土壤地球化學在南秦嶺銅銀多金屬礦中的應用
——以鎮安縣寨溝為例

王 鋒

（陜西地礦物化探隊有限公司，陜西 西安 710043）

通過對測區Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、W、As、Sb、Hg共10種元素含量特征值、組合特征及地球化學圖的分析研究，總結出在測區及地層不同級別地質單元中的含量均值、分布類型及元素組合、分散富集規律，劃分出Ⅰ區銅銀和Ⅱ區銅銀鉛鋅兩處找礦預測遠景區[1]。

1 地質礦產特征

測區地處秦嶺山脈南麓，屬中高山區。地形北高南低，地勢陡峭，海拔640m～2147m。區域上位于南秦嶺印支褶皺帶東段，山柞旬泥盆紀盆地西部，鳳鎮—山陽斷裂及分支斷裂興隆寺—梅花店斷裂束所夾持的下古生界隆起區，處于山柞旬海西—燕山期有色、貴金屬成礦帶，東川—二臺子有色、貴金屬成礦遠景區[2]。晚元古界古道嶺古隆起呈西北向展布，其內加里東期—燕山期基性—中酸性巖體、巖脈相互穿插（圖1）。

1.1 地層

本區以興隆寺—梅花店斷裂為界，分為北部和南部地層，北部出露地層：下震旦統磨溝峽雜巖為本區最老地層，上震旦統陡山沱組、燈影組為碎屑巖—碳酸鹽巖建造；寒武—奧陶系為一套鎂質碳酸鹽巖建造，泥盆系該區只出露中上泥盆統，為一套泥灰質碎屑巖—碳酸鹽巖建造[3]。南部出露地層僅見有泥盆系上統，為碎屑巖—粘土巖夾碳酸鹽巖建造。

1.2 構造

區域構造線近東西向展布，主要褶皺、斷層以北西向為主，并被北東向斷層切割破壞。其中褶皺構造以迷魂陣—李家碥破復背斜、大磨溝—疙瘩寺破復向斜為主導形成一系列次級褶皺，再南為大興穹窿外來層片，呈飛來峰；斷裂構造主要為近東西向鳳鎮斷裂和興隆寺—梅花店斷裂帶，規模大、變形復雜，構成本區各級構造單元界線，晚期的北東向斷裂束平行多條產出，各方向斷裂束交匯聯合控制巖體、礦化、蝕變及異常分布[4]。

1.3 巖漿巖

巖漿活動強烈，在工作區北側形成大面積分布的侵入巖體，從加里東期到燕山期，從超基性到酸性均有產出：①加里東期（βμ3—δ3）：主要有蝕變中細粒角閃輝綠巖、蝕變中細粒輝長巖（赤水溝巖體）；蝕變中細粒閃長巖（迷魂陣巖體）。超基性巖為巖漿型鐵、鈦、鎳、銅成礦母巖，局部含金；②海西期（δQ4—φδ）：主要有中粒閃長—石英閃長巖、中粒石英閃長巖、細粒輝石閃長巖（磨溝峽巖體）；③印支期（ηγ51）：主要有鉀化花崗巖、中粗粒斑狀二長花崗巖、細粒二長花崗巖、細粒斑狀二長花崗巖（柞水巖體）；④燕山期（ηγ52）：以中細粒二長花崗巖為主（小茅嶺巖體）。

1.4 礦化蝕變

沿區域性斷裂及褶皺變形的背斜兩翼與向斜核部形成層間構造蝕變帶。伴有巖脈侵入，同時交代圍巖，形成硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽巖化、綠泥石化、重晶石化。顯示區域上熱液活動普遍發生，蝕變引起Cu、Ag、Pb、Zn、Au等成礦元素活化富集，指示了熱液活動與成礦的關系，提供了找礦方向[5]。

圖1 測區地質構造簡圖

2 樣品加工測試、數據處理和圖件繪制

2.1 樣品加工和分析測試

本次土壤樣采集沿溝系進行均勻采樣，為不規則網展布，由5點采樣組合成一樣，采集在距地表20cm～50cm深處土壤的B層（淋積層）或C層（母質層）中的細粒級物質，粒級為-40目，樣品重量大于150g。

樣品加工先將原樣進行日曬、晾干或低溫烘干，用木棒把結塊敲碎，再過40目尼龍篩，然后分包樣品，送往實驗室，以50件樣品為一分析批次進行編碼和樣品加工，每分析批次中隨機插入四個國家一級標準物質，確保了樣品加工及分析測試的可靠質量。

2.2 數據處理

運用金維GeoIPAS V3.2軟件對全區化探數據進行處理，對采集到的3336件樣品特征值進行分析統計，其特征參數計算公式為：

（1）背景值（CO）：

（3）異常下限（T）：T=CO+2S

式中：xi—為第i個樣品元素的含量；x—為元素的平均含量；n—參加統計的樣品數。

（4）變異系數Cv=δ/X×100%

（5）濃集系數 K′=Xi/X（X為全區計算的平均值，Xi為地質統計單元平均值）

（6）濃集克拉克值KK′=X/X0（X0為秦巴地區背景值）

2.3 圖件繪制

在數據處理基礎上，運用MAPGIS6.7繪制出各種圖件。

①原始數據圖來反映地球化學勘查工作中采樣位置和有關元素含量數據之間關系；②單元素地球化學圖按0.1log對數間隔勾繪等值線；③全區及各地質單元元素含量直方圖，組距為0.1log對數間隔；④單元素異常圖按照異常下限、結合地質背景、構造特征及地理特征直接在原始數據圖上勾繪，以異常下限值的1、2、4倍劃分三個濃度分帶；⑤組合異常圖依據因子分析結果，結合測區已發現礦種及指示元素分析；⑥綜合異常圖依照元素組合特征和背景地質地球化學控制因素編制而成；⑦重點異常剖析圖，完全包含所剖析異常的全部出露范圍，并且包含認為與該異常有直接或間接關系的地質體出露范圍，確定處該范圍的地理坐標。

3 地球化學特征和解釋推測

3.1 各地層單元地球化學特征

為了對比各地層、侵入巖元素的集散特征，統計了區內主要地層、侵入巖體中元素特征（表1），可看出：下震旦統陡山沱區和燈影組、寒武—奧陶系水口溝組和石甕子白云巖二～三段、中泥盆統二臺子灰巖是本區富集成礦元素多，分異強度高的地質單元，下震旦統磨溝峽雜巖和上泥盆統光山頭組是本區富集成礦元素較多，分異較好的單元，上泥盆統古道嶺組灰巖、二臺子板巖和沙灣組是本區富集成礦元素少，分異強度弱的地質單元。

表1 測區各地質單元元素特征統計表

3.2 地球化學場空間變化特征

為了便于描述元素地球化學場在空間上分布及變化規律，以元素地球化學圖色區界限劃分標準為依據，將各元素異常下限及分帶圈出各元素異常區，進行編號，統計各成礦元素異常特征，通過聚類分析，得出有Ag—Mo、Sb—Hg、Pb—Zn三組元素相關性很好（圖2）。①Ag、Mo兩元素，在測區西部為背景區，北高南低，分界明顯，面積大；測區中部向東為高低背景分布相當，面積小，高低值區呈孤立出現；②Pb、Zn兩元素在測區中南部有大面積的高背景區，西北部有較大面積高背景區，東部低背景及南部高背景分布面積較小，高低值區呈孤立出現。③Sb、Hg兩元素總體特征是背景區北高南低，分布面積相當，高低值區多呈孤立出現。

圖2 測區R型聚類分析圖

其余元素特征較為獨立：①Cu元素總趨勢是西北低東南高，分布面積大，高低值區相對集中；②As元素總特征是西北部、東部以高背景區為主，西南部、中北部為低背景區，高低值區各占一定比例，低背景分布范圍小，相對零散；③Au元素總體特征北高南低，以高背景、背景為主，面積大，低背景分布面積較小，較分散；④W元素總體特征以高背景區為主，分布廣，低背景區相間其中，面積較小，高值區較集中（圖3）。

3.3 組合異常、綜合異常

劃分出組合異常四類：一類是Zn-Mo-Hg-Sb（主元素Hg、Sb），二類是Au-Cu-Pb（主元素Cu、Pb），三類Ag-As（主元素Ag），四類是W，單獨分布；劃分出綜合異常共23處。

3.4 異常分類

異常分類采用直觀法、類比法、綜合法等方法。按找礦意義大小分為甲、乙、丙三大類異常，甲類7處，乙類14處，丙1類2處（表2）。

3.5 找礦預測區劃分

地球化學找礦預測區主要依據地球化學異常分類評價結果、地球化學異常組合與空間分布（分帶）規律等綜合因素進行劃分。主要劃分原則為：①以地球化學異常的平面分布（分區）、元素組合、成因分類為依據，參考成礦區（帶）、地球化學區（帶）的劃分成果和地球化學推斷地質構造成果，圈定找礦預測區。②以同類異常的數量和找礦意義分類結果（或每個異常資源量定量預測結果）為依據對找礦預測區進行分級。測區主要劃分出兩塊找礦預測前景區。

3.5.1 Ⅰ區銅銀找礦預測遠景區

在測區西北部，出露地層主要為上震旦統燈影組灰色厚層硅質微晶白云巖、陡山沱組砂礫巖，下震旦統磨溝峽組雜巖，下寒武統水口溝組黑色硅質巖、寒武、奧陶系石甕子組二三段灰色厚層燧石團塊，條帶微晶白白塊狀微晶白云巖，中泥盆系大楓溝組白云質礫巖、細砂巖、粉砂質板巖砂屑灰巖，出露巖體有加里東期蝕變細粒閃長巖、花崗斑巖脈和輝綠巖脈露頭。區內出現有多條斷裂，以不同方位相互穿插，形態較為復雜。

Ⅰ區包含了1個甲2異常（Zh02）、1個乙1異常（Zh06）、3個乙2異常（Zh01、Zh05、Zh09）、1個乙3異常（Zh04），各異常面積大，從單元素異常來看，富銀、銅、金、鉛、鋅等元素，分異強度高，濃集中心顯著，貧鎢、汞元素，有較好的熱液巖成礦基礎，推測有地層不整合接觸帶處發現的礦化蝕變帶引起，為多金屬礦的探明有一定的工作價值，需要進一步工作檢查驗證。

圖3 測區土壤化探異常和成礦預測圖

表2 異常分類表

3.5.2 Ⅱ區銅銀鉛鋅找礦預測遠景區

位于測區中南部，出露地層有上泥盆統二臺子中厚層粉晶灰巖、生屑灰巖、板巖夾粉砂巖、局部夾砂屑灰巖；二臺子淺灰—灰色中厚層粉晶灰巖、生屑灰巖，灰—綠灰色粉砂質板巖夾粉砂巖、局部夾砂屑灰巖；古道嶺組灰巖、板巖夾灰質礫巖，異常南部邊緣出露泥盆系灰綠色絹云母板巖、粉砂質板巖、薄層砂屑灰巖；東南部有下震旦統磨溝峽雜巖，巖性為斜長角閃巖。異常主體位于在興隆寺—梅花店大斷裂處，為一多期復合斷裂，由西向東由脆韌性漸變為脆性。斷裂兩側巖石分布時代的差異，物質成份的差異，可能生成于海西運動，而發育于印支運動早期。

Ⅱ區包含了3個甲1異常（Zh17、Zh18、Zh19）、2個甲2異常（Zh14、Zh16）、1個乙2異常（Zh15），各異常面積較小，富銅、鉛、鋅、銀、銻、汞等元素，分異強度高，濃集中心顯著，貧鎢、鉬、金、砷等元素，區內發現的蝕變帶有兩處，礦點有三條礦帶，均為方解石脈型銅礦，礦石礦物為輝銅礦、黃銅礦、孔雀石化、銅藍，具黃鐵礦化、重晶石化。

4 結論

通過測區土壤地球化學勘查工作，得出元素在空間上的分布和集散特征為：磨溝峽雜巖是鉛鋅富集、分異較好的地質單元，而海西期石英閃長巖、印支期二長花崗巖不但是熱源提供者，也是礦源的載體，已具備了鉬成礦的地球化學前提條件。根據異常地球化學特征及所處地質環境得出：除2處丙1類外，其余21處異常均為熱液活動鉛鋅礦化所引起，尤其是7個甲類異常處均有礦化異常點出露。

劃分出Ⅰ區銅銀和Ⅱ區銅銀鉛鋅兩處找礦預測遠景區，主要成礦元素為銀、銅、鉛、鋅、鉬，主攻礦種為銀、銅、鉛、鋅，同時具有形成金、鉬等礦產的找礦潛力，為測區今后找礦工作指明了靶區和方向。