0 引言
1 地质概况
1.1 个旧矿区地质概况
个旧矿区大地构造位置处于滨太平洋构造域与特提斯构造域交界部位,欧亚板块、太平洋板块和印支板块三者复合的碰撞挤压带(图1),属于扬子克拉通、华南褶皱系、三江褶皱系的交汇处[26]。矿区内出露的地层主要为三叠系碳酸盐岩及砂岩,其中个旧组灰岩、白云岩是最主要的含矿层位。断裂和褶皱构造在矿区内十分发育,SN向的个旧断裂将矿区分为东区和西区,锡铜多金属矿床多产于个旧东区[27,28]。东区受NNE向五子山复式背斜控制,次级褶皱及NE、NW、EW向的断裂构造发育,且多为控岩控矿构造[29]。EW向的断裂(松树脚断裂、背阴山断裂、老熊洞断裂、仙人洞断裂、白龙断裂)将个旧东区由北到南依次分割为马拉格、松树脚、高松、老厂、卡房五大矿田[5,30]。
图1
图1
云南个旧地区大地构造位置(a)及矿区地质简图(b)(据毛景文等[25]修改)
1—第四系;2—火把冲组板岩、砂岩、砂砾岩;3—法郎组砂岩、页岩夹凝灰岩和玄武质熔岩;4—法郎组玄武质熔岩;5—个旧组碳酸盐岩;6—下三叠统紫红色砂岩夹绿色砂岩、泥灰岩;7—哀牢山变质带;8—辉长岩;9—霞石正岩;10—碱长花岗岩;11—碱性花岗岩;12—斑状黑云母花岗岩;13—等粒黑云母花岗岩;14—断裂;15—向斜;16—背斜
Fig.1
Geotectonic location(a) and geological sketch(b) of mining area in Gejiu area, Yunnan province(according to Mao J W,et al [25] modified)
1—Quaternary; 2—slate, sandstone, glutenite of the Huobachong formation; 3—sandstone, shale intercalated with tuff and basaltic lava of the Falang formation; 4—basaltic lava of the Falang formation ; 5—carbonate rock of the Gejiu formation ; 6—purple-red sandstone with green sandstone and marl of lower Triassic ; 7—Ailaoshan metamorphic belt; 8—gabbro; 9—nepheline syenite; 10—alkali-feldspar granite; 11—alkaline granite; 12—porphyritic biotite granite; 13—equigranular biotite granite; 14—fault; 15—syncline; 16—anticline
1.2 研究区地质概况
研究区位于老厂矿田东部,地层主要为中三叠统个旧组卡房段和马拉格段碳酸盐岩,岩性主要有厚层状白云岩、灰岩夹灰质白云岩、白云岩与含白云质灰岩互层、灰岩与灰质白云岩互层、泥质灰岩等。
老厂矿田东部断裂构造十分发育,主要包括NE向、EW向两组(图2)。EW向断裂是矿田内重要的导矿容矿构造,主要有礞子庙断裂,氧化锡铅矿体、深部接触带矿床和蚀变花岗岩锡铜多金属矿床的产出均与该组断裂有密切联系。NE向的断裂在本区平面上呈现近等间距产出的特点,主要有陡石阶—尾矿库断裂、梅雨冲断裂、黄泥硐断裂,该组断裂控制了花岗岩岩体的产出形态、隐伏花岗岩体展布,以及接触带和玄武岩型铜矿床的产出,致使矿田内矿床的产出总体呈NE向展布[34]。此外,研究区内还发育有一系列近NW向规模不等的断裂,可见不同程度的褐赤铁矿化。印支期基性火山岩及燕山期中细粒黑云母花岗岩为研究区主要岩浆岩,但均不在地表出露,其中燕山期花岗岩属于个旧东区老卡岩体的一部分,是锡铜多金属矿床大多数成矿金属元素的重要物质来源之一[34,35]。
图2
图2
个旧老厂矿田东部地质简图及采样位置
1—个旧组马拉格段三层,白云岩夹灰质白云岩;2—个旧组马拉格段二层,白云岩与含白云质灰岩互层;3—个旧组马拉格段一层,厚层状白云岩;4—个旧组卡房段六层,灰岩与灰质白云岩互层;5—个旧组卡房段五层,灰岩夹灰质白云岩;6—地层界线;7—断层;8—断裂破碎带;9—采样点位置
Fig.2
Geological sketch and sampling location of the eastern part of the Laochang ore field in Gejiu
1—the third layer of the Malage section of the Gejiu formation,dolomite with lime dolomite; 2—the second layer of the Malage section of the Gejiu formation,interbedded dolomite and dolomitic limestone; 3—the first layer of the Malage section of the Gejiu formation,thick layered dolostone; 4—the sixth layer of the Kafang section of the Gejiu formation,interbedded limestone and lime dolomite; 5—the fifth layer of the Kafang section of the Gejiu formation,limestone with lime dolomite; 6—stratigraphic boundary; 7—fault; 8—faulted and shattered zone; 9—sampling location
2 元素数据特征
2.1 样品采集与分析
构造地球化学找矿是应用岩石构造地球化学分析测量来查明研究区构造附近岩体中元素的分布情况,采集的样品主要包括断层泥、矿化或蚀变岩石、破碎带岩石,能最大限度提取矿化信息,总结矿化规律,研究断裂构造与成矿关系,进而为找矿提供地球化学依据[36,37]。本次1:10 000构造地球化学找矿工作在老厂矿田东部约10 km2的范围内进行,共采集样品597件,采样位置见图2。所有样品均由自然资源部郑州矿产资源检测中心测试分析,每件样品分析Cu、Pb、Zn、Sn、Mn、Ag、As、Sb、Bi、W、Mo和Cd共12种元素。各元素的测试分析方法、检出限、报出率、分析准确度与精密度等技术要求严格按照《岩石地球化学测试技术规程》(DZ/T 0248—2014)的要求执行,具体参数见表1。
表1 构造地球化学样品分析方法及相关参数
Table 1
| 元素 | 分析方法 | 检出限/10-6 | 报出率/% |
|---|---|---|---|
| Ag | ES | 0.01 | 100 |
| Sn | ES | 0.2 | 100 |
| Sb | AFS | 0.05 | 100 |
| As | AFS | 0.2 | 97.8 |
| Bi | ICP-MS | 0.01 | 98.8 |
| Cu | ICP-MS | 0.2 | 100 |
| Zn | ICP-MS | 2 | 99.6 |
| Mo | ICP-MS | 0.05 | 100 |
| Cd | ICP-MS | 0.2 | 100 |
| W | ICP-MS | 0.1 | 100 |
| Pb | ICP-MS | 0.5 | 100 |
| Mn | ICP-MS | 5 | 100 |
2.2 地球化学参数统计
个旧老厂矿田东部测试分析的12种元素的含量参数统计特征如表2所示,统计参数包括元素含量最大值、最小值、平均值、标准离差、中位数、变异系数和富集系数。
表2 老厂矿田东部构造地球化学元素含量参数统计特征
Table 2
| 元素 | 样品数 | 最大值 | 最小值 | 平均值 | 标准离差 | 中位数 | 变异系数 | 富集系数 | 全球碳酸盐岩[38] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ag | 597 | 44.80 | 0.01 | 0.75 | 2.66 | 0.14 | 3.53 | >1 | 0.0n |
| Sn | 597 | 2000.00 | 0.74 | 13.07 | 90.34 | 2.00 | 6.91 | >1 | 0.n |
| Sb | 597 | 370.27 | 0.02 | 8.72 | 27.03 | 2.20 | 3.10 | 43.60 | 0.20 |
| Bi | 597 | 315.37 | 0.02 | 0.74 | 12.91 | 0.07 | 17.48 | >1 | — |
| Mn | 597 | 119900.00 | 0.03 | 1676.00 | 7827.60 | 312.60 | 4.67 | 1.52 | 1100.00 |
| Cu | 597 | 8816.00 | 0.50 | 29.37 | 362.80 | 5.60 | 12.34 | 7.34 | 4.00 |
| Zn | 597 | 23020.00 | 5.00 | 361.60 | 1200.62 | 89.70 | 3.32 | 18.08 | 20.00 |
| Mo | 597 | 200.00 | 0.22 | 2.41 | 12.78 | 0.67 | 5.29 | 6.03 | 0.40 |
| Cd | 597 | 2217.00 | 0.03 | 9.28 | 95.45 | 0.51 | 10.28 | 232 | 0.04 |
| W | 597 | 114.60 | 0.08 | 2.46 | 8.23 | 1.30 | 3.35 | 4.10 | 0.60 |
| Pb | 597 | 40506.75 | 3.98 | 467.86 | 2575.58 | 73.20 | 5.50 | 57.98 | 9.00 |
| As | 597 | 93305.00 | 1.00 | 181.07 | 3818.84 | 7.10 | 21.07 | 181.07 | 1.00 |
注:各元素含量单位为10-6;“— ”表示空白;变异系数=标准离差/平均值;富集系数=平均值/全球碳酸盐岩元素丰度。
由表2可以看出,所有元素平均值均大于其中位数,表明元素存在局部活化富集的可能。根据元素变异系数特征,12种元素的变异系数均大于1,说明其在研究区内分布、分配不均匀,离散程度大,存在较强后期叠加富集特征,具有较大的成矿可能性。从富集系数来看,本区12种元素的富集系数均大于1,反映这12元素均具有不同程度的富集现象。
计算原始数据变异系数(Cv1) 和通过平均值加(减)3倍标准离差剔除后的数据变异系数(Cv2),利用Cv1和Cv1/Cv2绘制变异系数解释图(图3),进一步反映元素富集成矿的可能性。从变异系数解释图中可以看出:Bi、As在研究区内高值数据多,变化幅度很大,富集成矿可能性较高;Pb、Cu、Sn、Cd在研究区内高值数据较多,变化幅度中等,有局部富集成矿的可能性。通过上述构造地球化学特征分布,结合区域成矿地质条件,认为Pb、Sn、Cu、Bi、As、Cd等为老厂东部地区主要成矿及伴生元素。
图3
图3
老厂矿田东部构造地球化学元素变异系数解释
Fig.3
The coefficient of variation of tectonic geochemical elements in the eastern area of Laochang ore field
2.3 元素的分布型式
利用研究区构造地球化学样品的统计数据制作元素含量—频数对数直方图(图4)。由图可见,Ag、Cd、Zn、W呈对数多峰分布,其低含量峰值反映了元素的背景分布,其高含量峰值反映了元素的异常分布。Ag、Bi、Cu、Mn、Pb、Sn、Zn均出现明显的右偏,而且分布范围广,离散度较大,表明这些元素参与了次生富集成晕作用及过程。Pb、Sb、As、Mn含量的分布型式近似服从对数正态分布,呈单峰分布,其中Pb、Mn呈单峰右偏分布,反映这些元素虽参与了成矿作用,但在成矿过程中富集趋势不强烈。
图4
图4
老厂矿田东部构造地球化学元素对数含量分布直方图
Fig.4
Histogram of the logarithmic content distribution of tectonic geochemical elements in the eastern area of Laochang ore field
2.4 元素相关性分析
利用SPSS软件对进行对数变换及标准化后的12种元素数据进行相关性分析(表3),结果显示Sn与Ag、Sb、Cu、Zn、Pb、As,Cu与Sn、Bi、Pb、As的相关系数大于0.6,表明Sn、Cu与这几种元素的相关性较好,相关性较好的元素可能在来源和成因上具有一定的内在联系。在分析的12种元素中,Pb与Zn的关系最为密切,其次是Mn与Ag、Mn与Pb、Mn与Zn,这与本区成矿元素组合关系基本一致,在矿体中Ag与Mn、Pb和Zn总是密切共生,同时,这4个元素也是远离接触带的层间氧化矿的特征元素组合。
表3 老厂矿田东部构造地球化学元素相关分析
Table 3
| 元素 | Ag | Sn | Sb | Bi | Mn | Cu | Zn | Mo | Cd | W | Pb | As |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ag | 1.00 | |||||||||||
| Sn | 0.61 | 1.00 | ||||||||||
| Sb | 0.64 | 0.61 | 1.00 | |||||||||
| Bi | 0.35 | 0.49 | 0.40 | 1.00 | ||||||||
| Mn | 0.76 | 0.57 | 0.66 | 0.26 | 1.00 | |||||||
| Cu | 0.53 | 0.64 | 0.57 | 0.60 | 0.44 | 1.00 | ||||||
| Zn | 0.71 | 0.61 | 0.74 | 0.27 | 0.75 | 0.54 | 1.00 | |||||
| Mo | 0.44 | 0.53 | 0.41 | 0.48 | 0.30 | 0.56 | 0.31 | 1.00 | ||||
| Cd | 0.64 | 0.48 | 0.54 | 0.34 | 0.63 | 0.50 | 0.70 | 0.30 | 1.00 | |||
| W | 0.52 | 0.57 | 0.67 | 0.39 | 0.49 | 0.46 | 0.47 | 0.50 | 0.29 | 1.00 | ||
| Pb | 0.74 | 0.66 | 0.74 | 0.37 | 0.76 | 0.60 | 0.83 | 0.44 | 0.67 | 0.62 | 1.00 | |
| As | 0.64 | 0.69 | 0.75 | 0.63 | 0.57 | 0.70 | 0.68 | 0.53 | 0.58 | 0.57 | 0.70 | 1.00 |
3 元素异常分布特征
在锡铜多金属矿床中,Sn、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb、Bi是较好的指示元素[39]。针对区内多种元素的构造地球化学测量数据,根据相关性分析及野外勘查实践,并结合多类型Sn-Cu多金属矿床元素组合的一般规律,选取对于锡铜矿化均有较好指示作用的Sn、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb、Bi,确定元素地球化学异常下限,分析元素异常分布特征。
3.1 异常下限确定
地球化学异常下限的确定是勘查地球化学中最基本的问题,异常下限值过高容易遗漏隐伏矿床形成的致矿异常,而异常下限过低则容易圈出大面积致矿异常,不能有效地识别和提取异常[40],因此,合适的异常下限对于指导找矿具有重要意义。目前,常用的地球化学异常下限确定方法有传统统计法、稳健估计法、85%累积频率法、趋势面法、衬值滤波法、多重分形等。
3.1.1 传统统计法
表4 老厂矿田东部构造地球化学元素数据正态检验特征值
Table 4
| 元素 | 原始数据 | 剔除特高低值 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 样品数 | 峰度 | 偏度 | 样品数 | 峰度 | 偏度 | |
| Ag | 597 | 0.76 | 0.83 | 590 | 0.40 | 0.70 |
| As | 597 | 6.39 | 1.57 | 578 | 0.11 | 0.53 |
| Bi | 597 | 10.32 | 2.39 | 556 | 1.19 | 1.23 |
| Cu | 597 | 5.72 | 1.68 | 560 | 0.12 | 0.67 |
| Pb | 597 | 1.22 | 0.88 | 584 | -0.03 | 0.53 |
| Sb | 597 | 0.64 | 0.42 | 580 | -0.14 | 0.31 |
| Sn | 597 | 4.00 | 1.89 | 504 | 0.56 | 1.03 |
| Zn | 597 | 0.55 | 0.71 | 594 | 0.20 | 0.61 |
注:元素含量单位为10-6
3.1.2 C-A分形法
设分形模型:
式中:r为元素含量值;A(r)为元素含量大于(等于)r的面积值;C为比例常数;D为分维数(D≥0,可为非整数)。
将式(1)两边取对数,得到方程:
利用最小二乘法进行直线段拟合,并求得相应的分维数D,分维数能够反映出元素含量在空间上的形态分布,具体表现是含量分布的丛集与不均匀程度;将拟合直线段的交点作为分界点,结合区域地质背景和成矿规律,确定合适的临界值作为元素的异常下限值用来划分背景和异常;在含量—面积(C-A)双对数散点图中,如果元素符合简单分形分布,则只需用一条线段拟合;如果多条线段拟合,则称之为多标度分形,说明元素含量的分布满足多重分形特征,研究元素可能有多个不同的源(标度特征)或者来源于多个不同的地质过程[42]。
应用多重分形的C-A方法对Ag、As、Bi、Cu、Pb、Sb、Sn、Zn 8种元素进行分形统计分析,得到了元素含量—面积的双对数散点图(图5)。用最小二乘法拟合得到的线段均通过显著性检验,D1、D2、…为不同拟合线段斜率的绝对值,代表对应无标度区的分维数值,C1、C2、…为拟合线段之间的分界点。
图5
图5
不同元素C-A双对数散点及分段拟合
Fig.5
C-A double logarithmic scatter of different elements and piecewise fitting graph
通过散点图(图5)可以得出:8种元素的双对数散点图在空间分布上具有相似的特征,可以分为3个或3个以上的分线段(无标度区),每一个标度区对应着一个分维数,各段之间有较为明显的分界点,元素含量在一定浓度区间段内服从分形分布。各元素的C-A分形曲线十分相似,表明其成矿富集作用可能有相同的成因,有利于找矿。在低值区拟合的直线斜率均接近0,较为平坦,为背景区。第二直线段为元素的主要含量区间,拟合优度R2都接近于1,体现出明显的相关性和良好的拟合程度,一般为区域地质作用形成的区域异常区。第三段的斜率相对较大,均大于第二段的斜率,反映含量高值的相对下降频率加大且分布面积较小,通常反映局部矿化作用形成的局部地球化学异常,有可能形成小规模的矿点。研究区8种元素中仅Sn用4段线段拟合,说明Sn元素含量的空间分布相对更复杂,其高含量部分在局部地段很富集,对成矿更有利。
根据以上8种元素的C-A双对数散点图的拟合方程,统计出多段异常的分形维数和对应分界点,如表5所示。在同一空间范围内,D值越小,表明元素含量在空间上局部的丛集程度越大,空间分布越不均匀,而对成矿作用来说,元素的空间分布越不均,局部丛集程度越高,对成矿越有利。统计表显示,8种元素分维数D2均小于1,分维数D3均小于2,这些元素在异常区中丛集程度较高,高含量点较多,富集成矿的可能性较大。
表5 构造地球化学元素C-A分形统计特征
Table 5
| 元素 | 特征值 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D1 | D2 | D3 | D4 | C1 | C2 | C3 | |
| Ag | 0.04 | 0.53 | 1.37 | — | 0.08 | 0.78 | — |
| As | 0.04 | 0.65 | 1.18 | — | 4.07 | 17.38 | — |
| Bi | 0.05 | 0.95 | 1.54 | — | 0.07 | 0.23 | — |
| Cu | 0.03 | 0.84 | 1.60 | — | 3.80 | 17.78 | — |
| Pb | 0.02 | 0.56 | 1.06 | — | 36.31 | 398.11 | — |
| Sb | 0.02 | 0.15 | 1.27 | — | 1.55 | 9.55 | — |
| Sn | 0.03 | 0.51 | 1.05 | 2.33 | 1.38 | 9.12 | 18.62 |
| Zn | 0.01 | 0.53 | 1.35 | — | 46.77 | 281.84 | — |
注:D表示各分线段元素的分维数;C表示分界点转换为真数的元素含量值;元素含量单位为10-6;“—”表示空白。
拟合直线段的第一段和第二段的交点对应的含量可认为是区域异常的下限(C1),第二段和第三段的分界点对应的含量可认为是局部异常的下限(C2),据此可以划分地球化学背景、区域异常和局部异常。因此,可以将第二段拟合直线与第三段拟合直线的分界值(C2)作为研究区各元素的异常下限,然后采取异常下限的1、2、4倍来划分一、二、三级异常(表6)。
表6 个旧老厂矿田东部元素异常下限统计
Table 6
| 元素 | Ag | As | Bi | Cu | Pb | Sb | Sn | Zn |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 一级异常 | 0.78 | 17.38 | 0.23 | 17.78 | 398.11 | 9.55 | 9.12 | 281.84 |
| 二级异常 | 1.55 | 34.76 | 0.46 | 35.57 | 796.21 | 19.10 | 18.24 | 563.68 |
| 三级异常 | 3.10 | 69.51 | 0.92 | 71.13 | 1592.43 | 38.20 | 36.48 | 1127.35 |
注:元素含量单位为10-6。
3.2 单元素异常特征
利用C-A分形法求得异常下限,通过 Surfer、MapGIS软件绘制Ag、As、Bi、Cu、Pb、Sb、Sn、Zn单元素异常图(图6)。由图显示,8种元素异常主要分布于研究区的北西部、东部及中部,总体呈NW向的串珠状,局部呈岛状,均具有明显的异常浓度分带,且异常形态、规模、出露位置大致相同,具有较好的套合性与相关性,与相关性分析的结果相一致。各元素异常浓集中心明显并具多个浓集中心,异常浓集中心多位于构造发育部位,有利于成矿。其中,As、Bi、Cu、Pb异常在东部偏南相同区域出现明显三级异常,且三级异常面积相似,说明此处异常规模、强度较高,为有利成矿部位。
图6
图6
个旧老厂矿田东部1:10 000构造地球化学测量单元素异常
Fig.6
Single element anomoly diagram of 1:10 000 tectonic geochemical survey in the eastern part of Laochang ore field
3.3 综合异常特征
图7
图7
个旧老厂矿田东部综合异常分布及找矿远景区划分
1—Ag元素异常;2—As元素异常;3—Bi元素异常;4—Cu元素异常;5—Pb元素异常;6—Sb元素异常;7—Sn元素异常;8—Zn元素异常;9—综合异常区及编号;10—找矿远景区及编号;11—钻孔及编号;其他图例同
Fig.7
Comprehensive anomaly distribution and prospecting prospect zoning in the eastern part of Laochang ore field
1—Ag element anomaly; 2—As element anomaly; 3—Bi element anomaly; 4—Cu element anomaly; 5—Pb element anomaly; 6—Sb element anomaly; 7—Sn element anomaly; 8—Zn element anomaly; 9—comprehensive anomaly area and number; 10—prospecting area and number; 11—drilling hole and number;other legends are the same as
表7 综合异常特征统计
Table 7
| 综合异 常编号 | 面积 /km2 | 元素组合 | 异常特征 |
|---|---|---|---|
| HS-01 | 0.52 | Sb-Bi-Pb-Cu-Zn-As-Sn-Ag | 出露地层为个旧组马拉格段二层(T2g22)白云岩与含白云质灰岩互层、个旧组马拉格段一层(T2g12)厚层状白云岩,异常区内异常元素套合好,各元素三级浓度分带明显,异常区内断裂较为发育 |
| HS-02 | 0.34 | Sb-Cu-Sn-Pb-As-Zn-Ag | 出露地层为个旧组马拉格段二层(T2g22)白云岩与含白云质灰岩互层,异常区内断裂较为发育,Sb、Cu、Sn聚于核部,Pb、Zn、Ag、As异常分布于外围,Ag、As、Pb、Sb、Zn三级浓度分带明显,但异常面积较小 |
| HS-03 | 0.34 | Zn-Cu-As-Sn-Sb-Ag-Pb-Bi | 出露地层为个旧组马拉格段三层(T2g32)白云岩夹灰质白云岩、个旧组马拉格段二层(T2g22)白云岩与含白云质灰岩互层,异常区内断裂构造发育,Ag、Pb、Sb、Zn三级浓度分带明显 |
| HS-04 | 0.34 | Pb-Zn-Sb-Ag-Sn-Cu-Bi-As | 出露地层为个旧组马拉格段二层(T2g22)白云岩与含白云质灰岩互层、个旧组马拉格段一层(T2g12)厚层状白云岩,异常区内断裂极为发育,元素套合较好,Sn、Cu、Sb出现三级浓度分带,但面积较小 |
| HS-05 | 0.61 | Zn-Sn-Ag-Bi- Sb-Cu-As-Pb | 出露地层为个旧组马拉格段二层(T2g22)白云岩与含白云质灰岩互层、个旧组马拉格段一层(T2g12)厚层状白云岩,元素套合较好,具有2个浓集中心,元素三级浓度分带明显 |
| HS-06 | 0.94 | Zn-Ag-Sn-Sb-Pb-Cu-Bi-As | 岩性较为简单,出露地层为个旧组马拉格段三层(T2g32)白云岩夹灰质白云岩,具有1个明显的浓集中心,异常套合较好,异常元素浓度高,异常面积较大,Ag、Pb、Sb、Sn三级浓度分带明显 |
| HS-07 | 0.47 | Sn-Ag-Sb-Zn-Pb-As-Bi-Cu | 出露地层为个旧组马拉格段二层(T2g22)白云岩与含白云质灰岩互层、个旧组马拉格段一层(T2g12)厚层状白云岩、个旧组卡房段六层(T2g61)石灰岩与灰质白云岩互层,具有3个明显的浓集中心,异常套合较好,异常元素浓度较大,但异常面积较小 |
4 异常查证
根据研究区元素综合异常分布特征及成矿地质背景,结合野外地质调查工作,重点针对HS-05、HS-06综合异常区域开展了相应的异常检查工作。本次主要通过野外地质调查及钻探工程初步查明引起元素综合异常的地质原因。
HS-05综合异常位于研究区中部偏南西方向,呈不规则状NW向展布,8种元素均在此处富集,且具有三级浓度分带,异常浓集中心明显。踏勘发现HS-05综合异常区出露的岩石为白云岩与含白云质灰岩互层、厚层状白云岩,由北到南发育有3条大型断裂构造,分别为EW向的礞子庙断裂、大冲断裂及近NW向的期六寨断裂。异常区内构造裂隙极发育,断裂部位岩石较为碎裂,可见碎裂岩及构造角砾岩(图8a),褐铁矿化明显(图8b),且裂隙多为方解石脉充填,脉体呈多期次的网脉状、细脉状(图8c)。HS-06综合异常位于研究区的东偏南方向,呈不规则NW向展布,各元素具有三级浓度分带,Cu、Bi、As、Pb异常套合较好,且Cu、Bi、As异常面积较大,异常浓集中心明显。踏勘发现HS-06综合异常区出露的岩石较为单一,为白云岩夹灰质白云岩。区内断裂构造发育,断裂部位可见构造角砾岩、碎裂岩、褐红色铁质胶结及网脉状方解石脉体,局部可见氧化矿和半风化的硫化矿(图8d)。
图8
图8
个旧老厂矿田东部野外及岩心照片
a—构造破碎带角砾岩;b—褐铁矿化;c—网脉状、细脉状方解石脉;d—褐铁矿化碎裂岩;e—含矿矽卡岩;f—矽卡岩硫化矿石;g—透辉石矽卡岩;h—绿泥石化大理岩
Fig.8
Photographs field and core in the eastern part of Laochang ore field
a—tectonic fracture zone breccia; b—limonitization; c—net-shaped and thin-shaped calcite veins; d—limonitization cataclastic rock; e—ore-bearing skarn; f—skarn sulfide ore; g—diopsideskarn; h—chlorite marble
以横穿HS-05、HS-06的130勘探线绘制地质—地球化学异常剖面(图9),剖析各元素变化趋势特征,判断各元素与断裂构造及矿体的关系。由图可知,剖面上元素含量变化较大,各元素之间呈明显的正相关关系。整体上各元素含量峰值与断裂构造位置对应较好,也进一步证明研究区内断裂是良好的导矿构造。图上切穿燕山期花岗岩、变玄武岩的断裂构造处,各元素均出现峰值,这进一步证明老厂矿田成矿与燕山期花岗岩、变玄武岩密切相关。各元素在隐伏矿(化)体上方含量均出现不同程度的增高,显示与矿体位置呈明显的对应关系,这表明该研究区构造地球化学勘查可以有效识别矿体的位置,能为寻找隐伏矿体提供有利依据。
图9
图9
个旧老厂矿田东部地质—地球化学信息剖面
Fig.9
Geological-geochemical information section in the eastern part of Laochang ore field
5 找矿远景区划分
在对研究区综合地球化学异常圈定和异常查证的基础上,结合研究区内成矿地质特征、构造环境,圈定出具有一定找矿潜力的远景区5处,将其编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,如图7所示。
Ⅰ号找矿远景区:位于研究区西北角,区内出露地层为个旧组马拉格段二层(T2g22)白云岩与含白云质灰岩互层、个旧组马拉格段一层(T2g12)厚层状白云岩。区内发育有NE向的大型断裂构造和NW向的次级断裂构造,断裂构造为含矿热液运移提供了良好的运移通道和有利的储存空间,断裂交汇部位元素异常强烈,地表未见岩浆岩出露。Ⅰ号找矿远景区包括HS-01和HS-02两个综合异常区,其中,HS-01异常区呈团块状展布,Ag、As、Cu、Pb、Sb、Sn、Zn异常浓集中心明显,且具有良好的三级浓度分带,且Ag、As、Sn异常值较高。通过野外地质路线调查发现,该区在断裂部位可见碎裂岩、构造角砾岩,且沿裂隙发育有方解石脉和网脉状的褐铁矿化。因此,该区是寻找锡铜多金属矿体的有利地段,下一步通过钻探工程开展深部勘查工作,查明深部矿体延伸和赋存情况。
Ⅱ号找矿远景区:位于研究区中部偏北东向,区内出露地层为个旧组马拉格段三层(T2g32)白云岩夹灰质白云岩、个旧组马拉格段二层(T2g22)白云岩与含白云质灰岩互层,区内主要发育有 NW向断裂构造,断裂交汇部位元素异常强烈,地表未见岩浆岩出露。Ⅱ号找矿远景区仅包括HS-03元素综合异常区,HS-03元素综合异常区呈不规则状展布,Ag、Pb、Sb、Sn元素具有良好的三级浓度分带,且异常元素浓度高,但Bi、Cu元素异常较弱。通过野外地质路线调查发现,该区在断裂部位可见碎裂岩、断层角砾岩,受构造作用影响裂隙较为发育,其内胶结铁泥质。
Ⅲ号找矿远景区:位于研究区中部偏南西方向,区内出露地层为个旧组马拉格段二层(T2g22)白云岩与含白云质灰岩互层、个旧组马拉格段一层(T2g12)厚层状白云岩。Ⅲ号找矿远景区包括HS-04和HS-05两个综合异常区。HS-04元素综合异常区呈不规则状展布,区内发育有多组NE向的断裂构造,元素套合较好,具有2个浓集中心,仅Cu、Sn、Sb出现三级浓度分带。HS-05元素综合异常区内发育有礞子庙断裂,元素三级浓度分带明显,异常套合好且异常浓度高、面积大。通过野外地质路线调查发现,异常区内构造裂隙极发育,断裂部位岩石较为碎裂,可见碎裂岩及构造角砾岩,褐铁矿化明显,且裂隙多为网脉状方解石脉充填。利用钻探查证发现锡铜矿体,有强磁黄铁矿化、碳酸盐化和不同程度的绿泥石化。该区是寻找锡铜多金属矿体的有利地段,应进一步深入开展工作。
Ⅳ号找矿远景区:位于研究区东部,出露地层为个旧组马拉格段三层(T2g32)白云岩夹灰质白云岩,区内主要发育有EW向的礞子庙断裂及NW向的小断层,地表未见岩浆岩出露。远景区内HS-06异常发育,具有一个明显的浓集中心,异常套合好,异常元素浓度高,异常面积较大,Ag、Pb、Sb、Sn三级浓度分带明显,As、Bi和Cu异常形态相似。利用钻探查证发现锡铜矿体,赋矿围岩主要为透辉石矽卡岩,有强磁黄铁矿化、碳酸盐化和不同程度的绿泥石化。因此,该区是寻找锡铜多金属矿体的有利地段。
Ⅴ号找矿远景区:位于研究区东部,出露地层为个旧组马拉格段二层(T2g22)白云岩与含白云质灰岩互层、个旧组马拉格段一层(T2g12)厚层状白云岩、个旧组卡房段六层(T2g16)石灰岩与灰质白云岩互层,地表未见岩浆岩出露,异常区内构造裂隙较发育。远景区内HS-07异常呈条带状展布,具有3个明显的浓集中心,异常套合较好,异常元素浓度较大,但异常面积较小。通过野外地质路线调查发现,异常区内构造裂隙多充填网脉状方解石脉,且可见褐铁矿化。该区是寻找锡铜多金属矿体的有利地段,应该做进一步的勘查工作。
6 结论
1) 在构造发育地区应用构造地球化学找矿方法,可以有效缩小找矿范围,为矿产勘查提供有利目标。
2) 通过对老厂矿田东部构造地球化学元素特征的分析,发现研究区内12种元素均出现明显不均匀分布,具有不同程度的富集,其中As、Bi、Cd、Cu、Pb、Sn离散程度较大,分布范围广,表明这些元素参与了次生富集成晕作用,为老厂东部地区主要成矿元素。运用相关分析对区内的12种元素进行了初步分析,显示Sn、Cu与Ag、Sb、Zn、Pb、As、Bi的相关性较好,且Pb与Zn、Ag与Mn、Sb与As、Sn与Cu关系密切。
3) 应用C-A分形法提取了研究区与Sn、Cu密切相关的8种元素的异常下限,圈定地球化学综合异常7处,对HS-05、HS-06进行异常查证,均发现锡铜矿体,说明构造地球化学勘查在该区具有较好的找矿效果。
4) 在综合异常分析和查证的基础上,结合成矿地质条件、构造环境和野外地质调查,划分了5处找矿远景区,为下一步找矿工作指明了方向。
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