本次土壤地球化学工作是根据DZ/T 0145-94《中华人民共和国地质矿产行业标准— — 土壤地球化学测量规范》, 以详查阶段1∶ 10 000的比例尺来开展的, 采样网度为100 m× 40 m , 测线方向为与地层走向垂直的51° 方向(北东向)。野外使用中海达Q1miniPAD GPS卫星定位仪, 配合中国地质调查局推荐的数字化填图系统进行定点和记录。根据试验研究, 样品采集的土壤层主要为B层或C层, 无B、C层时在A层采样, 控制在地表下30~50 cm处(过了黑土层)。样品以设计点位为中心, 以5 m为半径的范围内的2~3个采样点组合成一个样品。在采样现场, 剔除碎石和腐殖质、植物根系等物质, 多采用揉搓的方式, 并进行四分法缩分, 缩分后的样品质量在500 g左右。最后, 在研究区24.4 km²范围内共设计采集样品6 022件。

野外采集的样品按点整理编号并记录, 及时晒干, 对于结块的样品用木棒敲碎, 然后用不锈钢筛进行过筛。过筛后的样品采用对角线折迭法混匀, 放入纸袋中, 每件样品的质量为200 g, 再将装有加工后样品的纸袋编号, 及时送样进行测试分析。

研究区位于滇东南微细粒浸染型金矿成矿富集区, 属中低温热液矿床, 参考地矿部1978年《地球化学探矿工作手册》, 中低温热液矿床的主要指示元素有Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb、Ba、Hg等^[9]。结合前人对研究区周围金矿指示元素的研究成果, Au异常的直接指示和As、Sb、Hg的间接指示是找金的主要标志 1012, 最终选择测试分析Au、As、Sb、Hg作为找矿指示元素, 可以经济有效地发现异常。

本次测试分析工作委托国土资源部昆明矿产资源监督检测中心完成, 依据地矿行业标准DZ/T0130.4-2006化探样品分析质量有关要求和检查办法, 采用了两种分析方法对标准样GSD-1-12及Au进行了12次测定, 准确度及精密度均能满足要求。分析方法检出限符合相关规范要求, 元素报出率100%, 远大于80%的要求, 说明本次所测试元素均合格。

对研究区1∶ 1万土壤地球化学测量分析结果进行参数统计, 结果见表1, 其中剔除极值的参数为剔除大于X± 3S后的测量数据统计所得。从表中可以看出, Au与Sb剔除极值前后的参数变化较大, 且剔除极值前的变化系数较大, 说明其在研究区内分布不均匀, 有利于富集成矿, 而剔除极值后的变化系数则较小, 表明其在地层中丰度不高; Hg与As的变化较小, 剔除极值前后的变化系数均不高, 说明其在研究区内分布较分散, 富集与贫化趋势与层位关系不明显, 但仍见明显的异常。

表1

表1

表1 水合口金矿区土壤地球化学元素含量特征 元素 未剔除极值 样本数 极大值 极小值 均值 标准方差 峰度系数 偏度系数 众数 中位数 变化系数 Au 6022 188 0.18 3.36 6.93 153.56 9.27 1.04 1.49 2.06 Hg 6022 5.03 0.03 0.4 0.3 14.38 2.47 0.19 0.31 0.76 Sb 6022 562 0.21 17.49 34.32 43.21 5.29 1 6.12 1.96 As 6022 665 1.05 78.84 81 5.12 1.82 104 50.8 1.03 元素 剔除极值 样本数 极大值 极小值 均值 标准方差 峰度系数 偏度系数 众数 中位数 变化系数 Au 4966 3.95 0.18 1.47 0.83 0.35 0.94 1.04 1.28 0.56 Hg 5775 1.02 0.03 0.36 0.22 0.25 1 0.19 0.29 0.61 Sb 4600 18.4 0.21 5.22 4.4 0.04 0.99 1 3.72 0.84 As 5844 264 1.05 70.49 64.53 -0.06 0.95 104 47.7 0.92 注:Au含量单位为10-9, 其余元素为10-6。表2~表4同

表1 水合口金矿区土壤地球化学元素含量特征

将剔除异常值后的数据按X+(1、1.65、2)S计算元素异常下限(T)参考值, 适当调整取整后用T、2T、4T(3T)绘制地球化学异常图 1315。Au和Sb异常图除按T、2T、4T勾绘外、中、内三级浓度分带外, 为突出高值, 用8T勾绘高值异常。就圈出的异常图进行综合对比分析, 选用X+1.65S作为异常下限值最佳(表2)。

表2

表2

表2 水合口金矿区土壤地球化学元素异常下限参数 参数 Au Hg Sb As 均值(X) 1.47 0.36 5.22 70.49 标准方差(S) 0.83 0.22 4.4 64.53 X+1.65S 2.84 0.72 12.48 176.96 T 3 0.7 16 190 2T 6 1.4 32 380 3T 2.1 570 4T 12 64 8T 24 128

表2 水合口金矿区土壤地球化学元素异常下限参数

将6 022个土壤地球化学样品按地层统计, 各元素在地层中的地球化学背景值如表3所示。研究区内Au的背景值为1.47× 10^-9, 低于滇东南区Au的背景值(2.17× 10^-9); 但研究区内寒武系地层(除∈ ₂t³)中Au的背景值均高于滇东南区寒武系Au的背景值(1.13× 10^-9), 且寒武系地层中又以∈ ₂t¹、∈ ₂l¹、∈ ₂l²中Au的背景值最高, 说明研究区内寒武系地层∈ ₂t¹、∈ ₂l¹、∈ ₂l²中Au更有利于成矿。

表3

表3

表3 水合口金矿区各地层区土壤元素地球化学特征 地层代号 样品数 Au Hg As Sb D1c 501 0.95 0.19 11.03 1.59 ∈ 3t 586 1.44 0.32 56.28 6.01 ∈ 3x 370 1.52 0.24 56.44 7.56 ∈ 2l2 1688 2.04 0.49 117.22 10.29 ∈ 2l1 438 1.39 0.36 85.94 5.73 ∈ 2t3 660 1.01 0.21 7.65 0.99 ∈ 2t2 379 1.17 0.25 17.13 2.1 ∈ 2t1 1400 1.98 0.43 77.52 29.32 全区 6022 1.47 0.36 70.49 5.22

表3 水合口金矿区各地层区土壤元素地球化学特征

研究区下泥盆统翠峰山组(D₁c)Au的背景值(0.95× 10^-9)远低于滇东南区下泥盆统Au的背景值(3.15× 10^-9), 说明翠峰山组(D₁c)不利于成金。

研究区内赋存Au高背景的地层岩系(∈ ₂t¹、∈ ₂l¹、∈ ₂l²)同时伴有As、Sb、Hg的高地球化学背景组合。

研究区岩性较为简单, 总体上可分为两类:碳酸盐岩和碎屑岩。通过数据统计(表4)发现, 碳酸盐岩中Au、As、Sb、Hg的背景值比碎屑岩中的高很多, 为了防止异常信息的提取受到干扰, 本次工作分岩性进行异常的圈定。

本次碳酸盐岩区域共有18.57 km², 占土壤地球化学测量面积(24.40 km²)的76.11%, 区内共采集土壤地球化学样品4 559个, 占采样总数(6 022个)的75.71%; 碎屑岩区域共有5.83 km², 占本次土壤地球化学测量面积的23.89%, 区内共采集土壤地球化学样1 463个, 占采样总数的24.29%。

对比不同岩性区土壤元素背景值, 可以看出碳酸盐岩> 全区> 碎屑岩。但总的来说, 碳酸盐岩区与全区的背景值较为接近, 异常下限也较为接近。碳酸盐岩区内Au、Hg、Sb、As的异常分布形态与全区圈定的异常形态基本一致, 连续性好, 浓度分带明显(图1); 而碎屑岩中Au、Hg、Sb、As的异常分布较为分散, 分带不明显; 因此可得出勘查区内的Au、Hg、Sb、As异常集中在碳酸盐区域。

表4

表4

表4 不同岩性区土壤元素特征参数统计 参数 Au Hg Sb As 全区 样本数 6022 6022 6022 6022 均值(X) 3.36 0.4 17.49 78.84 标准方差(S) 6.93 0.3 34.32 81 背景值(T) 3 0.7 16 190 碳酸盐 岩区 样本数 3751 4402 4441 3850 均值(X) 1.76 0.42 90.74 10.05 标准方差(S) 1.08 0.25 66.6 8.65 背景值(T) 3.54 0.83 24.32 200.63 碎屑岩区 样本数 1387 1416 1257 1233 均值(X) 1.1 0.21 9.56 1.29 标准方差(S) 0.48 0.08 4.09 0.56 背景值(T) 1.89 0.34 2.21 16.31

表4 不同岩性区土壤元素特征参数统计

图1

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	图1 水河口金矿区地质— 地球化学综合异常

Au、Sb空间展布特征与NW向断裂构造吻合度极好, 呈600~800 m间距的NW向近等间距展布, 每条浓集带宽500 m左右, NW向连续性好。浓集区3级浓度分带, 特别是内带的规模、形态与NE向断裂构造吻合。初步分析认为, NW向断裂构造是区内重要的元素导流、沉淀通道, 控制了元素浓集区的整体分布; NE向断裂构造是重要的再富集、沉淀空间。

1) 土壤地球化学异常标志:在地质异常隐晦且难以识别时, 土壤地球化学是寻找矿床的有效手段 1719。因此在该类型矿床找矿靶区, 异常极值高、连续性强、浓度分带明显、元素套合性好的地方是下一步找矿的重点区域。

2) 构造标志:研究区内有走向NW的区域性大断裂普阳断裂穿过, 区内F₁、F₃、F₄、F₅、F₆、F₇、F₉、F₁₂、F₁₄ 等平行等间距分布的断裂应该是该断裂预测的表现形式, 而NE向的断裂则为一系列张扭性断裂, 规模稍次于NW向断裂。总体而言, 本区具有断裂发育、破碎带宽度大的特点, 断裂控制了异常, 异常反映了构造, 构造无疑是控制地球化学异常特征的最重要的因素^[20]。因此, NW向断裂与NE向断裂交汇部位的断裂破碎带是本区成矿的有利部位。

3) 地层标志:研究区内赋存Au高背景的地层岩系(∈ ₂t¹、∈ ₂l¹、∈ ₂l²), 同时伴有As、Sb、Hg的高地球化学背景组合。

4) 岩性标志:研究区碳酸盐岩地区的背景值和异常下限与全区更为接近, 异常形态、异常连续性以及浓度分带都比碎屑岩地区好。因此, 碳酸盐岩地区是更为有利的找矿岩性标志。

5) 滇东南微细粒浸染型金矿找矿标志:该类型金矿的主要找矿标志有:① Au、Hg、Sb、As等的共生组合; ② 常出现含辰砂、雄黄、雌黄、辉锑矿等的矿物组合; ③ 围岩蚀变主要是硅化、碳酸盐化和黏土化^[21]。

根据地质标志(构造、地层、岩性)和土壤地球化学异常标志, 选取如图2所示6个找矿靶区, 面积2.53 km², 占土壤地球化学测量总面积的10%。

图2

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	图2 水合口金矿区Au异常重点区域划分

将各靶区内土壤样品Au、Hg、As、Sb的分析数据进行统计发现:无论是未剔除极值还是剔除极值, 重点区域内Au、Hg、As、Sb的背景值比全区的背景值要高出几倍甚至几十倍, 说明本次圈定的重点区域内元素具有较高的背景值, 元素含量较高, 更为富集。

1) 靶区1: 该区位于寒武系中统龙哈组第二段(∈ ₂l²), 出露岩性为灰色薄— 中厚层状白云质灰岩, 层面近平直, 具微波状起伏, 沿层面有砖红色钙铁泥质充填, 发育于断裂构造破碎带, 沿节理有砖红色钙铁质充填。该靶区内Au、Hg、Sb、As的套合情况好, 衬度高, 浓度分带好, 内带面积较大, 具有很好的找矿指示作用。

2) 靶区2:该区位于龙哈组第二段(∈ ₂l²), 出露岩性为灰色薄— 中厚层状白云质灰岩、白云岩, 层面近平直, 具微波状起伏, 沿层面有砖红色钙铁泥质充填, 北部见北西向分布的断裂构造角砾岩, 沿节理有砖红色钙铁质充填。该区元素套合、浓度分带均较好, 可以作为找矿靶区。

3) 靶区3:该区发育于断裂构造破碎带, 位于龙哈组第二段(∈ ₂l²), 区内出露岩性为灰色薄— 中厚层状白云质灰岩, 细晶质, 层面近平直, 具微波状起伏, 沿层面有砖红色钙铁泥质充填, 沿节理有砖红色钙铁质充填。区内各元素套合好, 浓度分带明显, 内带面积较大, Au的异常极值为188.00× 10^-9, 极具找矿潜力。

4) 靶区4:该区位于中寒武统歇场组(∈ ₃x)与龙哈组第二段(∈ ₂l²)之间, 多为第四系浮土覆盖, 出露岩性为灰色薄— 中厚层状白云质灰岩, 沿层面有砖红色钙铁泥质充填, 沿节理有砖红色钙铁质充填。元素套合、浓度分带情况都较好, 是有利的找矿靶区。

5) 靶区5:该区位于田蓬组第三段(∈ ₂t³)和第二段(∈ ₂t²)之间, 出露岩性为白云质灰岩、灰岩。在木来断裂带南西盘。区内元素套合情况较好, Au和Sb的浓度分带尤为明显, 可以作为找矿靶区。

6) 靶区6:该区位于田蓬组第一段(∈ ₂t¹), 出露岩性为白云质灰岩、灰岩, 属于木来断裂带南西盘。区内元素异常套合极好, 浓度分带明显, 内带面积大, 衬度高, 是很好的找矿靶区。

为了验证圈定的靶区是否为矿致异常, 以及评价含矿地质体的基本控矿特征, 已经在南部构造发育、土壤地球化学异常好的靶区3进行了探矿工程验证。通过探矿工程取样, 发现1个矿体, Au的平均含量达到了0.68× 10^-6。矿体附近发育了一系列NW、NE向断裂, 其中F₇、F₉、F₈、F₁₆、F₁₇断裂将岩块切割成为网格状, NW向断裂又被NE向断裂所错断, 断裂展现出对矿体明显的控制作用。矿体产于F₇、F₈、F₉、F₁₆夹持的菱形区块内, 呈透镜状、似层状平行产出于F₉断裂上盘, 其走向和形态主要受F₉、F₁₆断层产状变化共同控制, 总体呈波状起伏。矿体由探槽130TC2和128TC1共同控制, 矿体延伸长度约18 m, 厚度尚未查明, 朝倾伏端尖灭, 矿体产状52° ~24° ∠43° ~21° 。(图3)

图3

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	图3 水合口金矿区矿体地质