江蘇侖山金礦區地電化學提取異常特征及成礦遠景

摘要：為解決江蘇侖山金礦區尋找深部隱伏礦體的問題，對礦區地電化學提取元素特征參數進行統計并討論，通過計算各元素的背景值確定異常劃分標準，圈定了Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn等8種元素異常。聚類分析和因子分析表明，礦區內Au成礦與多金屬硫化物關系密切，多以硫絡合物形式遷移、沉淀，Ag、Cu元素異常可作為間接找礦標志。以地電化學提取Au元素異常為主要依據，綜合考慮Au與其他元素異常套合情況，并結合地質特征，圈定了3處成礦遠景區，1號成礦遠景區找礦潛力較大，具有發現隱伏礦體的可能，可作為重點找礦區域;2號、3號成礦遠景區具有一定的找礦潛力。

關鍵詞：地電化學提取;異常特征;隱伏礦體;成礦遠景;侖山金礦區

中圖分類號：TD11 P618.51文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）06-0020-06doi：10.11792/hj20210604

引 言

金礦作為綜合國力的重要衡量標準，一直備受世界各國重視[1]。中國的金礦開發利用歷史悠久，已經步入全球產金大國行列[2-4]。如今，埋藏淺、近地表的金礦資源已被開發殆盡，探礦重心應傾向埋藏較深的隱伏礦體[5]。常規地、物、化、遙方法對深部隱伏礦體的勘探效果有限，因此利用地電化學測量新方法，結合傳統地質找礦方法，多角度研究尋找隱伏礦體的有效方法已勢在必行[6]。

陸邦成等[7-8]對侖山金礦床地質特征、地球化學特征及礦床成因做了研究，認為該金礦床為卡林型金礦床，并總結了找礦標志;陸振裕等[9]通過對侖山金礦床地質特征與礦床成因探討，認為該礦床類型為淺成低溫熱液型，指出“攻深找盲”是今后擴大找礦的重要方向。從20世紀80年代初開始，羅先熔等[10-11]致力于地電化學測量在尋找隱伏礦體方面的研究，至今已在國內外取得了很好的找礦效果。羅先熔科研團隊與江蘇省地質礦產局第三地質大隊合作，在侖山金礦區開展了地電化學測量新方法找礦預測研究，取得了良好效果，為尋找深部隱伏礦體提供了新思路。本文通過對地電化學提取異常特征的研究，結合地質特征，對侖山金礦區的成礦遠景進行評價，以期為該礦區的“攻深找盲”提供具有參考價值的新資料。

1 成礦地質背景

侖山金礦床位于長江三角洲附近的鐵、銅多金屬成礦帶東端，該成礦帶是江蘇省重要的成礦區域之一。區域內地層具有揚子區沉積類型特征，從系到組各級地層單元均可與大區對比，元古界—古生界地層以海相沉積為主，巖性多為砂巖、泥巖、灰巖、頁巖等，自中生界三疊系中期開始轉為陸相河湖沉積和火山堆積，巖性以粉砂巖、頁巖和中酸性火山巖為主。區域內巖漿巖出露面積可達700 km2，沿東西向分布，巖漿活動多為燕山期，小部分為喜馬拉雅期，巖漿活動中心自西向東逐步移動，巖石類型從基性逐步變為中酸性[8]，與成礦關系密切的巖漿巖主要是花崗閃長巖，其次為石英閃長巖及二長花崗巖等。區域內構造主要由3條復背斜、2條復向斜和北西向、北東向斷裂及多條縱向斷裂構成，縱向斷裂多發育在復背斜兩翼，為逆沖斷裂，是主要控巖、控礦構造;北東向斷裂多為導巖、儲巖構造，而北西向張扭性斷裂多為儲巖構造[7-9]。區域內礦產資源豐富，礦床類型多，較著名的有棲霞山鉛鋅礦床、安基山銅礦床、伏牛山銅礦床、韋崗鐵礦床及銅山鉬銅礦床等[7，12]，這些礦床的形成均與燕山晚期中酸性雜巖體在時空上有著密切關系，巖漿的侵入造成圍巖的變質和蝕變，既提供了成礦的熱源，又為礦床的形成提供了成礦物質來源。

2 礦區地質特征

礦區地表出露地層僅可見泥盆系上統五通組（D3w）石英砂巖、白堊系下統上黨組（K1s）的一套陸相火山噴發巖（巖性以安山巖—英安巖類為主）及楊沖組（K1y）的一套陸相沉積巖（巖性以粉砂巖、碳質泥巖和頁巖為主）（見圖1），深部鉆孔揭露地層還有寒武系觀音臺群（2-3gn），奧陶系侖山組（O1l）、紅花園組（O1h），志留系高家邊組（S1g）和泥盆系五通組（D3w），目前已發現礦（化）體主要賦存在楊沖組內。礦區內構造復雜，可分為上、下2個構造層，下構造層為楊沖組以前形成的地層，褶皺強烈、斷裂發育、產狀較陡;上構造層為楊沖組和上黨組，地層產狀相對平緩，發育構造以斷裂為主，斷裂以北東向和北西向為主。礦區內巖漿巖以早白堊世上黨旋回火山噴發巖（安山巖—英安巖類）為主，少量次火山巖（脈狀分布的次安山巖、次英安巖等），脈巖有輝綠巖、閃長玢巖等。硅化、絹云母化、碳酸鹽化、螢石化、重晶石化及黃鐵礦化等低溫熱液蝕變較為常見，以硅化最為發育，且與礦化關系密切[6-9]。

礦區內現存7條礦體，主要礦體為1號礦體，賦存于楊沖組底部泥巖、泥質粉砂巖、礫巖、角礫巖中，巖石多具有弱硅化現象，礦體形態為似層狀，單孔最大見礦厚度可達16.10 m，Au平均品位為2.06×10-6。礦石結構以粒狀結構、聚粒結構和交代假象結構為主，礦石構造以稀疏浸染狀構造及脈狀構造為主，礦石中的金主要以微細粒狀單體或連生體狀態存在[7]。

3 地電提取異常特征

本次測量網度采用400 m×40 m，布設9條勘探線，共采集地電提取樣品339件，樣品測試采用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）法，分析了Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn等8種元素。

3.1 元素參數特征

侖山金礦區地電提取元素參數特征見表1。通過對其進行討論，以了解礦區內各元素的分布情況、富集程度和分異特征及其地質找礦意義。變異系數主要用來表征元素的分異特征，若大于1，說明該元素分布、分配不均勻，離散程度高，分異性強;若小于1，則說明該元素分布、分配相對均勻，離散程度低，分異性弱[13]。由表1可知，礦區內Au、Ag、Cu 3種元素的變異系數分別為1.470，1.610，2.030，均大于1，說明此三者在地質體中的分布相對分散，分配不均勻，通過遷移可在局部富集，形成較強的異常，進而可能形成礦（化）體;其余元素的變異系數均小于1，表明分布比較均勻，分異性差，不利于富集成礦。

濃集系數主要用來表征元素的豐度特征，若大于1，說明該元素在該地區含量相對較高，相對富集;若小于1，則說明該元素含量較低，次生貧化[13]。研究區內的Au元素濃集系數為24.500，遠大于1，說明Au元素在該區的含量較高，經歷了遷移聚集的過程，富集成礦的可能性較大。此外，除As元素濃集系數為1.790（略微富集）外，其余元素的濃集系數均小于1，含量相對較低，均表現出次生貧化特征。

3.2 異常的確定及其特征

Au、Ag、Cu 3種元素變異系數大于1，離散程度較高，為確定其背景值，先對其進行正態分布驗證。Au元素的原始數據直方圖近似服從正態分布，而其對數直方圖服從正態分布（見圖2），經驗證Ag、Cu元素同樣服從正態分布，因此可以采用傳統方法計算各元素的背景值，逐步剔除原始數據中Xi≥X+3δ和Xi≤X-3δ（Xi為原始數據值，X為平均值，δ為均方差）的數據，直到所有數據都滿足條件，最終剩余數據的平均值即為背景值[13]。本次異常圈定的外、中、內帶劃分標準為α+0.5s、α+1.0s、α+1.5s（α為背景值，s為標準離差），各元素異常圈定參數見表2。

根據各元素異常圈定參數，采用MAPGIS軟件的克里格網格化模型繪制元素異常圖（見圖3）。各元素地電提取異常特征如下：

1）Au元素異常：主要分布在礦區東南部，呈花生狀、花瓣狀，共11處異常（Au-1～11）。其中，異常規模最大、強度最大的是Au-1、Au-2異常，地表分布地質體為第四系和少量上黨組，異常三級分帶明顯，異常峰值最大可達1.606×10-9。

2）Ag元素異常：主要分布在礦區東部及西南部，呈葫蘆狀、蝴蝶狀，共6處異常（Ag-1～6）。其中，異常規模最大、強度最大的是Ag-1、Ag-2異常，分布在上黨組及楊沖組地層中，巖性以安山巖、硅化泥質粉砂巖、泥巖、含礫砂頁巖為主，異常分帶完整，異常峰值最大可達0.488×10-6。

3）As元素異常：主要分布在礦區東南部，呈不規則狀，共3處異常（As-1～3）。其中，異常規模最大、強度最大的是As-1異常，分布在上黨組安山巖中，異常三級分帶明顯，異常峰值最大可達7.57×10-6。

4）Sb元素異常：主要分布在礦區北部和西南部，呈花生狀、不規則狀，共6處異常（Sb-1～6）。其中，異常規模最大、強度最大的是Sb-1異常，分布在楊沖組泥質粉砂巖、泥巖中，異常三級分帶明顯，異常峰值最大可達0.843×10-6。

5）Hg元素異常：主要分布在礦區北部和東部，呈蝴蝶狀、不規則狀，共7處異常（Hg-1～7）。其中，Hg-6異常規模相對較大，異常峰值最大可達0.089×10-6，分布于楊沖組地層內。

6）Cu元素異常：主要分布在礦區中部及東部，呈花瓣狀及不規則狀，共8處異常（Cu-1～8）。其中，Cu-1、Cu-3和Cu-4異常規模較大，強度較大，Cu-1異常峰值最大可達258.190×10-6，異常三級分帶明顯，分布在上黨組及楊沖組地層內。

7）Pb元素異常：主要分布在礦區東南部，呈不規則狀，共4處異常（Pb-1～4）。其中，Pb-1異常規模最大、強度最大，異常三級分帶明顯，異常峰值最大可達32.370×10-6，分布在上黨組安山巖中。

8）Zn元素異常：主要分布在礦區中部及東南部，多呈不規則狀，共7處異常（Zn-1～7）。其中，Zn-1、Zn-2和Zn-4異常規模較大，Zn-2異常峰值最大可達96.820×10-6，各異常分帶完整、明顯，分布在上黨組及楊沖組地層內。

根據各元素異常特征，認為礦區東南部異常套合最好，發育Au-As-Cu-Pb-Zn組合異常，各元素異常中心基本重合，異常外、中、內帶完整，且主要分布在第四系中。礦區東北部楊沖組地層內發育規模較小的Au-Ag-As-Hg-Zn組合異常，各元素異常內帶均較小。此外，礦區中部Au、Ag異常套合較好，但其他元素異常反映不好，分布在上黨組及楊沖組地層中。

3.3 聚類分析

聚類分析是通過數學方法對變量（元素）之間的親疏關系進行定量確定，以研究各元素之間的聚合關系[13-15]。通過對8種元素的地電化學提取數據進行R型聚類分析，生成了聚類分析譜系圖（見圖4）。當相關距離為16時，元素可分為2類，即Hg-Pb-Sb-Zn-Ag-Au-Cu和As，表明As具有很強的獨立性;當相關距離為10時，元素可分為3類，即Hg-Pb-Sb-Zn、Ag-Au-Cu和As，表明Au和Ag、Cu相關性較強，這與元素異常的套合情況吻合。在巖漿演化分異過程中，Au元素多以絡合物的形式發生遷移，而Cu元素的遷移形式與Au元素相似[16]，可以在環境相近的情況下沉淀聚集。因此，Ag、Cu元素異常可以作為尋找金礦的指示。

3.4 因子分析

因子分析是通過數學方法把多個變量歸納為較少的幾個因子，用來表達原始數據所能體現出的大部分信息，從而對復雜的地質現象進行解釋[13，17]。KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）和Bartlett的檢驗結果見表3。由表3可知，Bartlett的球形度檢驗得到的Sig為0，小于顯著性水平0.050，而KMO度量為0.718，明顯大于Kaiser給出的0.600的標準。因此，此次地電提取的數據適用于因子分析[13]。本次采用SPSS軟件對樣品測試數據進行因子分析，以累積方差貢獻率68.937 %為界，提取4個因子，結果見表4。

F1因子中高負荷的元素組合為Hg-Cu-Pb-Zn，為親硫元素組合，代表多金屬硫化物的形成，而Au元素遷移過程中“硫絡合物”是一種重要形式，說明此階段可能有Au富集成礦作用。F2因子中Sb、Hg元素為高負荷元素，Au、Ag、As、Cu、Pb、Zn元素均為低負荷及超低負荷元素，Sb、Hg元素的活性較強，賦存于低溫熱液階段礦物中，代表了溫度逐漸升高，Sb、Hg元素大范圍活化遷移的環境[13，17]。F3因子中Ag為高負荷元素，As、Sb、Pb、Zn為低負荷元素，Au、Hg、Cu為極低負荷元素，表明此階段成礦熱液流體中富集的元素主要為Ag，伴隨少量的鉛、鋅礦化。F4因子中只有Au為高負荷元素，其他元素均為低負荷或極低負荷元素，說明此時溫度降低，金礦化大量出現[13]。

4 成礦遠景

以地電提取Au元素異常的分布特征為主要依據，綜合考慮其他元素與Au元素的套合情況，再結合地質特征，共圈定成礦遠景區3處，由南至北依次為1號、2號、3號（見圖1）。

1號成礦遠景區位于礦區東南部，Au元素異常規模大、強度大，異常內帶面積較大，異常峰值最高可達1.606×10-9，與Ag、As、Hg、Cu、Pb、Zn元素異常套合較好，這些元素異常規模和強度均較大。地表巖性出露較少，多以第四系為主，而地電化學測量法在第四系沉積物覆蓋區尋找隱伏礦體是科學、有效的，可以有效定位礦（化）體[18]。因此，該成礦遠景區找礦前景較好，值得進一步開展找礦工作。

2號成礦遠景區位于礦區中部偏東，Au元素異常規模中等，三級分帶完整，異常內帶面積較小，異常峰值最高為1.109×10-9，與Ag元素異常套合較好。地表出露巖性為上黨組安山巖及楊沖組硅化泥質粉砂巖、泥巖和含礫砂頁巖，地層、蝕變找礦標志較為有利，具有一定的找礦前景。

3號成礦遠景區位于礦區東北部，Au元素地電提取異常規模較小，三級分帶完整，異常內帶面積小，異常峰值最高為0.227×10-9，相對較低，與Ag、As、Hg、Pb、Zn元素異常套合較好，各元素異常規模和強度均較小。地表出露巖性為楊沖組硅化泥質粉砂巖、泥巖和含礫砂頁巖等，異常附近有北西向斷裂發育，為金礦的形成提供了有利的構造條件，具有一定的找礦前景。

5 結 論

1）侖山金礦區Au元素變異系數為1.470，濃集系數為24.500，表明其離散程度高、分布不均勻，異常強度高，有利于富集成礦。

2）聚類分析結果表明：Au與Ag、Cu元素關系密切，尋找金礦時，Ag、Cu元素異常可作為指示。因子分析結果表明：Au元素的遷移和沉淀主要在中低溫環境下多金屬硫化物大量出現階段。

3）以地電提取Au元素異常與其他元素的套合情況為依據，結合地質特征，圈定成礦遠景區3處。

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Characteristics of geoelectric extraction anomaly

and metallogenic prospect in Lunshan Gold District，Jiangsu Province

Yan Wei

（Liaoning Provincial Geological Resources Research Institute Co.，Ltd.）

Abstract：In order to solve the problem of searching for deep concealed ore bodies in Lunshan Gold District，Jiangsu Province，the characteristics and parameters of geoelectric extraction elements in the mining area are counted and discussed.The anomaly classification criteria are determined by calculating the background value of each element，and 8 element anomalies including Au，Ag，As，Sb，Hg，Cu，Pb and Zn are delineated.Cluster analysis and factor analysis show that the mineralization of Au in the mining area is closely related to polymetallic sulphide and mainly migrates and precipitates in the form of sulfur complexes，and Ag，Cu element anomalies can be used as indirect prospecting indicators.Taking the Au element anomaly extracted by geoelectric txtraction as the main basis，based on comprehensive consideration of the fittings status of Au and other element anomalies and the geological features，3 mineralization prospects were delineated，No.1 prospect has greater prospecting potential of discovering concealed ore bodies and can be taken as the important prospecting area;No.2 and No.3 prospects have certain prospecting potential.

Keywords：geoelectric extraction;anomaly characteristic;concealed ore body;metallogenic prospect;Lunshan Gold District

收稿日期：2020-12-20;? 修回日期：2021-03-05

基金項目：國際科技合作項目（2007DFA20910）;廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室開放基金項目（11-031-20）

作者簡介：閆 偉（1986—），女，遼寧沈陽人，工程師，從事地質礦產及實驗測試相關工作;沈陽市皇姑區北陵大街31號，遼寧省地質礦產研究院有限責任公司，110032;E-mail：443769835@qq.com