摩洛哥大阿特拉斯构造带东段铅、锌地球化学分布与找矿远景区优选

Geochemical distribution of Pb and Zn in the Eastern High Atlas, Morocco: Implications for Pb-Zn ore prospecting

摘要

摩洛哥大阿特拉斯构造带位于特提斯成矿域西端，成矿地质条件优越，已发现大量MVT型铅锌矿床(点),但长久以来较低的地质工作程度使得铅锌成矿潜力不明。中大比例尺地球化学调查是资源勘查的有效手段，准确的地球化学异常信息能快速圈定找矿远景区，提高勘查效率和成功率。本文通过摩洛哥大阿特拉斯构造带东段万余平方千米区域的1∶100000地球化学调查，查明该区水系沉积物中铅元素含量为5.7～43 210.0μg/g,平均含量为45.0μg/g;锌元素含量为12.2～75 420.0μg/g,平均含量为86.4μg/g,均高于地壳克拉克值。以92%累频为异常下限(Pb含量为36.9μg/g, Zn含量为78.3μg/g)共圈定73个铅地球化学异常和68个锌地球化学异常，通过铅、锌等元素的地球化学分布特征，结合区域地质背景和成矿条件分析，划出了3个主要铅锌成矿带，成矿带内进一步圈定了9处铅锌矿找矿远景区，提出该区具有寻找MVT型铅锌矿的潜力。该成果为下一步开展找矿勘查提供了重要方向。

关键词

地球化学调查 / MVT型铅锌矿 / 远景区优选 / 成矿潜力 / 摩洛哥

Key words

geochemical survey / Mississippi Valley-type Pb-Zn deposits / prospecting areas optimization / resource potential / Morocco

0 引言

铅、锌是工业生产的重要原材料,铅、锌资源的勘查和开发对经济发展和工业进步具有重要影响。目前,全球铅锌矿主要成矿类型包括密西西比河谷型(MVT)、火山成因块状硫化物型(VMS)、沉积岩容矿的喷流沉积型(SEDEX),以及与岩浆作用有关的斑岩型、夕卡岩型和热液型等^{[1⇓⇓⇓-5]}。其中,MVT型铅锌矿,因其具有较高的铅锌品位,分布广泛,且较低勘查和开采成本,一直以来是全球铅锌资源勘查的重点^[6⇓-8]。特提斯成矿域作为世界上MVT型铅锌矿床最为富集的地域,在全球已发现的超大型铅锌矿中,有一半以上位于该成矿域内。

摩洛哥位于特提斯成矿域最西端,历史上曾为全球最为重要的铅锌资源产地之一,至少有200年持续为全球铅锌资源生产中心,累计生产超过2 000万t铅锌^[9]。位于摩洛哥东南部的大阿特拉斯构造带东段铅锌成矿带是摩洛哥3大铅锌矿集区(带)之一,分布有大量的铅锌矿露头和民采矿床(点)。然而该构造带的矿产勘查工作程度较低,缺少系统的矿产地质调查,物化探等找矿勘查工作不足,严重限制了该区铅锌资源的开发。

通过地球化学调查,可获取丰富的地球化学元素数据,提取地球化学异常信息,进而圈定找矿远景区^[10⇓-12]。本文通过摩洛哥大阿特拉斯山东部地区1∶100 000地质和地球化学填图工作,开展铅、锌成矿元素的地球化学特征研究,提取铅锌异常信息,并以MVT型铅锌成矿理论为指导,结合铅、锌矿产成矿地质背景分析,进行找矿远景区优选,为研究区找矿勘查提供新的依据和找矿方向。

1 地质与矿产概况

1.1 区域地质特征与主要矿产资源

摩洛哥处于非洲大陆、大西洋和阿尔卑斯造山带组成的三叉点处,基础地质和成矿作用研究意义重大^[13]。该区构造演化历史复杂,太古宙—古元古代为多板块时期;古元古代末期发生了伊比鲁利亚造山运动;中元古代为相对构造宁静期;新元古代发生了与罗迪尼亚超大陆裂解对应的构造活动;泛非期发生了板块碰撞,并伴随大规模钙碱性和碱性岩浆活动,发育蛇绿混杂岩^[14,15];早古生代的西非克拉通伸展作用,导致其边缘变质地体的分离;海西期构造活动表现为俯冲增生和板块拼贴;阿尔卑斯期发生了短暂的裂解和其后的走滑拉伸与俯冲拼贴作用^[13,16]。受前寒武纪以来多次构造活动的影响和控制,摩洛哥境内形成了马格里布—阿尔卑斯褶皱带和前寒武纪非洲阿拉伯地台两大构造单元,可进一步细分为里夫构造带、阿特拉斯构造带、梅塞塔地块、小阿特拉斯构造带和廷杜夫向斜盆地几个次级构造单元^[13](图1^[17])。

摩洛哥地层出露完整,从元古宙到新生代的地层均不同程度出露,构造系统既有沉积盆地,也有褶皱变质带^[18];岩浆活动以前寒武纪钙碱性和碱性岩浆岩最为普遍,加里东期、中生代和新生代基性岩也有出露^[19-20]。摩洛哥矿产资源较为丰富,出露大量的磷酸盐矿床、银矿床、VMS型多金属矿床、MVT型铅锌矿床和沉积型铁矿床,并有萤石-重晶石、少量贵金属和宝石等矿产出^[21⇓-23],特别是磷酸盐储量巨大,占世界总储量的近75%^[24],具有良好的找矿勘探前景。

1.2 大阿特拉斯东段地质背景与铅锌成矿

大阿特拉斯东段北部以东梅塞塔地块为界,南接小阿特拉斯构造带(图1^[17]),区内出露地层主要包括古生代基底和中生代盖层(图2^{[25⇓⇓-28]}),三叠纪末期到早白垩世的裂谷活动和新生代以来的隆升作用奠定了该区构造格架^[13]。古生代基底主要由寒武系砂岩、泥岩,奥陶系砂岩、细砂岩、钙质泥岩,以及志留系泥岩、硅质条带组成,经历了海西期构造变形变质作用的改造。中生代地层主要由三叠纪玄武岩、侏罗系白云质灰岩、泥灰岩和白垩系灰质白云岩、粉砂岩、泥岩构成,主要被新生代晚阿尔卑斯期造山运动改造^[9,29]。中生代裂谷作用最早始于二叠纪末期,三叠纪后显著扩张,形成大量玄武质火山岩^[30]。随着裂谷扩张活动的持续,拉伸裂谷盆地形成,并有大量碳酸盐沉积,裂谷盆地的展布受ENE-WSW向正断层控制^[31-32],形成了现今大阿特拉斯山脉的雏形。中侏罗世末期构造体制发生转换,盆地开始闭合,发生海退,形成了杂色泥岩和石膏等海陆交互相沉积。晚白垩世早期碳酸盐台地的建立标志着一个短暂的晚塞诺曼期—土伦期海侵事件,之后区内再次记录了陆相沉积^[33]。始新世后,随着盆地闭合,构造体制开始反转,大量逆断层形成,常沿裂谷期同沉积断层发育。该期首次区域挤压事件发生在卢泰特期—巴顿期(约40 Ma),大阿特拉斯山东部地区的地貌特征主要由更新世之前的区域挤压作用形成^[33-34]。

大阿特拉斯东段构造特征主要表现为轴向NEE到近EW向褶皱和断层组合(图2^{[25⇓⇓-28]})。褶皱主要由开阔的巨型向斜和尖锐狭窄的巨型背斜组成,形成隔挡式褶皱。向斜核部通常为中侏罗统泥灰岩;背斜有时呈无轴心形式,核部通常由三叠纪玄武岩、红色泥岩和下侏罗统灰质白云岩充填^[35]。大型逆断层通常在背斜核部发育,如大阿特拉斯东段中南部绵延数十千米的区域性Tizi n’Friest控岩控相断层^[36],即沿Tizi n’Friest背斜核部发育。根据构造组合特征、岩石地层分布和矿床(点)分布规律等综合要素,大阿特拉斯东段地区可围绕中南部Tizi n’Friest断层和西北角Jbel Maout Foud断层两条NEE向主要逆断层划分为Tizi n’Friest断层周缘构造带(Ⅰ带)、Jbel Maout Foud断层构造带(Ⅱ带)和二者之间的次级断层构造带(Ⅲ带)3个构造带,主要铅锌矿床多沿构造带分布(图2^{[25⇓⇓-28]})。

大阿特拉斯东部铅锌成矿带以发育大量MVT型铅锌矿床为成矿特征^[9],已有研究表明该区铅锌矿床与特提斯成矿域内其他MVT型铅锌矿床的流体包裹体特征、C-O-S-Pb等稳定同位素组成等类似^[37⇓-39]。本研究在该区已发现铅锌矿床(点)不低于30处,均与下侏罗统白云岩或白云质灰岩密切相关,NEE向褶皱和逆冲断层活动对铅锌矿的形成起到重要作用。断裂活动使得深部碳酸盐岩抬升至浅表并促使其变形破碎,更易于形成溶蚀垮塌构造和破碎带,为铅锌金属沉淀提供有利空间^[9]。新生代区域性剧烈隆升,使绝大部分铅锌矿床普遍存在强烈的氧化作用,从而在近地表形成大量次生氧化矿物,如菱锌矿、硅锌矿、白铅矿和铅钒等,氧化矿石中铅和锌最高品位分别可达20%和50%^[9]。研究区成矿条件好,广泛分布大量铅锌矿床(点),其中Bou Dahar等大型铅锌矿床已有近百年开发史,探明金属量超过140万 t^[9,37],表明该地区MVT型铅锌矿找矿潜力较大。

2 研究方法

2.1 样品采集

根据研究区地球化学景观特点^[40],以中华人民共和国地质矿产行业标准《区域地球化学勘查规范 比例尺1∶200 000》(DZ/T 0167—1995)^[41]为技术准则开展1∶100 000地球化学勘查工作。以摩洛哥能源转型与可持续发展部提供的1∶100 000地形图为底图,按1 km×1 km网格布置采样点(图3)。布点时主要考虑采样点宜均匀分布在整个研究区,控制采样网格内的最大汇水域,当单一采样点所代表的汇水域无法控制2/3网格面积时,在采样网格内增加采样点。采样介质为水系沉积物,采样粒级为60目。野外样品采集在50 m范围内选取3~5处具有代表性的采样部位多点组合采样,混合组成一个样品。样品质量过筛后大于1 kg,缩分为两份,一份300 g送实验室进行分析;另外一份200 g装聚乙烯瓶作为副样保存。野外定点以手持式全球卫星定位系统和地形图相结合进行,误差小于10 m。为确保工作质量,按要求布置重采样和重份分析样,重采样比例≥3%,重份分析样比例≥6%,重复采样和重份分析样均在采样图上明确标注。此次工作共采集水系沉积物样品为10 700件,采集重复采样为363件,占总样品数的3.393%,重份分析样为726件,占总分析样品数的6.785%。

2.2 样品制备与分析测试

样品分析测试在华北有色(三河)燕郊中心实验室完成,重点测试Pb、Zn、Ag、As、Sb、Hg、Cd和Mo 8种元素,样品制备和分析方法如下。

试样混匀后,取80 g用无污染的刚玉、玛瑙碎样机研磨至粒度200目以下,剩余试样留作副样装原袋保存。碎样时随时检查粒度,若达不到粒度要求则延长碎样时间或转入三头磨样机的玛瑙钵中重新加工。加工后的试样质量应不少于加工样品原始质量的90%。碎好的试样混匀后,分取汞样和多项样装玻璃瓶,分别经45 ℃和105 ℃烘2 h后送分析室分析。

Pb、Cd和Mo采用电感耦合等离子体质谱法,Zn采用电感耦合等离子体光谱法,Ag采用发射光谱法,As、Sb和Hg采用原子荧光光谱法^[42-43]。测试中每500件样品中插入12个国家一级标准物质(GBW)来控制分析准确度和精密度,GBW合格率要求100%;随机抽取5%的样品作为重复性检验样品;每一个送样批次分析完毕后,对部分特高或特低含量试样,进行异常点重复性检验。

2.3 数据处理与制图

数据处理采用地质勘查数据处理与分析软件(GeoExpl)^[44-45],将数据导入并进行网格化处理,采用网格距500 m×500 m,计算模型采用指数距离加权法,搜索半径设定为2.5 km。单元素地球化学图的编制采用累积频率法,以累积频率为基础划分19个量级基线制作地球化学图,累积频率分别为0.5%、1.2%、3%、4.5%、8%、15%、25%、40%、60%、75%、85%、92%、95.5%、97%、98%、98.8%、99.5%和100%^[46]。选择92%作为异常下限,圈定地球化学异常,编制Pb、Zn、Ag、As、Sb、Hg、Cd和Mo 8种元素的地球化学异常图,开展找矿预测。相关参数的计算依据应用地球化学块体理论^[47]和《矿产预测方法指南》^[48]中推荐的地球化学块体资源量预测的方法原理,对铅锌异常的平均值、标准离差、成矿有利度和致矿物质量等参数进行统计。

成矿有利度(Pfd)是指异常平均值( \overline{X})与异常下限(At)所得的比值再乘以标准离差(Sev)^[49-50],参数既能反映元素在特定区域内的富集程度,也能反映元素的分异程度。计算公式为

(1) \mathrm{P} \mathrm{f} \mathrm{d} = \frac{\overline{X}}{\mathrm{A}\mathrm{t}} \times \mathrm{S} \mathrm{e} \mathrm{v}

致矿物质量(Qm)为成矿有利度(Pfd)和异常面积(S)的乘积^[49-50]。计算公式为

(2)Qm=Pfd×S

3 铅、锌地球化学分布特征

根据大阿特拉斯东段10 700件样品的测试数据,研究区内铅、锌两成矿元素的主要地球化学参数统计分析结果见表1,区内第四系(Q)、白垩系(K)、侏罗系(J)、三叠纪玄武岩(tβ)、奥陶系(O)、寒武系()等地质单元内的铅、锌地球化学参数统计分析结果见表2。研究区铅、锌元素特征分述如下。

3.1 铅元素

研究区样品中铅含量为5.7~43 210.0 μg/g,平均含量为45.0 μg/g(表1),高于地壳克拉克值11 μg/g^[40]。第四系、侏罗系和三叠纪玄武岩中铅平均含量较高,分别为36.0、56.6和55.2 μg/g(表2)。

在铅元素地球化学图的基础上,以36.9 μg/g(累频92%)为异常下限编制铅元素地球化学异常图,圈定出73处铅异常(图4)。根据各异常的统计结果(表3),按成矿有利度进行排序,排名前10的异常依次为Pb03、Pb09、Pb11、Pb01、Pb16、Pb04、Pb10、Pb07、Pb14和Pb24(表4、图4)。铅元素高值异常总体呈北东向展布。

3.2 锌元素

研究区样品中锌含量为12.2~75 420.0 μg/g,平均含量为86.4 μg/g(表1),高于地壳克拉克值72 μg/g^[51]。锌元素在第四系、侏罗系和三叠纪玄武岩内平均含量较高,分别为77.1、100.5和111.9 μg/g(表2)。

在锌元素地球化学图的基础上,以78.3 μg/g(累频92%)为异常下限编制锌元素地球化学异常图,圈定出68处锌异常(图5)。根据各参数的统计结果(表5),按成矿有利度进行排序,排名前10的异常依次为Zn06、Zn05、Zn03、Zn15、Zn10、Zn02、Zn32、Zn11、Zn25和Zn14(表6、图5),高值异常总体也呈北东向展布。

4 远景区优选

根据前人对特提斯成矿域内MVT型铅锌矿的成矿特征研究和地球化学调查成果,与该类铅锌矿床有关的成矿元素主要为Pb、Zn、Ag、Cd、Hg、As、Sb和Mo等一套中低温元素组合^[52⇓-54],其中成矿元素组合为Pb、Zn和Ag,伴生元素主要为Cd、Mo、As、Sb和Hg。研究区铅锌矿床与特提斯成矿域内其他铅锌矿床具有相似的成矿特征,本文选取上述中低温元素组合的8种元素,以累频92%为异常下限制作了各单元素异常图,将单元素异常叠加后形成组合异常图,根据异常的空间套合关系进行地球化学远景区优选,结合地质和矿产信息绘制成矿远景预测图(图6),对远景区内的单元素异常进行统计,其地球化学特征值见表7。

从各元素地球化学异常分布特征可以看出,各异常区与已知的铅锌矿床有良好的相关性,多沿主要断层带呈北东东向分布(图4~6)。前文对研究区构造的分析指出,区内北东东向主要断层具有控岩控相的作用,并由此划分出3条北东东向构造带,区内主要铅锌矿也沿该构造带呈带状分布。根据地质和地球化学异常间的空间耦合和内在成因联系,以前文划分的3条构造带为基础,结合矿床展布和各元素的地球化学异常分布,划分出3条铅锌异常成矿带,即研究区中南部的Tizi n’Friest铅锌成矿带(Ⅰ号带)、北西部的Jbel Maout Foud铅锌成矿带(Ⅱ号带)和中部的北东向次级断层区铅锌成矿带(Ⅲ号带)。进一步根据各成矿带内铅锌异常区分布情况,在Ⅰ号带内圈定出Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-4和Ⅰ-5共5处找矿远景区,在Ⅱ号带内圈定出Ⅱ-1和Ⅱ-2两处找矿远景区,在Ⅲ号带内圈定出Ⅲ-1和Ⅲ-2两处找矿远景区,共计9处找矿远景区(图6)。各成矿带、找矿远景区地质和地球化学特征如下。

4.1 Tizi n’Friest铅锌成矿带(Ⅰ号带)

位于研究区中南部,沿Tizi n’Firest区域性断层周缘呈北东向展布。Tizi n’Firest断层向北陡倾,是一条大规模逆冲推覆断层,对研究区铅锌矿的形成和分布具有重要的控矿意义。断裂活动形成的空间为盆地内流体的活动提供了有利通道,也为成矿物质提供了就位场所,从而导致大量铅锌矿床(点)沿断层带出露,研究区已发现的矿床(点)有约80%位于该铅锌异常带内。结合多元素异常套合特征,在该异常带内共圈定5处找矿远景区。

(1)铅锌矿找矿远景区(Ⅰ-1区)。该远景区位于摩洛哥Beni Tajit东部(图6),面积约449 km²,成矿相关元素的异常特征见图7,除Mo元素外,远景区主元素和伴生元素均有明显浓度分带,异常规模大,强度高,单元素异常套合好。该远景区含Pb01号异常,Pb最大值为43 210.0 μg/g,平均值为289.4 μg/g;含Zn03和Zn09两个异常区,Zn最大值在Zn03号异常区内,为44 490.0 μg/g,Zn03和Zn09号异常内Zn平均值分别为869.1和120.9 μg/g;此外,该远景区Cd和Sb异常也较强烈(表7、图7)。远景区内已发现多处铅锌矿床(点)。

(2)铅锌矿找矿远景区(Ⅰ-2区)。该远景区位于摩洛哥Beni Tajit西部(图6),面积约156 km²,成矿相关元素的异常特征见图8,除Mo元素外,其他主元素和伴生元素均有较明显浓度分带,异常强度高,Pb、Zn和Cd元素的异常规模较大,单元素异常套合较好。该远景区含Pb04号异常,Pb最大值为7 812.0 μg/g,平均值为181.2 μg/g;含Zn10号异常,Zn最大值为5 644.0 μg/g,平均值为292.5 μg/g;此外,该远景区Cd和Hg异常也较强烈,与主成矿元素Pb和Zn呈良好套合关系(表7、图8)。远景区也发现铅锌矿床(点)多处。

(3)铅锌矿找矿远景区(Ⅰ-3区)。该远景区分布于Tichi n’Ougourra-Tazzouguert一带(图6),面积约183 km²,成矿相关元素的异常特征见图9,远景区主元素和伴生元素均有明显浓度分带,异常强度高,规模较大,单元素异常套合较好。该远景区含Pb03号异常,其Pb最大值为23 813.4 μg/g,平均值为542.5 μg/g;含Zn02号异常,Zn最大值为2 519.0 μg/g,平均值为297.7 μg/g;除Pb和Zn两主元素,Cd和Sb两伴生元素异常很强烈(表7、图9)。区内已发现铅锌矿床(点)一处。

(4)铅锌矿找矿远景区(Ⅰ-4区)。该远景区分布于Tizi n’Friest西部(图6),面积约48 km²,成矿相关元素的异常特征见图10,该区主元素和伴生元素均有明显浓度分带,异常强度高,规模较小,单元素异常套合较好。该远景区含Pb10号异常,Pb最大值为11 333.0 μg/g,平均值为478.5 μg/g;含Zn07号异常,该区Zn最大值为51 361.0 μg/g,平均值为2 642.5 μg/g;此外,Ag、Cd和Hg异常也很强烈,与Pb和Zn套合关系好(表7、图10)。区内已发现铅锌矿床(点)一处。

(5)铅锌矿找矿远景区(Ⅰ-5区)。该远景区分布于Tirhremt Cherif-Tizi n’Friest一带(图6),面积约243 km²,成矿相关元素的异常特征见图11,远景区主元素和伴生元素均有明显浓度分带,异常强度高,规模中等,单元素异常套合较好。该远景区包含Pb14、Pb11、Pb13、Pb18、Pb25和Pb26共6个Pb异常;Pb最大值为1 350.0 μg/g,在Pb14号异常内;6个异常内平均值分别为136.7、86.3、85.6、48.8、54.0和45.3 μg/g。区内还包含Zn05、Zn13和Zn16共3个Zn异常,Zn最大值为75 420.0 μg/g,在Zn05号异常中,Zn05、Zn13和Zn16号异常内平均值分别为1 392.9、158.9和129.8 μg/g。Ag、Cd和Hg异常强度均较高,与Pb和Zn呈良好套合关系(表7、图11)。区内已发现铅锌矿床(点)3处。

4.2 Jbel Maout Foud铅锌成矿带(Ⅱ号带)

Ⅱ号铅锌异常带位于研究区北部,其南侧为Jebel Maoutfoud断层,该断层主要走向为NE-NEE向,与Tizi n’Firest断裂近平行。该断裂上盘为早侏罗世中厚层至块状灰岩、白云质灰岩,是区域内MVT型铅锌矿床主要赋矿层位,地球化学铅、锌异常图均显示该区具有良好的找矿潜力。目前,该铅锌异常带内已发现3处矿床(点),共圈定两处找矿远景区。

(1)铅锌矿找矿远景区(Ⅱ-1区)。该远景区分布于Tinoumouch的北部(图6),面积约313 km²,成矿相关元素的异常特征见图12,远景区主元素和伴生元素均有明显浓度分带,异常强度高,规模较大,单元素异常套合较好。该远景区含Pb02号异常,Pb最大值为258.0 μg/g,平均值为65.6 μg/g;含Zn01-1号异常,Zn最大值为924.0 μg/g,平均值为162 μg/g;Ag、Cd、Hg、As、Sb和Mo也表现出强烈的异常特征(表7、图12),找矿潜力较大。

(2)铅锌矿找矿远景区(Ⅱ-2区)。该远景区分布于Tinoumouch的北东部(图6),面积约276 km²,成矿相关元素的异常特征见图13,远景区主元素和伴生元素均有明显浓度分带,异常强度高,规模中等,单元素异常套合较好。该远景区包含Pb08和Pb12两个Pb异常区;Pb最大值为10 042.0 μg/g,在Pb12号异常中;两异常中Pb平均值分别为47.7和428.4 μg/g。远景区还包含两个Zn异常区;Zn最大值为7 555 μg/g,在Zn15号异常中;两个Zn异常中Zn含量平均值分别为114.6和360.4 μg/g。另外,该远景区Ag和Cd等其他6种元素亦明显呈较强的异常(表7、图13),指示该区具有良好的找矿潜力,区内已发现铅锌矿床(点)一处。

4.3 北东向次级断层区铅锌成矿带(Ⅲ号带)

Ⅲ号铅锌异常带位于研究区中部,在Jebel Maoutfoud断层和Tizi n’Firest断层之间的次级断层区域内。该铅锌异常带内主要发育一系列与区域深大断裂平行的次级断层带,侏罗系和白垩系均有出露,目前已发现3处铅锌矿床(点),结合地质和地球化学异常特征,共圈定两处找矿远景区。

(1)铅锌矿找矿远景区(Ⅲ-1区)。

该远景区分布于Tinoumouch-Tirhremt Cherif一带(图6),面积约335 km²,成矿相关元素的异常特征见图14,远景区主元素和伴生元素均有明显浓度分带,异常强度高,规模中等,单元素异常套合较好。该远景区包含Pb07、Pb15和Pb16共3个Pb异常区;Pb最大值为800.0 μg/g,在Pb07号异常内;3个异常中Pb平均值分别为81.1、43.4和46.5 μg/g;远景区还包含Zn06和Zn18两个Zn异常区;Zn最大值为666.0 μg/g,在Zn06号异常区内;两个异常中Zn平均值分别为122.1和95.1 μg/g。其他6种元素也存在一级或二级异常浓度分带,与Pb和Zn套合关系好(表7、图14),具有一定的找矿意义,已发现铅锌矿床(点)一处。

(2)铅锌矿找矿远景区(Ⅲ-2区)。该远景区分布于Gourrama北部(图6),面积约644 km²,成矿相关元素的异常特征见图15,远景区主元素和伴生元素均有明显浓度分带,异常强度高,规模中等,单元素异常套合较好。该远景区包含Pb05、Pb19和Pb20共3个Pb异常区;Pb最大值为2 279.0 μg/g,在Pb05号异常中;3个异常中Pb平均值分别为126.6、48.2和20.2 μg/g;远景区内还包含Zn04、Zn12、Zn17、Zn22和Zn30共5个Zn异常区;Zn含大值为1 133.0μg/g,在Zn04号异常区内;5个异常中Zn平均值分别为118.5、101.3、98.2、124.5和93.7 μg/g。Ag、Cd、Hg、As、Sb和Mo均呈显著异常(表7、图15),表明该区存在Mo和Ag等矿的找矿前景,已发现铅锌矿床(点)一处。

5 结论

本文通过1∶100 000地球化学调查,重点对铅锌成矿相关的Pb、Zn、Ag、As、Sb、Hg、Cd和Mo 8种元素的地球化学特征进行分析,结合区域地质背景和成矿条件,获得以下主要结论。

(1)研究区水系沉积物样品中铅元素平均含量为45.0 μg/g,锌元素平均含量为86.4 μg/g,分别高于11和72 μg/g的地壳克拉克值。

(2)对与铅锌成矿相关的Zn、Pb、Cd、Ag、Hg、As、Sb和Mo 8种地球化学元素组合进行研究,结果表明:异常规模大、强度高、浓度分带明显,与区内已发现的铅锌矿床(点)有很好的吻合关系。

(3)摩洛哥大阿特拉斯东段的NEE向大断裂和早侏罗世白云质灰岩(或灰质白云岩)是该地区MVT型铅锌矿床重要的控矿要素,与成矿元素异常区和已知矿点分布都有很好的对应关系。

(4)以92%累频为异常下限(Pb含量为36.9 μg/g,Zn含量为78.3 μg/g)圈定了73个铅地球化学异常和68个锌地球化学异常,结合区域地质背景和成矿条件划分出3个主要铅锌成矿带,并在成矿带内圈定了9处铅锌矿找矿远景区。

项目工作得到了摩洛哥能源转型与可持续发展部地质司的大力支持,在此向地质司Ahmed Benlakhdim司长、Khalid El Hmidi处长和其他予以项目关心和帮助的同事表示感谢。匿名评审专家对本文提出的宝贵修改意见,在此一并致谢!

参考文献

[1] MISRA K. Understanding mineral deposits[M]. Berlin: Springer Science & Business Media, 2012.

[2] LEACH D L, BRADLEY D C, HUSTON D, et al. Sediment-hosted lead-zinc deposits in Earth history[J]. Economic Geology, 2010, 105(3): 593-625.

[3] PIERCEY S J, PETER J M, HERRINGTON R J. Zn-rich volcanogenic massive sulphide (VMS) deposits[M]// KELLY K. Current perspectives on zinc deposits. Dublin: Irish Association for Economic Geology, 2015: 37-57.

[4] HAMMARSTROM J M, KOTLYAR B B, THEODORE T G, et al. Cu, Au, and Zn-Pb skarn deposits[M]. Reston: US Geological Survey, 1995.

[5] MUDD G M, JOWITT S M, WERNER T T. The worlds lead-zinc mineral resources: scarcity, data, issues and opportunities[J]. Ore Geology Reviews, 2017, 80: 1160-1190.

[6] LEACH D L, SANGSTER D F, KELLEY K D, et al. Sediment-hosted lead-zinc deposits: a global perspective[M]// HEDENQUIST J W. Economic geology: one hundredth anniversary volume(1905-2005). Littleton: Society of Economic Geologists, 2005: 561-608.

[7] LEACH D L, TAYLOR R D, FEY D L, et al. A deposit model for Mississippi valley-type lead-zinc ores[M]. Reston: US Geological Survey, 2010.

[8] 宋玉财, 侯增谦, 刘英超, 特提斯域的密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床[J]. 中国地质, 2017, 44(4): 664-689.

[9] BOUABDELLAH M, SANGSTER D F. Geology, geochemistry, and current genetic models for major Mississippi valley-type Pb-Zn deposits of Morocco[M]// BOUABDELLAH M, SLACK J F. Mineral deposits of north Africa. Switzerland: Springer International Publishing, 2016: 463-495.

[10] 朱平平, 刘岳, 成秋明. 定量确定胶东毕郭地区勘查地球化学异常的分布方向及地质意义[J]. 地学前缘, 2023, 30(2): 440-446.

[11] 张必敏, 王学求. 矿产勘查的纳米地球化学理论与方法[J]. 地球科学, 2018, 43(5): 1503-1517.

[12] 向文帅, 姜军胜, 赵凯, 地球化学块体理论在厄立特里亚铜资源潜力预测中的应用[J]. 华南地质, 2024, 40(1): 63-74.

[13] MICHARD A, SADDIQI O, CHALOUAN A, et al. Continental evolution: the geology of Morocco[M]. Berlin: Springer-Verlag Heidelberg, 2008.

[14] TRIANTAFYLLOU A, BERGER J, BAELE J M, et al. The Tachakoucht-Iriri-Tourtit arc complex (Moroccan Anti-Atlas): Neoproterozoic records of polyphased subduction-accretion dynamics during the Pan-African orogeny[J]. Journal of Geodynamics, 2016, 96: 81-103.

[15] SOULAIMANI A, JAFFAL M, MAACHA L, et al. Modélisation magnétique de la suture ophiolitique de Bou Azzer-El Graara (Anti-Atlas central, Maroc): implications sur la reconstitution géodynamique panafricaine[J]. Comptes Rendus Geoscience, 2006, 338(3): 153-160.

[16] PIQUE A, BOUABDELLI M. Histoire géologique du Maroc[M]. Rabat: Edition du service gélogique du Maroc, 2000.

[17] 吴发富, 向鹏, 王建雄, 摩洛哥成矿地质背景与主要矿产资源[J]. 地质通报, 2023, 42(8): 1302-1317.

[18] CAVALLINA C, PAPINI M, MORATTI G, et al. The Late Mesozoic evolution of the Central High Atlas domain (Morocco): evidence from the paleo-drainage record of the Adrar Aglagal syncline[J]. Sedimentary Geology, 2018, 376: 1-17.

[19] ALLOUBAN M, KARAOUI B, MAHMOUDI A, et al. Petrographic and geochemical study of Jurassic-Cretaceous intrusive massifs (Gabbros-syenites) of the Eastern High Atlas, Morocco (Rich-Talsint axis)[J]. Journal of African Earth Sciences, 2021, 184: 104280.

[20] SAADI S E M, HILALI M M E A, BENSAÏD M, et al. Carte Géologique du Maroc au 1/100000[M]. Rabat: Edition du Service Gélogique du Maroc, 1985.

[21] WU F F, WANG J X, ZENG G P, et al. Carte Géologique du Maroc au 1/50000, feuille de Talwat - Mémoire explicative[M]. Rabat: Edition du Service Gélogique du Maroc, 2020.

[22] WU F F, LI B B, LIU Y, et al. Carte Géologique du Maroc au 1/50000, feuille de Talwat[M]. Rabat: Edition du Service Gélogique du Maroc, 2020.

[23] MOUTTAQI A, RJIMATI E C, MAACHA L. Nouveaux guides gélogiques et miniers du Maroc (Voliume 9): les principales mines du Maroc[M]. Rabat: Edition du Service Gélogique du Maroc, 2011.

[24] 吴发富, 王建雄, 刘江涛, 磷矿的分布、特征与开发现状[J]. 中国地质, 2021, 48(1): 82-101.

[25] CHENG X, WU F F, HE Y Y, et al. Carte Géologique du Maroc au 1/100000, feuille de Rich[M]. Rabat: Edition du Service Gélogique du Maroc, 2024.

[26] LIU H, WANG Z X, WANG C G, et al. Carte Géologique du Maroc au 1/100000, feuille de Gourrama[M]. Rabat: Edition du Service Gélogique du Maroc, 2024.

[27] ZENG X W, WEI K, HE Y Y, et al. Carte Géologique du Maroc au 1/100000, feuille de Tazzouguert[M]. Rabat: Edition du Service Gélogique du Maroc, 2024.

[28] SAADI S E M, HILALI M M E A, BOUDDA M M A, et al. Carte Géologique du Maroc au 1/1000000, feuille de Nord Maroc[M]. Notes et Mémoires Service Gélogique Maroc. n° 260, 1985.

[29] FEKKAK A, OUANAIMI H, MICHARD A, et al. Thick-skinned tectonics in a Late Cretaceous-Neogene intracontinental belt (High Atlas Mountains, Morocco): the flat-ramp fault control on basement shortening and cover folding[J]. Journal of African Earth Sciences, 2018, 140: 169-188.

[30] VERATI C, RAPAILLE C, FÉRAUD G, et al. ⁴⁰Ar/³⁹Ar ages and duration of the Central Atlantic Magmatic Province volcanism in Morocco and Portugal and its relation to the Triassic-Jurassic boundary[J]. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2007, 244(1/2/3/4): 308-325.

[31] FRIZON DE LAMOTTE D, ZIZI M, MISSENARD Y, et al. The Atlas system[M]// MICHARD A, SADDIQI O, CHALOUAN A, et al. Continental evolution: the geology of Morocco. Berlin: Springer-Verlag Heidelberg, 2008: 133-202.

[32] DE LAMOTTE D F, LETURMY P, MISSENARD Y, et al. Mesozoic and Cenozoic vertical movements in the Atlas system (Algeria, Morocco, Tunisia): an overview[J]. Tectonophysics, 2009, 475(1): 9-28.

[33] LAVILLE E, PIQUE A, AMRHAR M, et al. A restatement of the Mesozoic Atlasic rifting (Morocco)[J]. Journal of African Earth Sciences, 2004, 38(2): 145-153.

[34] OUASKOU M, CHARRIÈRE A, BOUMIR K, et al. Barremian intracontinental rift and Aptian Atlantic transgression in the northern boundary of the Central High Atlas (Morocco)[J]. Journal of African Earth Sciences, 2021, 175: 104094.

[35] IBOUH H, BCHARI F E, BOUABDELLI M, et al. L’ accident tizal-azourki haut atlas central du maroc: déformations synsédimentaires liasiques en extension et conséquences du serrage atlasique[J]. Estudios Geologicos-madrid, 2001, 57: 15-30.

[36] QUIQUEREZ A, SARIH S, ALLEMAND P, et al. Fault rate controls on carbonate gravity-flow deposits of the Liassic of Central High Atlas (Morocco)[J]. Marine and Petroleum Geology, 2013, 43: 349-369.

[37] RDDAD L, BOUHLEL S. The Bou Dahar Jurassic carbonate-hosted Pb-Zn-Ba deposits (Oriental High Atlas, Morocco): fluid-inclusion and C-O-S-Pb isotope studies[J]. Ore Geology Reviews, 2016, 72: 1072-1087.

[38] ADIL S, BOUABDELLAH M, GRANDIA F, et al. Caractérisation géochimique des fluides associés Aux minéralisations Pb-Zn de Bou-Dahar (Maroc)[J]. Comptes Rendus Geoscience, 2004, 336(14): 1265-1272.

[39] RDDAD L, MOUGUINA E M. Sulfur and lead isotopic compositions of ore sulfides and mining economic potential of the High Atlas Mississippi Valley-type ore province, Morocco[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2021, 226: 106765.

[40] 吴发富, 刘江涛, 王建雄, 摩洛哥地球化学景观划分[J]. 物探与化探, 2023, 47(1): 47-54.

[41] 中华人民共和国地质矿产部. 区域地球化学勘查规范比例尺1∶200 000: DZ/T 0167—1995[S]. 北京: 中国标准出版社, 1996.

[42] 张勤, 白金峰, 王烨. 地壳全元素配套分析方案及分析质量监控系统[J]. 地学前缘, 2012, 19(3): 33-42.

[43] 王学求, 周建, 徐善法, 全国地球化学基准网建立与土壤地球化学基准值特征[J]. 中国地质, 2016, 43(5): 1469-1480.

[44] 向运川. 区域地球化学数据管理信息系统的实现技术[J]. 物探与化探, 2002, 26(3): 209-214, 217.

[45] 刘江涛, 吴发富, 王建雄, 基于ArcGIS建模器的数据处理模型在摩洛哥地球化学填图中的应用[J]. 地质科技情报, 2017, 36(5): 1-6.

[46] 国土资源部. 土壤地球化学测量规程: DZ/T 0145—2017[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017.

[47] 谢学锦, 刘大文, 向运川, 地球化学块体: 概念和方法学的发展[J]. 中国地质, 2002, 29(3): 225-233.

[48] 叶天竺. 矿产预测方法指南[M]. 北京: 地质出版社, 2003.

[49] 张晶, 李宝强, 李慧英. 区域地球化学方法在西天山地区成矿潜力评价中的应用[J]. 西北地质, 2017, 50(3): 162-172.

[50] 张晶, 杨博, 李宝强, 中国西北地区成矿元素区域地球化学特征[J]. 现代地质, 2018, 32(5): 1042-1052.

[51] RUDNICK R L, GAO S. Composition of the continental crust[M]// GOLDFARB R J. Treatise on geochemistry: the crust, volume 3. Amsterdam: Elsevier, 2003: 1-64.

[52] 高建华, 范文玉, 张林奎. 地球化学快速评价方法在找矿靶区圈定中的应用[J]. 沉积与特提斯地质, 2007, 27(4): 7-10.

[53] NASEEM S, SHEIKH S A, QADEERUDDIN M, et al. Geochemical stream sediment survey in Winder Valley, Balochistan, Pakistan[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2002, 76(1): 1-12.

[54] YANG W Z, XIE Y, FU S H, et al. The Tianshuihai lead-zinc deposit, Xinjiang Province, NW China: a successful case of multi-scale geochemical mapping[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2014, 139: 136-143.

基金资助

中国商务部对外援助项目(202107)

中国商务部对外援助项目(201426)

国家自然科学基金项目(42372115)

国家自然科学基金项目(92055314)