鎮(zhèn)沅縣大地山金礦區(qū)土壤地球化學(xué)特征及找礦前景

陳 希, 王 瑩, 李維忠, 洪瑞岐

(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院, 云南 昆明 650051)

云南鎮(zhèn)沅縣大地山金礦區(qū)位于云南省西部瀾滄江景東縣境內(nèi), 大地構(gòu)造位置位于羌塘-三江造山系(Ⅶ), 烏蘭烏拉-瀾滄江結(jié)合帶(Ⅶ-6) 的瀾滄江俯沖增生雜巖(Pt2-T) (Ⅶ-6-3) 北端。 區(qū)域成礦帶屬三江(造山帶) 成礦省(Ⅱ2), 蘭坪—普洱(陸塊) Cu-Pb-Zn-Ag-Fe-Hg-Sb-As-Au-石膏-菱鎂礦-鹽類成礦帶(Ⅲ5) 中的云縣-景洪(火山弧) Cu 多金屬礦帶(Ⅳ11)。

區(qū)域上礦區(qū)屬三江構(gòu)造帶, 呈南北向大致沿瀾滄江延伸的瀾滄江斷裂在礦區(qū)西部約7km 處通過,礦區(qū)數(shù)條近于平行的主斷裂及其間的破碎帶組成極為發(fā)育。 區(qū)域出露地層有元古界的變質(zhì)巖系, 下古生界具復(fù)理石或類復(fù)理石特征的變質(zhì)巖系, 二疊紀(jì)-三疊紀(jì)的火山島弧, 中新生代的海相-海陸交互相-陸相碎屑巖建造。 區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈, 從早二疊世開始, 發(fā)育南瀾滄江帶二疊紀(jì)低鉀-中鉀鈣堿性弧火山巖。 晚三疊世的局部伸展作用導(dǎo)致了陸相-海陸交互相的高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列的基性火山巖大量噴發(fā)。 中侏羅世末-晚白堊世的燕山運(yùn)動(dòng), 形成東西向的褶皺和斷裂, 并伴有中酸性巖漿的侵入, 形成的小巖體群沿南瀾滄江斷裂呈南北向線性分布。 古新世末, 全區(qū)發(fā)生十分強(qiáng)烈的喜山運(yùn)動(dòng), 并伴酸性巖漿的侵入。 后期中酸性和酸性巖漿的侵入, 為成礦作用提供了物質(zhì)和熱源, 官房銅礦和長發(fā)銅礦(文玉銅礦) 兩個(gè)中-大型銅礦床即賦存于中晚三疊世小定西組火山巖系中。

根據(jù)1 ∶20 萬景谷幅水系沉積物測量報(bào)告, 景谷幅中各元素與地殼豐度值相比, 明顯富集的元素有Pb、 As, 其中As 顯著富集, K 值達(dá)3. 62; Au、 Ag、 Sb 的K 值在0. 8～1. 2 之間, 與地殼豐度相近; Zn元素輕度度貧化, Cu 元素中度貧化。 Au、 Sb、 As 的CV 值均小于1, 元素離散程度較小, 分布相對均勻。 景谷幅內(nèi)與酸性巖漿作用有關(guān)的元素相對富集, 與基性巖漿作用有關(guān)的元素相對貧化, 多數(shù)元素離散程度小, 分布相對均勻。 Cu、 Ag、 Pb、 Zn、 Cd、 As、 Sb、 Au 等與成礦有關(guān)的地球化學(xué)異常, 多沿?cái)嗔褬?gòu)造、 火山巖及侵入巖體展布。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)主要出露侏羅系中統(tǒng)花開左組( J2h)、 上三疊統(tǒng)小定西組( T3xd)。 各地層單元特征簡述如下:

(1) 上三疊統(tǒng)小定西組(T3xd): 幾乎分布于整個(gè)礦區(qū), 厚度大于2300m。 同下伏地層呈斷層接觸。 可進(jìn)一步劃分為四個(gè)巖性段(旋回)

小定西組一段(T3xd1): 為安山巖-安山玄武巖-安山質(zhì)火山角礫巖-凝灰質(zhì)玄武巖-凝灰質(zhì)火山角礫巖, 局部地段巖石具碳酸鹽化、 黃鐵礦化、 褐鐵礦化, 黃鐵礦呈星點(diǎn)狀分布, 褐鐵礦化主要沿裂隙面分布。 厚度大于1840m。

小定西組二段(T3xd2): 為灰色、 淺灰色安山巖-玄武安山巖-玄武巖-粗面安山巖, 局部夾有紫紅色泥巖, 局部地段安山巖硅化較強(qiáng), 厚大于320m。 同兩側(cè)地層均為斷層接觸關(guān)系。

小定西組三段(T3xd3): 為安山巖-泥巖-安山玄武巖巖-粗砂巖-粉砂巖-泥巖-礫巖。 與上覆第四段(T3xd4) 和下伏第二段(T3xd2) 均為斷層接觸關(guān)系, 厚度大于181m。

小定西組第四巖性段(T3xd4): 為安山巖-杏仁狀安山巖-粗面安山巖-安山質(zhì)火山角礫巖-安山質(zhì)玄武巖-玄武巖, 局部地段安山巖具硅化、 褐鐵礦化及碳酸鹽化。 礦區(qū)局部地段夾有紫紅色泥巖整體呈透鏡狀產(chǎn)出。 厚度大于650m。

(2) 中侏羅統(tǒng)花開左組(J2h): 為紫紅色泥巖、 粉砂巖夾灰黃色粉砂巖、 泥質(zhì)粉砂巖, 底部含礫巖。 按巖性組合特征可分為上段(J2h2) 及下段(J2h1)。 與下伏的小定西組(T3xd) 呈不整合接觸。約1100m。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)褶皺不發(fā)育, 但斷裂構(gòu)造發(fā)育, 礦區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造主要呈近南北向、 北西向、 北東向展布。 其中近南北向斷層有F2、 F3, 北西向斷層主要有F1、 F4, 北東向斷層有F5, 這些斷裂控制著地層、 巖漿巖、 礦床的分布(圖1)。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁, 尤以印支期的巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈, 活動(dòng)方式多樣, 巖類復(fù)雜, 為區(qū)內(nèi)成礦提供熱源及物源。 礦區(qū)內(nèi)主要有酸性火山噴發(fā)及侵入活動(dòng), 中基性火山噴發(fā)活動(dòng)。

(1) 火山巖: 火山巖主要為一套中基性火山巖, 發(fā)育于三疊系上統(tǒng)小定西組中(T3xd), 主要巖類為火山角礫巖、 安山巖、 玄武巖、 安山玄武巖及粗面巖。 巖石特征見地層中所述。 在第一巖性段(旋回) 發(fā)現(xiàn)一黃鐵礦化帶, 主要存在于安山質(zhì)火山角礫巖中。 根據(jù)巖性組合, 表明火山噴發(fā)由強(qiáng)到弱,并存在噴發(fā)間斷。

(2) 侵入巖: 區(qū)內(nèi)巖漿巖空間分布與構(gòu)造線方向一致, 巖石種類主要為花崗斑巖、 斜長斑巖。

花崗斑巖(γπ): 礦區(qū)花崗巖體比較發(fā)育, 發(fā)現(xiàn)3 個(gè)花崗斑巖體, 均沿?cái)鄬忧秩搿?巖體灰白、 淺灰色, 隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、 斑狀結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造; 斑晶由長石(20% ～25%)、 角閃石等組成, 基質(zhì)由斜長石、鉀長石、 石英等組成。 巖石表面呈半風(fēng)狀態(tài), 巖石節(jié)理裂隙發(fā)育, 見褐鐵礦化沿裂隙分布。 巖體與圍巖接觸帶附近具強(qiáng)烈的硅化和黃鐵礦化, 局部見方鉛礦化。 巖體附近還可見大量具強(qiáng)烈硅化黃鐵礦的花崗斑巖細(xì)脈, 寬0. 5m～2m。

斜長斑巖(γδπ): 礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)2 個(gè)斜長斑巖體, 兩巖體規(guī)模較小, 呈巖脈產(chǎn)出。 斜長斑巖, 灰黃色; 斑狀結(jié)構(gòu)、 基質(zhì)具有隱晶質(zhì)-微晶質(zhì)結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造; 斑晶為斜長石(20%-30%), 自行寬板狀,玻璃光澤, 基質(zhì)較為粗糙, 但可見星點(diǎn)狀斜長石斑晶。

本區(qū)巖漿巖較發(fā)育, 與區(qū)域成礦關(guān)系較密切, 特別是斑巖體周圍有斷層碎裂巖分布地段是有利的找礦部位。

2 礦區(qū)1: 2. 5 萬土壤測量地球化學(xué)特征

2.1 背景特征

元素平均含量的高低, 可作為衡量元素集中與分散程度的一般指標(biāo)。 表1 中列出了本礦區(qū)內(nèi)土壤樣品中剔除特高值后的7 種元素的算術(shù)平均值(背景值) 及部分地球化學(xué)參數(shù)。

(1) 以本工作區(qū)的平均值與地殼豐度對比, 區(qū)域濃度克拉克值k1大于4 的元素有As; k1值大于2的元素有Pb、 Sb; k1值在1. 2～0. 9 之間的元素有Ag、 Zn; k1值小于0. 5 的元素有Cu、 Au。 表明在該區(qū)域土壤中: As 元素顯著富集, Pb、 Sb 元素明顯富集, Ag、 Zn 元素與地殼豐度接近, 而Cu、 Au 元素貧化。

(2) 以本工作區(qū)的元素平均值與1 ∶20 萬景谷幅水系沉積物平均值相對比, 富集系數(shù)k2值大于2的元素有Cu、 Zn、 As; k2值在2～1. 2 之間的元素有Pb、 Sb; k2值在1. 2 ～0. 9 之間的元素為Ag; Au元素k2值為0. 88。 表明在該區(qū)域土壤中(相對1 ∶20 萬景谷幅水系沉積物而言), Cu、 Zn、 As 元素明顯富集, Pb、 Sb 元素相對富集, Ag 元素與1 ∶20 萬景谷幅水系沉積物平均值接近, Au 元素相對貧化。

表1 鎮(zhèn)沅縣大地山金礦區(qū)土壤測量元素背景統(tǒng)計(jì)表Tab 1. Statistics of Soil Survey Element Setting of Dadishan Au Orefield in Zhenyuan

(3) 從表1 中可看出, Cu、 Pb、 Au、 As、 Sb 等5 個(gè)元素含量變化系數(shù)Cv 值均大于0. 4, 表明這些元素在區(qū)內(nèi)分布較不均勻, 往往在某一地質(zhì)構(gòu)造單元或局部地段較易形成明顯的富集或貧化, 即較易在局部構(gòu)造成礦有利地段成暈或成礦; 而Zn、 Ag 等2 個(gè)元素含量變化系數(shù)Cv 值均小于0. 4, 表明Zn、Ag 元素背景面變化較為平緩, 不易在局部地段形成明顯的富集或貧化。

2.2 在地層中元素的分布特征

隨著地質(zhì)時(shí)代的推移, 元素在各地層單元中的分布有所差異, 這種差異反映了各個(gè)地質(zhì)時(shí)期不同的物質(zhì)來源, 不同的沉積環(huán)境及經(jīng)歷的地質(zhì)演變特征。 現(xiàn)以工作區(qū)內(nèi)土壤測量各地層單元中元素的平均值(X)、 變化系數(shù)(Cv)、 相對富集系數(shù)(K) 來闡述各地層單元的元素分布特征(表2)。

(1) 上三疊統(tǒng)小定西組一段(T3xd1): Ag、 Au、 As、 Sb 元素相對富集, 在該段地層中呈低背景-異常-局部強(qiáng)異常分布; 而Zn 元素含量接近全區(qū)平均值, 其余的Cu、 Pb 等2 個(gè)元素含量低于全區(qū)平均值; 其中Cu、 Pb、 Zn、 Ag、 Au、 As 元素離散程度大(Cv 值均大于1), 表明該段地層中后期熱液活動(dòng)疊加影響較強(qiáng)烈, 這些元素在區(qū)內(nèi)分布不均勻, 易在局部地段富集成暈或成礦。

(2) 上三疊統(tǒng)小定西組二段(T3xd2): Cu、 Ag、 Au、 Sb 元素相對富集, 在該段地層中呈背景-局部強(qiáng)異常分布; Zn 元素含量接近全區(qū)平均值, 而Pb、 As 元素含量低于全區(qū)平均值; 其中Pb、 Ag、 Au、As、 Sb 元素離散程度大(Cv 值均大于1), 表明該段地層中構(gòu)造及后期熱液活動(dòng)疊加影響較明顯, 這些元素在區(qū)內(nèi)分布不均勻, 易在局部地段富集成暈并形成異?；虺傻V。

(3) 上三疊統(tǒng)小定西組三段(T3xd3): Cu 元素相對富集, Pb、 Zn 元素含量接近全區(qū)平均值, 而Ag、 Au、 As、 Sb 元素含量低于全區(qū)平均值; 其中Au、 As 元素離散程度大(Cv 值均大于1. 7), 表明該段地層中構(gòu)造及后期熱液活動(dòng)影響明顯, Au、 As 元素易在局部地段富集成暈或成礦。

(4) 上三疊統(tǒng)小定西組四段(T3xd4): Pb、 Zn、 As 等3 個(gè)元素相對富集, 在該段地層中呈背景-局部異常分布; Cu、 Ag 元素含量接近全區(qū)平均值, 而Au、 Sb 等2 個(gè)元素含量含量低于全區(qū)平均值。 其中Cu、 Pb、 Ag、 As、 Sb 元素離散程度大(Cv 值均大于1. 1), 表明該段地層中構(gòu)造及后期熱液活動(dòng)影響強(qiáng)烈, Cu、 Pb、 Ag、 As、 Sb 等元素在區(qū)內(nèi)分布不均勻, 在局部地段富集成暈或成礦。

(5) 中侏羅統(tǒng)花開左組下段一亞段(J2h1-1): Pb、 As 元素相對富集, Cu 元素相對貧化, 而Zn、Ag、 Au、 Sb 元素含量則接近全區(qū)平均值; 這些元素的離散程度均較小(Cv 值均小于0. 95), 表明該段地層中后期熱液活動(dòng)影響不明顯, 這些元素在區(qū)內(nèi)分布較均勻, 不易在局部地段形成明顯的富集或貧化。

(6) 中侏羅統(tǒng)花開左組下段二亞段(J2h1-2): 僅Pb 元素相對富集, Cu、 Ag、 As 元素含量接近全區(qū)平均值, Zn、 Au、 Sb 元素含量則低于全區(qū)平均值; 其中僅Ag 元素離散程度大(Cv 值為1. 887), 其它元素離散程度均較小(Cv 值均小于0. 8), 表明該段地層中后期熱液活動(dòng)影響不明顯, 僅Ag 元素在區(qū)內(nèi)分布不均勻, 易在局部地段富集成暈。

(7) 中侏羅統(tǒng)花開左組上段(J2h2): 僅Pb、 Ag 元素含量接近全區(qū)平均值, 其余的Cu、 Zn、 Au、As、 Sb 等5 個(gè)元素含量低于全區(qū)平均值; 其中Cu、 Ag、 As 元素離散程度大(Cv 值均大于1), 表明該段地層中后期熱液活動(dòng)影響較明顯, Cu、 Ag、 As 等元素在區(qū)內(nèi)分布不均勻, 易在局部地段富集成暈或成礦。

(8) 花崗斑巖(γπ): 花崗斑巖中Ag、 Sb 元素相對富集, As 元素含量接近全區(qū)平均值; 其余的Cu、 Pb、 Zn、 Au 等4 個(gè)元素含量低于全區(qū)平均值; 其中僅Au 元素離散程度大(Cv 值為2. 132), 其它元素離散程度均較小(Cv 值均小于0. 8), 表明花崗斑巖中后期熱液活動(dòng)疊加影響不明顯, 僅Au 元素在區(qū)內(nèi)分布不均勻, 易在局部地段富集成暈。

表2 鎮(zhèn)沅縣大地山金礦區(qū)土壤測量各地層單元中元素含量特征表Tab 2. Element Content Feature of Soil Survey of Strata in Dadishan Au Orefield, Zhenyuan

2.3 組合元素的分布特征

地史演化過程中不同的成巖、 成礦條件, 形成了特定的地球化學(xué)環(huán)境, 在空間上反映為各區(qū)域上組合元素分布不同的地球化學(xué)特征。 地表土壤中元素的含量分布不僅受原生成巖、 成礦作用的控制, 與表生環(huán)境因素也有密切關(guān)系。

(1) Cu、 Pb、 Zn、 Ag 元素的分布: Pb、 Zn、 Ag 元素在區(qū)內(nèi)的分布受斷裂構(gòu)造及地層的控制, 尤其受構(gòu)造的控制明顯, 且形成的異常相互套合較好, 呈帶狀分布。 Cu 元素在區(qū)內(nèi)分布受斷裂控制明顯,且形成的異常較分散, 與其他元素套合較差。

(2) Au、 As、 Sb 元素的分布: 該組元素在區(qū)內(nèi)的分布受斷裂構(gòu)造及地層的控制, 且形成的異常相互套合較好, 呈帶狀分布。

2.4 異常特征與解釋推斷

2. 4. 1 異常的圈定

根據(jù)全區(qū)背景統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出的各元素算術(shù)平均值(X) 和標(biāo)準(zhǔn)離差(S), 用公式X+K·S 確定各元素異常下限T (K 為系數(shù), 取值2), 然后在各元素地球化學(xué)圖上找出一根與異常下限相同或接近的等量線, 直接圈出異常范圍, 并按T、 2T、 4T 勾繪異常濃度分帶。 各元素異常下限取值及異常等量線值見表3。

表3 各元素異常下限及異常等量線值統(tǒng)計(jì)表Tab 3. Statistics of Lower Limit and Isoline of Element Anomaly

2. 4. 2 主要異常特征

將7 個(gè)元素進(jìn)行疊加, 初步圈定了9 個(gè)綜合異常。 認(rèn)為具有較好找金的異常為DAP -1、 DAP -2;和DAP-3。 現(xiàn)將DAP-2 和DAP-3 異常特征簡述如下:

(1) DAP-2 異常: 異常區(qū)出露地層主要為三疊系上統(tǒng)小定西組(T3xd) 安山巖、 安山玄武巖、 安山質(zhì)火山角礫巖、 粗面安山巖、 凝灰質(zhì)火山角礫巖、 泥巖、 粉砂巖等。 區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要有北西向斷層F1、F4; 北東向斷層F5; 近南北向斷層F2、 F3等, 異常主要受北西向斷裂構(gòu)造帶的控制, 構(gòu)造帶內(nèi)褐鐵礦化、 碳酸鹽化、 硅化較強(qiáng)。 區(qū)內(nèi)有兩個(gè)花崗斑巖體侵入, 分別沿順層的F5、 F3斷裂帶呈透鏡狀產(chǎn)出,總體呈巖株、 巖墻產(chǎn)出。

異常為以Pb 為主, 伴有Cu、 Zn、 Ag、 Au、 As、 Sb 等元素的組合異常; 其中Pb、 Zn、 Ag、 Au、As、 Sb 元素異常相互套合較好, Au、 As、 Sb 異常北西部礦權(quán)邊界未封閉; 各元素強(qiáng)度高, Ag、 Cu、Pb、 Zn、 Au、 As、 Sb 元素最高值分別為2×10-6、 1872×10-6、 1537×10-6、 1997×10-6、 38. 7×10-9、 457×10-6、 11. 5×10-6, 規(guī)模大, 并均具有明顯的濃集中心和三級濃度分帶; 總體呈北西-南東向展布, 長約3. 83km, 寬約0. 25km～1. 6km, 面積大于3. 5km2。

異常帶分布于兩個(gè)花崗斑巖體的北東部, 處于北東向與北西向、 近南北向多組斷裂的交匯部位, 賦存于三疊系上統(tǒng)小定西組(T3xd) 中, 該地層為本區(qū)重要的含礦層。 各成礦元素異常強(qiáng)度高, 規(guī)模大,濃集中心明顯。 該異常呈北西-南東向帶狀展布, 與南部嘎里河銅礦, 為同一異常帶。 認(rèn)為在該帶內(nèi)具有很好的找礦前景, 是有利的找礦靶區(qū)。

(2) DAP-3 (大地山) 異常: 異常區(qū)出露地層主要為三疊系上統(tǒng)小定西組(T3xd ) 安山巖、 安山玄武巖、 安山質(zhì)火山角礫巖、 粗面安山巖、 凝灰質(zhì)火山角礫巖、 泥巖、 粉砂巖等。 位于花崗斑巖體與斜長斑巖體的西側(cè), 區(qū)內(nèi)受F2、 F5斷層控制, 沿?cái)鄬訋О鴤?cè)褐鐵礦化、 硅化、 碳酸鹽化較強(qiáng)。

異常以Au 為主, 伴有Cu、 Pb、 Zn、 Ag、 As、 Sb 等元素的組合異常; 其中Au、 As、 Sb 元素異常相互套合好。 Au、 As 異常強(qiáng)度高, 最高值分別為58. 2×10-9、 178×10-6。 Au 異常規(guī)模較大, As、 Sb 異常也具一定規(guī)模。 其余元素異常強(qiáng)度相對較低, 規(guī)模也較小。 異?？傮w呈北西-南東向展布, 長約1. 8km, 寬約0. 10km～0. 50km, 異常面積大于0. 63km2。

異常帶分布于斜長斑巖體與花崗斑巖體的西部, 受F2、 F5斷層控制。 賦存于三疊系上統(tǒng)小定西組(T3xd) 中。 該異常呈北西-南東向帶狀展布, 主成礦元素Au 異常強(qiáng)度高, 規(guī)模大, 并具明顯的濃集中心和三級濃度分帶; As、 Sb 等元素也具一定規(guī)模。 認(rèn)為在該帶內(nèi)具有尋找金礦的找礦前景, 且成礦條件較好。

3 找礦前景

根據(jù)礦區(qū)1 ∶2. 5 萬土壤測量成果及1 ∶20 萬景谷幅水系沉積物測量成果報(bào)告, Au、 Cu 等元素在三疊系上統(tǒng)小定西組(T3xd) 基性火山巖呈低背景值分布, 且變異系數(shù)較大, 易在構(gòu)造和巖性有利地段富集成礦。 礦區(qū)內(nèi)各元素異常主要沿?cái)鄬臃植? 且異常多分布于三疊系上統(tǒng)小定西組(T3xd) 中, 后期花崗斑巖沿?cái)嗔亚秩? 氣液引起圍巖的脆性破裂, 由于巖漿冷卻產(chǎn)生揮發(fā)組分, 引起圍巖局黃鐵礦化、 綠泥石化、 綠簾石化、 碳酸鹽化、 硅化等, 局部顯示方鉛礦化, 銅礦化。 形成北西向套合較好的Au-As-Sb 組合異常和Cu-Pb-Zn-Ag 組合異常。

綜合研究認(rèn)為, 該礦區(qū)內(nèi)具有尋找與次級斷裂帶、 基性火山巖、 隱伏的中酸性巖體(脈) 密切相關(guān)的巖漿熱液型銅金礦床潛力。 地表和異常為上部的細(xì)脈狀銅、 金礦化引起, 其與深部酸性巖體間均存在找礦空間。 其可能存在一是產(chǎn)于斷裂破碎帶中的脈狀礦體; 二是產(chǎn)于在斷裂旁側(cè)的巖性有利地段中緩傾斜的礦體。 如火山碎屑巖(凝灰?guī)r、 火山角礫巖等) 與火山熔巖(如安山巖、 玄武巖等) 接觸帶、沉積碎屑巖與火山熔巖接觸帶礦體。 三是產(chǎn)于酸性巖體侵入時(shí)形成的爆破角礫巖筒中的爆破角礫巖型銅金礦體。 四是產(chǎn)于深部酸性巖體與圍巖接觸帶內(nèi)帶的斑巖型銅金礦體。