河南省新县南部金矿地球化学特征及找矿标志*

2021-12-17袁德志

现代矿业 2021年11期

袁德志许栋李旭

（河南地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院）

新县南部金矿位于秦岭—大别造山带东延部位，秦岭—大别造山带经历了华北板块与扬子板块的碰撞造山及后碰撞伸展过程，强烈而广泛的岩浆活动为新县地区金多金属成矿提供了良好的物质基础［1-3］。新县大别山地区相继报道发现了皇城山银矿、白石坡银铅锌矿、母山钼铜矿、肖畈钼矿、孙堰金矿、汤家坪钼矿、千鹅冲钼矿、薄刀岭银金矿等，使新县大别山区成为我国又一个重要的钨、钼、铜、金、银、铅、锌多金属矿产基地［3-4］。目前该地区钼、钨、银、铅、锌等矿种勘查和研究程度较高，但金矿的勘查和研究程度偏低［4-6］。本项目以矿区开展地球化学测量为基础，开展成矿元素的分布、分配特征，研究地球化学异常规律与矿产的关系，圈定地球化学异常，为进一步找矿提供理论依据。

1 区域成矿地质背景

新县南部金矿预查区大地构造位于大别核杂岩变形带，属秦岭造山带东延部分桐柏—大别变质核杂岩隆起带内［1］。

区域地层划分隶属扬子地层区南秦岭分区西大别小区，出露地层主要为大别岩群，零星分布于工作区的东南部，另外在山间河谷见新生界盖层岩系。大别岩群原岩为基性火山岩—酸性火山岩，夹陆源碎屑沉积岩、碳酸盐岩沉积建造［2］。

区域基本构造格架表现为近东西向展布的强变形带（图1）。区内脆性构造发育，主要表现为各种性质、多种方向的脆性断裂［3］。

区域内岩浆岩分别属于新元古代、晚古生代和早白垩世，其中又以早白垩世花岗岩分布最广，规模最大。区内岩浆岩主要出露有新县序列花岗岩、田铺序列片麻岩及少量中基性岩脉［4］。

2 矿区地质特征

矿区位于八里畈断裂带（F3）以南，新县花岗岩体南缘接触带上。南起黄泥咀—柳河—袁岗一带，北止老庙林场，面积为111.28 km2。研究区地层出露主要为大别岩群（Ar3Db），分布于工作区的东南部方畈—苦竹湾一带。

脆性断裂是工作区内脆性变形的主要表现形式，工作区内的脆性断裂具有多种性质、多种方向展布和多期次活动的特点。工作区内的脆性断裂大致分为4组：近东西向、北东—北北东向、北北西—北西向、近南北向。近东西向断裂是南部工作区分布最为广泛的一组，与矿化关系密切，区内圈出的金矿体多赋存于该组断裂中。代表性断裂主要有F1、F2等，圈出Au-1工业金矿体。该组断裂活动与金、银矿化关系密切，是区内最为重要的一组脆性断层。北东—北北东向断裂多分布在工作区中部和东南部，圈出的Au-2、Au-3金矿（化）体赋存于该组次级断裂中。

矿区内岩浆岩大规模发育。从新元古代的田铺序列到早白垩世的新县序列都有出露。岩浆热液使岩体及其围岩发生不同程度的蚀变，蚀变现象种类繁多，强度变化大。主要围岩蚀变类型有黄铁矿化（褐铁矿化）、硅化、绢云母化、钾长石化等。其中黄铁矿化（褐铁矿化）、硅化与金成矿关系密切。

3 地球化学特征

3.1 水系沉积物异常特征

据新县幅（H50E003004）、两路口幅（H50E003005）、达权店幅（H50E003006）1∶5万区域矿产地质调查，新县南部地区部分元素的水系沉积物异常较为显著。1∶5万水系沉积物测量圈出24-甲3-2（图2）和25-丙综合异常。

异常以Au、Ag、As为主，伴生Mo、Pb、Zn、Cu、Sn等元素。Au单元素异常呈不规则状分布，南北长5.4 km，东西宽0.55～3.4 km，面积为12.10 km2，地表形成6个浓集中心，多呈椭圆状，具中、内带，最高含量为510×10-9，平均为10.07×10-9，衬值为5.36，NAP为65.38，浓集中心分布于闪长岩包体中。Cu分布于Au、Ag异常内，异常规模小。

Au-45异常面积大，浓集中心多且明显，浓度分带清晰，异常区成矿地质条件有利，西部浓集中心最高含量为510×10-9已达矿化含量，东部山石门已见工业铜金矿体，推断Au-45异常为矿致异常，金异常各浓集区是找Au的有利区段。

区内岩浆活动频繁，构造发育。北部4个金浓集中心位于新县二长花岗岩与田铺序列花岗质片麻岩系接触带附近，新县二长花岗岩内，其中1个浓集中心分布于闪长岩包体中，西部金浓集中心位于田铺花岗闪长质片麻岩中；异常区内北北西向、北东东向、近东西向断裂构造发育，被石英脉、闪长岩脉充填。

3.2 土壤地球化学特征

3.2.1背景值和异常下限的确定

针对1∶5万水系沉积物测量圈定的王湾金异常（24-甲3-2），开展了1∶1万土壤测量验证，统计计算了矿区内土壤中Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、W、Mo、Sn 11种元素地球化学特征值（表1）。统计计算了矿区元素背景值和异常下限，确定了异常下限值（T），划分了元素的浓度分带［6］（表2）。

由表1、表2可知：

（1）Au可作为成矿元素。Sb、Au、Bi变异系数较大（＞1），分别为6.1、5.43、1.02，说明Sb、Au、Bi这3个元素离散程度大，呈极强分异（≥1.5）、强分异（1.0～1.5）特征，迁移活动性能力及富集成矿能力较强。Mo、Ag、Pb、W、Cu、As变异系数介于1～0.5，呈不均匀（0.5～1.0）特征，Mo变异系数为0.91（接近于1），Mo成矿可能性大或异常强；Ag、Pb、W、Cu、As成矿可能性较小或异常较强。Zn、Sn变异系数均小于0.5，大致呈均匀分布，成矿可能性很小或异常较弱。

（2）Au、Cu、Pb、Zn、W、Mo这6个元素为矿化元素。Au、、Cu、Pb、Zn、W、Mo最大值分别为521.6×10-9、382.8×10-6、1601×10-6、1901×10-6、62.52×10-6、43.34×10-6，均达到矿化含量（边界品位降低一个数量级），其它元素最大值则低于矿化含量。

注：①元素含量单位Au为10-9，其他元素为10-6；②元素的边界品位，引用《矿产资源技术指标工业手册》（2010年）。

注：①元素含量单位Au为10-9，其他元素为10-6；②n为样品数，C o为背景值，S o为算术标准离差；③T o为异常下限计算值，T为异常下限确定值。

（3）As异常强度最低，Au、Ag、Cu、Sn、Bi、Sb这6个元素无低值区。As仅具有外带，其它元素均出现内带。Au、Ag、Cu、Sn、Bi、Sb这6个元素无低值区，表明该区土壤中Au、Ag、Cu、Sn、Bi、Sb元素背景较高。

综上所述，预查区内Au在土壤中呈极强分异特征，为矿化、成矿元素，地质找矿意义最大。

3.2.2土壤地球化学多元统计学分析特征

3.2.2.1相关性分析。

为进一步了解区内成矿元素与其它伴生元素之间的关系，对测区内21件矿（矿化）体化学样本中11种元素进行了相关性分析。首先对元素含量取对数的方案重新检验，利用SPSS软件采用Pearson相关系数进行相关性分析，计算得出原生晕元素的对数相关性矩阵（表3），可得出：Au与Ag、Bi、As元素相关性较高，其中与Ag的相关系数为0.78，与Bi的相关系数为0.67，与As中等相关，相关系数为0.527，与Cu、Sb相关性一般。

3.2.2.2聚类分析

对测区内21件样本中11种元素进行了R型聚类分析，R型聚类分析可将具有相似性的元素加以聚类，来显示元素在成晕成矿作用下，其聚合性与成因之间的联系［7］，结果见图3。从图3上看出，在相关系数为0.48的水平上，11种元素分为5簇组合类型。

第一簇为Au、Ag、Bi、As、Sb，分为3组：Au、Ag组合，Bi元素，As、Sb组合；反映了低温热液环境；该簇代表主成矿期次，反映中低温热液成矿环境。第二簇为Sn、Cu中高温元素组合。第三簇为Pb、Mo中高温元素组合，Pb与Mo出现在同一簇，说明成矿热液活动具有多期叠加的特征。第四簇W为原生晕尾晕指示元素，代表成矿的晚期阶段。第五簇Zn为矿体中晕指示元素，化学性质比较活泼，单独出现表明具有一定的独立性。

3.2.2.3因子分析

本研究采用R型因子分析（表4），选用4个主因子代表整个数据的变化情况，提取方法为主成份法，对初始因子进行方差最大正交旋转，元素在同一因子中两极分化，便于因子地质解释［8］。

提取4个主成份。根据R型因子分析解释因子：F1（Au、Ag、Bi、Cu、As、Sb）为多金属硫化物矿化因子，Au、Ag、Bi的载荷较大，代表矿中晕成矿元素组合，说明金矿化的主要阶段。Au元素与Ag、Bi、Cu、As、Sb元素出现在同一因子中，代表具有多元素热液的活动，是金属矿化叠加的反映。该因子代表了主要成矿期，同时代表了成矿过程金属元素的共生组合关系。F2（Pb、Zn）为原生晕中部指示元素。Au成矿过程的因子载荷模型为XAu=0.833F1-0.239F2-0.174F3-0.057F4，可以看出，XAu主要由F1提供，其他因子提供的W极少，可忽略不计。结合因子分析与野外地质观察结果表明：Au的矿化具有多期次特征，至少2期，与Au矿化相关的主要2个阶段是Au-Ag组合沉淀作用阶段和Au-Ag-Bi-Cu-Sb金属硫化物矿化阶段组合沉淀作用阶段，R型因子分析与相关分析、聚类分析结果具有较好一致性。

3.2.3土壤地球化学综合异常特征

根据区内元素异常分布特征，结合异常所处地质条件，矿区圈出10个土壤综合异常，主要异常元素为Au、Cu，异常集中于矿区的中东部，异常总体走向以北西西向、近东西向为主，少部分异常呈北北西向或近南北向。地质背景以新元古代田铺序列田铺花岗闪长质片麻岩（黑云斜长片麻岩）为主，次为早白垩世新县序列二长花岗岩，少量的周河二长花岗质片麻岩（二云二长片麻岩）。Au异常强度高、面积大，Cu异常与Au异常相互套合或叠合程度高，主要与田铺花岗闪长质片麻岩（黑云斜长片麻岩）中硅化碎裂岩关系密切。在Au异常浓集中心地段，发现了多处金矿体、金矿化体，金矿化常伴有银矿化。依据NAP值，结合异常面积、强度等指标，现将区内AP9、AP12等主要综合异常特征描述如下。

（1）202高地金银异常（AP9）。AP9异常面积为0.13 km2，东西长约700 m，南北宽250 m（图4）。异常元素组合以Au、Ag、Mo为主，伴有Cu、W、Pb。其中Au异常点数多，面积大，强度高，浓集中心明显。区内岩浆活动频繁，构造发育。Au、Ag异常浓集中心位于新县二长花岗岩与田铺序列花岗质片麻岩系接触带上，其中Au异常面积大，浓集中心明显，浓度分带清晰，成矿地质条件有利，在Au异常浓集中心地段，地表已发现金（银）矿（化）体，为矿致异常。经槽探揭露、地质物化探剖面测量，地表探槽中圈出了Au-1金矿（化）体1条，视厚度为0.8～7.2 m，金品位为1.00～61.20 g/t。经钻孔深部验证见到银矿（化）体2层，厚度分别为1.42、1.10 m，银品位分别为59.70×10-6、29.70×10-6。

（2）李家山铜金异常（AP12）。AP12异常面积0.603 km2，呈不规则状东西向展布，东西长约1 750m，南北宽450 m。异常元素组合以Cu、Au为主，伴有Ag、Mo、Pb、Zn、W。区内岩浆活动频繁，构造发育。该异常位于新县二长花岗岩与田铺序列花岗质片麻岩系接触带上，成矿地质条件有利，在Au浓集中心地段，地表已发现金矿体，为矿致异常。经槽探揭露、地质物化探剖面测量，地表探槽中圈出了Au-9金矿体1条，视厚度为1.20～3.40 m，金品位（含量）为3.03～7.20 g/t。

4 综合找矿效果

经工程控制，在预查区圈出14条金矿体。其中Au-1、Au-9矿体规模较大。

Au-1矿体为新县南部金矿区规模最大的金矿体，矿体赋存于矿区中部的7～16线构造破碎带中，矿体形态呈脉状，走向长210 m，最大斜深为80 m，矿体厚3.57～6.77 m，平均厚度为5.17 m，矿体赋存标高为122～192 m；矿体倾向为350°～5°，倾角为70°～83°。矿体受构造控制，赋矿围岩为硅化碎裂岩及碎裂岩化蚀变二长花岗岩，具硅化、黄铁矿化、褐铁矿化及钾化蚀变，矿体底板围岩为二长花岗岩，顶板岩石为黑云斜长片麻岩。经工程控制，Au单工程品位为1.22～61.2 g/t，平均品位为11.86 g/t。矿体沿走向及倾向品位变化均较大，属不稳定型。

Au-9矿体赋存于矿区中南部115～108线的构造破碎带中，沿走向出露长约270 m，最大斜深为80m，矿体厚为1.01～3.25 m，平均厚度为2.13 m，矿体赋存标高为217～288 m；矿体倾向为345°～355°，倾角为68°～82°；矿体呈脉状，矿石具侵染状构造及细脉状构造。矿体受构造控制，赋矿围岩为硅化碎裂岩及碎裂黑云斜长片麻岩，具硅化、黄铁矿化、褐铁矿化蚀变，地表呈褐红色特征。矿体顶底板围岩均为黑云斜长片麻岩。经工程控制，Au单工程品位为1.40～9.32 g/t，Au矿体平均品位为4.32 g/t。

本矿床矿石的工业类型仅有金矿石（Au≥1 g/t）1种，自然类型有多种，按矿石氧化程度可分为氧化矿石及原生矿石2种；按矿石的结构、构造特征划分为细脉网脉状、浸染状和块状矿石。矿石构造主要有浸染状构造、细脉网脉状构造、块状构造。矿石结构主要为自形—半自形晶粒状结构和交代结构。

5 控矿因素及找矿标志

矿床主要受控于断裂构造，与新县花岗岩体有密切关系，成因类型属“岩浆热液金矿床”，工业类型属“含金石英脉型”中的亚类“石英硅化钾化蚀变岩型”金矿床。矿区内由于受燕山期岩浆活动的影响，在岩浆顶托和侧向挤压力作用下，形成了近东西向、北东向张性次级断裂构造，在岩浆活动后期，大量含矿热液沿近东西向断裂运移，形成了以硅化、绢云母化、钾长石化为主的蚀变，同时捕捉了围岩内的含矿元素，促进了热液含矿浓度的提高。随着热液继续向低压区运移，含矿物质最终在近东西向、北东向断裂中沉淀、富集成矿；矿区内的矿体、矿化体尽管围岩性质不同，但均赋存于近东西向、北东向脆性断裂破碎带中，也说明这2组断裂是容矿构造。含矿热液充填交代围岩或夹石形成浸染状、块状矿石；充填于裂隙连通的片麻岩内，则形成（网）脉状矿石。

经过野外实践及资料综合整理，区内找矿标志如下。

（1）新县岩体外围边界断裂的次级张性近东西向、北东向断裂多为含矿构造。

（2）近矿围岩蚀变以硅化、绢云母化、钾长石化、绿泥石化高岭土化组成灰褐色、黄褐色蚀变带为特征，硅化发育的部位矿体较富。

（3）土壤地球化学特征显示，以Au、Ag为主元素（成矿元素），伴生Cu、Pb、Sb、Bi、W等元素异常。Au、Ag在异常内带发育，浓集中心明显，与伴生元素异常相互套合或叠合程度高。