元素的地球化学统计特征在一定程度上可以反映成矿的可能性。两条勘探线数据的统计结果表明(表1、表2), Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Tl等表现为强分异, Ag、Ba为分异, 说明这些元素具有局部富集趋势, 尤其Pb变异系数较大, 为3.33。Cu、Pb、Zn、As、Sb最大浓集系数较高, 都在15以上, 进一步反映这些元素的分异性强。As、Sb、Ba、Pb等均值和中值相差较大, 说明这几个元素的测试值存在离群值。异常下限是通过箱图法剔除离群样后, 用剩余数据均值加两倍标准离差所得。

图2

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	图2 胡村矿区地质概况及采样布置

表1

表1

表1 狮子山矿田胡村地电提取测量剖面数据统计 参数 Cu Zn As Se Ag Sb Ba Tl Pb Bi 样品数 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 极小值 0.06 0.24 0.18 0.31 0.82 0 0 0.09 0.02 0.04 极大值 2.2 7.82 162.84 21.71 20.53 10.37 0.49 1.48 4.87 1.86 均值 0.16 0.68 12.63 8.89 4.58 0.95 0.12 0.2 0.22 0.25 中值 0.11 0.5 5.98 8.42 3.61 0.58 0.09 0.13 0.08 0.2 标准差 0.31 1.12 25.05 5.14 3.86 1.65 0.1 0.21 0.72 0.28 背景值 0.09 0.44 4.82 7.74 4.33 0.43 0.06 0.18 0.07 0.17 异常下限 0.14 0.74 12.01 17.65 9.62 1.12 0.13 0.32 0.14 0.29 St 0.02 0.15 3.59 4.96 2.64 0.34 0.03 0.07 0.04 0.06 Cv 1.96 1.63 1.98 0.58 0.84 1.75 0.83 1.01 3.33 1.12 f 19.43 16.27 28.69 2.44 5.2 18.71 4.3 8.69 67.55 9.46 注:As、Se、Ag、Sb、Tl、Bi含量单位为10-9, 其余元素为10-6; St表示剔除离群样后的离差; Cv为变异系数; f为最大浓集系数, f=极大值/背景值。样品由合肥矿产资源监督检测中心测试完成。

表1 狮子山矿田胡村地电提取测量剖面数据统计

表2

表2

表2 狮子山矿田胡村地电提取剖面元素分异情况统计 变异系数 分布情况 元素 Cv< 30% 均匀 无 30%≤ Cv< 70% 弱分异 Se 70%≤ Cv≤ 100% 分异 Ag、Ba Cv> 100% 强分异 Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Tl

表2 狮子山矿田胡村地电提取剖面元素分异情况统计

为了深入分析研究区内不同元素的地球化学行为, 划分元素共生组合, 对分析数据标准化后进行R型聚类分析, 得出元素分类谱系(图3)。截取距离系数(欧式距离的平方)10为指标, 可将测试元素分为6大类:Ⅰ 大类由Cu、Zn主成矿元素组成, 表征铜矿中伴有闪锌矿; Ⅱ 大类由As、Sb、Pb、Tl等铜矿伴生元素组成; 其余Ag、Ba、Bi、Se等自成一类。

图3

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	图3 胡村剖面地电提取元素R型聚类分析图谱

为了更清楚地观察剖面异常趋势, 对测试值进行三点移动平均后(90线Ag、Pb除外), 作地球化学异常剖面图(图4、图5)。

3.2.1 74线实验效果

从图4中可以看出, Zn、Ba在东侧矿体上方出现异常, 与矿体位置相对应; 几乎所有元素都在岩体上方出现异常, 且异常位置一致, 异常宽度大。As的异常衬度在1~5.33, Pb的异常衬度在2~13.67, Sb异常衬度在1~3.6, 其他元素异常衬度均小于2。由于岩体两端深部均存在矿体, 元素沿着接触带易迁移地表, 初步认为该异常是矿体和岩体的综合反映。

3.2.2 90线实验效果

90勘探线地电提取Cu、Ba、Zn、Se、Tl在剖面西端出现显著异常, Cu异常衬度达15.72, Zn异常衬度达10.56, 且套合很好, 恰好位于深部铜矿体和浅部石英闪长岩上方, 可能是对矿体和石英闪长岩体的综合反映。Ag、Pb、As、Se、Sb在矿体集中部位上方出现清晰带状异常, Ag异常衬度在1.28~3.58, Pb异常衬度在1.89~5.06, As、Se、Sb异常衬度小于2, 这些元素异常是对矿体的指示。As、Bi、Sb等在东侧岩体(鸡冠山硫铁矿外围)上方出现清晰异常, Ag、Ba、Tl出现弱异常。勘探线东西两端岩体异常元素组合明显不同, 在西端花岗闪长岩体上方Se、Zn、Ba、Cu、Tl异常非常显著, 但在东端石英闪长岩体上方基本无异常, 初步认为成矿与花岗闪长岩密切相关; 而As、Sb在东西两端岩体上方均显示异常, 且东端异常显著, As、Sb、Bi套合非常好, 认为西端异常是对矿体和蚀变带的综合反映, 而东端异常位于鸡冠山硫铁金矿外围, 认为是对鸡冠山硫铁金矿的指示。

图4

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	图4 胡村铜钼矿74线地电提取元素异常剖面 1— 分水岭组; 2— 南岭湖组; 3— 塔山组上段; 4— 塔山组中段; 5— 塔山组下段; 6— 小凉亭组; 7— 大隆组; 8— 龙潭组; 9— 孤峰组; 10— 栖霞组; 11— 花岗闪长岩; 12— 花岗斑岩; 13— 未知; 14— 矽卡岩; 15— 含铜矽卡岩; 16— 铜矿体; 17— 钼矿体; 18— 钻孔。图5同。

图5

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	图5 胡村铜钼矿90线地电提取元素异常剖面

3.2.3 异常的解释与成因分析

如何区分地电化学提取的异常是来自地表矿化还是深部矿化, 一直是影响地电提取法有效性的关键, 也是尚未解决的难题。长江中下游景观条件下, 浅表含硫化物矿化因氧化作用可以导致土壤pH偏低, 因此尝试利用简便的电化学测量(pH测量结合电导率测量)来辅助解释地电化学异常的成因。

前人根据电导率(κ _s)和pH值异常形成机理和我国地理条件, 建立了适合于我国找矿应用的电导率(κ _s)和pH值异常模式(图 6)。图6a 中, 浅埋藏矿体上方的土壤水溶液中, 将出现高强度的电导率异常和极低 pH 异常, 两者呈反相关关系; 图6b 中, 深埋藏矿体上方的土壤水溶液中, 将出现弱电导率异常和高pH异常, 两者呈正相关关系。

图6

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	图6 硫化物矿体上方土壤中κ s、pH值异常模式(据参考文献[24]修改)

74线电化学测量结果表明(图7), 低pH异常刚好对应地电提取异常, 这说明74线提取的地电异常很可能是由于浅部矿化或者岩浆热液造成的。两侧岩体上方显示清晰电导率、pH异常与矿体相对应, 且符合深部硫化矿体异常模式, 但由于pH受地表干扰因素较多, 电导率和pH异常是否是深部矿体的反映还有待进一步验证。深部岩体与二叠系栖霞组厚层灰岩的接触带, 以及二叠系孤峰组硅质岩与龙潭组砂页岩岩性突变界面, 为深部矿化及相关伴生元素迁移提供了通道, 尤其是岩体接触带矽卡岩及含铜矽卡岩产状近直立, 为元素远距离输运奠定了构造条件。

图7

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	图7 胡村铜钼矿74线pH-κ s异常剖面

同样, 90线两侧的低pH、高电导率异常可能也反映了局部浅表矿化或岩体本身风化的影响(图8)。但中部西北侧地电提取异常处, 其土壤pH值并不低, 且同时存在电导率弱异常, 与深部矿异常模式相吻合, 因此90线西北侧的地电提取异常有可能是深部矿化的反映。剖面上地层倾向南东, 矿体顺层产出, 产状相对较陡, 岩体与地层接触面, 以及二叠系孤峰组硅质岩与龙潭组砂页岩岩性突变界面, 为深部矿化及相关伴生元素迁移提供了通道, 故在剖面西北侧地电提取异常很可能是对深部矿体的反映。

图8

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	图8 胡村铜钼矿90线pH-κ s异常剖面

综上分析可以看出, 长江中下游景观条件下, 地电提取法测量结合常规电化学测量可以有效指示和区分浅部及深部矿化。在构造有利地段, 地电提取法测量可以有效指示深部矿化。