南山鎢錫多金屬礦區地球化學特征及找礦方向

陳樂柱 肖惠良 鮑曉明 范飛鵬 姚正紅 朱意萍

(1.南京地質調查中心，江蘇南京210016;2.江西地礦局物化探大隊，江西南昌330201)

廣東省始興縣南山鎢錫多金屬礦床是近年來南京地質調查中心在實施中國地質調查局大調查項目中找到的具有大型遠景的鎢錫多金屬礦床［1-3］。該礦床是以石英脈型、花崗巖型和矽卡巖型礦床為主的“多位一體”的復合礦床［4］。本研究通過該區土壤地球化學測量成果的分析和總結，著重對其具有較好找礦效果的地球化學異常特征進行分析，探索其礦化分布特征，以期指導本區同類礦床找礦。

1 區域地質背景及地球化學特征

1.1 地質背景

南山礦床位廣東省韶關市羅壩鎮境內，該區位于南嶺成礦帶東段，系燕山運動的活躍地帶，構造復雜，斷裂發育，巖漿活動強烈［5］。

區內出露地層主要為寒武系和泥盆系淺變質碎屑巖及碳酸鹽類巖石。上泥盆統天子嶺組矽卡巖化鈣質砂巖及灰巖為重要含礦層，其巖性下部主要為矽卡巖化鈣質砂巖、粉砂巖夾雜色矽卡巖;上部主要為雜色矽卡巖與矽卡巖化鈣質黏土巖、粉砂巖互層。

礦區主要變質作用有接觸變質作用、接觸交代變質作用、氣液蝕變作用等，形成的變質巖主要有板巖、砂質板巖、變質砂巖、斑點板巖、角巖化砂質板巖、角巖、大理巖、矽卡巖、云英巖、硅化灰巖。

1.2 區域地球化學特征

1.2.1 1∶20萬地球化學特征

該區所在的南嶺地區是鎢、錫、銻、砷、鈾、鉛鋅、稀有、稀土地球化學省，富集層位多、分布廣，首推泥盆系［6］，次為四堡群、寒武系，還有震旦系、下石炭統。根據1∶20萬區域化探掃面資料，該區為W、Sn、Mo、Bi綜合異常區，并伴有F異常。與全國水系沉積物平均值比較，該區花崗巖具有貧基性特征元素，富K、W 、Sn及稀有、稀土、放射性元素。成礦元素富集、含礦性好的為雪峰期、加里東期及燕山期重熔型復式巖體或小巖體。

1.2.2 1∶5萬水系沉積物測量成果

根據石—梅—師地區1∶5萬水系沉積物測量資料，在該區圈出1個以鎢、錫、鉬、鉍、銅、鉛鋅、銀、鋰、銻為主的綜合異常區，異常面積為19.6 km2，呈不規則長軸狀展布。異常組合元素為W－Mo－Bi－Sn、Cu－Pb－Zn－Ag和 Li－Sb組合。W、Sn、Mo、Bi、Cu、Ag元素異常均為三級濃度分帶，且濃集中心明顯。W襯度值為7.62，變異系數為1.05，含量平均值為285.24 ×10－6。W、Sn、Ag、Bi、Cu、Sb 含量峰值分別為 1 636.71 ×10－6、729.23 ×10－6、23 300 ×10－9、302 ×10－6、610.82 ×10－6、10.01 ×10－6，礦致異常特征顯著。

2 礦區土壤地球化學特征

2.1 元素豐度特征

南山礦區1∶1萬土壤測量樣品4 804組數據數理統計顯示，礦區內各元素平均含量普遍偏高，見表1。土壤中參與測試的13種元素的富集系數均大于1，其中 Bi、W、Sn、As元素的富集更為強烈，顯示這些元素在礦區土壤中相對比較集中，地球化學背景較高。

元素變異系數顯示，Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Mo、W、Ag、Sn元素的變異系數大(大于1)，顯示出上述元素在礦區的分布具有極不均勻性;Li、U、Nb元素的變異系數較小(0.5～1)，表明這些元素含量在礦區內分布相對較均勻，沒有較大的起伏變化［7］。

表1 礦區各元素主要地球化學參數統計Table 1 Statistics of each element＇s majorgeochemical parameters in mine area

Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Mo、W、Ag、Sn 元素數據離散程度高，富集系數大，局部富集成礦的可能性較大。其中W、Sn、Bi變異系數大于2，富集系數大于30，對區內找礦具有直接指導意義。

2.2 元素組合特征

測區土壤樣品R型聚類分析見圖1。

圖1 測區土壤樣品R型聚類分析Fig.1 R-cluster analysis of soil samples in survey area

從圖中可以看出，礦區內13個元素主要可分為W－Bi－Sn－As、Cu－U －Pb、Zn－Li、Sb－Mo 4個組合，結合礦區地質特征，根據元素組合特征判別，礦區元素演化分異作用明顯，從而形成礦化分帶和化探異常分帶［8］，區內礦化呈現出多期次、多階段的特點。W－Bi－Sn組合是南嶺地區以泥盆系為賦礦層位的礦化組合(如湖南錫田礦床)，也是這類礦床引起的化探異常組合。

南山礦區土壤樣品地球化學數據相關系數矩陣見表 2。從表中看出，Cu、Pb、Zn、Ag、Bi、Mo、W、Bi之間呈較強的正相交關系，反映了該區主要礦化信息。其中 W、Sn、Bi、Mo 反映高溫成礦信息，Cu、Pb、Zn 反映中低溫成礦信息，且相關性更強。Sb、Ag、As與上述成礦元素也顯示出一定的正相關性，反映測區成礦前緣暈信息。

表2 土壤樣品地球化學數據相關系數矩陣Table 2 Matrix of correlation coefficients of geochemical data of soil samples

為了更準確地圈定異常，指導礦產勘查工作，本次對土壤地球化學數據進行了因子分析。通過分析，得到F1、F2、F3 3個主因子，方差貢獻率分別為37.953%、14.159%、8.522%，并分別代表測區的3種元素組合，其中 F1 為 Cu、Zn、Sb、Bi、Sn、W 組合，F2為 Nb、Li、U 組合，F3 為 Pb、Mo、Ag、As組合。

在南山鎢錫多金屬礦區土壤地球化學元素豐度特征、元素相關性、元素聚類特征等的基礎上，結合礦區成礦地質特征［9］，對土壤地球化學元素進行有效組合:F1代表礦區主要成礦元素，F2代表燕山期巖漿活動指示元素，F3代表后期熱液疊加礦化元素。

3 異常特征及驗證

3.1 綜合異常特征

本次工作在南山地區共圈定2個異常帶，分別分布于北西部的松崗梗—牛角窩地段與礦區中部的富背坳—沙木窩地段。

松崗梗—牛角窩異常帶位于礦區北西部，走向近東西，異常面積約0.65 km2。異常元素組合有WSn－Mo－Bi和 Cu－Pb－Zn－Ag組合，其中 W、Sn、Bi、Cu等元素為三級濃度分帶。W含量平均值為449.66 ×10－6，異常襯度值為 3.84。W、Sn、Bi、Cu、Zn含量峰值分別為 1 719.2 ×10－6、2 000 ×10－6、1 972.9 ×10－6、1 066 × 10－6、1 140 × 10－6。異常區各元素的背景值均遠大于測區背景值，且異常組合元素豐富，異常面積大，各元素套合較好。

富背坳—沙木窩異常帶位于礦區中部，呈不規則狀，異常面積約1.2 km2。異常元素組合有W－Sn－Mo－Bi、Cu－Pb－Zn－Ag和 As－Sb－Nb組合，其中，W、Sn、Bi、Ag等元素為三級濃度分帶。W含量平均值為590.73×10－6，異常襯度值為 5.05。W、Sn、Bi、Ag含量峰值分別為 7 444.2 × 10－6、2 245.9 ×10－6、1 259.7 ×10－6、8 900 ×10－6。該異常伴生元素多，元素異常濃度分帶清晰，異常濃集中心顯著。

3.2 工程驗證

3.2.1 松崗梗—牛角窩異常

松崗梗—牛角窩地區主要出露中泥盆統天子嶺組氧化矽卡巖。通過地表槽探揭露和深部鉆探驗證，發現在該區地表氧化矽卡巖中分布了大量鎢錫多金屬礦體，鎢錫多金屬礦化呈層狀、透鏡狀分布于矽卡巖中。主要分布在地表以下20～60 m，氧化礦向下為矽卡巖型原生鎢錫多金屬礦體。本次驗證，在7線效果尤為顯著，通過TC701、ZK722、ZK726等工程的實施，圈定了多層矽卡巖型礦體，其中鎢錫礦體最厚為11.28 m(ZK722)，WO3平均品位為0.125%，Sn平均品位為0.129%，鎢礦體最厚為5.94 m(ZK726)，WO3平均品位為0.261%。

3.2.2 富背坳—沙木窩異常

富背坳—沙木窩地區出露中泥盆統春灣組鈣質粉砂巖、氧化矽卡巖，且含礦石英脈密集分布，2個異常濃集中心與氧化矽卡巖形成較好的套合關系，在該區實施的ZK104、ZK105、ZK301等探礦工程成果顯示，在其淺部和深部分別發育矽卡巖型鎢錫礦體和巖體型鎢鉬、錫鎢多金屬礦體。其中矽卡巖型礦體呈層狀、似層狀面型展布，厚4.89～18.48 m，平均厚8.97 m，礦石中 WO3品位為0.134% ～0.162%，平均為0.153%;Sn品位為 0.157% ～0.162%，平均為0.119%。

4 異常成因分析

通過異常檢查，結合礦區地質特征和工程驗證成果，2個綜合異常帶的形成與矽卡巖型鎢錫多金屬礦體及含礦石英脈密切相關。南山礦區經歷了多期次巖漿作用，燕山早期含礦熱液上升，一部分順著地層裂隙充填冷卻，形成石英脈型礦體;另一部分則與礦區中晚泥盆世地層中的薄層灰巖、鈣質砂巖等碳酸鹽類巖石相遇，并發生接觸交代作用，形成含礦矽卡巖［10］，并隨著后期含礦熱液的疊加改造和進一步富集，形成層控矽卡巖型鎢錫多金屬礦體［11］，該原生礦體形成后，由于地殼抬升，地表地層剝蝕，由中上泥盆統地層控制的層控矽卡巖型鎢錫礦體出露地表，隨著長期的大氣降水作用，地表附近的礦體被風化破碎，由于黑鎢礦、錫石等密度大、耐風化，在地表形成次生富集，從而形成鎢錫等元素綜合異常區，由于該類層控矽卡巖型礦體分布廣、礦化強，在區內次生暈的形成中占主導作用。

5 結論

(1)該區成礦地質條件優越，1∶20萬、1∶5萬化探異常具有一致性，1∶1萬土壤地球化學信息圈定的異常更好地突出了異常中心，對進一步找礦工作部署有直接指示作用。

(2)南山礦區共圈定以鎢、錫、鉍、鉬元素為主的2個綜合異常帶，工程驗證成果均較吻合，異常區內發現了矽卡巖型、巖體型、及石英脈型等多種礦(化)體，找礦效果顯著。

(3)地表氧化矽卡巖可作為區內矽卡巖型鎢錫礦的直接找礦標志，并且該類層控型礦體在深部仍有延伸，同時在深部巖體中還發育有巖體型鎢錫礦體，空間上形成多種礦化類型共存的“多位一體”的復合礦床。

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