智利AF矿区土壤地球化学异常特征及找矿方向

贺笑余，王小高，李 丽，刘永贺

（1．河南省有色金属地质勘查总院，郑州 450052；2．河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室，郑州 450052；3．河南省地矿局第二地质矿产调查院，郑州 450052）

智利AF矿区土壤地球化学异常特征及找矿方向

贺笑余1，2，王小高1，2，李 丽3，刘永贺1，2

（1．河南省有色金属地质勘查总院，郑州 450052；2．河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室，郑州 450052；3．河南省地矿局第二地质矿产调查院，郑州 450052）

介绍了智利AF矿区的土壤地球化学异常特征，结果显示在SOLE地区具有斑岩型铜矿的地球化学特征，槽探揭露显示铜矿化较好。结合矿区所处的成矿带位置及地质特征，分析认为AF矿区具有寻找斑岩型铜矿的前景。建议下一步在SOLE地区开展物探和钻探工作，对深部矿化情况进行了解、验证，以对矿床成因类型、找矿前景做出进一步判断。

土壤地球化学；异常特征；找矿方向；智利

0 引言

利用土壤地球化学测量，能进一步明确找矿方向，圈定找矿靶区，为判别矿床成因类型提供依据。通过对各种土壤地球化学异常结合地质特征进行评价，是发现矿体的有效途径。由于其具有经济、快速、高效的特点，在地质找矿中发挥着越来越重要的作用。

智利共和国地处南美大陆西缘，太平洋东岸I级铜成矿带上，素有“铜的王国”之称。作者在智利共和国AF矿区开展了土壤地球化学测量工作，取得了较好地应用效果，进一步确定了找矿靶区，结合矿区相关地质特征，初步探讨了成因类型和找矿方向。

1 地质概况

AF矿区位于智利北部－秘鲁南部中安第斯海岸科迪勒拉IOCG成矿带的东侧向智利著名的晚始新世－渐新世（43～31 Ma）斑岩型铜矿带过渡地带［1－2］，在地理位置上位于智利北部弧后中央盆地。矿区主要出露一套白垩系上统安山岩、安山质凝灰岩、英安质凝灰岩、安山质火山集块岩组合，局部有第四系。

矿区位于拉·里卡断裂带和比库尼亚断裂带中间，蒂埃拉斯布兰卡破火山口北侧，环形构造发育（图1）。区内近南北向、北北东向、北东向次级构造发育。近南北走向的断裂构造主要分布在矿区西部，北东走向的断裂主要分布在矿区中部。这些断裂为矿液的运移和成矿元素的富集提供了通道和储矿空间。

区内岩浆活动较为频繁，自中生代以来均有表现，具有多期次性特点。主要侵入岩有古新世－早始新世黑云角闪石英闪长岩，早白垩世黑云角闪石英二长岩，晚始新世闪长岩等。

2 自然景观特征及工作方法的选择

矿区位于智利北部干旱半荒漠地区，一年降水3次～4次并集中于冬季，年平均降雨量78．5 mm，蒸发量是降雨量的2倍。年平均气温在13℃～18℃，区内干旱缺水，沟谷干涸，植被稀少，仅沿沟谷地带发育少量灌木。

矿区以物理风化为主，A层发育较差，B层发育较好，部分地段基岩出露较好。元素主要以机械晕的形式搬运，因此，选择了以土壤作为采样介质，在矿区开展了1∶10 000土壤地球化学测量工作，网度100 m×40 m，采样密度250个／km2。参照邻区化探资料，本次土壤采样粒级定为－40目。

3 土壤地球化学异常特征

3．1 异常下限值的确定及元素数据特征

对原始数据进行统计学分析表明，原始数据对数值基本符合正态分布。因此本次异常下限值的确定采取原始数据对数值剔除特高值后，对数背景平均值加2倍的对数标准离差求得对数异常下限，然后取反对数的方法确定。各元素异常下限值及元素数据特征见表1。

图1 AF矿区区域地质－构造简图Fig．1 Regional geology and structure map in AF deposit

1．古新统火山杂岩；2．上白垩统陆相火山沉积岩；3．中白垩统陆相火山沉积岩；4．下白垩统海相火山沉积岩；5．蒂埃拉斯布兰卡破火山口；6．亚侬培拉达破火山口；7．康多利亚克破火山口；8．中－上始新统闪长岩；9．古新统－下始新统花岗闪长岩；10．上白垩统花岗闪长岩；11．中白垩统闪长岩、二长岩；12．热液蚀变区；13．断层；14．矿区范围

表1 土壤测量元素异常下限及元素数据特征表Tab．1 Anomaly threshold of soil geochemical survey and the characteristic of the element data

从表1可以看出，主要成矿元素Cu、Au、Ag、Pb、Zn的富集系数均大于“3”，呈强富集状态，Mo元素的富集系数也大于“2”，达到了明显富集的水平，只有Sn元素小于“1”，呈低背景贫乏分布。结合元素变化系数及铜异常异常下限综合考虑，表明该区具有较好地寻找铜金多金属矿床的前景。Cu元素地球化学图如图2所示。

3．2 单元素异常特征分析

3．2．1 铜元素异常分析

全区Cu元素最小值为37．10×10－6，最大值为3 358×10－6，相差90倍。平均值217．07×10－6，标准离差为291．73，富集系数为8．68，变化系数为1．34。表明Cu元素在该区呈极强富集和强分异分布，成矿条件有利。如图3所示，Cu异常面积较大，呈近似等轴状形态，浓度分带清晰，浓集中心明显。异常区主要位于SOLE1、SOLE2和ACUARIO1三地，异常面积分别为193 600 m2、139 300 m2、52 100 m2，其中SOLE1和ACURARIO1所处地层单元为中始新统的闪长岩—Eih（a），Cu异常与岩体套合较好，尤其在SOLE1区域Cu元素异常外带与出露岩体基本吻合，推测铜异常应该是由该处的闪长岩体引起，因此在该区寻找铜矿时应对该类闪长岩体引起重视。

3．2．2 金元素异常分析

图2 Cu元素地球化学图Fig．2 Cu element geochemical map

图3 Cu元素土壤地球化学异常图Fig．3 Cu anomaly of the soil geochemical survey

图4 Au元素土壤地球化学异常图Fig．4 Au anomaly of the soil geochemical survey

Au元素最小值为0．9×10－9，最大值为177．6 ×10－9，相差197倍，平均值为5．57×10－9，标准离差为8．93，富集系数为3．09，变化系数为1．60，呈极强富集和强分异分布。从图4可以看出，Au异常分布面积较广，浓集中心主要位于ACUARIO1、INDIA 2和SOLE2附近。其中ACUARIO1附近异常规模大，浓度梯度变化明显，呈近南北向带状分布。后经异常查证发现有数条民采金矿脉呈近南北向分布，金异常与该区附近近南北向断层关系密切，受构造控制。INDIA2附近发现有小规模民采，另SOLE2附近的异常呈串珠状，虽然浓度梯度变化不明显，仅有外带，但是异常面积较大，应引起重视。该异常位于一碎裂角砾岩筒外接触带附近，异常查证发现附近硅化蚀变比较强烈，推测Au异常与角砾岩筒有关。

3．3 元素组合分带特征

为了解成矿过程中各元素的组合关系，将全区各元素数据做了R型聚类分析见图5。在r＝0．23的相似水平下，可将元素分为三类：①为以Au、Ag、Sb、Pb、Zn、Mn、As、Ba为代表的中低温热液元素，W和Bi一般为高温热液元素，但R型聚类分析结果却将其归为了该类，推测可能与该区热液活动的多期次性造成部分性质差异较大的元素叠加有关；②以Sn为代表的高温热液元素；③以Cu和Mo为代表的中高温元素组合。

图5 R型聚类分析谱系图Fig．5 R－mode cluster analysis dendrogram

该区元素具有水平分带性特征，从图7可以明显看出，元素自SOLE1和SOLE2附近向外呈现出（Cu＋Mo＋Au＋Ag＋W）-Pb－Mn-Sb的水平分带序列，具斑岩型铜矿地球化学水平元素分带特征。

3．4 综合异常的评价

采用规格化面金属量（NAP）法［3］，对矿区12处综合异常规模进行了评序，其中主要几处异常评序结果见表2。

表2 土壤地球化学异常评序结果表Tab．2 Review order result of the anomaly of the soil geochemical survey

由表2可知，SOLE地区两处综合异常，元素组合复杂，异常强度极高，在多参数正规化评序中位居前两位，具有较好的寻找Cu、Mo矿床的潜力。地表填图发现，SOLE1闪长岩体中有一民采小坑，采出的部分矿石具细脉浸染状特征，含矿细脉密度可达80条／m～160条／m，局部矿石含磁铁矿（图6）。整个SOLE1闪长岩体，裂隙较为发育，裂隙面中一般均有不同程度铜矿化，具有一定的斑岩型矿化特征。

SOLE1闪长岩体岩石为灰、灰白色，具斑状结构、块状构造，斑晶主要为斜长石，并表现出较为强烈的钠长石化，显示出了该闪长岩体可能形成于浅成或超浅成环境，该区部分地段黑云母化发育。另外在SOLE2碎裂角砾岩体附近网脉状石英广泛发育，见有黄色石英晶簇和黑色电气石，主要蚀变有绢云母化、粘土化。距SOLE1闪长岩体南西方向约500 m～1 000 m范围内，硅化、黄铁矿化、绢云母化发育，接近地表部分氧化为褐铁矿，该处产有多条北北东或近南北向脉状金矿脉，距地表约30 m以上已被采空，再往外部分区域高岭土化蚀变强烈，原岩已分辨不清；向南东约1 000 m以外的安山岩中绿泥石、绿帘石化蚀变强烈，并伴随碳酸盐化，可见多条方解石脉发育，其中规模最大的一条方解石脉宽约0．5 m～1．5 m，延伸约300 m。因此，以SOLE1闪长岩体和SOLE2碎裂角砾岩体为中心，向外约2 km内呈现出了钠长石化黑云母化－石英绢云母化－泥化－青磐岩化的围岩蚀变分带特征，与斑岩铜矿的蚀变分带特征吻合。综合考虑该地区的土壤地球化学分带特征和地质特征，认为SOLE地区综合异常应为矿致异常，具有一定的寻找斑岩型铜矿的前景。

ACUARIO地区，元素组合相对简单，评序结果排名第5。该区有多条废弃的民采金矿脉，与异常特征吻合。因此，应将该区作为寻找金矿的靶区。

图6 SOLE1地区矿石特征Fig．6 Ore characteristics in SOLE1 area

EMA地区两处综合异常，元素组合复杂，异常强度较高，分居评序结果中的第3、4位，从元素组合特征来看，该区具有一定寻找Pb、Zn、Ag矿的前景，在后续工作中，应注意加以评价。

3．5 异常查证

结合化探异常与地质填图工作，在SOLE1地区开展了槽探工程揭露。经揭露，矿化主要赋存在破碎的岩石裂隙面中，主要矿石矿物为孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿，脉石矿物为钠长石、石英、碳酸盐矿物等。分析结果表明，铜品位界于0．07%～2．15%之间，其中TC005铜品位大部分集中在0．07%～0．44%之间，铜品位相对较低，但品位达到0．2%的样品水平厚度达52 m。分析其原因可能是由于地表氧化淋滤作用导致贫化所致。将品位达到0．2%以上的样品圈连，得到一个近北东向铜矿（化）体（图7），长约300 m，宽约20 m～50 m。

在SOLE2地区，开展槽探工作，部分样品铜品位达到了0．2%以上，金品位也在54×10－9以上，进一步指示了该区具有较好的找矿前景。

4 找矿方向

智利安第斯成矿带，斑岩铜矿形成时代分别集中于白垩纪（132～73 Ma）、古近纪（65～50 Ma）、始新世－渐新世（43～41 Ma）、中新世（23～12 Ma）和晚中新世－上新世（12～4 Ma），其中始新世－渐新世（43～41 Ma）形成斑岩铜矿最为重要，发育非常多的巨型斑岩铜矿，共有22 000*104t铜资源量［4］。太平洋洋壳向南美大陆板块俯冲和倒转，诱发了始新世－上新世中酸性斑岩的侵位和斑岩铜矿的形成［5］。已有大量研究表明：斑岩型矿床在时间和空间上均与中酸性斑状浅成侵入体有关［6］。AF矿区SOLE1地区出露的闪长岩体，地质年龄为41～34 Ma，与始新世－渐新世斑岩型铜矿形成时代吻合。

据相关资料显示［7］，在墨西哥、巴拿马、布干维尔、加拿大西部、俄罗斯巴尔喀什湖北部等地斑岩型铜矿发现中，化探特别是次生晕测量起了较大的作用［7］。

本次土壤地球化学测量工作，已显示出初步的找矿效果，该区出露多个闪长岩体，尤其是SOLE1闪长岩体呈现面状矿化特征，土壤地球化学测量结果显示，以该区域为中心，向外1 km～2 km范围内，地球化学元素呈现出了较为典型的斑岩型铜矿水平元素分带特征，地质填图成果也显示出了典型的斑岩型铜矿水平蚀变分带特征。结合矿区的土壤地球化学异常特征及地质特征，初步认为在SOLE地区具有寻找斑岩型铜矿的前景。

图7 AF矿区地质化探综合图Fig．7 General map of the Geology and Geochemistry in AF deposit

鉴于SOLE地区铜、金异常规模较大，异常评序结果排名位于前列，因此，应将SOLE地区作为工作重点，寻找斑岩型铜、金矿。同时，亦应注意在后续工作中，对评序结果排名第3、4位的EMA地区寻找Pb、Zn、Ag矿，排名第5的ACUARIO地区寻找脉状金矿的综合评价工作。

5 结论

智利AF矿区土壤地球化学异常特征显示，铜异常主要分布在中始新统闪长岩Eih（a）内及其外接触带附近。尤其在SOLE地区浓集中心明显，浓度分带清晰，具有斑岩型铜矿的元素水平分带特征，结合矿区地质特征，认为该区具有一定的寻找斑岩型铜矿的前景。

建议下一步在SOLE地区开展物探和钻探工作，对深部矿化情况进行了解，验证是否往深部会出现矿化增强和矿脉变宽成体的趋势，以对矿床成因类型、找矿前景作出进一步判断。

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Soil geochemical anomalies characteristics and the exploration direction discussion of AF deposit in Chile

HE Xiao-yu1，2，WANG Xiao-gao1，2，LI Li3，LIU Yong-he1，2
（1．Henan Institute of Non-ferrous Metal Exploration，Zhengzhou 450052，China；2．Key Laboratory of Deep Ore-prospecting technology Research for Non－ferrous Metals of Henan Province，Zhenzhou 450052，China；3．No．2 Institute of Geological＆Mineral Resources Survey of Henan，Zhenzhou 450052，China）

This paper introduced the soil geochemical anomalies characteristics of AF deposit in Chile．The results showed that SOLE region has geochemical characteristics of porphyry copper deposits．Considering the metallogenic belt in which the deposit locate and the geology characteristics，the genetic types of deposit is thought to be porphyry type in this area．Geophysical survey and drilling are proposed to get the mineralization information of the depth in SOLE region，and then to judge the genetic types of the deposit and the exploration prospecting more clearly．

soil geochemistry；anomaly characteristics；exploration direction；Chile

P 632．＋1

A

10．3969／j．issn．1001-1749．2014．05．22

1001-1749（2014）05-0634-07

2014-01-18 改回日期：2014-07-23

贺笑余（1982－），男，工程师，主要从事地质勘查及研究工作，E-mail：43571649＠qq．com