据胡云中等（2006年）中国浅表地球化学场分区，武当－桐柏－大别成矿带主体位于秦岭－大别二级地球化学区（Ⅱ－6）东段，含秦岭和大别两个亚区。基本特征：①Cu和铁族元素呈高背景分布，秦岭亚区Au、Ag、Mo、As、Nb、F、Mg等也呈高背景分布；②秦岭亚区除南秦岭锡、钨呈低背景分布外，其他元素几乎无低背景分布；③区域异常呈带状分布在深大断裂带上，其中秦岭亚区在整个造山带中异常元素组合复杂多样，异常强度高、规模大。
1．元素总体分布特征
以武当－桐柏－大别成矿带内26 000余个水系沉积物测量数据点为基础进行统计，成矿带地球化学背景参数值（中位数、平均值、离差等）、中国水系沉积物中元素和氧化物背景数据和陆壳元素含量见表7。
表7 武当－桐柏－大别成矿带水系沉积物中39种元素背景特征值表
续表7
注：元素含量数据为成矿带内1∶20万化探数据经3×3中值滤波后的统计结果；单位（ωB）Ag、Au、Cd、Hg为10－9，其他元素单位为10－6，氧化物单位为%。
成矿带内Nb、MgO、Ni、Be、K2O、Cr、F、P、La、Cu、Zn、Li等和全国背景值大致相当或略偏低；Na2O、Ba、Sr、Co、V、Fe2O3等呈高背景值分布，其中Na2O、Ba、Sr偏高明显，Na2O达全国值的1．57倍；Sb、Bi、Hg、As、Ag、W、B、Cd、Sn、Mo、U、CaO、Th、Pb、Au等含量偏低，尤其是Sb、Bi、Hg、As等仅为全国背景值的1／3～1／2，偏低显著。
成矿带内元素含量的变异特征由变异系数Cv体现。按Cv值大小将变异程度分为5级，见表8。
表8 武当－桐柏－大别成矿带内元素变异程度表
除SiO2、Al2O3、Y、Mn、Fe2O3、K2O等少数几个元素（氧化物）为均匀分布外，Pb、Sn、Co、Be、La、V、Li、Ti、Zn、Cu、Cr、U、Bi、F、Ni、Zr、Th、Na2O、Ba、W等大部分元素变异系数较小（Cv值为0．48～0．26），均匀性相对较好。MgO、Nb、Ag、P、Au、As、Hg、Sr、Sb、B、CaO、Cd、Mo等呈弱分异—分异的分布模式，尤其是Mo的Cv值达1．28，分异强烈。
反映成矿带内元素在后生作用中元素相对于背景分布的平均增益或亏损幅度（K0）、后生作用中元素的叠加强度（D）等的参数见表9。
表9 武当－桐柏－大别成矿带内元素亏损幅度和叠加强度表
注：K0＝X／X0、D＝（X×S）／（X0×S0），X、S为全区平均值和离差，X0、S0为逐步剔除数据中特高、特低值后的平均值与离差。
区内元素的后生叠加特征系数K0、D表明，除Na2O、Al2O3、SiO2等少数氧化物外，绝大多数元素都有后生因素所引起的增量，但叠加量及强度不一，表现出不同的分布形式。
（1）Sb、MgO、Nb、Hg、Th、Ag、P、CaO、Cd、Mo等后生叠加量高（K0＞1．1，Mo的K0值高达1．48），叠加改造明显。其中Th、Ag、CaO、Nb、Cd、Mo等元素叠加强度大（D＞2，Mo的D值高达8．24），表现为强浓集态，矿化趋势明显；Sb、P、Hg、MgO等叠加强度较小，多处于分散状态。
（2）Ba、Ti、U、Au、Sr、Zr等叠加量较高（1．05＜K0＜1．1），其中Au的D值为1．97，为较强的浓集状态，仍有明显矿化趋势，在地质构造环境较好地段矿化有利部位仍有较大富集成矿潜力。
（3）Li、Sn、B、Mn、Pb、Bi、Co、As、Zn、Ni、Y、W、Cu、F、Sr、Cr、La、V、Ba、Sb、Be、U、Ti、P、Zr等后生叠加量和叠加强度均较低，处于分散状态。
2．元素在不同构造单元中的分布
武当－桐柏－大别成矿带，夹持于华北地块和扬子地块之间，是秦岭造山带的东延部分（图9），主体由秦岭弧盆系（Ⅳ－10）等7个二级构造单元组成。带内主要构造单元的K、K0、D值列于表10。
北秦岭岩浆弧（Ⅳ－10－2）大多数元素以低背景分布为特征，CaO、Cd、P、B、Ba相对偏低，仅W、Au出现较为明显的同生富集。Ba、Th、Hg、Mo、U、W、Bi、Sr、Au、Be等后生叠加作用强烈（K0≥1．06），同时Ba、Th、Be、Mo、Hg、U等的D值大于2，具有较好的成矿趋势。
表10 武当－桐柏－大别成矿带三级构造单元元素K、K0、D值表
续表10
注：K＝X0／X0成矿带，K0＝X／X0，D＝（X×S）／（X0×S0），X、S为不同构造单元平均值和离差，X0、S0为不同构造单元逐步剔除数据中特高、特低值后的平均值与离差。
大别高压—超高压折返带（Ⅳ－11－1）富集Sr、P、Na2O、Zr、Ba、CaO、Th、La、K2O、Be、Y、Zn等，其中Sr、P、Na2O、Zr、Ba富集显著，贫W、Li、Bi、Hg，严重贫B、Sb、As。单元内Sb、Hg、W、As、Th、Au、Bi、U等后期叠加分异作用明显，Au、Sb、Hg、W、Th的叠加强度大（D＞2），局部矿化集中趋势明显。
武当陆缘裂谷（Ⅳ－10－7）大部分元素呈背景分布状态，Ba、Sr、P、Th、Zr、K2O呈低背景状态，仅Sb、B、As 3个元素具有较为显著的富集态势。裂谷带内Mo、CaO、Cd、Ag、P、Ba发生强的后生叠加分异作用，叠加强度D值Mo、Cd、CaO、Ba、Ag等均大于2，尤其是Mo，其K0值达1．38，D值达7．33，富集趋势明显。
西倾山－南秦岭陆缘裂谷带（Ⅳ－10－6）的元素分布特征受早古生代地层中黑色岩系控制，B、CaO、Cd、Sb、Mo、As、MgO、Ag、Zn、Bi、Ti、Ni、Li、F、Cu、W、Cr、Hg、U、Nb、V、Th均呈现富集状态，仅Na2O、Sr、Zr等相对贫化，Sr的异常偏低与鄂西地区的Sr高背景不一致。本单元内Mo、Nb、Cd、Ba、Ag、Au、V、Cr、As、Sb具强分异富集（K0＞1．1），Mo、Nb、Cd、Ba、Ag、V、Cr、Au分异叠加强度高，最为显著的为Mo，其K0值达2．01，D值达11．33，成矿带内最高值。
宽坪弧后盆地（Ⅳ－10－1）和中秦岭陆缘盆地（Ⅳ－10－4）在成矿带区域内面积相对较小，除W、Sn、Be、Au、Nb等相对富集外，其他特征不明显。
分构造单元进行元素聚类分析显示（图13～图18），成矿带主要元素组合分为与基性超基性岩有关的元素组合、与中酸性岩浆岩有关的元素组合、与构造活动等有关的低温热液元素组合和高温岩浆作用元素组合、与岩浆活动有关的中高温热液元素组合等。各构造单元元素组合关系有着显著差异。
宽坪弧后盆地（Ⅳ－10－1）元素组合主要有：①Fe2O3、Ni、Cr、Cu、Co、V、Ti、Zn、Mn、CaO、MgO、P、B、Na2O、Sr；②Th、Be、U、Zr、K2O、Nb、La、Sn、Y、Al2O3；③As、Sb；④W、F、Cd、Ag、Mo。
图13 宽坪弧后盆地（Ⅳ－10－1）元素聚类分析谱系图
北秦岭（二郎坪）岩浆弧（Ⅳ－10－2）元素组合主要有：①Ni、Cr、Co、V、Fe2O3、Cu、Mn、Ti、Y；②CaO、MgO、Sr、P、Na2O、F、Zn、Al2O3；③Th、U、Nb、K2O、Be、Zr、Pb、Sn、La、Mo；④W、Bi；⑤As、Sb；⑥Li、B、Au、Ag、Cd、Hg、Ba、SiO2。
图14 北秦岭（二郎坪）岩浆弧（Ⅳ－10－2）元素聚类分析谱系图
中秦岭陆缘盆地（Ⅳ－10－4）元素组合主要有：①La、Li、Y、Mn、MgO、Ni、Co；②F、Al2O3、Zn、Pb、Ti、Fe2O3、Nb、V、P、Cu、K2O、Sr、Bi、Cr、Sb、CaO；③As、B。
图15 中秦岭陆缘盆地（Ⅳ－10－4）元素聚类分析谱系图
西倾山－南秦岭陆缘裂谷带（Ⅳ－10－6）元素组合主要有：①Mo、Cd、Ag、Ba、P；②CaO、MgO、Sr；③Fe2O3、Ti、Nb、Na2O、La、Y；④Al2O3、Be、Zr、Mn；⑤Cu、Ni、V、Co、Cr、Zn、U；⑥B、K2O、SiO2、Bi、Pb、Li、Th；⑦Sb、Hg。
图16 西倾山－南秦岭陆缘裂谷带（Ⅳ－10－6）元素聚类分析谱系图
武当陆缘裂谷（Ⅳ－10－7）元素组合主要有：①Ni、Co、Fe2O3、Cr、V、Cu、Ti、Zn、Mn；②CaO、MgO；③La、Nb、P、F、Zr；④Pb、Be、Al2O3、Th、U、K2O、Sn；⑤Sr、Na2O、SiO2；⑥Li、B、W、As、Sb、Bi；⑦Mo、Cd、Ag、Ba。
大别高压－超高压变质岩系折返带（Ⅳ－11－1）元素组合主要有：①Ni、Cr、Co、MgO、Fe2O3、Ti、V、Cu、Mn；②CaO、Sr、P、F、Zn、Al2O3、Zr、La；③Nb、Be、Th、K2O、Pb、Sn、U；④As、B、Sb、SiO2、Li、Hg；⑤W、Bi。
3．元素在不同地层中的分布
武当－桐柏－大别成矿带中28个地层（岩浆岩）单元的元素地球化学参数见表11。各元素随地层、岩浆岩时代演化曲线见图19。
4．区域地球化学异常
对武当－桐柏－大别成矿带1∶20万化探数据重新整理，圈定了部分元素异常（异常下限见表6），并分别编制了高温元素组合（W－Sn－Mo－Bi）、中温元素组合（Pb－Zn－Ag）、低温元素组合（Au－Sb－Hg、As－Sb－Hg），以及反映岩浆分布的元素组合（镧钍锆）的组合异常图，具体见附图。
图17 武当陆缘裂谷（Ⅳ－10－7）元素聚类分析谱系图
图18 大别高压－超高压变质岩系折返带（Ⅳ－11－1）元素聚类分析谱系图
图19 武当－桐柏－大别成矿带不同地层（岩浆岩）单元元素含量变化曲线
表11 武当－桐柏－大别成矿带不同地层（岩浆岩）单元地球化学参数表
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注：＊为统计样点数
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