陜西柞水地區(qū)金盆梁金礦區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征與找礦方向

張嘉升+潘愛芳+樊會(huì)民+崔麗男

摘要：對(duì)陜西柞水地區(qū)金盆梁金礦區(qū)1∶50 000水系沉積物樣品中微量元素含量，元素分布、分配、共生組合特征以及主要元素地球化學(xué)異常特征進(jìn)行綜合研究，進(jìn)一步確定該區(qū)找礦方向。結(jié)果表明：Au是金盆梁金礦區(qū)內(nèi)主要的成礦元素，Ag為主要伴生元素，As、Sb為遠(yuǎn)程指示元素；泥盆系上統(tǒng)桐峪寺組第五巖性段上亞段是金礦富集的有利層位；石炭系下統(tǒng)二峪河組下亞組下段、泥盆系上統(tǒng)第四巖性段上亞段、泥盆系上統(tǒng)桐峪寺組第五巖性段上亞段為金成礦有利巖性段；礦區(qū)經(jīng)歷了至少兩期熱液活動(dòng)，金礦體的形成受低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用的影響，與巖漿熱液活動(dòng)有關(guān)；以Au為主成礦元素圈定的4個(gè)綜合異常區(qū)與地層展布方向一致。位于玄檀溝附近的綜合異常區(qū)處在金礦富集有利層位，次級(jí)構(gòu)造發(fā)育，指示元素異常套合較好，濃集中心明顯，Au異常強(qiáng)度高且規(guī)模大，并在異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)金礦體，因此，位于玄檀溝附近的綜合異常區(qū)具有很好的找礦前景。

關(guān)鍵詞：地球化學(xué)；金礦；水系沉積物；找礦方向；富集系數(shù)；R型聚類分析；異常評(píng)價(jià)；陜西

中圖分類號(hào)：P596文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

陜西柞水地區(qū)金盆梁金礦區(qū)位于柞水—山陽晚古生代弧前盆地北緣[14]，夾持于商丹斷裂與鳳鎮(zhèn)—山陽斷裂之間，屬南秦嶺華力西褶皺帶[56]和山陽—柞水華力西期—燕山期鐵銀鉛鋅銅金紅石成礦帶[7]，即曹坪異常的東部[8]。區(qū)域上，古生界地層出露相對(duì)齊全，斷裂構(gòu)造發(fā)育且呈現(xiàn)多期活動(dòng)特征，印支期—燕山期巖漿侵入作用和熱接觸變質(zhì)作用活動(dòng)強(qiáng)烈[911]。筆者在對(duì)陜西柞水地區(qū)金盆梁金礦區(qū)多金屬礦普查工作基礎(chǔ)上，通過1∶50 000水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量，對(duì)分析樣品中各元素含量及其地球化學(xué)特征綜合研究，以期進(jìn)一步認(rèn)識(shí)金盆梁金礦區(qū)的成礦有利地段，進(jìn)而縮小找礦范圍并指明找礦方向。

1地質(zhì)背景

金盆梁金礦區(qū)位于陜西柞水地區(qū)東部，在曹坪—紅巖寺復(fù)式向斜南翼，出露地層以及進(jìn)一步劃分的巖性段主要有泥盆系上統(tǒng)（未分）的第四巖性段和第五巖性段，泥盆系上統(tǒng)桐峪寺組第四、第五、第六巖性段以及石炭系下統(tǒng)二峪河組上亞組與下亞組；區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，受SN向擠壓，形成近EW向展布的構(gòu)造格架，NW、NE向走滑斷裂發(fā)育，其中NE向斷裂主要分布在礦區(qū)南側(cè)，為左行走滑斷裂，將近EW向的地層及斷裂斜切開，斷裂帶兩側(cè)巖層破碎，平行斷裂帶的扭性節(jié)理發(fā)育，牽引褶皺指示斷裂上盤朝NE向斜沖，是本區(qū)的主要導(dǎo)礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造。礦區(qū)北部出露的曹坪巖體為印支期中粒角閃黑云母二長(zhǎng)花崗巖，總體向北傾斜。區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，主要出露有印支期閃長(zhǎng)玢巖脈和云斜煌斑巖脈，多呈NWW向、NW向延伸（圖1、2）。

2樣品采集與測(cè)試

金盆梁金礦區(qū)的主體山脈東西縱貫，植被覆蓋中等，河流切割嚴(yán)重，水系較為發(fā)育，為山間河谷流水侵蝕地貌，適合開展水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作。本次采樣點(diǎn)主要布置在一級(jí)水系末端及二級(jí)水系中，采樣介質(zhì)為淤泥和粉砂，采樣部位選擇在河床底部或河道邊與水面接觸之處、水流變緩處、水流停滯處、轉(zhuǎn)石背后、河道轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)以及適合水系中物質(zhì)及組分沉積的部位。野外加工粒度為025 mm（60目篩），過篩后的樣品質(zhì)量大于150 g。本次水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作覆蓋全區(qū)17.36 km2，共采集樣品307件，樣品處理和分析由中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金部隊(duì)第五支隊(duì)化驗(yàn)室承擔(dān)，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/T 0130—2006《地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范》第四部分“區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查（1∶50 000和1∶200 000）樣品化學(xué)成分分析”執(zhí)行，分析測(cè)試元素為Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、W和Mo。

3元素分布與分配

3.1元素含量特征

3.2地層單元元素分布與分配特征

為了確定成礦指示元素在礦區(qū)出露地層中的分布與分配特征，分別計(jì)算了各地層單元元素富集系數(shù)（K）和變異系數(shù)（Cv）。富集系數(shù)為各地層元素含量平均值（C）與整個(gè)礦區(qū)元素含量平均值之比，變異系數(shù)為各地層元素含量標(biāo)準(zhǔn)差與平均值之比（表2）。

從表2可以看出：石炭系下統(tǒng)二峪河組下亞組下段、泥盆系上統(tǒng)第四巖性段上亞段、泥盆系上統(tǒng)桐峪寺組第五巖性段上亞段的Au、Ag、As、Sb、Pb、Zn元素呈富集狀態(tài)；泥盆系上統(tǒng)桐峪寺組第五巖性段上亞段中Au富集系數(shù)達(dá)到3.77，變異系數(shù)為267，表明Au在該巖性段高度富集且分布極不均勻，具有局部成礦的可能性，是尋找金礦的重要層位；泥盆系上統(tǒng)第五巖性段下亞段與曹坪巖體接觸帶中，高溫元素Cu、Bi、W、Mo相對(duì)富集且變異系數(shù)大，分布不均勻，其余地層中各元素含量低，分布相對(duì)均勻，形成礦化（體）的可能性小。

從地層元素富集趨勢(shì)圖（圖4）可以看出，研究區(qū)出露地層自北向南呈現(xiàn)中高溫元素Bi、Cu、Mo、W富集程度降低，中低溫元素Sb、As、Ag、Zn、Pb、Au富集程度增高的趨勢(shì)。

由于曹坪巖體出露于研究區(qū)北部，不同地層單元受熱動(dòng)力變質(zhì)作用的影響，熱液中各元素在地層單元中自北向南呈現(xiàn)從中高溫至中低溫富集的變化趨勢(shì)，反映出曹坪巖體侵入時(shí)熱液的流動(dòng)方向，進(jìn)而推測(cè)各元素在不同地層單元的富集與北部曹坪巖體侵入有關(guān)。金礦體的形成受低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用的影響，與巖漿熱液活動(dòng)有關(guān)，具有中低溫?zé)嵋旱V床的元素分帶特征。

4元素組合特征

對(duì)金盆梁金礦區(qū)307件水系沉積物樣品10種元素?cái)?shù)據(jù)集進(jìn)行R型聚類分析，并繪制R型聚類分析譜系圖（圖5）。由圖5可以看出：AuAgAsSb元素組合的相關(guān)系數(shù)（r）大于0.69；WBiCuMoZn元素組合的相關(guān)系數(shù)大于0.53。結(jié)果表明：①Au為主成礦元素，Ag為主要伴生元素，As、Sb為遠(yuǎn)程指示元素，是一組中低溫元素組合，也是中低溫?zé)嵋航鸬V床的典型元素組合；②研究區(qū)存在中高溫和中低溫兩個(gè)元素共生組合，且熱液礦床尾暈元素Cu、Bi、W、Mo、Zn等與前緣暈和礦上暈元素Au、Ag、As、Sb成負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明礦區(qū)至少經(jīng)歷了兩期熱液活動(dòng)的改造，礦體及其暈的分帶性較好。

5異常特征

5.1主要成礦指示元素異常特征

運(yùn)用GeoMDIS軟件對(duì)各元素?cái)?shù)據(jù)集進(jìn)行處理，得到地球化學(xué)異常圖。首先，對(duì)數(shù)據(jù)集運(yùn)用克里格法進(jìn)行網(wǎng)格化處理，再用累積頻率的分級(jí)方法勾繪等量線地球化學(xué)圖；取與元素背景值加兩倍標(biāo)準(zhǔn)差的異常下限（T）相同或相近的等量線，圈定單元素異常定為三級(jí)異常，以與2T、4T相近的等量線圈定二級(jí)、一級(jí)異常。礦區(qū)內(nèi)共圈出6處Au異常、6處Ag異常、3處As異常、3處Sb異常、4處Bi異常、3處Cu異常、5處Pb異常、5處Zn異常、2處W異常和3處Mo異常（圖6）。

各元素異常線根據(jù)線條粗細(xì)表示不同等級(jí)的異常，其中粗線表示一級(jí)異常，中等粗細(xì)表示二級(jí)異常，細(xì)線表示三級(jí)異常

（2）Ag為金礦的主要伴生元素，Ag異常主要集中在礦區(qū)中南部，總體呈NW向展布。蘆槽溝村與玄檀溝發(fā)育一級(jí)異常。蘆槽溝村異常峰值為1 274.2×10-9，面積約為0.36 km2，與Au異常疊合；玄檀溝處異常峰值為1 313.79×10-9，面積約為1.89 km2，其二級(jí)異常與玄檀溝Au一級(jí)異常套合好，是尋找金礦的主要間接指示元素。

（3）As、Sb作為金礦的重要伴生元素，異常分布特征與Au異常相似，特別是在周家屋場(chǎng)、蘆槽溝村和玄檀溝處形成的異常與Au異常重合，是尋找金礦的遠(yuǎn)程指示元素。

5.2綜合異常特征

在圈定區(qū)內(nèi)各單元素異常的基礎(chǔ)上，結(jié)合元素地球化學(xué)分類、共生組合關(guān)系及地質(zhì)特征，通過疊加不同等級(jí)的單元素異常來反映元素組合異常，并進(jìn)一步圈定綜合異常區(qū)（圖7）。圈定的綜合異常區(qū)共4處，按照從左向右，從上向下的順序依次編號(hào)為JZ1、JZ2、JZ3、JZ4，其綜合異常特征值見表3。

5.2.1JZ1綜合異常區(qū)

JZ1綜合異常區(qū)位于周家屋場(chǎng)東北方向約042 km處。出露巖性段主要為泥盆系上統(tǒng)第五巖性段下亞段，其次為西南部泥盆系上統(tǒng)第四巖性段上亞段。異常區(qū)內(nèi)無斷裂構(gòu)造發(fā)育，在東北部有中生代侵入巖出露。異常北部不閉合，呈半圓狀，面積約為0.28 km2，以CuAuAg為特征元素組合。但在Cu異常規(guī)模大且強(qiáng)度高，Au異常規(guī)模小且強(qiáng)度低時(shí)，Au剝蝕程度高，且無含礦有利地層，找礦意義較小。

5.2.2JZ2綜合異常區(qū)

JZ2綜合異常區(qū)位于周家屋場(chǎng)西南方向約025 km處。出露巖性段主要為石炭系下統(tǒng)二峪河組下亞組下段，其富含Au、Sb、As、Pb、Zn，其中Au富集系數(shù)為1.58，變異系數(shù)為1.06，說明該段為金礦含礦有利層位；其次為泥盆系上統(tǒng)第六巖性段，是低溫元素As、Sb的富集層位。異常區(qū)受3條NWW向斷裂嚴(yán)格控制，并在西部有少量中酸性巖脈出露。異常面積約為072 km2，以SbAuAsMoBi為特征元素組合，具有明顯的水平分帶特征；Au、Sb二級(jí)異常與As、Mo、Bi三級(jí)異常疊合分布，濃集中心明顯，成礦指示元素組合齊全；Au異常強(qiáng)度高

3綜合異常區(qū)

JZ3綜合異常區(qū)位于蘆槽溝附近，出露巖性段主要為石炭系下統(tǒng)二峪河組上亞組下段及下亞組下段。石炭系下統(tǒng)二峪河組上亞組下段富含Ag，富集系數(shù)為1.36，變異系數(shù)為2.30；下亞組下段富含Au、Sb、As、Pb、Zn，其中Au的富集系數(shù)為1.58，變異系數(shù)為1.06，說明該段為金礦含礦有利層位。異常區(qū)受4條NWW向斷裂嚴(yán)格控制；異常呈葫蘆形展布，面積約為0.39 km2，無濃集中心，以AgAsBiSbAuCu為特征元素組合，為Au、Ag二級(jí)異常與As、Sb等三級(jí)異常疊合而成。指示元素齊全，低、中、高溫元素共生，各異常與多條斷裂在空間上有耦合關(guān)系，Au強(qiáng)度和規(guī)模大小排列在As、Bi、Sb之后，排列在Cu之前，表明Au剝蝕程度較小。該異常區(qū)地質(zhì)條件好，前緣指示元素異常強(qiáng)度高且規(guī)模大，礦上暈和尾暈元素異常規(guī)模小且強(qiáng)度低，元素組合齊全，表明該異常指示區(qū)域成礦可能性較大，且礦（化）體剝蝕程度較小，推測(cè)該區(qū)有較好的找礦前景。

5.2.4JZ4綜合異常區(qū)

JZ4綜合異常區(qū)位于玄檀溝附近。出露巖性段以泥盆系上統(tǒng)桐峪寺組第五巖性段上亞段為主，富含Au、Ag、As、Sb、Pb、Zn，其中Au的富集系數(shù)為3.77，變異系數(shù)為2.67，為金礦含礦有利層位。出露巖性段其次為富含As、Sb的泥盆系上統(tǒng)桐峪寺組第六巖性段和富含Sb的泥盆系上統(tǒng)桐峪寺組第五巖性段下亞段。異常區(qū)內(nèi)雖無斷裂構(gòu)造發(fā)育，但有受SN向擠壓地塊發(fā)生遞進(jìn)變形，進(jìn)而產(chǎn)生大量節(jié)理及剪切帶等小型構(gòu)造。JZ4綜合異常區(qū)呈不規(guī)則形狀，近EW向展布，面積約為0.84 km2，以PbAuAgZnAsSb為特征元素組合，Au、Sb一級(jí)異常與Ag、As、Zn、Pb二級(jí)異常疊合分布。指示元素齊全，各指示元素異常套合好，濃集中心明顯，其中Au異常規(guī)模最大且強(qiáng)度高。Au規(guī)模在綜合異常區(qū)內(nèi)排第一，其次是As、Sb，表明前緣暈已遭到剝蝕，礦體已出露地表或埋藏較淺。采集兩份金樣品進(jìn)行品位分析，測(cè)得Au質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5.72×10-6和448×10-6。該異常區(qū)地質(zhì)條件好，異常強(qiáng)度高且規(guī)模大，組合元素齊全及分帶明顯，Au品位超過邊界品位的5倍，說明該異常區(qū)為礦致異常，因此，該區(qū)具有很好的找礦前景。

6結(jié)語

（1）陜西柞水地區(qū)金盆梁金礦區(qū)Au富集程度高，變異程度大，存在局部富集的可能性，為礦區(qū)內(nèi)主要的成礦元素。泥盆系上統(tǒng)桐峪寺組第五巖性段上亞段是金礦富集的有利層位；石炭系下統(tǒng)二峪河組下亞組下段、泥盆系上統(tǒng)第四巖性段上亞段、泥盆系上統(tǒng)桐峪寺組第五巖性段上亞段富含Au、Ag、As、Sb、Pb、Zn，是金成礦的有利巖性段。

（2）曹坪巖體侵入時(shí)，熱液自北向南流動(dòng)，金礦體的形成受低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用的影響，與巖漿熱液活動(dòng)有關(guān)，具有中低溫?zé)嵋旱V床的元素分帶特征。

（3）礦區(qū)經(jīng)歷了至少兩期熱液活動(dòng)的影響。Au為主成礦元素，Ag為主要伴生元素，As、Sb為遠(yuǎn)程指示元素。

（4）礦區(qū)圈定了4個(gè)化探綜合異常區(qū)。JZ1綜合異常區(qū)找礦意義較?。籎Z2綜合異常區(qū)具有一定的找礦意義；JZ3綜合異常區(qū)有較好的找礦前景；JZ4綜合異常區(qū)已發(fā)現(xiàn)礦體，且品位較高，是進(jìn)一步找礦的首選靶區(qū)。

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