河南崔家莊鉛礦區(qū)四岔口組下段地球化學(xué)特征及找礦意義

付中，李文超，高啟榮

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，鄭州 451464)

0 引言

東秦嶺地區(qū)是典型的貴金屬、有色金屬集中成礦區(qū)[1]，該區(qū)出露的寬坪群顯示有較好的地球化學(xué)異常特征[2-3]。崔家莊鉛礦區(qū)位于河南省盧氏縣東南約20 km處，屬于瓦穴子—喬端斷裂帶和黑溝—欒川斷裂帶之間夾持地帶，寬坪群受控于南北深大斷裂，區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)背景較好。通過1∶1萬土壤化探剖面測量工作，圈定了新的化探異常區(qū)，并獲得初步找礦成果。前期成果顯示，東秦嶺鉛鋅銀礦多發(fā)現(xiàn)于華熊陸緣帶、北秦嶺構(gòu)造帶二郎坪群和寬坪群謝灣組，本次在寬坪群四岔口組下段發(fā)現(xiàn)鉛礦床(伴生銀、鋅)具一定的研究價值。開展寬坪群四岔口組地球化學(xué)特征研究，對指導(dǎo)礦區(qū)及鄰區(qū)鉛銀礦的勘查具有一定借鑒意義。

1 成礦地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于華北陸塊南緣北秦嶺板內(nèi)增生帶，構(gòu)造區(qū)劃屬北秦嶺褶皺系。區(qū)域出露地層有中—上元古界寬坪群四岔口組和謝灣巖組、下古生界陶灣巖群秋木溝組、下古生界二郎坪群火神廟組和上三疊統(tǒng)五里川組(圖1)。其中，寬坪群四岔口組下段為崔家莊鉛礦主要賦礦地層。

寬坪群形成于1850 Ma—1000 Ma[4]，為一套變質(zhì)中基性火山巖-陸源碎屑巖建造[5]。多期次的區(qū)域變質(zhì)作用，為寬坪群中Pb、Zn、Ag等元素的活化遷移聚集提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和動力條件[6]，變質(zhì)程度達綠片巖相-低角閃巖相[7]；寬坪群物質(zhì)來源于華北陸塊、北秦嶺陸塊及揚子陸塊[8]。

黑溝—欒川斷裂帶和瓦穴子—喬端斷裂帶分別位于礦區(qū)北、南二側(cè)，控制了該區(qū)總體構(gòu)造格架，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造線方向呈NWW向。黑-欒斷裂帶是東秦嶺北部分割秦嶺地槽與華北地臺的邊界斷裂[9]，屬造山帶前緣斜向匯聚—拼合帶，具有NE-SW向俯沖兼左旋走滑性質(zhì)[10]，由多條脆性破碎帶及韌性構(gòu)造巖帶組成。瓦-喬斷裂帶是由不同變形層次剪切帶共同組成的變形-變質(zhì)帶[11]，早期表現(xiàn)為韌性特征，剪切面理多為向南陡傾；晚期為脆性特征，斷面多為北傾[12]。

區(qū)域巖漿活動強烈，侵入活動主要有加里東期、華力西期和燕山晚期。前人研究成果表明，華力西期與印支末期—燕山期是秦嶺造山帶成礦大爆發(fā)期[13]，東秦嶺金、銀、多金屬礦床，受地層、構(gòu)造、巖漿巖控制[14]。多期巖漿大規(guī)模上侵，形成構(gòu)造熱蝕變成礦背景，區(qū)域成礦地質(zhì)條件十分有利。

2 礦區(qū)土壤地球化學(xué)特征

2.1 樣品的采集與分析方法

土壤中微量元素的豐度主要取決于形成土壤的原巖，間接反映基巖的地球化學(xué)背景。土壤化探測量是地球化學(xué)普查和地球化學(xué)詳查的重要方法[15]，可直接查明找礦有利地段。崔家莊礦區(qū)1∶1萬土壤化探剖面測量線距為200 m、點距20 m，樣品均采自地表以下20～30 cm原地風(fēng)化殘積物或坡積物B層(淋積層)或C層(母質(zhì)層)的細粒級物質(zhì)，采樣重量500～600 g，共計采集樣品2716件(含重復(fù)樣132件)。樣品按照干燥—碎樣—過篩(60目)—稱重—分裝—裝箱程序進行處理。

測試工作由河南省地礦局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院完成。As、Sb、Bi采用原子熒光分析法，Ag、Sn為發(fā)射光譜法，Au為化學(xué)-石墨爐原子吸收法，Cu、Pb、Zn、W、Mo為電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。

圖1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.1 Regional geological sketch of study area1.上三疊統(tǒng)五里川組上段；2.上三疊統(tǒng)五里川組中段；3.上三疊統(tǒng)五里川組下段；4.下古生界火神廟組；5.下古生界秋木溝組下段；6.中-新元古界謝灣組上段；7.中-新元古界謝灣組下段；8.中-新元古界四岔口組下段；9.燕山晚期二長花崗巖；10.燕山晚期黑云母二長花崗巖；11.華力西期二長花崗巖；12.加里東期黑云斜長花崗巖；13.加里東期石英二長巖；14.加里東期黑云母閃長巖；15.二長花崗巖脈；16.地質(zhì)界線；17.正斷層；18.逆斷層；19.性質(zhì)不明斷層；20.推測斷層；21.研究區(qū)

表1 崔家莊礦區(qū)土壤元素地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果Table 1 Statistics of geochemical parameters of element in soil of the Cuijiazhuang area

2.2 元素富集特征

測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果(表1)顯示，崔家莊礦區(qū)土壤中Bi、As、Pb、Ag、W元素富集強烈，Zn、Mo、Sb元素相對富集；元素As、Pb、Ag、W變化系數(shù)>1，表明其地球化學(xué)活動性極強，分布極不均勻，屬強分異型，易于局部富集，成礦潛力大；元素Zn、Bi變化系數(shù)0.5～1.0，區(qū)內(nèi)分布不均勻，屬分異型，成礦潛力中等；元素Mo、Sb變化系數(shù)<0.5，分布均勻，化學(xué)活動性弱，屬弱分異型，其成礦潛力小。

2.3 元素組合特征

相關(guān)分析是利用元素間的相關(guān)系數(shù)衡量元素間相關(guān)性的統(tǒng)計學(xué)算法[16]。運用SPSS軟件對樣品測試數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，可直接研究元素間的親合性。崔家莊礦區(qū)土壤地球化學(xué)數(shù)據(jù)相關(guān)分析結(jié)果(表2)顯示，測區(qū)Pb、Ag、As元素間呈顯著正相關(guān)，Zn與Ag、Pb、As呈正強相關(guān)，顯示中低溫元素組合特征，推測該區(qū)主要為中低溫?zé)嵋撼傻V；Sb與Pb、Ag、As相關(guān)性中等，可作為找礦指示元素；Au、Cu、Zn元素間有一定的相關(guān)性。

R型聚類分析能夠揭示元素在成礦過程中的聚合趨勢、成因聯(lián)系，較好地說明元素在地質(zhì)作用中的親疏關(guān)系[17]。采用SPSS軟件對崔家莊礦區(qū)土壤地球化學(xué)原始數(shù)據(jù)進行R型聚類分析，結(jié)合元素相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)水平值取0.3，聚類過程中元素可劃分為5類組合(圖2)：①第1組Ag、Pb、As、Zn、Sb、Au，②第2組Cu、Bi，③第3組Mo，④第4組Sn，⑤第5組W。由此可見，第1組為反映中低溫?zé)嵋夯顒佑嘘P(guān)的元素及礦化信息；第2組反映中溫?zé)嵋簩Τ傻V的改造；第3、4、5組為反映高溫?zé)嵋夯顒佑嘘P(guān)的元素及礦化信息，與巖漿活動有關(guān)。聚類過程中，Ag、Pb、As最先聚類，空間聯(lián)系最緊密，是成礦的主要階段；隨后Zn、Sb聚類，Cu、Bi聚類，Au次之。

綜合成礦地質(zhì)背景、元素富集分異和組合特征表明，礦區(qū)成礦具階段性，Pb、Ag為該區(qū)主要成礦元素，屬中低溫?zé)嵋撼傻V。

3 地球化學(xué)異常特征

3.1 背景值及異常下限的確定

表2 崔家莊礦區(qū)土壤地球化學(xué)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣Table 2 Matrix of correlation coefficient of soil geochemical data of the Cuijiazhuang area

圖2 元素R型聚類分析譜系圖Fig.2 Pedigree of element R type cluster analysis

3.2 單元素異常特征

為探討元素異常分布特征及規(guī)律，繪制了崔家莊礦區(qū)單元素地球化學(xué)異常圖(圖3)，濃度分帶按異常下限的1、2、4倍劃分外中內(nèi)帶。從圖3可見，Pb、Ag、Au、As、Zn元素異常吻合較好，異常主要分布于F2構(gòu)造帶，顯示與斷裂構(gòu)造關(guān)系密切。其中，Pb最高5566×10-6，平均42.736×10-6，異常下限為59×10-6，強異常明顯；Ag最高14.91×10-6，平均0.139×10-6，異常下限為0.22×10-6，亦呈強異常。主成礦元素Pb、Ag異常強度大、濃集中心明顯、異常套合好、濃度分帶清晰，異常分布于成礦有利部位。As異常面積小，分布零星，可作為鉛銀礦找礦指示元素。

3.3 綜合異常圈定

結(jié)合成礦地質(zhì)背景、元素共生組合關(guān)系、空間套合程度，測區(qū)共圈出7處土壤化探綜合異常(圖4)，并依據(jù)異常面積、異常平均襯度、規(guī)格化面金屬量、總序數(shù)進行評序。AP6因異常面積小、異常強度低，找礦前景小未做評述。綜合異常特征，見表3。

圖3 崔家莊礦區(qū)土壤地球化學(xué)測量單元素異常圖Fig.3 Single element anomalies’ map of soil geochemical survey through the deposit of the Cuijiazhuang area1.斜長黑云石英片巖；2.鈉長二云石英片巖；3.石英巖；4.石英片巖；5.碎裂巖；6.斷層；7.二長花崗巖；8.二長閃長巖；9.礦體；10.礦區(qū)

圖4 崔家莊礦區(qū)綜合異常簡圖Fig.4 Integrated geochemical anomaly map of Cuijiazhuang area1.第四系；2.四岔口組下段斜長黑云石英片巖；3.四岔口組下段鈉長二云石英片巖；4.四岔口組下段石英巖；5.四岔口組下段碎裂巖；6.二長閃長巖；7.燕山晚期二長花崗巖；8.性質(zhì)不明斷層；9.推測斷層；10.逆斷層；11.礦化體；12.金異常；13.銀異常；14.鉛異常；15.鋅異常；16.銅異常；17.鎢異常；18.錫異常；19.鉬異常；20.鉍異常；21.砷異常；22.銻異常；23.綜合異常區(qū)；24.碎裂巖

4 異常查證

AP1、AP2經(jīng)踏勘未發(fā)現(xiàn)礦化線索。推測為深部礦化體在地表的反映。AP7經(jīng)槽探工程揭露發(fā)現(xiàn)斜長黑云石英片巖的面理中存在硅化、弱鉛礦化。

經(jīng)過分析AP4、AP3異常均與斷裂相關(guān)。通過槽探工作揭露，分別在AP4、AP3內(nèi)發(fā)現(xiàn)了M1、M2鉛礦體，并沿斷裂構(gòu)造追索發(fā)現(xiàn)了M3鉛礦體(圖4)。

AP4檢查。經(jīng)檢查在異常中心北約30 m發(fā)現(xiàn)鉛銀礦化，通過槽探工程控制M1鉛礦體長度60 m，平均厚度1.05 m，單工程品位w(Pb)為0.45%～1.31%，平均為0.90%，伴生Ag、Zn、Au。鉛礦體賦存于構(gòu)造破碎帶中，圍巖蝕變類型為硅化、黃鐵礦化、方鉛礦化、輝銀礦化、閃鋅礦化[18]。

AP3檢查。經(jīng)踏勘在異常中心東部約160 m發(fā)現(xiàn)鉛銀礦化，通過槽探工程控制M2鉛礦體長度90 m，平均厚度1.07 m；經(jīng)工程控制M3礦體長度150 m。單工程品位w(Pb)為0.79%～8.91%，平均為4.71%，伴生Ag、Zn。

5 結(jié)語

(1)崔家莊礦區(qū)寬坪群四岔口組下段土壤中Bi、As、Pb、Ag、W富集強烈，Zn、Mo、Sb相對富集。元素As、Pb、Ag、W分布極不均勻，易于富集成礦，成礦潛力大；Zn、Bi分布不均勻，屬分異型，成礦潛力中等；Mo、Sb分布較均勻，屬弱分異型，成礦潛力小。

(2)礦區(qū)Pb、Ag、As元素間呈顯著正相關(guān)，Zn與Ag、Pb、As呈正強相關(guān)，成礦元素組合以中低溫為特征；R型聚類分析顯示主成礦元素Ag、Pb最先聚類，空間聯(lián)系最緊密，依次為Zn及Au。

(3)礦區(qū)單元素異常及綜合異常均顯示與斷裂構(gòu)造關(guān)系密切。通過異常查證追索發(fā)現(xiàn)3個鉛(主要伴生銀、鋅)礦體和1處鉛礦化點。圈定的AP4、AP3、AP7化探綜合異常范圍與礦(化)體位置基本吻合，化探找礦指示作用顯著。

(4)崔家莊礦區(qū)寬坪群四岔口組下段地球化學(xué)特征及鉛(伴生銀、鋅)礦床的發(fā)現(xiàn)，豐富了東秦嶺地區(qū)鉛鋅銀礦的找礦信息。