湘東北黃土嘴—永田金礦元素地球化學特征及原生暈分帶特征研究

張立平 黃小強 蘇俊男 徐美玲 曾樂

摘要：黃土嘴—永田金礦位于湘東北黃金洞礦田北東部，本文對黃土嘴—永田金礦含金礦脈主要成礦元素的地球化學特征進行分析，黃土嘴—永田含金蝕變破碎板巖中成礦元素表現出Au-As、Hg-Sb-W、Co-NiCu-Zn、Ag-Bi-Mo-Pb、Mn-Sn5類組合，As與Au關系密切，其元素異常可作為金礦找礦標志；并運用格里戈良分帶指數法及重心法確定了原生暈分帶特征，Ⅰ號礦脈原生暈分帶序為從上到下為Au-As-Co→Hg-Sb-Ni→Ag-Cu-Bi-Mn-Mo-Zn，結合礦脈深部變化情況構建Ⅰ號礦脈原生暈疊加理想模型，模型顯示礦體往深部還有延伸。

關鍵詞：地球化學；原生暈；金礦；湘東北

1.引言

礦床原生暈是在礦石結晶沉淀作用過程中與礦體同時在圍巖中形成的一種原生分散模式，其分帶特征可以反映元素在成礦地球化學過程中于空間上的富集規律，對找礦勘探、深部預測和礦床剝蝕程度的判斷具有重要意義。黃土嘴—永田金礦地處湘東，大地構造位于江南造山帶東段—黃金洞礦田北東部（圖1），本區對金礦床原生暈分帶研究較少，本文在已有地質工作的基礎上，研究黃土嘴—永田金礦含金蝕變破碎板巖地球化學特征及礦脈原生暈分帶特征，并構建原生暈疊加理想模型，冀以指導礦區及周邊深部找礦預測等工作。

2.區域地質特征

黃土嘴—永田金礦出露主要為冷家溪群坪源組（Pt2p）地層（圖2），以絹云母板巖為主。區內褶皺不發育，斷裂則較為發育，主要以北東向、北西（西）向斷裂為主：北東向最為發育的為區域性斷裂，是印支-燕山期的多次構造運動的產物，受到不同時期構造運動疊加，對本區金礦床的中后期改造、疊加、富集起到了一定的作用；北西（西）向斷裂是區內主要賦礦斷裂，斷裂帶物質成份以蝕變板巖、破碎板巖為主，夾石英細脈，具黃鐵礦化、硅化、毒砂化。Ⅰ號脈分布于礦區南部，受北西西向斷裂控制，為切層礦脈，產于冷家溪群坪原組中，長約1000m，寬0.30m～5.62m，走向252°～ 320°，傾向162°～230°，傾角30°～60°，主要由含金蝕變破碎板巖、含金石英脈組成，局部見構造角礫巖、碎裂巖、斷層泥及糜棱巖，具硅化、黃鐵礦化、毒砂化、綠泥石化、絹云母化。深部局部礦化較強處礦脈頂、底板附近的圍巖中亦存在浸染型的金礦化（體），礦脈下盤局部可見褪色蝕變，蝕變強，規模大，可見細針狀毒砂和粉末狀黃鐵礦化。

Ⅰ號脈分布于礦區南部，受北西西向斷裂控制，為切層礦脈，產于冷家溪群坪原組中，長約1000m，寬0.30m～ 5.62m，走向252°～320°，傾向162°～230°，傾角30°～ 60°，主要由含金蝕變破碎板巖、含金石英脈組成，局部見構造角礫巖、碎裂巖、斷層泥及糜棱巖，具硅化、黃鐵礦化、毒砂化、綠泥石化、絹云母化。深部局部礦化較強處礦脈頂、底板附近的圍巖中亦存在浸染型的金礦化（體），礦脈下盤局部可見褪色蝕變，蝕變強，規模大，可見細針狀毒砂和粉末狀黃鐵礦化。Ⅰ號脈沿傾向方向厚度及品位均存先變小、降低后增加、升高現象（圖3）。

3.礦區地球化學特征

3.1元素參數特征

對黃土嘴-永田金礦區含金蝕變破碎板巖中微量元素含量測試統計結果見表1，元素相關系數排序圖見圖4。

表1黃土嘴-永田中蝕變破碎板巖微量元素Co、Cu、Zn、Sb、W均值低于黃金洞含金蝕變板巖，Ni、Hg、Pb、Mn均值高于黃金洞含金蝕變板巖；元素Sb、As、Au明顯富集且強變異（圖4），其他元素相對偏高—相對富集，均屬中等變異，但變異系數大多較黃金洞低，反映了本區強烈的熱液活動；Au與As、Sb相關系數變化程度基本一致，可能與三者具有內在成因聯系有關。

3.2元素組合特征

在地球化學數據處理中，通常利用R型聚類分研究元素間的共生組合，本次對礦石微量元素數據進行了R型聚類分析及因子分析，其中R型聚類分析根據標準化變換數據選定組間連接作為聚類方法，R型因子分析使用正交旋轉方法以特征值大于1確定因子個數的條件，載荷系數閾值為0.6。R型聚類分析譜系圖（圖5）顯示，元素組合總體可歸為兩類，一類為Au-As-Hg-Sb-W與金成礦關系密切的元素組合，一類為Mn-Sn-Pb-Mo-Bi-Ag-Zn-Cu-Co-Ni組合；再具體可細分為Au-As、Hg-Sb-W、Co-Ni-Cu-Zn、AgBi-Mo-Pb、Mn-Sn等5類組合。旋轉載荷矩陣圖中（圖6）各元素空間位置也表現出相似的關系，這與聚類分析元素組合基本一致。

全區因子分析顯示（表2、表3）：F1因子為Cu-Zn-AgBi-Mo-Pb組合；F2因子為Sb-W-Hg組合；F3因子為Au、As組合；F4因子為Sn-Mn組合；計算可得金的因子模型XAu=-0.083F1+0.067F2+0.975F3+0.037F4，金的含量主要由F3提供，其他因子提供的金很少，可忽略不計。Au-As組合的特點反映了Au、As之間密切的伴生關系，這與本區金以單礦物形式存在之外，主要在毒砂中富集有關（劉英俊等，1991），As的化學異常可以作為金礦找礦另一種間接標志。值得注意的是W與Sb組合，可能與W在本區中為低溫元素，這與有些低溫熱液礦床中W在低溫時出現與金等伴生特點類似（邵躍，1997）。

3.3原生暈軸向分帶特征

本次采用格里戈良法（段祝齡，1985）對I號礦脈原生暈軸向分帶進行計算，重心法（樸壽成等，1994）做比對。其中背景平均值取1：20萬平江水系沉積物冷家溪群地層中元素平均值，因Pb、Sn兩種元素含量大多低于背景平均值，故去除這兩種元素。原生暈分帶計算計算結果見表4。

格里戈良法確定的原生暈軸向分帶為：（Au-As-Co）/（+250m）→（Hg-Sb-Ni）（/+179m）→（Ag-Cu-Bi-Mn-MoZn）（/+134m），這與重心法確定分帶序：Au-Hg-Sb-As-NiCo-Cu-Bi-Zn-Mn-Ag-Mo相比有一定的差異，但兩者總體上具有相似關系的Au-As-Hg-Sb-W組合在前部，而MnSn-Pb-Mo-Bi-Ag-Zn-Cu-Co-Ni在后部，兩者中間有交集，而交集區表現為前緣暈As、Sb、Hg或近況暈Ag、Cu、Zn與尾暈Mo、Bi、Mn、Co、Ni共存，結合該礦脈鉆孔揭露情況，在134m中段應處于礦體膨脹部位（規模變大，品位升高），推測250m中段為前一礦體的下部，179m中段為兩礦體尾部與頂端交匯部分，134m中段為后一礦體的中部。

綜合上述分析，建立Ⅰ號礦脈原生暈疊加理想模型（圖7）：I號礦脈沿傾向方向發育2個礦體，上部礦體直接出露地表，存在一定程度的剝蝕，前緣暈基本缺失，往深部延伸到179m中段到達礦體尾部；179m中段表現出前緣暈和尾暈疊加特征，為下部礦體出露，134m中段下部礦體品位出現第二個高峰，該礦體往深部仍有一定延伸，推測至少延伸約70m。

4.結論

（1）黃土嘴-永田金礦含金蝕變破碎板巖中Sb、As、Au明顯富集且強變異，反映了金礦強烈的熱液活動；總體可分為Au-As、Hg-Sb-W、Co-Ni-Cu-Zn、Ag-Bi-Mo-Pb、Mn-Sn等5類組合；毒砂是本區主要載金礦物，Au與As關系最為密切，構建金的因子模型為XAu=-0.083F1+0.067F2+0.975F3+ 0.037F4，As的化學異常可以作為金礦找礦間接標志。

（2）黃土嘴-永田金礦Ⅰ號脈原生暈分帶序為（Au-AsCo）→（Hg-Sb-Ni）→（Ag-Cu-Bi-Mn-Mo-Zn），前緣暈與尾暈疊加暗示了深部礦體繼續延伸，推測延伸深度>70m。

參考文獻：

[1]張立平，等.湖南省平江縣永田礦區金礦普查報告[R].湖南省核工業地質局三一一大隊， 2018.

[2]黃小強，等.湖南省平江縣黃土嘴礦區黃土嘴礦段金礦詳查報告.湖南省核工業地質局三一一大隊， 2017.

[3]邢利琦，劉炳璋.礦床原生地球化學暈分帶性研究[J].四川地質學報， 2011， 31（04）：489-492， 495.

[4]劉崇民.金屬礦床原生暈研究進展[J].地質學報， 2006， 80（10）： 1528-1538.

[5]卿成實，彭秀紅，徐波，楊海，張江蘇，胡媛，鐘炎良，穆小虎，王滔.原生暈找礦法的研究進展[J].礦物學報， 2011， S1：828-829.

[6]樸壽成，連長云.一種確定原生暈分帶序列的新方法——重心法[J].地質與勘探， 1994（01）：63-65.

[7]邵躍.熱液礦床巖石測量（原生暈法）找礦[M].地質出版社， 1997.

[8]段祝齡.確定元素分帶序列程序[J].地質與勘探， 1985（11）：75-80.

[9]鄢明才，遲清華，顧鐵新，王春書.中國東部地殼元素豐度與巖石平均化學組成研究[J].物探與化探， 1997， 21（6）： 451-459.

[10]蒙勇，陳云華，唐朝永，等.湘東北小坑橋金礦成礦元素地球化學特征研究[J].地質與勘探， 2016（6）：1048-1056.

[11]李惠，張文華，劉寶林，王敬臣，郭瑞棟.中國主要類型金礦床的原生暈軸向分帶序列研究及其應用準則[J].地質與勘探， 1999（01）：34-37.

[12]劉英俊，季峻峰，孫承轅，崔衛東.湖南黃金洞元古界濁積巖型金礦床的地質地球化學特征[J].地質找礦論叢， 1991（01）：1-13.

[13]劉蔭椿.黃金洞金礦床地球化學特征[J].地質與勘探， 1989（11）： 43-48.

[14]易慧，陳云華.湘東（北）冷家溪群含金性地球化學評價[J].礦產與地質， 2006（Z1）：472-474.