广西田东县那矿金矿区地质与地球化学特征及找矿方向

黄 美，刘战庆，吴立河，庞保成，梁力杰，黎译阳

(1.桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室地球科学学院，广西桂林 541004；2.广西壮族自治区区域地质调查研究院，广西桂林 541003)

广西田东县那矿金矿区地质与地球化学特征及找矿方向

黄 美1，2，刘战庆1，吴立河1，2，庞保成1，梁力杰2，黎译阳2

(1.桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室地球科学学院，广西桂林 541004；2.广西壮族自治区区域地质调查研究院，广西桂林 541003)

广西田东县那矿金矿位于滇黔桂金三角，属于卡林型金矿。本文在对那矿金矿区进行1∶10000地质填图的基础上，基本上查明了其成矿地质背景，结合1∶10000土壤地球化学测量，选取Au、As、Sb三种元素为成矿指示元素。通过土壤地球化学数据分析，对矿区内指示元素异常的特征、分布与地质现象进行对比分析，进行异常解释评价。研究结果显示:那矿金矿区中三叠统百逢组中上部粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩是赋矿层位；坡表谷背斜与坡表谷断裂的复合部位为成矿有利部位；硅化、(褐)黄铁矿化、毒砂矿化、高岭石化、绢云母化、碳酸盐岩化等蚀变为金的矿化标志；圈定的Ⅰ号异常带是矿致异常，其Au元素异常规模大、品位高，是该区找矿的重点靶区。

广西那矿 卡林型金矿 地球化学 找矿靶区

Huang Mei，Liu Zhan-qing，Wu Li-he，Pang Bao-cheng，Liang Li-jie，Li Yi-yang.Geological and Geochemical characteristics and prospecting direction of the Nakuang gold district in Tiandong County，Guangxi Province[J].Geology and Exploration，2016，52(5):0854－0864.

0 引言

卡林型金矿又称为微细粒浸染型金矿，一般产于沉积岩及浅变质沉积岩中，赋矿岩石主要为碎屑岩及碳酸盐岩，具有以中低温的矿物共生组合和围岩蚀变特征，所含金的粒度多为次显微－显微级。20世纪60年代首次在美国内华达州卡林地区被发现，我国于20世纪60年代在湖南衡东寻找汞矿时就发现此类金矿，但因未见明金不易提取，未被重视。直到20世纪70年代末到80年代初，国内陆续发现了大量此类矿床，如陕西双王、二台子金矿，四川东北寨、桥桥上金矿，甘肃拉尔玛、李坝金矿，贵州板其、丫他金矿，云南杂村、革档金矿，广西金牙、高龙金矿等。目前，国内外众多地质学家对卡林型金矿的地质特征、元素分布特征、金的赋存状态、矿床成因、地球化学特征、分布规律、预测方法等方面已进行了大量研究(Radtke et al.，1980；谭延松，1980；刘东升，1983；蔡长金等，1991；刘东升等，1994；关广岳等，1994；中国科学院黄金科技工作领导小组，1994；朱裕生等，1997；王疆丽等，2014；海涛等，2014；严新泺等，2015)。1981年李正海进行高龙锑矿普查时首次发现了桂西北地区的微细粒型金矿。有关桂西北微细粒浸染型金矿床的研究认为：由内生成矿作用形成的原生金矿体，中三叠末期构造运动使其暴露地表遭受风化剥蚀，含金硫化物遭到风化后，受温度、水、CO2、pH值、Eh值、氧化铁硫杆菌等因素共同作用，分解的同时剥落出成矿物质金，一部分金被地表条件下稳定存在的氧化物类物质吸附而稳定地存在于氧化带中。此类金矿的颗粒细小，难以辨认，其矿体的勘查及圈定必须借助于地球化学的方法才能实现。地球化学法是按一定的比例尺要求，系统采取岩石、土壤、水系沉积物、生物等的样品，分析其中的金及伴生指示元素的含量，评价或显示金的异常区，达到找金矿的目的。实践证明，地球化学在找金矿具有良好的找矿效果(赵祚永等，1998；胡西顺等，2005；罗应坤等，2009；黎译阳等，2012；郭甲一，2014)，而对于微粒浸染状的卡林型金矿，尤其离不开地球化学方法。

图1 那矿金矿区区域地质图Fig.1 Regional geologicalmap of the Nakuang gold ore area

那矿卡林型金矿区位于广西田东县境内，以往的区域地质矿产调查、区域化探扫面以及化探异常查证工作圈定了Au、As、Sb水系沉积物地球化学低缓异常区，并在矿区内发现了金异常1处及金矿(化)体1条，具有较好的找矿前景。本文在1∶10000地质填图和1∶10000土壤地球化学测量的基础上，通过对那矿矿区地质特征、地球化学特征进行详细分析，结合以往工作及研究成果，对该矿区异常进行解释评价和找矿预测，为在该区勘查卡林型金矿提供地球化学依据。

1 区域地质

那矿金矿区位于田东县东偏南约20km处。区域上位于右江再生地槽中，田东孤立碳酸盐岩台地东部(图1)。区域上出露的地层有泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系、古近系、第四系。其中，中三叠统百逢组在桂西微细粒浸染型金矿含矿层位中占主导地位(张朝斌等，2008)。在该层位已经发现了不少金矿床，如广西凤山金牙大型金矿床(钱定福等，1988)、广西田林高龙中型金矿床(陈宏毅等，2012)、广西凌云逻楼金矿床(黄永全，1985)、广西巴马料屯中小型金矿床(陈懋弘等，2014)、广西乐业浪全金矿(解庆林等，1999)、林旺金矿(张人人等，2011)等，具有工业价值的该类金矿，主要产于中三叠统百逢组中上部的浊积岩层中。含金岩石为粉砂质泥岩、碳质泥岩、泥岩、含砂－泥质白云岩及泥质粉砂岩中(方道年，1991)。区内岩浆岩主要有基性辉绿岩。区域地质构造活动强烈，构造线总体为北西－南东向，主断裂为隆林－百色－南宁大断裂(又称右江断裂带)，区内发育的北西向断裂与大断裂平行或近似平行展布。

2 矿区地质

2.1 地层

那矿金矿区内出露地层主体为中三叠统百逢组第二段、第三段(图2)。百逢组第二段(T2bf2)岩性主要为矿化蚀变的砂泥岩组合，第三段(T2bf3)为一套层理较发育的薄－中层粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩夹中薄层状砂岩、泥质粉砂岩。

2.2 构造

矿区范围内地质构造主要由一轴迹北西向延伸的坡表谷短轴背斜和北西向、北东向两组断裂构造。

坡表谷背斜为矿区内主体褶皱构造，核部属不对称短轴背斜，走向呈北西向，向北西倾伏。其轴迹在平面上呈S型的舒缓波状展布。核部地层为中三叠统百逢组第二段，两翼地层分别为百逢组第二段第三亚段、百逢组第三段。背斜核部由小型背向斜组成，而且倒转，外部正常，褶皱长1000～1500m，宽3000～5000m，翼部岩层产状一般较平缓，轴部南翼较陡而且倒转。北翼岩层产状缓，倾角10°～30°，远离核部(翼部地层倾角为43°～60°)。褶皱轴面多倾向北东，倾角为65°～75°。总体构造走向呈北西－南东向，同时有近北东向褶皱叠加。

矿区主要断裂是与坡表谷背斜轴线平行的坡表谷断裂(F1)及其派生的次一级的断层，表现为一些密集的节理破碎蚀带。坡表谷断裂(F1)：呈北西走向，长约1500m，倾向北东，倾角60°～80°，沿走向显示舒缓波状，其性质压扭性逆冲断层，沿该断裂分布有宽约100～500m的硅化带，其硅化带主要分布于倒转背斜轴部，是构造活动形的产物。带内由压碎岩、蚀变砂岩、泥岩、少量断层角砾岩和石英细脉等组成，岩石具硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、高岭石化。

矿区内节理普遍发育，主要有共轭剪节理、横张及纵张节理。节理面一般较平直，局部呈微弧状，还可见光滑镜面、擦痕线理、阶步。节理裂隙有褐铁矿脉、石英脉或方解石脉充填。劈理主要发育在泥质岩石中，以压扭劈理、破劈理较发育，产状为100°～130°∠60°～80°，劈理面常见褐铁矿。

3 矿石与矿物

矿区岩石矿化蚀变现象明显，主要有硅化、(褐)黄铁矿化(图3a)、毒砂矿化、高岭石化、绢云母化、碳酸盐岩化等。矿石中主要金属硫化物为黄铁矿，次为毒砂，极少量黄铜矿、方铅矿、闪锌矿；金属氧化物有赤铁矿、钛铁矿、磁铁矿、褐铁矿；脉石矿物主要为石英(图3b)、长石，少量的白云母、绢云母、绿泥石、高岭土、方解石、白云石、石墨、重晶石等。金矿物主要为自然金(图3c)，以微粒包裹体(包体金)为主赋存于毒砂、褐铁矿、黄铁矿、石英、硅酸盐等矿物中，其次为裸露和半裸露自然金，分布于矿物的粒间和微裂隙中(表1)。显微镜下在毒砂、黄铁矿中尚未见到金矿物颗粒(图3d)，但通过毒砂、黄铁矿单矿物含金分析及选择性溶矿含金综合分析，毒砂中含金量很高，黄铁矿中含金量较高，毒砂中金占矿石中金总量的53.94%，黄铁矿中金占矿石中金总量的28.15%，说明金矿物在毒砂、黄铁矿中呈微细颗粒状。通过光片镜下测定，金矿物粒度以微粒金为主，大于0.037mm仅占1.25%，0.01～0.037mm占8.36%，小于0.01mm占90.39%，显示其卡林型金矿的特征。

图2 那矿矿区地质图①Fig.2 Geologicalmap of the Nakuangm ine area①

表1 金物相分析Table 1 Phase analysis of gold(ωB/10－6)

图3 那矿金矿露头与矿相特征Fig.3 The outcrop and phase characteristics of the Nakuang gold Mine

4 地球化学方法

本次地球化学工作采用土壤地化剖面测量，先在室内用国家正规出版1∶10000地形图作底图布设测网，确定采样线、点。测线方向为按垂直区内北西－南东走向坡表谷背斜布设(图4a)，线距100～200m，一般为150m，点距20～40m，一般在20m。在断裂破碎带、矿化地段、石英脉发育处、裂隙充填物等适当加密。样品采集方法为一点多坑法，采样一般取自土壤B层，土层浅薄的地方则采取C层亚粘土。样品采样重量一般为湿重约500g，以干样过60目筛后样重量大于100g为准。

本次工作共采集1190个土壤化探样品，根据微细粒浸染型金矿地球化学准则(朱裕生等，1997)，选择Au、As、Sb元素组合为指示元素，作为地球化学标志。并送至中国有色金属桂林矿产地质测试中心进行Au、As、Sb三种元素测试分析。Au采用化学光谱分析法，As、Sb采用原子荧光光谱分析法，检测环境为：温度25℃、湿度40%。分析灵敏度Au为10－9级，As和Sb为10－6级。

5 地球化学数据分析

5.1 因子分析

因子分析是通过对变量之间关系的研究，找出能综合原始变量的少数几个因子，使得少数因子能够反映原始变量的绝大部分信息。通过元素组合特征推算、解释成矿过程和成矿元素的迁移、富集规律，划分成矿阶段，确定物质来源。对土壤样数据进行基于主成分的因子分析，可提取1个因子，主成分和Au、As、Sb元素之间的线性相关系数分别为0.843、0.944和0.733，均大于0.7，说明主成分对元素的代表性大，根据元素的亲和性可知Au、As、Sb均为亲S元素，因此，在该成矿期中，由于岩浆的活动，这3个元素都会与S发生反应，形成硫化物，最终溶解在岩浆热液中，并在整个成矿过程中往往富集于裂隙中。Au、As、Sb代表主要成矿元素富集组合。

图4 那矿金矿区土壤化探采样位置及金、砷、锑地球化学异常图Fig.4 Maps show ing Geochemical exploration samp le location and Au，As，Sb anomalies in the Nakuang gold deposit

5.2 相关分析

相关分析是处理各变量之间相关程度的一种统计方法。在化探分析中，相关分析主要是通过已测出的各元素的数据进行分析，得出各元素之间的相关系数来分析各元素之间的线性相关程度，进而了解元素之间的关系疏远程度，解释成矿元素的分散、集中规律，以便确定成矿物质基础(蒙勇等，2011)。通过对本矿区Au、As、Sb元素进行相关分析结果(表2)，可知，Au和As的相关系数为0.761，Au和Sb的相关系数为0.329，As和Sb的相关系数为0.590，因此，Au、As、Sb三种元素之间存在较明显的正线性相关关系，可作为本矿区找矿指示元素。

表2 Au、As、Sb元素相关系数距阵Table 2 Correlation matrix of Au，As and Sb elements

5.3 异常特征参数

根据样品分析测试结果，本次工作所用的计算方法为迭代法，其计算条件是建立在元素呈正态分布的基础上。在一定的区域范围内或在一定的地质体中，在没有受到矿化影响的条件下，微量元素的分布一般均服从正态分布或对数正态分布(蒙勇等，2011)，由于沉积－成壤作用、沉积－成岩作用、构造热液活动等地质作用，元素分布往往不服从正态分布或对数正态分布，因此，要通过剔除高含量的数据，使元素在基本服从正态分布的条件下进行计算。

根据矿区内Au、As、Sb三个指示元素的测试结果，用SPSS统计软件求出各元素含量的背景值、标准均方差，异常下限值等参数(蔡朝阳等，2010)，如表3。

表3 Au、As、Sb元素异常下限值Table 3 Threshold values of Au，As and Sb anomalies

由矿区Au、As、Sb元素背景值可知，Au、Sb背景值不高。这与桂西地区研究资料(周永峰等，1998)相类似：桂西地区上古生界三叠系地层Au、Sb等元素为低背景值。

6 元素异常特征分析

根据异常下限值并结合区内地质特征，圈绘出Au、As、Sb元素异常(图4b、图4c、图4d)。

从元素异常图看Au、As、Sb异常分布与区内构造、矿化蚀变带较吻合，且具有分带性，呈近北西－南东走向分布。因此，将矿区内由南东－北西分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号三条异常带，以Ⅰ号异常带规模最大(表4)。

Au异常：主要分布于矿区的中部和北西部，其余地方较少见，金异常含量为2.84×10－9～684.7 ×10－9，由南东－北西可分为ⅠAu、ⅡAu、ⅢAu三条带，异常大体呈北西－南东展布。ⅠAu号带由6处异常组成，其中Au－1号金异常呈不规则状展布于坡表谷背斜核部，主要断裂坡表谷断裂(F1)通过，三者走向基本一致；Au－1号金异常是矿区内规模最大，平均异常强度最高的一处异常，平均异常强度为100.74×10－9，衬度为35.47，面积为0.607km2。ⅡAu号带仅由Au－2号金异常组成，也是矿区内规模第二大，平均异常强度较高的一处异常，平均异常强度为28.91×10－9，衬度为10.18，面积为0.104km2。ⅢAu号带主要由6条金异常组成，其余规模均很小，其中规模较大为Au－7号金异常，平均异常强度为5.08×10－9，衬度为1.79，面积为0.118km2；该金异常带内，有Au－11号高异常点，平均异常强度为316.38×10－9，衬度为111.40。

As异常：主要分布于矿区的中部和北西部，个别见于矿区北部，其余地方较少见。砷异常含量为27.50×10－6～660.30×10－6，由南东－北西可分为ⅠAs、ⅡAs、ⅢAs三条带，异常大体呈北东－南西方向展布。ⅠAs号带由3处异常组成，ⅡAs号带由1处异常组成，ⅢAs号带由1处异常组成。其中，As－2号砷异常最突出，呈条带状展布，平均异常强度为68.37×10－6，衬度为2.5，面积为0.312km2；其次为As－1号砷异常，呈圆状，平均异常强度为157.09× 10－6，衬度为5.74，面积为0.089km2。

Sb异常：主要分布于矿区的中部和北西部，个别见于矿区北部，其余地方较少见。锑异常含量为3.09×10－6～18.70×10－6，由南东－北西可分为ⅠAs、ⅡAs、ⅢAs三条带，异常大体呈北东方向展布。ⅠSb号带由4处异常组成，ⅡSb、ⅢSb号带各由1处异常组成。其中，Sb－2号锑异常规模最大，呈条带状展布，走向北北东，平均异常强度为7.39×10－6，衬度为2.4，面积为0.454km2；Sb－1号锑异常平均异常强度最高，为9.48×10－6，衬度为3.08，但规模较小。

7 地球化学异常评价及找矿方向

矿区内通过开展本次地球化学找矿工作，结合前人找矿成果，重点分析了矿区内Au、As、Sb三种找矿元素，并发现了三条地球化学异常带，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号异常带。表谷断裂F1切过坡表谷背斜核部，在其周围形成了强烈的矿化蚀变带，Ⅰ号异常带成为矿区最重要的异常远景区。

Ⅰ号异常带主要位于矿区中部即坡表谷背斜核部，内有矿区主要断裂F1断裂通过，其规模最大，呈不规则状，北西－南东向，长约1350m，宽约900m，以Au的异常规模最大，As、Sb异常规模较小。Au元素异常含量为2.84×10－9～684.7×10－9，As元素异常含量为27.70×10－6～660.30×10－6，Sb元素异常含量为3.10×10－6～18.70×10－6。异常衬度Au为35.47，As为3.10，Sb为1.72。该异常带位于坡表谷背斜核部与坡表谷断裂F1及其次级断裂复合部位，形成宽约100～500m的硅化带，带内由压碎岩、蚀变砂岩、泥岩、少量断层角砾岩和石英细脉等组成，岩石具硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、高岭石化。断层角砾岩、压碎角砾岩化、石英脉沿断面发育，断面两则局部压碎和破碎的碎块具定向排列，伴有滑动擦痕。此外，次级褶皱、劈理和节理裂隙发育，擦痕线理、擦面、阶步常等，该断裂是多条滑动面组成的断带。Ⅰ号异常带与坡表谷背斜构造相吻合，坡表谷断裂F1是区内导矿、配矿、赋矿断裂构造，因此该异常带矿致异常。该异常带的坡表谷一带经大量地表及部分深部工程揭露，发现了多条金矿体。因此，该区有着很好的地质成矿条件，工作也比较详细，Ⅰ号异常地段为区内找矿一级远景区。

表4 矿区主要Au、As、Sb异常特征Table 4 Characteristics ofmajor Au，As and Sb anomalies in them ine area

Ⅱ号异常带主要位于矿区西北部，大体呈条带状，北东－南西向，异常封闭较好，带长约1225m，宽约400m，该异常带的南西部各元素异常重叠性较好。As异常规模最大。Au元素异常含量为2.87× 10－9～372.73×10－9，As元素异常含量为28.10× 10－6～448.90×10－6，Sb元素异常含量为3.45× 10－6～16.90×10－6。异常衬度Au为10.18，As为2.50，Sb为2.40。Ⅱ号异常带位于两组基本平行的北东－南西向断层F6、F7之间，在南西部有北西向断层F1通过的地段，Au、As、Sb各元素异常重叠性好，为地表矿化蚀变带，带内岩石为硅化、褐铁矿化砂岩及砂岩夹泥岩，节理发育。异常带南西部经少量地表工程揭露，发现一条金矿脉，因此，该地段有着比较好的地质成矿条件，Ⅱ号异常地段为区内找矿二级远景区。

Ⅲ号异常带位于矿区西北部，大体呈条带状，北西走向，带长约700m，宽约1100m，该异常带各元素异常重叠性不是很好。Au异常规模最大。Au元素异常含量为3.08×10－9～331.67×10－9，As元素异常含量为27.50×10－6～75.20×10－6，Sb元素异常含量为3.01×10－6～5.76×10－6。异常衬度Au为20.23，As为1.82，Sb为1.22。Ⅲ号异常带位于F7断层的北西部，有北西向断层F1通过，Au、As、Sb各元素异常在断层F1通过的地段有少量重叠，其余地段重叠性不佳。矿区填图工作圈定的岩石硅化带也未经过此异常带。该异常带地质工作程度相对Ⅰ、Ⅱ号异常带较低。因此，Ⅲ号异常地段划为区内找矿三级远景区。

8 结论

(1)矿区内大面积分布的中三叠统百逢组中上部的粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩是赋矿层位，特别是在坡表谷一带的背斜核部中三叠统百逢组二段地层中。

(2)坡表谷背斜和坡表谷断裂(F1)的复合部位为区内控矿、赋矿断裂构造，是成矿有利空间。派生的次一级的断裂及岩石的节理、劈理也是矿(化)体赋存部位。

(3)具硅化、(褐)黄铁矿化、毒砂矿化、高岭石化、绢云母化、碳酸盐岩化等矿化带为找矿的重要标志。

(4)本次开展的地球化学找矿工作中所圈定的矿致异常即Ⅰ号异常带是该区内最具找矿前景的找矿地段，Au的异常规模最大，且含量高，是今后找矿工程验证的重点靶区。

[注 释]

① 韦忠明，陆国斌，黄 厉，黄 美，裴 炜，陈春芳，董文莉，蔡宁红.2010.广西田东县那矿矿区金矿详查报告[R]

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Geological and Geochemical Characteristics and Prospecting Direction of the Nakuang Gold District in Tiandong County，Guangxi Province

HUANG Mei1，2，LIU Zhan-qing1，WU Li-he1，2，PANG Bao-cheng1，LIANG Li-jie2，LIYi-yang2

(1.Guangxi Key Laboratory ofHidden Metallic Ore Deposits Exploration，College of Earth Sciences，Guilin University of Technology，Guilin，Guangxi 541004；2.Guangxi Institute ofRegional Geological Survey，Guilin，Guangxi 541003)

The Nakuang gold deposit in Tiandong county of Guangxi Province is located in the gold－triangle between Yunnan，Guizhou and Guangxi，and belongs to Carlin－type gold deposits.This study has clarified the geological background and selected the favorable areas ofmineralization on the base of amapping of1：10000 in this area.Then using the data from soil geochemical survey of1：10000，thiswork chose Au，As，and Sb as themetallogenetic indicative elements.Further analysis of these geochemical data permitted to reveal the characteristics and distribution of element anomalies and to make subsequent interpretation and evaluation couplingwith geological data.The results show that the siltymudstone，mudstone andmuddy sandstone are the rock formations of hosting ore in the upper Baifeng Formation ofmiddle Jurassic.The conjunction between the Pobiaogu anticline and Pobiaogu fault is a favorable location formineralization of gold，forwhich the alternations of quartz，limonite，pyrite，arsenopyrite，sericite，and kaolinite and carbonation are indicators.The gold anomaly No.1 delineated by thiswork is amineralization site，which should be the prospecting targetarea with a large scale and high grade.

Nakuang in Guangxi，carlin－type gold deposit，geochemistry，prospecting target area

P618

A

0495－5331(2016)05－0854－11

2015－12－01；[修改日期]2016－05－06；[责任编辑]郝情情。

国家自然科学基金项目－桂西北明山卡林型金矿床多源流体成矿作用研究(41362006)、中央地质勘查基金项目(2013360010)、国土资源部公益性行业科研专项(201411035)和广西隐伏金属矿产勘查重点实验室系统研究课题(13A0104)联合资助。

黄 美(1983年－)，女，工程师，硕士研究生，主要从事地质矿产勘查工作。E-mail：550383643＠qq.com。

刘战庆(1975年－)，男，博士后，硕士研究生导师，主要从事矿产勘查、构造地质学与矿田构造的教学与科研工作。E-mail：lzqgygcx2008＠163.com。