广西大瑶山西部一带勘查（新）区构造叠加晕法研究及应用

任良良，魏 江，李 惠，马晓辉，要悦稳，王希君，林曼曼

（1.中国冶金地质总局地球物理勘查院，河北保定 071051；2.中国冶金地质总局矿产资源研究院，北京 101300）

0 引言

勘查（新）区构造叠加晕研究法的提出是对构造叠加晕技术在应用方面的一次重大拓展，具有重要的现实意义（李惠等，2021）。20世纪50～60年代，谢学锦、李善芳、邵跃等中国化探元老发现热液矿床的原生晕具有明显分带，开创了原生晕找盲矿法（李惠等，2002，2003；俞炳等，2020）。1991 年，李惠等提出了“原生叠加晕理论”，解决了几十年来困扰化探界的“原生晕反常、反分带”问题，转而将这种“反常”变成了找矿的标志，大大发展了原生晕找盲矿理论（禹斌等，2010，2017；李惠等，2010，2013，2016，2021）。1998 年，李惠等根据热液矿床几乎都严格受构造控制，又提出了“构造叠加晕理论”（李惠等，2010，2013，2016，2019；马久菊等，2012；张涛等，2017；李志平，2018；俞炳等，2020），进一步发展了原生晕找盲矿理论。这些理论的相继提出和完善为寻找新矿床、深化对矿床的认识提供了重要思路，为原生晕地球化学勘探业务带来了深远的影响。

构造叠加晕找盲矿法在“原生晕分带理论、原生叠加晕理论与构造叠加晕理论”三大核心理论的指导下，30 多年来应100 多个矿山企业的邀请，130多次科研立项，攻深找盲，进行接替资源找矿，取得了巨大的社会和经济效益（禹斌等，2005，2015，2017；李惠等，2011，2016，2020，2021）。

李惠教授总结中国热液矿床原生晕轴向分带共性特征，建立了盲矿预测的“通用模型”，为不具备建模条件的矿山开展构造叠加晕研究预测提供了理论支持（朱江建等，2014；禹斌等，2017；任良良等，2019；李惠等，2020，2021）。在此基础上，李惠等（2021）又创造性提出“勘查（新）区构造叠加晕研究法”，该方法为构造叠加晕法在各类异常查证、普查、详查等勘查阶段的找矿研究工作提供了理论支撑。构造叠加晕法相较于传统的地球化学研究，具有理论先进、方法直接有效的特点。元素晕的扩散是成矿过程的一个最显著特征，构造叠加晕法的研究过程紧紧抓住了这一特征（李惠等，2021），相对于研究矿床成因机制，它更注重于研究矿体的赋存空间，因此受到众多矿山企业的普遍认可。

研究区地球化学调查工作程度相对较高，1∶5万地球化学调查覆盖全区。1981 年广西地球物理探矿队二分队开展广西贵县-平南地区化探普查工作，在研究区进行了1∶5万水系沉积物测量，根据异常特征、元素组合及区域成矿地质条件，认为该区找金、银多金属、铅锌多金属、重晶石较有前景，但是在断裂构造控制范围内大部分区域并未有矿权分布，仅有零星单元素异常显示，通过路线地质矿产调查发现，在凭祥-大黎断裂带内及其边部已发现多处找矿线索。鉴于小比例尺水系沉积物测量的局限性，本次系统使用勘查（新）区构造叠加晕研究方法对桂C-2014-104 航磁异常范围内的断裂构造进行查证，并首次将该方法的应用与元素相关性研究结合起来，取得了较好的研究预测效果，为该技术方法在勘查新区的应用提供了实践支撑。

1 地质概况

研究区位于钦杭成矿带的西南端，大地构造上属于扬子陆块南缘与华夏地块结合部即钦杭结合带西南端大瑶山隆起南侧（图1）。地质构造复杂，先后经历了加里东、海西、印支和燕山运动，构造和岩浆活动强烈，为金属元素富集成矿提供了有利的物质和动力来源，孕育了众多金、钨、锡、钼和铅锌矿床及矿化点，资源潜力巨大（李欢等，2016；杨启军等，2017；陈懋弘等，2020）。

图1 华南大瑶山地区区域地质图 （据陈懋弘等，2020 修改）Fig.1 Regional geological map of the Dayaoshan area in South China （modified from Chen et al.，2020）

研究区地层主要出露寒武系黄洞口组的杂砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩等，泥盆系莲花山组的石英砂岩、细砂岩、粉砂岩等，及第四系覆盖层（杨启军等，2017）。区内北东向凭祥-大黎断裂带为区域性主断裂，带内发育一系列次级平行断裂，形成时期始于加里东期，后又经历了多期次的活动。南北向断裂一般具有两期以上活动，以略具压性的剪切活动为主；少数表现为张性或张扭性，主要形成于印支中-晚期（图2）。

图2 大瑶山西部地区地质矿产图①Fig.2 Geological and mineral map of western Dayaoshan area①

区内岩浆岩主要分布于三连村一带，仅出露零星岩脉，岩性主要为英云闪长岩和斜长花岗岩等酸性侵入岩，为加里东期岩浆活动的产物。

研究区所在位置的北东东方向，同样在凭祥-大黎断裂上近似等距分布有六岑矿集区与大黎矿集区，已知矿集区主要位于南北与北东东向断裂的交汇处，分别对应桂C-2014-97、桂C-2014-91 航磁异常。本次研究区也位于南北与北东东向断裂交汇处附近，并对应有桂C-2014-104 航磁异常。根据航磁反演推断，上述三处磁异常均由侵入（隐伏）岩体引起。

从已知矿床（点）分布可以发现，金、银、铅、锌、铜、钼等矿产在区域上有巨大找矿潜力。其中以热液裂隙充填型矿床为主，其次为斑岩型钨钼、铜钼矿床。

2 样品采集与分析

2.1 样品采集

根据地表矿化蚀变强度，在本次研究范围内划分出两个重点研究区。一处位于紫荆镇以北的凭祥-大黎断裂带上，沿断裂带长度约5 km；另一处位于三连村以北的三家岩体出露区。其中，三连村以北同有1∶5万土壤多目标（Cu、Pb、Ag、W、Au、Mo）综合异常显示。重点研究区样品主要沿北东向与南北向断裂布设，点距不固定，一般大于20 m，当地表见到明显矿化蚀变时，适当加密。取样采用打块法，优先采集构造破碎裂隙中见到矿化或热液蚀变痕迹样品（程志中等，2021）。

2.2 样品分析测试

根据研究区以往地质资料，结合构造叠加晕研究需要，确定本次地球化学测试元素共14 种，分别为：Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、Bi、Mo、Mn、Co、W、Sn，测试工作在中冶一局环境科技有限公司测试中心完成。各元素使用的分析方法及对应仪器设备见表1。

表1 元素分析方法和分析仪器Table 1 Element analysis methods and analytical instruments

2.3 相关性研究

在本次重点研究区采集266 件样品，分析14 个元素，共取得3724个有效数据。结合重点研究区周边已知矿点信息及地表矿化蚀变等特征，确定在紫荆镇以北断裂带上主攻矿种为铅，选取Pb 大于150×10-6（中带）的样品进行该断裂带上相关性分析。共有41 件样品参与统计计算，在5%信度下元素最低相关系数Ra=0.05=0.308，相关系数见表2。在三连村北主攻矿种为铜，选取Cu 含量大于100×10-6（中带）的样品进行相关性研究，共有33 件样品参与统计，在5%信度下元素最低相关系数Ra=0.05=0.344，相关系数见表3。

表2 紫荆镇以北断裂带元素相关系数Table 2 Element correlation coefficients of the fault zone north of Zijing Town

通过表2 可以发现，在紫荆镇以北断裂带上，与Pb 正相关的元素有：As、Sb、Ag、Zn，相关系数分别为：0.70、0.70、0.56、0.44，可以看出Pb 与活泼性较强的元素As、Sb 相关，且相关系数高，显示出成矿热液有叠加，且叠加强度大；在三连村以北，与Cu 正相关的元素有：Bi、Mo、Mn、Co、W、Sn，相关系数分别为：0.47、0.40、0.43、0.36、0.46、0.40，显示主成矿元素与相对高温元素有叠加，而与较活泼的前缘晕元素关联性较差（贺昌坤等，2020；李万里等，2022）。

元素间的相关性可以反映成矿热液是否存在叠加。当主成矿元素与前缘晕元素存在相关，则表示近矿晕元素与前缘晕元素异常位置同显性好，说明两者有叠加，指示深部有盲矿体存在；反之，当主成矿元素与前缘晕元素不存在相关，则表示近矿晕元素与前缘晕元素异常位置同显性差，说明两者不存在叠加或叠加程度弱，指示深部无矿或矿体埋深大（李惠等，2002，2010，2016）。同时，相关系数的大小在一定程度上可以反映叠加活动的强弱。

3 勘查（新）区热液型矿床构造叠加晕预测的“参照实用理想模型”

传统的构造叠加晕研究建模，需要在已知矿体上系统采集各标高的原生晕样品，而勘查（新）区缺少已知矿体建模，也没有已知的前缘晕、近矿晕和尾晕指示元素。李惠教授等总结了全国一百多个热液型矿床元素晕组合的共性特征，建立了矿体预测用的“实用理想模型”，这种模型具有普遍的参考意义，故称之为“参照实用理想模型”（李惠等，2021；图3）。

图3 勘查（新）区盲矿预测“参照实用理想模型”（据李惠等，2021）Fig.3 Reference practical ideal model for prediction of blind ore bodies in the exploration（new） area （modified from Li et al.，2021）

“参照实用理想模型”根据地表是否见矿（化），又分为两类，每一类又有三种具体情形。

（1）地表未见矿（化），近矿晕元素有中外带异常显示的三种情形：①前缘晕、尾晕元素也都有中外带异常，则表示地下深部可能存在有利成矿部位（部位较远），地上部分已被剥蚀；②地表前缘晕元素有中外带异常，尾晕元素无异常，则表示仅地下深部可能存在有利成矿部位（部位较远）；③地表尾晕元素有中外带异常，前缘晕无异常（或异常很弱），则表示地上部分已被剥蚀，地下无有利成矿部位（或有利部位很远）。

（2）地表有矿（化），近矿晕元素为中内带异常显示的三种情形：①前缘晕、尾晕元素也都有中内带异常，则表示地下深部可能存在有利成矿部位（部位较近），地上部分已被剥蚀；②地表前缘晕元素有中内带异常，尾晕元素无异常，则表示仅地下深部可能存在有利成矿部位（部位较近）；③地表尾晕元素有中内带异常，前缘晕无异常（或异常很弱），则表示地上部分已被剥蚀，地下无有利成矿部位（或有利部位较远）。第（2）种情形中，当地表出露矿体时，预测有利成矿部位与地表矿体相连。

4 研究区异常分带、建模及预测

4.1 分带介绍

元素分带是构造叠加晕研究最核心的环节之一，分带的好坏直接关系到异常的识别，进而影响到靶区的预测。构造叠加晕研究中，通常将元素异常分为3个带，即：内带、中带和外带，外带主要根据元素区域背景含量值确定；结合各元素含量的离散程度和衬值确定使用等差或等比数列；最后还要考虑各元素内、中、外带样品占总样品的比例。经验表明，当内带样品占20%～30%，中、内带样品30%～50%，内、中、外带样品占50%～70%时，异常图能最大程度地保存美观连续，同时也能很好地显示异常，便于后续研究。有时为突出某些元素分带特点，可不按上述标准。本次研究区选用统一的分带标准，最终确定的分带标准，见表4。

表4 研究区各元素浓度分带表Table 4 Concentration zoning table of each element in the study area

4.2 构建本研究区的“参照实用模型”

根据“参照实用理想模型”（图3）建立本研究区地表构造叠加晕研究预测使用的“参照实用模型”（图4），其核心步骤是将下方特征指示元素表，换成该区参考特征指元素的浓度分带，并对各指示元素的权重进行判别。本区主要寻找铜、铅矿，参照寻找铜、铅矿床的元素组合共性特征，确定本区的参考特征指示元素组合为：前缘晕-As、Hg、Sb；近矿晕-Pb、Cu、Ag、Au、Zn；尾晕-Bi、Mo、Mn、Co（温守钦等，2011）。

图4 广西大瑶山勘查（新）区构造叠加晕预测的“参照实用模型”Fig.4 Reference practical ideal model for prediction of blind ore bodies using structural superposed haloes in the exploration （new） area of Dayaoshan， Guangxi

4.3 异常分析预测

依据元素浓度分带，绘制出各特征指示元素的单元素异常图，再根据元素组合特点，选取单元素异常重叠的区域确定为综合异常，将综合异常结合“参照实用模型”进行深部盲矿预测。实践中，各单元素的指示意义强弱差别较大，通常使用指示意义强的元素组合成综合异常图，结合模型进行预测。

按照异常元素的聚集特点，本次在研究区内共圈出了3个综合异常区。分别是位于研究区南西的Ⅰ、Ⅱ号综合异常区（紫荆镇北断裂带异常，主攻矿种为铅）和位于研究区中北部的Ⅲ号综合异常区（三连村北三家岩体异常，主攻矿种为铜）（图5a）。

图5 重点研究区原生晕测量异常剖析图Fig.5 Anomaly analysis diagrams of primary halo measurements in the key study area

4.3.1 Ⅰ号综合异常区

（1）位置：Ⅰ号综合异常区位于研究区西南部，石冲村南西约2 km 处，凭祥-大黎主断裂带上（图5a）。

（2）预测依据

①有利成矿条件及矿化蚀变特点：该异常区断裂带宽20～60 m 不等，带内发育石英脉及硅化碎裂砂岩夹泥岩。异常中心可见一处铅多金属矿（化）体，矿（化）体赋存于石英脉中，矿化蚀变主要有硅化、黄铁矿化、方铅矿化等，其中黄铁矿化局部呈细脉状、团块状产出。

②构造叠加晕依据：在Ⅰ号综合异常区中，近矿晕元素Au、Ag、Cu、Pb 显示出内、中、外带异常，除Cu 外，其余元素均以内带异常为主，且异常连续性较好（图5e、f、g、h）；前缘晕元素Hg、As、Sb 也以内带异常为主（图5b、c、d）。该综合异常区地表存在方铅矿化，前缘晕元素以内带异常为主，表明异常下方可能存在有利成矿部位，显示出好的找矿信息。

（3）预测结果：预测异常区深部存在有利成矿部位，且成矿地质条件好，特别在该异常区的西南角，前缘晕、近矿晕元素异常连续性好，强度大，套合好，指示主成矿元素向深部会进一步加强。

4.3.2 Ⅱ号综合异常区

（1）位置：Ⅱ号综合异常区位于重点研究区西南，石冲村北东约1.5 km 处，与Ⅰ号综合异常同处凭祥-大黎断裂带，相距约3.5 km（图5a）。

（2）预测依据

①有利成矿条件及矿化蚀变特点：该异常区断裂带宽20～50 m 不等，主要发育碎裂岩、硅化砂质泥岩及石英脉，石英脉多已碎裂，呈细脉状、网脉状，局部呈大脉状。矿化蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化、黄铁矿化等。

②构造叠加晕依据：在Ⅱ号综合异常区中，近矿晕元素Ag、Pb 显示以内带异常为主，Au、Cu 以中外带异常为主（图5e、f、g、h）；前缘晕元素As、Sb 以内带异常为主，Hg 以中、外带为主（图5b、c、d）。该综合异常区主成矿元素Pb显示内带为主，前缘晕元素以中内带为主，表明异常深部可能存在有利成矿部位，显示出较好的找矿信息。

（3）预测结果：预测有利成矿部位成矿地质条件较好，特别近矿晕元素Pb、Zn 与前缘晕元素As、Sb 的异常连续且套合较好，规模也较大，指示主成矿元素异常向深部会进一步加强。

4.3.3 Ⅲ号综合异常区

（1）位置：Ⅲ号综合异常区位于重点研究区中北部，三连村北约1.2 km处（图5a）。

（2）预测依据

①有利成矿条件及矿化蚀变特点：该异常区与1∶5 万土壤多目标调查的Cu、Pb、W 等异常对应；地表有“三家”岩体出露，岩体露头局部有弱浸染状黄铁矿化及细脉-微细脉状黄铜矿化。接触带上岩石及围岩具硅化、云英岩化、绢云母化、绿泥石化等蚀变，多具黄铁矿化。

②构造叠加晕依据：在Ⅲ号综合异常区中，近矿晕元素Au、Ag、Cu、Pb 显示出内、中、外带异常，其中Cu以内带异常为主（图5e、f、g、h）；前缘晕元素As以内带异常为主，Sb、Hg 以中、外带为主（图5b、c、d）。但在相关性计算中，Cu与前缘晕元素未表现出相关，显示主成矿元素与指示元素叠加程度弱，但推测指示元素在深部有进一步增强的可能。

（3）预测结果：预测有利成矿部位成矿地质条件较好，前缘晕、近矿晕等也有较好显示，但相关性分析结果较差，仅指示向深部元素异常有进一步增强的可能，矿体埋深可能较大。

综上所述，Ⅰ号异常深部成矿条件最好，Ⅱ号异常次之，Ⅲ号异常地表成矿信息虽较好，但综合分析认为其成矿条件较Ⅰ、Ⅱ号异常差。

5 结论与建议

（1）本研究探讨了元素相关关系对于勘查（新）区构造叠加晕研究的影响，其中主成矿元素的确定及其分带标准对建立预测模型较为关键，对预测结果影响较大。

（2）本次以区域背景含量值为基础，结合各元素含量的离散程度和衬值确定使用等差或等比数列，同时考虑各元素内、中、外带样品占总样品的比例进行分带，使异常图美观连续，构造叠加异常较为突出，对本区成矿预测研究起到重要作用。

（3）根据“参照实用理想模型”，建立了本研究区预测所需的“参照实用模型”。本区主要寻找铜、铅矿，参照寻找铜、铅矿床的元素组合共性特征，确定本区的参考特征指示元素组合为：前缘晕-As、Hg、Sb；近矿晕-Pb、Cu、Ag、Au、Zn；尾晕-Bi、Mo、Mn、Co。

（4）基于勘查新区的构造叠加晕参照实用模型，按照前缘晕、近矿晕及尾晕指示元素的聚集特点，共圈出了3个综合异常区，异常区与地表见矿化线索位置吻合较好，显示了深部具有一定的找矿潜力。

（5）研究过程中发现，除了地表见矿（化）和未见矿（化）外，更多遇到的是不同程度矿化蚀变情况。在实际应用时，“参照实用理想模型”中的简单二分法，存在一定问题，需在今后的研究中加强探究，制定标准进行更为精细的分类。

［注 释］

① 广西壮族自治区地质调查研究院.2013.1∶25 万贵县幅（F49C001002）区域地质调查成果报告［R］.

［附中文参考文献］

陈懋弘，党院，张志强，陈港，黄智忠，叶有乐.2020.华南大瑶山地区加里东期钨矿床［J］.矿床地质，39（4）：647-685.

程志中，袁慧香，彭琳琳，卢国安，贾祥祥，邴明明，林成贵.2021.基岩区寻找隐伏矿的地球化学方法：构造地球化学测量［J］.地学前缘，28（3）：328-337.

贺昌坤，陈诚，许德如，焦骞骞，黄小荣，陈根文，刘文连，师爽.2020.广东京村金矿床原生晕分带特征对深部找矿预测的启示［J］.地质学报，94（12）：3761-3775.

李欢，刘云华，李真，周赛芳，李兴，魏居珍.2016.广西大瑶山大进花岗岩岩体的年代学、地球化学特征及其地质意义［J］.东华理工大学学报（自然科学版），39（1）：29-37.

李惠，王支农，上官义宁，赵宗勤，高洪兴.2002.金矿床（体）深部盲矿预测的构造叠加晕前、尾晕共存准则［J］.地质找矿论丛，（3）：195-197.

李惠，禹斌，李德亮，张国义，马久菊，张强，孙凤舟，李上，魏江，赵佳祥，王俊，翟培.2013.构造叠加晕找盲矿法及研究方法［J］.地质与勘探，49（1）：154-161.

李惠，禹斌，李德亮.2011.构造叠加晕找盲矿法及找矿效果［M］.北京：地质出版社：64－68.

李惠，禹斌，魏江，李永才，王俊，魏子鑫，孙凤舟，王旭，任良良，张贺然，彭伟，李上，司淑云，杨亚娟，骆雪飞.2021.勘查（新）区构造叠加晕研究方法及预测参照实用理想模型［J］.地质与勘探，57（2）：351-359.

李惠，禹斌，魏江，李永才，王俊，魏子鑫，张贺然，任良良，王旭，孙凤舟，彭伟，李上，司淑云，杨亚娟，骆雪飞.2020.热液型矿床深部盲矿预测的构造叠加晕实用理想模型及其意义［J］.地质与勘探，56（5）：889-897.

李惠，禹斌，魏江，孙凤舟，李永才，王俊，魏子鑫，李上，张贺然，任良良.2019.矿区深部盲矿预测新突破——构造叠加晕找盲矿法［J］.矿产勘查，10（12）：3070-3073.

李惠，禹斌，张国义，马久菊，李德亮，孙凤舟，李永才，魏江，赵佳祥，王俊，王一大，李上，张贺然，魏子鑫.2016.从原生晕、原生叠加晕到构造叠加晕：化探找盲矿法的发展与创新［J］.地质找矿论丛，31（1）：92-98.

李惠，张国义，王支农，张文华.2003.构造叠加晕法在预测金矿区深部盲矿中的应用效果［J］.物探与化探，（6）：438-440.

李惠，张国义，禹斌，李德亮.2010.构造叠加晕找盲矿法及其在矿山深部找矿效果［J］.地学前缘，17（1）：287-293.

李万里，李德贤，黎隆交，毛先成.2022.金川铜镍硫化物矿床亲铜元素全岩地球化学特征及其相关性分析［J］.地质学刊，46（3）：266-277.

李志平，余泽章，罗大锋，李永才，魏江，李惠.2018.云南会泽县麒麟厂铅锌矿床构造叠加晕特征及找矿意义［J］.地质科技情报，37（2）：109-117.

马久菊，张永强，望开磊，巩英建，王钊，李志强，赵佳祥，魏江，杨亚娟.2012.甘肃天水宽沟金矿床构造叠加晕研究及盲矿预测［J］.黄金科学技术，20（1）：27-31.

任良良，王润涛，张承玉，魏江，田华.2019.构造叠加晕找矿法在云南省杨梅田铜矿床深部盲矿预测中的应用［J］.地质找矿论丛，34（2）：315-320.

温守钦，张光亮，张荣庆，赵凯.2011.化探方法模块在危机矿山找矿中的应用研究——以辽宁排山楼金矿为例［J］.矿物学报，31（S1）：982-983.

杨启军，孙明行，秦亚，张青伟.2017.广西大瑶山大黎花岗岩体年代学研究及地质意义［J］.矿产与地质，31（5）：843-853.

俞炳，曾庆栋，夏凡，邱海城，李建平，解丽强，陈显玉，于宝申.2020.辽宁五龙金矿构造叠加晕研究［J］.地质与勘探，56（5）：898-914.

禹斌，李惠，李德亮，张连发，刘青，李威，王善飞，李思玲，杨清泉，郭彬，曲伟勋，赵冬冬.2010.山东莱州三山岛金矿床的构造叠加晕模式研究与深部预测［J］.地质找矿论丛，25（3）：260-264.

禹斌，李惠，李永才，魏江，王俊，王一大，李上，赵丹，阮怡箫.2017.典型矿床深部盲矿预测的构造叠加晕实用模式［J］.黄金科学技术，25（2）：1-6.

禹斌，李惠，马久菊，李永才，孙凤舟，李德亮，魏江，王俊，赵佳祥，王一大.2015.典型锑、铜、银、铅锌矿床深部盲矿预测的构造叠加晕模型［C］.中国地质学会.中国地质学会2015 学术年会论文摘要汇编（下册）：829-832.

禹斌，李惠，张国义，张连发.2005.不同地球化学景观区的化探方法及实例［J］.地质找矿论丛，（S1）：182-186，198.

张涛，曹燕山，张德会，李泳泉，刘家军，史文全，夏发来.2017.甘肃玛曲大水金矿构造叠加晕特征研究［J］.矿物岩石地球化学通报，36（2）：279-288.

朱江建，林舸，龚贵伦，曾乔松.2014.构造叠加晕在广东河台金矿的应用［J］.地质与勘探，50（6）：1109-1117.