東秦嶺竹園溝鉬礦床次生暈異常特征及其找礦意義

彭松民，崔蓓蕾，張 坤，羅明偉，郭 銳，杜春陽

(1.河南省地質調查院，河南 鄭州 450001)(2.河南省地質礦產勘查開發局第二地質勘查院，河南 許昌 461000)

0 引言

東秦嶺汝陽竹園溝鉬礦床是近年來發現并探明的斑巖型礦床。該礦床位于汝陽東溝超大型鉬礦床南10 km處，兩個礦床成礦時代均為中生代燕山期的白堊紀中晚期，為我國鉬礦成礦的黃金時代［1］。在1∶5萬分散流Mo異常的基礎上，投入1∶1萬次生暈測量，結果證實，次先暈測量在尋找斑巖型鉬礦領域應用效果是顯著的，所選擇的找礦手段也是切實可行的。

1 大地構造及成礦地質背景

1.1 大地構造位置及巖漿巖

礦區位于華北克拉通南緣與秦嶺褶皺系銜接的東段［2］，即東秦嶺中部地區，局限于魯山—淮南及欒川—明港兩條深大斷裂切割的北西西—南東向斷塊上(圖2)，為楊子板塊向華北板塊俯沖帶的仰沖帶的火山島弧外側。大區域基底為太古宙太華群中深變質巖系，蓋屋僅有中元古界長城系熊耳群火山巖系，為一套中基性—中酸性火山巖組成的雙峰式火山巖，普遍夾火山凝灰巖。

區內巖漿活動頻繁，主要有中元古代王屋山期中酸性石英二長巖和中生代燕山期強酸性花崗巖漿活動兩期，后者以大區域巨型巖基——太山廟花崗巖為主(圖1)，是我國北方中生代大規模花崗巖漿活動的產物。

圖1 區域地質礦產略圖

1.2 區域1∶5萬分散流地球化學背景

1.2.1 元素分布規律

區內分散流15種元素表現主要集中于兩區，即付店一王坪區及竹園溝區。付店一王坪區元素綜合性強［3］，主要有 M、Pb、En、Ag、Au、As等六種，高、中元素異常套合較好;而竹園溝區別在于其位于太廟巨型花崗巖基邊緣，分散流元素集散受熊耳群地層和石英二長巖帶的影響較小，表現出元素單一強度不高之特征，主要有Mo、Pb等(圖2)

圖2 汝陽南部地區地球化學綜合異常圖

1.2.2 竹園溝1∶5萬分散流異常特征

關帝廟Mo、Pb異常(豫付—Hs—10—乙3)

異常位于付店幅南部關帝廟一桃嶺高坡一帶，由Mo—4號，Pb—7號兩個單元素異常組成，分布于太山廟花崗巖內接觸帶附近，北東向延伸，面積約5 km2。異常區內為中、粗粒黑云母花崗巖，花崗巖中有熊耳群雞蛋坪組三段安山巖捕虜體［4］。北東向斷裂發育，巖石破碎，具硅化、鉀化蝕變，見輝鉬礦、螢石、黃鐵礦化等。

元素組合為Mo、Pb，強度低、變化平緩，沒有濃集中心。在該異常內2009年勘查工作結束，發現并探明了竹園溝中型斑巖型鉬礦床。

2 1∶1萬次生暈異常

竹園溝次生暈測區位于太山廟花崗巖體內接觸帶且靠近巖體與圍巖接觸帶。太山廟花崗巖體內，其微量元素 Cu、Pb、Zn、Ag、Mo、Mn、Ba 等元素含量均比酸性巖類巖石克拉克值高。從粗粒到細粒，微量元素含量有從低到高的變化趨勢，表現出在接觸帶上后期熱液遷移富集的礦化規律。

2.1 竹園溝單元素分布特征

土壤測量分析項目有7種，全部成圖。從成圖元素看，各元素的地球化學性質不同，其分布特征各有差異，分述如下:

2.1.1 Mo 元素分布特征

Mo元素在區內的分布變化較大［5］，在測區西南部(約占測區總面積為1/2)出現“低洼區”，在測區北部形成南北向的“高原區”，在測區北部形成南北向的“高原區”，在此隆起區內，分布著三個第Ⅱ級臺階隆起，兩個第Ⅲ級臺階。第Ⅱ級臺階隆起區展方向為北東向，與區內已知鉬礦化體分布一致，元素組合以 Mo、Ag為主，伴有少量 Pb、Zn，組合 Mo、Ag組合異常，竹園溝鉬礦點位于該異常內，第III級臺階隆起區長軸方向為近南北向，形成Mo、Cu、Pb、Zn、Ag元素組合異常，從無素組合看，區內鉬礦化有兩次，第一次與Cu、Pb、Zn礦化關系密切，第二次與Ag礦化關系密切(圖3)。

2.1.2 Ag 元素分布特征

Ag元素在區內變化較大，在測區中部宋家莊一帶形成北東向的“高原區”，與區內礦化破碎帶總體走向一致，且高背景帶面積較大，強度中等，在東部小東溝——平地一帶異常呈近南北向零星出露，Ag元素異常濃集中心明顯，形成數個Ⅱ級異常，最高含量達25.1×10－6，測區西南部形成南北向的高背景帶，帶內Ag異常呈北東向展布，Ag元素與Mo元素呈顯著正相關關系［6］。

2.1.3 Cu 元素分布特征

Cu元素在區內的變化較平緩，形成開闊的“低洼區”內出現零星“孤丘”，主要集中于竹園溝小東溝—平地一帶，出現第Ⅱ級臺階，其長軸總體方向為近南北向，單個Ⅱ級異常呈北東向，說明銅礦化與區內北東向斷裂構造關系密切，從元素組合看Cu與Pb、Zn元素關系較密切，三元素套合較好。

2.1.4 Zn 元素分布特征

Zn元素在區內的變化相對較平緩，與Cu元素基本一致，測區內出現開闊的“低洼區”，在其“低洼區”西北部和東部形成數個“孤點”總體呈近南北向，小東溝和平地之間形成第II級臺階隆起，隆起區內最高值達505×10－6，與Cu元素一樣受北東向構造影響。

2.1.5 Pb 元素分布特征

Pb元素分布平緩，與Cu、Zn元素相同，在小東溝和平地形成“孤丘”，“孤丘”長軸方向為北北東和近南北向，說明區內鉛礦化與北東向構造關系密切。

2.1.6 Co、Ni元素分布特征

Co、Ni二元素在區內含量變化平緩［7］，形成大面積的“平原區”其等值線大致為近南北向和北西向展布，與區域上太山廟花崗巖體接觸帶的產狀基本一致。Ni元素在測區東南小東溝——平地形成一些平緩的隆起，這與區內多金屬礦化經后期氧化形成的鐵錳礦化有密切關系。

2.2 地球化學元素的共生組合規律

為了進一步研究測區內地球化學數據之間的內在聯系，揭示成礦(暈)元素的共生組合規律，以便獲得更好的地球化學找礦信息，我們對竹園溝次生暈地球化學數據分別進行了R型聚類分析和R型因子分析處理［8］，結果如下:

2.2.1 R型聚類分析結果及地質解釋

從竹園溝次生暈地球化學樣品中隨機地抽出187和363個樣品，對所測試的7個元素 Mo、Pb、Zn、Ag、Cu、Go、Ni分別進行了 R 型聚類分析計算。

在 r=0.15 相關性水平上(大于 r=0.05，200=0.138)，Mo、Pb、Zn、Ag、Cu、Co、Ni 7 元素分為 2 個小組。

第1組由 Mo、Pb、Zn、Ag元素組成，依據相關關系密切程度又可分為兩個亞組，即 Cu、Pb、Zn和Mo、Ag;第2組為Co、Ni元素組合。第1組元素反映的是巖漿期后氣化一高溫熱液、中一高溫熱液礦化環境，主要形成輝鉬礦，其次是方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦。Ag元素在輝鉬礦形成時，主要是分散于硅酸鹽造巖礦物中，而在Cu、Pb、Zn硫化物成礦期，則以類質同象形式賦存于方鉛礦中。第2組元素是Cu、Pb、Zn硫化物在表生地球化學作用下氧化形成鐵錳氫氧化物。

2.2.2 R型因子分析結果及地質解釋

分別對上述原始數據進行了分析計算，首先得到主因子解(表1)，由于未達到因子最簡結構，經方差極大旋轉，得到方差極大因子解。

公因子 F1代表 Pb、Zn、Cu、Ni也有一定的載荷，且Ni與Cu、Pb、Zn呈反消長關系，反映的是中溫熱液礦化元素組合;公因子F2代表Ag，其次是Cu、Ni、Mo、Pb、Co 與其他元素呈反消長關系;公因子F3代表Co、Ni;公因子F4代表 Cu，伴有一定量的Zn;公因子F5主要代表Mo，其次Cu、Zn、Ag也有一定量的載荷［9］。

表1 竹園溝初始因子載荷矩陣

據此，我們認為，在太山廟花崗巖體邊緣內接觸帶(竹園溝測區)成礦(暈)元素遷移、沉淀的規律大致是:① 在輝鉬礦形成時，Zn只是以一種穩定的氯化物型式遷移，Ag則分散于硅酸鹽造巖礦物中，稍后，至中高溫熱液活動期，則是Cu元素之主成礦期，形成的礦物主要為黃銅礦，可能有少量的閃鋅礦形成;②中溫熱液活動時形成了方鉛礦和閃鋅礦等，Ag元素以類質同象形式賦存于鉛、鋅礦物中［10］;③在低溫低壓條件下，Ag元素遷移至地表，富集于地表土壤中。

公因子F1代表Pb、Zn、Ag有一定的載荷，這是成礦因子，以Pb、Zn礦化為主，Ag元素賦存于Pb、Zn礦物中。公因子F2代表Co、N1元素組合，該因子反映的是Cu、Pb、Zn硫化物在表生地球化學作用下氧化形成的鐵錳氫氧化物。公因子F3代表Ag、Cu、Co，伴有少量的 Pb，是成礦因子，以 Cu礦化主為。有微弱的方鉛礦化，此時的Co、Ag可能以類質同象賦存于銅礦物中。公因子F4可以認為是Mo因子，即成礦因子。

在眾多公因子中，因子1的方差貢獻最大為2.223 8(累計方差貢獻為31.77%)，其次是因子2、因子3和因子4，其方差貢獻分別為1.3767、1.147和0.948 8。說明太山廟花崗巖體邊緣內接觸帶(竹園溝區)和外接觸帶熊耳群火山巖中，礦化元素組合和成礦溫度有較大的區別。前者以Mo、Cu礦化為主。反映的是中高溫熱液礦化;后者則以Pb、Zn、Ag、Co、N1單元素異常202個，其中竹園溝測區59個，各元素的富集特點與各測區不同的礦化期和礦化類型有關。其分布特征各有差異，由于元素間的地球化學性質差異和親緣關系不同，在測區內形成了不同的元素組合分帶，其特征分述如下:

2.2.3 Mo 異常分面特征

Mo元素異常在區內比較發育，共發現7個異常，其中4個I級異常，一個Ⅱ異常，二個Ⅲ級異常，集中分布在區內北中部宋家莊和東部小東溝—平地一帶，其特征是規模大的異常強度較低，變化平穩，具多個濃集中心，規模較小的異常(如東溝和平地兩個異常)其強度高，梯度變化陡，濃集中心明顯［11］，異常展布方向與區內鉬礦化帶走向一致，嚴格受斷裂構造的控制。

2.2.4 Ag 異常分析特征

Ag元素在區內比較活躍，異常較多，相伴成群出現為其特征，已編號的異常有11個，其中I級異常7個，Ⅱ級異常3個，Ⅲ級異常1個，Ⅱ、Ⅲ異常集中分布于公布于測區東部規模較小，強度高，濃集中心明顯，濃集分帶清楚;測區中西部為I級異常，規模相對較大，強度低，變化平緩 。與區內斷裂構造展布方向一致，嚴格受斷裂構造的控制。

2.2.5 Cu、Pb、Zn 異常分布特征

Cu、Pb、Zn三元素異常在區內不發育，礦化較弱，共發現了Cu異常9個;其中I級異常7個，II級異常2個;Pb異常9個均為I級異常;Zn元素異常10個。其中1個II級異常，9個I級異常，三元異常在平面上的分布特征是集中于測區濃集中心重迭較好，西部三元素共生，位于Mo、Ag異常旁側。Cu、Zn元素異常濃集中心重迭較好，中西部三元素異常不發育，這反映了區內Cu、Pb、Zn礦化與花崗巖體邊緣內接觸帶上的中低溫熱液活動有關［12］。

2.3 組合異常分布特征

區內地質、構造、巖性均復雜，各類異常較多，元素組合較好，共圈定組合異常17個，其中竹園溝測區6個，現擇其主組合異常分述如下:

該測區共圈組合異常6個，其中較好且已經工程查證的組合異常為宋家莊鉬、銀組合異常［1－乙3－Mo、Ag(Cu、Zn)］。

異常位于汝陽縣付店石柱村竹園溝宋家莊，由Mo－2、3，Ag－2，Cu－2、3，Zn－2異常組成，形態似“橢圓狀”，長軸方向呈北東向展布，面積0.45 km2，元素組合為Mo、Ag、Cu、Zn等，主要元素Mo一般含量11×10－6，最高56 ×10－6，Ag含量一般 1.2 ×10－6，最高3.175 ×10－6，伴生元素 Cu最高 56 ×10－6，Pb 最高350 ×10－6，Zn最高1 071 ×10－6。Mo、Ag兩元素重疊性好，Mo元素濃集中心明顯，分帶清楚;Ag元素異常面積較大，強度低為I級異常，Mo元素異常面積中等，強度較高，形成II級異常。Cu、Pb、Zn三元素異常只在局部形成高隆起。

異常區出露巖性為花崗閃長巖。黑云母花崗巖、斑狀花崗巖、細一粗粒花崗巖，局部有花崗斑巖脈。北東向斷裂構造發育，鉬礦化范圍較大，經工程揭露已控制鉬礦體9個，走向北東，傾向北西，一般厚1 ～2.87 m，最厚 5.93 m，輝鉬礦化呈細脈狀，細脈浸染及浸染狀，一般含量0.04% ～0.056%，最高0.224%，深部較富，民采硐內局部可達0.8%，礦石礦物主要為輝鉬礦，次有黃鐵礦、黃銅礦、鏡鐵礦、次生礦物為褐鐵礦，脈石脈物有石英、絹云母、綠泥石等，圍巖蝕變強烈，主要有硅化、絹云母化、綠泥石化等。

綜合以上特征，該異常在北東向斷裂構造活動時，含礦熱液沿斷裂帶上升至地表，形成面積大，強度較高的礦異常。Ag元素異常面積比Mo、Cu、Pb、Zn異常都大，其相對濃集中心與Mo元素的高值區有一定位移，且展布方向不同，而與Cu、Pb、Zn元素異常吻合程度較高。另據竹園溝測區次生暈樣品7個元素的R型聚類分析結果，Mo、Ag兩元素在0.01顯著性水平上呈顯著正相關關系，相關系數為0.331 6(n=187)，Mo、Ag元素與 Cu、Pu、Zn 三元素的相關系數為0.157(＞相關系數臨界值0.138)。說明:(1)在燕山晚期巖漿活動之后的氣化一高溫熱液階段末期為輝鉬礦的第一成礦期，即主成礦期，此時，銀元素一部分分散于造巖礦物硅酸鹽中，一部分銀元素以類質同象形式進入銅的硫化物，到中一高溫熱液階段，形成Cu、Pb、Zn硫化物，銀元素主要賦存于方鉛礦中，有少量的輝鉬礦形成;(2)銀元素在低溫、低壓條件下常擴散到地表形成面積大、強度低的前緣暈，推測該異常剝蝕較淺，其深部可能會有隱伏鉬礦體，是下步工作的有利地段。

2.4 竹園溝化探異常與礦種的關系

2004～2010年于異常區投入地質勘查工作，發現了竹園溝中型斑巖型鉬礦床，共圈出鉬礦體16個，其中細粒花崗中有13個，粗粒花崗巖中有3個，但細粒花崗巖中礦體占總資源量的99.48%，粗粒花崗巖中 Mo資源量不足1%，礦體平面面積0.83 km2，明顯小于異常面積，礦床不含可供綜合利用的有益元素，為單一鉬礦床，充分說明土壤地球化學異常在找礦過程中所發揮的關鍵作用。同時也揭示了1∶5萬分散流測量作為早期基礎地質工作所發揮的宏觀指導作用。

3 結語

河南汝陽竹園溝鉬礦床是東秦嶺鉬鉛鋅金銀巨型成礦帶的一部分，該礦床的最大特征是，賦礦巖石全部為太山廟強酸性花崗巖。在花崗巖內接觸帶由于受熊耳群地層影響較小，其次生暈異常顯示元素組合少，異常強度低之特征;但其異常集中，濃集中心相對清楚，“高原”“低洼”兩區區分清晰。因此，在指導地質找礦勘查過程中可發揮較好的指導作用。

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