引用本文
谢小占. 广东怀集高凤矿区地球化学特征[J]. 物探与化探, 2016,40(2): 303-309.
XIE Xiao-Zhan. Geochemical characteristics of the Gaofeng mining area in Huaiji County, Guangdong Province[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2016,40(2): 303-309.
Doi:10.11720/wtyht.2016.2.12  
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广东怀集高凤矿区地球化学特征
谢小占
广东省核工业地质局二九一大队,广东 广州 510800

作者简介: 谢小占(1985-),男,地质勘查工程师,东华理工大学硕士学位,现从事地质找矿工作。

收稿日期: 2015-04-10
基金: 广东省国土资源厅项目“广东省矿产资源利用现状调查”(441224027)
摘要

对高凤矿区地球化学特征研究表明,高凤矿区金矿床有以下分布规律:① 金矿床元素基本组合为Au、As、Pb、Zn、Co,伴生元素为Ag、Bi、Mo、Cu、Sb等, w(Co)/ w(Ni)值可作为寻找隐伏含矿带的依据。② 高凤矿区两个矿床的微量元素相关组合关系不同,高凤金矿床是以石英脉型矿化为主,微量元素相关组合为Au、As、Bi、Cu、Sb、(Co、Ni);邓屋金矿床是以石英复脉网脉型矿化为主,微量元素相关组合为Au、As、Pb、Zn、Cu、(Co、Ni)。③ 利用格里戈良法得出高凤矿区垂直分带特征为:矿前晕Pb-Zn-Ag—矿中晕As-Au-Cu-Ni—矿尾晕Bi-Mo-Co。这些地球化学特征为矿区深部和周边地区找矿提供了依据。

关键词: 高凤矿区; 地球化学特征; 微量元素组合; 垂向分带
中图分类号:P632 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2016)02-0303-07 doi: 10.11720/wtyht.2016.2.12
Geochemical characteristics of the Gaofeng mining area in Huaiji County, Guangdong Province
XIE Xiao-Zhan
No. 291 Geological Party, Guangdong Bureau of Nuclear Industry Geology, Guangzhou 510800, China
Abstract

A study of the geochemical characteristics of the Gaofeng mining area shows that the gold deposit has the following regularities: (1) The element combination is composed of Au, As, Pb, Zn, Co, the accompanying elements include Ag, Bi Mo, Cu, Sb etc., and the Co/Ni ratios can be used as a basis in search for concealed ore belt. (2) The combinations of trace elements in the two deposits of the Gaofeng mining area are different, the main mineralization of Gaofeng is of the quartz vein type, the combination of trace elements is composed of Au, As, Pb, Zn, Cu, (Co, Ni); the Dengwu gold deposit is of quartz vein complex stockwork mineralization, and the combination of trace elements comprises Au, As, Pb, Zn, Cu, (Co, Ni). (3) The Geligeliang method reveals that vertical zoning of the Gaofeng mining area is characterized by{Pb-Zn-Ag}for pre-ore halo, {As-Au-Cu-Ni}for ore halo, and {Bi-Mo-Co}for post-ore halo. These geochemical characteristics provide a basis for deep and peripheral prospecting.

Keyword: Gaofeng mining area; geochemical characteristics; trace element combination; vertical zoning

广东怀集金矿床众多, 根据该区成矿地质条件分析和广东省矿产资源利用现状调查工作认识, 认为高凤地区及其相邻地段仍具有良好的找矿远景。广东省核工业地质局二九一大队和中国科学院贵阳地球化学研究所等单位先后在该区开展过金矿区域地质构造背景等研究工作, 但对金矿地球化学特征的研究仍停留在普查程度。本次研究是对前人工作的进一步深化和提高, 运用资料综合收集整理、地质路线调查、实测地质剖面、钻孔编录、样品分析测试等方法手段, 剖析高凤金矿区微量元素平面及垂向分布特征和组合关系, 对扩大高凤金矿及外围远景提供重要依据。

1 矿区地质概况

高凤矿区有两个金矿床(高凤金矿床、高凤邓屋金矿床), 均位于粤桂隆起北东缘, 属梧州— 佛岗东西向构造带、郴— 怀褶皱带及连阳— 新兴南北向构造带三者复合部位[1, 2]。矿床赋存于斜切北东向高凤背斜的近南北向次级断裂带内(图1[3]), 涉及寒武系八村群中亚群及上亚群, 其中中亚群又可分为上、下两组[4], 矿床就处于上、下两组地层的接触部位附近。围岩为灰绿色浅变质砂岩、硅泥质板岩和绢云板岩, 岩层倾向东南或近于直立。

图1 怀集县高凤金矿区地质构造背景示意1— 上白恶系; 2— 震旦— 三叠系(偶有侏罗系); 3— 震旦— 石炭系; 4— 燕山四期花岗岩; 5— 燕山三期花岗岩; 6— 燕山一期花岗岩; 7— 加里东期花岗闪长岩; 8— 加里东期花岗岩; 9— 背、向斜; 10— 华夏、新华夏系断裂; 11— 华夏、新华夏系配套断裂; 12— 南北向断裂; 13— 连南— 连麦断裂; 14— 桃花水断裂; 15— 石燕断裂; 16— 称架— 白莲断裂; 17— 金装— 都平断裂; 18— 渔涝— 莲都断裂; 19— 怀集— 牛岭断裂; 20— 高凤背斜; 21— 文岗村向斜; 22— 大宁岩体; 23— 大涌顶岩体; 24— 连阳岩体; 25— 金矿床; 26— 高凤金矿区

矿床深部40~90 m标高之下有隐伏花岗岩, 岩性为二长花岗岩、黑云母花岗岩等, 偶见花岗闪长岩, 似有侵入杂岩, 但构造及异常、矿化均于此受限灭迹, 故可能属矿后侵入体[5]。

含矿(或矿化)断裂是一组近南北向的切割背斜核部的次级断裂[6], 其断裂组合展布的区间具一定的等距性, 每一区间一般有2~4条断裂近平行成束排列, 构造成矿床格架。断裂一般长数百米至千余米, 宽一般为数十厘米至2.5 m左右, 局部有膨缩现象, 均倾向东, 倾角32° ~70° , 局部80° ~85° 。

矿区成矿作用分4个阶段, 其中Ⅱ 、Ⅲ 阶段为主成矿阶段, Ⅰ 、Ⅳ 阶段属矿前、矿后阶段[7, 8]。各阶段主要产物分别为:Ⅰ 阶段为细晶石英脉; Ⅱ 阶段为金— 中粗晶块状石英脉, 含少量— 微量黄铁矿、毒砂等硫化物, 脉幅较薄者常见自然金; Ⅲ 阶段为含金多金属硫化物的绿泥石、细晶石英脉, 当与Ⅱ 阶段产物叠加时矿化更富; Ⅳ 阶段为萤石— 碳酸盐— 沸石— 石英(微晶或晶簇状)等。

与金矿化关系较密切的围岩蚀变为硅化、绿泥石化、绢云母化组合, 并伴随少量黄铁矿、毒砂、黄铜矿、辉铋矿等硫化物组合或单种出现[9, 10]。

2 矿床微量元素特征
2.1 微量元素含量分布特征

元素往成矿空间(如断裂带)迁移的趋势可用元素的增量(或减量)及其稳定性(或变异系数)来说明[11]。根据各元素在矿石中的含量级别可划分出成矿元素及伴生元素, 从而确定矿床元素基本组合。分别采集了高凤金矿床近矿围岩、矿床夹石、矿床矿体的样品共计95件进行化探分析, 其结果见表1。从表中可看出:

表1 高凤金矿床微量元素分布及变化特征

1) 成矿元素只有Au(达到工业品位), 矿石中达到内带浓度的有As、Pb、Zn、Co, 达到亚内带的除上述元素外还有Ag、Bi、Mo, 达到中带的除上述元素外还有Cu、Sb, 而Ni只有外带、亚外带浓度级别。从而确定高凤金矿床元素基本组合为Au、As、Pb、Zn、Co, 而Ag、Bi、Mo、Cu、Sb等作为次要伴生元素。

2) 以变异系数作为活动性指示参数[13](变异系数大, 偏离正态分布程度大, 说明元素活动性大), 近矿围岩中变质砂岩、板岩的活动元素有Mo、Au、As、Zn、Pb、Ag、(Bi), 隐伏花岗岩中活动元素有Mo、(Pb、Co、Ag), 夹石— 石英脉中活动元素有As、Ag、Co、Zn、Pb、Bi, 夹石— 蚀变碎裂岩中活动元素有As、Zn、Mo、Au, 石英脉型矿石中比较不稳定元素有Au、Bi、Zn、Ag、(Mo、As), 蚀变碎裂岩型矿中比较不稳定元素有Mo、Zn、Bi、Au、(Pb、As、Sb)。从围岩、夹石至矿体, 空间变化趋势较稳定的元素有Au、As、Pb、Zn、Ag、Cu等, 并且这些元素的含量从围岩向矿体是递增(Au是剧增)的。由此可知, 成矿构造地球化学障对这些元素起聚集作用, 并使之趋向“ 定态” 。这就从微光上初步解释了矿体中自然金(含银金矿)、毒砂、方铅矿、铁闪锌矿及黄铜矿等矿物的共生组合现象。

3) 岩矿石中w(Co)/w(Ni)值有重要指示意义[14]。从区域、矿区及近矿围岩看, 沉积岩(及其变质岩)的w(Co)/w(Ni)比值均小于1, 花岗岩中比值接近或等于1, 含金(或不含金)石英脉比值均大于1, 不含金蚀变碎裂岩比值小于1, 而含金的蚀变碎裂岩比值大于1。这一则说明石英脉是热液成因的标志, 二则可利用w(Co)/w(Ni)比值来评价受硅化破碎带控制的原(次)生晕的含矿性, 为寻找隐伏含矿带提供了地球化学依据。

2.2 微量元素相关组合关系

在矿区、矿床各部分保持局域空间有序性进行原生样分析测试和统计(相关分析及群分析), 得出矿床微量元素之间的共生组合规律, 研究结果见表2及图2、图3。

表2 高凤矿区微量元素共生组合变化

图2 高凤金矿床主要见矿工程中金属元素聚类谱系a— KD101沿脉含金硅化岩及石英脉; b— KD102沿脉含金石英及硅化岩; c— 4号钻探剖面含金石英及硅化岩; d— 24号钻探剖面含金硅化岩及石英脉

图3 高凤邓屋金矿矿化空间元素相关谱系沿倾向延伸变化a— TC-7探槽矿化段原生样; b— ZK1503孔矿化段原生样; c— ZK1505孔矿化段原生样; d— ZK1507孔(无矿孔)对应段原生样

综合分析后可知:

1) 以石英脉型矿化为主的高凤矿床, 微量元素相关组合为Au、As、Bi、Cu、Sb、(Co、Ni)。其中, Au、As、Bi、Cu、Ni属于含金毒砂的相关组合, Au、As、Bi属于含金石英相关组合, Co、Ni是黄铁矿、毒砂等硫化物的杂质元素。由于Sb只有中、外带浓度, 且未出现锑矿物, 故Sb也可能是硫化物的杂质元素。由此可认为:矿床成因上与毒砂石英脉密切相关; 而与黄铁矿化关系复杂, 可能是黄铁矿形成期次多所造成的; 与Pb、Zn(含Ag)等硫化物无关或呈对抗关系, 表明它们可能不是主要的金成矿期产物。上述认识与野外观察及镜下资料相符。

2) 以石英复脉网脉型矿化为主的邓屋矿床微量元素相关组合为Au、As、Pb、Zn、Cu、(Co、Ni)。这与高凤矿床有别, 主要是Pb、Zn进入了组合。经分析后认为, 邓屋矿床在成因上与含毒砂、方铅矿、铁闪锌矿、黄铁矿等多金属硫化物的(细脉、网脉状)石英脉关系密切。这与大量野外观察岩芯相符合。从成矿阶段上看, 邓屋矿床主矿化阶段相当于高凤矿床的Ⅲ 阶段, 即多金属硫化物— 石英阶段[15]。

3) 从矿区、矿床到毒砂、石英等单矿物, Au、As均密切相关, 大、小矿化空间中均相依产出, 与稳定性稍差的Cu一起构成了金矿主要指示元素组合。Pb、Zn对矿化类型有指示性, Co、Ni出现与否与黄铁矿等硫化物多寡有关。

2.3 微量元素垂直分带特征

在研究矿床微量元素空间组合时, 采用南京大学邱德同介绍的一种符合格里戈良[16]定义的确定矿床元素垂直分带的计算方法。具体步骤为:首先确定矿(化)体不同中段元素的异常平均值, 然后分别统计各元素在各中段的浓度所占百分比。最上中段(或最下中段)出现元素浓度百分比极大值者, 以浓度百分比最大者居上(或居下); 中间各中段出现浓度百分比极大值者, 则计算出现极值元素的梯度, 梯度大者居上, 反之居下。

考虑代表性, 分别选择了高凤矿床4、24号主矿化剖面和邓屋矿床11、15号主矿化剖面进行统计分析, 结果示于表3及图4、图5。

表3 高凤金矿床和邓屋金矿床不同勘探线不同高程金矿化空间微量元素参数变化

图4 高凤金矿床微量元素垂直分布

图5 高凤邓屋金矿床微量元素垂直分布

综合上述4条原生晕剖面分带统计结果, 得出综合垂直分带:按前缘晕— 矿体晕— 矿尾晕顺序(由上而下), 元素分带序列为Pb-Zn-Ag— As-Au-Cu-Ni— Bi-Mo-Co。具规律性的是:Au、As稳定地组成矿体晕; Pb、Ag、Zn的弱浓集重心处于矿体前缘, 强浓集重心处于矿体尾部或根部; 这可能是Pb、Ag、Zn由两期热液作用生成, 或是在Au浓集重心内Pb、Zn(含Ag)被带出。

根据垂直分带特征和各剖面验算结果, 确定矿床剥蚀指标w(Zn)/[w(Au)× 1000]比值在1~17范围为浅剥蚀, 比值小于1为中剥蚀, 比值大于17为深剥蚀。

3 结论

通过高凤矿区两个金矿床(高凤金矿床、邓屋金矿床)的地球化学特征总结, 研究矿区微量元素面上分布、元素组合关系以及垂直分带特征, 主要得出以下结论:

1) 高凤矿区金矿床元素基本组合为Au、As、Pb、Zn、Co, 伴生元素为Ag、Bi、Mo、Cu、Sb等, w(Co)/w(Ni)值可作为找矿依据寻找隐伏含矿带。

2) 高凤矿区两个矿床的微量元素相关组合关系不同, 高凤金矿床是以石英脉型矿化为主, 微量元素相关组合为Au、As、Bi、Cu、Sb、(Co、Ni)。邓屋金矿床是以石英复脉网脉型矿化为主, 微量元素相关组合为Au、As、Pb、Zn、Cu、(Co、Ni)。

3) 利用格里戈良法得出高凤矿区垂直分带特征为:矿前晕Pb-Zn-Ag— 矿中晕As-Au-Cu-Ni— 矿尾晕Bi-Mo-Co。

The authors have declared that no competing interests exist.

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