彭松民，崔蓓蕾，張 坤，羅明偉，郭 銳，杜春陽(yáng)

(1.河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南 鄭州 450001)(2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，河南 許昌 461000)

0 引言

東秦嶺汝陽(yáng)竹園溝鉬礦床是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)并探明的斑巖型礦床。該礦床位于汝陽(yáng)東溝超大型鉬礦床南10 km處，兩個(gè)礦床成礦時(shí)代均為中生代燕山期的白堊紀(jì)中晚期，為我國(guó)鉬礦成礦的黃金時(shí)代［1］。在1∶5萬(wàn)分散流Mo異常的基礎(chǔ)上，投入1∶1萬(wàn)次生暈測(cè)量，結(jié)果證實(shí)，次先暈測(cè)量在尋找斑巖型鉬礦領(lǐng)域應(yīng)用效果是顯著的，所選擇的找礦手段也是切實(shí)可行的。

1 大地構(gòu)造及成礦地質(zhì)背景

1.1 大地構(gòu)造位置及巖漿巖

礦區(qū)位于華北克拉通南緣與秦嶺褶皺系銜接的東段［2］，即東秦嶺中部地區(qū)，局限于魯山—淮南及欒川—明港兩條深大斷裂切割的北西西—南東向斷塊上(圖2)，為楊子板塊向華北板塊俯沖帶的仰沖帶的火山島弧外側(cè)。大區(qū)域基底為太古宙太華群中深變質(zhì)巖系，蓋屋僅有中元古界長(zhǎng)城系熊耳群火山巖系，為一套中基性—中酸性火山巖組成的雙峰式火山巖，普遍夾火山凝灰?guī)r。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，主要有中元古代王屋山期中酸性石英二長(zhǎng)巖和中生代燕山期強(qiáng)酸性花崗巖漿活動(dòng)兩期，后者以大區(qū)域巨型巖基——太山廟花崗巖為主(圖1)，是我國(guó)北方中生代大規(guī)模花崗巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

圖1 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)略圖

1.2 區(qū)域1∶5萬(wàn)分散流地球化學(xué)背景

1.2.1 元素分布規(guī)律

區(qū)內(nèi)分散流15種元素表現(xiàn)主要集中于兩區(qū)，即付店一王坪區(qū)及竹園溝區(qū)。付店一王坪區(qū)元素綜合性強(qiáng)［3］，主要有 M、Pb、En、Ag、Au、As等六種，高、中元素異常套合較好;而竹園溝區(qū)別在于其位于太廟巨型花崗巖基邊緣，分散流元素集散受熊耳群地層和石英二長(zhǎng)巖帶的影響較小，表現(xiàn)出元素單一強(qiáng)度不高之特征，主要有Mo、Pb等(圖2)

圖2 汝陽(yáng)南部地區(qū)地球化學(xué)綜合異常圖

1.2.2 竹園溝1∶5萬(wàn)分散流異常特征

關(guān)帝廟Mo、Pb異常(豫付—Hs—10—乙3)

異常位于付店幅南部關(guān)帝廟一桃?guī)X高坡一帶，由Mo—4號(hào)，Pb—7號(hào)兩個(gè)單元素異常組成，分布于太山廟花崗巖內(nèi)接觸帶附近，北東向延伸，面積約5 km2。異常區(qū)內(nèi)為中、粗粒黑云母花崗巖，花崗巖中有熊耳群雞蛋坪組三段安山巖捕虜體［4］。北東向斷裂發(fā)育，巖石破碎，具硅化、鉀化蝕變，見(jiàn)輝鉬礦、螢石、黃鐵礦化等。

元素組合為Mo、Pb，強(qiáng)度低、變化平緩，沒(méi)有濃集中心。在該異常內(nèi)2009年勘查工作結(jié)束，發(fā)現(xiàn)并探明了竹園溝中型斑巖型鉬礦床。

2 1∶1萬(wàn)次生暈異常

竹園溝次生暈測(cè)區(qū)位于太山廟花崗巖體內(nèi)接觸帶且靠近巖體與圍巖接觸帶。太山廟花崗巖體內(nèi)，其微量元素 Cu、Pb、Zn、Ag、Mo、Mn、Ba 等元素含量均比酸性巖類巖石克拉克值高。從粗粒到細(xì)粒，微量元素含量有從低到高的變化趨勢(shì)，表現(xiàn)出在接觸帶上后期熱液遷移富集的礦化規(guī)律。

2.1 竹園溝單元素分布特征

土壤測(cè)量分析項(xiàng)目有7種，全部成圖。從成圖元素看，各元素的地球化學(xué)性質(zhì)不同，其分布特征各有差異，分述如下:

2.1.1 Mo 元素分布特征

Mo元素在區(qū)內(nèi)的分布變化較大［5］，在測(cè)區(qū)西南部(約占測(cè)區(qū)總面積為1/2)出現(xiàn)“低洼區(qū)”，在測(cè)區(qū)北部形成南北向的“高原區(qū)”，在測(cè)區(qū)北部形成南北向的“高原區(qū)”，在此隆起區(qū)內(nèi)，分布著三個(gè)第Ⅱ級(jí)臺(tái)階隆起，兩個(gè)第Ⅲ級(jí)臺(tái)階。第Ⅱ級(jí)臺(tái)階隆起區(qū)展方向?yàn)楸睎|向，與區(qū)內(nèi)已知鉬礦化體分布一致，元素組合以 Mo、Ag為主，伴有少量 Pb、Zn，組合 Mo、Ag組合異常，竹園溝鉬礦點(diǎn)位于該異常內(nèi)，第III級(jí)臺(tái)階隆起區(qū)長(zhǎng)軸方向?yàn)榻媳毕?，形成Mo、Cu、Pb、Zn、Ag元素組合異常，從無(wú)素組合看，區(qū)內(nèi)鉬礦化有兩次，第一次與Cu、Pb、Zn礦化關(guān)系密切，第二次與Ag礦化關(guān)系密切(圖3)。

2.1.2 Ag 元素分布特征

Ag元素在區(qū)內(nèi)變化較大，在測(cè)區(qū)中部宋家莊一帶形成北東向的“高原區(qū)”，與區(qū)內(nèi)礦化破碎帶總體走向一致，且高背景帶面積較大，強(qiáng)度中等，在東部小東溝——平地一帶異常呈近南北向零星出露，Ag元素異常濃集中心明顯，形成數(shù)個(gè)Ⅱ級(jí)異常，最高含量達(dá)25.1×10－6，測(cè)區(qū)西南部形成南北向的高背景帶，帶內(nèi)Ag異常呈北東向展布，Ag元素與Mo元素呈顯著正相關(guān)關(guān)系［6］。

2.1.3 Cu 元素分布特征

Cu元素在區(qū)內(nèi)的變化較平緩，形成開闊的“低洼區(qū)”內(nèi)出現(xiàn)零星“孤丘”，主要集中于竹園溝小東溝—平地一帶，出現(xiàn)第Ⅱ級(jí)臺(tái)階，其長(zhǎng)軸總體方向?yàn)榻媳毕?，單個(gè)Ⅱ級(jí)異常呈北東向，說(shuō)明銅礦化與區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造關(guān)系密切，從元素組合看Cu與Pb、Zn元素關(guān)系較密切，三元素套合較好。

2.1.4 Zn 元素分布特征

Zn元素在區(qū)內(nèi)的變化相對(duì)較平緩，與Cu元素基本一致，測(cè)區(qū)內(nèi)出現(xiàn)開闊的“低洼區(qū)”，在其“低洼區(qū)”西北部和東部形成數(shù)個(gè)“孤點(diǎn)”總體呈近南北向，小東溝和平地之間形成第II級(jí)臺(tái)階隆起，隆起區(qū)內(nèi)最高值達(dá)505×10－6，與Cu元素一樣受北東向構(gòu)造影響。

2.1.5 Pb 元素分布特征

Pb元素分布平緩，與Cu、Zn元素相同，在小東溝和平地形成“孤丘”，“孤丘”長(zhǎng)軸方向?yàn)楸北睎|和近南北向，說(shuō)明區(qū)內(nèi)鉛礦化與北東向構(gòu)造關(guān)系密切。

2.1.6 Co、Ni元素分布特征

Co、Ni二元素在區(qū)內(nèi)含量變化平緩［7］，形成大面積的“平原區(qū)”其等值線大致為近南北向和北西向展布，與區(qū)域上太山廟花崗巖體接觸帶的產(chǎn)狀基本一致。Ni元素在測(cè)區(qū)東南小東溝——平地形成一些平緩的隆起，這與區(qū)內(nèi)多金屬礦化經(jīng)后期氧化形成的鐵錳礦化有密切關(guān)系。

2.2 地球化學(xué)元素的共生組合規(guī)律

為了進(jìn)一步研究測(cè)區(qū)內(nèi)地球化學(xué)數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，揭示成礦(暈)元素的共生組合規(guī)律，以便獲得更好的地球化學(xué)找礦信息，我們對(duì)竹園溝次生暈地球化學(xué)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行了R型聚類分析和R型因子分析處理［8］，結(jié)果如下:

2.2.1 R型聚類分析結(jié)果及地質(zhì)解釋

從竹園溝次生暈地球化學(xué)樣品中隨機(jī)地抽出187和363個(gè)樣品，對(duì)所測(cè)試的7個(gè)元素 Mo、Pb、Zn、Ag、Cu、Go、Ni分別進(jìn)行了 R 型聚類分析計(jì)算。

在 r=0.15 相關(guān)性水平上(大于 r=0.05，200=0.138)，Mo、Pb、Zn、Ag、Cu、Co、Ni 7 元素分為 2 個(gè)小組。

第1組由 Mo、Pb、Zn、Ag元素組成，依據(jù)相關(guān)關(guān)系密切程度又可分為兩個(gè)亞組，即 Cu、Pb、Zn和Mo、Ag;第2組為Co、Ni元素組合。第1組元素反映的是巖漿期后氣化一高溫?zé)嵋?、中一高溫?zé)嵋旱V化環(huán)境，主要形成輝鉬礦，其次是方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦。Ag元素在輝鉬礦形成時(shí)，主要是分散于硅酸鹽造巖礦物中，而在Cu、Pb、Zn硫化物成礦期，則以類質(zhì)同象形式賦存于方鉛礦中。第2組元素是Cu、Pb、Zn硫化物在表生地球化學(xué)作用下氧化形成鐵錳氫氧化物。

2.2.2 R型因子分析結(jié)果及地質(zhì)解釋

分別對(duì)上述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析計(jì)算，首先得到主因子解(表1)，由于未達(dá)到因子最簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)，經(jīng)方差極大旋轉(zhuǎn)，得到方差極大因子解。

公因子 F1代表 Pb、Zn、Cu、Ni也有一定的載荷，且Ni與Cu、Pb、Zn呈反消長(zhǎng)關(guān)系，反映的是中溫?zé)嵋旱V化元素組合;公因子F2代表Ag，其次是Cu、Ni、Mo、Pb、Co 與其他元素呈反消長(zhǎng)關(guān)系;公因子F3代表Co、Ni;公因子F4代表 Cu，伴有一定量的Zn;公因子F5主要代表Mo，其次Cu、Zn、Ag也有一定量的載荷［9］。

表1 竹園溝初始因子載荷矩陣

據(jù)此，我們認(rèn)為，在太山廟花崗巖體邊緣內(nèi)接觸帶(竹園溝測(cè)區(qū))成礦(暈)元素遷移、沉淀的規(guī)律大致是:① 在輝鉬礦形成時(shí)，Zn只是以一種穩(wěn)定的氯化物型式遷移，Ag則分散于硅酸鹽造巖礦物中，稍后，至中高溫?zé)嵋夯顒?dòng)期，則是Cu元素之主成礦期，形成的礦物主要為黃銅礦，可能有少量的閃鋅礦形成;②中溫?zé)嵋夯顒?dòng)時(shí)形成了方鉛礦和閃鋅礦等，Ag元素以類質(zhì)同象形式賦存于鉛、鋅礦物中［10］;③在低溫低壓條件下，Ag元素遷移至地表，富集于地表土壤中。

公因子F1代表Pb、Zn、Ag有一定的載荷，這是成礦因子，以Pb、Zn礦化為主，Ag元素賦存于Pb、Zn礦物中。公因子F2代表Co、N1元素組合，該因子反映的是Cu、Pb、Zn硫化物在表生地球化學(xué)作用下氧化形成的鐵錳氫氧化物。公因子F3代表Ag、Cu、Co，伴有少量的 Pb，是成礦因子，以 Cu礦化主為。有微弱的方鉛礦化，此時(shí)的Co、Ag可能以類質(zhì)同象賦存于銅礦物中。公因子F4可以認(rèn)為是Mo因子，即成礦因子。

在眾多公因子中，因子1的方差貢獻(xiàn)最大為2.223 8(累計(jì)方差貢獻(xiàn)為31.77%)，其次是因子2、因子3和因子4，其方差貢獻(xiàn)分別為1.3767、1.147和0.948 8。說(shuō)明太山廟花崗巖體邊緣內(nèi)接觸帶(竹園溝區(qū))和外接觸帶熊耳群火山巖中，礦化元素組合和成礦溫度有較大的區(qū)別。前者以Mo、Cu礦化為主。反映的是中高溫?zé)嵋旱V化;后者則以Pb、Zn、Ag、Co、N1單元素異常202個(gè)，其中竹園溝測(cè)區(qū)59個(gè)，各元素的富集特點(diǎn)與各測(cè)區(qū)不同的礦化期和礦化類型有關(guān)。其分布特征各有差異，由于元素間的地球化學(xué)性質(zhì)差異和親緣關(guān)系不同，在測(cè)區(qū)內(nèi)形成了不同的元素組合分帶，其特征分述如下:

2.2.3 Mo 異常分面特征

Mo元素異常在區(qū)內(nèi)比較發(fā)育，共發(fā)現(xiàn)7個(gè)異常，其中4個(gè)I級(jí)異常，一個(gè)Ⅱ異常，二個(gè)Ⅲ級(jí)異常，集中分布在區(qū)內(nèi)北中部宋家莊和東部小東溝—平地一帶，其特征是規(guī)模大的異常強(qiáng)度較低，變化平穩(wěn)，具多個(gè)濃集中心，規(guī)模較小的異常(如東溝和平地兩個(gè)異常)其強(qiáng)度高，梯度變化陡，濃集中心明顯［11］，異常展布方向與區(qū)內(nèi)鉬礦化帶走向一致，嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造的控制。

2.2.4 Ag 異常分析特征

Ag元素在區(qū)內(nèi)比較活躍，異常較多，相伴成群出現(xiàn)為其特征，已編號(hào)的異常有11個(gè)，其中I級(jí)異常7個(gè)，Ⅱ級(jí)異常3個(gè)，Ⅲ級(jí)異常1個(gè)，Ⅱ、Ⅲ異常集中分布于公布于測(cè)區(qū)東部規(guī)模較小，強(qiáng)度高，濃集中心明顯，濃集分帶清楚;測(cè)區(qū)中西部為I級(jí)異常，規(guī)模相對(duì)較大，強(qiáng)度低，變化平緩 。與區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造展布方向一致，嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造的控制。

2.2.5 Cu、Pb、Zn 異常分布特征

Cu、Pb、Zn三元素異常在區(qū)內(nèi)不發(fā)育，礦化較弱，共發(fā)現(xiàn)了Cu異常9個(gè);其中I級(jí)異常7個(gè)，II級(jí)異常2個(gè);Pb異常9個(gè)均為I級(jí)異常;Zn元素異常10個(gè)。其中1個(gè)II級(jí)異常，9個(gè)I級(jí)異常，三元異常在平面上的分布特征是集中于測(cè)區(qū)濃集中心重迭較好，西部三元素共生，位于Mo、Ag異常旁側(cè)。Cu、Zn元素異常濃集中心重迭較好，中西部三元素異常不發(fā)育，這反映了區(qū)內(nèi)Cu、Pb、Zn礦化與花崗巖體邊緣內(nèi)接觸帶上的中低溫?zé)嵋夯顒?dòng)有關(guān)［12］。

2.3 組合異常分布特征

區(qū)內(nèi)地質(zhì)、構(gòu)造、巖性均復(fù)雜，各類異常較多，元素組合較好，共圈定組合異常17個(gè)，其中竹園溝測(cè)區(qū)6個(gè)，現(xiàn)擇其主組合異常分述如下:

該測(cè)區(qū)共圈組合異常6個(gè)，其中較好且已經(jīng)工程查證的組合異常為宋家莊鉬、銀組合異常［1－乙3－Mo、Ag(Cu、Zn)］。

異常位于汝陽(yáng)縣付店石柱村竹園溝宋家莊，由Mo－2、3，Ag－2，Cu－2、3，Zn－2異常組成，形態(tài)似“橢圓狀”，長(zhǎng)軸方向呈北東向展布，面積0.45 km2，元素組合為Mo、Ag、Cu、Zn等，主要元素Mo一般含量11×10－6，最高56 ×10－6，Ag含量一般 1.2 ×10－6，最高3.175 ×10－6，伴生元素 Cu最高 56 ×10－6，Pb 最高350 ×10－6，Zn最高1 071 ×10－6。Mo、Ag兩元素重疊性好，Mo元素濃集中心明顯，分帶清楚;Ag元素異常面積較大，強(qiáng)度低為I級(jí)異常，Mo元素異常面積中等，強(qiáng)度較高，形成II級(jí)異常。Cu、Pb、Zn三元素異常只在局部形成高隆起。

異常區(qū)出露巖性為花崗閃長(zhǎng)巖。黑云母花崗巖、斑狀花崗巖、細(xì)一粗?；◢弾r，局部有花崗斑巖脈。北東向斷裂構(gòu)造發(fā)育，鉬礦化范圍較大，經(jīng)工程揭露已控制鉬礦體9個(gè)，走向北東，傾向北西，一般厚1 ～2.87 m，最厚 5.93 m，輝鉬礦化呈細(xì)脈狀，細(xì)脈浸染及浸染狀，一般含量0.04% ～0.056%，最高0.224%，深部較富，民采硐內(nèi)局部可達(dá)0.8%，礦石礦物主要為輝鉬礦，次有黃鐵礦、黃銅礦、鏡鐵礦、次生礦物為褐鐵礦，脈石脈物有石英、絹云母、綠泥石等，圍巖蝕變強(qiáng)烈，主要有硅化、絹云母化、綠泥石化等。

綜合以上特征，該異常在北東向斷裂構(gòu)造活動(dòng)時(shí)，含礦熱液沿?cái)嗔褞仙恋乇恚纬擅娣e大，強(qiáng)度較高的礦異常。Ag元素異常面積比Mo、Cu、Pb、Zn異常都大，其相對(duì)濃集中心與Mo元素的高值區(qū)有一定位移，且展布方向不同，而與Cu、Pb、Zn元素異常吻合程度較高。另?yè)?jù)竹園溝測(cè)區(qū)次生暈樣品7個(gè)元素的R型聚類分析結(jié)果，Mo、Ag兩元素在0.01顯著性水平上呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.331 6(n=187)，Mo、Ag元素與 Cu、Pu、Zn 三元素的相關(guān)系數(shù)為0.157(＞相關(guān)系數(shù)臨界值0.138)。說(shuō)明:(1)在燕山晚期巖漿活動(dòng)之后的氣化一高溫?zé)嵋弘A段末期為輝鉬礦的第一成礦期，即主成礦期，此時(shí)，銀元素一部分分散于造巖礦物硅酸鹽中，一部分銀元素以類質(zhì)同象形式進(jìn)入銅的硫化物，到中一高溫?zé)嵋弘A段，形成Cu、Pb、Zn硫化物，銀元素主要賦存于方鉛礦中，有少量的輝鉬礦形成;(2)銀元素在低溫、低壓條件下常擴(kuò)散到地表形成面積大、強(qiáng)度低的前緣暈，推測(cè)該異常剝蝕較淺，其深部可能會(huì)有隱伏鉬礦體，是下步工作的有利地段。

2.4 竹園溝化探異常與礦種的關(guān)系

2004～2010年于異常區(qū)投入地質(zhì)勘查工作，發(fā)現(xiàn)了竹園溝中型斑巖型鉬礦床，共圈出鉬礦體16個(gè)，其中細(xì)?；◢徶杏?3個(gè)，粗?；◢弾r中有3個(gè)，但細(xì)?；◢弾r中礦體占總資源量的99.48%，粗?；◢弾r中 Mo資源量不足1%，礦體平面面積0.83 km2，明顯小于異常面積，礦床不含可供綜合利用的有益元素，為單一鉬礦床，充分說(shuō)明土壤地球化學(xué)異常在找礦過(guò)程中所發(fā)揮的關(guān)鍵作用。同時(shí)也揭示了1∶5萬(wàn)分散流測(cè)量作為早期基礎(chǔ)地質(zhì)工作所發(fā)揮的宏觀指導(dǎo)作用。

3 結(jié)語(yǔ)

河南汝陽(yáng)竹園溝鉬礦床是東秦嶺鉬鉛鋅金銀巨型成礦帶的一部分，該礦床的最大特征是，賦礦巖石全部為太山廟強(qiáng)酸性花崗巖。在花崗巖內(nèi)接觸帶由于受熊耳群地層影響較小，其次生暈異常顯示元素組合少，異常強(qiáng)度低之特征;但其異常集中，濃集中心相對(duì)清楚，“高原”“低洼”兩區(qū)區(qū)分清晰。因此，在指導(dǎo)地質(zhì)找礦勘查過(guò)程中可發(fā)揮較好的指導(dǎo)作用。

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