河南省羅山縣皇城山銀多金屬區(qū)內(nèi)地球化學(xué)特征研究

蔡新明

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南信陽(yáng)464000）

研究區(qū)出露地層主要為中生界白堊系，僅在測(cè)區(qū)南部見(jiàn)中元界龜山巖組、寒武系張家大莊組及泥盆系南灣組，它們之間分布有石炭系下統(tǒng)花園墻組；地層總體展布為近東西向，與主構(gòu)造方向一致；研究區(qū)以走向北西西向單斜巖層及走向斷裂為特征，褶皺不發(fā)育；巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要發(fā)育有早古生代侵入巖，早白堊世侵入巖及噴出巖；區(qū)內(nèi)脈巖為燕山晚期大規(guī)模酸性巖漿活動(dòng)派生產(chǎn)物，主要為石英斑巖、花崗斑巖等；而花崗斑巖恰好是次生賦礦巖石和成礦母巖[3]。

1 區(qū)內(nèi)地球化學(xué)特征

1.1 地球化學(xué)參數(shù)特征[1]

1.1.1 元素總體分布特征

微量元素在土壤中的含量變化起伏，與各地質(zhì)體沉積、成巖時(shí)代的物質(zhì)組分及變形變質(zhì)過(guò)程中經(jīng)歷的區(qū)域變質(zhì)作用、 動(dòng)力變質(zhì)作用、構(gòu)造活動(dòng)、巖漿—熱液活動(dòng)及表生地球化學(xué)環(huán)境等密切相關(guān)。 區(qū)內(nèi)元素的分布與富集，反映了地質(zhì)體在漫長(zhǎng)的地質(zhì)發(fā)展史中物質(zhì)成分的演化過(guò)程。

元素在全區(qū)土壤中的平均含量與地殼豐度相比， 濃集克拉克值（KK）大于1 的元素（由高至低排列，下同）有As、Bi、Pb、Au；KK 值小于1 的有Zn、Ag、Mo、Cu，其中As、Bi、PbKK 值大于1.2，呈區(qū)域富集，強(qiáng)富集或極度富集；變異常系數(shù)（Cv）除Zn、Cu、Pb 小于0.75 呈分異型分布外，As、Au、Mo、Bi 均呈強(qiáng)分異或極強(qiáng)分異型分布， 表明As、Au、Bi、Mo 元素在同生富集的基礎(chǔ)上又具有較強(qiáng)的后生疊加改造作用，Ag、Zn、Cu 同生富集作用較弱，分別呈背景、低背景或區(qū)域貧乏分布，但后期疊加改造作用較強(qiáng)，均呈強(qiáng)分異或極強(qiáng)分異型分布。

1.1.2 各地（巖）層微量元素的分布與分配

研究區(qū)各地（巖）層微量元素特征參數(shù)其特征如下：

（1）各類地質(zhì)體中砷、鉍、鉛含量均高于地殼豐度，以白堊系陳棚組高含量的Ag、As、Pb、Bi 為特征； 石炭系下統(tǒng)花園墻組以富含As、Pb、Bi 為特征；泥盆系南灣組則富含Au、Ag、As、Pb、Bi；

（2）各類地質(zhì)體中富集系數(shù)（K）大于1 的有白堊系下統(tǒng)陳棚組Zn(1.05)、Pb(1.38)、Au(1.06)、Ag(1.25)、As(1.02)、Bi(1.29)，局部存在Pb、Ag富集；

（3）值得指出的是Cu、Mo 在母山花崗斑巖中富集系數(shù)最高，分別為4.19 和16.88，Au、Ag 為背景的1～1.5 倍，Mo、Cu 礦床中不存在銀、金富集；

（4）在龜山巖組和張家大莊巖組中Pb、Zn、Au、Ag 富集系數(shù)大于1，尤其龜山巖組第二巖性段金富集系數(shù)（2.43），Ag 為1.16，與區(qū)域上是一致的，從而成為豫南特征富含Ag、Au 的礦源層。

綜上所述，區(qū)內(nèi)地球化學(xué)特征是以Ag、As、Pb、Bi 為主的多元素富集。 然而有成礦意義的只有陳棚組中酸性火山巖和白堊系母山花崗巖，而其它巖性段的富集元素也不容忽視。

圖1 主要地質(zhì)單元土壤中微量元素平均含量對(duì)比圖

1.1.3 元素在土壤中的分布與分配

測(cè)區(qū)出露地層主要有中元古界龜山巖組、 下石炭紀(jì)花園墻組、泥盆系南灣組、白堊系陳棚組皇城山段及第四系。

中元古界龜山巖組第二段（Pt2g2）：為一套陸源碎屑沉積巖建造。Ag、As、Sb、Hg、Bi、Mo 表現(xiàn)為富集或強(qiáng)富集，Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Co、Mn則呈背景分布。 從變異系數(shù)分析，Bi、Sb 后期礦化疊加較強(qiáng)，呈極強(qiáng)分異分布，形成高背景、異常或強(qiáng)異常；主元素Au、Ag 呈富集或背景分布，具有弱的分異作用，形成背景、高背景或異常；Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Co、Mn 同生富集及后生疊加作用較弱，多呈背景、低背景或負(fù)異常分布。

下石炭紀(jì)花園墻組：主要為變炭質(zhì)粉砂巖、變石英砂巖，含鈣長(zhǎng)石石英砂巖，Au、Ni、Mo 呈富集分布，Au、Ni 平均含量達(dá)全區(qū)最高， 分別為1.63×10-9、31.47×10-6，Cu、W、Co、Bi、Ag、Pb、Zn、Sn 呈正常背景分布。 其中，Pb、Au、Bi、Mo、Ag、W、Ni 等均顯示了弱分異性，有后生疊加分異作用發(fā)生，與侏羅系共同組成塔灣—桃花嶺以鉬為主的多金屬異常帶。

泥盆系南灣組：為一套火山陸源碎屑沉積巖建造。 據(jù)1∶5 萬(wàn)土壤測(cè)量結(jié)果，Au、Ag、As、Sb、Hg 濃集比率＞2.5～1.2，分別呈富集、強(qiáng)富集、極強(qiáng)富集分布，變異系數(shù)大于2，均呈極強(qiáng)分異型分布。 這五種元素在同生富集的基礎(chǔ)上，又具有極強(qiáng)的后生疊加改造作用，局部形成形態(tài)好、強(qiáng)度高的Au、Ag、As、Sb、Hg 組合異常。 Pb、Zn、Cu、Bi、Mo、Ni、Cr、Co、Mn 含量較低，呈不均勻型分布，沿層出現(xiàn)背景、低背景或負(fù)異常。

下白堊系陳棚組：為一套陸相火山沉積巖建造。據(jù)土壤測(cè)量結(jié)果，元素平均含量與區(qū)域背景相比，Ag、Pb、Bi 濃集比率1.8～1.2，呈富集分布，其它元素平均含量較低，多呈背景或低背景。Ag、Au、Pb、Bi 變異系數(shù)2～0.75，有一定的后期礦化疊加改造作用，分別呈分異、強(qiáng)分異型分布，局部具有富集段，皇城山中型銀礦床就產(chǎn)于該組與斜長(zhǎng)花崗斑巖的接觸帶中。

1.1.4 元素在巖石中的分布與分配

區(qū)內(nèi)與地球化學(xué)異常有關(guān)的巖石主要有三類：1.花崗斑巖；2.斜長(zhǎng)花崗巖；3.巖屑晶屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)泥砂巖及熔結(jié)凝灰?guī)r。 對(duì)此，地層各組段微量元素含量及組合特點(diǎn)，具有以下變化規(guī)律：

（1）主要伴生元素Bi、As 區(qū)域上具有明顯的濃集特點(diǎn)，Bi 尤為突出，在地層各組段濃集序列中排在首位。 在含量分配上Bi、Sb 在花崗斑巖和陳棚組皇城山段中濃集能力最強(qiáng)。 As 則在龜山組特別是上段中富集。

（2）成礦元素Ag 和伴生元素Pb、Zn 等在陳棚組皇城山段和花崗斑巖中濃集，在其它組段中表現(xiàn)為分散。

（3）Mo、Cu 在區(qū)域上呈分散狀態(tài)， 在陳棚組和花崗斑巖中局部出現(xiàn)高含量。

（4）成礦元素和主要伴生元素Ag、Pb、Bi 等在陳棚組皇城山段和花崗斑巖中含量變化極不均勻。

1.1.5 元素含量在地層序列（土壤）中的變化特點(diǎn)

隨著地質(zhì)時(shí)代的發(fā)展，元素在地層各組段中的含量具有不同的變化特征，Zn、Pb、Ag、Bi 在地層序列中的含量變化較大， 峰值區(qū)分別分布在龜山巖組第一段、陳棚組或龜山巖組第二巖性段中，呈高低相間的波狀變化；Ni、Cr 峰值區(qū)分布在寒武系變質(zhì)火山巖中， 向兩側(cè)元素含量降低，在地層序列中呈低緩波狀變化。

Ni、Cr、Co、Cu、Mn 隨著地質(zhì)時(shí)代的更新而減少， 元素平均含量在陸相沉積巖系中含量偏低。

圖2 皇城山地區(qū)地球化學(xué)異常圖

Au、As、Sb、Hg 在地層區(qū)內(nèi)含量變化較大，峰值區(qū)分別分布在南灣組、龜山巖組第一巖性段或第二巖性段中，這些特征元素或特征元素組合在地層中的含量變化不是直線的升高或降低，而是有選擇性的含量升高或減少，呈寬緩馬鞍形變化。這些元素的變化特點(diǎn)，反映出區(qū)內(nèi)地層陸源的物質(zhì)成分、分選程度及沉積環(huán)境，亦反映出區(qū)內(nèi)地層在變形變質(zhì)過(guò)程中物質(zhì)成分的演化過(guò)程。

1.2 地球化學(xué)異常特征[2]

經(jīng)1∶5 萬(wàn)土壤地球化學(xué)調(diào)查，在研究區(qū)內(nèi)圈出沿龜—梅韌性剪切帶分布的呈北西—南東向帶狀展布的綜合異常帶（圖2）。 帶內(nèi)分為皇城山—摩天嶺異常區(qū)（西區(qū)）和青山店—公山異常區(qū)（東區(qū)）。對(duì)東西兩區(qū)地球化學(xué)異常特征，綜述如下。

1.2.1 皇城山—摩天嶺異常區(qū)（西區(qū)）元素組合以Au、Ag 為主，伴生元素有As、Sb、Hg 以及Bi、Pb、Zn。48-甲2（皇城山）元素組合復(fù)雜，元素之間彼此套合，呈橢園形分布在下白堊統(tǒng)陳棚組皇城山段火山巖中，為已知礦異常。

該異常南東方向的阮家畈附近尚有一面積不大的銀異常，它是皇城山銀異常的東南延伸部分，同在高背景區(qū)上。 而46-乙2 則是分布在48-甲2 南側(cè)，呈條帶狀分布，且沿龜—梅韌性剪切帶分帶的以Au為主、伴有As、Sb、Hg、Bi、Cu 的多元素組合。 結(jié)合地化剖面及元素分布特征認(rèn)為，主成礦元素分布在摩天嶺偏南，而伴生元素則分布在摩天嶺一帶，伴生元素反映了深部構(gòu)造特征，而Au 異常偏南則反映Au礦體埋藏較深，且南傾。由于龜—梅韌性剪切帶由南向北俯沖，摩天嶺一帶地表南傾，向下可能北傾。

46-乙2 異常，元素組合復(fù)雜，濃集中心清晰，異常沿龜—梅韌性剪切帶偏南沿龜山巖組賦金礦源層分布，成礦條件有利，但礦體埋藏較深，建議施工深孔（1000～1500 米）驗(yàn)證。

1.2.2 青山—公山異常區(qū)（東區(qū)）

異常區(qū)位于羅山縣石山口水庫(kù)西南側(cè)的青山—公山一帶，走向北西，北起青山，南至公山，全長(zhǎng)6.75 千米，寬0.5～2.5 千米。 由北向南，依次分布有53-乙3、54-甲1、57-乙3、58-乙1 四個(gè)綜合異常。 異常區(qū)東側(cè)為石山口水庫(kù)，異常受青山—澀港斷裂影響，將53-乙3 異常（段）向北推移，把青山—公山銀金異常區(qū)分為互不相連的兩部分。 北東向公山—蓮花塘斷裂經(jīng)過(guò)異常區(qū)東部，在斷裂兩側(cè)分別形成57-乙3 和58-乙1 兩個(gè)異常（圖2）。

53-乙3 異常位于石山口水庫(kù)西岸的青山一帶，因異常東部為水域分布區(qū)， 異常東端未封閉，綜合異常形態(tài)為一南北寬緩的半環(huán)狀，與水庫(kù)東側(cè)的54-甲1 異常隔水相對(duì)。 53-乙3 綜合異常是以Au、Ag 為主，同時(shí)伴有As、Sb、Hg、Mo、Bi 的多元素組合異常，Ag 異常面積大于1.25 平方千米，分別形成北、南兩個(gè)濃集中心，北部濃集中心元素組合為Ag、Au、As、Sb、Hg、Mo，Ag 出現(xiàn)中帶，Au 出現(xiàn)中、內(nèi)帶，二者緊密套合； 南部濃集中心為一Ag、Au、As、Mo 組合異常，Ag 出現(xiàn)中、內(nèi)帶，Au 具外帶， 且偏離Ag 異常的南側(cè)。 其它元素異常規(guī)模較小，強(qiáng)度較低，均分布在Ag、Au 異常范圍內(nèi)。

54-甲 1 位于石山口水庫(kù)支叉東側(cè)，異常西端未封閉，為兩條近于平行中部相連的不規(guī)則帶狀異常。 異常區(qū)內(nèi)有三個(gè)濃集中心。 由圖3-12、3-13 看出， 北部Ag、Au 濃集中心位于石山口火山盆地南緣，Ag、Au 異常的分布主要受北東向斷裂構(gòu)造控制，其次受層間破碎帶制約，異常濃集中心反映了已知白石坡銀金礦床。 在白石坡礦致異常南側(cè)，分布有與之平行的另一Au、Ag 異常，該異常有兩個(gè)濃集中心，分別位于耿家灣和段家洼一帶，元素組合與北部白石坡礦致異常相似。

57-乙3 位于洞山附近北西與北東向斷裂交匯復(fù)合部位， 綜合異常形態(tài)呈橢園形，是一個(gè)Pb、Ag、Au 組合異常。 異常內(nèi)Ag、Au 形態(tài)相似，二者緊密套合；Pb 異常規(guī)模較大，分布于Ag、Au 異常外側(cè)，將54-甲1、57-乙3、58-乙1 三個(gè)異常連為一體。 自北西向南東，Pb 異常具有膨縮的變化特點(diǎn)。 57-乙3 分布于Pb 異常膨大部位， 平面上顯示出Pb-Ag-Au 的水平分帶特點(diǎn)。 與北部54-甲1 和南部的58-乙1 異常相比，57-乙3 異常規(guī)模相對(duì)較小，強(qiáng)度較低。

58-乙1 分布于57-乙3 東南公山淺成火山巖和龜山巖組第二巖性段， 是一個(gè)規(guī)模較大具有Ag、Au、Pb、Zn、Cu、Mo、Bi 多元素組合異常。 異常形態(tài)呈不規(guī)則狀，Au、Ag 濃集中心明顯，組份分帶清晰，由外至內(nèi)元素水平分帶為：Bi-Ag-Pb-Au-Mo-Zn，呈環(huán)狀或半環(huán)狀套合分布，與皇城山礦異常的水平分帶極為相似。

53-乙3Au、Ag 異常強(qiáng)度高，濃集中心明顯，異常向東南未封閉。從異常展布態(tài)勢(shì)分析，和南部的54-甲1 可能相連。53-乙3 西距皇城山中型銀礦7 千米，東距白石坡銀金多金屬礦2 千米，其異常特征和所處地質(zhì)條件與白石坡銀金礦床相似。 經(jīng)查證已發(fā)現(xiàn)Au、Ag 礦化體。53-乙3 異常及其以東地區(qū)是尋找白石坡型銀金礦產(chǎn)的有利地段。

54-甲1 分布范圍大，其中Ag 異常面積大于4 平方千米，將白石坡、耿家灣、段家洼三個(gè)濃集中心連為一體，是形成白石坡銀礦田的主體異常。經(jīng)查證，集中分布在耿家灣、段家洼西側(cè)及洞山附近的礦化體（脈）群與區(qū)內(nèi)分布的54-甲1 東、西Au、Ag 濃集中心及分布在洞山附近的Au、Pb、Ag 異常扣合。 在耿家灣—洞山異常內(nèi)，發(fā)現(xiàn)Ag、Au、Pb；Ag、Pb、Zn 礦（化）體5 條，地表已初具規(guī)模，部分礦化體Au、Ag、Pb 平均含量已達(dá)到或接近工業(yè)品位。 在54-甲1 和57-乙3 異常濃集中心尋找Au、Ag、Pb、Zn 礦產(chǎn)具有良好的找礦前景。

2 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，青山店—公山異常區(qū)是尋找火山巖型銀、金礦的有利區(qū)段，建議在前人工作的基礎(chǔ)上，在區(qū)內(nèi)系統(tǒng)開(kāi)展大比例尺重磁測(cè)量，加強(qiáng)地化弱異常提取，綜合圈定中深部找礦靶區(qū)，勘查工作離不開(kāi)電磁法和頻譜激電等新的物探方法。 該異常屬母山外圍原1∶20 萬(wàn)～1∶5萬(wàn)化探鉬多金屬綜合異常區(qū)，中深部找礦潛力較大。因此，在該異常區(qū)（覆蓋區(qū)）采用綜合方法進(jìn)行立體地質(zhì)填圖，用物化探發(fā)現(xiàn)異常，鉆探查證，鉆孔中用物化探發(fā)現(xiàn)深部地質(zhì)信息，進(jìn)一步完善不同層位地學(xué)斷面圖，達(dá)到預(yù)測(cè)目的。

［1］萬(wàn)守全，任愛(ài)琴，徐友靈，李法嶺，吳宏偉，等.河南省羅山縣皇城山地區(qū)銀多金屬成礦預(yù)測(cè)研究報(bào)告[C].河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，2010.

［2］韓存強(qiáng).應(yīng)用巖石測(cè)量對(duì)河南省羅山縣皇城山銀礦預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)[A]//地球物理地球化學(xué)文集[第11 集][J].北京:地質(zhì)出版社,1993:47-50.

［3］任愛(ài)琴.河南省羅山縣皇城山銀礦床地球化學(xué)特征及成礦模式[M].河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，2006-04-30.