0 引言
水系沉积物调查能有效地圈定找矿远景区,是地质找矿中卓有成效的地球化学勘查手段[1,2,3,4,5,6,7]。安徽省祁门—黟县地区属中低山—丘陵地理景观区,雨量丰沛,岩石风化强烈,是水系沉积物测量实施的有利区域。研究区由3幅1∶5万标准图幅组成,分别为闪里幅(H50E013014)、祁门县幅(H50E013015)和黟县幅(H50E013016),面积约1 335 km2,地理坐标为:东经117°15'00″~118°00'00″,北纬29°50'00″~30°00'00″。本文在1∶5万水系沉积物测量基础上,对研究区成矿元素地球化学特征、元素组合类型和异常空间分布特征进行了规律总结,优选了成矿远景区,进而探讨了本地区找矿潜力和找矿方向。
1 区域地质概况
祁门—黟县地区大地构造位于扬子地块江南造山带(III级构造单元)北东缘(图1a),以城安—镇头断裂和祁门—三阳断裂为界,研究区处于祁门—绩溪构造带内(IV级构造单元,图1b)。研究区内大面积出露元古宇浅变质火山—碎屑岩基底,其中下部基底地层有环沙组(Pt2-3h)、牛屋组(Pt2-3n)、木坑组(Pt2-3m)、板桥组(Pt2-3b)、西村岩组(Pt2-3x)等(图2),属浅变质火山—碎屑岩系,岩性主要为灰绿色变质细砂岩、紫色粉砂质泥岩、灰色变质岩屑细砂岩、绢云板岩、细碧—角斑岩等;上部基底地层由青白口系镇头组(Qbzh)、邓家组(Qbd)、铺岭组(Qbp)和小安里组(Qbx)等组成,属浅变质碎屑岩和中基性火山岩系,岩性主要为含砾砂岩、青灰色变质细砂岩、灰白色变质石英砂岩、灰绿色气孔状(杏仁状)变质安山玄武岩等。
图1
图1
祁门—黟县地区大地构造位置[8](a)及区域地质矿产简图(b)
1—新生界;2—侏罗系-白垩系陆相沉积盖层;3—南华系-三叠系海相沉积盖层;4—中-新元古界变质基底;5—燕山晚期花岗岩;6—燕山早-中期花岗岩;7—晋宁晚期花岗岩;8—晋宁早期花岗岩;9—蛇绿岩套(歙县伏川);10—主要断层;11—矿床点(黄色—金矿,绿色—铜矿;蓝色—铅锌矿;紫色—钨矿);12—研究区;F1—江南深断裂;F2—城安-镇头断裂;F3—祁门-三阳断裂;F4—祁门-五城断裂;F5—五城-绩溪断裂;F6—江湾-街口断裂
Fig.1
Geotectonic map[8](a) and regional geological minerals sketch diagram(b) of Qimen-Yixian area
1—Cenozoic strata; 2—continental sedimentary caprock of Jurassic-Cretaceous system; 3—marine sedimentary caprock of Nanhua-Triassic system; 4—metamorphic basement of Meso-Neoproterozoic strata; 5—granite of late Yanshanian period; 6—granite of early-middle Yanshanian period; 7—granite of late Jinning period; 8—granite of early Jinning period; 9—ophiolite suite (Fuchuan village of Shexian county); 10—major faults; 11—deposit points (yellow—gold mine, green—copper mine, blue—lead zinc ore; purple—tungsten ore); 12—research area; F1—Jiangnan fault; F2—Chengan-Zhentou fault; F3—Qimen-Sanyang fault; F4—Qimen-Wucheng fault; F5—Wucheng-Jixi fault; F6—Jiangwan-Jiekou fault
图2
图2
安徽省祁门—黟县地区地质矿产简图[9]
1—侏罗系-白垩系陆相盖层;2—南华系-寒武系海相盖层;3—青白口系浅变质碎屑岩;4—中-新元古界浅变质碎屑岩;5—侏罗纪花岗闪长斑岩;6—青白口纪黑云母花岗闪长岩;7—花岗斑岩脉;8—石英闪长玢岩脉;9—辉绿岩脉;10—辉长辉绿岩;11—断层及编号;12—脆韧性剪切带及编号;13—矿床(点);F1—城安-镇头逆冲挤压断裂带;F2—祁门-三阳断裂带;F3—社景-青岭山-古竹林韧性剪切带;F4—箬坑断裂;F5—铺岭断裂;F6—东源-历口断裂;F7—官田-六都断裂;F8—青岭山断裂;F9—渔亭断裂;F10—仙寓山断裂;F11—东源-柏溪断裂;(1)—祁门箬坑铜铅锌多金属矿点;(2)—祁门湘东铜矿点;(3)—祁门北坑铜矿化点;(4)—祁门东源钨钼矿(大型);(5)—祁门黄古田金矿;(6)—祁门廖家金矿(小型);(7)—祁门金家山金矿(小型);(8)—祁门汪家坦金矿点;(9)—祁门桃丰山锑矿;(10)—祁门三宝铅锌矿(中型);(11)—黟县官路下钨矿点;(12)—黟县屏山铅锌矿点;(13)—黟县石山钒矿(中型)
Fig.2
Geological minerals sketch diagram of Qimen-Yixian area[9]
1—continental sedimentary caprock of Jurassic-Cretaceous system; 2—marine sedimentary caprock of Nanhua-Cambrian system; 3—shallow metamorphic clastic rock of Qingbaikou system; 4—shallow metamorphic clastic rock of Meso-Neoproterozoic strata; 5—Granodiorite porphyry of Jurassic period;6—biotite granodiorite of Qingbaikou period; 7—granite-porphyry vein; 8—quartz diorite porphyry vein; 9—diabase; 10—garrbo; 11—fault; 12—brittle-ductile shear zone; 13—deposit(mining points). F1—thrust compression fault zone of Chengan-Zhentou; F2—Qimen-Sanyang fault zone; F3—ductile shear zone of Shejing-Qinglingshan-Guzhulin; F4—Ruokeng fault; F5—Puling fault; F6—Dongyuan-Likou fault; F7—Guantian-Liudu fault; F8—Qinglingshan fault; F9—Yuting fault; F10—Xianyushan fault; F11—Dongyuan-Baixi fault;(1)—copper, lead and zinc polymetallic ore point of Ruokeng in Qimen county; (2)—copper mine point of Xiangdong in Qimen county; (3)—copper mineralization point of Beikeng in Qimen county; (4)—tungsten molybdenum ore of Dongyuan in Qimen county(large mine); (5)—gold mine of Huanggutian in Qimen county;(6)—gold mine of Liaojia in Qimen county(small mine); (7)—gold mine of Jinjiashan in Qimen county(small mine); (8)—gold mine of Wangjiatan in Qimen county; (9)—antimony ore of Taofengshan in Qimen county; (10)—Lead-zinc ore of Sanbao in Qimen county(middle mine); (11) —tungsten ore point of Guanluxia in Yixian county; (12)— Lead-zinc ore of Pingshan in Yixian county; (13) —vanadium ore of Shishan in Yixian county(middle mine)
研究区沉积盖层包括中生界侏罗系—白垩系陆相碎屑岩沉积建造和南华系—奥陶系海相火山—碎屑岩沉积建造。前者分布于祁门柏溪、渔亭等地,受祁门—三阳断裂控制,为休宁—屯溪沉积盆地北西边缘沉积带,主要地层为侏罗系洪琴组(J2h)、白垩系徽州组(K1h),岩性为紫红色、灰黄色砂砾岩、长石岩屑砂岩、细砂岩、泥岩等。后者一部分出露于祁门铺岭一带,属太平褶断带(III级构造单元),主要地层为南华系休宁组(Nh1x)、南沱组(Nh2n),岩性为浅灰紫色底砾岩、凝灰质砂岩、灰黄色含锰含砾岩屑石英砂岩、凝灰质粉砂质泥岩等。震旦系—奥陶系盖层分布于蓝田盆地内,包括震旦系蓝田组(Z1l)、皮园村组(Z2-∈1p),寒武系荷塘组(∈1h)、大陈岭组(∈1d)、杨柳岗组(∈2y)、华严寺组(∈3h)、西阳山组(∈3-O1x),奥陶系印渚埠组(O1y)等,形成EW走向的向斜构造,岩性为灰色白云岩、灰岩、硅质岩、钙质板岩、黑色炭质页岩等。蓝田盆地受燕山期黟县花岗闪长岩体侵入而遭受破坏,分为东、西两部分。
研究区断裂构造发育,以NE、近EW走向为主,次为NW走向,区域性主干断裂有城安—镇头断裂带、祁门—三阳断裂带和东源—柏溪断裂。城安—镇头断裂带总体呈EW向,沿江南造山带北缘分布,主构造面发育于基底地层与南华系盖层之间,显示基底地层向沉积盖层逆冲挤压特征。祁门—三阳断裂带为不同构造单元的边界断裂,其南侧为障公山构造隆起带(IV级构造带),北侧为祁门—绩溪构造带(IV级构造带),该断裂带发生多次挤压、逆冲、剪切和拉张过程,最晚一期发生在白垩纪,控制了休宁—屯溪中生代断陷盆地的形成。NW走向东源—柏溪断裂是区域上祁门—五城断裂的北西部分,是东源—三宝—黄土岭—天井山构造岩浆成矿带的重要基础构造。
研究区一般性断裂有箬坑断裂、铺岭断裂、东源—历口断裂、官田—六都断裂、青岭山断裂、渔亭断裂、仙寓山断裂等,均以NE走向为主,这些断裂与多金属矿成矿关系密切,特别是金矿,是热液流通、矿物质沉淀富集的重要结构面。祁门柏溪地区发育有引爆角砾岩筒,见有陡斜的脉状多金属矿体,显示是重要的控矿、容矿构造。
研究区岩浆活动强烈,侵入岩主要有晋宁期和燕山期花岗岩,其中晋宁期花岗岩主要分布于渔亭北侧,由青岭山、古竹林、林川等小岩体组成。受EW向韧性剪切带影响,侵入岩体呈近EW向的断续条带状产出,岩性为英云闪长岩和黑云母花岗闪长岩,LA-ICPMS锆石U-Pb同位素测年为829.5±4.9 Ma[9]。燕山期侵入岩分为两个阶段,第一阶段为花岗闪长斑岩和花岗闪长岩,它们以小岩株产出,包括东源、大屋里、柏溪三宝小岩株等,SHRIMP锆石U-Pb同位素年龄为146~152 Ma[10,11,12];第二阶段为黟县黑云母花岗闪长岩,LA-ICPMS锆石U-Pb同位素年龄为142.89±0.98 Ma~144.44±1.2 Ma。这些皖南早期侵入花岗岩类是区域上重要的多金属矿成矿地质体[13,14,15],如东源钨矿辉钼矿Re-Os同位素测年为146.4 Ma[11],显示与岩体成岩年龄相匹配。本区火山岩主要有元古宇西村岩组细碧岩、(石英)角斑岩以及青白口系邓家组、铺岭组斜长流纹斑岩、钠长流纹斑岩、安山玄武岩、细碧岩等。
2 样品采集与分析质量
祁门—黟县地区位于半湿润中低山丘陵地带,海拔高差为250~500 m,中等切割,岩石风化较强,沟谷发育,适合开展水系沉积物测量。样品主要布置在一级水系口、二级水系中,当水系长度大于500 m时,在一级水系内增加了采样点,每个样点控制的汇水域面积为0.125~0.25 km2。采样位置选择在季节性流水河道底部或水流变缓处、河道拐弯内侧、转石背后等利于沉积处,样品介质为淤泥、粉砂等,由多坑组合而成。样品干燥后按加工程序过60目不锈钢筛,过筛后样品质量大于300 g,混匀对折缩分,一半送交实验室分析,一半用样瓶保存。本次工作共采集水系沉积物样品5 386件,密度为4.03个/km2,分析元素包括Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Hg、Mo、Bi、As、Sb等11种。
样品分析测试严格按照相关行业标准执行,加工至200目后采用原子吸收光谱法测定Cu和Zn,发射光谱法测定Ag和Pb,原子荧光法测定Hg、As、Sb和Bi,示波极谱法测定W和Mo,石墨炉无火焰原子吸收法测定Au,分析方法检出限达到相关要求(表1)。本次样品分析过程中,插入国家I级标样、II级标样及内检样进行分析质量监控。各元素的报出率为99.9%~100%,国家I级标准样品GSD系列监控合格率为100%,省级II级标样12GRD系列监控合格率为100%,实验室内部检查合格率为 95.26%~97.81%,异常点抽查检查合格率为 96.92%~100%,分析测试符合规范要求,结果准确,满足分析质量要求。
表1 水系沉积物样品分析方法及检出限
Table 1
| 元素 | 分析方法 | 方法检出限/10-6 |
|---|---|---|
| Au | 石墨炉原子吸收 | 0.00005 |
| W | 示波极谱 | 0.2 |
| Mo | 示波极谱 | 0.26 |
| Hg | 发射光谱 | 0.0015 |
| Ag | 发射光谱 | 0.015 |
| Pb | 发射光谱 | 1.1 |
| Zn | 原子吸收 | 4 |
| Cu | 原子吸收 | 0.4 |
| Sb | 原子荧光 | 0.042 |
| Bi | 原子荧光 | 0.02 |
| As | 原子荧光 | 0.24 |
3 地球化学特征
3.1 元素含量特征
利用元素平均值(
表2 祁门—黟县地区水系沉积物地球化学特征参数
Table 2
| 参数 | Sb | Pb | As | Bi | Cu | Ag | Zn | Hg | Mo | W | Au |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 平均值( | 1.77 | 32.44 | 14.36 | 0.86 | 29.03 | 115.81 | 122.36 | 136.08 | 1.65 | 3.82 | 2.73 |
| 最大值(Xmax) | 100 | 1000 | 295.10 | 100 | 400 | 10000 | 501.2 | 10665 | 93.88 | 263.74 | 291.89 |
| 标准离差(S) | 2.83 | 22.98 | 15.50 | 2.59 | 20.67 | 301.17 | 44.26 | 284.35 | 4.06 | 7.80 | 8.60 |
| 变异系数(Cv) | 1.60 | 0.71 | 1.08 | 3.00 | 0.71 | 2.60 | 0.36 | 2.09 | 2.46 | 2.04 | 3.15 |
| 背景值 | 1.24 | 30.99 | 11.05 | 0.63 | 26.35 | 83.68 | 119.52 | 102.83 | 0.86 | 2.83 | 1.81 |
| 浓集系数(K) | 2.17 | 1.21 | 1.37 | 2.24 | 1.14 | 0.92 | 1.64 | 2.11 | 1.32 | 1.35 | 1.08 |
注:Au、Ag、Hg含量单位为10-9,其余为10-6
图3
图3
祁门—黟县地区成矿元素变异系数离散程度图解
Cv1—循环剔除高低值前变异系数;Cv2—循环剔除高低值后变异系数
Fig.3
Variation coefficients of ore-forming elements in Qimen-Yixian area
Cv1—coefficient of variation before cyclic elimination of high and low values; Cv2—coefficient of variation after cyclic elimination of high and low values
3.2 元素分布特征
3.2.1 元素含量分布特征
祁门—黟县地区水系沉积物样品的含量对数频率分布统计显示,Au、Zn、Sb的频率曲线呈非正态分布,具有较强的成矿潜力;Ag、Pb、W、Mo、Bi的频率曲线呈近似正态分布特征,具有一定的成矿潜力;而As、Hg、Cu的频率曲线服从正态分布,成矿潜力较弱。
3.2.2 不同地质单元元素分布特征
将祁门—黟县地区地质单元划分为4大类:元古宇浅变质基底岩区(Pt2-3)、南华系—寒武系沉积盖层(Nh-∈)、侏罗系—白垩系沉积盖层(J-K)和花岗岩类(γ)。对不同地质单元进行水系沉积物样品地球化学特征参数统计,发现研究区不同地质单元元素富集程度有一定差别,即不同岩石中的背景值存在较为明显的差异(表3)。其中W、Bi在花岗岩类中较为富集,为高温元素的直接反映,而Ag、Cu、Pb、Zn、Mo等则普遍在南华系—寒武系中富集,特别是Ag,在该地层中平均含量可达416.68×10-9,远高于其他地质单元中的丰度,分析其原因,与其岩性关系密切,在寒武系荷塘组中发育有黑色炭质页岩,该种岩性是铜、银多金属矿产及石煤、磷、钒、钼、锰等含矿层位,因此背景值明显偏高。其他元素如Au、As、Sb、Hg等属于低温元素,容易沿着构造带、地层接触面等结构面做长距离运移,因此在各地质单元中含量较为均一。
表3 不同地质单元水系沉积物地球化学特征参数
Table 3
| 元素 | 参数 | 地层单元 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Pt2-3 | Nh-∈ | J-K | γ | ||
| 2.61 | 2.61 | 3.11 | 3.89 | ||
| Au | S | 8.57 | 3.04 | 13.24 | 9.83 |
| Cv | 3.29 | 1.17 | 4.26 | 2.53 | |
| 91.02 | 416.68 | 156.71 | 91.28 | ||
| Ag | S | 97.79 | 905.94 | 792.24 | 61.35 |
| Cv | 1.07 | 2.17 | 5.06 | 0.67 | |
| 29.76 | 37.15 | 17.96 | 19.41 | ||
| Cu | S | 19.71 | 29.75 | 11.08 | 18.20 |
| Cv | 0.66 | 0.80 | 0.62 | 0.94 | |
| 32.55 | 43.19 | 24.43 | 25.35 | ||
| Pb | S | 12.25 | 73.38 | 8.98 | 11.78 |
| Cv | 0.38 | 1.70 | 0.37 | 0.47 | |
| 125.49 | 146.24 | 77.97 | 88.73 | ||
| Zn | S | 36.31 | 84.46 | 35.08 | 41.15 |
| Cv | 0.29 | 0.58 | 0.45 | 0.46 | |
| 3.24 | 4.08 | 3.94 | 9.08 | ||
| W | S | 5.94 | 4.36 | 3.30 | 17.90 |
| Cv | 1.84 | 1.07 | 0.84 | 1.97 | |
| 126.01 | 216.11 | 302.29 | 110.04 | ||
| Hg | S | 193.82 | 378.44 | 1135.94 | 130.78 |
| Cv | 1.54 | 1.75 | 3.76 | 1.19 | |
| 0.97 | 8.13 | 1.24 | 2.91 | ||
| Mo | S | 1.12 | 10.14 | 0.93 | 7.45 |
| Cv | 1.15 | 1.25 | 0.75 | 2.56 | |
| 0.69 | 1.20 | 0.52 | 2.34 | ||
| Bi | S | 1.60 | 2.54 | 0.30 | 6.74 |
| Cv | 2.32 | 2.12 | 0.59 | 2.88 | |
| 13.84 | 24.75 | 25.42 | 7.15 | ||
| As | S | 12.91 | 31.03 | 22.41 | 8.78 |
| Cv | 0.93 | 1.25 | 0.88 | 1.23 | |
| 1.69 | 3.17 | 2.85 | 0.97 | ||
| Sb | S | 2.55 | 5.24 | 4.03 | 0.92 |
| Cv | 1.51 | 1.65 | 1.42 | 0.95 | |
注:Au、Ag、Hg含量单位为10-9,其余为10-6
3.3 元素组合特征
为研究元素组合特征,利用GeoIPAS化探专业软件进行R型聚类分析(图4),可将成矿元素划分为4类:① W、Bi元素,相关性强,主要分布在祁门东源岩体内、外接触带附近,其次围绕黟县岩体分布,反映与高温岩浆热液成矿作用相关的元素组合信息。② Ag、Cu、Pb、Zn元素,相关性较好,主要分布在东源岩体内、外接触带,柏溪三宝岩体外接触带,反映与中温岩浆热液成矿作用相关的信息。而黟县岩体北部及内部Ag、Cu、Pb、Zn异常并不显著,其南东侧及西侧外接触带大规模的异常则认为主要是由荷塘组黑色炭质岩系控制,或者既受岩浆热液控制又受地层控制。此外顺祁门箬坑断裂和祁门—三阳断裂有该组异常分布,面积较小,呈断续串珠状,受断层控制明显。③ As、Sb元素,相关性较好,主要沿区内的断裂带分布,代表低温热液成矿作用。④ Mo、Hg、Au这3个元素与其他元素之间相关性均较低,Au主要顺区内NE走向断裂分布,受其控制明显;Hg主要沿着NW走向东源—柏溪断裂和EW向祁门—三阳断裂分布,受两者控制较为明显;Mo则较为复杂,既有分布在祁门东源岩体、黟县岩体内,又有分布在黑色炭质岩系中,同时也有顺断裂带分布,显示其多源特征。
图4
图4
祁门—黟县地区水系沉积物成矿元素聚类分析谱系
Fig.4
R-cluster analysis diagram of ore-forming elements in Qimen-Yixian rear
4 组合异常特征
在水系沉积物地球化学特征研究的基础上,结合已知矿床点成矿作用类型——以岩浆—断裂构造成矿作用为主,将成矿元素划分为3个组合,其中Au、Hg与As、Sb归为一组,代表低温岩浆热液成矿元素组合;Mo与W、Bi归为一组,代表高温岩浆热液成矿元素组合;Ag、Cu、Pb、Zn归为一组,代表中温岩浆热液成矿元素组合。
4.1 Au-As-Sb-Hg组合异常
Au-As-Sb-Hg作为低温尾晕元素,容易迁移,异常图上显得较为散乱,但仍有迹可循,总体规律为顺断裂带和燕山期岩体外围远端发育,特别是沿着NE走向的铺岭断裂、东源—历口断裂、官田—六都断裂及NW走向的东源—柏溪断裂、近EW走向的祁门—三阳断裂,异常呈串珠状或带状分布。Au为该组合的主要目标矿种,在该地区成矿潜力较好,如在古溪、六都、大坦、柏溪等地(图5),Au异常均由多个高值异常点组成,异常内、中、外三带齐全,峰值在26.61×10-9~291.89×10-9,平均值为83.21×10-9,且异常面积大,单个异常面积在2~6 km2,异常强度高,是寻找金矿的有利地区。需要注意的是,Au与As、Sb、Hg相套合地区,是寻找金矿的重要地区,特别是As,是本地区寻找金矿的指示元素,在已发现金矿体的祁门廖家金矿、黄古田金矿、金家山金矿等均见有毒砂矿化。
图5
图5
祁门—黟县地区水系沉积物主成矿元素异常及找矿远景区
Fig.5
Anomalous maps of major metallogenic element of stream sediments and metallogenic prospect province in Qimen-Yixian area
4.2 Ag-Cu-Pb-Zn组合异常
Ag-Cu-Pb-Zn为中温元素组合异常,主要分布在燕山期花岗岩体外接触带附近,其次分布于寒武系黑色岩系内(图5)。异常多呈面状分布,较为集中,主要分布于祁门箬坑、东源、柏溪及黟县石山等地。从上述元素地球化学特征分析,该组合各元素均有成矿的可能。
箬坑地区以Ag、Pb异常为主,Ag异常分为2个浓集中心,面积为1.5 km2和3 km2,北侧为三带异常,峰值为2 388.4×10-9,南侧为单带异常;Pb异常面积为3 km2,与南侧Ag套合,但为单带异常,峰值较低。
东源地区Ag、Cu、Pb、Zn元素套合较好,组合异常面积约40 km2,其中以Cu异常面积最大,峰值为400×10-6,为三带异常;套合的Zn异常面积相对较小,但峰值高,可达500×10-6;Ag、Pb则为单带异常,峰值较低。该组合异常发育在大型斑岩型钨钼矿床外围,具有寻找多金属矿的潜力,特别是Cu、Zn可重点勘查。
柏溪地区Ag、Pb、Zn套合较好,且异常面积大,约为30 km2,以Ag异常面积最大,分为南北两个异常浓集中心,北侧中心与Pb、Zn套合,均为三带异常,异常峰值Ag为8 521.4×10-9,Pb为1 000×10-6,Zn为501.2×10-6。北侧浓集中心已发现有中型的三宝铅锌矿,为受燕山期花岗闪长斑岩和寒武纪灰岩地层控制的矽卡岩型矿床,近期在柏溪地区发现有多个隐爆角砾岩筒,有开展深部找矿、扩大规模的潜力。
4.3 W-Bi-Mo组合异常
W-Bi-Mo异常代表高温成矿元素组合,主要分布在燕山期花岗岩体内、外接触带附近,特别是在祁门东源地区,W、Bi、Mo元素套合良好,异常面积大,约为20 km2,异常峰值高,W为263.74×10-6,Mo为45.53×10-6,Bi为100×10-6,现已在该地区发现大型钨钼矿床。其次,W异常沿黟县岩体内、外接触带分布,总体上黟县岩体W丰度较高,最高可达63.3×10-6,平均可为9.08×10-6,如按异常下限直接圈定异常,则黟县岩体均处于W异常区,利用衬值法去除高背景影响后,W异常以圆状分布于岩体西侧、西南侧及北东侧。在黟县岩体西侧的官路下已发现有厚层W矿体,证实该岩体为成矿地质体。此外,在祁门灯塔附近,沿祁门—三阳断裂带见有EW向长条状W异常分布,其产生可能与在该断裂带产出的岩脉有关,异常面积较大,但异常峰值不高,且特高值异常点少。Mo分布与W大致相同,主要区别在于除发育在燕山期花岗岩体内、外接触带外,在南华系—寒武系中丰度较高,平均可达8.13×10-6。
5 找矿远景区
在1∶5万水系沉积物测量成果的基础上,结合研究区地质、矿产信息,圈定了规模较大、找矿潜力突出的远景区6处(图5),分别为:箬坑银多金属矿找矿远景区、古溪—东源金铜矿找矿远景区、六都—大坦金矿找矿远景区、灯塔金锑矿找矿远景区、柏溪金多金属矿找矿远景区、石山银多金属矿找矿远景区。
5.1 箬坑银多金属矿找矿远景区
该远景区位于祁门箬坑,面积约45 km2,出露地层主要为元古宇牛屋组、青白口系邓家组,岩性为千枚状板岩、变质细砂岩、长石石英砂岩等,区内北侧发育有南华系休宁组凝灰质砂岩、粉砂岩、沉凝灰岩等。区内断裂构造发育,以NE、NNE走向为主,箬坑断裂穿越远景区,Ag、Pb异常多沿此断裂带北侧分布。该断裂以张性为特征,带内岩石破碎,发育构造角砾岩,并见有岩脉发育。断裂往NW向延伸至历溪,尚见有Ag、Pb异常发育,显示该断裂具有一定的导矿能力。同时,远景区北侧圈有2个Au异常,峰值较高,为77.53×10-9,受NNE向断裂控制,且与As套合,找矿前景较好。
该远景区内已发现多金属矿化,矿化沿破碎带充填,矿体呈脉状,产状250°∠84°,可见长度5.30 m,宽0.12 m,品位Cu 0.91%,Zn 1.75%,Pb 0.17%,为热液充填型矿产。
可见,该远景区成矿地质条件较优越,异常受NE向断裂控制,具备寻找Au、Ag、Pb多金属矿的前景。
5.2 古溪—东源金铜矿找矿远景区
该远景区位于祁门古溪—东源,面积约110 km2,出露地层主要为元古宇环沙组、牛屋组,岩石建造为浅变质海相碎屑岩,岩性以板岩、岩屑砂岩等为主,北侧发育有南华系沉积盖层。区内断裂构造发育,近EW走向城安—镇头逆冲挤压断裂带、NE走向古溪—东源断裂横贯全区,并与东源—柏溪断裂在东源岩体处交汇,Au异常主要沿这两组断裂带分布。
该远景区异常分带较为明显,围绕东源岩体,发育有高温的W-Bi-Mo元素组合,岩体外围接触带则发育有中温Ag-Cu-Pb-Zn元素组合,远端沿断裂带则为低温元素分布。在Au、As、Sb元素套合较好的祁门黄古田、古溪等地已发现有金矿体,Au品位1.27×10-6~5.92×10-6,Au矿化发生在硅化构造角砾岩带内,伴有明显的毒砂矿化,矿床类型为热液充填型。
燕山期东源岩体是该远景区多金属矿的成矿地质体,高、中、低温异常分带明显,元素异常面积大、峰值高、三带齐全,通过进一步工作,有望在多金属矿种上获得突破,东源外围以Cu、Zn为主攻矿种,而古溪地区则以Au为主要目标。
5.3 六都—大坦金矿找矿远景区
该远景区位于祁门六都—大坦一带,面积约100 km2。区内出露地层为元古宇环沙组、牛屋组,有NE向六都—官田断裂穿越远景区,并与东源—柏溪断裂交汇。区内发育的侵入岩有燕山期大屋里岩体,岩体内外异常并不发育,是否为成矿地质体尚无法确定。该远景区主攻目标为Au矿,金异常主要沿六都—官田断裂呈串珠状分布,多为三带异常,且异常面积大,异常值高,与As相套合,Au矿找矿潜力较大。通过异常查证及后续的矿产勘查,现已在祁门金家山地区发现有多条金矿体,发育在毒砂矿化的硅化构造角砾岩带内,Au品位在1.47×10-6~6.2×10-6,矿床类型为热液充填型。
5.4 灯塔金锑矿找矿远景区
该远景区位于祁门县城西南,面积约55 km2。近EW走向祁门—三阳断裂通过远景区,该断裂北侧为祁门—绩溪构造带,出露元古宇环沙组、牛屋组,断裂带南侧为障公山构造隆起带,出露元古宇板桥组,断裂带东侧被白垩系沉积盖层掩盖。Au异常主要沿断裂带分布,套合As、Sb、Hg异常,均受该断裂控制,带内发育有花岗斑岩脉。远景区内已发现有汪家坦金矿点,即位于岩脉与千枚岩接触带的强硅化构造角砾岩带内,Au品位为1.0×10-6~2.4×10-6,伴生有Ag,品位56.8×10-6,矿床类型为热液充填型。此外,该远景区发现有祁门桃丰山辉锑矿,综合评价该地区寻找低温热液型Au、Sb矿前景较好。
5.5 柏溪金多金属矿找矿远景区
该远景区位于祁门柏溪,面积约75 km2,出露元古宇环沙组、牛屋组及南华系—寒武系、侏罗系—白垩系沉积盖层。东源—柏溪断裂从远景区西侧通过,受区域构造影响及黟县岩体的侵入,区内发育有逆冲推覆构造和隐爆角砾岩筒。该远景区异常分带同样较为明显,围绕三宝等燕山期小岩株,呈现出明显的高、中、低温元素异常分带。区内已发现有祁门三宝铜、铅锌中型矿床,矿床成因类型为矽卡岩型铅锌矿,而在其外围有寻找金矿的较大潜力。
5.6 石山银多金属矿找矿远景区
该远景区位于黟县岩体附近,面积约65 km2。远景区南东侧出露寒武系沉积盖层,北西侧为黟县黑云母花岗闪长岩体,有NE走向青岭山断裂进入区内。区内发育以Ag、Cu、Zn、Au、Mo相套合的异常,异常成因与花岗岩体及地层有关系,远景区内发育的寒武系荷塘组黑色炭质页岩具有Ag、Cu、Zn等元素的高背景值,元素集中富集后即可成矿,黟县石山钒矿床即产于黑色岩系。
黟县岩体为钨矿成矿地质体,黟县官路下钨矿产于黟县岩体西侧,地表探槽揭露W矿体2条,视厚度分别为17.34 m、25.77 m,W平均品位分别为0.195%、0.235%。深部钻探ZK001孔控制多层W、Mo矿体,总视厚度为43.77 m,W品位0.064%~0.178%,Mo品位0.032%~0.093%,赋矿岩石为黑云母花岗闪长岩,矿床成因类型为高温岩浆热液型。
由于黟县岩体侵入于南华系—寒武系海相沉积盖层中,发育有多层的灰岩,因此在黟县岩体的南部外接触带,还具有寻找矽卡岩型矿床的潜力。
6 重点异常查证
在水系沉积物测量成果基础上,综合考虑成矿地质背景,优选了祁门县金家山、黄古田等地开展综合异常查证,新发现了金矿点。
6.1 金家山西坑金异常查证
祁门金家山西坑地区位于官田—六都断裂(F7)的北侧(图2),针对水系沉积物成果部署了土壤地球化学、岩石地球化学剖面等,经工程勘查揭露有1个长约500 m金矿化带,矿带走向NE70°,倾向NW,倾角近直立,受控于NEE向断裂构造带,含矿建造为元古宇环沙组浅变质碎屑岩(图6)。该矿化带由TC01、TC25、TC26等探槽控制,矿化带厚度、品位不均匀。TC01中矿体赋存在硅化构造蚀变带,厚度1.98 m,金品位2.58×10-6~6.20×10-6,平均品位4.39×10-6,构造带产状350°∠85°。TC25揭露的金矿体赋存于含毒砂矿化蚀变岩中,矿体厚度3.87 m,金品位1.47×10-6~5.39×10-6,平均品位3.04×10-6。TC26于硅化破碎带中见金矿化,品位为0.4×10-6~1.69×10-6,厚度为1.79 m。
图6
图6
祁门金家山西坑金矿点地质简图
1—元古宇牛屋组下段;2—元古宇环沙组;3—特殊岩性层:紫红色泥质粉砂岩;4—花岗斑岩脉;5—石英脉;6—石英闪长玢岩脉;7—安山玢岩脉;8—断裂构造带;9—土壤化探查证金异常;10—土壤化探查证砷异常;11—板理产状;12—探槽查证位置及编号;13—金矿体;14—河流及流向
Fig.6
Geological minerals sketch diagram in Jin Jiashan area of Qimen
1—lower segment of Proterozoic Niuwu formation; 2—Proterozoic huansha formation; 3—special lithological layer: purple-red argillaceous siltstone; 4—granite-porphyry vein; 5—quartz vein; 6—quartz diorite porphyry vein; 7—andesitic porphyry vein; 8—fault structural zone; 9—gold anomaly in soil geochemical prospecting; 10—arsenic anomaly in soil geochemical prospecting; 11—plate occurrence; 12—location and number of groove project; 13—gold ore body; 14—river and flow
金家山地区金矿体均受断裂控制,矿石类型为含金石英脉和含毒砂硅化蚀变岩。矿石矿物主要有毒砂,新鲜色为刚灰色—金属灰色,风化色为深黄褐色,颗粒状,粒径0.3~3 mm不等(图7a);其脉石矿物有石英、绢云母、绿泥石等;矿石结构类型有它形粒状结构、自形—半自形晶结构等,矿石的主要构造以浸染状构造为主,细脉状构造次之;判断成因类型为中低温热液充填型金矿床。
图7
图7
祁门地区金矿石照片
a—金家山毒砂矿化蚀变岩型金矿石(TC25);b—黄古田细脉状毒砂矿化石英脉型金矿石(TC6);c—黄古田毒砂矿化构造蚀变岩型金矿石
Fig.7
Pictures of gold ore in Qimen area
a—altered rock type gold ore with arsenopyrite mineralization in Jinjiashan abnormal verification area; b—quartz vein type gold ore with arsenopyrite mineralization in Huanggutian abnormal verification area; c—tectonic altered rock type gold ore with arsenopyrite mineralization in Huanggutian abnormal verification area.
6.2 黄古田金异常查证
祁门黄古田位于东源—柏溪断裂(F11)的西侧(图2),该地区出露灰色—深灰色浅变质碎屑岩,属元古宇牛屋组,倾向SE,倾角陡直,受晚期NW向构造影响,形成复杂的叠加褶皱。新发现金矿体主要赋存在含毒砂矿化的石英脉构造破碎带内,含矿岩石为微细石英脉,矿化不均匀。Au1矿体由TC6控制,金品位为0.88×10-6~1.6×10-6,平均品位1.19×10-6,厚度为2.95 m(图8)。矿体赋存在含石英细脉浅变质粉砂岩中(图7b),产状为43°∠87°。Au2金矿体由TC2控制,赋存于石英脉中,品位3.39×10-6,石英脉宽80 cm,NE30°走向,倾向W,地表延伸可见约10 m,局部见毒砂矿化,围岩为浅变质粉砂岩。Au3金矿体由TC33控制,赋存于含毒砂矿化的构造破碎带中(图7c),金品位1.8×10-6,厚度为0.85 m,产状278°∠78°,该构造带南北延伸约420 m,由TC32、TC39控制,品位不均匀,为0.61×10-6~0.95×10-6。
图8
图8
祁门黄古田金矿点地质简图
1—元古宇牛屋组下段;2—元古宇牛屋组上段;3—元古宇环沙组;4—煌斑岩脉;5—石英脉;6—断裂;7—地层界线;8—探槽;9—金矿体;10—产状;11—土壤化探金异常和砷异常及其下限;12—河流及流向
Fig.8
Geological minerals sketch diagram in Huang Gutian area of Qimen
1—lower segment of Proterozoic Niuwu formation; 2—upper segment of Proterozoic Niuwu formation; 3—Proterozoic Huansha formation; 4—lamprophyre vein; 5—quartz vein; 6—fault; 7—stratigraphic boundary; 8—groove project; 9—gold orebody; 10—attitude of strata; 11—gold anomaly and arsenic anomaly of soil geochemical exploration and their lower abnormal limit; 12—river and flow
黄古田地区金矿体同样受构造控制,与褶皱和断裂构造关系密切,金矿体多发育在构造叠加部位,即叠加褶皱轴面劈理域内的石英细脉中。金矿石的自然类型为石英脉型,矿石矿物主要有自然金、毒砂、褐铁矿、金银矿和黄铁矿等,矿石结构为自形—半自形晶结构、裂隙金结构等,矿石构造为星散浸染状构造、细脉状构造等,判断金矿成因类型为中低温热液充填型。
7 结论
1) 通过水系沉积物地球化学特征、R型聚类分析划分了元素组合类型,直观地反映了各元素间共生组合和成因关系,解释了元素富集特征及原因,为远景区优选提供了依据。
2) 对水系沉积物元素异常分布规律进行总结,认为祁门—黟县地区多金属矿化主要为燕山期岩浆—构造成矿体系,具有较明显的高、中、低温分带特性,其次则与寒武系黑色岩系有关。
3) 综合化探、地质、矿产等信息,圈定了6处成矿远景区:箬坑银多金属矿找矿远景区、古溪—东源金铜矿找矿远景区、六都—大坦金矿找矿远景区、灯塔金锑矿找矿远景区、柏溪金多金属矿找矿远景区和石山银多金属矿找矿远景区,其中以金矿为主攻目标的远景区是今后工作的重点。
4) 利用水系沉积物测量成果,在祁门黄古田、金家山等地开展异常查证与矿产勘查,新发现金矿体,表明应用水系沉积物地球化学勘查方法可以有效的缩小找矿范围,为矿产勘查提供直接的目标。
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