龍口鉛鋅礦地球化學異常分帶及找礦標志*

吳 二 陳遠榮 蔣惠俏，2 盧月玲 藍妮拉 李廖輝 梁崇高

(1.桂林理工大學地球科學學院;2.廣西區域地質調查研究院;3.貴港市金地礦業有限責任公司)

前人對海洋山地區的研究工作不少，但主要集中在老廠鉛鋅礦床，而對全州龍口鉛鋅礦床的研究較少，研究程度低。縱觀前人在龍口鉛鋅礦區的勘查研究工作，更多是對其地層、構造、礦石特征等內容的描述，對區內的成礦規律及礦化富集規律認識不深，開展的地球化學勘查局限于對主礦元素的研究而忽略了伴生元素對找礦的指示作用，對礦區原生暈的疊加特征缺乏較系統的研究。因此，確定本區的有效找礦指標、研究各元素(組分)在礦體周圍的分布規律、建立該區地球化學異常分帶模型、總結找礦標志、指導深部及外圍找礦是實現突破的關鍵之處。

1 區域地質背景

廣西桂林全州縣蕉江鄉龍口鉛鋅礦床位于江南古陸南緣外側的南華準地臺桂東北凹陷區內的四級構造單元“海洋山斷褶帶”，南嶺緯向構造帶中段北沿與湘桂經向帶的疊加復合部位，主要構造層為加里東期基底褶皺和海西—印支期蓋層褶皺。區內出露地層主要有下古生界寒武系、奧陶系冒地槽復理石、類復理石沉積建造和上古生界石炭系、泥盆系碳酸鹽建造。本區的區域性斷裂以北東向和南北向為主，主要有觀音閣深斷裂和白石大斷裂。巖漿巖主要分布于礦區東側，從西往東分為海洋山巖體和都龐嶺巖體2個花崗巖帶，兩者均沿北東方向延展，從南西向北東巖漿活動時代為加里東期到燕山期［1-4］。

2 原生暈特征和分帶規律

2.1 微量元素在不同中段的變化特征

對礦區1029中段、1002中段、970中段、935中段進行了巖樣統計分析，見表1。從表中可以看出:主礦元素Pb、Zn的含量從1029中段至1002中段逐漸升高，然后從1002中段至970中段再到935中段又具逐漸下降的趨勢;伴生元素 Cu、Ni、Mo、Co、As的變化趨勢基本一致，從1029中段至1002中段逐漸升高，然后從1002中段至970中段逐漸降低，從970 中段至935 中段再次升高，其中，Cu、Mo、Co、As在1002中段的平均含量最高，而Ni則在935中段含量最高;Ag、Sb的含量變化趨勢與主礦元素Pb、Zn的變化趨勢一致，呈明顯的共消長關系;Hg的平均含量在1029中段最高，到1002中段逐漸降低，然后在970中段再次升高，到935中段再次變低。

從各微量元素在不同標高平均含量的變化規律可以看出，雖然主礦元素Pb、Zn在軸向上未出現多個濃集中心，但是大部分的伴生元素在軸向上卻顯示了2個異常濃集中心，一個位于1002中段，另一個位于935中段，兩個濃集中心在軸向上相差70 m左右。按照元素的活動性序列，一般Ni、Mo、Co的活動性比較差，遷移能力較差，離礦體較近;Sb、As、Hg活動性大，遷移能力強，離礦體較遠。本區Cu、Ni、Mo、Co、As有2 個異常濃集中心，可能是多期次成礦作用導致空間上礦體相互疊加的結果，從而造成了元素本身的地球化學性質與行為產生差異，在軸向上表現出混亂現象。

表1 各微量元素在不同中段的含量

2.2 烴類組分在不同中段的變化特征

從1029中段至935中段，各烴類組分的平均含量變化見表2。由表2可見:從1029中段開始，經由1002中段至970中段再至935中段，甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷均具有低、高、低、高的波浪式交替變化的趨勢;從1029中段至1002中段再至970中段乙烯、丙烯表現為逐漸降低，到935中段再逐步上升的變化趨勢;甲烷含量比較高，在1002中段高達7 013.88 μL/kg。

很明顯，本區各烴類組分在軸向上也表現為2個異常濃集中心，一個位于1002中段，另一個位于935中段。此外，將烴類組分與主礦元素Pb、Zn在不同中段的含量進行對比，發現各烴類組分與Pb、Zn元素的變化趨勢基本一致，即Pb、Zn含量越高，各烴類組分的含量也越高，呈明顯的共消長關系。至于在935中段，各烴類組分表現出含量增高的趨勢可能是深部礦化體的影響作用，推測935中段可能是下部鉛鋅礦體的前緣暈，同時也說明了本區可能存在脈動作用或者是經歷了多期次的成礦作用疊加。

表2 各烴類組分在不同中段的含量

2.3 礦體周圍各元素(組分)異常展布特征

(1)Ag、Sb、Pb、Zn 的異常非常發育，而且異常的形態、位置大體上吻合，其高值異常主要分布于1029中段和1002中段，處于礦體頭部及礦體中上部，顯示了它們之間的關系比較密切;As、Sb、Mo、Co、Ni的異常比較發育，高值異常主要分布于礦體中上部，顯示了可能存在礦化體的疊加;Cu元素的異常發育，主要分布在礦體兩側，但高值異常主要位于礦頭及礦中上，礦中下及礦尾呈中低異常;Hg元素的異常發育，高值異常主要集中于礦頭及礦中上位置，異常含量具有由礦體向外逐漸降低的趨勢。

(2)各烴類組分異常都非常發育，異常形態、位置大體上也一致，高值異常均主要分布于礦體頭部，異常具有由礦體中心向外逐漸降低的變化趨勢。在935中段126#～128#取樣點周圍，各烴類組分均顯示出異常，預示該區段深部可能存在隱伏礦。同時，各烴類組分均具有軸向上延伸較遠、橫向上較近的特點。各烴類組分異常與大部分微量元素如Ag、Sb、Pb等一樣，具有由礦體向外逐漸減小的趨勢，顯示為實心暈圈異常，不同的是各烴類組分異常高值多集中于礦頭位置，而微量元素則大多集中于礦體中上部。

2.4 原生暈分帶特征

為了了解龍口鉛鋅礦床各指示元素組分異常場的時空結構以及確定各指示元素組分沿軸向的分帶序列，對礦石及蝕變圍巖樣品進行統計分析，算出了各元素組分在不同中段的軸向分帶指數，見表3。結合各元素組分在礦體周圍和在不同標高的異常變化規律，得出蕉江龍口鉛鋅鉛鋅礦床的初始軸向分帶序列為乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷(礦頭)→Pb、Zn、Ag、Hg(礦中上)→As、Cu、Co、Ni、甲烷(礦中下)→Mo、Sb、乙烯、丙烯(礦尾)。

表3 龍口鉛鋅礦床不同中段軸向分帶指數

眾所周知，元素的離子半徑和活動性的差異直接影響到該元素在熱液中的遷移能力，從而導致各元素在軸向空間位置上產生差異。通常，離子半徑越小，元素活動性越大，則其遷移的能力也越強，成暈的規模也越大，分布上離構造通道和礦體也越遠。從計算出來的本區的分帶序列看，區內明顯存在反分帶現象:①氣體組分的遷移能力明顯要比金屬元素強很多，遷移距離也相對更遠。本區部分金屬元素位于乙烯、丙烯氣體組分之前，很不正常。②Hg、甲烷的沸點及有效半徑明顯要比乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷的小，理論上應該具備更強的遷移能力和更遠的遷移距離，而分帶序列所顯示的特征明顯不符合常理。③As、Sb在金屬元素中的活動性明顯比較靠前，通常作為礦頭暈存在，現在卻出現于礦中下甚至礦尾中。這些反分帶現象說明了本區各元素的軸向分帶序列十分混亂，可能是由于不同礦化階段形成的疊加暈所致;另一方面，也預示著深部可能還存在盲礦或第2個礦化富集空間［5］。

經仔細分解，將本區各元素地球地球化學異常軸向分帶序列確定為Hg、甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯(礦前緣)→As、Sb(礦頭)→Ag、Cu、Pb、Zn(礦中)→Mo、Co、Ni(礦尾)。

3 地球化學異常分帶模型與找礦預測標志

3.1 地球化學異常分帶模型

(1)元素雖然屬于同一級別，但在空間位置上仍然存在差異性。如同為礦前緣暈的烴類氣體組分，由于分子有效直徑、分子量大小等不同，活動性也會有所差別，導致遷移的距離也各異。在7項烴類指標中，甲烷分子有效半徑最小，分子量也最小，從而具有最強的活動性及遷移能力，故甲烷在分帶序列中應該排在其他烴類組分之前。而其他烴類組分的活動性則隨著分子量的不斷增大反而變弱。

(2)Pb、Zn、Cu、Ag、As、Sb、Co、Ni、Hg 及烴類組分是本區的特征指示元素組合。其中，Hg、烴類組分主要位于礦體前緣及礦體兩側，其高值異常對應鉛鋅富集部位;As、Sb主要分布在礦體頭部，其高值異常也對應鉛鋅富集部位;Pb、Zn、Ag、Cu高值異常大多分布在礦體中部，亦與鉛鋅富集部位對應;Co、Ni元素位于礦體尾部，屬礦尾元素。

因此，經整理，得出龍口鉛鋅礦床的地球化學異常分帶理想模型，見圖1。

3.2 找礦預測標志

(1)地質找礦標志。NE向斷裂是本區主要的控礦構造，為成礦提供通道和容礦空間，是找礦的重要標志;奧陶系下統黃隘組地層中的輕變質細砂巖、粉砂巖與絹云板巖組合為找礦的巖性標志;褐鐵礦化及鉛、鋅礦化等是找礦的直接標志;硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化及綠泥石化是尋找Pb、Zn的重要標志;脈帶延伸至泥盆系下統蓮花山組殘帽下的地段有可能形成富礦體。

圖1 龍口鉛鋅礦床地球化學異常分帶理想模型

(2)地球化學找礦標志。甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯、Hg、As、Sb 歸屬礦前緣暈或礦頭暈，Pb、Zn、Ag、Cu 為礦中暈，Mo、Co、Ni為礦中下暈或礦尾暈;當Pb、Zn與其他元素組分呈高值異常時，表明已十分靠近礦體;當Pb、Zn呈弱異常，而烴類組分、Hg、As、Sb等出現高強異常時，說明深部存在盲礦體;當Pb、Zn顯示高值異常，而烴類組分異常較弱時，表明深部無盲礦體;若Pb、Zn顯示高值異常，烴類組分、Hg、As、Sb也出現高值異常，指示深部存在盲礦體;當Pb、Zn含量很低，而Mo、Co、Ni等礦尾暈元素呈強異常時，指示深部無礦;在計算預測指標的軸向分帶序列時，若甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯、Hg、As、Sb 等元素出現在分帶序列下部，呈現反分帶現象，則表示深部尚存在盲礦體或第2成礦富集空間［6-7］。

4 結論

(1)烴氣因其沸點低、高壓力、有效半徑小的特點而具有很強的揮發性及穿透遷移能力。在成礦熱液就位富集過程中，烴類組分受內壓和熱力作用驅動，不斷向上及向圍巖擴散，形成保留至今的暈圈異常。這些暈圈異常可以提供礦化的有效信息，反映成礦規律。因此，烴類組分可以作為本區找礦預測的評價指標。

(2)本區大部分微量元素和烴類組分在礦體周圍表現為實心暈圈異常，即地球化學異常具有由礦體中心向外圍逐漸降低的變化規律。

(3)龍口鉛鋅礦床原生暈分帶序列為Hg、甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯(礦前緣)→As、Sb(礦頭)→Ag、Cu、Pb、Zn(礦中)→Mo、Co、Ni(礦尾)。

(4)通過研究各微量元素和烴類組分在礦體周圍及軸向上的變化規律，建立了本區地球化學異常分帶模型，并總結了找礦預測標志。該模型及找礦預測標志可為本區及外圍地區找礦預測提供參考。

［1］ 方代干.老廠海洋山鉛鋅成礦作用模式［J］.廣西地質，1999，12(3):25-32.

［2］ 寧浦功.廣西老廠鉛鋅礦床地質特征及其成因探討［J］.南方國土資源，1992，5(4):33-42.

［3］ 張相訓，陳揚浦.廣西老廠鉛鋅礦床成因的初步研究［J］.廣西地質，1993，6(3):1-10.

［4］ 蔣慧俏，陳遠榮，黃祥林.烴氣測量法在龍口鉛鋅礦區找礦預測中的應用［J］.金屬礦山，2013(1):104-106.

［5］ 歐陽宗圻，李 惠，劉漢忠.典型有色金屬礦床地球化學異常模式［M］.北京:地質出版社，1990.

［6］ 李 惠，張國義，禹 斌.金礦區深部盲礦預測的構造疊加暈模型及找礦效果［M］.北京:地質出版社，2006.

［7］ 李建中，陳遠榮，翟文芳，等.山東夏甸金礦區道北莊子金礦床地球化學異常分帶模型研究［J］.礦產與地質，2011，25(6):504-508.