廣西李家灣銅鉛鋅多金屬礦區土壤地球化學特征及找礦預測

梁徐文

（廣西壯族自治區二七二地質隊 地質勘查所，廣西 南寧 530031）

廣西李家灣銅鉛鋅多金屬礦區位于桂北隆起九萬大山褶斷帶南端東側，南嶺東西向構造體系與廣西山字型構造脊柱和新華夏系構造三個構造體系的交接部位[1，2]。區域主要褶皺有（四堡期、加里東期、印支期）三防復式背斜，代表性斷裂有四堡斷裂和池洞斷裂，巖漿巖十分發育，礦產較為豐富，是錫銅鉛鋅等多金屬成礦遠景區[3，4]。本文通過1/1萬土壤地球化學測量，在研究本區地質特征基礎上，運用土壤地球化學方法總結土壤中微量元素的含量、組合特征及異常元素組合特征，解釋成礦過程和成礦元素的遷移、富集規律，進而圈定成礦元素異常區域，為今后該區的找礦預測提供可行性的線索與依據。

1 礦區地質特征

礦區處于九萬大山穹窿構造南部傾伏端偏東南側折轉的過渡地帶，九萬山褶斷帶中九萬山穹隆南端東側。礦區構造以北西向、近南北向和北東向斷裂構造為主，受區域構造四堡斷裂及池洞斷裂的影響，北西、近南北向斷裂構造極為發育。礦區出露地層主要有：四堡群文通組（Pt2w）、丹洲群白竹組（Pt3b）、丹洲群合桐組（Pt3h）、泥盆系信都組（D2x）。礦（化）體主要賦存于中元古代早期輝綠巖（Pt2βμ）北北西向斷裂構造帶內。目前共發現5條含礦斷裂構造為一組近南北向走向斷裂構造帶，斷裂構造成平行斜列，在空間上呈等間距式產出，總的構造格局顯示近南北向展布特征。礦區內四堡期巖漿巖活動較明顯，巖漿巖主要有中元古代閃長巖（Pt2δ）、中元古代輝綠巖（Pt2βμ），根據廣西區域地質調查研究院1/25萬區域地質調查銅和錫含量是地殼克拉克值50倍左右，說明該區巖體與銅、錫礦化關系明顯，是礦區的銅、錫礦的主要賦礦圍巖[1，5]。

2 土壤地球化學研究

2.1 樣品的采集、加工和測試

本次工作主要采集距地表20cm～50cm深處土壤的B層（淋積層）或C層（母質層）中的細粒級物質，以10m范圍內多坑法采樣組合成單樣，共采集土壤樣品884件，所有樣品曬干過80目篩后再粉磨至180目，送至中國有色金屬桂林礦產地質測試中心進行分析，定量分析項目為：Cu、Pb、W、Ni、Mo、Sn、Zn、As、Sb、Bi、Hg共計11種微量元素。

2.2 元素的含量特征

對礦區844個土壤樣品測試出的元素含量進行元素平均值、標準差、變化系數和濃度克拉克值等地球化學參數計算，獲得區內元素的分布特征。其中濃度克拉克值＞1的元素有Cu、Pb、W、Sn、Zn、As、Sb、Bi，濃度克拉克值＞5的元素有Pb、As、Sb、Bi；變化系數＞0.5的元素有Cu、Pb、W、Ni、Sn、Zn、As、Sb、Bi，變化系數＞1的元素有Cu、Pb、Bi。總的來看，Cu、Pb、W、Sn、Zn、As、Sb、Bi元素含量相對高，變化系數比較大，分布范圍廣，表明這些元素參與了次生富集成暈作用及過程，易形成地球化學異常，對礦區深部及外圍找礦具有一定的指示意義。

3 元素的組合分析

3.1 聚類分析

R型聚類分析是從數學角度研究元素在成礦活動中地球化學行為相似程度的一種有效方法[6]。因此，本文首先對所取得土壤樣品的各元素分析數據進行R型聚類分析，得出相關譜系圖，以研究各元素間的共生組合關系，當元素之間的相關系數R越大時，其相關性越為密切。

當相關系數R=0.35時，可分為6組：第一組：Cu、Pb、Zn；第二組：W、Bi；第三組：As、Sb；第四組：Mo、Hg；第五組：Ni；第六組：Sn。

結合本區礦床地質特征，第一組代表親硫、中-高溫銅鉛鋅礦化元素組合，整體反映出親銅（硫）元素之間的密切相關性，總體上能夠反映主要成礦元素的次生富集組合特征；第二組代表該區成礦作用過程中存在有后期構造熱液作用的疊加；第三組代表親鐵、親銅（硫）元素組合，常與銅鉛鋅礦化作用相關、可作為近礦前緣的特征。當相關系數R=0.59時，可以劃分為兩個亞組：第一亞組為Cu和Pb的關系系數達到0.76，第一亞組Cu、Pb與第二亞組Zn的相關系數達到0.59，說明Cu、Pb礦化和Zn礦化作用的形成于不同的成礦作用過程，而且Cu、Pb和Zn密切伴生。

3.2 因子分析

本文在R型聚類分析及相關分析的基礎上[7]，通過因子分析進一步探討不同元素之間地球化學行為的相似性，得出方差極大旋轉因子載荷矩陣，每列載荷大于0.5的元素作為關聯復合因子組合成員，累計方差貢獻值達71.98%取因子個數，當方差貢獻值越高，說明相應因子的重要性越高。通過旋轉后因子載荷進行排序，得到4個復合因子組合：

F1：Pb、Zn、Bi、As、Cu ；F2：Mo、Hg、Sn；

F3：Cu、Ni；F4：W、Sb。

根據礦床特征，F1主要代表研究區主要的成礦元素組合，該組元素異常共生說明中—高溫硫化物多金屬熱液礦化作用的特點；F2代表高溫成礦元素組合，其大致反映了高溫熱液活動及其相關的成礦階段；F3代表與巖漿巖有關的中—高溫元素因子組合，說明該區銅、鉛、鋅礦化受到后期高溫熱液疊加改造，具有成礦熱液的多期活動；F4代表低—高溫成礦元素組合，反映該元素組合從高溫至低溫均有活動。

3.3 綜合異常評價

通過本次土壤地球化學及礦區地質特征分析表明，元素異常主要分布在礦區的北西部、北東部。總體上，可分為3個規模較大的異常靶區（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號異常靶區），3個異常帶呈北西-南東向近乎等間距排列。

3.3.1 Ⅰ號異常靶區

位于礦區北西部，異常面積比較大，總體異常形態呈北北西向展布，異常分布比較集中，濃集中心明顯，各元素呈現出相互疊加特征，對尋找銅鉛鋅多金屬礦床有很大的指示意義。據已有的地質勘查資料及相關鉆探工程驗證發現，含礦部位主要賦存于中元古代早期輝綠巖（Pt2βμ）內近南北向斷裂構造巖內或周邊區域，硅化現象明顯較為強烈，可見明顯銅鉛鋅礦石，且其產出部位與元素組合異常分布位置基本吻合，說明其為有效地質異常，建議繼續更深度的工程驗證工作。

3.3.2 Ⅱ號異常靶區

位于Ⅰ號異常靶區北東側，異常面積比較小，與Ⅰ號異常靶區近乎平行，異常規模呈現出北西側、南東側高，中部異常不明顯趨勢，常分布比較分散，濃集中心不明顯，反映銅鉛鋅多金屬礦化體存在的可能小。

3.3.3 Ⅲ號異常靶區

位于礦區北東側，異常面積比較大，分布有一級、二級、三級異常，總體異常形態呈北西向展布，異常分布比較集中，具有顯著的濃集中心，對尋找鉛鋅多金屬礦床有一定的潛在作用，可作為尋找銅鉛鋅多金屬礦床的靶區，建議進一步布置相應的驗證工程。

4 結論與認識

（1）礦區內地層基巖為中元古代輝綠巖、四堡群文通組，地層銅鉛鋅多金屬元素豐度值較高，可為礦區礦體的形成提供了較豐富的初始成礦物質來源。礦區含礦斷裂構造為一組近南北向走向斷裂構造帶，在空間上呈等間距式產出，為銅鉛鋅多金屬元素富集提供了有利場所。

（2）聚類分析、因子分析表明，礦區具備中—高溫硫化物多金屬熱液礦化作用的特點，且銅、鉛、鋅礦化明顯受到后期高溫熱液疊加改造，具有成礦熱液的多期活動特征。

（3）土壤地球化學Cu、Pb、Zn等元素異常主要分布于近南北向斷裂構造及其兩側，說明中元古代輝綠巖及近南北向硅化斷裂構造帶是本區域Cu、Pb、Zn成礦的有利地段，其中Ⅰ、Ⅲ號異常靶區可作為今后工程驗證的主要靶區。

（4）根椐區內已有的地質資料及鄰近同類型銅鉛鋅多金屬礦的成礦特征分析，結合在區內含礦帶上發現多處銅鉛鋅多金屬礦化露頭，認為本區是開展綜合找礦良好的區域，找礦潛力十分可觀。