湘西北沅陵地區某礦區元素異常特征及找礦前景分析

劉 玉，張靜鴻

（湖南省有色地質勘查局二四七隊，湖南 長沙 410100）

湘西北沅陵地區為湖南省重要的成礦區帶，其中分布有多個大中型多金屬礦床，如湘西金礦、董家河硫鐵鉛鋅多金屬礦等。通過前人資料研究，礦床附近往往具有較高強度的組合異常，且各類礦床具有各自不同的元素異常組合特征。

水系沉積物測量為重要的地球化學找礦方法，通過采集水系、溝系中的泥沙樣品，分析其中元素含量、圈定異常，可以快速的圈定工作區內的重點找礦靶區。本文在1:5萬水系沉積物測量的基礎上，對重點異常進行分析，并將其異常特征與同類型礦床的成礦條件、異常組合進行對比分析，探討異常區的成礦可能性以及進一步找礦前景。

1 區域地質背景

異常區位于揚子準地臺南緣與華南裂陷槽的過渡地帶—江南地塊東南部，武陵山隆起的北西部，北東向沅(陵)麻(陽)斷陷盆地自異常區西部通過。本區先后經歷了武陵、雪峰、加里東、海西—印支、燕山和喜山等六期主要的地殼運動，地層發育較齊全，構造活動強烈，成礦地質條件優越（見圖1）。

區域出露的最古老巖系是由包括變質砂巖、板巖、千枚巖和凝灰質砂巖組成的元古代變質雜巖，即著名的“冷家溪群”和“板溪群”。晉寧運動使這套元古代地層大面積抬升隆起，僅局部限于小范圍前陸海盆，形成以后“雪峰山地穹系”的雛型。自三疊紀開始的中生代直至新生代，湘西處于強烈活動的時期，印支運動和其后的燕山運動導發的構造巖漿活動異常強烈，首先是區內形成一系列短軸斷陷型盆地(地洼)如沅麻盆地、黃盆坪-官莊構造盆地等；二是在這個斷陷型盆地內沉積形成陸相紅色建造；三是在強大的北西-南東主壓應力場的作用下，構成了無論斷裂構造亦或褶皺構造的主構造線多呈北東向排列的構造格局。

圖1 區域成礦帶與構造略圖（紅色為工作區）

2 異常區地質背景

2.1 地層

異常區出露地層有青白口系、南華系、震旦系、寒武系、白堊系等。其中青白口系分布最為廣泛。與異常相關的主要地層由老到新巖性特征如下（見圖2）。Qbm青白口系馬底驛組：分布在異常區西南部，其巖性以紫紅色板巖夾灰綠色砂板巖為特征，夾白云質灰巖，區內金銻鎢礦脈產于紫紅色板巖中，多沿層面斷裂、分支斷裂及次級張剪裂隙充填。Qbw青白口系五強溪組：分布在異常區中部偏西，其巖性由絹云母板巖、長石石英砂巖、凝灰質砂巖層和凝灰巖，異常區本層層間構造帶中見有少量閃鋅礦化、黃鐵礦、褐鐵礦。Z1d震旦系陡山沱組：分布在異常區中部，其巖性由含磷白云質灰巖、硅質磷塊巖和含磷頁巖組成，假整合于南沱冰磧巖之上。Z1j震旦系金家洞組：分布在異常區中部，其巖性為黑色板狀頁巖夾白云巖、灰巖、硅質巖、或互層，底部偶見砂巖。Z2l震旦系留茶坡組：分布在異常區中部，其巖性下部為灰色厚層硅質巖，上部為薄層至中層硅質巖，頂部為碳質板狀頁巖。∈1n寒武系牛角河組：分布在異常區東部，其巖性主要為變質細砂巖、砂巖，層間見有閃鋅礦化、黃鐵礦、褐鐵礦、重晶石化等。

圖2 異常區地質圖

2.2 構造

由于構造運動對其的多期疊加、繼承于同一成礦空間，故形成了構造具有多期性特點，整體構造呈北東-北東東向。

2.2.1 褶皺

異常區內主要褶皺為洪水洞向斜。該向斜核部為寒武系下統牛角河組，兩翼從內到外分別為震旦系金家洞組-留茶坡組、南華系南沱組、南華系富祿組-大塘坡組、青白口系多益塘組、青白口系五強溪組。向斜北翼較為完整，南翼則被北東向斷層切斷。向斜軸整體呈65°～72°之間，其中北西翼產狀較緩，傾角為21°～26°，南東翼地層產狀較陡，傾角為65°～87°。

2.2.2 斷層

異常區斷層較發育，具有成群成組出現，呈北東、北東東向分帶展布的特點，其中廟兒沖斷陷帶的邊界斷層規模較大，長大于4公里，作80°方向，近成一直線。斷面傾向南東，傾角50°左右。斷層兩側擠壓破碎、巖層扭曲、揉皺發育，有的近直立。片理發育，絹云母化、綠泥石化、退色化均顯著。區內層間斷裂發育，主要沿層間薄弱帶分布。蔣家沖附近馬底驛組地層中有一層間斷層F3出露，其中中斷層泥0.1m～1.5m，斷裂帶常控制礦化蝕變帶和礦體分布，是金主要控礦和賦礦構造（見圖3）。

圖3 蔣家沖老硐構造詳圖

3 異常特征

3.1 工作方法：樣品采集、分析測試及異常圈定

異常區樣品為1:5萬水系沉積物樣品，在開展1:5萬水系沉積物測量時，按平均4.45點/km2密度采集水系中細砂、粉砂質物質。樣品野外過-10～+80目不銹鋼篩，取正樣150克送實驗室無污染細加工至-200目。樣品細加工及分析測試由中國冶金地質總局一局測試中心承擔，該實驗室經過中國地質調查局認證認可，具有承擔1:5萬水系沉積物測量樣品分析資格。樣品分析測試Au、As、Sb、Hg、Ag、Cu、Pb、Zn、Cd、W、Mo、Sn、Bi、F、Ba、V、Co、Ni、Cr19元素，其中Au采用泡沫塑料吸附-石墨爐原子吸收光譜法(GF-AAS)，Ag、Sn采用發射光譜法(ES)，As氫化物-原子熒光光譜法(HG-AFS)，Hg冷蒸氣-原子熒光光譜法(CV-AFS)，F離子選擇性電極法(ISE)，其它元素采用感應耦合等離子體質譜法（ICP-MS），分析精度均達到有關規范要求，經國家一級標樣、外檢樣、密碼抽查、異常點抽查等多種手段監控、檢查，質量合格。

背景、異常下限的確定是以一個圖幅為單位，根據元素分布型式統一計算背景、異常下限。經統計計算，最終確定的各元素異常下限值如下：Au2.7、As25、Sb8、Hg105、Ag0.12、Cu50、Pb60、Zn160、Cd0.5、W2、Mo1.5、Sn4.4、Bi0.7、F950、Ba976、V185、Co32、Ni50、Cr142。異常的圈定按異常下限值的1、2、4倍圈定異常等值線，一般只圈3級，其中異常下限1倍～2倍區域為外帶，2倍～4倍區域為中帶，＞4倍區域為內帶。

3.2 異常特征解釋

本次分析的19種元素中，有16種元素在該異常區內出現異常。主要異常元素為Mo、Cd、Hg、Zn，從元素分布來看，各元素異常主要沿洪水洞向斜核部寒武系牛角河組呈帶狀分布。其中，Ag、Cd等元素的異常中心相對分布在西側，而Au、Mo、As、Hg等元素的異常中心則分布在更靠近中部的位置，主要異常元素分布在寒武系牛角河組及向斜北翼的震旦系、南華系地層中，Ag、Mo、Hg等元素的異常還延伸至青白口系馬底驛組中，Zn、Cu的異常主要分布在向斜北翼牛角河組與震旦系地層接觸區域，Pb異常主要分布于向斜西南端青白口系馬底驛組地層中，Au元素在馬底驛組中也有較高強度的異常出現（見圖4）。

圖4 異常剖析圖

異常區異常強度高，異常面積大。其中，Mo、Cd、Hg、As、Ag等元素均出現三級濃度分帶，Mo元素第3級濃度面積大，占總異常面積的80%以上；Ag、Cd、Hg、As等元素異常分布與Mo元素類似，但3級濃度帶面積相對較小。元素含量方面，Mo的最大值達到204×10-6，襯值23.11；Cd的最大值達到19.2×10-6，襯值7；Hg的最大值達到2064×10-9，襯值3.55。異常元素規格化面金屬量NAP值分別為Mo（673.75）、Cd（164.78）、Hg（63.83）。此外，伴有As、Ag、Au、Zn、Cu等次要異常元素，其中金的最大值達到8.98×10-9，異常襯值為1.44，NAP值Au（5.34）；鋅的最大值達到979×10-6，異常襯值為2.74，NAP值Zn（5.34）金的最大值達到17.64×10-9，Cu的最大值達到261×10-6，異常襯值為1.9，NAP值Cu（12.62）。具體見表1。

各元素異常吻合良好，并且在向斜核部寒武系牛角河組中有一明顯的濃集中心出現。濃集中心主要以Mo、Ag、Cd、Hg的3級濃度帶為主。從異常組合來看，從向斜核部到外側，異常元素大致呈現出MoAgCd-AsAuCuZn-Pb的分布規律，總體體現出中低溫熱液型多金屬礦化異常的特征。區域上看，異常內的震旦系陡山沱組和寒武系牛角河組為重要的鉛鋅礦成礦層位，若后期被熱液活動影響，容易形成鉛鋅礦。加之本異常強度高、異常面積大，推測該異常具有較好的尋找中低溫熱液型鉛鋅多金屬礦的前景。再加上青白口系五強溪組地層中還出現了Au異常，進一步推測該異常去還可能有Au礦化的出現。

表1 異常參數表

4 異常查證結果

對該異常區進行踏勘檢查發現，異常區及周邊地區有兩種主要礦化類型存在，一種為主要賦存于青白口系馬底驛組層間斷裂帶中的金礦化，另一種為主要賦存于寒武系牛角河組中的鉛鋅礦化，具體描述如下：

（1）異常區西部蔣家沖一帶存在有多個民采坑（LD01、LD02、LD03、LD04等），眾老硐主要分布在青白口系馬底驛組中。其中，LD01規模較大，開口方向140°，深約100余米，硐內見一斷裂破碎帶，厚約0.4m～1.2m，產狀145°∠25°，主要由石英脈、板巖碎塊、斷層泥及少量灰質成分等組成，硅化強烈，裂隙中見黃鐵礦、褐鐵礦等硫化物充填，圍巖中黃鐵礦晶形較發育，晶形較好。見一石英脈斜穿該破碎帶，厚約0.8m，產狀294°∠83°，對該破碎帶中取樣J-H1～J-H4，在硐內撿取以往采礦殘留滾石樣J-H5，其中J-H4號樣長0.8m、Au品位達1.46g/t，J-H5號圍巖樣長0.6m、Au品位0.10g/t（具體分析結果見下表2）。

表2 廟兒沖基分樣化驗結果表

LD02中見一石英脈破碎帶，厚約0.4m～0.9m，產狀135°∠35°，主要成分為石英與板巖碎塊，硅化強烈，裂隙中見黃鐵礦、褐鐵礦等硫化物以及黑色鐵錳質成分充填，硐內見石英脈破碎帶，寬約0.4m～0.9m，產狀135°∠35°，對該破碎帶中取樣J-H6至J-H8，在LD02與LD03硐口外見一沉金池，在池內取樣J-H8，其中J-H7號Au品位0.63g/t，J-H8號Au品位1.13g/t，分析結果見表2。

（2）異常區的東部的洪水洞自山腳至山腰可見連續多個老硐，開口方向270°。其中LD5揭露鉛鋅礦（化）體較好，礦體厚0.4m～1.3m，產狀170°∠35°，呈脈狀產出，連續性較好，在破碎帶中取樣H-H01至H-H02，其中H-H01號Zn品位0.23%，H-H02號Zn品位0.37%，具體分析結果見表2。LD05中揭露的鉛鋅礦（化）體賦存于寒武系牛角河組的砂巖破碎帶中，受斷裂構造控制，呈脈狀、透鏡狀分布于破碎帶中。含礦破碎帶主要由石英脈、砂巖碎塊、塊狀鉛鋅礦、鐵質成分等組成，硅化較強，膠結較好，沿構造裂隙中可見黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等呈團塊狀、細脈狀充填膠結。

（3）在礦區中東部煤炭坡D03見一廢棄采場，地層含碳質成分較高，推測原為采煤，本處可見有較強硅化、黃鐵礦化。根據地區礦化特點，本處含銅較高。

（4）在礦區南部廟兒沖東約700mD02位置寒武系牛角河組中見有一重晶石帶，近順層分布，說明本區存在有熱液活動，域根據區域成礦推測區內具有鉛鋅礦找礦潛力。

通過異常查證說明本異常區由鉛鋅礦與金礦化引起。

5 找礦前景分析

綜合異常區地質特征和異常特征以及異常查證結果，異常區有以下幾個特征。

5.1 異常區地質背景優越

異常區位于雪峰山弧形構造帶的西北邊緣，先后經歷了武陵、雪峰、加里東、海西—印支、燕山和喜山等六期主要的地殼運動，地層發育較齊全，構造活動強烈，成礦地質條件優越。異常區位于柳林漢金成礦帶東北部、沃溪金成礦帶北部，周邊礦點眾多，現有大量成型礦山，異常區地質背景優越。

5.2 異常區具備中低溫熱液型鉛鋅礦和金礦成礦有利條件

（1）存在有利賦礦層位。青白口系馬底驛組和斷層接觸過渡部位、層間破碎帶，為金礦賦存有利部位。寒武系牛角河組為銅、鉛、鋅賦存有利部位。如著名的柳林漢、沃溪、冷家溪、小桃沅金礦就產于馬底驛組，董家河鉛鋅礦產于牛角河組。

（2）存在有利的含礦構造。北東向斷裂為本區控礦構造，并多數與賦礦層位關系密切。斷裂構造為熱液的運移提供了通道，若斷裂構造穿過有利成礦層位，則熱液容易與周圍地層相互作用，將地層中的鉛鋅金等元素帶出，運移至合適位置時沉淀成礦。故本區斷裂構造間多有金鉛鋅多金屬礦（化）產出。

5.3 異常規模大

異常區異常（圖5）主要分布于主斷層的北西側，異常走向呈近北東向，整體呈面狀分布，以Ag、Mo、Cd、Zn異常分布最廣，異常強度最高。該異常規模較大，異常與區內構造分布基本一致，具有1個濃集中心，成礦元素的套合較好，該異常主要分布在寒武系牛角河組、青白口系五強溪組、青白口系陡山沱組以及與南華系南陀組接觸帶附近。

圖5 異常區Ag-Mo-Cd-As異常

5.4 礦化較好

異常區已在南部新開公路邊多處揭露鉛鋅礦（化）體，控制礦體厚4.0m～5.0m，在西北及東部民采老硐中發現多處揭露金鉛鋅多金屬礦（化）體，均受北東向斷裂破碎帶控制，在異常區中部寒武系牛角河組中發現有重晶石脈帶（見圖6）。從現有露頭及水系沉積物異常來看，目前發現的礦（化）體產于青白口系馬底驛組以及寒武系牛角河組地層，控礦斷層走向北東-北東東，傾向南東，傾角30°～60°，產狀、厚度較穩定、近于順層產出，破碎帶由硅質巖碎塊、石英脈、鉛鋅礦、斷層泥及碳質、碳酸鹽成分等充填膠結；上下盤圍巖具強硅化、絹云母化、碳酸鹽化，裂隙發育，沿裂隙有石英、鉛鋅礦呈細脈狀充填。礦體受斷裂控制，呈脈狀、似層狀、長透鏡狀分布，礦石類型主要有致密塊狀鉛鋅礦石、細脈浸染狀金（鉛鋅）礦石，礦物成分主要為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦等，多呈細粒狀、網脈狀、團塊狀沿構造裂隙充填分布。

圖6 異常踏勘發現的找礦重點區圖（紅色區域）

5.5 與本異常區具備相同條件的同類型礦床對比

在沅陵地區震旦、寒武系礦床與本區條件類似的有董家河鉛鋅礦。

首先，成礦地層相似。董家河鉛鋅礦主要位于董家河背斜北東段，主要產于陡山沱組下段中，礦體嚴格受地層控制，礦體呈層狀、似層狀產出。圍巖蝕變較弱，以中低溫熱液蝕變為主，普遍發育碳酸鹽化，局部見硅化和重晶石化。結合湘西-鄂西成礦帶內已知鉛鋅礦成礦特征，震旦系—下寒武統為區域上Pb、Zn礦重要的賦礦層位。而研究區異常嚴格受震旦系—下寒武統地層和褶皺控制，地層與董家河鉛鋅礦地層相似，相應的礦化蝕變也與之類似。

其次，構造環境相似。研究區與董家河鉛鋅礦均位于雪峰山隆起帶中，整體構造也均以北東向斷裂、褶皺為主。具體來看，董家河鉛鋅礦是富含成礦元素的地層在熱液活動的作用下，成礦元素活化遷移，并運移到適當的地區沉淀形成的。而研究區具有豐富的層間斷裂帶，為熱液活動提供了通道和空間。經過現場踏勘，異常區內也發現了相應的斷裂構造。故而異常區與董家河鉛鋅礦成礦條件相似。

此外，異常區與董家河地區的異常也有較強的相似性。根據董家河地區1:5萬水系沉積物測量工作結果，該地區存在多個與成礦作用相關的異常，其中AS29異常與異常區異常十分相似。該異常以Sb、Zn、Ag、Hg、Pb異常為主，Sb、Zn、Hg等元素的異常濃集中心分布于震旦系金家洞組地層周圍，異常與地層展布方向一致。Zn異常主要受震旦系—寒武系地層控制，異常強度高、規模大，成礦地質條件有利。經過大比例尺異常查證，金家洞組中存在礦（化）體，并且礦（化）體主要受地層控制。這些特征都與研究區異常類似，故而判斷研究區異常也有尋找鉛鋅礦體的可能性。

通過類比，發現異常區鉛鋅礦與董家河鉛鋅礦的成礦條件基本相似，分析認為異常區具有尋找董家河型鉛鋅礦的前景。

6 結論

（1）異常區的主要異常元素為中低溫元素組合，各元素異常吻合較好，異常規模較大，異常強度較高，異常中心有明顯的重疊，總體體現出中低溫熱液型多金屬礦化異常的特征。分析推斷該異常受地層及構造控制明顯，與成礦作用關系密切。

（2）異常查證表明，異常區及異常附近發現了與異常對應的礦化現象，主要賦存于青白口系馬底驛組層間斷裂帶中的金礦化和寒武系牛角河組中的鉛鋅礦化。采樣結果也表明各礦化點礦化程度較好。

（3）與同類型礦床對比結果表明，異常區與董家河鉛鋅礦具有相同的地層和構造環境，成礦條件類似，異常也與董家河地區異常特征相似，具有尋找董家河類型鉛鋅礦的前景。