示踪的重要环节 。 稀土元素 R E E因其 特殊 的地球 化学性 质 已 在沉积物物源示踪 中得到广泛的应用 卜 ， 但主要 集 中在 对 大 江 、 大 河 沉 积 物 、 水 或 水 中 悬 浮 物 H ] 、 沉积岩 和边 缘 海沉 积 物 的 物源 示 踪。 目前还没发现用 R E E来示 踪水 系沉积物 P t 、 P d异 常源的文献报道 。 本文以贵州西部龙场地 区水系沉积物 中的 P t 、 P d异常作为研究对 象 ， 在对 区 内玄 武岩 、 灰岩 稀土 元素地球化学特 征初步研 究 的基础上 ， 探 索 P t 、 P d 异常源 的稀土元素地球化学示踪方法。 1 研究区地理景观 与地质概况 研究区位 于贵州西部 龙场～顺 场地 区， 区内地 形切割剧烈 ， 谷深崖陡 ， 北 盘江横跨整个研 究区 ， 水 系呈树枝状分布。区域地 质较为简单 ， 出露地层主 要有下二叠统茅 口组 P 及栖霞组 P qm ， 上二叠统峨 眉山玄武岩 组 P 及宣 威组 P 图 1 。茅 口组 、 栖霞组 以灰岩 为主。峨 眉山玄武 岩组以玄武质熔岩 占绝 大部分 ， 是 基性熔浆多次 喷 发 的堆 积。玄 武 岩 大 多数 喷 发层 具 有 3层 式结 构 _ 1 ； 底部 相具有 管 状或 长 圆形气 孔 和杏 仁状构 造 ； 内部相呈细粒或微粒结构 ， 厚度大 的喷发层柱状 节理发育 ； 顶部相为密集 的气孔状 、 杏 仁状构造 ， 局 [ 收稿 日期】 2 0 0 2 一 o 2 0 6 ； [ 修订日期】 2 0 0 2 0 5 - 0 8 ； 【 责任编辑】 余大良。 [ 基金项目】 国土资源部“ 九五” 一般科研项目 编号 9 9 2 0 3 4 、 国土资源大调查项目 F ． 8 ． 1 ． 3 、 编号 2 0 0 1 2 0 1 3 0 0 9 0 和国家重点基础研 究发展规划项 目 编号 G1 9 9 9 0 4 3 2 1 2 联合资助 。 [ 第一作者简介】 成杭新 1 9 6 4年 一 ， 男 ， 2 0 0 2 年毕业于吉林大学 ， 获博士学位， 教授级高工， 现主要从事铂族元素地球化学勘查和环境地 球化学研 究工作。 维普资讯 第 2期 成杭新等 贵州西部 P t 、 P d异常源稀土元素地球化学示踪的初步研究 部呈熔渣状。宣威组 P 主要 由灰色 、 黄褐 色粘 土岩 、 页岩 、 砂质 页岩 ， 灰色 、 灰绿 色玄 武质岩 屑砂 岩、 钙质或泥质细砂 岩、 粉砂 岩及 多层煤层等组成 。 区域上有北 东向展布的 F 断层与北 西 向展布的 F 2 断层交叉分布， 在偏颇寨北边交汇。 图 1 贵州西部研究 区地质 简图 l 一 断层 ； P 2 一 宣威组 ； P 2 卢 一 蛾眉 山玄武岩组第三段 ； P 2 卢 一蛾 眉山玄武岩组第 二段 ； P 2 卢 一 蛾眉山玄武岩组 第一段 ； P l qm一 栖霞组 ； P I m一 茅 口组 2 样品采集与分析测试 3 基岩稀土元素地球化学特征 水系沉 积物 样品 的采样密 度 4～6个 样／ k m ； 采样介质为活性水 系沉 积物 ， 采集的玄武 岩和灰 岩 样品均为新鲜基岩 ， 土壤样 品采集深度 为 3 0 c m左 右。样品由国土资源部物化探研究所标样研制 中心 采用无污染玛瑙罐 加工至 1 8 0～2 0 0目。R E E由物 化探研究所 中心实 验室采用 I C PMS测试 ， P t 、 P d 含量 由河南 中心实 验室经活性炭预 富集 处理后 ， 由 化学光谱法测定 。分别用国家一级标准物质 G S S 1 、 GS s 2、G S D 9、GS D1 1、GS R1、GS R2、GP t 1、GP t 2、 G P t 4、 G P t 7和重复样进行分析质量监控 ， P t 、 P d分析 的准确 度 R E ％ 为 4 5 ． 4 8 ％ ～ 一4 3 ． 5 7 ％ ， 精 密度 R D％ 在 5 ． 8 3 ％ ～1 1 ． 8 3 ％ 之间。R E E的 R E％和 R D％均在 1 0 ％ 以内。 水系沉积物是采样点上游岩石风化产物和土壤 经剥蚀 、 迁移而形成的天然组合样品 ， 查明水 系沉积 物所控制流域 内出露岩石 的稀 土元 素地球 化学特 征 ， 是用 R E E示踪 水系沉积 物的物质来 源 、 判 断它 对上游岩石成分继承性的前提和基础 。 研究区内出露岩石主要为峨眉山玄武岩和茅 口 组灰岩 。从表 1中示出贵州西部 2 6个 峨眉山玄 武 岩样 品∑R E E含量平均达 3 6 5 ． 9 61 0一， 是扬子地 台玄武岩和中国东部玄 武岩 ∑R E E含量 的 3 ． 0 1和 2 ． 7 3倍 。就单个 R E E元 素而言 ， 也均 比中 国东部 和扬子地 台玄武岩中的含量高。其中 L R E E平均为 3 3 5 ． 8 21 0～， HR E E平 均为 3 0 ． 1 41 0 ～， 说 明峨 眉山玄武岩以相对富集 L R E E为其主要特征。 区内灰岩样品平均∑R E E含量仅为 1 5 ． 0 1 1 0 一， 4 7 维普资讯 地质与勘 探 2 0 0 3链 L R E E为 1 3 ． 0 4 X 1 0 ～， H R E E为 1 ． 9 7 X 1 0 ～。这样 的 含量特征与中国东部灰岩 R E E的平均值接近， 而较扬 子地台灰岩低。球粒陨石标准化曲线显示 。 贵州西部 峨眉山玄武岩和灰岩具有完全不同的 R E E分布模式， 且灰岩呈明显的 C e 、 E u负异常 表 1 、 图 2 。 表 1 贵州西部玄武岩、 灰岩稀土元素含量表 O J ／ 1 0 I 6 测试单位 P t 、 P d为河南 岩矿测试 中心 ， 其它元素为物 化探所 中心实验室 ， 2 0 0 1 ； 陨石数据据文献 [ 】 ； 扬子地 台 、 中国东部数据据 文献[ 驯 。 P t 、 P d在 玄武 岩 和灰 岩 中 的地球 化学 特 征迥 异 。 P d 、 P t 在玄 武岩 中的平均含量 高达 6 ． 7 1 X 1 0 和 9 ． 4 3 X1 0 一， 明显高 于扬子地 台和中国东部玄武 岩 中的 P d 、 P t 含 量 ， 而灰 岩 中 P d 、 P t 仅 为 0 ． 3 9 X 1 0 I 9 和 0 ． 4 7 X 1 0一。对 C a O、 T F e 2 0 3而言 ， 灰岩 中 以平均4 6 ． 1 7 ％ 的高 C a O、 0 ． 5 0 ％ 的低 T F e 2 O 3 与玄 武岩 中2 ． 7 2 ％ 的低 C a O和 2 5 ． 8 9 ％ 的高 T F e 2 O 3而 显著 区别 表 1 。 玄武岩 、 灰 岩 中 R E E含量特 征、 不 同分 布模 式 及 P t 、 P d、 C a O、 T F e 0 含 量 的显著差 异 ， 表 明可用 R E E地球化学指 标示 踪水 系沉 积物 的物源组 成和 土壤的成壤母质 。 4 土壤母岩的地球化学示踪 研究 区 P t 、 P d异常浓集 中心地段往往土壤覆盖 严重。由于研究区雨水丰富， 地形切割强烈 ， 相对高 差较大 ， 有利于土壤剥蚀 、 迁移进 入水系沉积物 ， 因 此土壤也是水系沉 积物 的重要物源组成。 48 表 2中示出 ， 土壤 中∑R E E含量平均为 3 0 1 ． 6 1 X 1 0～， L R E E 为 2 7 2 ． 9 2 X 1 0一， HR E E 为 2 8 ． 6 9 X 1 0 I ， L R E E ／ HR E E 为 9 ． 5 1 ， 这 与 玄 武 岩 中 的 ∑ R E E、 L R E E、 HR E E含量分布特 征极其 一致 ， 而与灰 岩的 R I S E特征相差甚远。R E E球粒 陨石标准 曲线 也表 明 图 2 ， 土壤 R I S E分 布模式 与玄武岩基本一 致 ， 两者惟一有所区别 的是土壤 中 Y b出现负异 常， 说明该地 区土壤 的成土母岩应是玄武岩。 隧 黧 箭 ＼ 疃 l o 0 l O l O L a Ce P r Nd S m Eu G d T b D y Ho E r Tm Y b L u 图 2 铂钯 异常 区稀 土元素分 布模式 维普资讯 第 2期 成杭新 等 贵州西部 n 、 P d异常 源稀土元素 地球化学示 踪 的初 步研究 土壤 中 C a O、ri te O ， 的 平 均 含 量 分 别 为 1 ． 1 6 ％ 、 2 0 ． 6 5 ％ ， 与灰岩 中 C a O、 T F e 2 O 3的含 量特 征有显著差异 ， 而与玄武岩的特征接近 ， 也说明该地 区土壤 的成土母岩应是玄武岩。 土壤中 n、 P d平均含量分别为 l 1 ． 4 61 0 一、 9 ． 9 3 1 0一， P d ／ P t 为0 ． 8 7 ， 与玄武岩中 n、 P d相 比 表 2 ， 表明玄武岩在形成土壤过程 中， 随着易溶物质的流失 n、 P d均有所富集。 且 P d的富集程度大于 n。 表 2 贵州西部土壤和水系沉积物稀土元素含量 ∞ ／ 1 0 I 6 测试单位及 时间同表 1 。 5 水系沉积物物质来源的地球化学示踪 研究区主要 出露岩性为玄武岩、 灰岩， 成 土母 岩 为玄武岩 ， 从理论上来说 ， 水系沉积物的物源组成 应 由这些岩石 、 土壤 的风化 、 剥蚀产物所提供。对水系 沉积物物源组成的地球化学示踪包括两部分 ， 一是龙 场地区总水系沉积物物质来源的地球化学示踪 ， 二是 对单件水系沉积物样品物质来源的地球化学示踪。 5 ． 1 水系沉积物物质来源的地球化学示踪 从表 2可 以看 到 ， 研究 区水系沉积物 的 ∑R E E 含量平均为 3 2 4 ． 4 51 0一， L R E E为 3 7 1 ． 7 21 0一， H R E E为 3 3 ． 3 01 0一， L R E E ／ H R E E为 8 ． 7 4 。 与玄 武岩 、 土壤 中 R E E含量特征基本一致。R E E球粒陨 石标准曲线示明 图 2 ， 水系沉积物的 R E E分 布模 式与玄武岩 、 土壤分布模 式基本一致。说明水系沉 积物的物质来源主要是由玄武岩和土壤的风化产物 提供 ， 与灰岩关系较小 。 水系沉积物中 C a O、 ri t e O 的平均含量分别 为 1 ． 0 6 ％ 、 2 2 ． 9 5 ％ ， 明显 区别 于 灰 岩 中 C a O、 T F e 2 O 的含量特征， 说 明水系沉积物 主要继承 了玄武 岩的 地球化学特征。 水系沉积物中 P t 、 P d平均含量分别 为 1 6 ． 6 4 1 0 一、 1 0 ． 2 11 0一， 均 比它们在 土壤和玄武岩 中的 含量高 ， 说 明在玄武 岩、 土壤形 成水 系沉 积物过 程 中 ， 随着 易溶物质进一步流失 ， n、 P d在水系沉积物 中得到进一步浓缩富集。 5 ． 2 单件水系沉积物物质来源的地球化学示踪 贵州西部灰岩 、 玄 武岩 中的 P t 、 P d背景值 完全 不 同。资料显示 ， 贵 州西部 玄武 岩 中 P t 、 P d背景值 分别为 8 ． 6 51 0一、 4 ． 7 51 0一， 灰岩分别 为 0 ． 7 5 4 9 维普资讯 地质与勘 探 2 0 0 3正 1 0一 、 0． 5 4 1 0- 9 [ 7 , 2 0 ] 。 因此 对一个 异常 下 限为 1 01 0 的 P t 异 常 而言 ， 出现 在玄 武岩 区 和灰岩 区， 其意义完全不同。如出现在玄武岩区。 这样的一 个 P t 异常可能 是岩性异 常； 如 出现在灰岩 区， 这样 的一个 P t 异常极有可能是矿致异常。研究 中。 发现 有 3 0个水 系沉积物样 品完全 分布在灰岩 区， 且 P t 、 P d显示异常含量 。经 用 R E E、 C a O, T F e 2 0 等地球 化学指标逐个进行判断发现其 中 1 2个水系沉积物 ， 即 4 8 B 1 、 5 6 A1 、 5 6 B 2 、 5 7 A1 、 3 6 A1 、 3 6 D1 、 4 6 D 2、 4 7 A1 、 5 8 B 1 、 5 8 D 2、 6 0 B 1和 6 0 D 1的物源组成应与玄 武岩有关 。经野外对上述部分采样点的踏勘性地质 调查 ， 证实在灰岩 区确实有玄武岩风化残余物存在 。 推测在风化之前 ， 这些灰岩区应被玄武岩覆盖 ， 而风 化的玄武岩碎屑进入水 系。 而水系沉积物样 品中的 P t 、 P d高含量是对玄武 岩 中 P t 、 P d高背景 的继承和 浓缩 。 据 C r 、 N i 、 A s 、 S b 、 Hg 、 T h 、 H f 、 P b 、 Z n异常的元素 组合和含量特征 ， 发现在剩余 的 1 8个灰岩区样品 中 有 1 2个 水 系 沉 积 物 样 品 。 即 3 5 A 1 、 3 5 B 1 、 3 5 C 1 、 3 5D1 、 4 7A2 4 7B1 1 47C1 1 4 7D1 1 4 8A1 4 8D1 5 9B1 5 9 D1的物源组成存在热液成矿作用和基性 、 超基性 物质 。而这 1 2个样 品恰 好是构成红岩 多元素套合 异常的样品 ， 对红岩 多元素异常 的空 间分 布研究后 发现。 该异常可能是基性 、 超基性岩体 的反映或故火 山机构的反映 。 具有较好 的找矿远景①。 6 初步结论 通过对贵州西部玄武岩 、 灰岩 、 土壤和水系沉积 物中 R E E、 C a O、 T F e O 的地球化学示踪研究 ， 获得 以下几点初步认识 1 水系沉积 物主要 是采样 点上游 汇水 盆地 内 的岩石风化产物或 土壤 经剥蚀迁移而成 。 其物质组 成应是该汇水盆地 内各种岩石风化产物的组合 。由 于玄武 岩 、 灰 岩中 R E E、 C a O、 T F e O 、 P t 、 P d的含量 特征和分布模式完全不同。 说 明可 以用 R E E来 示踪 水系沉积物 的物源组成和成壤母岩 。 2 龙场 地 区土壤 和水 系沉 积 物 中 R E E、 C a O、 T F e O 的地球化学 示踪表 明， 该地 区土壤 的成壤母 岩为峨眉 山玄武 岩 。 水系沉积 物中的物质来源 系由 玄武岩的风化产物和土壤经剥蚀迁移所提供。水系 沉积物中的 P t 、 P d异常是对玄武岩 中 P t 、 P d高 背景 的继承和浓缩富集 。 3 对 3 0个分布在灰 岩区的水 系沉积物物质来 源 的 R E E地球化学示踪研究 ， 发现尽管这些样 品分 5 0 布在灰岩区， 但有 1 2个样 品的物质来源为玄武岩和 土壤风化产物构成 ， 这已被野外地质观察所证实 ， 推 测在未风化剥蚀前为玄武岩覆盖 区， 另有 1 2个样品 含有热液活动和基性 、 超基性岩体 的信息 。 具有一定 的找矿远景 。 致谢 野外采样 中得到贵州地勘局冯济舟教授 、 1 l 3地质队廖朝贵、 陈金法总工的协助， 在此深表感 谢 。 [ 参考文献] [ 1 ] X i eX u e j i n g a n d R e n T i a n x i ang ． A d e c a d e o f n a ti o n a l g e o c h e m i c a l m a p p i n g i n C h i n a [ J ] ． T r a n s ．I M M， S e c ． B ， 1 9 9 1 ， 1 0 0 5 7 6 5 ． [ 2 ] 任天祥， 伍宗华， 羌荣生． 区域化探异常筛选与查证的方法技 术[ M ]． 北京 地质出版社 ， 1 9 9 8 ， l 一 1 3 8 ． [ 3 ] C h ang H a n g x i n ， S h e n X i a c h u ， Y an G u a n g s h e ng， e t a1 ．Wi d e s p a c e d flo o d p l a in s e d i me n t s a mp l i n g c o v e r i n g t h e wh 0 l e o f Ch ina p i l o 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①有关红岩多元素异常的地球化学特征与找矿远景将另文发表。 维普资讯 维普资讯
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