化探异常是人们确定成矿远景区,评价成矿潜力的重要依据。一般来讲,大型—特大型矿床必然有巨量的成矿物质供应,因此,其相应的矿致化探异常规模大,强度高,多种元素套合好。人们在评价、解释化探异常时以“高(衬度高)、大(面积大)、全(套合元素多)”的异常作为最主要的目标,这是合理的。但是,化探异常是元素性质、地质作用、表生环境等多种因素共同作用的结果,不仅是由引起异常的地质体的地质特征决定的,而且受到引起异常的地质体形态和产状、异常所处的地形及各种表生条件的共同影响。因此,我们获取的化探信息是上述多种因素共同作用的结果。

笔者通过研究发现,有一些小而弱的化探异常也有可能是某些大型、特大型矿床的矿致异常,矿床规模和化探异常的规模形成了巨大的反差。在化探异常解释和评价过程中,这些小而弱的异常往往被忽略,有时候为了图面美观,甚至将一些单点异常随手删掉了,造成了漏矿、丢矿等遗憾。笔者通过工作中的经验总结认为,有几种小而弱的化探异常具有一定的规律,能够反映一定的地质找矿信息,值得重视。

汤中立院士^[1,2]曾讨论过镁铁质、超镁铁质小岩体和中酸性小岩体成大矿的机制与类型,提出了“小岩体成大矿”的论断,引起了地学界的广泛关注。东秦岭地区普遍具有明显的“小岩体成大矿”的特征^[3]。不仅如此,东秦岭地区也有一批矿床存在“小异常成大矿”的现象,如银家沟特大型硫铁多金属矿、夜长坪特大型钨钼矿、八宝山铜多金属矿、雷门沟金钼矿等大型特大型矿床的化探异常面积仅有零点几到几个平方公里,主成矿元素的衬度小于2,矿床的规模和化探异常的规模形成巨大的反差。申家窑金矿也有类似的现象,其中最为典型的是夜长坪特大型钨钼矿,在1∶20万水系沉积物地球化学图上,矿区处于钼为0.5×10^-6~0.6×10^-6的低背景区(正异常下限为1.2×10^-6),矿区北部1.3 km处仅有1个1.20×10^-6的单点异常样,其他Cu、Pb、Zn、W等常见伴生元素没有异常显示。矿区普查时,Mo原生晕异常面积仅为0.013 km²(表1),衬度为1.19,其余Pb、Zn、Ag、Mn、Cu异常面积也很小(表1,图1)。很明显,这样的化探异常强度、规模与特大型钨钼矿床很不相称,在单纯的化探工作中,这样的小弱异常很有可能会被忽略。

这类斑岩型矿床,其控矿因素主要为小型的斑岩体,斑岩体和矿体多数呈直立的柱状、筒状,横截面积很小,并且在豫西,斑岩体的围岩多为性质稳定的熊耳群火山岩,这些因素都导致了“小异常成大矿”的反常现象。不仅仅是斑岩型的矿床有这样的特点,个别呈筒状的爆发角砾岩型金矿也常表现出“小异常成大矿”的现象。

浅覆盖区的化探工作一直是个难点,尤其是覆盖物为外来物(如风成黄土等),因不能反映工作区的地球化学特征,一般的常规化探几乎没有效果,因此大多数该类地区放弃了化探工作。但是,大型矿田中的浅覆盖区因其成矿地质条件较好,覆盖区中常存在零星的基岩出露,有的地段甚至发现矿床。近些年,在覆盖区除了深穿透化探取得了一些进展,传统化探也积累了一些经验,豫西崤山地区就是典型的一例。

豫西崤山地区位于小秦岭和熊耳山两大金多金属矿田之间,北部毗邻黄土高原,地表被风成黄土大面积覆盖^[4],是典型的浅覆盖区,找矿进展比东部的熊耳山地区和西部的小秦岭地区滞后得多。

在大面积黄土覆盖地区也不乏零星基岩露头,这些露头以新太古界太华群和中元古界熊耳群为主,表明黄土覆盖下的地质背景与小秦岭和熊耳山地区是相同的,即均以前寒武系古老岩系为主。并且在这些基岩露头中,早期已经发现了一些中小型金矿床,如申家窑、半宽等金矿,其矿床特征与两侧的小秦岭和熊耳山地区均十分类似。这些现象表明,崤山地区极有可能是与小秦岭、熊耳山连成一片的巨大矿集区的一部分^[3,4]。而找矿难点就是如何穿透地表风成黄土进而识别找矿信息。

通过1∶5万化探扫面和局部的1∶5万土壤化探,在浅覆盖区发现了微弱、面积小的化探异常。通过综合分析,我们认为这种化探异常并不是其本身就弱小,而是经外来物的混合弱化、覆盖遮蔽,使得地表呈现出“小”且“弱”的假象。崤山地区中河大型铅锌银矿正是产于这种“弱小”异常中。

中河化探异常位于洛宁县东宋乡中河堤,以Zn为主,伴有Pb、Cu、Au、Ni及Ag的单点异常,Zn由两个异常组成,呈SN向带状展布(图2), 在中河堤村约500 m处不连续,异常中断地段为第四系覆盖。北部Zn异常平面形态为椭圆形,呈NE向展布,面积约1 km²,最高含量390×10^-6,有明显的浓度梯度变化,且与Cu、Pb异常重叠;南部Zn异常北宽而南窄,呈不规则的长条状,面积2.69 km²,最高含量409×10^-6,平均248×10^-6,Au仅有一级含量,面积0.68 km²,最高含量5.16×10^-9。

异常区被大片第四系覆盖,仅在沟谷中可见零星基岩露头,地层为熊耳群许山组中段,岩性为大斑安山岩,NNW向蚀变破碎带纵贯全区,在中河堤至上河堤一带有花岗斑岩体侵入,岩体呈椭圆形近SN向展布,面积约1 km²,在接触带附近网脉状Pb、Ag、Zn多金属矿化细脉发育,脉幅1~5 cm不等,经后期的勘查估算,中河为一大型的铅锌银多金属矿床。

中河铅锌银多金属矿床地表化探呈现如下特点:①异常规模小,表现为异常面积小和强度低;②异常分布范围严格受第四系覆盖物的制约,异常多分布在沟谷底部;③零星分布的异常连线与沟谷延伸方向大致相同。很显然,中河矿区的矿致化探异常被外来物覆盖,其真实面积比出露面积大得多。

工作中处理单点异常或弱小异常时,人们多数时候把它忽略甚至直接删除,一般情况下,这种处理是正确的。因为单点异常或弱异常的出现带有一定的偶然性,信息可靠性较差。

虽然单点异常或弱小异常本身所含的地球化学信息较少,但多个单点异常或弱小异常的组合往往可以清晰地反映一定的地质信息,特别是那些有规律排列的弱小异常。

譬如,呈线状排列的一组单点异常,可能反映隐伏的线状构造,也可能反映线状地质体的特征。前者在覆盖区地质找矿中有较好的指导作用。以豫西某矿区为例(图3):该矿区地表已知一条NE向断裂构造(F₁)十分发育,在构造的A地和B地发现有石英脉和金矿化,沿着F₁断裂用探槽和少量浅钻验证,仅发现零星矿化,并未发现具有一定规模的矿体。地质人员在研究了该矿区的土壤地球化学异常图后,推测该矿区可能存在NW向的隐伏构造(F₂)。经探槽验证,证实了该推断,并发现一条较好的矿化带。

再譬如,以某一中心呈放射状、发散状分布的单点异常群或小异常群,往往指示的是隐伏矿体或隐伏岩体的存在。

我国地球化学景观丰富多样,地表环境差异大,而这些不同的地表环境是气候、自然地理、地质作用、人类活动以及生物作用等因素的综合结果,它在很大程度上影响着甚至决定着元素的分布和迁移。因此,如前文所述,化探异常是一种综合信息的反映,综合反映了元素本身的迁移能力、地质作用的范围和强度、地形地貌特征、气候及水文条件。谢学锦先生^[5]曾提出九条评价准则,为化探事业作出杰出贡献,其核心依然是异常的面积和强度,即人们常说的“高、大、全”。诚然,重视“高、大、全”的化探异常本身没有问题,甚至应该将主要精力放在查证、解释和评价这类异常上。然而,随着地表矿的日趋减少,找矿重点也由找近地表矿逐步向找隐伏矿、半隐伏矿和难识别矿的方向转移^[6]。

在此过程中,由于化探信息受到覆盖、干扰或者是化探信息与地质信息本来就不相称,异常的形态、规模、强度受到诸多因素的共同制约,用一般的评价解释方法很容易造成漏矿。因此,在异常解释评价时,要广泛地结合异常所处的内生地质作用、表生作用、环境条件进行综合考虑。除了优先评价“高、大、全”的化探异常外,对受表生条件干扰严重的化探弱小异常、有规律排列的弱小异常引起重视,主要包括以下几种类型:① 成矿作用与小岩体密切相关的斑岩型矿床;② 矿体形态多数呈直立筒状、柱状的找矿区;③ 外来物覆盖严重的找矿区;④ 呈线性、发散状等有规律排列的单点异常等等。