湘東北黃土嘴—永田金礦元素地球化學(xué)特征及原生暈分帶特征研究

張立平 黃小強 蘇俊男 徐美玲 曾樂

摘要：黃土嘴—永田金礦位于湘東北黃金洞礦田北東部，本文對黃土嘴—永田金礦含金礦脈主要成礦元素的地球化學(xué)特征進行分析，黃土嘴—永田含金蝕變破碎板巖中成礦元素表現(xiàn)出Au-As、Hg-Sb-W、Co-NiCu-Zn、Ag-Bi-Mo-Pb、Mn-Sn5類組合，As與Au關(guān)系密切，其元素異常可作為金礦找礦標(biāo)志；并運用格里戈良分帶指數(shù)法及重心法確定了原生暈分帶特征，Ⅰ號礦脈原生暈分帶序為從上到下為Au-As-Co→Hg-Sb-Ni→Ag-Cu-Bi-Mn-Mo-Zn，結(jié)合礦脈深部變化情況構(gòu)建Ⅰ號礦脈原生暈疊加理想模型，模型顯示礦體往深部還有延伸。

關(guān)鍵詞：地球化學(xué)；原生暈；金礦；湘東北

1.引言

礦床原生暈是在礦石結(jié)晶沉淀作用過程中與礦體同時在圍巖中形成的一種原生分散模式，其分帶特征可以反映元素在成礦地球化學(xué)過程中于空間上的富集規(guī)律，對找礦勘探、深部預(yù)測和礦床剝蝕程度的判斷具有重要意義。黃土嘴—永田金礦地處湘東，大地構(gòu)造位于江南造山帶東段—黃金洞礦田北東部（圖1），本區(qū)對金礦床原生暈分帶研究較少，本文在已有地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，研究黃土嘴—永田金礦含金蝕變破碎板巖地球化學(xué)特征及礦脈原生暈分帶特征，并構(gòu)建原生暈疊加理想模型，冀以指導(dǎo)礦區(qū)及周邊深部找礦預(yù)測等工作。

2.區(qū)域地質(zhì)特征

黃土嘴—永田金礦出露主要為冷家溪群坪源組（Pt2p）地層（圖2），以絹云母板巖為主。區(qū)內(nèi)褶皺不發(fā)育，斷裂則較為發(fā)育，主要以北東向、北西（西）向斷裂為主：北東向最為發(fā)育的為區(qū)域性斷裂，是印支-燕山期的多次構(gòu)造運動的產(chǎn)物，受到不同時期構(gòu)造運動疊加，對本區(qū)金礦床的中后期改造、疊加、富集起到了一定的作用；北西（西）向斷裂是區(qū)內(nèi)主要賦礦斷裂，斷裂帶物質(zhì)成份以蝕變板巖、破碎板巖為主，夾石英細脈，具黃鐵礦化、硅化、毒砂化。Ⅰ號脈分布于礦區(qū)南部，受北西西向斷裂控制，為切層礦脈，產(chǎn)于冷家溪群坪原組中，長約1000m，寬0.30m～5.62m，走向252°～ 320°，傾向162°～230°，傾角30°～60°，主要由含金蝕變破碎板巖、含金石英脈組成，局部見構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、斷層泥及糜棱巖，具硅化、黃鐵礦化、毒砂化、綠泥石化、絹云母化。深部局部礦化較強處礦脈頂、底板附近的圍巖中亦存在浸染型的金礦化（體），礦脈下盤局部可見褪色蝕變，蝕變強，規(guī)模大，可見細針狀毒砂和粉末狀黃鐵礦化。

Ⅰ號脈分布于礦區(qū)南部，受北西西向斷裂控制，為切層礦脈，產(chǎn)于冷家溪群坪原組中，長約1000m，寬0.30m～ 5.62m，走向252°～320°，傾向162°～230°，傾角30°～ 60°，主要由含金蝕變破碎板巖、含金石英脈組成，局部見構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、斷層泥及糜棱巖，具硅化、黃鐵礦化、毒砂化、綠泥石化、絹云母化。深部局部礦化較強處礦脈頂、底板附近的圍巖中亦存在浸染型的金礦化（體），礦脈下盤局部可見褪色蝕變，蝕變強，規(guī)模大，可見細針狀毒砂和粉末狀黃鐵礦化。Ⅰ號脈沿傾向方向厚度及品位均存先變小、降低后增加、升高現(xiàn)象（圖3）。

3.礦區(qū)地球化學(xué)特征

3.1元素參數(shù)特征

對黃土嘴-永田金礦區(qū)含金蝕變破碎板巖中微量元素含量測試統(tǒng)計結(jié)果見表1，元素相關(guān)系數(shù)排序圖見圖4。

表1黃土嘴-永田中蝕變破碎板巖微量元素Co、Cu、Zn、Sb、W均值低于黃金洞含金蝕變板巖，Ni、Hg、Pb、Mn均值高于黃金洞含金蝕變板巖；元素Sb、As、Au明顯富集且強變異（圖4），其他元素相對偏高—相對富集，均屬中等變異，但變異系數(shù)大多較黃金洞低，反映了本區(qū)強烈的熱液活動；Au與As、Sb相關(guān)系數(shù)變化程度基本一致，可能與三者具有內(nèi)在成因聯(lián)系有關(guān)。

3.2元素組合特征

在地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理中，通常利用R型聚類分研究元素間的共生組合，本次對礦石微量元素數(shù)據(jù)進行了R型聚類分析及因子分析，其中R型聚類分析根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化變換數(shù)據(jù)選定組間連接作為聚類方法，R型因子分析使用正交旋轉(zhuǎn)方法以特征值大于1確定因子個數(shù)的條件，載荷系數(shù)閾值為0.6。R型聚類分析譜系圖（圖5）顯示，元素組合總體可歸為兩類，一類為Au-As-Hg-Sb-W與金成礦關(guān)系密切的元素組合，一類為Mn-Sn-Pb-Mo-Bi-Ag-Zn-Cu-Co-Ni組合；再具體可細分為Au-As、Hg-Sb-W、Co-Ni-Cu-Zn、AgBi-Mo-Pb、Mn-Sn等5類組合。旋轉(zhuǎn)載荷矩陣圖中（圖6）各元素空間位置也表現(xiàn)出相似的關(guān)系，這與聚類分析元素組合基本一致。

全區(qū)因子分析顯示（表2、表3）：F1因子為Cu-Zn-AgBi-Mo-Pb組合；F2因子為Sb-W-Hg組合；F3因子為Au、As組合；F4因子為Sn-Mn組合；計算可得金的因子模型XAu=-0.083F1+0.067F2+0.975F3+0.037F4，金的含量主要由F3提供，其他因子提供的金很少，可忽略不計。Au-As組合的特點反映了Au、As之間密切的伴生關(guān)系，這與本區(qū)金以單礦物形式存在之外，主要在毒砂中富集有關(guān)（劉英俊等，1991），As的化學(xué)異常可以作為金礦找礦另一種間接標(biāo)志。值得注意的是W與Sb組合，可能與W在本區(qū)中為低溫元素，這與有些低溫?zé)嵋旱V床中W在低溫時出現(xiàn)與金等伴生特點類似（邵躍，1997）。

3.3原生暈軸向分帶特征

本次采用格里戈良法（段祝齡，1985）對I號礦脈原生暈軸向分帶進行計算，重心法（樸壽成等，1994）做比對。其中背景平均值取1：20萬平江水系沉積物冷家溪群地層中元素平均值，因Pb、Sn兩種元素含量大多低于背景平均值，故去除這兩種元素。原生暈分帶計算計算結(jié)果見表4。

格里戈良法確定的原生暈軸向分帶為：（Au-As-Co）/（+250m）→（Hg-Sb-Ni）（/+179m）→（Ag-Cu-Bi-Mn-MoZn）（/+134m），這與重心法確定分帶序：Au-Hg-Sb-As-NiCo-Cu-Bi-Zn-Mn-Ag-Mo相比有一定的差異，但兩者總體上具有相似關(guān)系的Au-As-Hg-Sb-W組合在前部，而MnSn-Pb-Mo-Bi-Ag-Zn-Cu-Co-Ni在后部，兩者中間有交集，而交集區(qū)表現(xiàn)為前緣暈As、Sb、Hg或近況暈Ag、Cu、Zn與尾暈Mo、Bi、Mn、Co、Ni共存，結(jié)合該礦脈鉆孔揭露情況，在134m中段應(yīng)處于礦體膨脹部位（規(guī)模變大，品位升高），推測250m中段為前一礦體的下部，179m中段為兩礦體尾部與頂端交匯部分，134m中段為后一礦體的中部。

綜合上述分析，建立Ⅰ號礦脈原生暈疊加理想模型（圖7）：I號礦脈沿傾向方向發(fā)育2個礦體，上部礦體直接出露地表，存在一定程度的剝蝕，前緣暈基本缺失，往深部延伸到179m中段到達礦體尾部；179m中段表現(xiàn)出前緣暈和尾暈疊加特征，為下部礦體出露，134m中段下部礦體品位出現(xiàn)第二個高峰，該礦體往深部仍有一定延伸，推測至少延伸約70m。

4.結(jié)論

（1）黃土嘴-永田金礦含金蝕變破碎板巖中Sb、As、Au明顯富集且強變異，反映了金礦強烈的熱液活動；總體可分為Au-As、Hg-Sb-W、Co-Ni-Cu-Zn、Ag-Bi-Mo-Pb、Mn-Sn等5類組合；毒砂是本區(qū)主要載金礦物，Au與As關(guān)系最為密切，構(gòu)建金的因子模型為XAu=-0.083F1+0.067F2+0.975F3+ 0.037F4，As的化學(xué)異常可以作為金礦找礦間接標(biāo)志。

（2）黃土嘴-永田金礦Ⅰ號脈原生暈分帶序為（Au-AsCo）→（Hg-Sb-Ni）→（Ag-Cu-Bi-Mn-Mo-Zn），前緣暈與尾暈疊加暗示了深部礦體繼續(xù)延伸，推測延伸深度>70m。

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