福建平和霞寨—南胜水系沉积物地球化学特征及找矿远景分析①

2014-01-15田润

福建地质 2014年2期

田润

(福建省地质调查研究院，福州，350013)

水系沉积物测量找矿是传统地球化学勘查方法之一。一般而言，表生地球化学异常的元素组合特征，可以反映原生矿化或原生异常的元素组合特征[1]。

霞寨—南胜研究区位于福建省南部，行政区隶属于福建省平和县，共3个1∶5万图幅，面积1 408 km2。经1∶5万水系沉积物地球化学面积性测量，对Ag、As、Au、Bi、Cu、Pb、Hg、Mn、Mo、Sb、Sn、W、Zn、Co、Cd进行测试分析，研究区内地球化学特征，并进一步提出找矿方向。

1 区域地质概况

研究区位于浙闽火山断坳带南端，福安—南靖北东向断裂带与上杭—云霄北西向断裂带的交接部位。自中生代以来，区内构造-岩浆侵入活动频繁、火山作用强烈，使区内脆性断裂及火山环状、放射状断裂相当发育，并发育有石英斑岩、流纹斑岩、石英闪长玢岩等潜火山岩类产出。

1.1 地层

区内出露的地层由老到新分别有下侏罗统梨山组、中侏罗统漳平组、上侏罗统南园组、下白垩统石帽山群黄坑组、寨下组。梨山组与漳平组为零星分布的碎屑岩地层，其余为中酸性火山岩地层。

1.2 岩浆岩

区内构造-岩浆活动强烈，侵入岩或沿区域构造展布，围绕火山构造中心成环状、放射状分布，构成火山岩区特有的中心侵入岩组合群体(或中心侵入体)和环状侵入岩组合群体(或环状侵入体)。侵入岩可划分为燕山早、晚2期。主要岩性为花岗闪长岩、花岗斑岩、二长花岗岩、石英闪长(玢)岩、二长花岗斑岩等。

1.3 构造

区内脆性构造主要受曲江—赤土岭及芦溪—云霄北西向构造影响。在区内表现为诗仁湖—石寨北西向断裂及芦溪—国强北西向断裂。北东向断裂在区内表现为东山林—双记山构造带及山峰—石皇帝断裂带，在区内控制着钟腾岩体呈北东向展布以及钟腾火山及其次级火山机构分布。

2 地球化学特征

2010年，在霞寨—南胜地区开展1∶5万水系沉积物地球化学测量工作，共采集样品6 046个，样品d=0.250 mm(过60目筛)。样品测试由福建省地质测试研究中心进行，共分析了Ag、As、Au、Bi、Cu、Pb、Hg、Mn、Mo、Sb、Sn、W、Zn、Co、Cd 15个元素含量(表1)

2.1 元素地球化学背景特征

(1)相对全省背景值而言，研究区中Ag、As、Bi、Cu、Pb、Hg、Mn、Mo、Sb、Sn、Zn、Cd相对富集，Au、Co有所贫化，W与全省背景值大致相当。主成矿元素中Pb含量超出全省背景值55%，Sn含量超出全省背景值46%，Mo含量超出全省背景值42%，Ag含量超出全省背景值31%，显示出研究区良好的Pb、Sn、Mo、Ag成矿背景。

(2)由研究区各元素含量的变异系数可见，研究区内Cu变异系数大于1，反映了其含量在空间分布上有较大差异，可能是和区内钟腾铜矿有关。除了Hg、W，其他元素变异系数均在0.5以上，反映了其含量在空间分布上有较大差异。由各元素的最大值与最小值可见，元素在区内的含量域较宽，因此，认为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、Sn是区内有利富集成矿元素。

(3)由研究区各元素含量的频数分布直方图(图1)表明，各元素含量频数分布形式为近似对数正态分布，元素均为单峰正偏倚，Ag、As、Pb、Zn、Sn 尤为明显。反映了研究区内大部分元素均受后期不同的地质活动和不同地质作用叠加，经历了不同的地球化学演化旋回[2]。

综上所述，研究区以富Pb、Sn、Mo、Ag为特征，在区内频繁的地质活动中发生活化迁移、叠加富集的Pb、Sn、Mo、Ag是区内有利富集的成矿元素。

2.2 元素因子分析地球化学异常特征

2.2.1 元素相关性分析

为探寻研究区内元素的相关性，采用研究区水系沉积物样品15个元素分析数据进行因子分析，由各元素的方差极大旋转因子解(表2)，取累计方差贡献60%，研究区有5个主因子。

F1：Mn-Pb-Zn-Ag-Cd正载荷组合，因子方差贡献19.70%。实验地球化学显示，Pb、Zn、Ag配合物在含氯体系中的溶解度随着温度和配位体浓度的变化，有着相似的变化趋势。以Pb、Zn、Ag主，伴有Mn、Cd，代表了研究区中低温、低温热液成矿作用的元素组合。

表1 研究区地球化学参数

备注：1.X1—几何平均值，X2—算术平均值，S—算术标准离差，Cv—算术变异系数，为剔除10次2倍离差的特高值而统计；MAX为最大值，MIN为最小值。

2.全省均值为全省水系沉积物测量平均值。

3.单位：Au单位为ng/g，其它元素单位为μg/g。

图1 研究区元素含量频数分布直方图Fig.1 Frequency distribution histogram of the element content in the study area

F2：Mo-W-Bi-Sn正载荷组合，因子方差贡献13.33%。Mo、W、Bi、Sn同为气成-热液中十分活跃的元素，在岩浆结晶时都能以卤化物或络合物的形式，通过结晶分凝作用、退化沸腾作用和射气分离作用等方式从岩浆熔体中分离出来[3]，代表了研究区高温气成-热液和热液作用的元素组合。

F3：Co-Mn正载荷组合，因子方差贡献10.22%。以Co为主，代表了研究区亲铁元素的相关性关系。

表2 研究区各元素方差极大旋转因子解

注：提取方法有主成分分析法、旋转法，具有 Kaiser标准化的方差最大正交旋转。

F4：As-Sb正载荷组合，因子方差贡献9.36%。以As、Sb为主，可能主要代表了区内低温热液作用的元素组合。

F5：Cu-Au正载荷组合，因子方差贡献7.43%。以Cu、Au为主，可能代表了区内高硫浅成低温热液型矿床的元素组合。

2.2.2 元素异常空间分布特征

从元素异常分布与地质背景相关特征入手，结合研究区异常元素的相关性密切程度，探讨元素异常空间分布特征。

F1组合的Mn-Pb-Zn-Ag-Cd异常与区内南园组火山岩关系密切。Mn、Pb、Zn、Ag、 Cd异常主要出露在南园组晚侏罗世次火山岩接触带以及南园组和燕山早期侵入岩接触部位。该元素组合反映了区域上存在Ag-Pb-Zn多金属脉状矿床的潜力[3]。

F2组合的Mo-W-Bi-Sn异常与区内燕山期侵入岩关系密切，走向受近南北向断裂控制，同时受北北东向构造控制。由此认为，区内锡矿化主要与燕山期的岩浆活动有关，期后高温热液沿断裂迁移富集成矿，推测该组元素组合可能的矿床类型为火山深成侵入体热液型。区内值得注意有福山、铜钟坑、熊仔坑、仔尾亭等处。

F4组合的As-Sb异常在研究区的地球化学场空间分布相近。低背景主要分布在不同期次的侵入岩出露区，高背景区主要分布在不同时代与火山作用有关的地层出露区。浓集区主要出现在大尖、岭下、洋梅尾峒、白叶塘、小矾山、深不溪等地。

F5组合的Au-Cu异常在研究区和火山建造密切相关。Au异常在研究区分布较为零散，多沿断裂带走向展布或者分布在火山机构中心部位。区内值得注意的有大矾山、小矾山、三角洋、内舰岽、诗坑等地规模较大的Au异常。Cu异常的分布区主要与钟腾火山机构有关，异常区域主要分布在燕山早期钟腾岩体中，其次为梨山组和燕山早期岩体接触带，位于芦溪、福山一带。

3 找矿远景区划分及找矿方向

图2 研究区找矿远景区划分Fig.2 Prospecting area division in the study area

在水系异常的基础上，结合地质、矿产、物探特征、控矿因素和找矿标志在区内圈出6个找矿远景区(图2)，分别为芦溪热液型-石英脉型锡铅多金属矿找矿远景区、矿望山—皇帝殿银铅锌岩浆热液型多金属矿找矿远景区、钟腾斑岩型铜多金属矿找矿远景区、大峰山— 长枝后火山热液铅锌多金属矿找矿远景区、福山深成岩体热液型钨锡多金属矿找矿远景区、大小矾山火山热液型金多金属矿找矿远景区。

3.1 芦溪热液型-石英脉型锡铅多金属矿找矿远景区

该远景区面积约为77 km2,区内出露的地层主要为侏罗纪梨山组、南园组。区内主要断裂为北西向，近南北向断裂亦发育，1条北西向大断裂贯穿区内。区内西侧出露燕山早期花岗岩岩体、花岗闪长岩岩体，并有少量花岗斑岩出露，区内有2个综合异常区。

(1)仔尾亭异常区。异常元素组合为Pb、Zn、Ag、Sn、Bi、As,以Pb、Zn、Ag为主，异常总体呈北东向，面积17 km2。Pb、Zn、Au、Ag、As元素异常基本套合，Pb、Ag、Sn、As具浓度内带，最高值分别为544.4，2.88，138.13，78.10 μg/g，Au、Bi、Zn具异常中带，最大值分别为8.69 ng/g，6.47，381 μg/g。异常三级查证中发现有1处银铅锌多金属矿化体，局部伴有银矿化，Ag最高品位54 μg/g。Pb平均品位0.446%，Zn平均品位0.27%，是区内寻找热液型铅多金属矿床的有利位置。

(2)芦溪异常区。异常元素组合为Cu、Sn、Zn、W、Mo、Hg、Co,以Sn、Cu为主，异常总体呈北北东向，面积约11 km2，北部位于研究区外，未闭合。Sn、Cu、Zn、Co元素异常基本套合，异常具有1处由Sn、Cu组成的明显浓集中心。Cu具浓度内带，最高值为1 555μg/g，Sn、Co、Zn与Cu异常套合较好，Sn、Co、Zn最大值分别为71.82，93.4，234 μg/g。区内常见有硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、次闪石化等蚀变，此外局部还见绢云母化、绿泥石化等现象，地质测量中光谱样发现有锡矿化，该区是寻找热液型锡多金属矿有利位置。

3.2 矿望山—皇帝殿银铅锌岩浆热液型多金属矿找矿远景区

该远景区面积约为101 km2,出露地层为南园组第二段、梨山组、漳平组。北东向、近南北向断裂发育。区内有侏罗纪次火山岩，燕山期花岗闪长岩侵入。区内有大面积的Ag、Pb、Zn异常，东部伴有Mo、Sn异常，远景区有4处综合异常区。

(1)熊仔坑异常区。异常元素组合为Sn、Ag、Cu、Mo、As、Bi，面积约10 km2。浓集中心由Sn、Ag、Cu、Mo、Bi组成。Sn、Ag、Mo、Bi具浓度内带，最高值分别为126.28，4.54，43.40，12.19 μg/g， Cu具异常中带，最大值为229.6 μg/g。异常分带明显，异常浓集中心清晰。异常位于南园组第二段火山岩中，北东向断裂经过异常浓集中心。检查中发现锡矿体1条，矿体出露宽1.15 m，刻槽样分析Sn 品位0.475%。该区域具有较大的岩浆热液型锡矿潜力。

(2)矿望山异常区。异常元素组合以Au、Ag、Pb为主，伴随其它元素异常。异常总体呈北西向，面积约为22 km2。异常具有2个明显的浓集中心，分别由Au、Ag、Pb、Zn、Mo、Sn、Bi及Mo、Sn、Bi组成。Au、Ag、Bi具浓度内带，最高值分别为14.20 ng/g，2.69，26.58 μg/g，Pb、Zn、Sn、Mo具异常中带，最大值分别为2 322.60，410.10，67.55，6.19 μg/g。地表揭露发现硅化、黄铁矿化、褐铁矿化蚀变强烈，在该异常区已发现1处铅锌矿点。

(3)铜钟坑异常区。异常元素组合为Sn、Ag、Pb、Zn、Bi、As,以Sn、Pb、Zn、Bi为主，伴随其它元素异常，面积约12 km2。异常具有2个明显的浓集中心，分别由Pb、Zn及Sn组成。Ag、Pb、Sn、Bi具浓度内带，最高值分别为2.86，991.10，367.28，32.66 μg/g， Zn、As具异常中带，最大值分别为502.10，37.94 μg/g。综合异常中北部Pb、Zn异常套合明显，位于南园组第二段火山岩中，异常区内有北东向及北西向断裂经过。前人发现1处岩浆热液型锡矿点。

(4)皇帝殿异常区。异常元素组合以Mo、Cu、Pb、Zn、W、Ag为主，面积约为20 km2。异常具有2个明显的浓集中心，分别由Ag、Cu、Pb、Zn及W、Mo、Sn、Bi组成。Mo具浓度内带，最高值为203.70 μg/g，Ag、Pb、Zn、W具异常中带，最大值分别为0.76，399.90，416.30，23.42 μg/g。该区域有1处岩浆热液型多金属矿点。

3.3 钟腾斑岩型铜多金属矿找矿远景区

该远景区面积约为102 km2，区内主要为钟腾岩体，岩性有花岗闪长岩、二长花岗岩、石英二长岩、石英闪长岩、辉石石英闪长岩等相带，呈“内酸外基”现象，构造活动强烈，发育北东向、北西向、东西向、南北向断裂构造。异常元素组合为Cu、Pb、Zn、W、Mo、Bi,以Cu、Pb、Mo为主，伴随其它元素异常。异常总体呈北东向。 Pb元素主要分布于彭溪、长汀、尖石一带，Zn元素分布于彭溪一带，与Pb元素套合。Cu异常分布于综合异常大部分，在钟腾一带与Mo异常基本套合。异常具有3个明显的浓集中心，分别是彭溪由Cu、Pb、Zn、Bi组成，钟腾由Cu、Mo、Bi组成，庵仔尾主要由Cu、Pb、Zn组成。Au、Cu、W、Mo、Bi具浓度内带，最高值分别为30.56 ng/g，1 199.70，111.05，115.80，16.07 μg/g， Ag、Pb具异常内带，最大值分别为7.7，548.30μg/g。区内已发现有钟腾铜钼矿及焦坪铜钼锡矿。

3.4 大峰山—长枝后火山热液铅锌多金属矿找矿远景区

该远景区面积约为55 km2,区内主要出露地层为南园组和梨山组，侏罗纪次火山岩侵入，区内北西向、北东向、近南北向断裂发育。该远景区由2个综合异常区组成。

(1)庙后山异常区。面积8.57 km2，异常元素组合为Ag、Pb、Zn、Sn,以Pb、Zn为主，伴随Sn元素异常。Ag、Pb、Zn元素异常基本套合，分布于整个综合异常区。异常具有1个明显的浓集中心，由Ag、Pb、Zn、Sn组成。Sn、Pb、Zn具浓度内带，最高值分别为117.25，596.50，1 419.20 μg/g。Ag具有浓度中带，最高值为0.79 μg/g。异常查证发现有3条矿(化)体，其中Ⅰ矿(化)体宽4～8 m，控制长约200 m，主要矿化为铅矿化，伴有锌矿化及银富集。BT01中Pb平均品位1.15%，最高品位2.4%，Zn品位为0.32%～0.13%；BT02中Pb平均品位0.23%，Zn品位为0.17%～0.23%。该异常区是寻找热液型铅锌多金属矿的较有利地段。

(2)大峰山异常区。面积18.43 km2，异常元素以Pb、Zn、Ag为主，伴随Mo元素异常。异常总体呈北西向条带状。Pb、Zn、Ag元素异常基本套合，位于综合异常区的中部。异常具有1个明显的浓集中心，由Ag、Pb、Zn组成,Pb、Ag具有异常中带、内带，Pb、Ag最高值分别为918，1.33 μg/g。Zn具有异常中带，最大值为587 μg/g 。异常查证中发现3处矿化体，Ⅰ矿化体控制厚度为2 m，为1处铅锌金多金属矿化体。Pb平均品位为0.25%，Au品位为0.19 g/t;Ⅱ矿(化)体控制厚度为3.5 m，控制长约为200 m，为1处铅锌金多金属矿化体。Pb平均品位为0.40%，Zn品位0.25%，Au最高品位0.15 g/t；Ⅲ矿化体Pb平均品位为0.19%，Zn平均品位0.29%，厚约4.2 m；该区具有较好的热液型铅锌多金属矿找矿前景。

3.5 福山深成岩体热液型钨锡多金属矿找矿远景区

该远景区面积约70.5 km2,主要出露南园组火山岩，燕山晚期正长花岗岩，且有梨山组沉积岩小面积出露。异常区内构造发育，以北东向及北西向断裂为主，局部小斑岩体沿断裂侵入。

异常元素以Sn、Ag、Pb、Zn、W、Mo、Bi为主，伴随As元素异常。异常总体呈不规则状。Ag、Cu、Pb、Zn、Mo元素异常基本套合分别位于综合异常区的中部，W、Bi元素异常基本套合位于综合异常区的西南部，Hg、Mn元素异常基本套合位于异常区的北部。异常具有3个明显的浓集中心，分别由Ag、Cu、Pb、Zn、Mo，W、Bi及Hg、Mn组成。W、Sn、Bi具浓度内带，最高值分别为85.06，192.92，44.25 μg/g，Ag、Cu具异常中带，最大值分别为1.02，153.90 μg/g。此外，该远景区北侧有1处单点金异常，为研究区最高值528.12 ng/g。该异常区是寻找W、Sn深成岩体热液型矿重要地段。

3.6 大小矾山火山热液型金多金属矿找矿远景区

该远景区面积约为85 km2,出露地层为侏罗世南园组、漳平组、白垩纪黄坑组，区内有大矾山，小矾山2个火山口，区域内环状断裂、放射状断裂发育*福建省地质调查研究院，福建平和大小矾山地区矿产远景调查报告，2014。。该远景区有2个综合异常区。

(1)大矾山异常区。异常元素组合为Au、Ag、Sb、As、Pb、Zn,以Au为主，伴随Ag、As元素异常。综合异常中部Au、As、Sb异常套合明显，Au、Ag具有异常内带，As、Sb具异常中带。Au、As、Ag、Sb最大值分别为11.72 ng/g，53.23，3.07，2.06 μg/g。区内水系沉积物异常、激电中梯测量、土壤测量成果显示检查区有较好找矿远景。区内成矿地质条件、控矿因素、蚀变类型与紫金山铜金矿相似，是寻找“紫金山式”铜金多金属矿的有利地段。

(2)小矾山异常区。异常元素组合以Au、As、Sb为主，伴随W、Cd元素异常。Au具浓度内带，最高值为9.12 ng/g，As、Sb具异常中带，最大值分别为47.8，2.03 μg/g。Au、As、Sb异常套合明显。经前期金异常查证工作，初步圈定出金矿化体3个。矿化体产于南园组第二段的酸性火山碎屑岩中，为含金黄铁绢英岩脉体，呈脉状、透镜状产出，长30～80 m、宽1～5 m，矿石Au平均品位 0.11 μg/g，小矾山深部可能存在铜多金属矿。区内以Cu、Au元素为主的异常属“低缓、弱小”异常，可能是地下盲矿在地表的信息显示，围岩蚀变强烈、略具分带性。该区深部可能存在铜多金属矿，是寻找“紫金山式”铜金多金属矿的有利地段。