云南李子坪錫多金屬礦區地球化學特征及找礦預測

郭甲一，王西榮，胡靜波，陳 鵬，孫紅濤，姜治業

(1.河南省有色金屬地質勘查總院，河南 鄭州 450052；2.河南省有色金屬深部找礦勘查技術研究重點實驗室，河南 鄭州 450052；3.安徽地質實驗研究所，安徽 合肥 230001；4. 中色國際礦業股份有限公司，北京 100029；5.河南省有色金屬地質礦產局第二地質大隊，河南 鄭州 450016；6.河南省有色金屬地質礦產局第六地質大隊，河南 鄭州 450016 )

0 引言

錫、鎢礦是重要的國家戰略資源，金融危機后，隨著全球經濟的復蘇發展，市場對錫鎢礦的需求依然表現較為穩定。云南省李子坪錫多金屬礦區位于著名的滇東南老君山錫鎢多金屬成礦帶上，成礦條件較為優越。礦床成因屬于燕山期中酸性巖漿活動有關的“中高溫構造-巖漿熱液接觸交代”型(矽卡巖型)錫多金屬礦床，礦床的工業類型屬矽卡巖容礦的錫鎢鋅礦床[1]。本區于1990年開展了1∶1萬地質草測、礦點檢查等預查工作；1996年，原云南省地礦局二大隊完成的1∶20萬馬關幅區域化探掃面在區內圈出的錫多金屬綜合異常面積27 km2，異常規模大，強度高，是尋找錫多金屬礦的有利靶區。其中老君山巖體西側被圈定為Sn、W、Bi重點靶區；1998年12月，云南地質礦產勘查開發局區域地質礦產調查大隊完成的1∶5萬都龍幅區域地質調查報告，對區內地層、構造、巖漿巖、地球物理、地球化學、礦產分布及成礦規律等方面積累了豐富的資料；2010年至2011年12月，中國有色桂林礦產地質研究院有限公司在礦區范圍內開展了普查工作，通過開展1∶1萬地質草測、礦點檢查、物探激電掃面及EH4電測深及鉆探工程驗證工作，圈定了3個物探異常帶。前期工作成果對本次開展地質工作提供了重要參考價值。為對異常的成礦遠景做出評價，有效地縮小靶區，本次工作通過開展土壤地球化學測量工作，圈定Sn、W、Pb、Zn、Cu等元素異常，對重點異常開展查證異常源，為進一步的勘查工作提供較為科學有效的依據；在主成礦段部署精測剖面測量工作，為鉆探驗證提供依據。通過實踐應用在礦區取得了一系列較好的找礦成果。

1 區域地球化學背景

工作區在區域地球化學上屬滇東南Sn、W、Ag、Au多金屬地球化學區的南東端老君山Sn、Zn、Ag、W、Sb多金屬地球化學分區。根據地質構造及地層巖性等差異，元素在不同的區域呈現不同的地球化學特征[2]，以文—麻斷裂和馬關斷裂為界，劃分為三個地球化學區(圖1)，分別為A區、B區和C區，各區特征如下：A區(楊柳井地球化學分區)位于全區的西北部，文華—膩科街斷裂將本區一分為二，即分為A1，A2兩個子區，A1(橋頭—楊柳井地球化學區)位于(文華—膩科街斷裂)以北地區。區內元素組合復雜，出現La、Hg、Cd、Zn、Au、Ag、V、Ti、Cr、Ni、Cu、Co、Mn、U、Th、Zr、Sr、F、W等元素的含量較高，部分大離子親石元素如K、Si、Mg、Ba等元素的低含量，元素分布總體上反映楊柳井地區的碳酸鹽類巖石和含鋁巖系及含鐵錳質褐紅色黏土及構造熱液活動的地球化學特征；A2區(橋頭地球化學子區)：位于文華—膩科街斷裂以南的區域，是Au、Sb、Mg、Ca、Li、Ti、Na、Fe、P、Cu、Cr、Co、K、Sr等元素含量較高，而Sn、Mo、Cd、As、Zr、Zn、B、W含量較低，總體反映了構造及寒武系和巖漿巖組合的元素含量特征[3]，其中的Au、Sb主要分布在蝕變較強的地段。

圖1 區域地球化學分區略圖Fig.1 The sketch map of geochemical districts in the region

B區(都龍—小錫板地球化學區)，位于馬關斷裂與文山—麻栗坡斷裂之間。本區以中變質巖帶(高綠片巖-低角閃巖相變質礦物帶)為界，分B1和B2兩個子區。B1(小壩子—小錫板地球化學子區)：Sb、Hg、Ba、Ag、Pb、Zn、Cu、Sn、As、Au、Ca、F、W、Mo、Ni等元素含量高，本區NE、NW、近EW和近SN向的斷裂構造發育[4]，區內的銻、錫、銅、鉛鋅、金等礦種的產出與其密切相關；B2區(都龍地球化學子區)：Sn、W、Bi、U、Na2O、Th、Be等元素含量高，Li、B、Sr、Nb、Ta、Ag、As、Cu、Zn、Pb、Cd、Mo、F、Au等元素部分高含量區，元素的分布與花崗巖和深變質巖系密切相關，總體反映了中高溫熱液活動的元素富集成礦特征，產有都龍超大型錫鋅多金屬礦床為代表的眾多錫、鎢、銀、鉛、鋅、銅等多金屬礦床(點)，是本區最重要的成暈成礦區[5]。

C區(八布地球化學區)位于文—麻斷裂北東部。劃分為C1和C2兩個地球化學子區。C1區的V、Ti、Sr、Ni、Na、Mg、Fe、Cu、Cr、Co、Ca、Mn、Zn、Au元素的高含量，Zr、W、U、Th、Sn、Si、Sb、Pb、Nb、Li、La、K2O、F、Bi、Be、Ba、B、As、Hg元素的低含量區，總體反映地層巖性的元素含量特征，其中Cu、Cr、Ni、Co、Fe2O3在有利的地質部位形成八布銅礦和龍林鐵、鈷、鎳礦；C2區的Mg、Cd、P、Mo、Mn、Ca、Pd、Zr、Zn、U、Ni、Au、Y、La、Ag元素高含量，Sn、Au、Na含量低。

2 礦區地質特征

2.1 礦區地質

本區處于華南褶皺系、滇東南(文山—麻栗坡)褶皺帶、都龍(老君山)變質核雜巖(隆起)帶西緣，礦區出露的主要地層：古元古代南撈片麻巖、花崗片麻巖(Ngn)，新元古界新寨巖組下段(Pt3x1)云母片巖、炭質片巖，新元古界新寨巖組上段(Pt3x2)石英片巖、矽卡巖夾薄層云母片巖(圖2)[6]。

圖2 云南李子坪錫多金屬礦區地質簡圖Fig.2 The geological sketch map of Liziping Sn polymetallic mining area， Yunnan

礦區位于老君山穹隆西側，構造較發育，以NE向斷裂構造為主。NE向斷裂主要分布于新寨巖組上段和Ngn接觸部位附近，呈陡切溝谷地貌形態。NE向構造是區內重要的導礦賦礦構造，沿NE向構造向東西兩側，錫礦化逐步減弱，錫礦化體主要集中在NE(F1)向斷裂下盤，在橫剖面上呈不規則枝杈狀分布；走向上由于受近EW向斷裂破壞，沿走向呈階梯狀展布。

區內巖漿巖主要為白堊紀都龍超單元花崗巖。分布于礦區東部，西與Ngn呈侵入接觸關系。巖體成分主要為中細粒二云二長花崗巖，礦區東端部分地段為中粗粒似斑狀二云二長花崗巖。

2.2 礦體特征

礦區內通過地表探槽和深部鉆探工作，目前已發現一處達中型規模的錫多金屬礦床。礦體賦存于新元古界新寨巖組上段的第一、第二層矽卡巖層內，集中分布于新寨巖組上段的第一層矽卡巖內，以多層成群出現為特征。局部地段在靠近矽卡巖的片巖內有少量礦體產出。矽卡巖型錫鎢鋅礦床主要受構造、地層、變質巖等多種地質因素控制，具有較明顯的空間分布特征。

礦區內共圈定5個錫鎢多金屬礦體，礦體賦存于F0拆離斷層帶上、下兩側。上部礦體賦礦地層巖性為南撈底部片麻巖，下部礦化層賦礦地層巖性為新寨巖組上段云母片巖夾大理巖、似層狀—大透鏡狀透閃透輝石榴石矽卡巖，自上而下產出。單個礦體呈透鏡狀—似層狀產出，長60～1216 m，傾向延伸22～180 m，厚1.20～10.07 m，平均厚度為3.43 m；平均品位：Sn 0.226%，WO30.175%。礦體傾角5°～45°，平均小于45°，均為緩傾斜礦體，單個礦體結構較復雜，分枝復合現象明顯，局部工業礦與低品位礦交互分布。

礦石組成的礦物有20余種，主要金屬礦物有錫石、白鎢礦、鐵閃鋅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦，其次為輝鉬礦、黃錫礦。錫礦物以錫石為主，呈微細粒不均勻嵌布；鎢礦以白鎢礦為主，呈星散狀不均勻嵌布；鋅礦物以鐵閃鋅礦為主，呈他形細粒狀、浸染狀分布。脈石礦物有透輝石、透閃石、鈣鋁榴石、綠泥石、綠簾石、白云母、石英、方解石、磷灰石、榍石、十字石等。脈石礦物中以透輝石為主。礦物共生組合和化學成分比較復雜，具多金屬礦化特點，含鋅、鉬、硫等伴生組分。礦石結構：礦區礦石結構以自形晶—半自形晶和他形粒狀結構為主。礦石構造以片狀、致密塊狀、稠密浸染狀為主[7]。礦區的礦石工業類型為矽卡巖型錫鎢礦。

3 土壤地球化學測量

3.1 樣品采集與分析測試

工作區開展了1∶1萬土壤地球化學測量，測區土壤發育較好，A、B、C層均有發育[8]，除極個別地段外，采樣點均可采取B層土樣，該層屬典型的紅壤土淋濾層，一般0.40至幾十米不等。礦區內無村民居住及農業生產活動，在表生作用下，成礦元素及伴生元素主要以機械分散暈形式存在于土壤中，對土壤地球化學測量十分有利。粒度試驗選取在108線上進行，點號376～400，試驗剖面長240 m，試驗土壤樣經加工篩分為20目以下、40目以下、40～60目及60目以下四種粒級，送總院化驗室分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi、Be、As、Sb等12種元素，分析結果4種粒級的土壤元素異常類似，均能較好反映背景場及礦化帶上的土壤元素異常，其中以40目以下粒級反映W、Sn、Cu、Zn土壤元素異常最好。上述工作的質量滿足設計與行業規范要求。

本次土壤地球化學測量，共采集樣品數3454件，樣品測試結果數據用數理統計分析軟件(spass軟件)進行數理統計，統計出該區元素特征參數(表1)。

表1 工作區元素地球化學主要參數值[9]Table 1 The mainly parameters of element geochemical data in the work area[9]

表1中，區內除Be、As、Cu、Ag、W、Bi元素變化系數相對較大外，其他元素含量變化系數均較小，說明Be、As、Cu、Ag、W、Bi元素含量離散程度相對較大；而其他元素含量離散程度較小，相對集中。區內W、Sn、Mo、Bi、Be高溫元素呈雙峰或多峰非常明顯，Au、Ag、Cu、As也成雙峰或多峰分布模式，反映地質疊加作用可能有兩期。從含量看，該區W、Sn、As三元素濃集中心明顯，Sn元素濃集中心更加顯著，也說明了Sn是本區主要的成礦元素。

3.2 土壤地球化學異常特征

工作區單元素異常的圈定，是根據表1列出的各元素異常下限T，并以T、2T、4T圈出各元素地球化學異常濃度帶，圈定異常范圍。

單元素異常總體特征：面狀在工作區內以NW—SE向展布；線狀、帶狀或島弧狀分布基本與區內斷裂構造方向或礦體(礦化帶)的走向一致。各元素異常都不同程度的具有內、中、外濃度帶，有的為單點高異常。工作區中西部主要為Mo、Sn、Cu、Sb、Au、Ag、As、W、Bi異常，在東部主要為W、Be、Sn異常。異常在中西部大竹山附近F1、F2斷裂兩側即礦體及礦化地段強，次在東部的花崗巖體內及外接觸帶異常也較強(圖3)。主成礦元素Sn、W、Mo、As、Sb……單元素異常特征如下：

圖3 李子坪錫多金屬礦區化探異常綜合圖

Sn異常：異常編號為AP-3、AP-4、AP-5、AP-6、AP-7。異常主要呈帶狀、線狀、島團狀及面狀，分布于大竹山附近沿F1、F2斷裂兩側新元古界新寨巖組內，工作區中南部南撈片麻巖與花石頭單元的二云二長花崗巖接觸帶和馬鹿塘單元的二云二長花崗巖中。Sn最高值為6782.00×10-6，平均值為246.05×10-6，濃集中心與濃度分帶明顯，規模較大。Sn元素異常不僅與新元古界新寨巖組關系密切，與巖漿巖關系也較緊密[10]。

W異常：異常編號為AP-5、AP-6、AP-7和AP-3。異常呈帶狀、線狀及島團狀，主要分布于工作區中東部的巖漿巖體中，但異常分布面積最大處是在中南部南撈片麻巖與花石頭單元的二云二長花崗巖接觸帶和太平頭單元的二云二長花崗巖中，異常濃集中心與濃度分帶較明顯[11]。W最高值為2379.00×10-6，平均值為234.88×10-6，規模較大。

Mo異常：僅發現一處，編號為AP-3。主要呈面狀分布，該異常在大竹山附近一帶，沿F1、F2斷裂西北側分布。Mo最高值為58.15×10-6，平均值為11.51×10-6，濃集中心與濃度分帶明顯，規模較大。

As異常：除AP-1異常區外都有分布，且主要分布在AP-3異常區內，異常呈線狀、帶狀、島弧狀分布，規模在AP-3內較大，As最高值為5351.00×10-6，平均值為544.34×10-6，濃集中心與濃度分帶明顯。

Sb異常：呈面狀或島團狀、帶狀分布在AP-3異常區內，主要位于大竹山附近F1、F2斷裂及西北側，異常在兩斷裂中間強度較高，有濃集中心，濃度分帶明顯。Sb最高值為92.74×10-6，平均值為4.33×10-6。

Bi異常：除AP-1、AP-2異常區外，其他都有分布，呈小面狀或島團狀、線狀分布，AP-3、AP-5、AP-6、AP-7內濃集中心與濃度分帶較明顯，即大竹山附近F1、F2斷裂中間、工區中南部南撈片麻巖與花石頭單元的二云二長花崗巖接觸帶、東北部馬鹿塘單元及南撈片麻巖接觸部位異常強度高，但規模較小[12]。Bi最高值為5703.00×10-6，平均值為307.91×10-6。

Be異常：主要呈線狀、帶狀或島弧狀分布于AP-5、AP-6、AP-7異常區內，即中東部的花崗巖體內。Be最高值為154×10-6，平均值為33.69×10-6，濃集中心與濃度分帶明顯，規模較大。

Cu異常：主要呈面狀或線狀分布于AP-3、AP-5、AP-6異常區內，即大竹山附近沿F1、F2斷裂兩側新元古界新寨巖組內、工作區中南部南撈片麻巖與花石頭單元的二云二長花崗巖接觸帶、工作區東北部馬鹿塘單元與南撈片麻巖接觸部位異常強度高，但總體AP-3內規模大。Cu最高值為983.30×10-6，平均值為152.09×10-6，濃集中心明顯。

4 巖石地球化學特征

本次巖石地球化學測量結合物探成果，由北向南優選取在084線、032線、016線、00線、015線、031線5條剖面線進行，共采集巖石樣品1310件。鉆孔中的剖面巖石地球化學測量結果分析，成礦元素的地球化學變化是有一定的規律性和獨特性的統一：從00線地質、巖石化探剖面剖析圖(圖4)上分析，礦體埋藏相對較深，各主成礦元系在垂向上有一定的規律性變化，即從深部至地表逐漸弱化；在垂向上Bi異常靠上中部較強，W、Sn、Sb、Zn異常在中部明顯，Mo、As的異常在中下部有漸強趨勢。As作為低溫元素在下部漸強，預示著下部可能還有一層礦的存在。結合土壤剖面分析，成礦元素由原生到次生、由深部到淺部到地表是一個逐漸變貧弱化的過程。本區元素在垂向上分帶說明本區的礦化可能存在多期次、多階段的特點。031線也呈現同樣的情況，其獨特性在于在430號點上，各元素值含量均較高，根據單點高異常特征，結合物探資料推斷為一小構造，不難推斷該處元素異常是構造引起；016線、032線Sn元素異常較為明顯，Cu、Be、Bi、W、Ag、As、Au元素異常也較明顯，出現在F0剝離斷裂構造的上下盤及F1、F2斷裂中間礦體上部，這兩條剖面成礦元素異常與已知礦體吻合度極高。

圖4 00勘探線鉆孔Sn、W、Sb、Bi、Mo、Zn元素原生暈剖析圖Fig.4 Comprehensive analysis map of primary halo of Sn-W-Sb-Bi-Mo-Zn elements of the drilling samples in the prospecting line No.001—新元古界新寨巖組 2—古元古界猛硐巖群 3—南撈片麻巖 4—礦體 5—斷層 6—鉆孔

5 異常分類與評價

5.1 異常類別劃分

在研究區域已知礦床(點)、地質環境的基礎上，參照“區域地球化學勘查規范”(DZ/T 0167-2006)異常分類標準將本區異常分為甲1、乙3兩類。

1)甲1類異常：為推測可找到大型礦的異常；區內有1個，即AP-3異常。

2)乙3類異常：推斷的有找礦潛力的異常，推測可能發現礦點及其以下礦的異常；區內共3個該類異常：AP-5、AP-6、AP-7。

3)異常特征組合的確定，是參照土壤地球化學測量異常登記卡中統計各異常規模，將各元素異常規模疊加，計算出各元素異常規模所占的百分比，以前列元素異常規模疊加約70%定為各異常的特征組合(表2)[13]。

表2 土壤地球化學測量組合異常特征Table 2 List of combination anomaly characteristics of soil geochemical survey

5.2 異常評價

5.2.1 甲1類異常

此類異常有AP-3一處。該異常位于工作區中部偏西大竹山附近。評序值16.87，排序1，異常類別甲1類。AP-3各元素異常特征見表3。異常內W、Sn、Mo、Cu、Pb、Au、As、Bi異常濃集中心與濃度分帶明顯，且相互間吻合較好[16]。濃集中心和礦化體出露及斷裂活動地段吻合較好，在濃集中心加強工程布置進行驗證，經工程驗證，該異常與礦體位置吻合(圖5)。從異常所處地質特征上看，區內出露地層為新元古界新寨巖組，該組由下部的云母片巖、大理巖、炭質片巖夾石英片巖和上部的石英片巖夾云母片巖組成。另有零星的矽卡巖和古元古代南撈花崗片麻巖分布[17]，該層內的矽卡巖層為區內的主要含礦層，表面呈黃褐色，新鮮面呈灰綠色，其內具有錫鎢礦化。區內構造以新元古界新寨巖組上部的剝離斷層F0和NE—SW向的F1、F2斷裂為主，其中NE—SW向的斷裂相對較發育，是區內錫鎢鋅礦體形成的主要通道[18]。

圖5 00勘探線地質地球化學綜合剖面圖Fig.5 Geological and geochemical profile of the orebody and anomaly in prospecting line No. 00

表3 AP-3異常特征參數統計Table 3 List of characteristic parameters of AP-3 anomaly

5.2.2 乙3類異常

此類異常有3處，即AP-5、AP-6、AP-7，該異常位于本次工作區中南部。評序值4.23，排序3，異常類別乙3類。區內巖漿巖出露，為白堊紀都龍超單元系列花石頭單元(K1H)的中粗粒似斑狀二云二長花崗巖、大平頭單元(K2D)的中細粒二云二長花崗巖。區內西部為古元古代南撈花崗片麻巖。該區內無斷裂出現，但在南撈片麻巖與巖漿巖侵入接觸帶，Sn、Bi異常明顯高，說明可能是巖漿熱液活動造成了元素的富集。

本異常內W、Sn、Bi、Cu、Zn異常濃集中心與濃度分帶明顯，且相互間吻合較好[19]。推測該異常可能與巖體的侵入接觸有關，異常踏勘表明，礦化較普遍但規模較小[20]。

6 結論

工作區通過運用土壤地球化學測量找礦手段，發現化探異常，縮小找礦靶區，發現和圈定各種地球化學元素異常，選擇成礦有利地段和較大找礦潛力的異常開展異常查證工作，確定異常性質，為下一步工作提供明確的找礦靶區。對優選的重點礦(化)體、重要異常及成礦有利地段安排的地質、物化綜合剖面，開展在剖面鉆孔中巖石地球化學測量工作，對異常進行綜合分析與判決。根據區內地質、化探測量結果與已知礦體，對異常進行評序，確定了找礦有意義的異常一處，為甲1類異常AP-3異常，經鉆探驗證確定為一中型錫礦的異常，是本次新發現的一中型錫多金屬礦床；此外，發現有找礦潛力的異常乙3類異常3個。