辽宁岫岩矿洞沟铅锌矿区土壤地球化学异常特征及指示意义

王文财

摘要： 矿洞沟铅锌矿床位于辽东早元古代裂谷南缘，区域内断裂发育，岩浆活动频繁，矿产资源丰富，成矿地质条件优越。受地表大面积覆盖的第四系和基岩影响，矿洞沟铅锌矿区内槽探和钻探等地质工程缺乏有效指导，找矿工作未有较大突破。通过开展1 ∶ 1万土壤地球化学测量，分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo和As 7种元素，圈定了综合异常5处。在对5处综合异常进行地质踏勘基础上，着重对找矿潜力最好的综合异常HS-01和HS-02开展了槽探和钻探工程，发现17处铅锌矿旧采点和4条铅锌矿（化）体。其中，综合异常HS-01内发现的I-1铅锌矿体估算矿石量5.43万t，铅锌金属量5 297.06 t，找矿效果良好。

关键词： 土壤地球化学测量;综合异常;异常查证;矿洞沟铅锌矿床;辽宁岫岩

中图分类号：TD15 P596 文献标志码：A

文章编号：1001-1277（2020）11-0021-05 doi：10.11792/hj20201104

矿洞沟铅锌矿床位于辽东早元古代裂谷南缘，中朝准地台胶辽台隆营口—宽甸台拱凤城凸起的南西部[1-2]。区域内北东向断裂发育，燕山期和印支期岩浆活动频繁，菱镁矿、硼铁矿、玉石矿、金矿、铜矿及铅锌铜等资源丰富[3-5]，成矿地质条件优越[6-7]。但是，由于大面积覆盖的第四系和基岩，矿洞沟铅锌矿区槽探和钻探等地质工程缺乏有效指导，地质工作程度较低，找矿未有较大突破。2014年以来，通过在该矿区开展1 ∶ 1万土壤地球化学测量，圈定了5处综合异常，并取得了良好的异常查证效果，可为进一步探矿增储提供有效指导。

1 区域地质特征

区域出露地层主要为古元古界辽河群盖县组，该组地层分为2段（见图1），一段（Pt1gx1）岩性主要为片岩，二段（Pt1gx2）岩性主要为片岩、千枚岩，呈东西向展布;西南部分布中元古界榆树砬子组（Pt2y）石英岩、新元古界青白口系永宁组（Qny）变质长石石英砂岩;第四系（Q）分布于山间沟谷、山坡河床，由坡积、残坡积砾、砂及冲积、洪冲积含砾砂土组成。区域构造以断裂为主[8]，走向主要为北东向25°～40°，规模较大，其次為小规模的北西向平移正断裂。区域岩浆活动频繁，出露大面积的岩浆岩，以印支期闪长岩、花岗岩和燕山期花岗岩为主;岩脉较发育，以闪长玢岩脉和流纹斑岩脉为主，多数沿构造裂隙充填，走向以北东向、北西向为主[9]。

2 矿区地质特征

2.1 地层和构造

矿区出露地层较为简单，除分布于沟谷及河床的第四系松散沉积物外，没有其他地层出露（见图2）。矿区构造主要为分布于矿区中部的压性断裂，发育于印支期花岗闪长岩中，走向为北东向（约40°），倾角近于直立。与成矿关系密切的为F1断裂，该断裂为压性断裂，断裂面上具有阶步和擦痕，走向为北东向（35°～40°），倾向南东，倾角65°～75°，断裂内蚀变发育，为重要的控矿构造[8-9]。

2.2 岩浆岩

矿区内岩浆岩发育，以大规模侵入的印支期花岗闪长岩为主，约占矿区总面积的60 %，花岗闪长岩为块状构造，半自形粒状结构，矿物组成成分以斜长石、石英和黑云母为主;其次为晚期侵入的一些小岩脉，主要为闪长玢岩脉、流纹斑岩脉及长英质岩脉等，与成矿关系密切。

2.3 矿化特征

矿区内共发现2条铅锌矿体，即矿洞沟的Ⅰ-1铅锌矿体和松树沟的Ⅱ-4铅锌矿体，同时还发现2条铅锌矿化体，均为铅锌矿化花岗闪长岩。铅锌矿（化）体呈透镜状产出，北东向展布，以侵染状或细脉状赋存于花岗闪长岩中。铅锌矿（化）体长500～1 500 m，厚约1.0～1.5 m，最大延深超过200 m。矿石结构为斑状结构，矿石构造主要为块状构造，矿体围岩为花岗闪长岩。主要矿石矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、磁铁矿，脉石矿物为石英，矿石平均品位Pb 1.02 %、Zn 7.24 %。

2020年第11期/第41卷黄金地质黄金地质黄 金

3 土壤地球化学特征

3.1 样品采集与测试

为了最大限度地控制各类岩石、主要构造和次级构造，以及成矿元素的分布和迁移，在矿洞沟铅锌矿区进行了1 ∶ 1万土壤地球化学测量，采样线基本垂直于主构造线，网度采用100 m×20 m。利用GPS进行野外采样定点与建立坐标，为便于质检和异常检查，每条剖面起始点、终点均留有采样点号。样品主要为B层采集的砂质土、细砂土、粉砂土和黏土等，每件样品均为采样点10 m范围内采集的3～5处土壤混合而成，以保证样品的代表性，样品干燥后，经40目筛筛选，获得质量80 g的测试样品。本次测量共采集样品12 648件，采用直读光谱法、极谱分析法和化学光谱法分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo和As7种元素。

3.2 元素含量特征

对7种元素特征参数进行统计，结果见表1。各元素中，浓度克拉克值大于1的元素为Ag、As、Pb和Zn，其中主成矿元素Pb变异系数为1.16，表明Pb含量高、分布极不均匀且活化强烈，形成铅矿床的可能性比较大。

3.3 相关性分析

相关性分析是采用相关系数作为指标来度量连续变量之间线性相关程度和相关方向的统计分析方法[10]。对7种元素原始数据的相关性进行了分析，结果见表2。由表2可知：Pb和Zn的相关系数最高，高达0.760，与二者在自然状态下的伴生状态一致;此外，Pb和Zn 2种元素除与Ag和Cu等元素相关系数较高（0.402～0.525）外，与其他成矿元素相关性较差，在R型聚类分析谱系图（见图3）中表现明显，Ag、Cu对Pb、Zn找矿具有一定的指示意义。

3.4 单元素异常特征

为客观地反映矿区内各元素地球化学分布特征，将原始数据转化为对数，再剔除特异值后使数据整体满足正态分布，以平均值与1.5倍标准离差之和返真数确定异常下限（T）。经计算，各元素异常下限依次为Pb80.00×10-6、Zn150.00×10-6、Au2.50×10-9、Ag0.30×10-6、As15.00×10-6、Cu25.00×10-6、Mo1.20×10-6。矿洞沟铅锌矿区单元素异常见图4。

从图4中可以看出：Pb、Zn、Ag、As元素异常较好，浓集中心明显且异常规模较大，异常分带清晰。其中，Pb、Zn元素异常多分布于矿区中部和东南部，Ag元素异常多分布于矿区中西部和东南部，As元素异常多分布于矿区中部和北部。Au和Mo元素异常外带规模较大，但异常内带范围较小，Au元素异常零星分布，不成规模;Mo元素异常在矿区中部和南部较为集中，但浓集中心面积较小，规模不大;Cu元素异常相对较弱，主要分布于矿区西南部。

3.5 综合异常特征

根据单元素异常特征、元素相关性，结合区域成矿背景、矿区地质特征等因素，在矿区内共圈定综合异常5处（HS-01～05）（见图2）。

综合异常HS-01：呈北东向条带状展布，位于矿区中部，长约2.1 km，宽约0.5 km，面积约0.77 km2。受断裂影响，该综合异常内出露岩性主要为花岗闪长岩、流纹斑岩及闪长玢岩，主要成矿元素为Pb、Zn、Ag，其次为Au、Cu、Mo，其中主要成矿元素有多处浓集中心，且多位于断裂附近。此外，该综合异常的异常规模在矿区内排首位，具有较好的找矿前景。

综合异常HS-02：呈近东西向展布，位于矿区东部，面积约0.40 km2。该综合异常内出露岩性为花岗闪长岩，主要成矿元素为Pb、Zn、Au、Ag，其中Pb、Zn元素异常具有一定浓集中心，异常面积大，强度较高。

综合异常HS-03：呈近东西向展布，位于矿区西南角，面积约0.24 km2。该综合异常内出露岩性主要为花岗闪长岩，主要成矿元素为Pb、Zn、Ag，其次为Au、Mo，异常分布范围大，具有较好的找矿前景。

综合异常HS-04：呈北东向条带状展布，位于综合异常HS-01与HS-03之间，长约1.2 km，宽约0.5 km，面积约0.39 km2。受断裂影响，该综合异常内出露岩性主要为花岗闪长岩、流纹斑岩及闪长玢岩，主要成矿元素为Pb、Zn、Ag，其次为Mo、As，其中主要元素有多处浓集中心，位于异常区下部，显示该综合异常具有较好的找矿前景。

綜合异常HS-05： 呈北东向条带状展布，位于矿区西部，长约2.1 km，宽约0.4 km，面积约1.0 km2。 该综合异常主要受断裂控制，出露岩性主要为花岗闪长岩，成矿元素主要为Pb、Zn、Au、Ag，其次为Mo、As。该综合异常可进一步划分为3处异常，分别为上部、中部、下部异常，上部异常以Pb、Zn、Au、Ag、As元素异常为主，与其他2处异常具有一定的距离;中部异常主要以Au、Ag、As元素异常为特征，且呈北西向展布;下部异常以Au、Ag、Mo、As元素异常为主，呈条带状展布，分布较为集中。

4 异常查证

根据矿区内各单元素异常的分布范围、各综合异常的找矿前景，结合矿区地质特征，对各综合异常进行了查证。在地质踏勘基础上，对找矿潜力最好的综合异常HS-01和HS-02开展了槽探和钻探工程查证（见图2），取得了较好的找矿效果。

在综合异常HS-01内，经地表踏勘，发现铅锌矿旧采点6处。通过钻孔ZK101-1、ZK101-2、ZK1901-1、ZK2301-1，探槽TC101、TC01、TC1901和TC2301等工程，控制了具有一定规模的铅锌矿体1条（I-1）。该矿体沿走向延长约1 500 m，沿倾向延深约150 m，为总体呈南西向侧伏的不规则透镜体，地表产状130°∠45°，深部有变缓趋势，在101勘探线、501勘探线处厚度较小，在1901勘探线、2301勘探线出露地表，平均垂直厚度1.0 m，平均品位Pb1.00 %、Zn 8.76 %。估算矿石量5.43万t，铅锌金属量5 297.06 t，找矿前景良好。

在综合异常HS-02内，经地表踏勘、钻孔ZK401-1和探槽TC02工程控制，发现铅锌矿旧采点5处，控制铅锌矿体1条（Ⅱ-4）。该矿体沿走向延长约500 m，沿倾向延深约100 m，地表产状310°∠70°，为总体呈近东西向展布的脉状体，平均垂直厚度1.5 m，平均品位Pb0.87 %、Zn3.28 %。

此外，在综合异常HS-03内发现铅锌矿化体1条（Ⅲ-1），2处铅锌矿旧采点;在综合异常HS-5内发现铅锌矿化体1条（V-1），4处铅锌矿旧采点;由于综合异常HS-04内第四系沉积物覆盖严重，推断该异常由下覆隐伏铅锌矿（化）体引起。

5 结 论

1）Ag、As、Pb和Zn元素浓度克拉克值大于1，且Pb元素变异系数为1.16，表明Pb含量高、分布极不均匀且活化强烈，在矿区内成矿可能性较大。

2）Pb和Zn的相关系数最高，高达0.760，与二者在自然状态下的伴生状态一致;Ag、Cu对Pb、Zn找矿具有一定指示意义。

3）矿区内共圈定5处综合异常，结合矿区地质特征，认为综合异常HS-01和HS-02找矿潜力最好，并开展了探槽和钻探工程。最终发现了4条铅锌矿（化）体，17处铅锌矿旧采点，实现了找矿突破，可为后续找矿提供借鉴。

[参 考 文 献]

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Soil geochemical anomalies characteristics and indicative significance

of Kuangdonggou Lead-Zinc Mining District in Xiuyan，Liaoning

Wang Wencai

（ Liaoning Institute Co. ，Ltd.of Geology and Mineral Resources ）

Abstract： Kuangdonggou Lead-Zinc Deposit is located in the southern margin of the early Proterozoic rift in Eastern Liaoning.In the region，the faults develop，magmatic activities are frequent，and mineral resources are rich，displaying favorable metallogenic geological conditions.Affected by the Quaternary strata and bedrock covering a large area of the surface，there is no significant breakthrough in the prospecting work due to the lack of effective guidance for the geological projects of trenching and drilling in Kuangdonggou Lead-Zinc Deposit.By conducting 1 ∶ 10 000 soil geochemical survey and analyzing 7 elements，that is Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Mo and As，5 comprehensive anomalies are delineated.Based on the geological survey of 5 comprehensive anomalies，the trenching and drilling projects are carriedout focusing on the comprehensive anomalies HS-01 and HS-02 with the best prospecting potential，and 17 old lead-zincmining sites and 4 lead-zinc ore（mineralized） bodies are found.Among them，the estimated ore amount of I-1 lead-zinc ore body found in the comprehensive anomaly HS-01 is 54 300 t，and the amount of lead-zinc metal is 5 297.06 t，indicating a favorable prospecting effect.

Keywords： soil geochemical survey;comprehensive anomaly;anomaly verification;Kuangdonggou Lead-Zinc Deposit;Xiuyan，Liaoning