高家山礦區土壤地球化學測量找礦效果

邱松林

(江西省銅鼓縣國土資源局，江西銅鼓 336200)

1 引言

高家山礦區位于鉛山縣城南西約35公里處，地理坐標東經 117°34'00″～ 117°35'30″，北緯 28°01'00″～28°01'45″。該區地質工作始于上世紀九十年代初，經1∶20萬化探掃面，后由1∶5、1∶1萬地、化工作以及近年大量開展的鉆探工作，確定了高家山礦區由烏頭尖、下汪家、螃蟹垅-里源銅多金屬礦段組成。高家山地區就找礦方向的總結文獻較少見，本文試著從土壤地球化學在本區找礦效果方面進行總結探討，以求推進高家山地區找礦工作的進展。

2 區域及礦區地質概況

2.1 區域地質

高家山礦區屬陳坊礦集區東部，地處楊子板塊與華南造山帶碰撞對接帶，萍鄉-廣豐深大斷裂的南側，北武夷隆起北坡和天柱山北北東向花崗巖帶的北西側，北武夷山北東及北北東向高家山-永平構造巖漿帶，屬于構造邊緣活動帶，多期次構造-巖漿-成礦作用顯著［1-2］。

2.2 礦區地質

(1)地層

礦區內地層主要有周潭巖組 (Qbzt)、棲霞組(P1q)、小江邊組(P1x)、茅口組(P2m)車頭組(P2c)，水北組(J1S)、漳平組(J2Z)和第四紀聯圩組(Qhl)(圖1)。區內茅口組多大理巖化，車頭組、周潭巖組多矽卡巖化，賦礦層位主要與車頭組硅質巖、粉砂質泥巖，周潭巖組片巖、變粒巖有關。

圖1 鉛山縣高家山礦區地質簡圖

(2)斷裂

區內斷裂發育主要有北北東向F1、F6，近南北向 F2，北西向 F3、F4、F5，共六條斷裂(圖1)。

北北東向斷裂:F1斷裂為區域性斷層，斜貫調查區中西部，傾向115°，傾角52°±，斷裂寬一般20～80m，帶內構造角礫巖發。F6斷裂分布于螺絲墩、嚴家嶺一帶，屬北東東向斷裂。地表斷斷續續延伸近1000m，寬10m左右，其表現特征為硅化、碎裂巖化，為張性斷層，對矽卡巖帶具有明顯的錯斷和破壞作用，為成礦期后構造。

近南北向斷裂:F2斷裂發育于趙家塢、螃蟹垅一側，傾向東，傾角40～70°，具上陡下緩的特征，沿斷裂有基-酸性巖脈侵入，并具礦化。

北西向斷裂:F3、F4、F5斷裂分布于張家田、螃蟹垅一帶，走向北西，為成礦期后斷裂，在局部地段可見脈巖侵入，錯斷角閃石英正長斑巖。

(3)巖漿巖

礦區侵入巖主要為印支期角閃石英閃長巖、二長花崗巖、黑云堿長正長斑巖，燕山早期微細粒斑狀黑云母花崗巖，細-中粒斑狀黑云母花崗巖，燕山晚期趙家塢火山雜巖體組成(圖1)。印支期巖體分布于風凹、下汪家、螺絲墩和洪凸上等地，呈不規則的巖瘤或巖株狀產于NE與NW向斷裂構造的交匯處，具有由中酸性向酸偏堿性的演化特征，巖石類型自早而晚由閃長質→二長質→正長質的演化趨勢。燕山晚期趙家塢雜巖體分布于礦區中部，以石英正長斑巖、斜長斑巖和花崗斑巖類為主，呈巖株、巖脈產出。

(4)蝕變及礦化

區內蝕變以矽卡巖化主，矽卡巖礦物主要有石榴子石、透輝石、陽起石、綠簾石、綠泥石，分布于角閃石英正長斑巖體與周潭巖組變質巖間，嚴格受F4北北東向斷裂帶控制。

3 地球化學景觀特征

礦區屬于武夷山脈北西支脈低-中低山區，南東部為武夷山脈最高峰黃崗山海拔2158m。地勢總體具西高、東低的特征，地形切割程度較強烈。區內植被發育、茂盛，以喬木、灌木、毛竹混合林為主。區內土壤從上到下多可以分為 A(腐質層)、B(淋積層)、C(母質層)、D(基巖層)四層，其中B層或C層中之粘土、亞粘土或砂質土是土壤地球化學采樣的最佳層位，也是本次土壤采樣的采取對象。風化作用總體上以物理風化為主，化學風化、生物風化次之，但具有一定的規模和強度。

4 土壤地球化學測量異常特征

土壤地球化學經驗，成礦元素遷移距離較近，土壤地球化學異常范圍基本能反映地下隱伏礦體或礦化蝕變體位置，所以運用土壤地球化學測量方法尋找可能存在的隱伏礦(化)體不失為一種大大提高找礦效率而且節省投入的找礦手段。

4.1 野外樣品采集

本次土壤地球化學測量工作按采樣點線距100m，點距20m。測線按垂直礦區主要構造線方向布置，測線方向為35°，同時布設4%的重復分析樣點。野外先樣品先曬干或風干，再將其敲、揉碎，清理掉其中所含的巖石碎屑，然后過40目篩，將過篩的樣品拌勻，稱取150克樣品裝袋送實驗室，剩下的樣品則作為副樣。為了保證樣品分析結果的可靠性，每一批次樣品分析均插入3個國家一級標準物質進行準確度監控、隨機抽取10%樣品編密碼隨同樣品分析進行精密度監控，同時插入2個空白試驗。每批樣品分析完畢，對異常樣品進行100%抽查，本次樣品均合格。

4.2 數據處理

關于區域地球化學背景值和異常下限的確定，傳統的方法為通過概率計算，如果元素滿足正態分布則背景值取均值，異常下限在均值的基礎上加上兩倍標準差;如果元素滿足對數正態分布，則先對元素取對數，然后對數的均值取真數為背景值，對數的均值加上兩倍標準差取真數為異常下限。根據礦區的實際情況，本次用Surfer軟件對原始數據進行概率分布分析，通過對所有原始數據進行取自然對數后進行分布檢驗，其基本呈對數正態分布。將原始數據轉化為對數值，在SPSS軟件中采取對數統計法來確定背景值、異常下限。將原始數據轉化為對數值得到x1、x2……、xn，進行特高和特低含量剔除，將剩余數據進行統計。再進行以下計算:

式中，Xi為第i個樣品的元素含量，C0為背景值，CA為異常下限，S為標準離差。若元素服從對數正態分布，將式中x換成 lgx計算即可，最后再將lgC0、lgCA換算成真數。

對全區樣品測試的背景數據進行元素參數統計(表1)，表1所示分析樣品中親銅成礦元素Cu、Pb、Zn的標準差、變化系數均較大，這表明巖石(土壤)中親銅成礦元素的富集能力和富集強度均比較高;次為親氧元素W、Bi。根據測區各元素的變化系數所確定親銅、親氧成礦元素的富集能力分別為Bi＞Ag＞Pb＞Zn＞Sbi＞W＞Au＞Mo＞Cu＞Zn＞Sn＞AS＞Mn。

4.3 土壤地球化學特征

地球化學分布是在各種地質—地球化學作用中元素遷移演化的產物，由于各元素的地球化學性質不同，在各種地質-地球化學作用過程中的活動能力和特點各異，嚴格受地球化學環境控制，造成元素組合各有特征，因此，元素組合是各種地球化學作用的具體表征［3-6］。異常元素組合則是各種與成礦有關的地質-地球化學作用的產物和表征，可作為地球化學找礦標志。

表1 高家山礦區1:10000土壤測量中各元素地球化學特征值表

測區綜合異常面積約為3.37Km2，在空間上主要集中分布于7個區內即綜合異常R-1、R-2、R-3、R-4、R-5、R-6、R-7、R-7，異常元素整體套合較好(圖2)，現分述如下:

(1)綜合異常R-1:分布于測區北部，異常面積約為0.26km2，呈橢圓形往東北未封閉，異常元素組合為W-Sn-Bi-Pb-Zn-Au-Ag-As-Mn(Mo、Cu、Sb)，此綜合異常Pb、Zn異常強烈，區內晚燕山期花崗斑巖沿F5斷層侵入水北組(泥巖、粉砂巖)、車頭組(硅質巖、粉砂質泥巖)，斷層與圍巖的接觸帶矽卡巖化強烈(圖1、2)。該異常帶主要受順F5斷層侵入的花崗斑巖與水北組、車頭組接觸帶控制。

(2)綜合異常R-2:分布于測區北東部，異常面積約為0.11km2，呈橢圓形，異常元素組合為Mo-Sn-Sb-Pb-As-Au，此綜合異常區內印支期閃長巖侵入漳平組(泥巖、粉砂巖)，斷層與圍巖的接觸帶矽卡巖化強烈(圖1、2)。該異常帶主要受順印支期侵入的閃長巖影響。

(3)綜合異常R-3:分布于測區北西部，異常面積約為0.68km2，呈橢圓形往西未封閉，異常元素組合為Mo-Bi-Cu-Sb-Au-Ag-As-Mn，其中Mo、Bi高溫元素為內環元素，Cu、Sb、Au、Ag、As、Mn則明顯為外圍元素。該異常帶可能由燕山早期花崗斑巖和晚期巖漿氣熱作用所引起。

(4)綜合異常R-4:分布于測區北東部，異常面積約為0.36km2，呈橢圓形往東未封閉，異常元素組合為 W-Mo-Sn-Bi-Cu-Au(Sb、As、Pb、Zn)，元素分帶特征明顯，W-Mo-Sn-Bi高溫元素為內環元素，Cu-Au(Sb、As、Pb、Zn)則明顯為外圍元素。區內處于印支期正長斑巖，矽卡巖化帶，該異常帶可能由印支早期正長斑巖所引起。

(5)綜合異常R-5:分布于測區中部，異常面積約為0.69km2，呈橢圓形往，異常元素組合為WBi-Cu-Pb-Zn-Au(Mo、Sn、Mn)，元素分帶特征不明顯異常相互疊加。區內處于印支期正長斑巖內F2斷層與F4斷層交匯處，矽卡巖化強烈，F4斷層形成于此巖體之后且對巖體具有破壞作用，測該異常帶可能由印支早期正長斑巖或燕山期巖漿作用所引起。

(6)綜合異常R-6:分布于測區中南部，異常面積約為0.59km2，呈長條狀，總體走向近南北。異常元素組合為 Mo-Cu-Pb(W、Bi、Sn、Zn、Mn)，元素分帶特征不明顯，Cu、Mo元素異常強烈。R-6異常區內處于F2與F3斷層交匯處，印支期正長斑巖與二長巖被F2斷層所切割，據此推測該異常帶可能由印支早期正長斑巖、二長巖或燕山期巖漿作用所引起。

(7)綜合異常R-7:分布于礦區南部，異常面積約為0.58km2，呈長條狀，總體走向近南北。異常元素組合為W-Sn-Bi-Cu-Sb-Pb-Zn-Au-As(Mo、Ag、Mn)，元素分帶特征不明顯，Cu、Mo 元素異常強烈。R-7異常區可是能燕山早期花崗巖順著F2斷層上侵所致。

綜上所述，全區共圈出綜合異常7個異常區，W-Sn-Mo-Bi-Cu-Pb-Zn-Au-Ag-As-Mn異常區，以 W、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn 異常為主，各元素異常濃集中心吻合較好。

5 異常查證及找礦效果

R-1綜合異常區:Pb、Zn異常強烈。經地質填圖及槽探揭露此處為鉛鋅礦化點，礦石礦物主要有方鉛礦礦、閃鋅礦，次為黃銅礦、輝鉬礦，呈條帶狀、塊狀、浸染狀分布于F5斷層內的矽卡巖中，矽卡巖礦物以石榴子石、陽起石為主。

R-2綜合異常區:Mo-Sn-Sb-Pb-As-Au異常強度一般，經地質填圖沒有發現礦化異常點。

R-3綜合異常區:高溫元素(Mo、Bi)與中低溫元素(Cu、Sb、Au、Ag、As、Mn)分帶清晰，此礦區以西約2km為梁山銅多金屬礦區，發育10條礦帶(體)，礦帶(體)均為燕山期構造-巖漿成礦作用的產物，礦體分布于矽卡巖中，礦石礦物以黃銅礦為主，次為輝鉬礦、錫石、磁鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等(吳德來等，2008)。

R-4綜合異常區:W-Bi-Cu-Pb-Zn-Au異常強烈，分帶不明顯。高溫元素(W-Mo-Sn-Bi)與中低溫元素(Cu-Au(Sb、As、Pb、Zn))分帶特征顯著。經地質填圖、地表槽探、硐探及深部鉆探工程驗證，異常區為里源銅多金屬含礦異常，礦石礦物主要為黃銅礦、白鎢礦，次為輝鉬礦、磁鐵礦等;脈石礦物以鈣矽卡巖礦物為主。

R-5綜合異常區:W-Bi-Cu-Pb-Zn-Au(Mo、Sn、Mn)，異常強烈，相互疊加，分帶特征不明顯。經深部鉆探工程驗證，異常區為螃蟹垅銅多金屬含礦異常、鉛坑為鉛鋅含礦異常。礦體均呈透鏡狀、似層狀產出于矽卡巖化正長斑巖、二長巖與矽卡巖中(圖3)。

R-6綜合異常區:元素分帶特征不明顯，Cu、Mo、Bi元素異常強烈，經地表槽探、硐探及深部鉆探工程驗證，異常區為下汪家銅多金屬含礦異常，礦體呈透鏡狀、似層狀產出于矽卡巖化正長斑巖、二長巖與矽卡巖中。礦石礦物以黃銅礦、白鎢礦、輝鉬礦為主，次為磁鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等。脈石礦物主要為石榴子石、陽起石、綠簾石、石英、長石等。礦石組構主要有結晶結構、固熔體分離結構、交代結構;浸染狀、塊狀、條帶狀構造(周雪桂等，2005)。

R-7綜合異常區:W-Sn-Bi-Cu-Sb-Pb-Zn-Au-As(Mo、Ag、Mn)，Cu、Mo 元素異常強烈。經地質填圖、槽探驗證，異常區為烏頭尖銅鉛鋅含礦異常，礦石礦物以黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦為主，脈石礦物主要為矽卡巖礦物。

綜上所述:運用地質填圖、地表槽探(硐探)、深部鉆探工程基，對高家山礦區7個異常區進行查證發現:5個異常區為含礦異常區、其中R-5強Cu、W、Bi異常區與 R-6強 Cu、Mo、Bi異常區分別由螃蟹垅、下汪家銅多金屬礦段異常所引起，其銅資源量均達到小型，具經濟開采價值。可見在高家山地區開展土壤地球化學測量以Cu、W、Mo、Bi異常強烈區做為優選區進行找礦工作效果顯著。

圖3 螃蟹垅礦段8號勘探線剖面圖

6 結論

(1)按照傳統的方法通過概率計算，即如果元素滿足正態分布則背景值取均值，異常下限在均值的基礎上加上兩倍標準差;如果元素滿足對數正態分布，則先對元素取對數，然后對數的均值取真數為背景值，對數的均值加上兩倍標準差取真數為異常下限，確定高家山礦區背景值和異常下限的方法處理土壤地球化學數據與所確定的背景值、異常下限比較合理。

(2)高家山全區共圈出綜合異常7個異常區，W-Sn-Mo-Bi-Cu-Pb-Zn-Au-Ag-As-Mn異常區，以 W、Mo、Bi、Cu異常為主，各元素異常濃集中心吻合較好。

(3)土壤地球化學測量成果顯示:北武夷高家山礦區通過異常查證，以Cu、W、Mo、Bi異常強烈區做為優選區進行查證發一現了螃蟹垅(R-5)、下汪家(R-6)銅多金屬礦段為含礦異常所引起，其銅資源量達到小型，具經濟開采價值。可見在高家山地區開展土壤地球化學測量以Cu、W、Mo、Bi異常強烈區作為優選區，找礦效果顯著。

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