烃汞综合气体测量在广西冷富金矿的找矿试验研究

许仲威

(浙江省有色金属地质勘查局，浙江 绍兴 312000)

近些年来，随着矿产勘查的发展和找矿工作的不断深入，我国大部分地区，尤其是东部地区的地表矿和浅埋矿发现的概率越来越低，在现有的矿山深边部或者在较厚层覆盖区寻找盲矿床已成为现在和今后的主攻对象，而随着找矿目标体产出环境的改变，传统的地球化学勘查方法由于反映深度较浅，越来越不能满足新的找矿需要，开发一些反映较大深度以及有效的找矿勘查新技术已势在必行。为此，本文依据烃汞气体组分挥发性强、迁移距离远、与金属矿床存在一定成因关系等特点［1～6］，开展烃汞综合气体测量技术在大瑶山地区寻找深部隐伏矿的找矿试验研究，结合矿床形成的地质背景，为该地区的地质找矿和深边部的矿体定位预测工作提供技术支撑。

1 区域地质背景

矿区属南华准地台桂中—桂东台陷区的大瑶山隆起带，即大瑶山成矿带。矿区位于加里东期近南北向断裂和东西向断裂交汇处、近东西向区域性大断裂三江圩—大梨逆断层东端。

矿区地层出露简单 (图1)，由老到新主要为寒武系水口群中亚群 (∈sh2)的灰绿色中细粒长石石英砂岩夹灰绿色粉砂质页岩、页岩;寒武系黄洞口组 ()灰、灰黄色、棕红色粉砂岩、细—中粒砂岩与页岩、炭质页岩互层;其次见覆盖于地表的第四系 (Q)。

矿区处于区域近东西向褶皱六堡复式背斜和狮寨复式向斜之间，应为六堡复式背斜的南翼或狮寨复式向斜的北翼的南东翼，地质构造简单，地层总体倾向南东，寒武系黄洞口组 ()在矿区内地层界线呈舒缓波状上覆于寒武系水口群中亚群 (∈sh2)之上。局部受断裂的影响，地层产状变陡。

区域上，矿区位于北东向博白至岑溪深大断裂和北西唐山—仁德和富裕—隆盛断裂以及六堡复式背斜西隆起端与北东向罗岭—镇南街逆断层交汇之处。矿区的断裂主要为近东西向的F1、F2、F3、F4，矿体主要受F1断层控制。

矿区范围内岩浆岩活动较弱，以加里东期的中酸性侵入岩为主，岩体多为花岗闪长 (斑)岩，为浅成、超浅成环境的岩体，其形态复杂;岩体分布在区域的西部和东部;岩体的分布明显受断裂控制，主要岩体有陈塘、大塔顶、古袍 (湾岛)等岩体。

2 烃类组分地球化学背景分析

图1 矿区地形地质简图Fig.1 Topographical Geological Sketch Map of Orefield

(1)在烷烃中，甲烷含量最高，达到3.23μL/kg，其它烷烃类含量都较低在0.05μL/kg～0.16μL/kg内。在烯烃中，乙烯的含量最高，达到3.20μL/kg。总的来说，烃类组分含量普遍较低。

表1 冷富金矿区土壤中各烃类组分地球化学参数Tab.1 Geochemical Parameters of Various Hydrocarbon of Soil in Lengfu Au Orefield

(2)各组分的变异系数处于0.25～0.56之间，说明背景背景值变化较均匀。

综上所述，研究区背景场中，烃类组分含量并不高，变化也较均匀，不管是烯烃还是环烃，它们对由于成矿而引起的异常都不会形成干扰，可用烃类组分作为找矿预测的指标。

3 已知矿区烃汞组分异常规律

3.1 不同地质体中烃汞组分变化规律

为了明确烃类组分是否参与了研究区的成矿过程，对矿体周围的土壤和岩石的烃类组分进行研究(表2)。

表2 冷富金矿区不同地质体中烃汞组分含量平均值Tab.2 Hydrocarbon Mercury Average of Different Geological Body in Lengfu Au Orefield

结果发现:

(1)与未蚀变围岩相比，金矿体和蚀变围岩中烃类组分和Hg的平均含量较高，形成这种现象的原因有可能是后期成矿热液改造的结果。

(2)吸附相态汞 (Hg)与烃类气体组分刚好相反，在金矿石中含量最大，然后从矿体→强蚀变围岩→弱蚀变围岩含量逐渐降低，形成吸附相态汞 (Hg)在矿体中心最高，往外是烃类组分含量高，这样吸附相态汞 (Hg)与烃类组分形成很好的镶嵌结构。

实践经验告诉我们，基层社区矫正心理矫治工作重在应用。北辰区司法局提出了司法所做好社区服刑人员心理矫治引导工作“三步曲”。一是教育打夯，主要任务就是要让社区服刑人员对心理健康的认识从无到有、由少聚多，使心理健康教育工作得以顺利进行。二是信任构架，主要任务就是矫正工作者与社区服刑人员建立相互信任的关系，减少掩饰性，使心理测评工作得以顺利进行。三是信息填充，主要任务就是尽可能全面地收集有关社区服刑人员的信息，通过观察、谈话、走访等途径鉴别社区服刑人员的言语诉说和行为表现是否表达了内心的真实想法，去伪存真，使心理干预工作得以顺利进行。

(3)由于受到风化作用的影响，岩石中的烃类组分会在风化过程中散失得严重。这从广西冷富金矿的岩石与土壤的烃类组分含量平均值比较可以得知［6］。

以上结果表明，虽然不同金矿床的成矿物质来源、物理化学条件、赋矿围岩特征及所处的大地构造背景不同，但是有机物或多或少参与了整个成矿作用过程，这从一个侧面反映出不同的金矿床在不同程度地存在有机烃气异常源。而烃类组分在成矿过程中在不同阶段的表现特征，关系最为密切的则是成矿温度的高低。在成矿初期，由于温度较低，有机物大多表现为原始有机碳的形式吸附各种金属离子，导致了金属物质的初始富集 (矿源层)，这种作用在大量的沉积型矿床中表现尤为明显。在成矿元素形成过程中，随着温度升高，原始有机质因热解作用而产生分解，形成各种烃类组分［1］。

正是因为有机物在不同温度条件下的激烈相变，特别是在岩浆和中高温的热液阶段，有机物大量转化为烃气，再加上烃类气体组分活动性强，容易散失，导致研究者经常忽视有机质在成矿过程中的所起的重要作用，在其研究也较为浅薄。综上所述，由于受到成矿溶液充填、交代成矿及溶液冷却过程中的热力和内压力的驱动作用，烃类组分会不停地向周围的围岩进行扩散。但因各矿床的成矿特点不同、围岩性质、围岩的裂隙发育程度的差异以及不同的组分或元素之间的具有各自特点等方面的制约，烃汞和微量元素在不同金矿床的异常分布特征不尽相同。但总体上，因为烃汞气体所拥有的高蒸汽压与低沸点的的特点，让它们的迁移能力和穿透能力远远超过了其它的微量元素。随着金属成矿作用过程中，会受到不同浓度差和压力的影响，由于烃汞气体性质的特殊性，它们以矿体为中心，慢慢向外扩散迁移，能够穿透厚厚的上覆围岩到达地表的土壤中，因此就在矿体两端的上方和附近的围岩形成一个现仍然存在的以矿化体为中心，汞 (Hg)为实心、烃类气体围绕其周围的综合晕圈异常场［1］。因此，在金矿的找矿勘查中，利用烃汞综合气体测量技术不仅仅是具有理论依据，而且还是非常适用的。

3.2 已知矿上方土壤各组分 (元素)异常特征

为了进一步明确烃汞综合气体组分和某些微量元素在冷富金矿的垂向分布规律及其在已知矿上方土壤中分布规律及烃汞综合气体测量技术在冷富金矿区找矿潜力评价的有效性，沿冷富金矿Ⅰ号矿体01勘探线地表进行了土壤试验剖面 (图2)。

(1)在矿体地表出露点附近 (L8、L9号采样点)，微量元素As、Sb均为单峰异常;As峰值高达32.2×10-6，为异常下限 (12×10-6)的3倍;Sb峰值达5.5×10-6，为异常下限 (1×10-6)的5.5倍;Zn、Cu、Mo、Co、Ni、Mn则呈现出负异常。而烃类组分，无论是烷烃还是烯烃，均存在明显的高值异常。

(2)吸附相态汞在矿体上方L9号采样点显示非常明显的单峰异常，为异常下限 (30×10-9)的4.4倍。

(3)烃类组分中，不管是烷烃还是烯烃，均在矿脉两侧的L7～L10号采样点之间形成较为对称的对偶双峰异常，通过调查研究发现，烷烃和烯烃在L7～L10号采样点之间形成的对称对偶双峰异常，它与该矿区已知矿体的赋存部位相对应。

(4)随着矿体埋深的增加，当埋深达40m时，微量元素Ag、Pb、Bi、Zn、Cu、Mo、Co、Ni、Mn、Hg、As、Sb基本都没有异常反映;而烃类组分不管是烷烃还是烯烃，均在L10号采样点附近存在明显的高值异常。

以上特点说明，当矿体埋深小于20m时，微量元素As、Sb和烃类组份烷烃和烯烃类均存在较高值的异常;当矿体埋深大于50m，微量元素含量较低，基本无异常反映，而烃类组分则存在非常明显异常峰，从剖面图上看，矿化体主要富集在烃类组分两个异常峰中间的低值区，这种镶嵌结构现象非常明显［7～9］。这也表明，烃汞综合气体测量技术对相对埋深大于50m甚至上100m的深部矿体寻找起到重要的作用。

图2 冷富金矿Ⅰ号矿体01勘探线地质化探剖面图(注:Au、Hg的单位为×10－9，As的单位为×10－6，烃类单位为×μl/kg)Fig.2 Geological Geochemical Exploration Section of Exploration Line 01 of Orebody 1 of Lengfu Au Deposit

3.3 找矿标志

通过对冷富金矿区域地质背景、矿区矿床地质地化特征、控制矿体的形成的原因等研究，结合前面已知矿体上方土壤各元素异常展布特征及建立的冷富金矿各元素地球化学异常分带理想模型，得出以下地质找矿标志和地球化学找矿标志。

(1)地质标志

①矿区压扭性断裂附近派生的更次一级北西或北东向断裂破碎 (裂)带是本区含金多金属矿体主要容矿赋矿构造，是找矿的重要构造标志。

②含金多金属矿化带有较强硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、绿泥石化，是找矿的重要标志。

(2)地球化学标志

①当As、Sb出现高异常时，表示已经非常接近矿体。

②如果Au含量远远小于0.1g/t，此时有矿尾晕Ni、Co等元素形成高值异常，指示深部有盲矿体存在的可能性非常低。

③当Au与As、Sb、Pb、Ag、烃类组分都出现高异常，而矿尾元素Co、Ni异常较弱，表示矿体往深部还有一定的延伸或深部可能存在盲矿体。

④如果矿前晕元素Au、As、Sb、Pb、Ag异常较弱，而不管是烷烃还是烯烃都形成高值异常区，表示深部的找矿潜力较大。烃类气体的高值异常峰分布于矿体的头尾的两侧，两高值峰之间的较低异常区则是矿体的赋存部位。

⑤当Hg、烃类等矿体前缘晕指示元素与尾晕特征元素Mn、Ni、Bi等同位出现形成前尾晕叠加的反分带序列，同时又出现了Pb、Zn、Cu等近矿体晕异常，深部可能存在盲矿体。

⑥As、Sb等矿头晕指示元素与Ni、Co等尾晕元素形成头尾晕叠加的反分带序列，同时出现的还有主成矿元素Au，异常强度较高，表明已经非常接近下部隐伏矿体。

4 结论

(1)通过在冷富金矿坑道及地表实地考察，岩石和土壤中烃类组份分析发现，研究区内在成矿过程中确实存在烃汞综合气体的参与，烃汞综合气体可作为该区找矿预测的重要指标，烃汞综合气体测量技术在大瑶山成矿带评价金矿完全适用。

(2)对矿石、岩石进行烃汞气体组分分析发现，在金矿的成矿过程均不同程度地存在烃类组分的参与，至今仍存在很高的烃气含量，差不多上万μL/kg。另一方面，对矿体周围附近的围岩或矿体上方的土壤进行烃汞组分测量的结果表明，矿体周围扔存在烃汞综合异常带，这充分表明利用烃汞综合气体测量技术开展金矿找矿评价具有坚实的理论基础。

(3)烃类组分中，无论是烷烃还是烯烃在已知矿体的周围及上方土壤中均有显著的异常反映，在空间上烃类组分异常与金异常有明显的分带。首先是在平面上表现为烃类环带异常内侧的低值区正好是金矿化体的富集区，在剖面上表现的为矿化体主要赋存在烃类组分两高值异常峰之间的低值区，它们之间形成明显的镶嵌结构。

(4)根据已知矿上方土壤各组分 (元素)的异常展布特征，并结合矿体形成的地质条件，总结了找矿标志，这些找矿标志为在大瑶山成矿带寻找金矿提供了一定的依据。

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