智利AF礦區(qū)土壤地球化學(xué)異常特征及找礦方向

賀笑余，王小高，李 麗，劉永賀

（1．河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，鄭州 450052；2．河南省有色金屬深部找礦勘查技術(shù)研究重點實驗室，鄭州 450052；3．河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，鄭州 450052）

智利AF礦區(qū)土壤地球化學(xué)異常特征及找礦方向

賀笑余1，2，王小高1，2，李 麗3，劉永賀1，2

（1．河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，鄭州 450052；2．河南省有色金屬深部找礦勘查技術(shù)研究重點實驗室，鄭州 450052；3．河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，鄭州 450052）

介紹了智利AF礦區(qū)的土壤地球化學(xué)異常特征，結(jié)果顯示在SOLE地區(qū)具有斑巖型銅礦的地球化學(xué)特征，槽探揭露顯示銅礦化較好。結(jié)合礦區(qū)所處的成礦帶位置及地質(zhì)特征，分析認(rèn)為AF礦區(qū)具有尋找斑巖型銅礦的前景。建議下一步在SOLE地區(qū)開展物探和鉆探工作，對深部礦化情況進行了解、驗證，以對礦床成因類型、找礦前景做出進一步判斷。

土壤地球化學(xué)；異常特征；找礦方向；智利

0 引言

利用土壤地球化學(xué)測量，能進一步明確找礦方向，圈定找礦靶區(qū)，為判別礦床成因類型提供依據(jù)。通過對各種土壤地球化學(xué)異常結(jié)合地質(zhì)特征進行評價，是發(fā)現(xiàn)礦體的有效途徑。由于其具有經(jīng)濟、快速、高效的特點，在地質(zhì)找礦中發(fā)揮著越來越重要的作用。

智利共和國地處南美大陸西緣，太平洋東岸I級銅成礦帶上，素有“銅的王國”之稱。作者在智利共和國AF礦區(qū)開展了土壤地球化學(xué)測量工作，取得了較好地應(yīng)用效果，進一步確定了找礦靶區(qū)，結(jié)合礦區(qū)相關(guān)地質(zhì)特征，初步探討了成因類型和找礦方向。

1 地質(zhì)概況

AF礦區(qū)位于智利北部－秘魯南部中安第斯海岸科迪勒拉IOCG成礦帶的東側(cè)向智利著名的晚始新世－漸新世（43～31 Ma）斑巖型銅礦帶過渡地帶［1－2］，在地理位置上位于智利北部弧后中央盆地。礦區(qū)主要出露一套白堊系上統(tǒng)安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r、英安質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)火山集塊巖組合，局部有第四系。

礦區(qū)位于拉·里卡斷裂帶和比庫尼亞斷裂帶中間，蒂埃拉斯布蘭卡破火山口北側(cè)，環(huán)形構(gòu)造發(fā)育（圖1）。區(qū)內(nèi)近南北向、北北東向、北東向次級構(gòu)造發(fā)育。近南北走向的斷裂構(gòu)造主要分布在礦區(qū)西部，北東走向的斷裂主要分布在礦區(qū)中部。這些斷裂為礦液的運移和成礦元素的富集提供了通道和儲礦空間。

區(qū)內(nèi)巖漿活動較為頻繁，自中生代以來均有表現(xiàn)，具有多期次性特點。主要侵入巖有古新世－早始新世黑云角閃石英閃長巖，早白堊世黑云角閃石英二長巖，晚始新世閃長巖等。

2 自然景觀特征及工作方法的選擇

礦區(qū)位于智利北部干旱半荒漠地區(qū)，一年降水3次～4次并集中于冬季，年平均降雨量78．5 mm，蒸發(fā)量是降雨量的2倍。年平均氣溫在13℃～18℃，區(qū)內(nèi)干旱缺水，溝谷干涸，植被稀少，僅沿溝谷地帶發(fā)育少量灌木。

礦區(qū)以物理風(fēng)化為主，A層發(fā)育較差，B層發(fā)育較好，部分地段基巖出露較好。元素主要以機械暈的形式搬運，因此，選擇了以土壤作為采樣介質(zhì)，在礦區(qū)開展了1∶10 000土壤地球化學(xué)測量工作，網(wǎng)度100 m×40 m，采樣密度250個／km2。參照鄰區(qū)化探資料，本次土壤采樣粒級定為－40目。

3 土壤地球化學(xué)異常特征

3．1 異常下限值的確定及元素數(shù)據(jù)特征

對原始數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析表明，原始數(shù)據(jù)對數(shù)值基本符合正態(tài)分布。因此本次異常下限值的確定采取原始數(shù)據(jù)對數(shù)值剔除特高值后，對數(shù)背景平均值加2倍的對數(shù)標(biāo)準(zhǔn)離差求得對數(shù)異常下限，然后取反對數(shù)的方法確定。各元素異常下限值及元素數(shù)據(jù)特征見表1。

圖1 AF礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)－構(gòu)造簡圖Fig．1 Regional geology and structure map in AF deposit

1．古新統(tǒng)火山雜巖；2．上白堊統(tǒng)陸相火山沉積巖；3．中白堊統(tǒng)陸相火山沉積巖；4．下白堊統(tǒng)海相火山沉積巖；5．蒂埃拉斯布蘭卡破火山口；6．亞儂培拉達(dá)破火山口；7．康多利亞克破火山口；8．中－上始新統(tǒng)閃長巖；9．古新統(tǒng)－下始新統(tǒng)花崗閃長巖；10．上白堊統(tǒng)花崗閃長巖；11．中白堊統(tǒng)閃長巖、二長巖；12．熱液蝕變區(qū)；13．?dāng)鄬樱?4．礦區(qū)范圍

表1 土壤測量元素異常下限及元素數(shù)據(jù)特征表Tab．1 Anomaly threshold of soil geochemical survey and the characteristic of the element data

從表1可以看出，主要成礦元素Cu、Au、Ag、Pb、Zn的富集系數(shù)均大于“3”，呈強富集狀態(tài)，Mo元素的富集系數(shù)也大于“2”，達(dá)到了明顯富集的水平，只有Sn元素小于“1”，呈低背景貧乏分布。結(jié)合元素變化系數(shù)及銅異常異常下限綜合考慮，表明該區(qū)具有較好地尋找銅金多金屬礦床的前景。Cu元素地球化學(xué)圖如圖2所示。

3．2 單元素異常特征分析

3．2．1 銅元素異常分析

全區(qū)Cu元素最小值為37．10×10－6，最大值為3 358×10－6，相差90倍。平均值217．07×10－6，標(biāo)準(zhǔn)離差為291．73，富集系數(shù)為8．68，變化系數(shù)為1．34。表明Cu元素在該區(qū)呈極強富集和強分異分布，成礦條件有利。如圖3所示，Cu異常面積較大，呈近似等軸狀形態(tài)，濃度分帶清晰，濃集中心明顯。異常區(qū)主要位于SOLE1、SOLE2和ACUARIO1三地，異常面積分別為193 600 m2、139 300 m2、52 100 m2，其中SOLE1和ACURARIO1所處地層單元為中始新統(tǒng)的閃長巖—Eih（a），Cu異常與巖體套合較好，尤其在SOLE1區(qū)域Cu元素異常外帶與出露巖體基本吻合，推測銅異常應(yīng)該是由該處的閃長巖體引起，因此在該區(qū)尋找銅礦時應(yīng)對該類閃長巖體引起重視。

3．2．2 金元素異常分析

圖2 Cu元素地球化學(xué)圖Fig．2 Cu element geochemical map

圖3 Cu元素土壤地球化學(xué)異常圖Fig．3 Cu anomaly of the soil geochemical survey

圖4 Au元素土壤地球化學(xué)異常圖Fig．4 Au anomaly of the soil geochemical survey

Au元素最小值為0．9×10－9，最大值為177．6 ×10－9，相差197倍，平均值為5．57×10－9，標(biāo)準(zhǔn)離差為8．93，富集系數(shù)為3．09，變化系數(shù)為1．60，呈極強富集和強分異分布。從圖4可以看出，Au異常分布面積較廣，濃集中心主要位于ACUARIO1、INDIA 2和SOLE2附近。其中ACUARIO1附近異常規(guī)模大，濃度梯度變化明顯，呈近南北向帶狀分布。后經(jīng)異常查證發(fā)現(xiàn)有數(shù)條民采金礦脈呈近南北向分布，金異常與該區(qū)附近近南北向斷層關(guān)系密切，受構(gòu)造控制。INDIA2附近發(fā)現(xiàn)有小規(guī)模民采，另SOLE2附近的異常呈串珠狀，雖然濃度梯度變化不明顯，僅有外帶，但是異常面積較大，應(yīng)引起重視。該異常位于一碎裂角礫巖筒外接觸帶附近，異常查證發(fā)現(xiàn)附近硅化蝕變比較強烈，推測Au異常與角礫巖筒有關(guān)。

3．3 元素組合分帶特征

為了解成礦過程中各元素的組合關(guān)系，將全區(qū)各元素數(shù)據(jù)做了R型聚類分析見圖5。在r＝0．23的相似水平下，可將元素分為三類：①為以Au、Ag、Sb、Pb、Zn、Mn、As、Ba為代表的中低溫?zé)嵋涸兀琖和Bi一般為高溫?zé)嵋涸?，但R型聚類分析結(jié)果卻將其歸為了該類，推測可能與該區(qū)熱液活動的多期次性造成部分性質(zhì)差異較大的元素疊加有關(guān)；②以Sn為代表的高溫?zé)嵋涸?；③以Cu和Mo為代表的中高溫元素組合。

圖5 R型聚類分析譜系圖Fig．5 R－mode cluster analysis dendrogram

該區(qū)元素具有水平分帶性特征，從圖7可以明顯看出，元素自SOLE1和SOLE2附近向外呈現(xiàn)出（Cu＋Mo＋Au＋Ag＋W）-Pb－Mn-Sb的水平分帶序列，具斑巖型銅礦地球化學(xué)水平元素分帶特征。

3．4 綜合異常的評價

采用規(guī)格化面金屬量（NAP）法［3］，對礦區(qū)12處綜合異常規(guī)模進行了評序，其中主要幾處異常評序結(jié)果見表2。

表2 土壤地球化學(xué)異常評序結(jié)果表Tab．2 Review order result of the anomaly of the soil geochemical survey

由表2可知，SOLE地區(qū)兩處綜合異常，元素組合復(fù)雜，異常強度極高，在多參數(shù)正規(guī)化評序中位居前兩位，具有較好的尋找Cu、Mo礦床的潛力。地表填圖發(fā)現(xiàn)，SOLE1閃長巖體中有一民采小坑，采出的部分礦石具細(xì)脈浸染狀特征，含礦細(xì)脈密度可達(dá)80條／m～160條／m，局部礦石含磁鐵礦（圖6）。整個SOLE1閃長巖體，裂隙較為發(fā)育，裂隙面中一般均有不同程度銅礦化，具有一定的斑巖型礦化特征。

SOLE1閃長巖體巖石為灰、灰白色，具斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，斑晶主要為斜長石，并表現(xiàn)出較為強烈的鈉長石化，顯示出了該閃長巖體可能形成于淺成或超淺成環(huán)境，該區(qū)部分地段黑云母化發(fā)育。另外在SOLE2碎裂角礫巖體附近網(wǎng)脈狀石英廣泛發(fā)育，見有黃色石英晶簇和黑色電氣石，主要蝕變有絹云母化、粘土化。距SOLE1閃長巖體南西方向約500 m～1 000 m范圍內(nèi)，硅化、黃鐵礦化、絹云母化發(fā)育，接近地表部分氧化為褐鐵礦，該處產(chǎn)有多條北北東或近南北向脈狀金礦脈，距地表約30 m以上已被采空，再往外部分區(qū)域高嶺土化蝕變強烈，原巖已分辨不清；向南東約1 000 m以外的安山巖中綠泥石、綠簾石化蝕變強烈，并伴隨碳酸鹽化，可見多條方解石脈發(fā)育，其中規(guī)模最大的一條方解石脈寬約0．5 m～1．5 m，延伸約300 m。因此，以SOLE1閃長巖體和SOLE2碎裂角礫巖體為中心，向外約2 km內(nèi)呈現(xiàn)出了鈉長石化黑云母化－石英絹云母化－泥化－青磐巖化的圍巖蝕變分帶特征，與斑巖銅礦的蝕變分帶特征吻合。綜合考慮該地區(qū)的土壤地球化學(xué)分帶特征和地質(zhì)特征，認(rèn)為SOLE地區(qū)綜合異常應(yīng)為礦致異常，具有一定的尋找斑巖型銅礦的前景。

ACUARIO地區(qū)，元素組合相對簡單，評序結(jié)果排名第5。該區(qū)有多條廢棄的民采金礦脈，與異常特征吻合。因此，應(yīng)將該區(qū)作為尋找金礦的靶區(qū)。

圖6 SOLE1地區(qū)礦石特征Fig．6 Ore characteristics in SOLE1 area

EMA地區(qū)兩處綜合異常，元素組合復(fù)雜，異常強度較高，分居評序結(jié)果中的第3、4位，從元素組合特征來看，該區(qū)具有一定尋找Pb、Zn、Ag礦的前景，在后續(xù)工作中，應(yīng)注意加以評價。

3．5 異常查證

結(jié)合化探異常與地質(zhì)填圖工作，在SOLE1地區(qū)開展了槽探工程揭露。經(jīng)揭露，礦化主要賦存在破碎的巖石裂隙面中，主要礦石礦物為孔雀石、藍(lán)銅礦、褐鐵礦，脈石礦物為鈉長石、石英、碳酸鹽礦物等。分析結(jié)果表明，銅品位界于0．07%～2．15%之間，其中TC005銅品位大部分集中在0．07%～0．44%之間，銅品位相對較低，但品位達(dá)到0．2%的樣品水平厚度達(dá)52 m。分析其原因可能是由于地表氧化淋濾作用導(dǎo)致貧化所致。將品位達(dá)到0．2%以上的樣品圈連，得到一個近北東向銅礦（化）體（圖7），長約300 m，寬約20 m～50 m。

在SOLE2地區(qū)，開展槽探工作，部分樣品銅品位達(dá)到了0．2%以上，金品位也在54×10－9以上，進一步指示了該區(qū)具有較好的找礦前景。

4 找礦方向

智利安第斯成礦帶，斑巖銅礦形成時代分別集中于白堊紀(jì)（132～73 Ma）、古近紀(jì)（65～50 Ma）、始新世－漸新世（43～41 Ma）、中新世（23～12 Ma）和晚中新世－上新世（12～4 Ma），其中始新世－漸新世（43～41 Ma）形成斑巖銅礦最為重要，發(fā)育非常多的巨型斑巖銅礦，共有22 000*104t銅資源量［4］。太平洋洋殼向南美大陸板塊俯沖和倒轉(zhuǎn)，誘發(fā)了始新世－上新世中酸性斑巖的侵位和斑巖銅礦的形成［5］。已有大量研究表明：斑巖型礦床在時間和空間上均與中酸性斑狀淺成侵入體有關(guān)［6］。AF礦區(qū)SOLE1地區(qū)出露的閃長巖體，地質(zhì)年齡為41～34 Ma，與始新世－漸新世斑巖型銅礦形成時代吻合。

據(jù)相關(guān)資料顯示［7］，在墨西哥、巴拿馬、布干維爾、加拿大西部、俄羅斯巴爾喀什湖北部等地斑巖型銅礦發(fā)現(xiàn)中，化探特別是次生暈測量起了較大的作用［7］。

本次土壤地球化學(xué)測量工作，已顯示出初步的找礦效果，該區(qū)出露多個閃長巖體，尤其是SOLE1閃長巖體呈現(xiàn)面狀礦化特征，土壤地球化學(xué)測量結(jié)果顯示，以該區(qū)域為中心，向外1 km～2 km范圍內(nèi)，地球化學(xué)元素呈現(xiàn)出了較為典型的斑巖型銅礦水平元素分帶特征，地質(zhì)填圖成果也顯示出了典型的斑巖型銅礦水平蝕變分帶特征。結(jié)合礦區(qū)的土壤地球化學(xué)異常特征及地質(zhì)特征，初步認(rèn)為在SOLE地區(qū)具有尋找斑巖型銅礦的前景。

圖7 AF礦區(qū)地質(zhì)化探綜合圖Fig．7 General map of the Geology and Geochemistry in AF deposit

鑒于SOLE地區(qū)銅、金異常規(guī)模較大，異常評序結(jié)果排名位于前列，因此，應(yīng)將SOLE地區(qū)作為工作重點，尋找斑巖型銅、金礦。同時，亦應(yīng)注意在后續(xù)工作中，對評序結(jié)果排名第3、4位的EMA地區(qū)尋找Pb、Zn、Ag礦，排名第5的ACUARIO地區(qū)尋找脈狀金礦的綜合評價工作。

5 結(jié)論

智利AF礦區(qū)土壤地球化學(xué)異常特征顯示，銅異常主要分布在中始新統(tǒng)閃長巖Eih（a）內(nèi)及其外接觸帶附近。尤其在SOLE地區(qū)濃集中心明顯，濃度分帶清晰，具有斑巖型銅礦的元素水平分帶特征，結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)特征，認(rèn)為該區(qū)具有一定的尋找斑巖型銅礦的前景。

建議下一步在SOLE地區(qū)開展物探和鉆探工作，對深部礦化情況進行了解，驗證是否往深部會出現(xiàn)礦化增強和礦脈變寬成體的趨勢，以對礦床成因類型、找礦前景作出進一步判斷。

［1］ SILLITOE，R H．Iron oxide-copper-gold deposits：an Andean view［J］．Mineralium Deposita，2003，（38）7：787－812．

［2］ Francisco Camus Infanta．Geología de los Sistemas Porfíricos en los Andes de Chile［M］．Chile：Servicio Nacional de Geología y Minería，2003．

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［7］ 地質(zhì)科學(xué)研究院．國外斑巖銅礦［Z］．北京：地質(zhì)科學(xué)研究院，1975．

Soil geochemical anomalies characteristics and the exploration direction discussion of AF deposit in Chile

HE Xiao-yu1，2，WANG Xiao-gao1，2，LI Li3，LIU Yong-he1，2
（1．Henan Institute of Non-ferrous Metal Exploration，Zhengzhou 450052，China；2．Key Laboratory of Deep Ore-prospecting technology Research for Non－ferrous Metals of Henan Province，Zhenzhou 450052，China；3．No．2 Institute of Geological＆Mineral Resources Survey of Henan，Zhenzhou 450052，China）

This paper introduced the soil geochemical anomalies characteristics of AF deposit in Chile．The results showed that SOLE region has geochemical characteristics of porphyry copper deposits．Considering the metallogenic belt in which the deposit locate and the geology characteristics，the genetic types of deposit is thought to be porphyry type in this area．Geophysical survey and drilling are proposed to get the mineralization information of the depth in SOLE region，and then to judge the genetic types of the deposit and the exploration prospecting more clearly．

soil geochemistry；anomaly characteristics；exploration direction；Chile

P 632．＋1

A

10．3969／j．issn．1001-1749．2014．05．22

1001-1749（2014）05-0634-07

2014-01-18 改回日期：2014-07-23

賀笑余（1982－），男，工程師，主要從事地質(zhì)勘查及研究工作，E-mail：43571649＠qq．com