云南李子坪锡多金属矿区地球化学特征及找矿预测

郭甲一，王西荣，胡静波，陈 鹏，孙红涛，姜治业

(1.河南省有色金属地质勘查总院，河南 郑州 450052；2.河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室，河南 郑州 450052；3.安徽地质实验研究所，安徽 合肥 230001；4. 中色国际矿业股份有限公司，北京 100029；5.河南省有色金属地质矿产局第二地质大队，河南 郑州 450016；6.河南省有色金属地质矿产局第六地质大队，河南 郑州 450016 )

0 引言

锡、钨矿是重要的国家战略资源，金融危机后，随着全球经济的复苏发展，市场对锡钨矿的需求依然表现较为稳定。云南省李子坪锡多金属矿区位于著名的滇东南老君山锡钨多金属成矿带上，成矿条件较为优越。矿床成因属于燕山期中酸性岩浆活动有关的“中高温构造-岩浆热液接触交代”型(矽卡岩型)锡多金属矿床，矿床的工业类型属矽卡岩容矿的锡钨锌矿床[1]。本区于1990年开展了1∶1万地质草测、矿点检查等预查工作；1996年，原云南省地矿局二大队完成的1∶20万马关幅区域化探扫面在区内圈出的锡多金属综合异常面积27 km2，异常规模大，强度高，是寻找锡多金属矿的有利靶区。其中老君山岩体西侧被圈定为Sn、W、Bi重点靶区；1998年12月，云南地质矿产勘查开发局区域地质矿产调查大队完成的1∶5万都龙幅区域地质调查报告，对区内地层、构造、岩浆岩、地球物理、地球化学、矿产分布及成矿规律等方面积累了丰富的资料；2010年至2011年12月，中国有色桂林矿产地质研究院有限公司在矿区范围内开展了普查工作，通过开展1∶1万地质草测、矿点检查、物探激电扫面及EH4电测深及钻探工程验证工作，圈定了3个物探异常带。前期工作成果对本次开展地质工作提供了重要参考价值。为对异常的成矿远景做出评价，有效地缩小靶区，本次工作通过开展土壤地球化学测量工作，圈定Sn、W、Pb、Zn、Cu等元素异常，对重点异常开展查证异常源，为进一步的勘查工作提供较为科学有效的依据；在主成矿段部署精测剖面测量工作，为钻探验证提供依据。通过实践应用在矿区取得了一系列较好的找矿成果。

1 区域地球化学背景

工作区在区域地球化学上属滇东南Sn、W、Ag、Au多金属地球化学区的南东端老君山Sn、Zn、Ag、W、Sb多金属地球化学分区。根据地质构造及地层岩性等差异，元素在不同的区域呈现不同的地球化学特征[2]，以文—麻断裂和马关断裂为界，划分为三个地球化学区(图1)，分别为A区、B区和C区，各区特征如下：A区(杨柳井地球化学分区)位于全区的西北部，文华—腻科街断裂将本区一分为二，即分为A1，A2两个子区，A1(桥头—杨柳井地球化学区)位于(文华—腻科街断裂)以北地区。区内元素组合复杂，出现La、Hg、Cd、Zn、Au、Ag、V、Ti、Cr、Ni、Cu、Co、Mn、U、Th、Zr、Sr、F、W等元素的含量较高，部分大离子亲石元素如K、Si、Mg、Ba等元素的低含量，元素分布总体上反映杨柳井地区的碳酸盐类岩石和含铝岩系及含铁锰质褐红色黏土及构造热液活动的地球化学特征；A2区(桥头地球化学子区)：位于文华—腻科街断裂以南的区域，是Au、Sb、Mg、Ca、Li、Ti、Na、Fe、P、Cu、Cr、Co、K、Sr等元素含量较高，而Sn、Mo、Cd、As、Zr、Zn、B、W含量较低，总体反映了构造及寒武系和岩浆岩组合的元素含量特征[3]，其中的Au、Sb主要分布在蚀变较强的地段。

图1 区域地球化学分区略图Fig.1 The sketch map of geochemical districts in the region

B区(都龙—小锡板地球化学区)，位于马关断裂与文山—麻栗坡断裂之间。本区以中变质岩带(高绿片岩-低角闪岩相变质矿物带)为界，分B1和B2两个子区。B1(小坝子—小锡板地球化学子区)：Sb、Hg、Ba、Ag、Pb、Zn、Cu、Sn、As、Au、Ca、F、W、Mo、Ni等元素含量高，本区NE、NW、近EW和近SN向的断裂构造发育[4]，区内的锑、锡、铜、铅锌、金等矿种的产出与其密切相关；B2区(都龙地球化学子区)：Sn、W、Bi、U、Na2O、Th、Be等元素含量高，Li、B、Sr、Nb、Ta、Ag、As、Cu、Zn、Pb、Cd、Mo、F、Au等元素部分高含量区，元素的分布与花岗岩和深变质岩系密切相关，总体反映了中高温热液活动的元素富集成矿特征，产有都龙超大型锡锌多金属矿床为代表的众多锡、钨、银、铅、锌、铜等多金属矿床(点)，是本区最重要的成晕成矿区[5]。

C区(八布地球化学区)位于文—麻断裂北东部。划分为C1和C2两个地球化学子区。C1区的V、Ti、Sr、Ni、Na、Mg、Fe、Cu、Cr、Co、Ca、Mn、Zn、Au元素的高含量，Zr、W、U、Th、Sn、Si、Sb、Pb、Nb、Li、La、K2O、F、Bi、Be、Ba、B、As、Hg元素的低含量区，总体反映地层岩性的元素含量特征，其中Cu、Cr、Ni、Co、Fe2O3在有利的地质部位形成八布铜矿和龙林铁、钴、镍矿；C2区的Mg、Cd、P、Mo、Mn、Ca、Pd、Zr、Zn、U、Ni、Au、Y、La、Ag元素高含量，Sn、Au、Na含量低。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地质

本区处于华南褶皱系、滇东南(文山—麻栗坡)褶皱带、都龙(老君山)变质核杂岩(隆起)带西缘，矿区出露的主要地层：古元古代南捞片麻岩、花岗片麻岩(Ngn)，新元古界新寨岩组下段(Pt3x1)云母片岩、炭质片岩，新元古界新寨岩组上段(Pt3x2)石英片岩、矽卡岩夹薄层云母片岩(图2)[6]。

图2 云南李子坪锡多金属矿区地质简图Fig.2 The geological sketch map of Liziping Sn polymetallic mining area， Yunnan

矿区位于老君山穹隆西侧，构造较发育，以NE向断裂构造为主。NE向断裂主要分布于新寨岩组上段和Ngn接触部位附近，呈陡切沟谷地貌形态。NE向构造是区内重要的导矿赋矿构造，沿NE向构造向东西两侧，锡矿化逐步减弱，锡矿化体主要集中在NE(F1)向断裂下盘，在横剖面上呈不规则枝杈状分布；走向上由于受近EW向断裂破坏，沿走向呈阶梯状展布。

区内岩浆岩主要为白垩纪都龙超单元花岗岩。分布于矿区东部，西与Ngn呈侵入接触关系。岩体成分主要为中细粒二云二长花岗岩，矿区东端部分地段为中粗粒似斑状二云二长花岗岩。

2.2 矿体特征

矿区内通过地表探槽和深部钻探工作，目前已发现一处达中型规模的锡多金属矿床。矿体赋存于新元古界新寨岩组上段的第一、第二层矽卡岩层内，集中分布于新寨岩组上段的第一层矽卡岩内，以多层成群出现为特征。局部地段在靠近矽卡岩的片岩内有少量矿体产出。矽卡岩型锡钨锌矿床主要受构造、地层、变质岩等多种地质因素控制，具有较明显的空间分布特征。

矿区内共圈定5个锡钨多金属矿体，矿体赋存于F0拆离断层带上、下两侧。上部矿体赋矿地层岩性为南捞底部片麻岩，下部矿化层赋矿地层岩性为新寨岩组上段云母片岩夹大理岩、似层状—大透镜状透闪透辉石榴石矽卡岩，自上而下产出。单个矿体呈透镜状—似层状产出，长60～1216 m，倾向延伸22～180 m，厚1.20～10.07 m，平均厚度为3.43 m；平均品位：Sn 0.226%，WO30.175%。矿体倾角5°～45°，平均小于45°，均为缓倾斜矿体，单个矿体结构较复杂，分枝复合现象明显，局部工业矿与低品位矿交互分布。

矿石组成的矿物有20余种，主要金属矿物有锡石、白钨矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿，其次为辉钼矿、黄锡矿。锡矿物以锡石为主，呈微细粒不均匀嵌布；钨矿以白钨矿为主，呈星散状不均匀嵌布；锌矿物以铁闪锌矿为主，呈他形细粒状、浸染状分布。脉石矿物有透辉石、透闪石、钙铝榴石、绿泥石、绿帘石、白云母、石英、方解石、磷灰石、榍石、十字石等。脉石矿物中以透辉石为主。矿物共生组合和化学成分比较复杂，具多金属矿化特点，含锌、钼、硫等伴生组分。矿石结构：矿区矿石结构以自形晶—半自形晶和他形粒状结构为主。矿石构造以片状、致密块状、稠密浸染状为主[7]。矿区的矿石工业类型为矽卡岩型锡钨矿。

3 土壤地球化学测量

3.1 样品采集与分析测试

工作区开展了1∶1万土壤地球化学测量，测区土壤发育较好，A、B、C层均有发育[8]，除极个别地段外，采样点均可采取B层土样，该层属典型的红壤土淋滤层，一般0.40至几十米不等。矿区内无村民居住及农业生产活动，在表生作用下，成矿元素及伴生元素主要以机械分散晕形式存在于土壤中，对土壤地球化学测量十分有利。粒度试验选取在108线上进行，点号376～400，试验剖面长240 m，试验土壤样经加工筛分为20目以下、40目以下、40～60目及60目以下四种粒级，送总院化验室分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi、Be、As、Sb等12种元素，分析结果4种粒级的土壤元素异常类似，均能较好反映背景场及矿化带上的土壤元素异常，其中以40目以下粒级反映W、Sn、Cu、Zn土壤元素异常最好。上述工作的质量满足设计与行业规范要求。

本次土壤地球化学测量，共采集样品数3454件，样品测试结果数据用数理统计分析软件(spass软件)进行数理统计，统计出该区元素特征参数(表1)。

表1 工作区元素地球化学主要参数值[9]Table 1 The mainly parameters of element geochemical data in the work area[9]

表1中，区内除Be、As、Cu、Ag、W、Bi元素变化系数相对较大外，其他元素含量变化系数均较小，说明Be、As、Cu、Ag、W、Bi元素含量离散程度相对较大；而其他元素含量离散程度较小，相对集中。区内W、Sn、Mo、Bi、Be高温元素呈双峰或多峰非常明显，Au、Ag、Cu、As也成双峰或多峰分布模式，反映地质叠加作用可能有两期。从含量看，该区W、Sn、As三元素浓集中心明显，Sn元素浓集中心更加显著，也说明了Sn是本区主要的成矿元素。

3.2 土壤地球化学异常特征

工作区单元素异常的圈定，是根据表1列出的各元素异常下限T，并以T、2T、4T圈出各元素地球化学异常浓度带，圈定异常范围。

单元素异常总体特征：面状在工作区内以NW—SE向展布；线状、带状或岛弧状分布基本与区内断裂构造方向或矿体(矿化带)的走向一致。各元素异常都不同程度的具有内、中、外浓度带，有的为单点高异常。工作区中西部主要为Mo、Sn、Cu、Sb、Au、Ag、As、W、Bi异常，在东部主要为W、Be、Sn异常。异常在中西部大竹山附近F1、F2断裂两侧即矿体及矿化地段强，次在东部的花岗岩体内及外接触带异常也较强(图3)。主成矿元素Sn、W、Mo、As、Sb……单元素异常特征如下：

图3 李子坪锡多金属矿区化探异常综合图

Sn异常：异常编号为AP-3、AP-4、AP-5、AP-6、AP-7。异常主要呈带状、线状、岛团状及面状，分布于大竹山附近沿F1、F2断裂两侧新元古界新寨岩组内，工作区中南部南捞片麻岩与花石头单元的二云二长花岗岩接触带和马鹿塘单元的二云二长花岗岩中。Sn最高值为6782.00×10-6，平均值为246.05×10-6，浓集中心与浓度分带明显，规模较大。Sn元素异常不仅与新元古界新寨岩组关系密切，与岩浆岩关系也较紧密[10]。

W异常：异常编号为AP-5、AP-6、AP-7和AP-3。异常呈带状、线状及岛团状，主要分布于工作区中东部的岩浆岩体中，但异常分布面积最大处是在中南部南捞片麻岩与花石头单元的二云二长花岗岩接触带和太平头单元的二云二长花岗岩中，异常浓集中心与浓度分带较明显[11]。W最高值为2379.00×10-6，平均值为234.88×10-6，规模较大。

Mo异常：仅发现一处，编号为AP-3。主要呈面状分布，该异常在大竹山附近一带，沿F1、F2断裂西北侧分布。Mo最高值为58.15×10-6，平均值为11.51×10-6，浓集中心与浓度分带明显，规模较大。

As异常：除AP-1异常区外都有分布，且主要分布在AP-3异常区内，异常呈线状、带状、岛弧状分布，规模在AP-3内较大，As最高值为5351.00×10-6，平均值为544.34×10-6，浓集中心与浓度分带明显。

Sb异常：呈面状或岛团状、带状分布在AP-3异常区内，主要位于大竹山附近F1、F2断裂及西北侧，异常在两断裂中间强度较高，有浓集中心，浓度分带明显。Sb最高值为92.74×10-6，平均值为4.33×10-6。

Bi异常：除AP-1、AP-2异常区外，其他都有分布，呈小面状或岛团状、线状分布，AP-3、AP-5、AP-6、AP-7内浓集中心与浓度分带较明显，即大竹山附近F1、F2断裂中间、工区中南部南捞片麻岩与花石头单元的二云二长花岗岩接触带、东北部马鹿塘单元及南捞片麻岩接触部位异常强度高，但规模较小[12]。Bi最高值为5703.00×10-6，平均值为307.91×10-6。

Be异常：主要呈线状、带状或岛弧状分布于AP-5、AP-6、AP-7异常区内，即中东部的花岗岩体内。Be最高值为154×10-6，平均值为33.69×10-6，浓集中心与浓度分带明显，规模较大。

Cu异常：主要呈面状或线状分布于AP-3、AP-5、AP-6异常区内，即大竹山附近沿F1、F2断裂两侧新元古界新寨岩组内、工作区中南部南捞片麻岩与花石头单元的二云二长花岗岩接触带、工作区东北部马鹿塘单元与南捞片麻岩接触部位异常强度高，但总体AP-3内规模大。Cu最高值为983.30×10-6，平均值为152.09×10-6，浓集中心明显。

4 岩石地球化学特征

本次岩石地球化学测量结合物探成果，由北向南优选取在084线、032线、016线、00线、015线、031线5条剖面线进行，共采集岩石样品1310件。钻孔中的剖面岩石地球化学测量结果分析，成矿元素的地球化学变化是有一定的规律性和独特性的统一：从00线地质、岩石化探剖面剖析图(图4)上分析，矿体埋藏相对较深，各主成矿元系在垂向上有一定的规律性变化，即从深部至地表逐渐弱化；在垂向上Bi异常靠上中部较强，W、Sn、Sb、Zn异常在中部明显，Mo、As的异常在中下部有渐强趋势。As作为低温元素在下部渐强，预示着下部可能还有一层矿的存在。结合土壤剖面分析，成矿元素由原生到次生、由深部到浅部到地表是一个逐渐变贫弱化的过程。本区元素在垂向上分带说明本区的矿化可能存在多期次、多阶段的特点。031线也呈现同样的情况，其独特性在于在430号点上，各元素值含量均较高，根据单点高异常特征，结合物探资料推断为一小构造，不难推断该处元素异常是构造引起；016线、032线Sn元素异常较为明显，Cu、Be、Bi、W、Ag、As、Au元素异常也较明显，出现在F0剥离断裂构造的上下盘及F1、F2断裂中间矿体上部，这两条剖面成矿元素异常与已知矿体吻合度极高。

图4 00勘探线钻孔Sn、W、Sb、Bi、Mo、Zn元素原生晕剖析图Fig.4 Comprehensive analysis map of primary halo of Sn-W-Sb-Bi-Mo-Zn elements of the drilling samples in the prospecting line No.001—新元古界新寨岩组 2—古元古界猛硐岩群 3—南捞片麻岩 4—矿体 5—断层 6—钻孔

5 异常分类与评价

5.1 异常类别划分

在研究区域已知矿床(点)、地质环境的基础上，参照“区域地球化学勘查规范”(DZ/T 0167-2006)异常分类标准将本区异常分为甲1、乙3两类。

1)甲1类异常：为推测可找到大型矿的异常；区内有1个，即AP-3异常。

2)乙3类异常：推断的有找矿潜力的异常，推测可能发现矿点及其以下矿的异常；区内共3个该类异常：AP-5、AP-6、AP-7。

3)异常特征组合的确定，是参照土壤地球化学测量异常登记卡中统计各异常规模，将各元素异常规模叠加，计算出各元素异常规模所占的百分比，以前列元素异常规模叠加约70%定为各异常的特征组合(表2)[13]。

表2 土壤地球化学测量组合异常特征Table 2 List of combination anomaly characteristics of soil geochemical survey

5.2 异常评价

5.2.1 甲1类异常

此类异常有AP-3一处。该异常位于工作区中部偏西大竹山附近。评序值16.87，排序1，异常类别甲1类。AP-3各元素异常特征见表3。异常内W、Sn、Mo、Cu、Pb、Au、As、Bi异常浓集中心与浓度分带明显，且相互间吻合较好[16]。浓集中心和矿化体出露及断裂活动地段吻合较好，在浓集中心加强工程布置进行验证，经工程验证，该异常与矿体位置吻合(图5)。从异常所处地质特征上看，区内出露地层为新元古界新寨岩组，该组由下部的云母片岩、大理岩、炭质片岩夹石英片岩和上部的石英片岩夹云母片岩组成。另有零星的矽卡岩和古元古代南捞花岗片麻岩分布[17]，该层内的矽卡岩层为区内的主要含矿层，表面呈黄褐色，新鲜面呈灰绿色，其内具有锡钨矿化。区内构造以新元古界新寨岩组上部的剥离断层F0和NE—SW向的F1、F2断裂为主，其中NE—SW向的断裂相对较发育，是区内锡钨锌矿体形成的主要通道[18]。

图5 00勘探线地质地球化学综合剖面图Fig.5 Geological and geochemical profile of the orebody and anomaly in prospecting line No. 00

表3 AP-3异常特征参数统计Table 3 List of characteristic parameters of AP-3 anomaly

5.2.2 乙3类异常

此类异常有3处，即AP-5、AP-6、AP-7，该异常位于本次工作区中南部。评序值4.23，排序3，异常类别乙3类。区内岩浆岩出露，为白垩纪都龙超单元系列花石头单元(K1H)的中粗粒似斑状二云二长花岗岩、大平头单元(K2D)的中细粒二云二长花岗岩。区内西部为古元古代南捞花岗片麻岩。该区内无断裂出现，但在南捞片麻岩与岩浆岩侵入接触带，Sn、Bi异常明显高，说明可能是岩浆热液活动造成了元素的富集。

本异常内W、Sn、Bi、Cu、Zn异常浓集中心与浓度分带明显，且相互间吻合较好[19]。推测该异常可能与岩体的侵入接触有关，异常踏勘表明，矿化较普遍但规模较小[20]。

6 结论

工作区通过运用土壤地球化学测量找矿手段，发现化探异常，缩小找矿靶区，发现和圈定各种地球化学元素异常，选择成矿有利地段和较大找矿潜力的异常开展异常查证工作，确定异常性质，为下一步工作提供明确的找矿靶区。对优选的重点矿(化)体、重要异常及成矿有利地段安排的地质、物化综合剖面，开展在剖面钻孔中岩石地球化学测量工作，对异常进行综合分析与判决。根据区内地质、化探测量结果与已知矿体，对异常进行评序，确定了找矿有意义的异常一处，为甲1类异常AP-3异常，经钻探验证确定为一中型锡矿的异常，是本次新发现的一中型锡多金属矿床；此外，发现有找矿潜力的异常乙3类异常3个。