河南省新縣南部金礦地球化學特征及找礦標志*

袁德志 許 棟 李 旭

（河南地質礦產勘查開發局第三地質礦產調查院）

新縣南部金礦位于秦嶺—大別造山帶東延部位，秦嶺—大別造山帶經歷了華北板塊與揚子板塊的碰撞造山及后碰撞伸展過程，強烈而廣泛的巖漿活動為新縣地區金多金屬成礦提供了良好的物質基礎［1-3］。新縣大別山地區相繼報道發現了皇城山銀礦、白石坡銀鉛鋅礦、母山鉬銅礦、肖畈鉬礦、孫堰金礦、湯家坪鉬礦、千鵝沖鉬礦、薄刀嶺銀金礦等，使新縣大別山區成為我國又一個重要的鎢、鉬、銅、金、銀、鉛、鋅多金屬礦產基地［3-4］。目前該地區鉬、鎢、銀、鉛、鋅等礦種勘查和研究程度較高，但金礦的勘查和研究程度偏低［4-6］。本項目以礦區開展地球化學測量為基礎，開展成礦元素的分布、分配特征，研究地球化學異常規律與礦產的關系，圈定地球化學異常，為進一步找礦提供理論依據。

1 區域成礦地質背景

新縣南部金礦預查區大地構造位于大別核雜巖變形帶，屬秦嶺造山帶東延部分桐柏—大別變質核雜巖隆起帶內［1］。

區域地層劃分隸屬揚子地層區南秦嶺分區西大別小區，出露地層主要為大別巖群，零星分布于工作區的東南部，另外在山間河谷見新生界蓋層巖系。大別巖群原巖為基性火山巖—酸性火山巖，夾陸源碎屑沉積巖、碳酸鹽巖沉積建造［2］。

區域基本構造格架表現為近東西向展布的強變形帶（圖1）。區內脆性構造發育，主要表現為各種性質、多種方向的脆性斷裂［3］。

區域內巖漿巖分別屬于新元古代、晚古生代和早白堊世，其中又以早白堊世花崗巖分布最廣，規模最大。區內巖漿巖主要出露有新縣序列花崗巖、田鋪序列片麻巖及少量中基性巖脈［4］。

2 礦區地質特征

礦區位于八里畈斷裂帶（F3）以南，新縣花崗巖體南緣接觸帶上。南起黃泥咀—柳河—袁崗一帶，北止老廟林場，面積為111.28 km2。研究區地層出露主要為大別巖群（Ar3Db），分布于工作區的東南部方畈—苦竹灣一帶。

脆性斷裂是工作區內脆性變形的主要表現形式，工作區內的脆性斷裂具有多種性質、多種方向展布和多期次活動的特點。工作區內的脆性斷裂大致分為4組：近東西向、北東—北北東向、北北西—北西向、近南北向。近東西向斷裂是南部工作區分布最為廣泛的一組，與礦化關系密切，區內圈出的金礦體多賦存于該組斷裂中。代表性斷裂主要有F1、F2等，圈出Au-1工業金礦體。該組斷裂活動與金、銀礦化關系密切，是區內最為重要的一組脆性斷層。北東—北北東向斷裂多分布在工作區中部和東南部，圈出的Au-2、Au-3金礦（化）體賦存于該組次級斷裂中。

礦區內巖漿巖大規模發育。從新元古代的田鋪序列到早白堊世的新縣序列都有出露。巖漿熱液使巖體及其圍巖發生不同程度的蝕變，蝕變現象種類繁多，強度變化大。主要圍巖蝕變類型有黃鐵礦化（褐鐵礦化）、硅化、絹云母化、鉀長石化等。其中黃鐵礦化（褐鐵礦化）、硅化與金成礦關系密切。

3 地球化學特征

3.1 水系沉積物異常特征

據 新 縣 幅（H50E003004）、兩 路 口 幅（H50E003005）、達權店幅（H50E003006）1∶5萬區域礦產地質調查，新縣南部地區部分元素的水系沉積物異常較為顯著。1∶5萬水系沉積物測量圈出24-甲3-2（圖2）和25-丙綜合異常。

異常以Au、Ag、As為主，伴生Mo、Pb、Zn、Cu、Sn等元素。Au單元素異常呈不規則狀分布，南北長5.4 km，東西寬0.55～3.4 km，面積為12.10 km2，地表形成6個濃集中心，多呈橢圓狀，具中、內帶，最高含量為510×10-9，平均為10.07×10-9，襯值為5.36，NAP為65.38，濃集中心分布于閃長巖包體中。Cu分布于Au、Ag異常內，異常規模小。

Au-45異常面積大，濃集中心多且明顯，濃度分帶清晰，異常區成礦地質條件有利，西部濃集中心最高含量為510×10-9已達礦化含量，東部山石門已見工業銅金礦體，推斷Au-45異常為礦致異常，金異常各濃集區是找Au的有利區段。

區內巖漿活動頻繁，構造發育。北部4個金濃集中心位于新縣二長花崗巖與田鋪序列花崗質片麻巖系接觸帶附近，新縣二長花崗巖內，其中1個濃集中心分布于閃長巖包體中，西部金濃集中心位于田鋪花崗閃長質片麻巖中；異常區內北北西向、北東東向、近東西向斷裂構造發育，被石英脈、閃長巖脈充填。

3.2 土壤地球化學特征

3.2.1背景值和異常下限的確定

針對1∶5萬水系沉積物測量圈定的王灣金異常（24-甲3-2），開展了1∶1萬土壤測量驗證，統計計算了礦區內土壤中Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、W、Mo、Sn 11種元素地球化學特征值（表1）。統計計算了礦區元素背景值和異常下限，確定了異常下限值（T），劃分了元素的濃度分帶［6］（表2）。

由表1、表2可知：

（1）Au可作為成礦元素。Sb、Au、Bi變異系數較大（＞1），分別為6.1、5.43、1.02，說明Sb、Au、Bi這3個元素離散程度大，呈極強分異（≥1.5）、強分異（1.0～1.5）特征，遷移活動性能力及富集成礦能力較強。Mo、Ag、Pb、W、Cu、As變異系數介于1～0.5，呈不均勻（0.5～1.0）特征，Mo變異系數為0.91（接近于1），Mo成礦可能性大或異常強；Ag、Pb、W、Cu、As成礦可能性較小或異常較強。Zn、Sn變異系數均小于0.5，大致呈均勻分布，成礦可能性很小或異常較弱。

（2）Au、Cu、Pb、Zn、W、Mo這6個元素為礦化元素。Au、、Cu、Pb、Zn、W、Mo最大值分別為521.6×10-9、382.8×10-6、1601×10-6、1901×10-6、62.52×10-6、43.34×10-6，均達到礦化含量（邊界品位降低一個數量級），其它元素最大值則低于礦化含量。

注：①元素含量單位Au為10-9，其他元素為10-6；②元素的邊界品位，引用《礦產資源技術指標工業手冊》（2010年）。

注：①元素含量單位Au為10-9，其他元素為10-6；②n為樣品數，C o為背景值，S o為算術標準離差；③T o為異常下限計算值，T為異常下限確定值。

（3）As異常強度最低，Au、Ag、Cu、Sn、Bi、Sb這6個元素無低值區。As僅具有外帶，其它元素均出現內帶。Au、Ag、Cu、Sn、Bi、Sb這6個元素無低值區，表明該區土壤中Au、Ag、Cu、Sn、Bi、Sb元素背景較高。

綜上所述，預查區內Au在土壤中呈極強分異特征，為礦化、成礦元素，地質找礦意義最大。

3.2.2土壤地球化學多元統計學分析特征

3.2.2.1相關性分析。

為進一步了解區內成礦元素與其它伴生元素之間的關系，對測區內21件礦（礦化）體化學樣本中11種元素進行了相關性分析。首先對元素含量取對數的方案重新檢驗，利用SPSS軟件采用Pearson相關系數進行相關性分析，計算得出原生暈元素的對數相關性矩陣（表3），可得出：Au與Ag、Bi、As元素相關性較高，其中與Ag的相關系數為0.78，與Bi的相關系數為0.67，與As中等相關，相關系數為0.527，與Cu、Sb相關性一般。

3.2.2.2聚類分析

對測區內21件樣本中11種元素進行了R型聚類分析，R型聚類分析可將具有相似性的元素加以聚類，來顯示元素在成暈成礦作用下，其聚合性與成因之間的聯系［7］，結果見圖3。從圖3上看出，在相關系數為0.48的水平上，11種元素分為5簇組合類型。

第一簇為Au、Ag、Bi、As、Sb，分為3組：Au、Ag組合，Bi元素，As、Sb組合；反映了低溫熱液環境；該簇代表主成礦期次，反映中低溫熱液成礦環境。第二簇為Sn、Cu中高溫元素組合。第三簇為Pb、Mo中高溫元素組合，Pb與Mo出現在同一簇，說明成礦熱液活動具有多期疊加的特征。第四簇W為原生暈尾暈指示元素，代表成礦的晚期階段。第五簇Zn為礦體中暈指示元素，化學性質比較活潑，單獨出現表明具有一定的獨立性。

3.2.2.3因子分析

本研究采用R型因子分析（表4），選用4個主因子代表整個數據的變化情況，提取方法為主成份法，對初始因子進行方差最大正交旋轉，元素在同一因子中兩極分化，便于因子地質解釋［8］。

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提取4個主成份。根據R型因子分析解釋因子：F1（Au、Ag、Bi、Cu、As、Sb）為多金屬硫化物礦化因子，Au、Ag、Bi的載荷較大，代表礦中暈成礦元素組合，說明金礦化的主要階段。Au元素與Ag、Bi、Cu、As、Sb元素出現在同一因子中，代表具有多元素熱液的活動，是金屬礦化疊加的反映。該因子代表了主要成礦期，同時代表了成礦過程金屬元素的共生組合關系。F2（Pb、Zn）為原生暈中部指示元素。Au成礦過程的因子載荷模型為XAu=0.833F1-0.239F2-0.174F3-0.057F4，可以看出，XAu主要由F1提供，其他因子提供的W極少，可忽略不計。結合因子分析與野外地質觀察結果表明：Au的礦化具有多期次特征，至少2期，與Au礦化相關的主要2個階段是Au-Ag組合沉淀作用階段和Au-Ag-Bi-Cu-Sb金屬硫化物礦化階段組合沉淀作用階段，R型因子分析與相關分析、聚類分析結果具有較好一致性。

3.2.3土壤地球化學綜合異常特征

根據區內元素異常分布特征，結合異常所處地質條件，礦區圈出10個土壤綜合異常，主要異常元素為Au、Cu，異常集中于礦區的中東部，異常總體走向以北西西向、近東西向為主，少部分異常呈北北西向或近南北向。地質背景以新元古代田鋪序列田鋪花崗閃長質片麻巖（黑云斜長片麻巖）為主，次為早白堊世新縣序列二長花崗巖，少量的周河二長花崗質片麻巖（二云二長片麻巖）。Au異常強度高、面積大，Cu異常與Au異常相互套合或疊合程度高，主要與田鋪花崗閃長質片麻巖（黑云斜長片麻巖）中硅化碎裂巖關系密切。在Au異常濃集中心地段，發現了多處金礦體、金礦化體，金礦化常伴有銀礦化。依據NAP值，結合異常面積、強度等指標，現將區內AP9、AP12等主要綜合異常特征描述如下。

（1）202高地金銀異常（AP9）。AP9異常面積為0.13 km2，東西長約700 m，南北寬250 m（圖4）。異常元素組合以Au、Ag、Mo為主，伴有Cu、W、Pb。其中Au異常點數多，面積大，強度高，濃集中心明顯。區內巖漿活動頻繁，構造發育。Au、Ag異常濃集中心位于新縣二長花崗巖與田鋪序列花崗質片麻巖系接觸帶上，其中Au異常面積大，濃集中心明顯，濃度分帶清晰，成礦地質條件有利，在Au異常濃集中心地段，地表已發現金（銀）礦（化）體，為礦致異常。經槽探揭露、地質物化探剖面測量，地表探槽中圈出了Au-1金礦（化）體1條，視厚度為0.8～7.2 m，金品位為1.00～61.20 g/t。經鉆孔深部驗證見到銀礦（化）體2層，厚度分別為1.42、1.10 m，銀品位分別為59.70×10-6、29.70×10-6。

（2）李家山銅金異常（AP12）。AP12異常面積0.603 km2，呈不規則狀東西向展布，東西長約1 750m，南北寬450 m。異常元素組合以Cu、Au為主，伴有Ag、Mo、Pb、Zn、W。區內巖漿活動頻繁，構造發育。該異常位于新縣二長花崗巖與田鋪序列花崗質片麻巖系接觸帶上，成礦地質條件有利，在Au濃集中心地段，地表已發現金礦體，為礦致異常。經槽探揭露、地質物化探剖面測量，地表探槽中圈出了Au-9金礦體1條，視厚度為1.20～3.40 m，金品位（含量）為3.03～7.20 g/t。

4 綜合找礦效果

經工程控制，在預查區圈出14條金礦體。其中Au-1、Au-9礦體規模較大。

Au-1礦體為新縣南部金礦區規模最大的金礦體，礦體賦存于礦區中部的7～16線構造破碎帶中，礦體形態呈脈狀，走向長210 m，最大斜深為80 m，礦體厚3.57～6.77 m，平均厚度為5.17 m，礦體賦存標高為122～192 m；礦體傾向為350°～5°，傾角為70°～83°。礦體受構造控制，賦礦圍巖為硅化碎裂巖及碎裂巖化蝕變二長花崗巖，具硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化及鉀化蝕變，礦體底板圍巖為二長花崗巖，頂板巖石為黑云斜長片麻巖。經工程控制，Au單工程品位為1.22～61.2 g/t，平均品位為11.86 g/t。礦體沿走向及傾向品位變化均較大，屬不穩定型。

Au-9礦體賦存于礦區中南部115～108線的構造破碎帶中，沿走向出露長約270 m，最大斜深為80m，礦體厚為1.01～3.25 m，平均厚度為2.13 m，礦體賦存標高為217～288 m；礦體傾向為345°～355°，傾角為68°～82°；礦體呈脈狀，礦石具侵染狀構造及細脈狀構造。礦體受構造控制，賦礦圍巖為硅化碎裂巖及碎裂黑云斜長片麻巖，具硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化蝕變，地表呈褐紅色特征。礦體頂底板圍巖均為黑云斜長片麻巖。經工程控制，Au單工程品位為1.40～9.32 g/t，Au礦體平均品位為4.32 g/t。

本礦床礦石的工業類型僅有金礦石（Au≥1 g/t）1種，自然類型有多種，按礦石氧化程度可分為氧化礦石及原生礦石2種；按礦石的結構、構造特征劃分為細脈網脈狀、浸染狀和塊狀礦石。礦石構造主要有浸染狀構造、細脈網脈狀構造、塊狀構造。礦石結構主要為自形—半自形晶粒狀結構和交代結構。

5 控礦因素及找礦標志

礦床主要受控于斷裂構造，與新縣花崗巖體有密切關系，成因類型屬“巖漿熱液金礦床”，工業類型屬“含金石英脈型”中的亞類“石英硅化鉀化蝕變巖型”金礦床。礦區內由于受燕山期巖漿活動的影響，在巖漿頂托和側向擠壓力作用下，形成了近東西向、北東向張性次級斷裂構造，在巖漿活動后期，大量含礦熱液沿近東西向斷裂運移，形成了以硅化、絹云母化、鉀長石化為主的蝕變，同時捕捉了圍巖內的含礦元素，促進了熱液含礦濃度的提高。隨著熱液繼續向低壓區運移，含礦物質最終在近東西向、北東向斷裂中沉淀、富集成礦；礦區內的礦體、礦化體盡管圍巖性質不同，但均賦存于近東西向、北東向脆性斷裂破碎帶中，也說明這2組斷裂是容礦構造。含礦熱液充填交代圍巖或夾石形成浸染狀、塊狀礦石；充填于裂隙連通的片麻巖內，則形成（網）脈狀礦石。

經過野外實踐及資料綜合整理，區內找礦標志如下。

（1）新縣巖體外圍邊界斷裂的次級張性近東西向、北東向斷裂多為含礦構造。

（2）近礦圍巖蝕變以硅化、絹云母化、鉀長石化、綠泥石化高嶺土化組成灰褐色、黃褐色蝕變帶為特征，硅化發育的部位礦體較富。

（3）土壤地球化學特征顯示，以Au、Ag為主元素（成礦元素），伴生Cu、Pb、Sb、Bi、W等元素異常。Au、Ag在異常內帶發育，濃集中心明顯，與伴生元素異常相互套合或疊合程度高。

6 結 論

（1）礦床主要受控于斷裂構造，與新縣花崗巖體有密切關系，屬含金石英脈型熱液礦床。

（2）近礦圍巖蝕變以硅化、絹云母化、鉀長石化、綠泥石化、高嶺土化組成灰褐色、黃褐色蝕變帶為特征，硅化發育的部位礦體較富。

（3）土壤地球化學異常主要受近東西向硅化碎裂巖帶控制，分布于黑云斜長片麻巖中。異常元素組合以Au、Ag、Cu、Pb、Sb、Bi、W為主，次為As、Mo、Sn。其中Au、Ag為成礦元素，內帶發育。Au、Ag異常與其它元素異常相互疊合程度高，濃集中心明顯。

（4）礦區內主要綜合異常特征反映了一定的成礦地質、地球化學背景，對其解釋推斷與評價，具有很大的指導意義。