河北省某區(qū)元素地球化學異常找礦研究

郭 媛，張瑞霞，姜敬敬

通過圖幅的水系沉積物地球化學測量，獲得了高精度地球化學測試數(shù)據(jù)，查明了區(qū)內(nèi)元素的含量水平、分布、分配及富集狀況，獲得了全區(qū)不同地質(zhì)單元元素地球化學特征參數(shù)值，并通過研究區(qū)域地球化學元素及區(qū)域地球化學異常的分布規(guī)律，分析了元素分布與地層、構(gòu)造、巖漿巖等地質(zhì)條件的制約關(guān)系及空間變化特征，揭示了控制元素分布、分配的主要因素。結(jié)合地層、構(gòu)造、巖漿巖等成礦地質(zhì)條件，對重要異常進行了解釋評價。分析了各組異常所處的成礦地質(zhì)條件以及與礦床類型、礦床分布等之間的空間關(guān)系，建立地球化學成礦模型，劃分成礦遠景區(qū)，對找礦具有重要意義。

1 地球化學找礦模型建立

本區(qū)元素地球化學具有規(guī)律性的空間分布特征，一系列地球化學異常與區(qū)域成礦類型、成礦地質(zhì)構(gòu)造之間具有吻合的空間對應(yīng)關(guān)系，成礦規(guī)律明顯。因此，找礦模型宜考慮以下因素。

1.1 區(qū)域成礦規(guī)律

本區(qū)以金礦為主，成因為熱液脈型。中生代燕山期是本區(qū)的主要成礦期。

1.2 區(qū)域地球化學特征

本次調(diào)查結(jié)果表明，地球化學異常，特別是主要元素異常對礦化作用具有良好的指示效果，因此，地球化學異常特征是建立地球化學找礦模型的重要標志之一。

1.3 區(qū)域地質(zhì)背景

由不同礦床成礦規(guī)律可知，各礦床類型均與構(gòu)造－巖漿活動密切相關(guān)。金礦及其它礦化均出現(xiàn)于較其它地質(zhì)體相對富集成礦元素的地層或巖體內(nèi)，即存在礦源層亦是成礦作用的有利條件。

1.4 地球物理及遙感特征

具有一定規(guī)模和落差的斷裂構(gòu)造，和具有一定規(guī)模和一定密度、磁性差異的地層界線，一般表現(xiàn)為重力和磁異常梯級帶或重磁場特征區(qū)分界線；沿斷裂往往有巖漿巖體侵入，它們往往與圍巖具有一定的密度和磁性差異，故重磁場則表現(xiàn)為串珠狀異常。

綜合重力、航磁異常及遙感線、環(huán)形構(gòu)造，將推斷解釋出的巖漿巖體、斷裂構(gòu)造等信息作為建立地球化學找礦模型的輔助依據(jù)。

根據(jù)以上依據(jù)，建立主要礦種的地球化學找礦模型。

2 地質(zhì)特征

該異常區(qū)位于燕山臺褶帶北緣的大廟穹斷束和灤平凹斷束內(nèi)，二道梁單元斜長花崗巖與小瓦溝片麻巖接觸帶在南側(cè)。

礦區(qū)出露巖層主要為新太古代變質(zhì)深成巖小瓦溝片麻巖，區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為韌性剪切帶和北東向斷裂構(gòu)造。韌性剪切帶為紅旗營-東雙柵子近東西向韌性剪切帶的一部分，絹云母化、綠泥石化、綠簾石化以及鉀化蝕變較強。

在異常區(qū)南部發(fā)現(xiàn)2 條北東向金礦化脈，為硅化破碎蝕變帶，寬約1m，傾向北西，圍巖為小瓦溝片麻巖。

3 地球化學異常特征

異常元素組合以Au、Cr、Ni、Cu、Mo、Pb 為主，異常形態(tài)呈北西向帶狀分布。Au 為3 級濃度分帶。

4 異常查證方法

4.1 面積性1：1萬地質(zhì)草測

在異常區(qū)南部發(fā)現(xiàn)一條北東向金礦化脈，為硅化破碎蝕變帶，寬約1m，傾向北西，圍巖為小瓦溝片麻巖。

在異常區(qū)北部存在的韌性剪切帶，為紅旗營-東雙柵子近東西向韌性剪切帶的一部分，為在簡單剪切機制下形成的右旋滑脫型剪切帶，受變形改造的巖石單位主要為小瓦溝片麻巖，糜棱面理產(chǎn)狀，巖石強細粒化、片理化，混合巖化和退變質(zhì)作用呈近東西向帶狀展布。發(fā)育絹云母化、綠泥石化、綠簾石化以及鉀，異常關(guān)系密切。

4.2 面積性1：1萬土壤測量

根據(jù)1：1 萬土壤測量，圈定出兩個異常HT5-1 和HT5-2。HT5-1 異常主要為Au、Ag、Mo、Pb 元素異常，該異常位于查證區(qū)的東北部，與近東西向韌性剪切帶有關(guān)；Au、Ag、Cr、Mo 等元素均出現(xiàn)了較強的土壤異常，成礦度較高，具有三級異常濃度分帶及較好的空間套合關(guān)系。查證區(qū)內(nèi)成礦度大于0.1 的主要異常元素有Au、Ag。Au 具有0.765 的成礦度，異常襯度3.15，出現(xiàn)了148.3ng/g 的極大值；Ag 具有0.118 的成礦度，異常襯度1.595，出現(xiàn)了0.958μg/g 的極大值。

圖1 異常剖析圖

表1 1 號異常元素特征參數(shù)詳

HT5-2 異常在查證區(qū)中南部有Au、Ag、Mo、Pb 等元素異常，濃度值較低，一般不分帶，與北東向的斷裂帶有關(guān)。查證區(qū)內(nèi)成礦度大于0.1 的主要異常元素有Mo、Li、Ag。Mo 具有0.42的成礦度，異常襯度1.30，出現(xiàn)了2.12μg/g 的極大值；Li 具有0.116 的成礦度，異常襯度1.072，出現(xiàn)了38.3μg/g 的極大值。Ag具有0.13 的成礦度，異常襯度1.15，出現(xiàn)了0.17μg/g 的極大值。

表2 HT5-2 異常元素特征參數(shù)詳

對本區(qū)土壤樣品元素作R 型聚類分析，并在R 型聚類分析的基礎(chǔ)上作因子分析，以方差貢獻百分比大于70%為確定因子個數(shù)的條件，截取了前5 個因子作為主要因子，載荷系數(shù)閾值取0.6 得到各因子的主要元素（表3）。

表3 正交旋轉(zhuǎn)矩陣

得到各因子的主要元素As、Li、Hg、Pb （F1）為一類，表現(xiàn)出與中酸性高、中、低溫巖漿熱液有關(guān)的親氧、親硫成礦元素組合特征。Cr、Ni（F2）一期與基性超基性巖漿有關(guān)的元素組合，Au、Mo（F3）因子為與金成礦有關(guān)元素組合。表現(xiàn)為最早期高溫親氧元素熱液礦化特征，因此該異常是多期次火山巖漿熱液礦化迭加而成，礦化明顯受構(gòu)造控制。

得到各因子的主要元素As、Li、Hg、Pb （F1）為一類，表現(xiàn)出與中酸性高、中、低溫巖漿熱液有關(guān)的親氧、親硫成礦元素組合特征。Cr、Ni（F2）一期與基性超基性巖漿有關(guān)的元素組合，Au、Mo（F3）因子為與金成礦有關(guān)元素組合。表現(xiàn)為最早期高溫親氧元素熱液礦化特征，因此該異常是多期次火山巖漿熱液礦化迭加而成，礦化明顯受構(gòu)造控制。

表4 主要因子特征及其對應(yīng)元素

4.3 電法測量結(jié)果

該區(qū)共布設(shè)5 條電法剖面。該區(qū)出露巖石為黑云角閃斜長片麻巖和黑云二長片麻巖，整體視極化率值偏高，無突出高值區(qū)。標本測定顯示，黑云角閃斜長片麻巖視極化率數(shù)值較高。

200 線和220 線視極化率數(shù)值較穩(wěn)定，只有單點異常，200線328 點處為斜長角閃巖透鏡體，220 線362 點與366 點處位于北東向的礦化石英脈及破碎蝕變巖處。其它異常無明顯已知地質(zhì)體引起，應(yīng)為黑云角閃斜長片麻巖中礦物不均勻性引起。290線、310 線和330 線也只有幾個點異常，均位于韌性剪切帶中，無明顯的地質(zhì)體與之對應(yīng)。

表5 AS5 乙2 墳頭山異常特征一覽表

已知200 線352 點處為民采老硐，激電異常不明顯。

激電異常點除330 線296 點落于土壤測量的金高值區(qū)內(nèi)，其它異常點與土壤測量異常高值區(qū)無明顯對應(yīng)關(guān)系，也無明顯的礦化體。

4.4 探槽揭露結(jié)果

該異常共施工探槽，清理老硐，樣坎。樣品測試元素為Au、Ag，兩元素均未出現(xiàn)異常含量，未出現(xiàn)含量高于邊界品位的樣品出現(xiàn)，幾個樣品Au 品位大于0.10g/t，顯示有礦化現(xiàn)象，但未見明顯的礦化帶，推測可能為韌性剪切帶引起。另外，在老硐中采樣也發(fā)現(xiàn)有礦化現(xiàn)象，由北東向的破碎蝕變帶引起。

表6 AS5 乙2 探槽樣品分析結(jié)果表

5 異常解釋討論

（1）該區(qū)異常元素組合以Au、Mo、Cr、Ni 為主，主成礦元素異常強度高，Au 為3 級濃度分帶，Mo 為2 級濃度分帶，異常形態(tài)呈北西向帶狀分布。

（2）異常區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為紅旗營-東雙柵子近東西向韌性剪切帶，韌性剪切帶內(nèi)出露巖層主要為小瓦溝片麻巖,巖性主要為黑灰色中細粒黑云角閃斜長片麻巖，絹云母化、綠泥石化、綠簾石化以及鉀化蝕變較強。主要成礦元素的異常中心主要位于韌性剪切帶內(nèi)。

（3）土壤測量發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)主要存在2 個較強的異常中心，1 號異常主要為Au、Ag、Mo、Pb 元素異常，該異常位于查證區(qū)的東北部，新太古代黑云斜長片麻巖和古元古代侵入巖接觸帶的片麻巖一側(cè)，近東西向韌性剪切帶內(nèi)。激電異常有異常，探槽揭露顯示韌性剪切帶內(nèi)有金礦化，但未發(fā)現(xiàn)礦體。2 號異常在查證區(qū)中南部有Au、Ag、Mo、Pb 等元素異常，濃度值較低，一般不分帶，有民采金老硐，北東向的礦化帶激電測量有高值點；土壤面積測量也在礦化帶上及附近有金礦異常高值點；說明該礦化較薄，且向下有延伸，產(chǎn)狀較陡。

（4）探槽揭露顯示韌性剪切帶內(nèi)有金礦化，但未發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體。2 異常所在的片麻巖地層中，沿北東向的斷裂帶有民采金老硐，基本分析表明，Au 可達工業(yè)品位。

（5）激電中梯測量表明2 號異常范圍內(nèi)的激電異常多為單點異常，應(yīng)為薄脈狀巖體或巖性差異引起。韌性剪切帶內(nèi)激電異常不明顯，但視電阻率變化較大，應(yīng)為不均勻地質(zhì)體引起。

（6）該區(qū)異常應(yīng)是主要由接觸帶的片麻巖一側(cè)的近東西向韌性剪切帶引起，Au 等元素局部可富集成礦。

6 成礦遠景區(qū)分類

依據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局《戰(zhàn)略性礦產(chǎn)遠景調(diào)查技術(shù)要求》等對成礦遠景區(qū)的圈定要求，結(jié)合區(qū)內(nèi)重要礦（化）點類型的形成條件及分布情況、化探異常特征等因素綜合確定，將預(yù)測遠景區(qū)劃分為A、B、C 三類，通過對無礦權(quán)設(shè)置的異常檢查，進一步圈定了找礦靶區(qū)。成礦遠景區(qū)劃分原則如下：

A 類：成礦條件十分有利，與已知礦床找礦模型表達的預(yù)測準則的吻合程度較高，預(yù)測依據(jù)充分，資源潛力大或較大，地表可見礦化露頭或隱伏（盲）礦床存在可能性很大，可優(yōu)先安排礦產(chǎn)預(yù)查的地區(qū)。

B 類：成礦條件有利，與已知找礦模型的預(yù)測準則有較好的相似程度，預(yù)測依據(jù)較可行，成礦信息集中，有一定資源潛力，可考慮安排地質(zhì)工作的地區(qū)。

C 類：具有成礦條件，與找礦模型的預(yù)測標志和已知區(qū)類比，有可能發(fā)現(xiàn)資源，又根據(jù)現(xiàn)有資料（或成礦信息）推斷具有一定的資源潛力的地區(qū)。

根據(jù)上述原則，該區(qū)劃分為1 個B 類成礦遠景區(qū)。

7 結(jié)論

該研究區(qū)內(nèi)出露巖性為變質(zhì)深成巖小瓦溝片麻巖,巖性主要為黑云角閃斜長片麻巖。構(gòu)造主要為異常區(qū)北部的近東西向韌性剪切帶，絹云母化、綠泥石化、綠簾石化以及鉀化蝕變較強。

水系沉積物異常元素組合以Au、Mo、Cr、Ni 為主，Au 為3級濃度分帶，Mo 為2 級濃度分帶，異常形態(tài)呈北西向帶狀分布。

查證過程中發(fā)現(xiàn)，查證區(qū)北部的韌性剪切帶內(nèi)存在土壤化探Au、Mo 元素異常高值區(qū)，刻槽取樣顯示韌性剪切帶內(nèi)有金礦化，Au 最高0.53×10-6。在查證區(qū)南部有民采金老硐，Au 最高0.62×10-6。激電中梯測量表明區(qū)內(nèi)激電異常不明顯，多為單點異常，但視電阻率變化較大，應(yīng)為不均勻地質(zhì)體引起。

該異常應(yīng)是由片麻巖中的熱液蝕變所引起，是尋找金多金屬礦的有利地段。