黃 秋 王開朗

(1.湖南省有色地質(zhì)勘查局二四七隊(duì)；2.廣西壯族自治區(qū)二七四地質(zhì)隊(duì))

南嶺成礦帶跨越湖南、廣東、廣西、江西四省(區(qū))，區(qū)內(nèi)蘊(yùn)藏豐富礦產(chǎn)資源，是鎢、錫、鉍、鉛鋅、稀土、放射性礦產(chǎn)的重要產(chǎn)地[1]，是中國(guó)南方重要的有色金屬成礦帶，也是國(guó)內(nèi)主要的有色金屬資源基地和生產(chǎn)、加工基地。

工作區(qū)屬于南嶺成礦帶，關(guān)帝廟—大義山鎢錫鉛鋅找礦遠(yuǎn)景區(qū)。大地構(gòu)造位置處于紫云山—牛頭寨—四明山早期華夏系隆起地帶與祁陽(yáng)山字形構(gòu)造前弧復(fù)合地段。越城嶺、紫云山、牛頭寨和四明山組成的隆起(穹窿)帶，呈串珠狀出露，核部地層為震旦系至奧陶系，周圍被泥盆系所環(huán)覆并呈不整合，恰似一座座“構(gòu)造窗”。后期遭受多構(gòu)造體系特別是祁陽(yáng)山字形構(gòu)造的強(qiáng)烈改造，致使原固有構(gòu)造形跡特征大為改觀，并大部分從屬于祁陽(yáng)山字形的包容成分，個(gè)別歸南北向構(gòu)造帶。區(qū)域構(gòu)造線與早期華夏系構(gòu)造線一致，呈北東向。在該區(qū)域內(nèi)北東有清水塘鉛鋅礦床，礦山規(guī)模為中型，其余為小型鉛鋅礦床、礦點(diǎn)，主要鉛鋅礦點(diǎn)有銀消巖鉛鋅礦點(diǎn)和三角嶺鉛鋅礦點(diǎn)。南西有羅城銻礦，礦山規(guī)模為小型，礦區(qū)的東南角有重晶石礦點(diǎn)[2]。工作區(qū)土壤較為發(fā)育，基巖裸露比較少。為明確下一步找礦方向，確定礦化富集地段，縮小找礦靶區(qū)，湖南省有色地質(zhì)勘查局二四七隊(duì)在該區(qū)開展了1∶1萬土壤地球化學(xué)測(cè)量工作。通過對(duì)該區(qū)土壤元素的地球化學(xué)特征、單元素異常特征及異常元素組合特征研究，圈定了7處綜合異常，為該區(qū)地質(zhì)找礦發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。

1 地質(zhì)概況

工作區(qū)位于祁東縣城北西西(285°)方位直距51 km處，隸屬祁東縣太和堂鎮(zhèn)管轄，面積15 km2。它屬于南嶺成礦帶，關(guān)帝廟—大義山鎢錫鉛鋅找礦遠(yuǎn)景區(qū)，成礦條件較好。礦區(qū)地層有奧陶系上統(tǒng)天馬山組，泥盆系，石炭系，白堊系和第四系。礦區(qū)以褶皺構(gòu)造為主，斷裂構(gòu)造次之。工作區(qū)處于四明山—黃家沖背斜的中部，表現(xiàn)為復(fù)式背斜。背斜核部地層為奧陶系上統(tǒng)天馬山組，兩翼地層為泥盆系和石炭系。南西部背斜軸向北東方向側(cè)伏，北東部表現(xiàn)為一個(gè)南北向的長(zhǎng)橢圓形的穹窿構(gòu)造，因此工作區(qū)褶皺構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜，為華夏系構(gòu)造體系、經(jīng)向構(gòu)造體系和祁陽(yáng)山字形構(gòu)造體系的復(fù)合部位[2]。斷裂構(gòu)造主要有F1、F2、F3、F4，走向?yàn)楸睎|向，F(xiàn)1斷裂為區(qū)域性塘坊街?jǐn)鄬拥囊徊糠郑L(zhǎng)度大于5 km，往南北延伸出圖外。破碎帶寬度2～6 m，角礫分選性及磨圓度較差，構(gòu)造透鏡體平行斷面分布，斷面平整光滑。傾向北西、傾角35°～68°。斷層上下盤分布有Sb、Pb、Zn等礦(化)點(diǎn)。F2斷裂為礦區(qū)的控礦斷裂，走向北東向，位于F1斷裂的東南盤。斷裂帶出露于跳馬澗組(D2t)中，傾向120°～145°，傾角70°～83°，寬度1～5 m不等，構(gòu)造巖為構(gòu)造角礫巖，具硅化、黃鐵礦化。礦體賦存于斷裂破碎帶中及其上下盤的砂巖中。F3、F4斷裂為工作區(qū)內(nèi)的主要斷裂，走向?yàn)楸睎|，傾向北西，傾角35°～68°。斷裂與成礦關(guān)系均較密切，是區(qū)內(nèi)鉛鋅礦的主要控礦構(gòu)造[2]。

2 樣品采集、加工與測(cè)試

1∶1萬土壤地球化學(xué)測(cè)量采用規(guī)則的矩形網(wǎng)，線距為 100 m，點(diǎn)距為 40 m。測(cè)線方向?yàn)?05°，基本垂直地層和主要構(gòu)造。利用手持GPS定位，并輔以羅盤定點(diǎn)。在設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)周圍5～10 m范圍內(nèi)，采用一點(diǎn)多坑法，一個(gè)樣由3～5個(gè)點(diǎn)組合成。樣品一般采集在距地表20～50 cm深處的土壤B層或C層的細(xì)粒級(jí)物質(zhì)。樣品均按干燥、碎樣—過篩(40目)—拌勻和稱重(不少于120 g)—裝袋及裝箱的程序進(jìn)行處理，并保證樣品之間無相互污染，最后送交化驗(yàn)室分析。

本次共采集3 460件樣品，由承德華勘五一四地礦測(cè)試研究有限公司承擔(dān)樣品測(cè)試分析。分析元素為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Co、Sb 、Ba、As、Hg等10種元素。分析方法：Au用泡塑吸附無火焰原子吸收法(P-GF-AAS)，Ag發(fā)射光譜法(ES)，As、Hg原子熒光分析法(AFS)，其余元素用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)進(jìn)行分析。各元素的報(bào)出率均在99%以上，重復(fù)分析合格率均高于90%，野外重復(fù)分析合格率87.86%～100%，分析質(zhì)量可靠。

3 土壤地球化學(xué)異常特征

3.1 土壤地球化學(xué)特征

對(duì)工作區(qū)3 460件土壤樣品的原始數(shù)據(jù)(表1)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從表1可知：①在剔除離群樣品前后，均值變化不大，表明區(qū)內(nèi)均值受高含量影響較小；②以元素原始數(shù)據(jù)(無剔除離群樣品)計(jì)算出的變異系數(shù)來看，大于1.5的由大到小依次為Hg、Sb，1～1.5的元素有Cu、Pb，說明這些元素在區(qū)內(nèi)分布極其不均勻，有形成局部富集的可能，易于成礦。Hg、Sb、Pb、Cu元素原始數(shù)據(jù)計(jì)算出的變異系數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于剔除離群樣品后計(jì)算出的變異系數(shù)，說明這些元素?cái)?shù)據(jù)中分布有高含量數(shù)據(jù)，且離散度很大[3-7]；③從豐度系數(shù)來看，豐度系數(shù)>5的元素有Sb、Hg、As，表明這些元素強(qiáng)烈富集，豐度系數(shù)1.5～5的元素有Pb，表明Pb為富集元素。綜合來看，Sb、Hg、As、Pb豐度系數(shù)較大，說明這些元素相對(duì)富集；Hg、Sb、Pb 、Cu的變異系數(shù)較大，說明這些元素分布范圍較廣且不均勻，易發(fā)生次生富集作用，形成地球化學(xué)異常，成礦潛力較大。

表1 工作區(qū)土壤地球化學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

運(yùn)用中大比例尺化探數(shù)據(jù)一體化處理軟件計(jì)算工作區(qū)內(nèi)土壤樣品各元素的相關(guān)性系數(shù)[8-10]，從分析結(jié)果(表2)看，Pb與Ag、As、Zn、Ba呈顯著正相關(guān)，Zn與Co、Pb呈顯著正相關(guān)，Sb與Cu、As呈顯著正相關(guān)，說明Pb、Ag、As、Zn、Ba、Sb、Cu、Co可能為同一成礦階段的元素組合；Hg與工作區(qū)內(nèi)其他元素呈微弱正相關(guān)或幾乎不相關(guān)，表現(xiàn)較為特殊，說明了工作區(qū)內(nèi)可能存在多期次的熱液活動(dòng)。

表2 工作區(qū)土壤地球化學(xué)測(cè)量元素相關(guān)性系數(shù)矩陣統(tǒng)計(jì)

元素的組合特征受地質(zhì)背景、構(gòu)造環(huán)境、成礦規(guī)律的影響顯示不同的特征，因此，對(duì)元素組合特征科學(xué)合理的分析和提取對(duì)地球化學(xué)異常的解釋、成礦預(yù)測(cè)起至關(guān)重要的指導(dǎo)作用[11-12]。為分析元素組合與地質(zhì)構(gòu)造背景之間的關(guān)系，了解區(qū)內(nèi)元素相關(guān)性，采用分析成果為樣本，對(duì)原始數(shù)據(jù)取對(duì)數(shù)并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化變換，利用相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行R型聚類分析，得到R型聚類分析圖(圖1)。

圖1 工作區(qū)土壤元素R型聚類分析譜系

在相關(guān)系數(shù)r=0.3的水平上，可將元素分為3類:第一類為Ba、Pb、Ag、As、Sb、Cu、Co、Zn元素組合，反映主要成礦元素組合；第二類為Au低溫元素；第三類以具有揮發(fā)性、低溫?zé)嵋涸豀g為代表。

綜上所述，礦區(qū)內(nèi)Cu、Pb、Zn、Sb、Hg、As元素豐度較高、離散性大，這些元素富集成礦的潛力較大。根據(jù)區(qū)內(nèi)元素富集、 離散特征及區(qū)域成礦地質(zhì)條件，確定本礦區(qū)的主要成礦元素為Pb、Zn、Sb。

3.2 元素背景值和異常下限的確定

采用傳統(tǒng)方法，對(duì)各元素分析數(shù)據(jù)，先計(jì)算平均值(X)和標(biāo)準(zhǔn)差(δ)，然后剔除>X+3δ值和X+3δ值和

表3 工作區(qū)各元素異常下限

3.3 單元素異常評(píng)價(jià)

運(yùn)用MapGIS軟件編制1∶1萬土壤地球化學(xué)測(cè)量單元素異常圖，按異常下限的1、2、4倍圈定單元素異常外帶、中帶、內(nèi)帶。礦區(qū)的地質(zhì)簡(jiǎn)圖及主要成礦元素異常見圖2，現(xiàn)主要對(duì)Pb、Zn、Sb異常特征分述如下。

圖2 工作區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖及主要元素異常

3.3.1 鉛異常

礦區(qū)內(nèi)的Pb異常面積中等，整體呈北東向展布，連續(xù)性較好，異常主要分布在奧陶系上統(tǒng)天馬山組中。主要異常分布于測(cè)區(qū)北東面，沿F3、F4斷層及其兩側(cè)異常分布明顯，面積較大，連續(xù)性好，濃度中心明顯，三級(jí)濃度分帶，峰值為605×10-6。測(cè)區(qū)西面野牛塘—黑塘灣異常面積中等，濃度中心明顯，三級(jí)濃度分帶，峰值為1 049×10-6。測(cè)區(qū)南面分布小范圍的異常，沿奧陶系上統(tǒng)天馬山組和泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組的不整合接觸面分布明顯，面積不大，但濃度中心明顯，三級(jí)濃度分帶，峰值為820×10-6。

3.3.2 鋅異常

鋅異常面積中等，整體呈北東向展布，總體上異常強(qiáng)度不高，主要分布在奧陶系上統(tǒng)天馬山組和泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組中。主要異常沿F3、F4斷層及其兩側(cè)分布明顯，面積較大，濃度中心較為明顯，三級(jí)濃度分帶，峰值為493×10-6。東南部梨子塘一帶分布小范圍的異常，連續(xù)性較好，濃度中心較為明顯，二級(jí)濃度分帶，峰值為358×10-6。南部劉家院子一帶異常面積較小，但連續(xù)性好，濃度中心明顯，二級(jí)濃度分帶，峰值為269×10-6。西部江口水庫(kù)管理所異常面積較大，但連續(xù)性不好，濃度中心明顯，三級(jí)濃度分帶，峰值為471×10-6。

3.3.3 銻異常

銻異常面積中等，在測(cè)區(qū)內(nèi)分布較集中，異常整體呈北東向展布，主要分布在奧陶系上統(tǒng)天馬山組和泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組中。測(cè)區(qū)西面野牛塘附近異常面積較大，強(qiáng)度高，濃度中心明顯，三級(jí)濃度分帶，存在多個(gè)高值異常點(diǎn)，峰值為885×10-6。西南面王家庵堂—黑塘灣，異常面積也較大，沿F3斷層分布明顯，三級(jí)濃度分帶，峰值為94.40×10-6。南部奧陶系和泥盆系地層不整合接觸帶上沿北東向分布有小規(guī)模異常，強(qiáng)度高，濃度中心明顯，三級(jí)濃度分帶，峰值為671×10-6。

3.4 綜合異常評(píng)價(jià)

根據(jù)元素地球化學(xué)特征確定的礦區(qū)主要成礦元素，結(jié)合礦區(qū)內(nèi)各元素的地球化學(xué)特征及成礦地質(zhì)條件，共圈定綜合異常7處，其中以Pb為主的綜合異常2處，以Zn為主的綜合異常2處，以Sb為主的異常2處，以Au為主的異常1處。

根據(jù)異常元素組合及地質(zhì)條件，在研究已知礦化點(diǎn)及規(guī)格化面金屬量值對(duì)7處綜合異常進(jìn)行評(píng)序，并參照《區(qū)域地球化學(xué)勘查規(guī)范》異常分類標(biāo)準(zhǔn)[13]，將本區(qū)異常分為乙1、乙2、乙3、丙4類(表4)。在地球化學(xué)—地質(zhì)成因和找礦遠(yuǎn)景的基礎(chǔ)上，結(jié)合異常分類結(jié)果，圈定了Ap1、Ap2、Ap3、Ap4、Ap5、Ap6、Ap7綜合異常。

表4 工作區(qū)土壤地球化學(xué)測(cè)量異常特征

Ap1位于測(cè)區(qū)北部石枚大隊(duì)一帶。異常呈面狀，長(zhǎng)約0.79 km，寬約1.3 km。元素組合較復(fù)雜，主要元素有Pb、Zn、Ag，次要元素有Au 、Cu、As 、Sb、Co、Hg、Ba。主要元素異常面積較大，強(qiáng)度較高，有明顯的濃度中心，Pb、Zn具三級(jí)濃度分帶。Pb峰值較高，達(dá)到293×10-6；Zn峰值為493×10-6；Ag分布集中，峰值達(dá)到0.58×10-6。除主要元素外，Au、Cu異常面積也較大。異常區(qū)內(nèi)有F3斷裂經(jīng)過，為NE向，異常沿?cái)嗔鸭皟蓚?cè)分布明顯。Pb、Zn、Ag規(guī)格化面金屬量較高，并且都有一定規(guī)模和強(qiáng)度，均有成礦可能。

Ap2位于測(cè)區(qū)北東部小沖坑到沙子林場(chǎng)一帶。異常呈面狀，分布范圍廣，沿區(qū)域主要構(gòu)造方向NE向分布，長(zhǎng)1.7 km，寬0.8 km。元素組合復(fù)雜，主要元素有Pb、Zn、Ag、Ba、Au、Cu，次要元素有Co、Sb、As、Hg。主要元素強(qiáng)度高，異常面積大，Pb峰值為318×10-6；Zn峰值為239×10-6；Ag峰值為0.76×10-6；Au峰值為10.6×10-9； Cu峰值為92.5×10-6。元素間吻合性較好，有多處較明顯濃集中心，顯示出礦致異常特征。除主要元素外，As異常面積也較大，也有較明顯的濃集中心，元素含量中等。異常區(qū)濃集中心明顯，可能由礦石引起；Ag、Pb、Zn、Au、Cu規(guī)格化面金屬量較高，并且都有一定規(guī)模和強(qiáng)度，主要分布在奧陶系上統(tǒng)天馬山組地層中。異常區(qū)內(nèi)有F4斷裂經(jīng)過，為NE向，異常沿?cái)嗔鸭皟蓚?cè)分布明顯。另在采樣過程中發(fā)現(xiàn)異常區(qū)北面有許多民采行為。綜上，該異常Pb、Zn找礦前景較好。

Ap3位于測(cè)區(qū)東南角龍家沖一帶。異常呈面狀以NE向分布為主，長(zhǎng)約1.4 km，寬約0.78 km。元素組合復(fù)雜，主要元素有Zn、Cu、Au、Ag，次要元素有Co、As。主要元素強(qiáng)度高，面積大；Cu異常分布集中，峰值達(dá)到105×10-6；Zn峰值較高，達(dá)到358×10-6；Au峰值為16×10-9；Ag峰值為0.41×10-6；元素間吻合性較好，有多處較明顯濃集中心。除主要元素外，Co異常面積也較大，但強(qiáng)度不高。Cu、Zn、Au規(guī)格化面金屬量較高，且異常規(guī)模大，強(qiáng)度高，成礦可能性較大。綜上，該異常區(qū)尋找Cu、Zn的前景較好。

Ap4位于測(cè)區(qū)南部山腳里一帶。異常呈面狀以NE向分布為主，長(zhǎng)約0.68 km，寬約0.67 km。元素組合復(fù)雜，主要元素有Hg、Sb、Pb，次要元素有Au、Ag、As、Zn、Cu。主要元素強(qiáng)度高，面積大，Hg異常分布集中，具有三級(jí)濃度分帶，峰值為25.7×10-6；Sb具有三級(jí)濃度分帶，峰值較高，達(dá)到671×10-6；Pb具有三級(jí)濃度分帶，峰值為780×10-9，在峰值點(diǎn)附近出現(xiàn)多個(gè)相對(duì)高值點(diǎn)。Pb、Sb異常規(guī)模較大，連續(xù)性好，強(qiáng)度高，有多處較明顯濃集中心，均具有三級(jí)濃度分帶，且異常吻合性好，異常沿奧陶系上統(tǒng)天馬山組和泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組的不整合接觸面以NE向分布明顯。綜上，該異常區(qū)Pb、Sb找礦前景較好。

Ap5位于測(cè)區(qū)南部大路邊公社一帶。異常呈面狀，長(zhǎng)約0.91 km，寬約0.69 km。元素組合復(fù)雜，主要元素有Au、Zn、Cu、Ag，次要元素有Co、Hg、Pb、As。主要元素異常強(qiáng)度不高，但面積較大，元素間有一定的吻合性，濃集中心不明顯。該區(qū)異常找礦前景不明。

Ap6位于測(cè)區(qū)西部黑塘灣一帶。異常呈面狀以NW向展布，長(zhǎng)約1.2 km，寬約0.5 km。元素組合較復(fù)雜，主要元素有Pb、Zn，次要元素有Ba、Sb、Co、As、Cu、Hg、Au、Ag。主要元素異常規(guī)模較大，Pb異常強(qiáng)度高，濃集中心明顯，峰值達(dá)到1 049×10-6；Zn異常強(qiáng)度高，濃集中心明顯，峰值達(dá)到471×10-6。元素間吻合性較好，有明顯的濃集中心。Pb、Zn規(guī)格化面金屬量都比較高，并且都具有一定的規(guī)模和強(qiáng)度，主要分布在奧陶系上統(tǒng)天馬山組和泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組地層中，成礦的可能性比較大。該異常具有找Pb、Zn礦的可能。

Ap7位于測(cè)區(qū)西部江口水庫(kù)管理所一帶。異常呈面狀，長(zhǎng)約1.1 km，寬約1 km。元素組合較復(fù)雜，主要元素有Sb、Cu、Pb，次要元素有Co、As、Zn、Hg、Ag 、Ba、Au。主要元素異常規(guī)模大，強(qiáng)度高，Sb具有三級(jí)濃度分帶，濃集中心明顯，峰值達(dá)到885×10-6，在濃集中心區(qū)連續(xù)出現(xiàn)多個(gè)>100×10-6高值點(diǎn)；Cu具有三級(jí)濃度分帶，峰值為925×10-6，在峰值點(diǎn)附近出現(xiàn)多個(gè)相對(duì)高值點(diǎn)； Pb具有三級(jí)濃度分帶，濃集中心明顯，峰值為399×10-6。不同元素間吻合性較好，各元素的濃集中心都較明顯，顯示出礦致異常特征。Sb、Cu、Pb規(guī)格化面金屬量都比較高，并且都具有一定的規(guī)模和強(qiáng)度，有一定的成礦可能。且異常主要分布在奧陶系上統(tǒng)天馬山組和泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組地層中。該異常具有找Sb、Cu、Pb礦的可能。

3 結(jié) 論

(1)工作區(qū)土壤元素含量特征表明，Sb、Hg、As、Pb豐度系數(shù)較大，說明這些元素相對(duì)富集；Hg、Sb、Pb 、Cu的變異系數(shù)較大，說明這些元素分布范圍廣且不均勻，易發(fā)生次生富集作用，形成地球化學(xué)異常，成礦潛力很大?？傮w上，Pb、Sb、Hg豐度系數(shù)及變異系數(shù)大，說明礦化不均勻，有后期成礦作用疊加，有較好的找礦前景。

(2)工作區(qū)土壤地球化學(xué)數(shù)據(jù)R型聚類分析將元素分為3大類：一類為Ba、Pb、Ag、As、Sb、Cu、Co、Zn元素組合，反映主要成礦元素組合；第二類為Au低溫元素；第三類以具有揮發(fā)性、低溫?zé)嵋涸豀g為代表；說明礦區(qū)可能存在多期次的熱液流體活動(dòng)。

(3)全區(qū)共圈出7處綜合異常，依地球化學(xué)—地質(zhì)成因，劃分為乙1類1個(gè)(Ap2)；乙2類2個(gè)(Ap1、Ap7)；乙3類2個(gè)(Ap3、Ap4、Ap6)；丙類1個(gè)(Ap5)。Ap2綜合異常不論規(guī)模、伴生元素、含量等化探特征來看都是1∶1萬土壤地球化學(xué)測(cè)量疊加最好的一帶，異常大部分分布在斷裂附近。從元素組合( Pb、Zn、Ag、Ba、Au、Cu、Co、Sb、As、Hg)及規(guī)模、含量強(qiáng)度、出露地層看，區(qū)內(nèi)異常發(fā)育主要與區(qū)內(nèi)斷裂破碎帶有關(guān)；異常帶北部見民采行為，顯示曾有采礦活動(dòng)。在已采礦污染的高異常值影響下，該區(qū)域有異常顯示已說明該異常具一定的找礦意義。 而且 Pb、Zn、Cu、Ag、Au 等元素異常重疊性好，具有礦致異常的特征，對(duì)尋找Pb、Zn多金屬礦有重要的指導(dǎo)意義。在地球化學(xué)-地質(zhì)成因和找礦遠(yuǎn)景的基礎(chǔ)上，結(jié)合異常，Ap2可作為找礦靶區(qū)，建議開展對(duì)該異常的相關(guān)查證工作。