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物探与化探, 2023, 47(2): 309-320 doi: 10.11720/wtyht.2023.2456

地质调查·资源勘查

四川马头金矿区土壤地球化学测量异常特征及找矿模型

李俊俊, 魏宇, 张庆松,, 王维华, 柳维, 向亮

四川省冶金地质勘查院,四川 成都 610006

The anomalies determined using a soil geochemical survey and prospecting model of the Matou gold deposit in Sichuan Province

LI Jun-Jun, WEI Yu, ZHANG Qing-Song,, WANG Wei-Hua, LIU Wei, XIANG Liang

Sichuan Institute of Metallurgical Geology & Exploration,Chengdu 610006, China

通讯作者: 张庆松(1981-),男,高级工程师,长期从事矿产地质勘查研究、管理工作。Email:37411139@qq.com

第一作者: 李俊俊(1989-),男,2012年毕业于中国地质大学(武汉),主要从事矿产地质勘查、研究工作。

责任编辑: 蒋实

收稿日期: 2021-08-18   修回日期: 2022-07-25  

基金资助: 四川省政府性投资地质勘查项目(川自然资函[2020]683号)

Received: 2021-08-18   Revised: 2022-07-25  

摘要

四川马头金矿位于冕宁—盐源走滑造山带,属深切割第四系覆盖区,地表找矿线索有限。本次找矿阶段通过1:10 000土壤地球化学测量工作,圈定了综合异常区,并实施槽探工程验证,发现了金矿体,取得了较好的找矿效果。同时,结合工作区地质、地球化学异常特征,建立了以HT3异常区为主体的地质—地球化学找矿模型,并提出了下一步找矿方向。

关键词： 马头; 地球化学特征; 找矿模型; 金

Abstract

The Matou gold deposit is located in the Mianning-Yanyuan strike-slip orogenic belt and is part of the deeply cut Quaternary coverage area and, thus, has limited surface prospecting clues. In this prospecting stage, a comprehensive anomaly area was delineated through the 1:10 000 soil geochemical survey. Then, gold ore bodies were discovered through trenching engineering, indicating excellent prospecting performance. Moreover, this study established a geological-geochemical prospecting model dominated by the HT3 anomaly area by combining the geological and geochemical anomalies in the work area. Finally, the next prospecting direction was proposed.

Keywords： Matou; geochemical characteristic; prospecting model; gold

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本文引用格式

李俊俊, 魏宇, 张庆松, 王维华, 柳维, 向亮. 四川马头金矿区土壤地球化学测量异常特征及找矿模型[J]. 物探与化探, 2023, 47(2): 309-320 doi:10.11720/wtyht.2023.2456

LI Jun-Jun, WEI Yu, ZHANG Qing-Song, WANG Wei-Hua, LIU Wei, XIANG Liang. The anomalies determined using a soil geochemical survey and prospecting model of the Matou gold deposit in Sichuan Province[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2023, 47(2): 309-320 doi:10.11720/wtyht.2023.2456

0 引言

马头金矿区位于冕宁—盐源走滑造山带,该带先后发现了张家坪子大型金矿、庙顶中型铜金矿、缅萨洼金矿、金林金矿等众多矿床,马头金矿亦为近年新发现的金矿床之一。

区内以往工作多局限于地质特征、矿物学特征、流体特征及少量成因研究等方面[1⇓⇓⇓-5],并未根据成矿特征建立行之有效的综合找矿模型,一定程度上制约了区内金矿的找矿工作。鉴于矿区位于四川西部山区,地形陡峭,植被覆盖严重,本次拟通过开展马头金矿区土壤地球化学测量,了解工作区地球化学特征,并建立地质—地球化学综合找矿模型,为工作区及区内其他区域的找矿工作提供参考依据。

1 地质背景

1.1 区域地质背景

矿区地处扬子陆块区上扬子古陆块的盐源—丽江中生代边缘坳陷带北缘(Ⅷ1-2)[6],东侧紧邻康滇基底杂岩带(Ⅷ1-4),西接巴颜喀拉地块的雅江残余盆地(Ⅴ1-5),各构造单元之间东以马头山—司依诺断裂、西以张家河坝—木洛深大断裂为界(见图1)。成矿区带属滨太平洋成矿域(Ⅰ-4)、扬子成矿省(Ⅱ-15)、盐源—丽江—金平(台缘坳陷)Au-Cu-Mo-Mn-Ni-Fe-Pb-硫成矿带(Ⅲ-75),成矿带北缘先后发现了张家坪子大型金矿、王家铺子铜矿、庙顶铜(金)矿等众多矿床,成矿背景良好。

图1

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图1   马头金矿区大地构造位置

Ⅴ—羌塘-三江造山系;Ⅴ1—玉龙塔格-巴颜喀拉前陆盆地;Ⅴ1-2—摩天岭地块;Ⅴ1-3—可可西里-松潘前陆盆地;Ⅴ1-4—炉霍-道孚裂谷盆地;Ⅴ1-5—雅江残余盆地;Ⅴ2—甘孜-理塘弧盆系;Ⅴ2-1—甘孜-理塘蛇绿混杂岩带;Ⅴ2-2—义敦-沙鲁里岛弧带;Ⅴ2-3—勉戈-青达柔弧后盆地;Ⅴ3—中咱-中甸地块;Ⅴ4—西金乌兰湖-金沙江-哀牢山结合带;Ⅴ5—西昌-兰坪地块;Ⅴ5-1—治多-江达-维西陆缘弧带;Ⅴ5-3—昌都-兰坪中生代双向弧后前陆盆地;Ⅷ—扬子陆块区;Ⅷ1—上扬子陆块;Ⅷ1-1—扬子西缘被动边缘盆地;Ⅷ1-2—盐源-丽江中生代边缘坳陷带;Ⅷ1-3—楚雄中生代前陆盆地;Ⅷ1-4—康定基底杂岩带;Ⅷ1-5—滇东碳酸盐岩台地;Ⅷ1-6—川西前陆盆地;1—一级构造线;2—二级构造线;3—三级构造线;4—工作区位置

Fig.1   Geotectonic location map of Matou gold deposit

Ⅴ—Qiangtang-Sanjiang orogenic system; Ⅴ1—Yulongtage-Bayankala foreland basin; Ⅴ1-2—Motianling block; Ⅴ1-3—Kekexili-Songpan foreland basin; Ⅴ1-4—Luhuo-Daofu rift basin; Ⅴ1-5—Yajiang residual basin;Ⅴ2—Garz-Litang arc basin system; Ⅴ2-1—Garz-Litang ophiolite melange belt; Ⅴ2-2—Yidun-Shaluli island arc belt; Ⅴ2-3—Miange-Qingdarou arc back basin; Ⅴ3—Zhongza-Zhongdian block; Ⅴ4—Xijin Ulan lake-Jinsha river-Ailao mountain junction; Ⅴ5—Xichang-Lanping block; Ⅴ5-1—Zhiduo-Jiangda-Weixi continental margin arc belt; Ⅴ5-3—Changdu-Lanping Mesozoic bi-directional back arc foreland basin; Ⅷ—Yangtze block area; Ⅷ1—upper Yangtze block; Ⅷ1-1—passive marginal basin on the western margin of Yangze block; Ⅷ1-2—Yanyuan-Lijiang Mesozoic marginal depression belt; Ⅷ1-3—Chuxiong Mesozoic foreland basin; Ⅷ1-4—Kangding basement complex belt; Ⅷ1-5—east Yunnan Carbonate platform; Ⅷ1-6—west Sichuan foreland basin;1—primary tectonic line;2—secondary tectonic line;3—tertiary tectonic line;4—location of working area


1.2 成矿地质环境

成矿带东侧主要分布以南华纪钾长花岗岩为主的杂岩体,杂岩体中还包括了三叠纪、侏罗纪、白垩纪、古近纪二长花岗岩和钾长花岗岩等,主要产出稀土矿,少量金矿;中部(张家河坝—木洛和马头山—司依诺断裂之间)属扬子地层分区,主要分布泥盆系坡脚组板片岩、曲靖组白云岩,石炭系黄龙组灰岩,主要产出少量金矿、玄武岩型铜金矿;西部属巴颜格拉地层分区,出露二叠系三道桥组大理岩、大石包组灰岩、二叠系阳新组灰岩、峨眉山组玄武岩,为区内主要金矿的产出部位[7-8]。

1.3 工作区地质特征

矿区出露地层有第四系,二叠系上统峨眉山组(P3em)玄武岩,二叠系中统阳新组(P2y)结晶灰岩、片岩,泥盆系上统曲靖组(D2q)灰质白云岩、白云质灰岩,泥盆系下统坡脚组(D1pj)板岩、云母石英片岩、硅质岩,其中阳新组下段(P2y1)、坡脚组上段(D1pj2)为主要含矿层位[9]。

矿区构造发育简单,褶皱不发育,仅在工作区南部局部发育小揉皱,以NW倾向的单斜为主。断层主要有NNE向F1、F2断层以及NWW向F3断层。

含矿构造破碎蚀变带分布在F1断层以西0~100 m范围内,出露长约1.1 km,宽40~60 m,走向NNE。破碎带由辉绿岩、硅质胶结角砾岩及少量板岩等组成,发育碎裂硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、绢云母化等蚀变。

矿区内岩浆岩主要为东部的白垩纪花岗岩、流纹岩及马头山断裂两侧的辉绿岩脉,其中辉绿岩脉出露长280~3 700 m,宽0.5~230 m,常沿马头山断裂F1、F2平行的次级裂隙侵入。节理、裂隙发育,与围岩的接触带是区内金矿体主要赋存部位。

2 土壤样品采集及测试分析

2.1 样品采集

本次1:10 000土壤测量网度为100 m×20 m,使用中海达V90型RTK进行测网布设。实时动态测量(实时解算出RTK流动站的三维坐标)导航至设计测点的理论坐标,在实地用标有点、线号的红布条作标记,同时采集该点的实际平面坐标X、Y和高程H。

采用经校正后的美国嘉明公司生产的extre 20手持GPS进行导航并定点,定点偏差小于10 m。土壤样品采集以B层物质为主,单个样品在采样点周边6 m范围内2~3处多点采集,组成一个样品。采样深度30~60 cm。

野外采集的样品按照规范要求,通过干燥—揉碎—过筛—拌匀等样品加工步骤后,最终获取粒级为-20~+60目(-0.25 mm~+0.83 mm)的土壤样品待测。

2.2 测试分析

土壤样品分析测试Au、Ag 、Cu、As、Bi、Pb、Hg、Sn、Mo、Zn共10种元素,测试单位为西南冶金地质测试中心。其中Au分析方法为石墨炉原子吸收光谱法(P-GFAAS),Cu、Pb、Bi分析方法为等离子体质谱仪法(ICP-MS),Zn分析方法为等离子体光谱仪法(ICP-OES),As、Sb、Hg分析方法为原子荧光光谱法(AFS),Ag、Sn分析方法为发射光谱法(ES)。各元素的报出率均大于99.9%,样品检测的内检合格率均大于92.7%,各元素检测异常复查合格率均大于93.3%,测试精密度和准确度选用8个不同类别的二级标准物质(GBW系列),对每个二级标准物质分析12次,并分别计算每件标准物质每种元素测量值的对数偏差(ΔlgC————)及相对标准偏差(RSD%),其结果均优于规范[10⇓-12]要求,Au准确度、精密度采用每个统计单元(100件)插入4个国家标准物质,分别计算4个标准物质测定值与推荐值的相对误差(RE%),据统计,(0.3~1)×10-9之间者RE%≤100,(1~30)×10-9之间者RE%≤66.6,≥30×10-9之间者RE%≤50,合格率100%,检测质量良好。

3 地球化学异常信息提取

3.1 背景特征

根据本次工作所采集的2 081件样品分析结果,采用逐渐剔除法剔除异常值,具体为:首先计算全区各元素原始数据的均值(X0)和标准偏差(S0),其次按X0+3S0的条件剔除一批高值后获得一个新数据集,再计算此数据集的均值(X1)和标准偏差(S1),并重复此步骤,直至无特高值点存在,求出最终数据集的均值(X2)和标准偏差(S2),则X2作为背景平均值。统计得出各元素背景值如表1所示,其中Au(7.6×10-9)、Ag(0.662×10-6)、Hg(0.178×10-9)、Sb(3.80×10-6)等元素背景值远高于中国土壤化学元素丰度[13-14],Cu、Pb、Zn、As等元素背景值远略高于中国土壤化学元素丰度,Sn、Bi背景值与中国土壤化学元素丰度相当,说明Au、Ag、Hg、Sb区域背景值较高。

表1   马头金矿区地球化学参数

Table 1  Geochemistry parameters of Matou gold deposit

元素背景值变异系数富集系数中国土壤元
素丰度值[13-14]
Cu70.01.364.8324
Pb34.76.563.7723
Zn115.41.462.0868
As29.21.9211.4710
Sb3.806.1633.120.8
Bi0.491.783.160.3
Hg0.1785.310.030.04
Sn2.60.371.302.5
Ag0.6622.9916.870.08
Au7.64.7741.301.4

注:Au、Hg含量单位为10-9,其他元素为10-6。

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在此需要说明的是:中国土壤化学元素丰度采样粒级为-60目,与本次粒级差异较大,且测区存在较大面积矿化,大面积的异常区可能对本次比较结果产生一定的影响。

3.2 富集系数及变异系数

根据富集系数(q)=背景值/克拉克值、变异系数(CV)=标准离差/背景值的计算公式,全区内富集程度最大的元素为Au(q=41.30),次为Sb(q=33.12),其中Au富集系数最高,呈强富集形式产出,成矿的可能性较大;最小的为Sn(q=1.26)。

变异程度最大的元素为Pb(CV=6.56),次为Sb(CV=6.16)、Hg(CV=5.31)、Au(CV=4.77);最小的为Sn(CV=0.37)。据统计,Pb、Sb、Hg、Au、Ag、As、Bi、Cu变异系数大于1,呈强富集形式,成矿的可能性较大;属于弱变异元素(CV<0.5)的为Sn,呈弱富集状态,成矿可能性小。

3.3 各地层单元参数统计

土壤测量区由西向东依次为阳新组二段(P2y2)、阳新组一段(P2y1)、辉绿岩(βμ)、坡脚组二段(D1pj2)、曲靖组二段(D2q2)。由表2可知,阳新组一段(P2y1)、坡脚组二段(D1pj2)、辉绿岩(βμ)等3类地质体具有较高的金背景值,分别为41.5×10-9、40.3×10-9、76.9×10-9;其变异系数大,分别为4.57、4.43、2.84。通过路线地质调查、槽探工程施工等异常查证手段,发现工作区与金矿化关系密切的褐铁矿化、硅化、方解石化、黄铁矿化等围岩蚀变主要发育于阳新组一段灰岩、辉绿岩内,其次发育于坡脚组二段板岩内,且各蚀变分布范围相互套合较好,证实了与金矿含矿关系最为密切的地质单元主要为阳新组(P2y1)、辉绿岩(βμ)、坡脚组二段(D1pj2)。

表2   土壤测量Au元素主要地质体统计参数特征

Table 2  Distribution characteristics of Au in soil measurements in main geological bodies

地层样本数最小值/10-9平均值/10-9最大值/10-9标准离差变异系数
全区20810.332.93580.0153.54.66
峨眉山组30.81.11.60.30.31
阳新组二段720.52.48.41.60.63
阳新组一段6130.341.53480.0189.74.57
曲靖组二段6810.810.9438.024.92.28
坡脚组二段5301.240.33580.0178.84.43
辉绿岩1820.776.92470.0218.02.84

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4 地球化学异常特征

4.1 异常下限的确定

采用逐步迭代法剔除高值确定元素异常下限,根据T(异常下限值)=X(背景平均值)+2S(标准离差)求出理论异常下限值,再结合地球化学等量线、地质背景及圈定效果确定出实用异常下限值。异常下线计算结果详见表3,并以1、2、4 倍异常下限值分别划分异常浓度外带、中带、内带,圈定单元素地球化学异常图。

表3   土壤异常下限值

Table 3  List of lower limits of soil anomalies

元素样本数算术平均值标准离差异常下限(外带)异常下限(中带)异常下限(内带)
Cu208770.031.8133.7267.4534.8
Pb195434.714.764.2128.4256.8
Zn2064115.452.8221.1442.2884.4
As196629.225.980.9161.8323.6
Sb18463.802.779.3418.6837.36
Bi20950.490.200.891.783.56
Hg2037177.9988.14354.28708.561417.12
Sn21342.60.63.97.815.6
Ag20250.6620.4101.4822.9645.928
Au17687.65.618.837.675.2

注:除Au、Hg含量单位为10-9外,其余元素为10-6。

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4.2 元素组合分析

元素组合特征对确定地球化学找矿指示元素具有十分重要的意义[15⇓⇓-18],本次对区内2 081件土壤样品(不含重复样)所分析的10种元素进行R型聚类分析,其结果得到3个元素组合,相关性均较好,如表4所示。其中Au-As-Hg-Sb、Cu-Pb-Zn-Ag、Bi-Sn 3组元素间关系密切,如图2所示,显示出本区金矿化特点和伴生元素的关系特点。

表4   马头金矿区土壤地球化学各元素相关系数距阵

Table 4  Matrix of correlation coefficients of each element of soil geochemistry in Matou gold mining area

元素CuPbZnAsSbBiHgSnAgAu
Cu1
Pb0.81461
Zn0.80450.82791
As0.64810.65440.66861
Sb0.59930.71450.78060.76671
Bi0.40720.2620.31540.27280.44321
Hg0.66290.80060.73530.72340.87620.2521
Sn0.4730.39040.24320.37980.37050.64860.4781
Ag0.89110.85020.79750.65770.67580.32710.69170.33141
Au0.66850.68870.7070.83660.78430.38250.7930.42040.69891

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图2

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图2   土壤测量元素R型聚类分析树状图

Fig.2   Tree diagram of R-type cluster analysis in soil measurement


4.3 综合异常特征

根据元素组合Au-As-Sb-Hg、Cu-Pb-Zn-Ag及Sn-Bi的异常特征,圈定了3个综合异常,分别为:HT1Au-As-Sb-Hg综合异常、HT2Au-As-Hg-Pb-Sb综合异常、HT3Au-As-Sb-Pb-Hg-Ag综合异常。

HT1Au-As-Sb-Hg综合异常:位于测区北部,综合异常面积0.715 6 km2。异常呈NE向带状展布,长轴长1 600 m,短轴宽460 m,异常组合齐全,以Au为主,As次之。异常中偏南地段浓集中心十分明显,北部异常强度略偏弱,Sb异常分布在外围。主要异常部位Au、As、Sb、Hg套合较好,三级浓度分带明显,峰值高,其中Au峰值3 580×10-9。异常区出露地层主要为阳新组一段(P2y1)灰岩和泥盆系下统坡脚组二段(D1pj2)板岩、片岩,构造以区域性F1马头断裂为主,岩浆岩主要为辉绿岩(见图3)。

图3

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图3   HT1综合异常剖析

1—阳新组二段片岩;2—阳新组一段灰岩;3—曲靖组二段灰岩、白云岩;4—曲靖组一段灰质白云岩、灰岩;5—坡脚组二段炭质板岩;6—辉绿岩;7—地质界线;8—断层及产状;9—探槽及其编号;10—工业矿体及其编号;11—低品位矿体及其编号

Fig.3   HT1 composite anomaly profile

1—schist of the second member of Yangxin formation;2—limestone of the first member of Yangxin formation;3—limestone of the second member of the Qujing formation;4—calcareous dolomite and limestone of the first member of the Qujing formation;5—carbonaceous slate of the second member of Pojiao formation;6—diabase;7—geologic boundary;8—fault and attitude;9—exploratory trench and numbers;10—industrial ore bodies and numbers;11—low-grade ore bodies and numbers


HT2Au-As-Hg-Pb-Sb综合异常:位于测区北偏中部,综合异常面积0.300 9 km2,异常呈NE向带状展布,长轴长1 180 m,短轴宽330 m,为全区偏弱的异常,且缺少Ag、Bi、Cu异常。主要异常部位Au、As、Hg、Pb、Sb套合较好,三级浓度分带明显,峰值高,其中Au峰值432×10-9。异常区出露地层主要为阳新组一段(P2y1)灰岩,构造以区域性F1马头断裂及其西侧次级裂隙为主,岩浆岩主要为辉绿岩(见图4)。

图4

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图4   HT2综合异常剖析

1—阳新组二段片岩;2—阳新组一段灰岩;3—曲靖组二段灰岩、白云岩;4—坡脚组二段炭质板岩;5—辉绿岩;6—地质界线;7—断层及其产状;8—探槽及其编号

Fig.4   HT2 composite anomaly profile

1—schist of the second member of Yangxin formation;2—limestone of the first member of Yangxin formation;3—limestone of the second member of the Qujing formation;4—carbonaceous slate of the second member of Pojiao formation;5—diabase;6—geologic boundary;7—fault and attitude;8—exploratory trench and numbers


HT3Au-As-Sb-Pb-Hg-Ag综合异常:位于测区南部,综合异常面积0.553 8 km2。异常呈NE向带状展布,长轴长1 680 m,短轴宽400 m。异常以Au为主,As、Ag、Sb次之,元素组合齐全,浓集中心集中在中南部,其中Au、As、Sb、Pb、Hg、Ag套合较好,三级浓度分带明显,峰值高,Au峰值3 480×10-9。异常区出露地层主要为二叠系中统阳新组一段(P2y1)灰岩,泥盆系下统坡脚组二段(D1pj2)板岩、片岩,泥盆系上 统曲靖组二段(D2q2)灰岩,构造以区域性F1马头断裂、泥盆系上下统之间断层F2为主,岩浆岩主要为辉绿岩(见图5)。

图5

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图5   HT3综合异常剖析

1—峨眉山组玄武岩;2—阳新组二段片岩;3—阳新组一段灰岩;4—曲靖组二段灰岩、白云岩;5—坡脚组二段炭质板岩;6—辉绿岩;7—地质界线;8—断层及其产状;9—探槽及其编号;10—工业矿体及其编号;11—低品位矿体及其编号

Fig.5   HT3 composite anomaly profile

1—basalt of Emeishan formation;2—schist of the second member of Yangxin formation;3—limestone of the first member of Yangxin formation;4—limestone of the second member of the Qujing formation;5—carbonaceous slate of second member of Pojiao formation;6—diabase;7—geologic boundary;8—fault and attitude;9—exploratory trench and numbers;10—industrial ore bodies and numbers;11—low-grade ore bodies and numbers


5 异常查证

采用探槽工程对矿区土壤地球化学异常进行验证,结果表明,主要元素异常峰值部位往往即为矿体产出部位,矿化体与地球化学异常相互套合好,且矿化强度与化探异常的强度呈正相关。矿体展布方向、规模与化探异常吻合性较好,在本矿区土壤地球化学异常可以直接用来圈定含矿蚀变带的大致分布范围。在覆盖较厚地段,化探工作仍可取得很好的找矿效果。

HT1:经TC05、TC06、TC07、TC08、TC09、TC10-1、TC10-2共7条探槽揭露及取样分析,在异常区内暂圈定6、7号矿体,矿体尚未封边,槽探证实该异常为矿致异常。矿体主要赋存于F1断层西侧次级断裂破碎带中,赋矿岩石为阳新组一段褐铁矿化、硅化、碎裂岩化灰岩。

HT2:该异常区第四系覆盖较厚。本阶段仅施工了TC04一条探槽进行局部揭露,该综合异常带内见弱褐铁矿化蚀变辉绿岩,经取样分析Au含量达0.18×10-6,亦证实了该异常为金矿化引起。

HT3:经以往老硐、TC00、TC01-1、TC02-1、TC03等7条探槽揭露及取样分析,在异常区内圈定1、2、3、4、5共5条矿体,1、4号主矿体南延尚未控边,证实该异常为矿致异常。矿体主要赋存于F1断裂以西0~100 m范围内次级平行破碎带中,赋矿岩石主要为褐铁矿化、硅化、黄铁矿化、绢云母化碎裂辉绿岩、灰岩及其接触部位。

异常查证所圈定矿体特征见表5所示。

表5   矿体特征

Table 5  Brief description of orebody characteristics

综合异
常编号		矿体
编号		走向延
伸/m		平均
厚度/m		Au平均品
位/10-6		备注
HT315103.912.14TC00、TC01-1、TC02-1三条探槽控制
HT32800.871.43TC02-1单工程控制
HT33800.871.32TC02-1单工程控制
HT345101.52.41TC00、TC02-1两条探槽控制
HT351000.845.00LD11、LD12两个老硐控制
HT163600.983.03TC07、TC08两条探槽控制
HT173600.981.80TC07、TC08两条探槽控制

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6 地质—地球化学找矿模型

6.1 模型区的选择

矿区HT3综合异常带内工作程度相对较高,圈定矿体数量较多、规模较大,本次特选择HT3综合异常区来探讨建立地质、地球化学找矿模型。

6.2 模型区特征

6.2.1 自然地理特征

HT3位于矿区南部,地形陡峭,平均坡度30°~40°,植被发育,除部分区域为山林外,其余以杂草为主,地表多被植被覆盖。绝大部分面积残坡积层发育,覆盖层厚度一般在1~2.5 m。

6.2.2 地质特征

异常区出露地层主要为二叠系中统阳新组一段(P2y1)灰岩,泥盆系下统坡脚组二段(D1pj2)板岩,泥盆系上统曲靖组二段(D2q2)灰岩。构造以区域性F1马头断裂、泥盆系上下统之间F2断层为主。岩浆岩主要为辉绿岩。目前经老硐及本次施工的TC00、TC01-1、TC02-1、TC03共4条探槽揭露及取样分析,在异常区内圈定1、2、3、4、5共5条矿体,主要产于马头山断层(F1)西盘平行次级破碎蚀变带以及次级裂隙中,距F1断层面0~100 m范围内,含矿围岩为二叠系阳新组灰岩以及侵入灰岩中的蚀变辉绿岩脉。

6.2.3 地球化学异常特征

元素异常特征:异常呈NE向带状展布,长轴长1 680 m,短轴宽400 m。元素组合齐全,以Au为主,其中Au、As、Sb、Pb、Hg、Ag套合较好,峰值高,Au含量3 480×10-9、As含量958×10-6、Sb含量1 830×10-6、Pb含量18 000×10-6、Hg含量55 800×10-9、Ag含量42.2×10-6。具有三级浓度分带,浓集中心明显。

平面分带特点:地球化学异常水平分带序列研究方法主要有异常规模法、线金属量忖度法、重心法。为同时考虑异常发育的空间位置及不同空间位置上异常强度大小,这里采用重心法来探索马头金矿区地球化学异常水平分带现象。采用的主要公式为:

Bj=∑i=1n(Cij-C0j)·Ii·Xi∑i=1n(Cij-C0j)·Ii　j=1,2,…,m

式中:Cij为第i点样品、第j元素的含量,其值必须大于或等于背景上限值;C0j为第j元素的背景值;li为第i点样品的控制距离,本次取6m;Xi为i点到矿化中心距离;n和m分别为异常样品数和元素个数。

本次采用46线为代表,进行HT3综合异常区地球化学异常水平分带研究。重心法计算水平分带序列参数如表6所示。

表6   46线水平分带序列参数

地球化学剖面线号元素异常重心值/m
46线Cu13.23
Pb10.44
Zn8.13
As11.01
Sb15.09
Bi24.27
Hg18.30
Sn101.10
Ag18.69
Au11.88

Table 6 46 line horizontal zoning sequence parameter table

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由表6可知:重心法水平分带序列(由远至近)为Sn-Bi、Ag-Hg-Sb、Cu-Au-As-Pb-Zn,表明Au-As-Pb-Zn-Cu在接近矿体处相对发育,形成异常的元素相对活动性较弱,构成异常内带;Sb-Hg-Ag在与矿体有一定距离的部位发育,形成异常的元素相对活动性较强,构成异常中带;而Bi-Sn仅在远离矿体的围岩中发育,构成异常的外带。

剥蚀程度评价:对比Au-As-Sb-Hg、Cu-Pb-Zn-Ag、Sn-Bi 3个元素组合异常特征,如图6所示,可以看出,Au、As、Sb、Ag分布范围最大,Pb次之,Cu相对较小;Au、Ag、As、Hg具有高含量,Pb、Zn偏弱,Sn、Bi最弱;由此可以初步判断,该处矿化体异常以Au、Ag、As等中偏低温元素为主,中及高温元素尚未出露,由此异常引起的矿化体剥蚀程度较浅。

图6

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图6   HT3综合异常区组合异常

1—As异常范围及浓度分带;2—Au异常范围及浓度分带;3—Bi异常范围及浓度分带;4—Sn异常范围及浓度分带;5—Ag异常范围及浓度分带;6—Cu异常范围及浓度分带;7—Hg异常范围及浓度分带;8—Pb异常范围及浓度分带;9—Sb异常范围及浓度分带;10—Zn异常范围及浓度分带

Fig.6   HT3 composite anomaly map

1—abnormal range and concentration zoning of As;2—abnormal range and concentration zoning of Au;3—abnormal range and concentration zoning of Bi;4—abnormal range and concentration zoning of Sn;5—abnormal range and concentration zoning of Ag;6—abnormal range and concentration zoning of Cu;7—abnormal range and concentration zoning of Hg;8—abnormal range and concentration zoning of Pb;9—abnormal range and concentration zoning of Sb;10—abnormal range and concentration zoning of Zn


6.3 地质—地球化学找矿模型建立

通过HT3综合异常区地质、地球化学特征综合分析,提取出地质—球化学要素,见表7,并建立了地质—地球化学找矿模型如图7所示。

表7   马头金矿区地质—球化学成矿要素

Table 7  Geology geochemistry ore forming factors of Matou gold deposit

要素类别要素名称要素条件
地质地层阳新组一段(P2y1)灰岩为工作区主要赋矿围岩之一,其次在坡脚组板岩(D1pj2)板岩内亦存在矿化现象
构造马头山断裂F1及其两侧平行次级裂隙,特别是西侧产于阳新组灰岩内次级裂隙,为主要控矿构造
岩浆岩侵入于阳新组中的辉绿岩本身为工作区主要赋矿岩石之一
围岩蚀变褐铁矿化、黄铁矿化、绢云母化、硅化带为近矿围岩蚀变
矿化种类金
地球化学异常形态呈NNE向长轴状带状分布,长宽比约4:1
分布特征异常主要沿F1断裂及其两侧呈NNE向发育;平面上,至矿体由远及近分别形成Sn-Bi(外带)、Ag-Hg-Sb(中带)、Cu-Au-As-Pb-Zn(内带)的水平分带现象
异常元素特征以Au-As-Sb-Pb-Hg-Ag等中低温多元素组合异常为特征,各元素相互套合较好,峰值高,其中含量达数百乃至数千ppb级别者往往能发现工业矿体,且具有三级浓度分带,浓集中心明显;Bi、Sn元素异常相对较弱
剥蚀程度代表中偏低温元素为主的Au、As、Sb、Ag等分布范围广、含量高,代表中及高温元素为主的Sn、Bi分布范围小或者尚未出露,推测异常引起的矿化体剥蚀程度较浅

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图7

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图7   马头金矿区地质—地球化学找矿模型示意

1—阳新组二段;2—阳新组一段;3—曲靖组二段;4—坡脚组一段;5—辉绿岩脉;6—金矿体;7—褐铁矿化;8—黄铁矿化;9—绢云母化;10—硅化;11—地质界线;12—主要断层及其编号

Fig.7   Sketch map of geology-geochemistry prospecting model in Matou gold mining area

1—second member of Yangxin formation;2—the first member of Yangxin formation;3—the second member of Qujing formation;4—the first member of Pojiao formation;5—diabase;6—gold orebody;7—limonization;8—pyrite mineralization;9—sericitization;10—silicification;11—geologic boundary;12—major faults and their numbering


7 下一步找矿方向

1)依据元素组合特点及水平分带性,区内元素以中低温为主,指示矿化为较浅剥蚀,根据元素组合及分带性,初步认为全区矿化剥蚀程度为HT1>HT2>HT3,下一步需加强深部工程验证,寻找新的矿体或者扩大现有矿体规模。

2)土壤测量圈定的HT1、HT2、HT3共3个综合异常,本阶段工作布置了槽探工程对部分异常择优进行了查证,力度不够。尤其是北部的HT1和中部的HT2综合异常,具有与HT3相似的找矿潜力,还需进一步查证。

3)所圈定的几个主要矿体均未控边,特别是在南部TC00中,见厚9.31 m、金品位2.08×10-6的1号主矿体。因此,下一步首要工作为对目前圈定的主矿体继续在走向上进行追索、控制。

8 结论

1)马头金矿区富集程度最大的元素为Au,次为Sb;变异程度最大的元素为Pb,次为Sb、Hg、Au;综合表明具备金矿成矿的地球化学条件。

2)该区矿化及伴生元素以中低温及矿体前缘晕指示元素为主,中高温指示元素异常微弱,显示了地表矿化处在矿体头部的特点。

3)异常以Au、As、Ag面积最大,Sb、Hg次之,显示出Cu-Au-As-Pb-Zn、Ag-Sb-Hg、Bi-Sn的内、中、外水平分带特点。

4)经过以探槽为主要手段的异常查证,证实了3个综合异常均为矿致异常,并取得了较好的找矿成果。

5)通过HT3综合异常区地质—地球化学找矿预测模型的建立及与各综合异常的对比研究,提出了HT3综合异常区内主要矿体走向延伸方向及中深部倾向延伸方向为下一步重点找矿方向,同时应继续加强HT1、HT2综合异常带内进一步查证工作。

致谢

本文在编写过程中得到了四川省冶金地质勘查局六〇五大队梁世权化探高级工程师的指导与帮助,在此表示衷心的感谢!

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