水体中区域地球化学元素(化合物) 分布特征

利用网格化数据，统计了全区25种元素和5种氧化物的平均值（X）、标准离差（s）和变化系数（cv），表1-2-1、1-2-2分别列出了南、北两区的地球化学参数。为了便于对比，表中还列出了水系沉积物中这些元素和氧化物的全国平均值K1，并计算了区域均值和全国均值的比值，即区域浓度比值（KK1）。
1.平均值
全域平均值是区内元素丰度的近似估计值。与全国均值相比，南部区KK1大于1的15种元素，其中Ca、Mg、Na、Co、Ni、Fe、Cu、V、F 9种元素偏高（KK1=1.97～1.19），是区内较为富集的元素；Bi、Mo偏低，KK1小于0.5，是区内较为贫化的元素。
与全国均值相比，北部区KK1大于1 的19 种元素，其中Ca、Mg、Na、Co、Ni、Zr、Th、Fe、Cu、P、Sr、F 12种元素偏高（KK1=2.28～1.20），是区内较为富集的元素；与南区相比，北区Zr、Th、P、Sr明显富集。Bi、Mo偏低，KK1小于0.5，是区内较为贫化的元素。

表1-2-1 北区元素地球化学参数表

注：元素单位：氧化物为10-2；Hg为10-9；其余为10-6。全国平均值为全国水系沉积物平均值的推荐值。

表1-2-2 南区元素地球化学参数表


续表

注：元素单位：氧化物为10-2；Hg为10-9；其余为10-6。全国平均值为全国水系沉积物平均值的推荐值。
2.变化系数
元素的变化系数反映元素的分异程度，即反映元素分布的均匀程度。由表1-2-1可知，北部区变化系数（cv）在0.74～0.56的元素为Hg、Sn、Mo、Ag 4 种元素，属分布很不均匀、较强分异型；Ca、Mg、Na、Co、Ni、Zr、Th、Fe、Cu、P、Sr、F、B、As、W、Bi、Cr、Cd变化系数为0.49～0.25，属分布不均、弱分异型；其他元素变化系数小于0.25，属分布均匀、未分异型。
由表1-2-2可知，南部区变化系数（cv）大于0.5的元素只有为Hg和B，说明区内大多数元素的分异程度不高，但B的变化系数最高为0.839，属分布很不均匀、较强分异型。Ca、Mg、Na、Co、Ni、Zr、Cu、P、Sr、As、W、Bi、Ag、Cd 含量变化较大，变化系数0.49～0.25，属分布不均、弱分异型；其他元素变化系数小于0.25，属分布均匀、未分异型。

（一）微量元素含量特征
1.平均含量特征
元素平均含量全区与全省相比（表3-2-1），Ag、As、Au、Bi、Cd、Cu、Hg、Mn、Mo、Pb、Sb、Sn、W、Zn等元素均较高，并且以Cd、W、Bi、Sn、Sb、As、Ag、Au等元素含量高为特征（全区与全省两平均值之比值＞1.45）。
2.总体变化系数
用参加计算的全体数据平均值除以其标准离差得出变化系数（XCV），它反映了各元素地球化学起伏的程度，概括了所有异常的综合信息（林才浩等，1996）。由表3-2-1可见：
（1）我省主要成矿及伴生元素Ag、As、Au、Bi、Cd、Cu、Hg、Mo、Pb、Sb、Sn、W的XcV值都在0.75以上，呈弱分异—强分异的分布模式，其中：XCV值介于1～2之间的元素有Ag、As、Mo、Sn、W，呈分异型分布模式；XCV值＞2的元素有Au、Bi、Cd、Hg、Sb，呈强分异型分布模式。
（2）全区内XCV值＞2的元素有Au、Bi、Cd、Sb,XcV值介于1～2之间的元素有Ag、As、Hg、Mo、Sn、W，表明这些元素在区内呈强分异—分异型分布模式。
矿床的形成是化学元素由分散到高度集中的过程，一般要经过多次富集作用的叠加，最后达到可工业利用的含量。元素含量在区域上的富集和显著起伏正是这一过程的反映。因此，以上对全区元素区域上的富集和分布模式的阐述，显示出元素在该区内成矿规模的大小与成矿远景。
（二）主要成矿元素含量变化与空间分布特征
1.Cu
研究区内水系沉积物中Cu的含量在2×10－6～350×10-6之间，且主要集中在10×10-6～55×10-6之间，中位数为28.8×10-6，显示为微呈正向偏斜的正态分布。Cu的低值（50×10-6）主要分布于闪里－铺岭、平里－小连口、美溪－蓝田、绩溪－三阳坑－逍遥和西坞口－宁墩－汪村、铜山－茂林、榔桥－白果树一带，区内已知的铜矿床（矿化点）与铅、锌、银多金属矿（矿床或矿化点）多分布于铜的高背景或高值区内。
2.Au
研究区内的水系沉积物中Au含量主要集中于0.04 x10-9～4×10-9之间，中位数为1.9×10-9，呈正向偏斜分布。Au的大面积低值（4×10-9）区的分布与区内断裂构造关系十分密切，多沿断裂带及两侧分布，并由南往北构成下列高背景或高值带：①小贺－井潭－三阳坑－大龙－仙霞高背景高值带，该区与岭南－小川－银峰深大断裂相对应，且在小贺－九亩丘区和璜尖－古楼区呈现出明显的高值异常区，金平均含量分别达26.6×10-9、23.6×10-9；②屯溪－歙县－绩溪－棉花岭－大河坝高值高背景带，并在宁国东南部宁国墩一带呈现大面积高值高背景区；③用功城－高岭脚－汤口－三溪－汀王殿高值高背景带，该带与区内榔桥－里东坑深大断裂相对应；④程郑村－官田坑－铜山－晏公堂高值高背景带，该带与区内的铜山－平里深大断裂相对应；此外金还在小连口－上溪口、花园里－源口、青坑－云岭等地呈现出大面积高值高背景区。区内已知金（银）矿产和大部分铜、铅、锌多金属矿产亦都位于上述的Au高值高背景带（区）内（图3-3-3）

图3-3-3 安徽东南地区金元素地球化学图

3.Pb
研究区内水系沉积物中Pb的含量在11.4×10-6～320×10-6间，且90%以上含量都集中于15×10-6～60×10-6之间，中位数为30.8×10-6，呈相对富集态势。经非参数正态检验，剔除离群数值后，数据服从对数正态分布，区内pb含量多呈背景分布，其高背景（35×10-6～45×l0-6）和高值（>45×10-6）区一般分布在构造岩浆活动强烈带，在很大程度受控于构造岩浆活动，与区内岩体较好地呈空间对应关系。区内已知的铅、锌、银多金属矿床（点）亦位于其Pb的高值高背景区内
4.Ag
研究区内水系沉积物中Ag的含量在32×10-9～3250×10-9之间，中位数为l12.0×10-9，呈较为明显正向偏斜分布，亦具多峰叠加分布特征。Ag是多种金属矿化（铜、铅、锌多金属、贵金属、锰多金属等）矿化活动的伴生元素，可独立形成矿床，同时也易被有机质吸附富集在炭质页岩系中，因此区内Ag的空间分布比较复杂，其含量的高背景（125×10-9～175×10-9）、高值（>175×10-9）区形成以下区（带）：①岭南－白际－三阳坑的北东向高值高背景带。②休宁－歙县－绩溪－和阳－西坞口－宁国墩－汪村北东向高值高背景带（区），该带（区）主要沿宁国墩－五城断裂及两侧分布。区内已知的铅、锌、银多金属、锰、铜、金等矿（化）床（点）均位于该高值高背景带（区）内。③黟县－蓝田高值高背景区，三宝铜.铅锌、银矿等其他已知的矿床均位于该高值高背景区内、④源头－白沙岭－美溪－郭村－旌德北东东向高值高背景带，带内银高值区断续分布，对应地层主要为寒武纪荷塘组、震旦纪皮园村组等 ⑤铜山－汀王殿和青坑－云岭高值高背景区。
5.Sn
研究区内水系沉积物中Sn的含量在1.61×10-6～560×10-6之间，且约80%的含量集中在3×10-6～11×10-6之间，中位数为6.13×10-6，明显高于全省，呈显著的正向偏斜分布。Sn的高背景（10～20×10-6）成片大面积地分布于铺岭、黟县、汤口－太平、上溪口、休宁－歙县、绩溪－逍遥及岭南－小贺一带。高值区（>20×10-6）主要分布于黟县、官口坑、三溪口、休宁－屯溪、岩寺－歙县等地，并在汪村、西坞口、逍遥、三溪、里东坑、铺岭等地已知高温型铜钼、钨锡等矿床（点）上有Sn的高值区分布。
6.W
研究区内水系沉积物中W的含量范围为0.50×10-6～277.9×10-6，并主要（>85%）集中于1.0×10-6～5×10-6之间，中位数为3.1×10-6，亦显示为正向偏斜分布。W的高背景（4×10-6～5.5×10-6）、高值（>5.5×10-6）区的分布多与区内出露的花岗岩类岩体相对应，且区内已知钨矿也多分布于其高值高背景区内（图3-3-4）。

图3-3-4 安徽东南地区钨元素地球化学图

7.Zn
研究区内水系沉积物中Zn的含量范围为11.5×10-6～815.0×10-6，并主要（>85%）集中于30×10－6～190×10-6之间，中位数为100×10-6，呈近似正态分布。Zn的高背景（115×10-6～150×10-6）、高值（>150×10-6）的分布与银的分布基本一致，且与区内震旦纪、寒武纪地层有一定的对应关系。另外，在祁门南部的用功城－漳前地区有大片的高值高背景区分布。
（三）微量元素组合特征
因子分析是当前研究地球化学元素组合的最佳方法，它不仅能从元素内在的联系上划分元素组合，而且还能为元素组合的地质意义提供信息（张本仁，1989）。为了进一步揭示研究区内元素的地球化学特征，以全区内的水系沉积物样品为样本，Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn等14种成矿及伴生元素为变量，作R型因子分析。选取公因子方差累计贡献＞80%的因子作方差极大正交旋转，确定各因子的元素组合，结合区内地质与矿产特征，及编绘的各因子得分计量地球化学图（或异常图），进行了全区内元素间相关性与元素组合的特征研究，成果表明：全区范围内水系沉积物中元素间具一定相关性（表3-3-1），按相关系数（R>0.4）值由大到小排列，其元素间组合顺序为：As-Sb、Ag-Cd、Cd-Mo、W-Bi、Ag-Mo、Cu-Zn、Ag-Zn、Cd-Zn、Ag-Cu、Ag-Sb、Sb-Cd、Pb-Ag、Pb-Bi、Ag-As、Cd-Cu。与区内主要成矿元素（Cu、Au、Pb、Ag、Sn、W）相关性较好的元素分别为：①Cu-Zn、Ag、Cd、As、Sb（R值范围为0.593～0.372）；②Au-As、Sb、Hg、Ag、Cu（R值范围为0.373～0.227）；③Pb-Ag、Bi、Zn、W、Cd、Sn（R值范围为0.466～0.328）；④Ag-Cd、Mo、Zn、Cu、Sb、Pb、As（R值介于0. 756～0.434之间）；⑤Sn-Pb、Hg、W、Bi（R值范围为0.328～0.194）；⑥W-Bi、Sn、Mo、Ag（R值介于0.664～0.168之间）。
表3-3-1 安徽东南地区（全区）元素相关系数表


R型因子分析选取7个因子（表3-3-2，对所有变量的差总贡献占83.5%）。第一因子为Cd、Mo、Ag、Sb、Zn、Bi、As元素组合，它反映皖东南黑色岩系及与黑色岩系有关的银多金属矿化；第二因子为As、Sb、Mn、Hg、Au、Ag、Cu元素组合，可能为反映砷、锑矿化及低温的元素组合；第三因子为W、Bi、Pb、Sn、Mo，是指示钨矿化及高温元素的元素组合因子；第四因子为Cu、Zn、Mn、Ag、Cd元素组合，是区内铜矿化元素组合的反映；第五因子为Sn、Hg、Pb元素组合；第六因子为Pb、Mn、Zn、Ag，是指示或反映区内铅、锌、锰及银多金属矿化的元素组合；第七因子为Au、As、Sb、Sn、Ag、Cu，是反映金矿化的元素组合。从以上分析结果来看，区内水系沉积物中元素组合较为复杂，同一元素出现在不同的因子中，显示出成矿及伴生元素在不同矿化或同一成矿元素不同矿化类型的指示，如Ag在四个因子中出现，其因子载荷在第一因子为最大，在第四因子次之，是成矿元素；在第二、第六两因子中其因子载荷相对较小，是以伴生或指示元素地位出现。这一特点也是区内矿产特征的反映。区内震旦－寒武系黑色岩系的分布范围较广，且在有利部位富集成矿，如黄山留杯荡银矿，而三宝、长岩下、九亩丘等多金属矿中银都为主要矿种之一。
表3-3-2 安徽东南地区元素因子分析正交载荷矩阵

根据水体多目标区域地球化学调查成果，通过对实测值的分布式检验，求取各指标的平均含量值，作为研究水体中元素(化合物)区域地球化学分布特征的基础值，研究各元素(化合物)的区域地球化学分布特征和地球化学背景的变化规律及受控的环境因素。水体酸碱度(pH值)和一般化学指标分布特征如图版Ⅱ附图2－11，图版Ⅲ附图2－12至附图2－17及图版Ⅳ附图2－18所示。