浅钻岩石地球化学测量在皖东江山金矿的应用及找矿预测

2021-07-29王帅汤正江赖柏生王伟

安徽地质 2021年2期

王帅，汤正江，赖柏生，王伟

（安徽省勘查技术院，安徽合肥230041）

0 引言

浅钻化探是利用机动浅钻穿透浅覆盖层，采集代表下伏基岩成分的样品（残积土或基岩），有效提取覆盖物下部蕴藏的地质矿产的地球化学异常信息的一种地球化学勘查方法。我国自20世纪60年代即开始研制轻便取样钻机，起初主要应用于地质普查中的钻探取样、揭露浅部地质情况方面，80年代开始应用于化探取样。21世纪初，地科院物化探所等单位开始在内蒙干旱草原景观区、安徽湿润景观区进行浅钻化探方法技术的系统性试验研究。随着研究的不断深入，浅钻设备和钻探取样工艺发展迅速，采样层位与介质、采样密度等工作方法日趋完善。相比传统的勘查方法，浅钻化探具有直接、高效、环保等优势，因此浅钻化探在浅覆盖区找矿应用前景十分广阔。

皖东凤阳—五河一带是安徽省金多金属找矿的热点地区，该区属于运积物覆盖区。江山金矿是这一区带内新近发现的中型金矿，是典型的隐伏矿床。以往化探工作在矿区内均未发现明显地球化学异常。本次研究工作采用GXY-1型机动钻机，钻取了江山金矿区覆盖层之下的基岩样品，发现了明显的地球化学异常，取得了良好的找矿效果。

1 研究区概况

皖东凤阳—五河一带位于郯庐断裂带西侧的蚌埠隆起区东段（图1）。前人研究认为蚌埠隆起区是招远金矿带的西延部分，金矿找矿潜力巨大。该区内发现有近十处金多金属矿点，其中以凤阳江山中型金矿规模最大。已有研究认为江山金矿矿床地质特征类似于胶东焦家式破碎带蚀变岩型金矿。

图1 皖东凤阳—五河地区区域地质图[16]Figure 1.Regional geologic map of the Fengyang-Wuhe area,eastern Anhui[16]

江山金矿区包括东西两个矿段，东矿段以金多金属矿为主，西矿段以铅锌多金属矿为主（图2）。东矿段为隐伏矿，西矿段的铅锌矿体部分出露于地表。矿区内出露地层为五河群，主要岩性包括斜长片麻岩、大理岩、斜长角闪片麻岩等。矿区内主要断层为近东西向的官沟-下纪家断裂和北北东向的临淮关-亮岗断裂、霸王城-鹿塘断裂。其中官沟-下纪家断裂为主要的控矿构造。金矿体主要沿断层及其次级断层分布，并严格受断层控制，呈层状、似层状或透镜状产于角闪斜长片麻岩和黑云斜长片麻岩中；铅锌矿体主要呈似层状赋存于大理岩中，与金矿的关系不明显。

图2 江山金矿地形地质图[35]Figure 2.Topographic and geologic map of the Jiangshan gold deposit[35]

研究区位于淮河南岸至凤阳山区之间的冲积平原区。区内为第四系运积物覆盖，仅在个别地段有基岩出露。第四系运积物覆盖厚度不均，中部较薄，在0～10m；西北部和东南部较厚，在20～30m，个别点大于30m。覆盖物主要为杂填土、粉质黏土、黏土、亚砂土、砾石土等。区内常见的土壤剖面组成自上而下为耕作层（或腐殖土层、杂填土层）→运积物→残坡积物→基岩（或风化基岩），局部为古河道，部分岩心的基岩上部直接为运积物覆盖，缺失残坡积物。

2 工作方法

采用正方形网格法，网度为250m×250m，基岩出露处直接采集岩石样品，覆盖区采用人工挖掘（覆盖厚度小于2m）或机动浅钻（覆盖厚度大于2m）取样，采取基岩样品。共完成345个点位的采样工作，其中基岩出露点4个，人工挖掘点1个，其余为浅钻点。

本次浅钻工作采用的钻机为GXY-1型，该钻机最大钻进深度可达150m，满足试验区钻探深度要求。钻机装有车轮及拖挂机构，机动性能强，结构紧凑，体积小、重量轻、拆装方便，适用于平原区工作。

岩心完整时劈心取样，岩心不完整呈碎岩块、岩粉时捡块取样，样重大于300g。样品加工处理及分析测试按照《DZ/T0248-2014岩石地球化学测量技术规程》的要求执行。

样品分析测试在安徽省地质实验研究所完成，分析方法以全谱直读等离子体光谱法(ICP-AES)、等离子体质谱法(ICP-MS)为主，以原子荧光法（AFS）、发射光谱法（ES）、极谱法（POL）、离子选择性电极法(ISE)为辅。分析测试报出率为100%，样品分析方法的精密度、准确度均100%合格，一级标准物质合格率为100%，重复样合格率均大于90%。分析质量符合规范要求。

3 岩石地球化学特征

3.1 元素含量特征

本次研究江山金矿345件岩石样品的地球化学参数，表1为未剔除离群值的统计参数，表2为逐步剔除平均值加减3倍标准离差后的统计参数。

表2 江山金矿岩石样品地球化学参数统计（逐步剔除特异值后）Table 2.Statistics of geochemical parameters of rock samples from the Jiangshan gold deposit(after outliers are eliminated in successive steps)

由表1可见：Au、Ag、Pb、Zn的含量较高，其中Au最大值为232.9×10，Ag最大值为2864×10，Pb最大值为1092.3×10，Zn最大值为259.7×10。Au和Pb的最大值接近其边界品位。同时Au和Pb具有较大的变化系数，表明其分布极不均匀，容易富集成矿。

表1 江山金矿岩石样品地球化学参数统计Table 1.Statistics of geochemical parameters of rock samples from the Jiangshan gold deposit

3.2 岩石组合异常特征

根据研究区内岩石地球化学特征，采用GeoIPAS软件绘制元素地球化学异常图（图3）。从图中可以看出存在5处组合异常，将其编号为I～V。

图3 江山金矿岩石样各元素异常图Figure 3.Patterns of anomalies of various elements in rock samples from the Jiangshan gold deposit

各组合异常地球化学特征介绍如下：

（1）I号组合异常位于研究区东北部，异常元素组合为Ag-Pb-W-Zn，各元素异常北部未封闭。其中Pb异常面积大，强度高，具内中外三级浓度分带，异常规模最大，为4.6298。Pb最高含量为476.3×10。Ag、W、Zn异常强度稍弱，仅发育异常外带。各元素异常套合较好，浓集中心明显。I号组合异常特征值见表3。

表3 I号组合异常特征值统计Table 3.Statistics of characteristic values of composite anomaly I

（2）II号组合异常位于研究区东部，异常元素组合为Ag-As-Au-Cu-Hg-Mo-Pb-Sb-W-Zn，各元素异常东部未封闭，以Au、Ag、Hg、Pb异常为主。其中Au异常面积大、强度高，具内中外三级浓度分带，异常规模最大，为20.6068。Au最高含量为232.9×10。As、Sb、W、Zn异常强度次之，具中外二级浓度分带。Cu、Mo异常较弱，仅有外带。II号组合异常特征值见表4。

表4 II号组合异常特征值统计Table 4.Statistics of characteristic values of composite anomaly II

续表4

（3）III号组合异常即江山金矿异常，异常元素组合为Pb-Ag-Au-W-Cu-(Zn)。以Pb、Au异常为主，异常规模分别为10.6627和3.8935。Pb的最高含量为1092.3×10，Au的最高含量为96.8×10。Ag、W的异常强度次之，均为三级浓度分带。Cu、Zn异常较弱，Cu异常具中外带，Zn仅有外带。各元素异常与江山金矿西矿段铅锌矿体位置套合较好，为矿致异常。III号组合异常特征值见表5。江山金矿的岩石地球化学异常模式见图4。

表5 III号组合异常特征值统计Table 5.Statistics of characteristic values of composite anomaly III

图4 江山金矿岩石地球化学异常模式图Figure 4.Petrogeochemical anomaly model of the Jiangshan gold deposit

（4）IV号组合异常位于江山金矿勘查区西南部外围，异常元素组合为Ag、As、Au、Mo、Pb、W、Zn，其中以Au异常为主，异常规模大、强度高，具三级浓度分带，有多个浓集中心。Au最高含量为92.3×10。IV号组合异常特征值见表6。

表6 IV号组合异常特征值统计Table 6.Statistics of characteristic values of composite anomaly IV

（5）V号组合异常位于研究区南部，异常元素组合为Ag-As-Cu-Hg-Mo-Pb-Sb-W，组合异常南部未封闭，以As、Sb元素异常为主，异常规模分别为12.4082和10.0124，异常面积大，强度高。Au、Cu、Hg异常次之，也具有内中外三级浓度分带。Ag、Mo、Pb、W异常稍弱，具中外二级浓度分带；Zn异常最弱，仅有外带。各元素异常套合较好，具多个浓集中心。V号组合异常特征值见表8。

表7 V号组合异常特征值统计Table 7.Statistics of characteristic values of composite anomaly V

4 找矿预测探讨

根据研究区内各组合异常的地球化学特征和地质情况，经类比江山金矿异常模式，5处组合异常的找矿方向探讨如下：

III号组合异常为江山金矿的矿致异常。从异常元素组合及强度看，该异常区内以Pb、Au、Ag等近矿元素为主，前缘晕元素As、Sb、Hg等无明显异常显示。这种元素地球化学特征暗示矿体遭受剥蚀，与西矿段铅锌矿出露地表的地质现象相一致。现今的勘查方向主要为Pb、Au异常东部外围的隐伏金矿体。

I号组合异常的地球化学模式与III号组合异常较为相似，Pb异常规模较大、强度较高。地质情况也与III号组合异常相同，位于临淮关-亮岗断裂的东部。I号组合异常具有寻找Pb多金属矿的潜力。

II号组合异常的地球化学模式与江山金矿异常极为相似，均以发育Au、Ag、Pb等近矿异常为主。不同之处在于该区内还发育较强的Hg、As、Sb等前缘晕元素异常。这种地球化学特征可能暗示该区内的矿体未遭受剥蚀或剥蚀较浅，区内具有寻找Au、Pb多金属矿的良好前景，是找矿的有利区段。且该组合异常位于区内主要控矿构造——官沟-下纪家断裂与霸王城-鹿塘断裂的交汇部位。因此该异常区内找矿潜力极大。

IV号组合异常东部，Pb、Ag等元素异常由III号组合异常内向南西延伸至本区，异常强度较高，具三级浓度分带，可能暗示矿体向南西方向延伸至本区。IV号组合异常西部以Au、Mo、As等元素异常为主，可能具有寻找Au多金属矿的潜力。本区内具有一定的Au、Pb找矿前景。

V号组合异常以As、Sb、Hg等前缘晕元素的异常规模最大，主要成矿元素Pb的异常强度较小，仅发育二级浓度分带，可能暗示矿体未遭受剥蚀，具有一定埋深。该区是寻找Pb多金属矿的有利区段。前人在研究区内的物探工作显示该异常区内具有较强的激电异常。该异常区具有较好的找矿前景。