豫西栾川县潭玉沟矿区S101银矿床地球化学特征与深部找矿

2020-07-20杨冬冬

世界有色金属 2020年7期

杨冬冬

（河南省有色金属地质矿产局第二地质大队，河南郑州 450016）

潭玉沟银矿位于河南省栾川县东北部，南邻栾川县潭头金矿，北距嵩县沙土凹金矿约6km，成矿地质条件有利。自2000年以来，矿区内先后开展地质预查、普查、详查及勘探工作，发现了以S101为代表的含矿构造带40余条，除了S101外，其余矿脉找矿成果均不理想。为实现找矿突破，2016年对矿区加大勘查投入，工作对象以S101矿脉为主，同时兼顾矿区西南部的F881等含金构造带的找矿评价，但未取得显著性找矿成果。2018年，在S101矿脉开展岩石地球化学剖面测量，以期为深部找矿指明方向并为钻孔布设提供依据。

1 研究区地质特征概述

熊耳山是河南省较著名的金银矿集区之一，区内已发现铁炉坪银矿、蒿坪沟银铅矿、康山金银铅矿床等，构成东秦岭地区一个新的重要银矿带。区域内出露地层主要为太古宇太华群深变质岩系和中元古界长城系熊耳群火山岩系，其次为中元古界蓟县系官道口群浅海相碎屑-硅镁质碳酸盐系和零星分布的下第三系砾岩以及第四系残坡积层。其中，太华群和熊耳群为区内金、银多金属矿的主要赋矿地层（郭保健等，2005；王志光等，1997；许令兵，2010；刘国华等，2012；郭克剑等，2015）。

图1 栾川潭玉沟银矿区地质简图

潭玉沟矿区位于熊耳山矿集区内，受控于马超营断裂与焦园～狮子庙断裂之间。矿区内出露地层主要为中元古界熊耳群鸡蛋坪组、马家河组和官道口群高山河组，皆大致呈北西～南东向延伸。区内断裂、裂隙构造发育，断裂构造主要有北东、北西和近东西向三组（图1），近东西向断裂构造为矿区内主要容矿构造。褶皱构造不明显。矿区内暂未发现岩浆岩出露（郭克剑等，2015）。

矿区内围岩蚀变主要有硅化、钾长石化、绢云母化、绿泥石化、高岭石化、绿帘石化等。矿化主要有黄铁矿化、褐铁矿化、方铅矿化等，次为黄铜矿化、闪锌矿化等。与银矿化关系密切的有钾化、硅化、白云石化、黄铜矿化。

2 矿床地质特征简述

S101为矿区内主要银矿脉之一，地表出露长度约2000m，带宽1.0m～10.0m，平均5.0m，倾向325°～15°，倾角49°～68°，沿走向、倾向上均呈舒缓波状。带内主要为蚀变安山岩及构造蚀变岩，金属矿化主要为褐铁矿化、黄铁矿化、方铅矿化、闪锌矿化，次为黄铜矿化、辉铜矿化、黝铜矿化等。蚀变为钾长石化、硅化、白云石化、绿泥石化、绢云母化、黑云母化等（郭克剑等，2015）。

依据现有工程控制，在S101矿脉内共圈出银矿体2个，编号为S101-Ⅰ、S101-Ⅱ。矿体严格受构造带控制，沿走向和倾向上皆有尖灭再现、分枝复合的特点。矿体形状呈透镜状，向南西西方向侧伏。矿体长380m，宽240m，矿体真厚度1.17m～5.23m，平均2.87m，厚度变化系数61%，厚度稳定。单工程银品位43.90～823.10×10-6，平均品位182.09×10-6，品位变化系数224%，矿化极不均匀。

3 样品采集及分析数据的处理

3.1 样品采集

本次选择了三条勘探线剖面，共15个钻孔，分别采集岩石样品。其中，第13勘探线剖面有6个钻孔，第07线勘探线剖面有5个钻孔，第08线勘探线剖面有4个钻孔。为了合理减少工作量，结合矿区银矿成矿特征及工作的目的，本次只对S101矿脉进行采样，采样介质为含矿构造带内的矿化蚀变岩。根据野外观察和钻孔基本分析样品分析结果，按矿化蚀变强度不同划分为弱蚀变岩、强蚀变岩、矿化体、矿体分别采集岩石化学样品。采样方法为连续打块，在同一样品采样范围内拣5块～8块直径小于20mm的子样组成样品，样重大于300g。本次共采集样品203件。样品送往河北省承德华勘五一四地矿测试研究院化验，化验资质为甲级。分析指示元素13项，为Au、Ag、Pb、Zn、W、Sb、Bi、Mn、As、Sn、Cu、Mo、Hg。

3.2 样品分析数据的处理

将原始数值用“迭代剔除法”消除高值点或低值点的影响，即以“均值+3倍标准离差”值为高值点的界限，或以“均值-3倍标准离差”值为低值点的界限，并用均值代替高值点或低值点的值，逐次剔除，直至无高值点或低值点。本次工作只进行了三次迭代，三次迭代后元素特征值见表1。

4 元素地球化学异常特征

4.1 元素地球化学特征

通常应用元素的变异系数（Cv）来反映元素在地质-地球化学作用过程中的分异迁移程度。根据元素变异系数大小将元素活动性分为活动性弱、活动性高和活动性极高三类，即Cv＜60%为均匀，元素活动性弱，分异程度低；Cv=60%～100%为不均匀，元素活动性较强，分异程度较高；Cv＞100%为极不均匀，元素活动性极强，迁移分异程度很高。

由表2可以看出，矿区内Au、Sn、Mo、Bi、Mn四种元素变异系数小于60%，为均匀分布，元素活动性弱，分异程度低，不利于成矿；Zn、Sb、As元素变异系数介于60%～100%之间，为不均匀，元素活动性较强，分异程度较高；Ag、Cu、Pb、W、Hg四种元素变异系数Cv均大于100%，为极不均匀，元素活动性极强，迁移分异程度很高，有利于成矿。

根据元素的富集系数（K），将元素分为富集元素（K＞1.2）、背景元素(1.2＞K＞0.8)和贫化元素（K＜0.8）三类。由表2，矿区内Ag、Pb、Zn、W、Sb、Bi、Mn、As元素富集系数K＞1.2，属于富集元素；Cu、Sn、Mo、Hg元素富集系数为(1.2＞K＞0.8)，属于背景元素；Au属于贫化元素。富集元素中再根据变化系数大小分为同生富集型元素（Cv＜0.6）和后生富集型元素(Cv＞0.6)两类，同生富集型元素有Bi、Mn，后生富集元素有Ag、Pb、Zn、Sb、As、W。一般来说，后生富集型元素分布不均匀，迁移活动性强，有利于成矿；同生富集型元素虽然相对总体背景有一定的富集程度，但分布均匀，不利于成矿。

表1 三次迭代后微量元素值特征统计量

表2 元素变异系数、富集系数数理统计（n=203）

综上所述，区内Pb、Ag、W、Zn、Sb、As六种元素活动性强，分异程度高，利于元素的富集成矿；Au、Bi、Mn、Cu、Sn、Mo、Hg七种元素活动性较弱，分异程度低，不利于成矿。

4.2 元素地球化学异常特征

由于本次采样位置均位于含矿构造带内，采样介质为含矿构造带内的蚀变岩或银多金属矿（化）体。含矿构造带中蚀变岩均经过了成矿过程的热液叠加改造，元素发生了活化迁移或富集沉淀，元素的含量发生改变，相对于矿床围岩而言，含矿构造带就是一条地球化学异常带。因此，本次研究中提出以下异常圈定的两个假设条件：一是异常范围受含矿构造带的空间约束，也就是说异常等值线限定在含矿构造带内，不跨越构造带；二是异常下限值取值为样品的均值，并以1倍或2倍的标准离差为级差分别圈定元素异常的中带、内带（表3）。

根据前文分析，矿脉内Au为贫化元素，且活动性弱，不利于成矿，因此，在本次研究中对金元素不作分析研究；另据相关性分析及热液矿床的成矿理论，本次研究选取低温元素As、Sb、Hg绘制组合异常图并将其作为矿体的前缘元素组合，选取高温元素Mo、W、Sn绘制组合异常图并将其作为矿体的尾晕元素组合(叶天竺等，2014；邵跃，1997)。各元素异常下限及浓度梯度级差值见表3。所形成的矿物中。

表3 元素异常下限及异常分带表（×10-6）

尾晕指示元素Sn、Mo异常发育，特别是Sn元素异常几乎遍布整个构造带，但异常强度不大，仅在ZK1306孔附近出现两级浓度分带。在700m标高以浅的近地表，前晕指示元素异常与尾晕指示元素异常相互叠加，说明矿区内有多次成矿作用的叠加。自ZK1310向下至ZK1312以深，出现Sn、Mo元素异常，特别是Mo元素异常较发育，出现三级浓度分带，尾晕指示元素异常发育，预示着成矿作用近晚期，对矿体而言，空间位置上处于矿尾。

4.2.2 第07勘探线剖面地球化学异常特征

第07勘探线剖面，As、Sb元素异常发育于构造带中上部和下部，在构造带的中间地段不发育，自ZKJ0716向深部再次出现As、Sb元素异常，且Sb元素异常强度大，出现了三级浓度分带，As元素异常的强度虽不及Sb元素，但分布范围广，向深部有一定的延深。Sn、Mo元素异常遍布于整个构造带中，特别是在构造带的中上部（ZKJ0714以浅）异常强度大，分布范围广；自ZKJ0714向深部，Sn元素异常发育，但异常强度不大，仅出现异常外带。综上，在第07勘探线剖面附近，在浅部前晕指示元素与尾晕指示元素异常相互叠加，是由多次成矿作用叠加的反应，在深部，再次出现前晕指示元素与尾晕指示元素异常相互叠加，可能是又一次成矿作用的反映，且前晕指示元素异常强度较尾晕元素强度高，说明对矿体而言，此处应是矿体的头部或者前部，向深部找矿应有一定潜力。

4.2.3 第08勘探线剖面地球化学异常特征

在第08勘探线剖面中，As、Sb前晕指示元素及Sn、Mo尾晕指示元素异常均较发育，在空间位置上局部地段相

图2 第13勘探线As-Sb-Hg、Mo-W-Sn元素组合异常图

4.2.1 第13勘探线剖面地球化学异常特征

低温元素组合在700m标高以浅比较发育，且As、Sb、Hg三者空间位置相互套合，形成组合异常。As元素异常分布于含矿构造带上部，近地表处异常值高，呈现三级浓度分带，最高值为42.37×10-9。700m标高以深，仅发育有Hg元素异常，Hg元素异常的形成可能是由于Hg的离子半径与Cu、Ag等元素比较接近，使得Hg有可能进入这些元素互叠加，同样反应了多次成矿作用。

前晕指示元素Sb异常遍布于整个构造带内，且在ZK0806与ZK0807间出现三级浓度分带；As元素异常发育于ZK0806以深（750m标高以深），且在ZK0807处出现三级浓度分带。尾晕指示元素Sn异常主要分布于700m标高以浅，且异常仅为外带；Mo元素异常发育于750m标高以深，且元素异常出现三级深度分带。综上，在第08勘探线剖面上，前晕指示元素与尾晕指示元素异常相互叠加，是由多次成矿作用叠加的反应，特别是在深部，前晕指示元素与尾晕指示元素异常强度均较高，尾晕指示元素异常强度，可能是一次成矿作用结束的反映，而前晕指示元素异常强度高，可能是新的一次成矿作用的开始。此处应是矿体的头部或者前部，向深部找矿应有一定潜力。