安徽萧县圣泉乡地区化探异常特征及找矿潜力分析

2022-04-26葛绍山章中九于炎炎

安徽地质 2022年1期

葛绍山，章中九，于炎炎

(安徽省地质矿产勘查局325地质队，安徽淮北 235000)

0 引言

自20世纪60年代迄今在皖北地区已发现多处不同规模的矽卡岩型铁铜金矿床，其区域成矿规律、区域典型矿床研究已相当成熟。本次找矿潜力分析针对萧县圣泉乡地区，主要在萧县复背斜，通过开展地质填图、面积性化探工作、异常查证和典型矿化点检查，探讨该区是否存在热液脉型的钨、铅矿床。

1 区域地质背景

区域上位于华北陆块徐淮地块淮北断褶带。区域出露上元古界（Pt3）至奥陶系（O）海相沉积盖层，以碳酸盐岩建造为主；石炭系（C）至二叠系（P）海陆交替相至陆相盖层，为含煤碎屑岩建造和红色碎屑岩建造；下第三系（E）碎屑岩建造及第四纪（Q）松散沉积物。

区域基本构架为北北东向构造，形成于印支期。以复式背、向斜构造形式出现，主要有萧县复背斜、闸河复向斜、皇藏峪复背斜等。印支晚期符离集断层开始活动，为东西向切割了先期形成的褶皱；燕山期徐宿弧形构造形成，断裂构造发育，中酸性岩浆多期次侵入，主要为丁里岩体、班井岩体、徐楼岩体、十里长山岩体、三铺岩体。除丁里岩体外，其余都被第四系覆盖或隐伏于围岩之中[1～2]。

2 地质特征

工作区位于萧县圣泉乡地区，东北至义安山，西南至瓦子口，面积为96.32km2。主要出露寒武系及奥陶系，东南部见丁里岩体（细粒花岗岩），其余被第四系覆盖（图1）。

图1 区域构造简图Figure 1.Schematic diagram of regional structures

2.1 地层

工作区出露寒武系张夏组（Є2z）、崮山组（Є3g）、长山组（Є3c）、凤山组（Є3f）；奥陶系贾汪组（O1j）、萧县组（O1x）、马家沟组（O1m）。

区域上典型的矽卡岩型铜、铁、金矿的赋矿层位为寒武系中上统至奥陶系下统碳酸盐岩。其中中上寒武统毛庄组、徐庄组、凤山组为富镁碳酸盐岩类，地层中MgO含量较高，对形成铁、铜、金矿等成矿有利，是矽卡岩型铁铜矿和铜金矿的主要赋矿层位。奥陶系下统萧县组则与铁矿有关。萧县组碳酸盐岩含泥质、白云质，成分多样，微细层理普遍发育，为矿液的扩散、渗透、交代创造有利条件[3～5]。

热液脉型矿与寒武系中上统至奥陶系下统碳酸盐岩中的崮山组、萧县组、贾汪组密切相关。其中崮山组为两层中厚层鲕状含白云质灰岩夹薄层条带状泥灰岩，泥质呈条带状出现。贾汪组主要为页岩，泥质含量高，夹有薄层泥质白云岩。萧县组下段为中厚层灰岩夹白云质灰岩和角砾状灰岩、泥灰岩、含硅质结核灰岩，底与贾汪组以页片状泥质灰岩消失、角砾状灰岩出现为界。它们中含泥质较高的地层较软且两侧岩性较硬，受构造影响，层间易虚脱、破碎，为热液脉型矿矿液运输提供通道。

2.2 构造

工作区主要分布在萧县复背斜次级构造陈庄背斜、凤凰山背斜、孙小林背斜构造及闸河复向斜次级构造朔里背斜中。萧县背斜是徐宿弧形构造的中段，变形较为强烈，形成叠瓦状断层，呈北北东—近南北向弧形分布。

区域上多数矽卡岩型矿产于背斜构造中，特别是产于背斜核部、翼部及外倾转折端；东西向符离集断裂（正断层）、北北东向断裂（多为逆断层）以及断裂的交汇部位是矽卡岩型矿重要的导岩控矿构造[3，5～7]。

工作区见到的热液脉型矿化体以及典型矽卡岩型矿都与岩层层间的裂隙、破碎带等密切相关。本地区徐宿弧形构造运动，逆断层将早期的褶皱叠加生成第2期褶皱，在这个过程中产生挤压、揉皱、剥离等，导致岩层层间极易产生裂隙、破碎带和层间虚脱等构造，它们不但是矿液的通道，也可以与围岩产生交代作用。其中，层间虚脱部位也是极好的容矿场所。

多期次的叠加褶皱构造及断裂构造，对区内内生金属矿床都较为有利。

2.3 岩浆岩

根据收集的近年来同位素年龄数据，基本确立了工作区及其周边岩浆岩活动时序(表1)。岩浆活动为燕山期，主要形成于早侏罗世和早白垩世。以中酸性侵入岩为主。早侏罗世早期年龄为191.3Ma，晚期为180Ma，代表性岩体为丁里岩体；早白垩世早期年龄在126.4～131Ma，该阶段岩体多为隐伏岩体，且呈北东向带状展布，代表性岩体有班井、徐楼、十里长山（刁山集）和三铺岩体，该阶段岩体与区域典型矽卡岩型矿密切相关[2，5，8]。

表1 工作区及周边侵入岩的同位素年龄统计Table 1.Statistics of isotopic ages of intrusive rocks in and around the working area

工作区西北部花岗斑岩脉位于萧县复背斜中，呈北东向、北西向展布，岩脉宽窄不一，一般脉宽20～40m，长度1000m以上，最宽可达300m以上（分布在老虎山）。岩脉宽窄沿走向变化不大，个别地段有分枝现象，脉的形态完全受构造裂隙控制。其特征为灰红至肉红色，斑状结构，块状构造。石英斑晶，白色透明状自形晶，晶体为双锥形，中间六方柱发育；钾长石斑晶，红色板状自形晶；斜长石斑晶灰白色板状自形、半自形晶；角闪石斑晶少，多被云母交代。基质为显微晶质结构，主要矿物为石英及钾长石、斜长石。副矿物为锆石。在岩脉附近发现多处与热液型矿床相关的矿化点，如老虎山铜铅金矿点、老狼窝、老猫洞铅矿点。

工作区东南部见丁里岩体。据1∶50000区域地质调查报告，岩体主要由少斑花岗斑岩和花岗斑岩组成，且以少斑花岗斑岩为主体。该岩体处于萧县复背斜的次级背斜枢纽处，认为是在褶皱形成过程中沿褶皱枢纽低应变区侵入的，后期逆断层又改造先成褶皱并破坏岩体而使岩体和地层以断层接触。

花岗斑岩脉与丁里岩体呈侵入接触关系，接触界面一般清晰，岩脉边部斑晶变小、变少，生成时间晚于丁里岩体，可能属同源型岩脉，岩脉时代大致与相应侵入体时代相同。

3 地球化学特征

3.1 原生晕测量工作方法

（1）样点布设。1∶50000原生晕测量工作采用500m×200m的规则网度，采样线大致垂直构造线方向，约130°方向。根据1∶50000化探工作成果，开展1:10000原生晕测量工作，采用100m×40m的规则网度，采样线大致垂直构造线方向，约130°方向。

（2）样品采集。每个单元内采样点分布均匀，在测定采样点距的1/3范围内采取3～5处小块且总重量500g以上同类岩石组成一个样品。若单元内存在多种地质体，要视其面积大小及地质意义，分别独立取样；如遇岩石岩性层极薄的韵律层，可视岩性的比例，分别敲取一定岩石碎块组成样品。

（3）样品测试。岩石地球化学样品分析由淮北三二五地质矿产检测中心承担。根据本区地质、地球化学特征，岩石样品测试12种元素：Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Hg、Sb、Bi、W、Mo、F。

（4）地球化学参数的计算。根据1∶50000原生晕测量分析结果，列出工作区内未经剔除和逐步剔除加/减3倍标准离差后数据的岩石样品地球化学参数。根据1∶10000异常查证工作，按X±3S将数据进行了迭代剔除，异常下限T=平均值（X）+富集系数（K=2）×标准离差（S），根据异常下限确定值的1倍、2倍及4倍，将浓度分成外带、中带、内带，圈定单元素异常。

3.2 地球化学分布特征

工作区开展面积性1:50000原生晕测量，各元素地球化学参数见表2。

表2 工作区各元素地球化学参数Table 2.Geochemical parameters of elements in the working area

变异系数反映化学元素在区内分布的均匀或变异程度，量化标准：CV＜0.5为均匀型，0.5≤CV＜1.0为弱变异型，1.0≤CV＜1.5为变异型，CV≥1.5为强变异型。

根据原始数据地球化学参数可以看出：Au、Zn分布为均匀型，Mo、As、Hg分布为弱变异型，Pb、F分布为变异型，Ag、Cu、W、Sb、Bi分布为强变异型。

根据各元素分布特征，结合地层、构造、岩浆岩等对应关系，工作区地球化学场分布特征如下：

下古生界（Pz1）（Є—O）分布区：各元素地球化学等量线延伸方向基本一致，与构造线方向平行，为北东向，高值区和强高值区呈北东向串珠状分布，其中强高值区在下奥陶统至上寒武统中均有分布。

丁里岩体分布区：各元素地球化学等量线延伸方向存在差异性，Ag地球化学等量线为北东向延伸，其他元素地球化学等量线为北西向延伸，除Hg高值区、强高值区分布在中部外，其他元素高值区、强高值区主要分布在北部。

结合工作区成矿地质特征和各元素地球化学特征，发现本工作区地球化学异常以W、F组合异常为主，Pb、Mo组合异常和Cu、Ag、As、Sb组合异常次之。

W、F组合异常和Cu、Ag、As、Sb组合异常在下奥陶统马家沟组至中寒武统张夏组中均有分布，附近北东向岩脉和北东向、北西向断裂发育，W异常和Cu异常沿构造线方向呈串珠状分布，W异常分布面积较Cu异常分布面积大。Pb、Mo组合异常主要分布在丁里岩体中，在上寒武统至中寒武统中有小面积分布，Pb异常分布不规则[1]。

3.3 地球化学综合异常

以异常查证区1894个岩石样品为样本，以Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Hg、Sb、Bi、W、Mo、F 12种元素为变量，进行R型聚类分析（见图2）。12种元素按照0.272相似水平，元素共生组合可以分为二组：第一组为Pb、Ag、Sb、As组合，是中低温元素组合，反映Pb、Ag富集与中低温热液有关；第二组为F、W组合，是高温元素组合，反映F、W与高温热液有关。

图2 异常查证区R型聚类分析谱系图Figure 2.R-type cluster analysis pedigree for the anomaly testing area

根据异常规模、空间展布特点以及异常特点，结合区域成矿地质条件和成矿规律，在工作区根据地球化学异常筛选了2处综合异常区。

白楼子异常：异常元素主要为W、F、Pb、Ag、Mo、Sb、Au、Bi、Zn，元素组合较复杂，面积1.36km2。W、F元素北东向展布，其他元素展布方向无规律性，W与各元素异常套合较好。W元素异常特征：异常分布面积最大，面积为0.82km2；元素具外、中、内三个浓度带，中带、内带主要分布在奥陶系下统萧县组上下段、贾汪组以及寒武系上统凤山组上段中，附近分布岩脉和断裂；浓集中心明显，最大值达65.44×10-6（见图3、表3）。

图3 白楼子综合异常剖析图Figure 3.Comprehensive anomaly analysis diagram of Bailouzi

表3 白楼子综合异常参数Table 3.Comprehensive anomaly parameters of Bailouzi

郭楼异常：异常元素主要为Pb、Ag、W、Au、As、Cu、Sb，元素组合较复杂，面积0.37km2。Pb、Ag元素北西向展布，Pb与Ag、Au、As、Cu、Sb元素异常套合较好，Pb与W元素局部套合。Pb元素异常特征：异常分布面积最大，面积为0.17km2；元素具外、中、内三个浓度带，中带、内带主要分布在寒武系上统长山组、崮山组中，附近分布岩脉和断裂；浓集中心明显，最大值达969.1×10-6（见图4、表4）。

表4 郭楼综合异常参数Table 4.Comprehensive anomaly parameters of Guolou

图4 郭楼综合异常剖析图Figure 4.Comprehensive anomaly analysis diagram of Guolou

4 热液脉型矿化体特征

热液脉型零星资源及矿化点分布普遍，在工作区附近见零星资源老猫沟铅矿体、老狼窝铅矿体，萧县老虎山铜矿，它们成矿控制条件有一定的相似性。

老猫沟铅矿体：产于寒武系上统崮山组鲕状灰岩破碎带及角砾岩中。矿体长70～100m，出露宽1～12m，延深不大。铅含量0.59%～6.32%。矿石矿物为方铅矿、黄铁矿、褐铁矿等[9]。

老狼窝铅矿体：产于寒武系上统崮山组鲕状灰岩及裂隙中。矿体出露面积为9m×8m，厚3.8m。铅含量1.03%～17.15%。

热液脉型铅矿地质特征：从所产出的层位及岩性来看，都出现于寒武系上统的碳酸盐层中，如老猫沟及老狼窝产于寒武系上统的崮山组中，似有层控因素，常产于寒武系上统，尤其是软硬相间的岩层中。矿（点）多少都有岩体或岩脉侵入，且都与构造有关，有的铅矿直接赋存于角砾岩中，有的产在角砾岩附近较破碎的岩石中。因此在淮北地区寻找热液脉型铅矿，应注意寒武系上统中的破碎带。若附近有岩体或岩脉侵入，则成矿条件更为有利。

老虎山铜矿：矿化带产于萧县复背斜东翼奥陶系中统老虎山组及下奥陶统马家沟组层间裂隙中，有铜矿化脉6条，金矿化脉1条，铜金矿（化）脉9条。矿化脉在地表规模较小，品位变化较大，圈不出工业矿体[10]。

热液脉型铜矿地质特征：以老虎山铜矿点为例。老虎山地区产出的矿（化）脉主要为受控于层间破碎带的透镜状脉；受张性—张扭性断裂控制的北北东—北北西向脉。透镜状矿（化）脉产在中奥陶统老虎山组中、下部的中厚层灰质白云岩及白云岩层间，产状和顶底板岩层大体一致；受张扭性断裂控制的矿（化）脉，产在下奥陶统马家沟组中、上部。矿（化）脉矿石都为氧化矿石，以角砾状结构为主，以条带状、角砾状、块状构造为主。铜矿物有孔雀石、蓝铜矿，呈细脉或浸染状分布；金的矿物为银金矿、碲金矿及斜方碲金矿，主要分布在石英脉中，或沿石英颗粒边缘分布。脉石矿物主要为碳酸盐、石英及重晶石。矿（化）脉中最普遍的蚀变为碳酸盐化、硅化、褐铁矿化、赤铁矿化及黄铁矿化，亦见重晶石化及绿泥石化（透镜状脉顶底板）。矿化体与丁里岩体中的花岗斑岩脉的岩浆活动有关；与断裂构造、层间破碎带有密切联系。因此在萧县地区寻找热液型铜矿，应注意岩脉及断裂构造。

5 找矿潜力分析

工作区位于萧县复背斜中部，以寒武系、奥陶系出露为主，见花岗斑岩脉；闸河复向斜次级构造朔里背斜以丁里岩体为主。工作区见零星资源老猫沟铅矿体、老狼窝铅矿体，萧县老虎山铜矿。

根据1:50000、1:10000原生晕测量成果在白楼子、郭楼地区圈出以W、Pb为主的化探异常区，总体展布方向为北东向，浓集中心明显。结合工作区成矿控制条件有一定的相似性，有其典型矿点，总结了热液型多金属矿的预测要素：①寒武系上统及中、下奥陶统，尤其是软硬相间的碳酸盐层中；②构造破碎带，岩体或岩脉；③元素化探异常。根据以上成矿要素圈定了热液型多金属矿资源潜力区。

5.1 白楼子找矿潜力区

白楼子找矿潜力区主要出露奥陶系下统萧县组上下段、贾汪组以及寒武系上统凤山组上下段、长山组、崮山组，岩性主要为白云质灰岩、斑纹状白云质灰岩、角砾状灰岩、泥灰岩、斑纹状灰岩、条带状灰岩、竹叶状灰岩等，在奥陶系下统萧县组下段见大理岩化，在奥陶系下统贾汪组泥灰岩中见萤石矿化，其他岩石未见明显矿化蚀变现象。潜力区发育北东向微粒花岗岩脉贯穿本区，局部发育北西向微粒花岗岩脉和北东东向断裂。

白楼子钨高值区主要赋存层位为奥陶系下统萧县组上下段、贾汪组以及寒武系上统凤山组上段，附近发育岩脉和断裂。W元素异常主要沿北东向微粒花岗岩脉两侧分布，在断裂附近内带分布面积最大。作者认为白楼子钨高值区为高温热液型成矿，主要受微粒花岗岩脉和断裂控制，含W热液侵入较软的岩石形成元素异常，奥陶系下统贾汪组较软的泥灰岩发现大量萤石矿化即为佐证。