淺鉆巖石地球化學測量在皖東江山金礦的應(yīng)用及找礦預(yù)測

王帥，湯正江，賴柏生，王偉

（安徽省勘查技術(shù)院，安徽合肥230041）

0 引言

淺鉆化探是利用機動淺鉆穿透淺覆蓋層，采集代表下伏基巖成分的樣品（殘積土或基巖），有效提取覆蓋物下部蘊藏的地質(zhì)礦產(chǎn)的地球化學異常信息的一種地球化學勘查方法。我國自20世紀60年代即開始研制輕便取樣鉆機，起初主要應(yīng)用于地質(zhì)普查中的鉆探取樣、揭露淺部地質(zhì)情況方面，80年代開始應(yīng)用于化探取樣。21世紀初，地科院物化探所等單位開始在內(nèi)蒙干旱草原景觀區(qū)、安徽濕潤景觀區(qū)進行淺鉆化探方法技術(shù)的系統(tǒng)性試驗研究。隨著研究的不斷深入，淺鉆設(shè)備和鉆探取樣工藝發(fā)展迅速，采樣層位與介質(zhì)、采樣密度等工作方法日趨完善。相比傳統(tǒng)的勘查方法，淺鉆化探具有直接、高效、環(huán)保等優(yōu)勢，因此淺鉆化探在淺覆蓋區(qū)找礦應(yīng)用前景十分廣闊。

皖東鳳陽—五河一帶是安徽省金多金屬找礦的熱點地區(qū)，該區(qū)屬于運積物覆蓋區(qū)。江山金礦是這一區(qū)帶內(nèi)新近發(fā)現(xiàn)的中型金礦，是典型的隱伏礦床。以往化探工作在礦區(qū)內(nèi)均未發(fā)現(xiàn)明顯地球化學異常。本次研究工作采用GXY-1型機動鉆機，鉆取了江山金礦區(qū)覆蓋層之下的基巖樣品，發(fā)現(xiàn)了明顯的地球化學異常，取得了良好的找礦效果。

1 研究區(qū)概況

皖東鳳陽—五河一帶位于郯廬斷裂帶西側(cè)的蚌埠隆起區(qū)東段（圖1）。前人研究認為蚌埠隆起區(qū)是招遠金礦帶的西延部分，金礦找礦潛力巨大。該區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有近十處金多金屬礦點，其中以鳳陽江山中型金礦規(guī)模最大。已有研究認為江山金礦礦床地質(zhì)特征類似于膠東焦家式破碎帶蝕變巖型金礦。

圖1 皖東鳳陽—五河地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖[16]Figure 1.Regional geologic map of the Fengyang-Wuhe area,eastern Anhui[16]

江山金礦區(qū)包括東西兩個礦段，東礦段以金多金屬礦為主，西礦段以鉛鋅多金屬礦為主（圖2）。東礦段為隱伏礦，西礦段的鉛鋅礦體部分出露于地表。礦區(qū)內(nèi)出露地層為五河群，主要巖性包括斜長片麻巖、大理巖、斜長角閃片麻巖等。礦區(qū)內(nèi)主要斷層為近東西向的官溝-下紀家斷裂和北北東向的臨淮關(guān)-亮崗斷裂、霸王城-鹿塘斷裂。其中官溝-下紀家斷裂為主要的控礦構(gòu)造。金礦體主要沿斷層及其次級斷層分布，并嚴格受斷層控制，呈層狀、似層狀或透鏡狀產(chǎn)于角閃斜長片麻巖和黑云斜長片麻巖中；鉛鋅礦體主要呈似層狀賦存于大理巖中，與金礦的關(guān)系不明顯。

圖2 江山金礦地形地質(zhì)圖[35]Figure 2.Topographic and geologic map of the Jiangshan gold deposit[35]

研究區(qū)位于淮河南岸至鳳陽山區(qū)之間的沖積平原區(qū)。區(qū)內(nèi)為第四系運積物覆蓋，僅在個別地段有基巖出露。第四系運積物覆蓋厚度不均，中部較薄，在0～10m；西北部和東南部較厚，在20～30m，個別點大于30m。覆蓋物主要為雜填土、粉質(zhì)黏土、黏土、亞砂土、礫石土等。區(qū)內(nèi)常見的土壤剖面組成自上而下為耕作層（或腐殖土層、雜填土層）→運積物→殘坡積物→基巖（或風化基巖），局部為古河道，部分巖心的基巖上部直接為運積物覆蓋，缺失殘坡積物。

2 工作方法

采用正方形網(wǎng)格法，網(wǎng)度為250m×250m，基巖出露處直接采集巖石樣品，覆蓋區(qū)采用人工挖掘（覆蓋厚度小于2m）或機動淺鉆（覆蓋厚度大于2m）取樣，采取基巖樣品。共完成345個點位的采樣工作，其中基巖出露點4個，人工挖掘點1個，其余為淺鉆點。

本次淺鉆工作采用的鉆機為GXY-1型，該鉆機最大鉆進深度可達150m，滿足試驗區(qū)鉆探深度要求。鉆機裝有車輪及拖掛機構(gòu)，機動性能強，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕、拆裝方便，適用于平原區(qū)工作。

巖心完整時劈心取樣，巖心不完整呈碎巖塊、巖粉時撿塊取樣，樣重大于300g。樣品加工處理及分析測試按照《DZ/T0248-2014巖石地球化學測量技術(shù)規(guī)程》的要求執(zhí)行。

樣品分析測試在安徽省地質(zhì)實驗研究所完成，分析方法以全譜直讀等離子體光譜法(ICP-AES)、等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)為主，以原子熒光法（AFS）、發(fā)射光譜法（ES）、極譜法（POL）、離子選擇性電極法(ISE)為輔。分析測試報出率為100%，樣品分析方法的精密度、準確度均100%合格，一級標準物質(zhì)合格率為100%，重復(fù)樣合格率均大于90%。分析質(zhì)量符合規(guī)范要求。

3 巖石地球化學特征

3.1 元素含量特征

本次研究江山金礦345件巖石樣品的地球化學參數(shù)，表1為未剔除離群值的統(tǒng)計參數(shù)，表2為逐步剔除平均值加減3倍標準離差后的統(tǒng)計參數(shù)。

表2 江山金礦巖石樣品地球化學參數(shù)統(tǒng)計（逐步剔除特異值后）Table 2.Statistics of geochemical parameters of rock samples from the Jiangshan gold deposit(after outliers are eliminated in successive steps)

由表1可見：Au、Ag、Pb、Zn的含量較高，其中Au最大值為232.9×10，Ag最大值為2864×10，Pb最大值為1092.3×10，Zn最大值為259.7×10。Au和Pb的最大值接近其邊界品位。同時Au和Pb具有較大的變化系數(shù)，表明其分布極不均勻，容易富集成礦。

表1 江山金礦巖石樣品地球化學參數(shù)統(tǒng)計Table 1.Statistics of geochemical parameters of rock samples from the Jiangshan gold deposit

3.2 巖石組合異常特征

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)巖石地球化學特征，采用GeoIPAS軟件繪制元素地球化學異常圖（圖3）。從圖中可以看出存在5處組合異常，將其編號為I～V。

圖3 江山金礦巖石樣各元素異常圖Figure 3.Patterns of anomalies of various elements in rock samples from the Jiangshan gold deposit

各組合異常地球化學特征介紹如下：

（1）I號組合異常位于研究區(qū)東北部，異常元素組合為Ag-Pb-W-Zn，各元素異常北部未封閉。其中Pb異常面積大，強度高，具內(nèi)中外三級濃度分帶，異常規(guī)模最大，為4.6298。Pb最高含量為476.3×10。Ag、W、Zn異常強度稍弱，僅發(fā)育異常外帶。各元素異常套合較好，濃集中心明顯。I號組合異常特征值見表3。

表3 I號組合異常特征值統(tǒng)計Table 3.Statistics of characteristic values of composite anomaly I

（2）II號組合異常位于研究區(qū)東部，異常元素組合為Ag-As-Au-Cu-Hg-Mo-Pb-Sb-W-Zn，各元素異常東部未封閉，以Au、Ag、Hg、Pb異常為主。其中Au異常面積大、強度高，具內(nèi)中外三級濃度分帶，異常規(guī)模最大，為20.6068。Au最高含量為232.9×10。As、Sb、W、Zn異常強度次之，具中外二級濃度分帶。Cu、Mo異常較弱，僅有外帶。II號組合異常特征值見表4。

表4 II號組合異常特征值統(tǒng)計Table 4.Statistics of characteristic values of composite anomaly II

續(xù)表4

（3）III號組合異常即江山金礦異常，異常元素組合為Pb-Ag-Au-W-Cu-(Zn)。以Pb、Au異常為主，異常規(guī)模分別為10.6627和3.8935。Pb的最高含量為1092.3×10，Au的最高含量為96.8×10。Ag、W的異常強度次之，均為三級濃度分帶。Cu、Zn異常較弱，Cu異常具中外帶，Zn僅有外帶。各元素異常與江山金礦西礦段鉛鋅礦體位置套合較好，為礦致異常。III號組合異常特征值見表5。江山金礦的巖石地球化學異常模式見圖4。

表5 III號組合異常特征值統(tǒng)計Table 5.Statistics of characteristic values of composite anomaly III

圖4 江山金礦巖石地球化學異常模式圖Figure 4.Petrogeochemical anomaly model of the Jiangshan gold deposit

（4）IV號組合異常位于江山金礦勘查區(qū)西南部外圍，異常元素組合為Ag、As、Au、Mo、Pb、W、Zn，其中以Au異常為主，異常規(guī)模大、強度高，具三級濃度分帶，有多個濃集中心。Au最高含量為92.3×10。IV號組合異常特征值見表6。

表6 IV號組合異常特征值統(tǒng)計Table 6.Statistics of characteristic values of composite anomaly IV

（5）V號組合異常位于研究區(qū)南部，異常元素組合為Ag-As-Cu-Hg-Mo-Pb-Sb-W，組合異常南部未封閉，以As、Sb元素異常為主，異常規(guī)模分別為12.4082和10.0124，異常面積大，強度高。Au、Cu、Hg異常次之，也具有內(nèi)中外三級濃度分帶。Ag、Mo、Pb、W異常稍弱，具中外二級濃度分帶；Zn異常最弱，僅有外帶。各元素異常套合較好，具多個濃集中心。V號組合異常特征值見表8。

表7 V號組合異常特征值統(tǒng)計Table 7.Statistics of characteristic values of composite anomaly V

4 找礦預(yù)測探討

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)各組合異常的地球化學特征和地質(zhì)情況，經(jīng)類比江山金礦異常模式，5處組合異常的找礦方向探討如下：

III號組合異常為江山金礦的礦致異常。從異常元素組合及強度看，該異常區(qū)內(nèi)以Pb、Au、Ag等近礦元素為主，前緣暈元素As、Sb、Hg等無明顯異常顯示。這種元素地球化學特征暗示礦體遭受剝蝕，與西礦段鉛鋅礦出露地表的地質(zhì)現(xiàn)象相一致?，F(xiàn)今的勘查方向主要為Pb、Au異常東部外圍的隱伏金礦體。

I號組合異常的地球化學模式與III號組合異常較為相似，Pb異常規(guī)模較大、強度較高。地質(zhì)情況也與III號組合異常相同，位于臨淮關(guān)-亮崗斷裂的東部。I號組合異常具有尋找Pb多金屬礦的潛力。

II號組合異常的地球化學模式與江山金礦異常極為相似，均以發(fā)育Au、Ag、Pb等近礦異常為主。不同之處在于該區(qū)內(nèi)還發(fā)育較強的Hg、As、Sb等前緣暈元素異常。這種地球化學特征可能暗示該區(qū)內(nèi)的礦體未遭受剝蝕或剝蝕較淺，區(qū)內(nèi)具有尋找Au、Pb多金屬礦的良好前景，是找礦的有利區(qū)段。且該組合異常位于區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造——官溝-下紀家斷裂與霸王城-鹿塘斷裂的交匯部位。因此該異常區(qū)內(nèi)找礦潛力極大。

IV號組合異常東部，Pb、Ag等元素異常由III號組合異常內(nèi)向南西延伸至本區(qū)，異常強度較高，具三級濃度分帶，可能暗示礦體向南西方向延伸至本區(qū)。IV號組合異常西部以Au、Mo、As等元素異常為主，可能具有尋找Au多金屬礦的潛力。本區(qū)內(nèi)具有一定的Au、Pb找礦前景。

V號組合異常以As、Sb、Hg等前緣暈元素的異常規(guī)模最大，主要成礦元素Pb的異常強度較小，僅發(fā)育二級濃度分帶，可能暗示礦體未遭受剝蝕，具有一定埋深。該區(qū)是尋找Pb多金屬礦的有利區(qū)段。前人在研究區(qū)內(nèi)的物探工作顯示該異常區(qū)內(nèi)具有較強的激電異常。該異常區(qū)具有較好的找礦前景。

5 結(jié)論與建議

（1）根據(jù)元素異常的分布特征，將元素異常劃分為5處組合異常。III號組合異常是江山金礦的礦致異常，其巖石地球化學異常模式從內(nèi)到外為Pb-Ag-Au-W-Cu-Zn。

（2）根據(jù)各組合異常的地球化學特征和地質(zhì)特征，并與江山金礦的異常模式類比，探討了各異常區(qū)的找礦方向。研究區(qū)內(nèi)具有尋找Au、Pb多金屬礦的良好前景。II號組合異常的組成模式與江山金礦的礦致異常模式最為相似，找礦潛力極大，可在此靶區(qū)內(nèi)開展進一步礦產(chǎn)勘查工作。

（3）利用機動淺鉆在皖東淺覆蓋區(qū)的江山金礦開展巖石地球化學測量是可行的，可在皖東淺覆蓋區(qū)內(nèi)的找礦有利地段推廣應(yīng)用，以爭取找礦突破。