廠洞箐鉛鋅多金屬礦土壤地球化學特征及找礦前景

葛鵬飛　吳志國　馬玉來　高　亮　李　毅　金加偉　楊　森

(遼寧省第十地質大隊)

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廠洞箐鉛鋅多金屬礦土壤地球化學特征及找礦前景

葛鵬飛吳志國馬玉來高亮李毅金加偉楊森

(遼寧省第十地質大隊)

結合云南思茅廠洞箐礦區(qū)土壤地球化學測量工作成果，系統(tǒng)總結了廠洞箐礦區(qū)出露的地層、巖性、構造、圍巖蝕變等地質特征，并對區(qū)內土壤地球化學基本特征及異常特征進行了詳細分析，結果表明：①微量元素含量統(tǒng)計特征顯示，Ag、Pb、As、Sn、Hg含量較高，分異系數較高，分布范圍較廣，易形成次生暈地球化學異常；②微量元素聚類分析、相關性分析、組合分析表明，Pb-Zn-Sn-Bi-Au-Mo-Co與Cu-Ag-As-Sb-Hg代表了區(qū)內主要成礦元素的次生富集組合，可作為礦區(qū)找礦指示元素。在上述分析的基礎上，綜合區(qū)內地質和地球化學資料，圈定了4個土壤地球化學綜合異常區(qū)，并且對各綜合異常區(qū)進行了解譯評價，進而圈定了找礦靶區(qū)，進一步提出了新的找礦工作建議，供區(qū)內找礦參考。

鉛鋅多金屬礦床土壤地球化學特征綜合異常找礦靶區(qū)找礦前景

云南思茅廠洞箐鉛鋅多金屬礦位于蘭坪—思茅后碰撞裂陷盆地南段，瀾滄江斷裂帶與金沙江—哀牢山斷裂帶之間，近SN走向的大型逆沖推覆構造帶上，成礦帶歸屬唐古拉—昌都—思茅陸塊銅、鉛、鋅、金成礦帶[1-2]。通過對礦區(qū)開展地質填圖和土壤地球化學測量工作，初步認為該礦區(qū)成礦類型為中—低溫熱液充填交代型脈狀鉛鋅多金屬礦床。為進一步指導區(qū)內找礦工作，本研究結合區(qū)內土壤地球化學測量工作成果，對區(qū)內土壤地球化學特征進行分析，并就找礦前景進行探討。

1　礦區(qū)地質特征

廠洞箐鉛鋅多金屬礦區(qū)地層出露較齊全，主要由一套紅色內陸湖相的泥質巖、細砂巖、中—細粒石英砂巖、長石石英砂巖及少量海陸交互相、淺海相—海相的砂泥巖、細砂巖、灰?guī)r等組成，局部見有凝灰?guī)r、巖屑凝灰?guī)r。地層由老至新依次為三疊系上統(tǒng)一碗水組上段(T3yc)、侏羅系上統(tǒng)壩注路組(J2-3b)、白堊系下統(tǒng)景星組(K1j)和曼崗組(K1m)、上統(tǒng)勐野井組(K2m)、古近系古新統(tǒng)(E1)及新近系下新統(tǒng)(N1)。區(qū)域上受中軸斷裂帶控制，礦區(qū)構造發(fā)育，主干構造為NNW向斷裂，并被EW向和NE向斷裂錯斷，控制了礦區(qū)巖體、礦體的展布。其中，NNW向斷裂由東至西主要有F1、F2、F33條斷層，EW向斷裂規(guī)模較大的有F4斷層，NE向斷裂規(guī)模較大的有F5斷層。礦區(qū)西部F2斷層以西為區(qū)域性褶皺箐門口復背斜，東部則位于區(qū)域性褶皺曼練山向斜西翼，在礦區(qū)表現(xiàn)為向NE傾的單斜構造(圖1)。構造帶主要由構造角礫巖、硅化帶組成。礦區(qū)受中軸斷裂帶的控制和影響，圍巖蝕變較強烈。礦化現(xiàn)象主要表現(xiàn)為鉛鋅礦化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、銅礦化等多金屬礦化，為典型的中—低溫多金屬礦化，蝕變現(xiàn)象主要有硅化、碳酸鹽化。其中，鉛鋅礦化、褐鐵礦化、銅礦化為礦區(qū)普遍發(fā)育的礦化現(xiàn)象，主要發(fā)育于斷裂破碎帶中，硅化為礦區(qū)最普遍的蝕變現(xiàn)象，主要發(fā)育于斷裂破碎帶、裂隙及兩側巖石中。

圖1　廠洞箐地質概況

2　土壤地球化學基本特征

按照土壤地球化學取樣標準[3]，取樣對象為殘坡積物，采集于距地表20～40 cm處土壤的B層(淋積層)或C層(母質層)中的細粒級物質，定量分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Co、W、Mo、Sn、As、Sb、Bi、Hg等13種微量元素含量。

2.1元素含量特征

對測試區(qū)的13種元素含量進行了統(tǒng)計，結果見表1。由表1可知：①濃度克拉克值大于1的元素有Ag、Pb、W、As、Sn、Sb、Hg，表明該類元素有一定的次生富集傾向；②變異系數大于1的元素有Ag、Cu、Pb、Sn、As、Bi、Au，表明該類元素分布不均勻，離散程度大，分異性強，有富集的趨勢；③廠洞箐礦區(qū)Ag、Pb、As、Sn、Hg含量較高，分異系數較高，分布范圍較廣，表明該類元素參與了次生富集成暈作用及過程，易形成地球化學異常。

表1　微量元素地球化學參數

注：Au的含量單位為(×10-9)。

2.2元素組合分析

2.2.1聚類分析

對區(qū)內化探數據進行R型聚類分析，結果見圖2。由圖2可知，當歐式距離R約15時，元素可分為3類：①第1類為Sn、Bi、Pb中—高溫元素組合，尾暈元素和中部元素共同產出，說明成礦的多期性，即本次的礦尾地段為下次熱液聚集的中部地段，礦體為多期脈動式形成的；②第2類為Zn、Co、W、Mo、Au中—高溫元素組合，Au與W、Mo聚為一類，說明Au以伴生元素的方式存在，也進一步反映了成礦的

多期性；③第3類為Ag、Cu、As、Sb、Hg中—低溫元素組合，尾暈元素與前緣元素疊加充分說明成礦的多期性，同時反映了成礦活動與構造密切相關。

圖2　R型聚類分析譜系

2.2.2相關性分析

對13種元素進行了相關性分析，結果見表2。由表2可知：①以顯著性水平0.30為基準，Au與Pb、Zn顯著相關，Ag與Cu顯著相關，Sn與Pb、Zn、Bi顯著相關，Cu與Co、As、Sb、Hg顯著相關，As與Sb、Hg顯著相關，Sb與Hg、Bi顯著相關；②Pb、Zn、Sn、Bi、Au元素之間成明顯正相關，可能來自同一成礦階段，Cu、Ag、Co、As、Sb、Hg之間有較強的相關性，可能屬于同一成礦階段。

表2　微量元素相關性分析結果

2.2.3因子分析

對13種元素進行了基于主成分變量的R型因子分析，以累計方差貢獻率60.5%為基準，可提取5個因子，分析結果表明：①F1因子(Ag、Sn、Pb、Mo、Cu、Zn、Co、As、Sb、Hg、Bi)的方差貢獻率為23.319%，其中Ag、Pb、Cu、Zn、As、Sb、Hg、Bi具有高載荷，代表主要成礦元素的次生富集組合；②F2因子(Sn、Pb、Bi)的方差貢獻率為12.288%，代表與中—高溫熱液成礦作用有關，與聚類分析中第1類一致；③F3因子(Au、Mo、Zn、Co)、F4因子(Au、Mo、W)、F5因子(Co、W)的累計方差貢獻率為26.9%，與聚類分析中第2類較一致，反映了成礦的多期性；④上述5個主因子的方差貢獻率都小于50%，可能表示區(qū)內數據的方差貢獻收斂慢，說明該13個元素的綜合信息較分散，很難找到一個綜合主因子來表征，同時也說明在該礦區(qū)各元素的物質來源和成因較復雜。

綜合聚類分析、相關性分析及因子分析結果，認為該礦區(qū)成礦活動為多期次成礦，以中—低溫熱液成礦為主，兼有中—高溫熱液成礦的特征。故本研究以Pb-Zn-Sn-Bi-Au-Mo-Co元素組合與Cu-Ag-As-Sb-Hg元素組合作為主要成礦指示元素圈定找礦靶區(qū)，進行隱伏礦體定位預測。

3　土壤地球化學異常特征

本研究采用傳統(tǒng)法計算地球化學背景值和異常下限值，結合礦區(qū)的元素異常特征和背景的發(fā)育程度確定異常下限的實際取值，依據異常下限的實際取值的1、2、4倍確定異常濃度分帶。

3.1單元素異常特征

由礦區(qū)土壤元素異常在平面上的分布規(guī)律與特征可知，Ag、Cu、Pb、Zn、Sb、Bi、Au、Co、Mo、As、Hg等11種元素異常明顯，異常點數較多且較集中，規(guī)模較大，大部分達到三級濃度帶，其余2種元素異常規(guī)模較小且分散。礦區(qū)內土壤地球化學異常以Au、Ag、Cu、Pb、Zn為主，伴生有Sb、Co、Bi、Mo，元素異常規(guī)模大，異常強度高，具有較好的套合性。整體而言，Ag、Cu、Pb、Zn異常形態(tài)較相似，分布較集中，均達到了三級濃度帶，總體呈近NW向展布，而As、Sb、Co異常形態(tài)較相似，有近NW向的展布趨勢。異常主要分布于三疊系上統(tǒng)一碗水組、白堊系地層中，明顯受斷裂構造控制，與火山碎屑巖和鉛鋅礦床、礦點分布較吻合。Cu、Co、Mo主要分布于礦區(qū)西北部，其元素異常范圍相對較吻合，反映深部可能有較大范圍的隱伏礦體存在。W、Sn在全區(qū)呈分散狀態(tài)，與巖體尚處于隱伏狀態(tài)的推測結論相符合。As、Hg為礦區(qū)的揮發(fā)性元素，主要分布于礦區(qū)西北部，反映了該地區(qū)存在深大斷裂，且深部存在異常源。

3.2綜合異常特征評價

根據礦區(qū)土壤地球化學特征、單元素異常特征、組合異常特征、異常賦存地質環(huán)境，本研究圈定出了土壤地球化學綜合異常區(qū)4個，異常區(qū)主要位于礦區(qū)西北部、西部和南部(圖3)。整體上，礦區(qū)由北向南可分為Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#4個綜合異常區(qū)，其中Ⅰ#異常區(qū)異常強度高且規(guī)模較大，元素異常疊加較明顯，Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#異常區(qū)明顯受斷層控制。

圖3　廠洞箐礦區(qū)元素含量異常等值線

(1)Ⅰ#異常區(qū)。位于礦區(qū)西北部，異常形態(tài)呈不規(guī)則面狀，西側未封閉，異常面積較大，Ag、Cu、Pb、Zn異常強度高，并伴生有Co、Bi、Sb，既有高溫元素又有中—低溫元素，元素組合較好。單元素異常疊加明顯，具有較好的濃集中心，呈近NW向展布。異常區(qū)斷裂構造發(fā)育，地層遭受不同程度的錯動和切割，巖石較破碎，發(fā)育有構造角礫巖、硅化帶等，露頭見有鉛鋅礦化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、銅礦化等多金屬礦化，并且根據已有的相關驗證工程資料，該異常區(qū)發(fā)育有火山碎屑巖和鉛鋅礦床、銅礦點，為成礦有利部位，故擬定為一級找礦靶區(qū)，建議開展深部工程驗證工作。

(2)Ⅱ#異常區(qū)。位于礦區(qū)西部，異常形態(tài)呈不規(guī)則條帶狀，西側未封閉，以Ag、Cu、Pb、Zn異常為主，異常元素外、中帶發(fā)育，異常強度一般，有一定程度的疊加，呈近EW向展布，可擬定為三級找礦靶區(qū)。

(3)Ⅲ#異常區(qū)。位于礦區(qū)西南部，異常形態(tài)呈不規(guī)則面狀，西南側未封閉，異常元素以Ag、Cu、Pb、Zn、Au為主?？傮w來講，異常面積較大，異常強度相對較高，異常疊加現(xiàn)象較明顯。該異常區(qū)受NW向構造控制明顯，褐鐵礦化、硅化等發(fā)育，可擬定為二級找礦靶區(qū)，建議布置相關驗證工程。

(4)Ⅳ#異常區(qū)。位于礦區(qū)南部，異常形態(tài)呈不規(guī)則圓狀，異常元素以Ag、Pb、Zn、Au為主，伴生有Bi異常，異常元素內、中、外帶特征清晰?？傮w來將，異常面積相對較大，異常強度相對較高，異常疊加現(xiàn)象較明顯。該異常區(qū)構造發(fā)育，受NW、NE向構造控制明顯，地層切割錯動強烈，發(fā)育有斷層角礫巖，露頭中見有褐鐵礦化、碳酸鹽化、硅化，可擬定為二級找礦靶區(qū)，建議布置相關驗證工程。

4　成礦條件及找礦前景

4.1成礦條件

(1)土壤地球化學異常。土壤地球化學異常反映出礦區(qū)為鉛鋅多金屬異常次生暈圈，主要成礦元素異常范圍大，強度高，元素套合較好，分帶清晰，濃集中心明顯，并且與已知的鉛鋅多金屬礦床相吻合。根據附近民采礦點和現(xiàn)有的驗證工程可知，該礦區(qū)礦石類型為含(細)脈狀鉛鋅多金屬礦構造蝕變巖型。

(2)成礦物質來源。礦區(qū)地層基巖主要為白堊系、侏羅系以及三疊系碎屑巖。與區(qū)域相對比，礦區(qū)位于蘭坪—思茅中新生代盆地范圍，屬于蘭坪-思茅Cu、Pb、Zn地球化學區(qū)之鎮(zhèn)沅—勐臘Cu、Pb、Zn地球化學亞區(qū)，以Pb、Zn、Cu、Ag、Sb、Hg、Au異常特別發(fā)育為特色，特別是在泥質巖中Pb、Zn等成礦元素豐度值較高[4-5]。根據地質及化探數據資料發(fā)現(xiàn)，土壤地球化學異常區(qū)和已知礦床(點)主要集中分布于三疊系上統(tǒng)一碗水組、白堊系地層中，并且已知三疊系上統(tǒng)一碗水組、白堊系地層為鉛鋅多金屬礦體的含礦層和控礦層，據此可知三疊系上統(tǒng)一碗水組、白堊系地層為礦床的形成提供了豐富的成礦物質來源。

(3)成礦有利構造。礦區(qū)發(fā)育NNW向主干斷裂，并被EW、NE向斷裂錯斷，在斷層附近次生斷層和節(jié)理較發(fā)育，為礦質的運移和礦液沉淀富集提供了通道和場所，斷裂不僅是主要的導礦構造，其旁側的小規(guī)模節(jié)理裂隙亦為主要賦礦場所。F2斷層發(fā)育有斷層破碎帶，寬5～15 m，沿斷裂帶巖石破碎，有硅化、碳酸鹽化，局部具鉛鋅礦化和銅礦化，為廠洞箐礦段的主要控礦構造。由土壤地球化學異常資料可知，元素異常濃集中心主要分布于斷層構造附近，明顯受斷層控制，表明斷裂構造為Pb、Zn等成礦元素提供了有利場所。

4.2找礦前景

礦區(qū)斷層構造較強烈，礦化蝕變廣泛發(fā)育，特別是在斷層構造部位，在斷層附近局部見有火山碎屑巖出露，如凝灰?guī)r、巖屑凝灰?guī)r等。含礦地層層位穩(wěn)定，礦床類型為中—低溫熱液充填交代型鉛鋅多金屬礦床，其成礦與地層、構造關系較密切。根據已有的地質、遙感、物化探資料及區(qū)域成礦規(guī)律，結合民采的鉛鋅礦點和在礦區(qū)內已發(fā)現(xiàn)的多處礦化點，認為該礦區(qū)是開展綜合找礦的良好礦區(qū)，找礦潛力較好。

5　結　論

(1)微量元素地球化學參數統(tǒng)計顯示，Ag、Pb、As、Sn、Sb、Hg含量較高，分異系數較高，分布范圍較廣，表明該類元素參與了次生富集成暈作用及過程，易形成地球化學異常。

(2)經過對礦區(qū)土壤地球化學數據進行聚類分析、相關性分析、因子分析，確定了Pb、Zn、Sn、Bi、Au、Mo、Co與Cu、Ag、As、Sb、Hg 2個元素組合，代表了主要成礦元素的次生富集組合，可作為該礦區(qū)找礦的主要指示元素。

(3)土壤地球化學異常特征顯示，Au、Ag、Cu、Pb、Zn元素高值區(qū)主要分布于三疊系上統(tǒng)一碗水組、白堊系地層中。已知的鉛鋅礦床產于三疊系上統(tǒng)一碗水組地層中，在礦區(qū)中部白堊系地層中發(fā)現(xiàn)有多處銅礦點，因此三疊系上統(tǒng)一碗水組、白堊系地層為找礦的有利目標層位。

(4)綜合地質、地球化學資料分析，結合有利的成礦地質條件，在礦區(qū)由北至南圈定了4個綜合異常區(qū)，其中一級靶區(qū)1個，二級靶區(qū)2個，三級靶區(qū)1個，異常區(qū)均具有良好的找礦潛力，為該礦區(qū)今后開展找礦工作的重點靶區(qū)。

[1]李章雄，劉麗華，紀輝.云南普洱蘿卜山鉛鋅礦隱伏礦找礦思路[J].云南地質，2012，31(1)：39-42.

[2]范昱，陳洪德，侯中健，等.云南蘭坪盆地古近系構造-層序巖相古地理特征分析[J].地層學雜志，2010，34(4)：381-388.

[3]蔣敬業(yè).應用地球化學[M].武漢：中國地質大學出版社，2006．

[4]羅先熔，文美蘭，歐陽菲，等.勘查地球化學[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[5]張生輝.云南三江地區(qū)銅鉛鋅金銀綜合信息礦產預測[D].長春：吉林大學，2006.

Geochemical Characteristics and Prospecting Prospective of Changdongqing Pb-Zn Polymetallic Deposit

Ge PengfeiWu ZhiguoMa YulaiGao LiangLi YiJin JiaweiYang Sen

(The No.10 Geological Brigade of Liaoning Province)

Combing with the soil geochemical measurement working results of Changdongqing Pb-Zn polymetallic mining area in Simao county,Yunnan province,the geological characteristics of Changdongqign Pb-Zn polymetallic mining area is analyzed from the aspects of stratum,lithology,structure and wall rock alteration,the the soil geochemical basic characteristics and soil geochemical anomalies characteristics are discussed in depth.The results show that:①statistical characteristics of trace elements contents show that, contents of Ag、Pb、As、Sn、Hg are higher than other elements,the differentiation coefficients are also higher than other elements,the above elements are distributed in a wide range,they are easy to form the secondary halo of geochemical anomalies;②the results of cluster analysis,correlation analysis and portfolio analysis of trace elements show that the secondary enrichment combination of main ore-forming element of Changdongqing Pb-Zn polymetallic mining area can be represented as Pb-Zn-Sn-Bi-Au-Mo-Co and Cu-Ag-As-Sb-Hg,they are can be regarded as the prospecting indicator elements of Changdongqing Pb-Zn polymetallic mining area.Based on the above analysis results,by comprehensive analyzing the geological data and geochemical prospecting data of Changdongqing Pb-Zn polymetallic mining area,the four soil geochemical comprehensive anomaly areas are delineated,the interpretation and evaluation of the four soil geochemical comprehensive anomaly areas are conducted,besides that,the prospecting target areas are delineated,the further prospecting working suggestions are also proposed to provide reference for the prospecting work in the mining area.

Pb-Zn polymetallic deposit, Soil geochemistry characteristics, Comprehensive anomaly, Prospecting target area, Prospecting prospective

2016-05-09)

葛鵬飛(1989—)，男，助理工程師，113007 遼寧省撫順市東洲區(qū)綏化路東段133號。