对矿区3 199个土壤样品进行元素含量测试, 得到区内元素的分布特征(表1):全区大部分元素的平均含量都较高, 其中Pb、Zn、W、Bi等处于高背景分布区, 是中国土壤丰度值的1.3倍; Au、Sb平均含量小于中国土壤丰度值, 表明这些元素处于低背景分布区。各元素的变异系数在0.81~2.74, 且大部分元素大于1, 变异系数最大的是W, 其次是Pb、Bi, 表明W、Pb、Bi等分散、富集的程度较高, 更易成矿; 变异系数最小的是Cu, 其次是Mo、Zn。

表1

表1

表1 贝岭矿区1∶ 1万土壤地球化学测量元素含量统计 元素 平均值 最大值 最小值 标准偏差 变异系数 浓集系数 中国土壤丰度[6] Au 1.05 51.74 0.3 1.38 1.31 0.75 1.4 Ag 0.11 5.31 0.02 0.16 1.45 1.38 0.08 Cu 43.22 914.6 1 34.91 0.81 1.80 24 Pb 70.86 7 030.1 2.9 181.02 2.55 3.08 23 Zn 91.9 1 962.2 15.5 96.24 1.05 1.35 68 W 8.5 635.5 0.1 23.34 2.75 4.72 1.8 Sn 14.23 624.7 0.6 21.17 1.49 5.69 2.5 Bi 0.93 63.9 0.01 2.14 2.30 3.10 0.3 Mo 3.96 47.58 0.28 3.75 0.95 4.95 0.8 Sb 0.58 43.5 0.02 0.89 1.53 0.73 0.8 注:Au含量单位为10-9; 其余元素为10-6

表1 贝岭矿区1∶ 1万土壤地球化学测量元素含量统计

表2

表2

表2 贝岭矿区土壤元素剔除离散值前、后的数据变异系数对比 参数 Au Ag Cu Pb Zn W Sn Bi Mo Sb CV1 1.32 1.43 0.81 2.55 1.05 2.74 1.49 2.29 0.95 1.54 CV2 0.43 0.47 0.48 0.41 0.45 0.17 0.58 0.57 0.55 0.48 CV1/CV2 3.07 3.04 1.69 6.22 2.33 16.12 2.57 4.02 1.73 3.21

表2 贝岭矿区土壤元素剔除离散值前、后的数据变异系数对比

图1

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	图1 贝岭矿区各元素变异系数关系

将矿区土壤元素原始数据集的变异系数(C_V1)和经过平均值± 3倍方差剔除极高值后的数据变异系数(C_V2)进行对比(表2), 分析各数据集的相对离散程度^[7](图1)。矿区内W变化程度最大, 富集成矿性较弱; Pb、Bi变化程度次之, 高含量数据较多, 富集成矿性较好; Cu、Mo、Zn等的变化程度相对平稳, 其中Zn异常值呈一定规模, 表明Zn在局部富集成矿的可能性极大。

综上所述, 矿区内丰度较高、离散性较大的元素主要为W、Pb、Bi, 其中Pb、Bi富集成矿的可能性较大。根据区内成矿地质条件、矿床类型、元素变化特征等, 确定Pb、Zn、Ag、Bi为矿区内的主要成矿元素。

根据矿区内各元素的地球化学特征及成矿地质条件, 共圈定综合异常5 处(表3), 其中以Pb为主的综合异常2处, 以Zn为主的综合异常2处, 以Ag为主的异常4处, 以Bi异常为主的异常3处, 以Pb、Zn、Ag为主的综合异常2处(图2)。

2.2.1 Pb异常

矿区两处以Pb为主的异常主要位于东部石芬断裂附近, 异常总体呈NE向分布, 与贯穿矿区的NE向石芬断裂构造方向一致。两个异常面积分别为0.88 km²、1.012 km², Pb最大值分别为256.7× 10^-6, 7 030.1× 10^-6。在石芬断裂附近的民采矿硐内发现铅锌矿脉, 与异常套合较好。

表3

表3

表3 贝岭矿区土壤地球化学测量综合异常特征 异常名称 主要元素组合— 规模 地球化学— 地质 成因元素组合 浓度分带 找矿远景 石芬 Pb0.88-Cu0.736-Zn0.423-Sn0.663-Mo0.602-W0.248-Bi0.241 Pb、Cu、Zn 内、中、外 乙2 石马 W1.618-Bi1.141-Pb1.012-Mo0.9-Au0.885-Zn0.827-Ag0.768-Sn0.755 W、Bi、Pb、Zn、Ag 内、中、外 乙1 咸水湖 W0.284-Ag0.236-Mo0.208-Au0.167 W、Ag 中、外 丙 南蛇坑 Au0.734-Sb0.2-Bi0.236-Ag0.324-Sn0.209 Au、Ag、Bi 中、外 丙 老虎头 W0.459-Ag0.37-Bi0.272-Au0.269-Sb0.18 Au、Ag、W、Bi 中、外 丁 注:元素上角标为异常区内元素的面积, 单位km2

表3 贝岭矿区土壤地球化学测量综合异常特征

图2

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	图2 贝岭矿区地质简要及主要元素异常分布

2.2.2 Zn异常

矿区Zn异常区与Pb异常区重叠性较好, 两处Zn异常均呈NE向分布, 与贯穿矿区的NE向石芬断裂构造方向一致。Zn异常面积分别为0.423 km²、0.827 km², 最大值分别为870.1× 10^-6、1 962.2× 10^-6。在石芬断裂附近的民采矿硐内发现铅锌矿化脉, 与异常区套合较好。

2.2.3 Ag异常

矿区内4处Ag异常总体分布较分散, 其中一处最主要的Ag异常分布在石芬断裂附近, 与Pb、Zn套合较好。该异常呈NE向分布, 与石芬断裂走向一致, Ag异常面积为0.768 km², 最大值为5.314× 10^-6。其他3处异常分布较分散, 异常面积也较小。

2.2.4 Bi异常

矿区内3处Bi异常分布较分散, 其中有两处异常分布在石芬断裂附近, 与Pb、Zn、Ag异常套合较好, 异常总体呈NE向分布, 与石芬断裂走向一致, 异常面积分别为0.241 km²、1.141 km², 最大值为14.3× 10^-6、63.9× 10^-6。剩余一处异常主要为单点异常。

合理的元素组合必然反映特定的地球化学信息, 每一种矿床类型必然对应着特定的地球化学信息^[8]。将单元素异常联系在一起, 从元素组合特征方面对异常进行分析评价, 以矿区3 199件土壤样品的Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Mo、Sb共10种元素为变量进行R型因子分析。由于正交旋转因子负载矩阵比初始负载矩阵等反映的元素组合更具合理性和可解性^[8], 因此采用正交旋转因子负载矩阵组合(表4)。在因子分析中, 前8个因子的特征值大于0.6, 且累计方差贡献值为92.7%, 因此可以将10个变量归为8个因子, 每个因子代表一个元素组合, 分别描述如下。

表4

表4

表4 正交因子旋转矩阵 元素 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 Cu 0.138 0.161 0.001 0.077 0.061 0.002 0.01 0.969 Pb 0.806 0.383 -0.066 0.015 0.14 0.006 0.022 0.019 Zn 0.437 0.741 0.159 0.029 -0.075 0.033 0.009 0.069 Au 0.034 0.019 0.012 0.001 0.026 0.037 0.998 0.01 Sb 0.037 0.029 0.004 0.028 0.143 0.987 0.038 0.002 Bi 0.906 0.04 0.146 0.069 0.013 0.039 0.026 0.145 Ag 0.067 0.868 0.015 0.238 0.095 0.015 0.019 0.147 Sn 0.084 0.096 0.974 0.019 0.139 0.004 0.013 0 Mo 0.093 0.036 0.144 0.024 0.963 0.151 0.028 0.062 W 0.066 0.205 0.019 0.968 0.023 0.029 0.001 0.076 方差贡献率 17.076 15.304 10.203 10.07 10.057 10.02 10.002 9.969 累积方差贡献率 17.076 32.379 42.582 52.652 62.709 72.729 82.731 92.7

表4 正交因子旋转矩阵

F1主因子元素组合为Pb、Bi, 它们同为参与有色金属成矿的亲硫元素, 常与Zn、Ag、Bi等共生, 其电离势、离子半径、电负性等方面都具有很大的相似性。在热液活动过程中, Pb、Bi常一起迁移, 在热液元素富集沉淀时, 常以伴生形式存在于矿体及其边缘带。由于Pb不活泼, 对铅锌矿床可起指示作用。Bi属高温元素, 易在酸性花岗岩中富集, 与花岗岩关系较为密切, 可指示本区中酸性、酸性侵入体的存在 912。

F2主因子元素组合为Ag、Zn, 其地球化学习性相近, 迁移能力较强, 在有色金属矿床中与Pb、Cu等共生。Zn在土壤中析出, 易形成前缘晕异常, 在各种组合中出现的机率较高。研究区Pb、Zn的出现, 反映了本区主要的成矿作用, 也反映异常深部的主要矿化特征是以铅锌矿化为主, 伴随少量Ag矿化, 属中低温热液成矿作用特征^{[10, 11]}。

F3因子为Sn, 属高温元素, 与W、Mo、Bi等地球化学习性相似, 活动能力特别强, 常与Zn、Cu相伴生。

F4因子为W, 属高温元素, 与酸性花岗岩关系密切。

F5因子为Mo, 属高温元素, 与酸性花岗岩关系密切。

F6因子为Sb, 从元素地球化学亲和性看, 为亲铜元素^[10], 常与硫化物矿床Ag、As、Cu共生, 在地球化学寻矿中可看作为一种探途元素 911, 反映低温热液成矿作用特征。

F7因子为Au, 为低温成矿元素, 常与As、Ag、Sb、Cu、Zn等共生, Au、Ag、Cu、Zn、As在地球化学找矿过程中可作为探途元素, 反映低温热液成矿作用特征。

F8因子为Cu, 属亲铜元素, 与Au、Ag、Pb、Zn、Sb等共生, 它们的地球化学习性较近, 迁移能力较强, 反映中低温热液成矿特征。

经实地异常查证, 异常区大部分为第四系腐殖土, 部分为砾石, 成分主要为花岗岩类。地表并未发现大面积与矿化蚀变有关的异常信息。在石芬断裂附近发现有铁帽, 主要为褐铁矿化; 在其南部发现一民采硐, 见铅锌矿化体。区内明显的异常带主要位于石芬断裂附近, 推测异常带主要由石芬断裂带内的金属矿化体引起。

区内绝大部分地表为第四系腐殖土、中粗粒砂砾石覆盖, 砾石成分主要以花岗岩为主。经过地表取样检查, 地表岩石电性参数较弱, 并没有表现出明显异常^[8](表5)。岩矿石标本^{[8, 12]}参数表明, 岩矿石的极化率差距较明显, 而电阻率差别不明显。

表5

表5

表5 贝岭矿区地表岩石电性参数 岩石类型 样品数 η /% ρ /(Ω · m) 件 平均值 最大值 最小值 平均值 最大值 最小值 黑云母花岗岩 46 2.1 3.7 1.3 3 173 5 767 943 混合花岗岩 42 2.6 6.1 0.4 2 230 14 538 126 花岗斑岩 31 3.1 5.5 0.2 2 034 2 235 1 502 钾长花岗岩 32 2.8 9.4 0.9 2 305 6 914 475 矿石 32 8.8 14.7 3.1 2 585 3 608 1 562

表5 贝岭矿区地表岩石电性参数

在1∶ 1万激电中梯视极化率和视电阻率等值线平面(图3、图4)上, 选出5个有一定找矿意义的异常, 从矿区NE至SW分别编号为Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ 、Ⅴ 。结合区内地质— 地球化学特征分析认为, Ⅱ 号、Ⅲ 号异常为成矿最有利区段。

图3

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	图3 贝岭矿区1∶ 1万视极化率等值线平面

图4

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	图4 贝岭矿区1∶ 1万视电阻率等值线平面

Ⅱ 号异常视极化率异常范围约900 m× 430 m, 呈椭圆形产出, 视极化率最大值为2%左右, 属于中— 弱极化异常。视电阻率显示Ⅱ 号异常相对为低阻区, ρ _s值为n× 10² Ω · m。土壤地球化学测量有较强的Pb、Zn、Ag、Cu异常带分布, 对应出露的地层为震旦系, 岩性为混合岩化变质岩, 含矿石芬构造破碎带通过该异常。

Ⅲ 号异常视极化率显示弱极化异常, 呈SW-NE分布, 视电阻率显示为低阻异常带。土壤地球化学测量有较强的Pb、Zn、Ag异常带分布, 且异常形态、走向与石芬断裂一致, 推测异常为石芬断裂构造深部与铅锌银伴生的金属硫化物的综合反映。

3.2 1∶ 2 000激电测深剖面异常特征

根据地表Ⅱ 、Ⅲ 激电异常共施工6条激电测深剖面。Ⅱ 号异常区布置的3条激电测深剖面均表现为高极化、低阻异常, 异常区极化率值分别为 0.78%~1.64%、0.73%~1.98%、0.2%~2.89%, 视电阻率值分别为8.48~76.87 Ω · m、5.75~68.71 Ω · m、8.59~1 923 Ω · m。

在Ⅲ 激电异常区布置了3条激电测深剖面, 剖面异常展布与地表物化探异常推测的形态基本一致 1315, 异常表现为高极化、低阻特征。极化率异常由地表向深部延伸, 3条剖面的极化率值分别为0.22%~2.15%、0.34%~2.87%、0.33%~1.8%, 异常值高。同时在极化率异常位置视电阻率表现为低阻异常, 与极化率异常相对应, 视电阻率值分别为2.19~1 000 Ω · m、1.6~675.9 Ω · m、1.3~283.5 Ω · m。