0 引言

安徽省休宁—歙县地区金多金属矿成矿地质条件优越,矿化异常丰富,发现有天井山、璜尖金矿,小贺、古汊铅锌矿和九亩丘银铅锌矿等多个小型矿床或矿化点,但一直未获得大型矿的突破。为此,2013年11月国土资源部成立了安徽省休宁县—歙县金多金属矿整装勘查区。通过近期工作,于休宁东南部发现了桃溪银铅锌矿点,该矿点展现了丰富的地质现象和矿化特征,结合大比例尺物化探成果,认为该地区具有良好的银铅锌矿勘查前景。

1 区域地质背景

安徽休宁县—歙县整装勘查区位于扬子地块与华夏地块的拼接部位——江南造山带东段,隶属于下扬子成矿省(Ⅱ-11)江南地块中生代铜钼金银铅锌成矿带(Ⅲ-53),与江西德兴矿集区处于同一构造带内,受皖浙赣构造—岩浆岩带中段控制^[1]。整装勘查区基底地层由新元古界海相浅变质火山—碎屑岩系组成(图1)。沉积盖层主要为中生界侏罗系—白垩系陆相碎屑岩夹火山岩沉积,局部出露泥盆系—三叠系海相沉积层。勘查区内总体构造线为NE向,皖浙赣深断裂(五城—宁国墩断裂)通过勘查区,为控岩控矿断裂。勘查区内发育有逆冲推覆构造,推覆体包括新元古界碎屑岩层、火山岩层、晋宁期花岗岩体,南东往北西逆冲于中生界碎屑岩之上,推覆构造总体为NE走向。勘查区岩浆活动较为发育,主要有晋宁期和燕山期花岗岩,前者出露于皖浙赣边界,包括灵山、莲花山、白际岩体,面积较大;后者包括青山、大岭脚、石门、古祝、长陔等小岩体,呈NE向串珠状出露,矿产勘查显示,燕山期花岗岩与区域多金属矿成矿关系密切。

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图1   休宁县—歙县整装勘查区区域地质概要(据文献[7]附图编绘) 1—侏罗-白垩系;2——泥盆-三叠系;3—南华-志留系;4—新元古界;5—白垩纪花岗岩(Kγ);6—侏罗纪花岗闪长岩(Jγδ);7— 青白口纪晚期花岗岩(Qb₂γ);8—青白口纪早期花岗闪长岩(Qb₂γδ);9—蛇绿岩套(Pt₃);10—历口构造区基底地层;11—障公山构造区基底地层;12—白际岭构造区基底地层;13—倒转地层产状;14—断裂构造及编号;15—省界;16—整装勘查区和桃溪地区位置; 17—矿床(点)及编号F1:江南深断裂;F2:祁门—三阳深断裂;F3:五城—宁国墩断裂;F4:五城—祁门断裂; F5:岭南—小川断裂; F6:江湾—街口断裂; F7:马金—乌镇断裂; F8:铜山—平里断裂; F9:廊桥—里东坑断裂; F10:旌德—漳前断裂; F11:塔前—赋春断裂(江西),兰花岭—月潭断裂(安徽); F12:绩溪—宁国断裂

   

2 桃溪铅锌矿地质特征

2.1 地层特征

休宁桃溪银铅锌矿位于整装勘查区中部,与天井山金矿^[2-5]同属一个NE向逆冲推覆带上,位于推覆前缘。推覆面东南侧为新元古界浅变质火山—碎屑岩系,主要地层为昌前组(Pt₃ch)和井潭组(Pt₃j),被逆冲推覆至北西侧的中生界洪琴组(J₂h)含细砾粗砂岩之上(图2)。昌前组为海相沉积碎屑岩,可分为上下两段,下段主要为砂质千枚岩,受构造作用影响较强,揉皱发育,岩石产状多变,倾角较陡(45°~80°);上段受构造作用影响较弱,地层产状较缓,倾角小于30°,岩性主要为石英千枚岩,可见铁白云石化斑点。井潭组为青白口系海相中酸性火山岩,以流纹(斑)岩、英安(斑)岩为主,夹薄层凝灰岩,后期受区域构造作用影响,流纹构造多已被新生面理置换。

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图2   桃溪地区地质略图及物化探工作布置

   

2.2 控矿构造特征

桃溪地区构造极为复杂,具有多期活动特征,且不同变形期次断层相互叠加,后期构造活动往往将前期构造形迹破坏。通过桃溪采石场新鲜剖面可识别出4期构造活动^[8-9],其中第3期张性断裂是主要控矿构造。该断裂叠加在第2期北东东走向左行平移断层之上,是在早期(第1期)逆冲挤压以后应力释放的伸展条件下形成的,为成矿期构造。区域上NE走向张性断裂是重要的控岩控矿断裂,与桃溪铅锌矿同属一个构造带的天井山金矿开采证实,金矿体主要产自NE走向张性断裂带中。

桃溪NE、NEE向张性断裂带南北宽约200~400 m,走向延伸南西可经休宁九亩丘至天井山金矿,北东延伸可至邵濂石耳一带,断裂带以发育张性角砾岩和密集裂隙系统为特征^[10]。

张裂隙围岩为昌前组千枚岩,裂隙中充填黄铁矿化石英脉及铅锌矿脉。矿脉蚀变较强,发育硅化、黄铁矿化、绿泥石化及绢云母化。含矿张裂隙带产状为: 120°~160°∠50°~85°。

2.3 岩浆岩特征

桃溪地区出露有较多的花岗斑岩,其中旃田岩体近EW走向侵入于洪琴组(J₂h)中(图2),少量侵入于昌前组(Pt₃ch)中。锆石U-Pb测年显示桃溪花岗斑岩年龄为149 Ma,形成于侏罗纪末期,为燕山早—中期花岗岩,与皖南及赣东北主要成矿花岗岩年龄相近、特征相似^{[11-14,19-20]}。地球化学分析(表1)显示,桃溪花岗斑岩富钾、贫钠,Al₂O₃含量较高,为过铝质岩石。稀土元素总量为112.43×10^-6~133.93×10^-6,其中LREE为100.61×10^-6~122.48×10^-6,HREE为11.82×10^-6~11.45×10^-6,明显呈轻稀土富集、重稀土亏损的特点。w(LREE)/w(HREE)比值为8.51~10.70,[w(La)/w(Yb)]_N比值为11.36~15.83,显示岩石分异程度较高。δEu值在0.79~0.82,具弱的负铕异常。

2.4 多金属矿化特征

桃溪铅锌矿发育于张性裂隙中,主要金属矿物为黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂等,另含少量黄铜矿,非金属矿物主要有石英、方解石、绢云母及少量的绿泥石等。金属硫化物与石英常呈相互穿插的共生关系,晚期的方解石脉再穿切石英硫化物脉,但在裂隙带中也可见几乎全部由金属硫化物组成的脉体,脉中几乎未见脉石矿物^[10]。

为了解桃溪裂隙系统矿化程度,对裂隙带开展岩石地球化学剖面测量,连续系统采集了19件岩石光谱样品,进行主成矿元素含量分析(表2)。结果显示,Pb含量达边界品位(0.3%)的样品有6个,达最低工业品位(0.7%)的有4个,最高含量为1.5%,另有8个达矿化程度。Zn含量达边界品位(0.5%)的样品有4个,达最低工业品位(1.0%)的有3个,最高含量为1.71%,另有7个达矿化程度。Ag含量达边界品位(40×10^-6)的样品有4个,达最低工业品位(100×10^-6)的有1个,含量为108×10^-6,另有9个样达矿化程度。Au未见含量达边界品位(1×10^-6)以上样品,但可见9个样达矿化程度,最高含量为0.92×10^-6。Cu含量最高为0.064 9%,矿化程度以上样品为6个。上述裂隙带采样分析显示,桃溪地区在岩浆—构造成矿作用下,已发生显著的铅锌多金属矿矿化事件。

表2

表2   桃溪裂隙带主成矿元素分析结果

   

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3 地球化学特征

上述地质特征说明桃溪地区具有良好的成矿地质背景,为进一步了解该地区的多金属矿找矿前景,以张性裂隙带带为中心,部署了大比例尺物化探工作,以圈定异常,为后续的矿产勘查提供靶区。

3.1 样品测试及数据分析

3.1.1 地球化学参数特征

1:1万土壤化探实施面积为20 km²,网度为100 m×40 m,测线方位135°,共采集样品5 054件(含150件检查样)。样品分析测试单位是安徽省地质矿产勘查局332地质队,分析方法为: 发射光谱法(OES)测定铜、锌、银、锡、铅; 原子荧光法(AFS)测定砷、锑、铋; 催化极谱法(POL)测定钨、钼; 石墨炉无火焰原子吸收法(AAN)测定金。检测报出率大于99.49%,一级标样、二级标样合格率为100%,内检合格率大于96%,重复样合格率大于90%。

土壤化探测量元素地球化学参数统计见表3。参与统计样品数为4 904件,总结其分布特征为: Au、Cu、Pb、Zn、W、As、Sb平均含量高于区域平均值,处于元素高背景场中; Ag、Mo、Sn、Bi等含量均低于区域平均值,处于区域低背景场。从均值与中位数关系看,所有元素的均值远大于中位数,表明它们存在较大几率的局部富集,尤其是Ag,中位数/均值比可达1.51,具有较高程度的富集可能性。根据元素变异系数特征,Au、Ag、As、Sb的变异系数较大,显示其存在较强的后期叠加富集特征,易于成矿。结合桃溪裂隙带采样分析结果,认为该地区主成矿元素为Ag、Pb、Zn,其次为Au、Cu。

3.1.2 元素相关性分析

采用R型聚类分析研究元素组合与成矿系列的关系,结果见图3。可以看出,Sb、As、Pb、Ag、Bi、W等相关性较好; Pb-Zn、Pb-Ag、Cu-Zn、Au-As、Au-Sb、Pb-Sb、Pb-As、Pb-Bi等之间表现出较好的正相关性; 而Zn-Mo、W-Mo、Sn-Mo等之间表现出负相关性。元素相关性显示桃溪地区以Au、Ag、As、Sb、Pb、Zn等中低温元素组合为主,而W、Sn、Mo、Bi与其他元素相关性差,尤其是Mo和Sn可成负相关,推测桃溪地区矿床类型可能以中低温热液型矿床为主。从R型聚类分析谱系可以推测,相关性达0.6以上的Pb-Ag可能是桃溪地区主要成矿元素,可以形成良好的地球化学异常,而 Zn、Cu以及Au可能是主要的伴生矿物。

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图3   桃溪地区土壤化探数据R型聚类分析谱系

   

3.1.3 因子分析

对桃溪地区土壤化探数据进行因子分析,当提取7个因子时,方差累计达84.424%,因此选择前7个因子构成的公因子空间开展方差极大旋转,可以较为全面地反映元素组合信息(表4)。按因子载荷由大到小排序,得到因子组合为: F1:Au(0.852)-As(0.785)-Sb(0.632); F2:Pb(0.882)-Ag(0.807); F3:Cu(0.86)-Zn(0.72); F4:Bi(0.846); F5:W(0.973); F6:Mo(0.983); F7:Sn(0.993)。

桃溪土壤化探主因子F1中的Au、As、Sb具有较高的载荷,说明它们代表一次成矿作用的产物,为低温热液成矿作用序列,这与R型聚类分析中Au-As、Au-Sb、As-Sb有较好的正相关性相一致。主因子F2中Pb、Ag具有较高载荷,主因子F3中Cu、Zn具有较高载荷,与聚类分析结果一致,反映了中温热液成矿作用。前3个主因子特征值均大于1,累计方差贡献为51.675%,表明桃溪地区主成矿元素为Au、Ag、Pb、Zn、Cu等,这与聚类分析以及采样分析获得的结果相匹配。而F4~F7主因子所控制的高载荷元素均为独立单元素,分别为Bi、W、Mo、Sn,代表着高温热液成矿作用,它们的特征值均小于1,方差贡献率9.025%~7.282%,累积为 32.748%,表明它们不是桃溪地区主成矿元素。

3.2 综合异常剖析

异常下限计算方法为剔除高值后算术平均值加2倍标准离差,公式为T=X+2S。单元素等值线图应用Surfer软件绘制,各元素的异常下限值为起始线,并根据实际情况适当取整上下浮动。离散数据网格化方法选取Surfer 软件中的克立格插值法对数据做无偏估计,最后将网格化的数据做等值线图,按1、2、4倍异常下限值分三带圈定异常范围。

图4给出了顺方坑源—桃溪断裂带圈出的土壤化探综合异常AP18。该异常面积2.610 5 km²,呈长轴近EW向的长条椭圆状,受上述断裂控制。该异常以铅、锌、银为主成矿元素, 其次为金、铜等,银、铜、铅、锌最高值均达到检测报出上限值,异常中银高值点有283个,铜高值点有93点,铅高值点有160点,锌高值点有50点,表明该综合异常具多元素套合、三带齐全、元素峰值高、异常点多等特征,为有利的找矿靶区,可进一步部署勘查工作。

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图4   桃溪土壤化探AP18综合异常剖析及部分元素异常特征

   

4 物探电磁特征

4.1 岩矿石物性特征

为了解桃溪地区不同岩矿石物性特征,在不同层位、不同露头上实测了140个物性参数点(表5)。使用SM30型磁化率仪对各类岩石的κ值进行系统测量。电性标本的测量用四极法,测试位置选择岩性单一、接地好的地点,测量装置为DWJ-3b电法仪。

表5显示新元古界昌前组千枚岩、井潭组英安岩和流纹岩具有相对较高的电阻率,平均值在3 198~19 719 Ω·m;燕山期花岗斑岩具有中等电阻率,平均为1 177 Ω·m;而侏罗系洪琴组砂砾岩和新元古界昌前组含矿千糜岩具有极低电阻率(65~286 Ω·m),特征明显。同时,昌前组含矿千糜岩也具有高极化率特征,可达25.19%,其他岩性的极化率则明显偏低,均值一般小于3.06%。磁化率显示含矿千糜岩和井潭组英安岩具有高磁特征,均值为(509~785)×10^-6SI,其他岩性显示为低磁,均值为(125~189)×10^-6SI。综合分析认为,桃溪地区含矿千糜岩具有低阻、高极化、高磁特征,相对于本地区发育的其他地层岩性,其物性特征较为突出,差异明显,具备电磁法勘查条件。

4.2 野外工作方法及数据

以土壤化探发现的AP18为勘查目标,布施了1:10 000高精度磁法测量,面积为11.6 km²,网度100 m×40 m,测线方位0°,使用仪器为GSM-19T型标准质子旋进磁力仪。磁测工作设了一个磁测基点(日变站),日变站的磁场变化在半径2 m及高差0.5 m范围内未超过2.5 nT,磁测总精度为3.67 nT。

激电中梯(长导线)剖面完成6条,每条测量长度为1.1 km,测线方位0°,控制面积1.21 km²。中梯剖面供电极距AB=1 700 m,测量极距20 m。激电测深完成30点,测量段长1.2 km,最大供电极距AB/2=2 000 m,测量极距MN/2分别为5、20、80、200 m,随着供电极距的加大,测量极距做相应的调整,以确保有用信号足够大。时间域激发极化法采用重庆地质仪器厂的大功率激电测量系统,发送机DJF-10型10 kw,接收机DJS-8,整流电源DZ-10 kW。

本次电法测量精度控制为: 激电测深电阻率均方相对误差为4.25%,极化率均方差为0.096;激电中梯电阻率均方相对误差为6.79%,极化率均方差为0.083 3,工作精度达到A级。

数据处理及图件编制流程: 原始数据经过日变改正、正常场改正、纬度改正、高度改正和剔除个别突变点后形成最终成果数据。对成果数据首先利用Surfer软件进行网格化处理; 利用地大软件进行化极处理,匹配滤波处理和延拓计算; 最后采用Surfer软件绘制原始数据成果图和化极数据成果图件。此外,采用金维软件GeoIPAS软件绘制平面剖面图,采用Grapher软件绘制日变曲线。

4.3 电磁特征

4.3.1 地磁场特征

图5为桃溪地区高精度磁测化极异常等值线图,测区圈出4个局部正磁异常,分别为M1~M4。其中与化探异常吻合的是M2和M3。

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图5   桃溪地区磁测化极异常等值线(间隔80 nT)

   

M2异常: 位于测区西部方坑源一带,由若干规模不等的正异常组成,呈串珠状沿EW向排列。以80 nT等值线圈闭的磁异常,EW走向延伸约700 m,SN向最宽处可达200 m,异常中心峰值达到800 nT以上。化极异常等值线呈北密南稀、北陡南缓特征,反映出磁性体向南倾伏,异常带比较狭窄,可能说明产状较为陡立。M2异常出露地层为新元古界昌前组绢云千枚岩、砂质千枚岩,物性测定结果表明,该套地层本身磁性弱,不会引起明显磁异常。该异常与化探Au、Ag、Pb、Zn、Cu等多金属元素异常套合较好,综合分析认为M2异常为矿致异常。

M3异常: 位于桃溪采石场附近,由两个东西向排列的局部小异常构成。80 nT等值线圈闭异常,走向延伸约350 m,南北宽约150 m,异常规模较M2小。磁异常中心峰值在400 nT以上。异常中心等值线SN向疏密一致,表明磁性体产状陡立。同样,该磁异常与化探异常套合较好,推断为矿致异常。

4.3.2 激电特征

物探激电中梯测量以M2、M3磁异常为目标部署,线距200 m。图6为桃溪地区激电中梯测量异常等值线。从中梯视电阻率异常等值线分布特征看,250 Ω·m以下的低阻区主要分布在测区的西北角,2 500 Ω·m以上的高阻区则分布在测区的南东侧,西南至东北大部分地区为250~2 500 Ω·m的中间值区域。西北低阻区的形态大致和侏罗系洪琴组的出露一致,高阻区和井潭组地层出露区域一致,中北部中值区域反映了新元古界昌前组的分布。该分布特征与物性测试结果基本一致,但其中昌前组岩石电阻率偏低(2 000~4 000 Ω·m),解释认为是受晚期断裂作用使岩石相对较为破碎而电阻降低。而东南侧井潭组的地层相对完整,其视电阻率和标本测定结果大体一致,在3 000~6 000 Ω·m之间。此外,方坑源到桃溪采石场之间(坐标线83附近)存在一条相对低阻带,反映了近EW向的断裂带特征。

中梯视极化率异常等值线图显示,南侧井潭组视极化率相对较低,北侧洪琴组和昌前组分布区相对较高,而中部断裂带则显示为高值异常,这与物性标本测试基本一致。3%等值线圈定了2个极化率异常,整体上沿东西方向展布。其中,东侧异常位于桃溪采石场附近,异常中心极化率可达5%以上;该异常总体与M3相吻合,位于化探异常范围内。

为了解矿(化)体地下空间的分布形态,在桃溪采石场过已知矿点布置了一条SN向的测深剖面(图6中25线),图7为测量结果。根据电阻率异常低阻带的断面分布特征,推断出2条断层F1和F2。F1为南倾断层,形成时间较早,为控矿构造。F2为北倾断层,为张性正断层,形成时间相对较晚,对矿体起分离破坏作用。

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图6   桃溪地区激电中梯测量异常等值线(左: 视电阻率; 右: 视极化率)

   

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图7   桃溪地区激电测深测量异常等值线(左: 视电阻率; 右: 视极化率)

   

6%以上的高值极化率异常中心位于测点264和312的下方。264点测深异常整体南倾,近地表处产状较陡,深部变缓,深部断续延伸约600 m,极化体宽度在250 m左右。312点异常主体部分产状陡立,埋深100~450 m,异常宽度在150 m左右。

5 找矿潜力及结论

综合桃溪地区地质特征及物化探异常特征分析,认为该地区具备良好的铅锌、银多金属矿找矿潜力。铅锌矿化体受近东西走向多期活动叠加的方坑源—桃溪断裂控制,其中张性正断层与成矿作用关系密切。成矿物质来源于燕山期岩浆热液,以脉状充填于张性裂隙带中。矿化体银最高含量108×10^-6,铅最高含量1.71%,锌含量1.5%,金含量0.92×10^-6。大比例尺物化探工作显示,异常分布受控矿断裂控制,地磁异常及激电异常相吻合,且分布于化探综合异常A18内。

下一步应加强桃溪地区地表地质研究工作,部署槽探工程以揭露矿带,进行走向延伸控制。在现有物探工作基础上,加密激电中梯测线,以全面控制M2和M3异常; 同时应部署不同测线方向的激电测深剖面,以控制深部极化体异常。在掌握地表地质情况和矿化体特征后,结合物化探异常部署钻探,进行深部验证。

(本文编辑:蒋实,沈效群)

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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