基于土壤化探數據信息挖掘的湘南坪寶礦集區找礦預測

雷 鎮 李 波 郭 海 王康盛 龔述清 胡 遷 王新富

(1.昆明理工大學國土資源工程學院,云南 昆明 650093;2.湖南省湘南地質勘察院,湖南 郴州 423000;3.中國科學院地球化學研究所,貴州 貴陽 550081)

坪寶礦集區位于湖南省南部的郴州地區,以寶山產出 Cu、Mo、Pb、Zn、Ag 礦,黃沙坪產出 W、Sn、Cu、Mo、Pb、Zn礦等礦床為代表,擁有豐富的礦產資源,為湖南省最重要的鉛鋅多金屬礦產集中區;同時也是欽杭成礦帶[1-3]和南嶺成礦帶[4]的核心組成部分,一直是國內外學者所關注的熱點研究地區之一[4-5]。前人對坪寶礦集區所處的欽杭成礦帶[5-6]、南嶺成礦帶的構造演化[7-8]及成礦作用[9-11]進行了大量研究,認為坪寶礦集區找礦潛力較好,并進行了區域成礦規律[12-13]、礦床地質[14-15]、成礦作用[16-18]、成礦模式[19-20]以及找礦預測[21-23]等方面的研究,坪寶礦集區現有的勘探工程僅控制了礦集區的中淺部,而深部的找礦潛力巨大。為此,國家科技部立項實施了國家重點研發計劃——“欽杭成礦帶湘南段銅錫多金屬礦產深部探測技術示范”深地資源勘查開發項目,旨在實施單孔3 000m深鉆、基本摸清深部資源潛力。

筆者所在團隊承擔了國家重點研發計劃項目(“欽杭成礦帶湘南段銅錫多金屬礦產深部探測技術示范”)子課題“寶山、黃沙坪礦區深部構造地球化學測量”的研究工作,任務是通過坪寶礦集區的地表和坑道的地球化學填圖工作,為三維精細探測與鉆孔定位提供化探證據。由于坪寶礦集區植被覆蓋良好、基巖出露極少,且數十年來大規模的礦業開發活動造成了地表土壤中超常富集成礦元素,地表開展化探工作已不具備條件。故本研究系統收集了坪寶礦集區原土壤化探數據,進行二次開發利用,旨在挖掘更多找礦預測信息。通過分析,采用該方法能夠縮小元素組合異常區域,使地球化學異常更為明顯;結合礦集區的地質特征,可以更有效地提取找礦信息,更容易圈定地球化學異常區域,為找礦預測提供重要依據。

1 地質概況

坪寶礦集區位于湘南地區(圖1),出露地層為古生代泥盆系、石炭系和二疊系。泥盆系至石炭系主要為碳酸鹽巖,其中以石炭系分布最廣,為一套淺海相碳酸鹽巖夾海陸交互相砂頁巖建造,是礦集區內Cu、Pb、Zn礦床的重要含礦層位[19,24]。二疊系主要為頁巖和砂巖,是區內 Cu、Pb、Zn、Ag礦床的重要賦礦層位[21,25]。礦集區內有色金屬礦產的賦礦層位和巖性主要為石炭系石磴子組(C1sh)灰巖、測水組(C1c)砂頁巖、梓門橋組(C1z)白云巖[20,26-27]。

圖1 坪寶礦集區地質特征[28]Fig.1 Geological characteristics of Pingbao ore concentration area

自新元古代揚子地塊與華夏地塊完成拼合以來,坪寶礦集區經歷了加里東期、海西期、印支期以及燕山期的構造活動,形成了一系列SN、NNE—NE向的復式褶皺和逆沖斷裂,構成了向北撒開、向南收斂、北寬南窄的構造格架[29-31],在平面上呈“帚狀”形態,在剖面上則顯示一系列疊瓦狀構造[26,32-33]。礦集區內斷裂以SN向或NNE向壓扭性斷裂為主,EW向或NWW向張性或張扭性斷裂次之,NW向扭性斷裂更次之。其中,SN向或NNE向壓扭性斷裂中的Ⅲ級斷裂為有利的容礦場所;近EW向或NWW向張性或張扭性斷裂多為控巖導礦構造,控制著坪寶礦集區巖體的產出;NW向斷裂一般不含礦,是區內主要的控巖導礦構造[23,34]。區內褶皺由一系列走向近SN—NNE向復式倒轉向、背斜組成,常被NW、EW向斷裂錯斷,這種“褶皺加一刀”式的構造復合部位常為成礦的有利部位,是坪寶礦集區內主要的賦礦構造[35-37]。

礦集區內發育有兩類燕山期花崗巖:一類為花崗閃長質小巖體,與銅、鉛鋅、金銀等多金屬礦床有關,例如水口山、寶山等礦床,屬于與富鉀的花崗巖類有關的成礦系統;另一類為花崗巖體,與鎢、錫、稀土、鈮、鉭多金屬礦床有關,如黃沙坪、柿竹園等礦床,屬于與陸殼重熔型花崗巖類有關的成礦系統[25,38-39]。

坪寶礦集區的礦產分布與巖漿巖密切相關,多產于巖體接觸帶及其附近[30]。礦集區內分布有鄧家礦區、六合礦區、大坊礦區、野鵝塘礦區、財神廟礦區、寶山礦區、黃沙坪礦區、柳塘嶺礦區、馬鞍嶺礦區和猴子嶺礦區(圖1)。礦集區內主要存在8種礦床類型:①花崗斑巖型銣礦床,主要產于長城嶺礦區,區內構造發育,發育有花崗斑巖、輝綠巖及斜斑玄武巖等,含銣花崗巖體多分布在近EW向騎田嶺—九峰山花崗巖帶內[40],目前尚不具備開發利用價值;②矽卡巖型鐵(錫)礦床,如香花嶺矽卡巖型錫礦床,出露地層主要有寒武系淺變質巖、泥盆系中統跳馬澗組碎屑巖、棋梓橋組碳酸鹽巖,礦區內NE向和NW向兩組斷裂組成共軛扭斷裂,礦區巖漿巖主要為癩子嶺花崗巖體,圍巖蝕變為矽卡巖化、角巖化、硅化和綠泥石化[41];③矽卡巖型鎢鉬礦床,如黃沙坪鎢鉬多金屬礦床,礦區出露地層為石炭系測水組灰巖和石磴子組灰巖,區內發育有與成礦關系密切的隱伏花崗斑巖體[42];④矽卡巖型銅鉬礦床,主要產于寶山礦區中部,出露地層為泥盆系—二疊系,礦體主要受寶嶺倒轉背斜控制,出露巖漿巖為花崗閃長斑巖[26];⑤熱液脈型鉛鋅銀礦床,如寶山東部中—中低溫、財神廟中低溫和寶山西部中低溫熱液型鉛鋅銀礦床,受斷裂破碎帶及其旁側羽狀裂隙控制,為巖體(脈)邊緣接觸處的冷凝收縮破碎帶及褶皺軸部的層間剝離破碎帶和擠壓破碎帶控制[26];⑥ 熱液蝕變巖型金銀礦床,如大坊金礦,礦區出露地層主要為石炭系—二疊系,其中石炭系梓門橋組和壺天群組為主要賦礦層位[43];⑦紅土型金礦床,主要見于大坊礦區,礦區出露地層巖性主要為石炭系梓門橋組白云巖和壺天群白云巖,構造以EW向、SN向、NW向斷裂為主,有花崗閃長斑巖出露,絹云母化、碳酸鹽化、硅化和矽卡巖化愈復雜強烈,對成礦愈有利[30,39];⑧風化淋濾堆積型錳礦床,該類礦床規模小,如桂陽六合錳礦,礦區出露下二疊統當沖組巖層,經風化淋積和熱水遷移聚集而成[44]。

2 地球化學數據處理及分析

本研究在湖南省湘南地質勘察院的協助下,系統收集了坪寶礦集區192件土壤化探數據[45],選取W、Sn、Mo、Pb、Ag、Au、As、Bi、Cu、Hg、Sb、Zn、Cd、Co、Cr、Ni、V等17種成礦元素,進行R型聚類分析和Q型因子分析。

2.1 R型聚類分析

聚類分析又稱集群分析,是按“物以類聚”原則,根據變量之間的相似性或親疏關系,將變量進行分類[46]。本研究利用Statistica軟件進行R型聚類分析,得到R型聚類分析譜系圖(圖2)。

圖2 坪寶礦集區土壤地球化學樣品R型聚類分析譜系圖Fig.2 R-type cluster analysis pedigree of soil geochemical samples in Pingbao ore concentration area

由圖2可知:當距離系數為0.6時,可分為4組元素組合,第①組為 W、Bi、Cu、As、Pb、Ag、Zn、Cd、Sn,可能為中高溫—中溫成礦元素組合;第②組為Mo、Au、Sb,為高溫成礦元素組合;第③組為Hg,代表低溫成礦元素;第④組為 Co、Ni、V、Cr,可能代表圍巖中與基性巖有關的成礦元素組合。

2.2 Q型因子分析

因子分析是從多個復雜變量中依據某種內在聯系,而選擇出少量綜合變量的一種降維多元統計分析方法,用以達到數據簡化的目的[47]。在地球化學勘查中,通過因子得分值繪制的元素組合異常圖,有助于了解元素運移富集規律,從而指導找礦預測[48-49]。本研究選取坪寶礦集區土壤地球化學樣品中的17種成礦元素進行Q型因子分析,當累計方差貢獻率達77.31%時,得到4個主因子元素組合(表1):①Fa1因子,Zn、As、Pb、Ag、Cd、W、Sn、Bi、Cu、Mo、Sb、(Au);②Fa2因子,Ni、V、Co、Cr、Mo2、(Sb2);③Fa3因子,(Bi2、Cd2)、-Hg;④Fa4因子,(Sb3、W2、Au2)。

表1 坪寶礦集區土壤地球化學樣品方差極大旋轉因子載荷矩陣Table 1 Maximum variance rotation factor loading matrix of soil geochemical samples in Pingbaoore concentration area

結合坪寶礦集區的地質特征,研究認為Fa1因子代表鉛鋅等中溫成礦元素組合,Fa2因子代表圍巖與基性巖有關的成礦元素組合,Fa3因子代表低溫成礦元素組合,Fa4因子代表與Au、W有關的高溫元素組合。

3 地球化學異常分析

3.1 剖面地球化學

本研究選取 Cu、Pb、Zn、Sn 4種成礦元素,繪制了 PB100(205)、PB200(165)、PB300(174)、PB400、PB500(111)、PB600-1、PB600-2物探線的地球化學剖面圖,可以直觀地反映成礦元素的空間變化規律。

由PB100(205)線地球化學剖面圖(圖3)可以清楚看到,Cu、Pb、Zn、Sn 4種成礦元素含量在財神廟、寶山礦區疊加較好,整體上4種成礦元素含量沿PB100(205)線自NNW→SSE呈現增高的趨勢,反映了這些成礦元素在該區的富集,Cu、Zn含量基本呈同步消長的變化規律。在寶山礦區SSE側,Pb、Zn、Sn含量值較高,其中Pb含量達到2 600×10-6以上、Sn含量達到15×10-6,仍有升高的趨勢。該處NE向斷裂發育,為成礦的有利場所,南部出露石炭系石磴子組(C1sh)灰巖,是鉛鋅礦的重要賦礦層位,礦區內發育的細脈狀花崗閃長斑巖可為成礦提供物質來源。

圖3 坪寶礦集區PB100(205)線地球化學剖面Fig.3 Geochemical profile of PB100(205)line in Pingbao ore concentration area

由圖4可知:Cu、Pb、Zn、Sn成礦元素含量總體上自物探線PB200(165)NNW→SSE呈現逐漸升高的特點,局部出現小峰值,推測可能與該區NE向斷裂及中酸性巖枝有關。Cu、Pb、Zn成礦元素含量自寶山礦區往SSE側有繼續升高的趨勢,在SSE側達到峰值后開始減小,反映寶山礦區SSE側存在元素濃度異常區,且寶山礦區南部發育花崗閃長斑巖巖體、SSE側有石炭系石磴子組(C1sh)灰巖出露,具備Cu、Pb、Zn富集成礦的地層、巖性及巖漿巖條件,顯示出較好的找礦潛力。

圖4 坪寶礦集區PB200(165)線地球化學剖面Fig.4 Geochemical profile of PB200(165)line in Pingbao ore concentration area

在圖5中,Cu、Pb、Zn成礦元素含量存在雙峰值,且Cu、Zn含量異常重合性較好,呈同步消長的變化規律。寶山礦區NNW側Cu、Pb、Zn 3種元素存在峰值,可能與NW向F132斷裂和出露的少量花崗閃長斑巖有關,推測NW向F132斷裂為成礦流體運移通道。Pb、Zn含量在寶山礦區內表現為自NNW→SSE減少的趨勢,Cu、Zn含量在寶山礦區SSE側存在一個峰值,可能與獅子嶺出露的凝灰巖有關,反映寶山礦區邊部鉛礦化減弱,銅、鋅和錫礦化增強。綜合分析圖3至圖5可知,Sn含量變化基本一致,總體上沿3條物探線自NNW→SSE升高的趨勢,異常不明顯;平面上,Cu、Pb、Zn、Sn 4種成礦元素含量在寶山礦區內由E→W呈現減少的趨勢,反映成礦元素受NW、NE向斷裂組嚴格控制。

圖5 坪寶礦集區PB300(174)線地球化學剖面Fig.5 Geochemical profile of PB300(174)line in Pingbao ore concentration area

PB400線主要穿過野鵝塘礦區、大坊礦區,Cu、Pb、Zn、Sn 4種成礦元素含量變化范圍不大(圖6),其中,Cu、Zn、Sn 3種元素的變化規律基本一致,沿PB400線自NW向SE逐漸降低,至野鵝塘礦區又逐漸升高;Pb含量總體上沿PB400線自NW→SE呈現逐漸升高,在大坊礦區SE側達到峰值后開始降低,至野鵝塘礦區SE側又逐漸升高。大坊礦區Pb含量高,可能與花崗閃長斑巖以及SN向、近EW向斷裂有關。

圖6 坪寶礦集區PB400線地球化學剖面Fig.6 Geochemical profile of PB400 line in Pingbao ore concentration area

PB500(111)線主要穿過野鵝塘礦區、黃沙坪礦區(圖7),Cu、Pb、Zn、Sn 4種成礦元素含量總體上沿PB500(111)線自NW向SE逐漸升高,在黃沙坪礦區達到峰值后,向礦區SE側逐漸減少后又具緩慢升高。黃沙坪礦區出露與成礦最為密切的花崗斑巖巖體,NNE向斷裂為元素富集提供有利場所,近EW向斷裂控制成礦流體運移,造成黃沙坪礦區的成礦元素含量最高。 Cu、Pb、Zn、Sn 4種成礦元素含量在野鵝塘礦區呈現逐漸升高的特點,可能與出露大面積石炭系石磴子組(C1sh)灰巖及深部隱伏巖體有關。

圖7 坪寶礦集區PB500(111)線地球化學剖面Fig.7 Geochemical profile of PB500(111)line in Pingbao ore concentration area

PB600-1線位于PB500(111)線NE側,穿過黃沙坪礦區及野鵝塘礦區的中東部(圖1),Cu、Pb、Zn、Sn4種成礦元素含量變化規律一致,且空間重合性較好,均在黃沙坪礦區達到峰值,元素含量變化規律總體上與PB500(111)線相似(圖8)。

圖8 坪寶礦集區PB600-1線地球化學剖面Fig.8 Geochemical profile of PB600-1 line in Pingbao ore concentration area

PB600-2線位于PB500(111)線SW側,穿過黃沙坪礦區的SW部及野鵝塘礦區的南部(圖1),Cu、Pb、Zn、Sn成礦元素含量的變化規律總體上與PB500(111)線、PB600-2線的元素含量變化規律一致(圖9)。 綜合 PB600-1、PB500(111)、PB600-2線元素地球化學剖面圖,可以看出 Cu、Pb、Zn、Sn 4種成礦元素含量具有明顯的分帶性,以黃沙坪礦區為中心,元素含量向兩側呈現降低的趨勢,含量異常中心往往是有利的賦礦部位,具有較好的找礦潛力。

圖9 坪寶礦集區PB600-2線地球化學剖面Fig.9 Geochemical profile of PB600-2 line in Pingbao ore concentration area

3.2 因子組合地球化學異常

本研究在R型聚類分析和Q型因子分析的基礎上,繪制了坪寶礦集區的土壤地球化學Fa1因子、Fa2因子、Fa3因子和Fa4因子的等值線異常圖(圖10),并將Fa1因子、Fa3因子和Fa4因子等值線疊加在地質圖上(圖11),從因子得分等值線異常—地質圖上可以清楚看出元素組合異常區域,具有明顯的濃度集中區,特別是寶山—黃沙坪一帶。

圖10 坪寶礦集區因子得分等值線異常圖Fig.10 Isoline anomaly plot of factor scores in Pingbao ore concentration area

圖11 坪寶礦集區因子得分等值線異常及地質疊合簡圖Fig.11 Factor score contour anomalies and geological overlay diagram of Pingbao ore concentration area

圖10(a)、圖11(b)為Fa1因子等值線異常圖,反映的是鉛鋅等中溫成礦元素異常。坪寶礦集區內明顯形成了2個異常區,Ⅰ異常區位于黃沙坪礦區,呈NNE—SSW向展布,向SSE發散;Ⅱ異常區位于桂陽縣—寶山礦區東側,異常走向呈NNW—SSE向,向SWW發散。總體上兩個異常區走向基本一致,與礦集區NNE向的構造基本平行,表明異常受構造控制作用明顯;但兩個異常區不連續,可能與SN—NNE向復式倒轉背、向斜被NW向斷裂錯斷有關。沿PB200(165)線自NNW向SSE,中溫成礦元素組合異常加強,與 Cu、Pb、Zn、Sn成礦元素含量等值線變化趨勢基本一致;PB600-1、PB600-2線自NW向SE,中溫成礦元素組合異常呈現出由弱到強再減弱的特征,在黃沙坪礦區內異常最明顯,平面上與Cu、Pb、Zn、Sn成礦元素含量呈北高南低的變化趨勢基本一致。

圖10(b)為Fa2因子等值線異常圖,反映的是圍巖中與基性巖有關的成礦元素。因子組合中的鎳(Ni)和鈷(Co)均為鐵族元素,地球化學性質相似,具有親鐵和親硫的雙重性質;在地質作用過程中,兩者具有正相關關系。因子組合正異常顯示坪寶礦集區的圍巖地層空間分布,負異常則反映中酸性巖體的空間展布特征,與地質事實基本一致。坪寶礦集區內的巖體在深部為一個近SN向展布的巖基,呈現2個負異常區:Ⅲ異常區在寶山礦區和大坊礦區的中間位置,Ⅳ異常區位于黃沙坪礦區,異常大致呈“S”形態,寶山礦床、黃沙坪礦床分別位于巖體的轉折部位(圖10(b))。

圖10(c)、圖11(c)為Fa3因子等值線異常圖,反映的是低溫成礦元素異常。由于元素組合中Hg為負值,故其負異常代表低溫成礦元素異常。礦集區內的黃沙坪礦區形成了明顯異常,可細分為3個異常區:Ⅴ異常區位于黃沙坪礦區,Ⅵ異常區位于黃沙坪礦區NE側,Ⅶ異常區位于黃沙坪礦區E側,異常總體走向呈NE—SW向展布,向SE發散。Ⅴ異常區的Fa3因子得分值整體上以黃沙坪礦區為中心,分別向NW和SE方向升高,推測與近EW向斷裂切穿NE向斷裂有關。

圖10(d)、圖11(a)為Fa4因子等值線異常圖,反映的是高溫成礦元素異常。坪寶礦集區內可圈定3個異常區:Ⅷ異常區位于寶山礦區,Ⅸ異常區位于黃沙坪礦區S側,Ⅹ異常區位于黃沙坪礦區E側。Ⅷ異常面積較大,走向總體呈近SN向展布,向W發散,異常區的Fa4因子得分值總體上具有自NW→SE呈現升高的趨勢,該處有花崗閃長斑巖,呈巖株、巖脈狀產出,為寶山礦床的形成提供了成礦物質[30]。Ⅸ異常和Ⅹ異常走向呈近EW向展布,向N或S發散,Ⅸ異常和Ⅹ異常區的Fa4因子得分值總體上自NW向SE逐漸升高,推測與NWW向斷裂有關,該處也發育有斑巖體。

因子分析結果顯示,高溫成礦元素異常(Ⅸ、Ⅹ)、中溫成礦元素異常(Ⅰ、Ⅱ)、低溫成礦元素異常(Ⅴ)范圍及延伸方向明顯受到坪寶礦集區內NWW向、NNE向和近EW向斷裂控制,中酸性巖體元素異常(Ⅲ、Ⅳ)與近SN向斷裂有關,指示異常空間展布明顯受構造控制。

4 找礦預測

4.1 成礦流體運移方向

高溫、中溫、低溫地球化學異常分布的空間相對位置,可以大致反映成礦流體的運移方向。寶山礦區北部自NNW側依次出現了中酸性巖體元素異常(Ⅲ)→高溫成礦元素異常(Ⅷ)→中溫成礦元素異常(Ⅱ)→低溫成礦元素異常(Ⅵ),反映了成礦流體自NNW向SSE運移(圖12),推測寶山礦區北部NNW側為重點找礦靶區。寶山礦區西南部自NW側依次出現了中酸性巖體元素異常(Ⅲ)→高溫成礦元素異常(Ⅷ)→中溫成礦元素異常(Ⅱ)→低溫成礦元素異常(Ⅵ),反映成礦流體自NW向SE運移,推測寶山礦區西南部的NW側也為重點找礦靶區。需要說明的是,寶山礦區的高溫成礦元素異常(Ⅷ)、中溫成礦元素異常(Ⅱ)在空間上呈現近乎重疊的特征,反映出成礦流體在水平方向上的運移距離不大,推測深部礦體的產狀較陡,與寶山礦區深部揭露的礦體產狀一致。

圖12 坪寶礦集區成礦流體運移示意Fig.12 Schematic of ore-forming fluid migration in Pingbao ore concentration area

柳塘嶺礦區內發育有花崗閃長斑巖巖株、巖枝,礦區中部自東側異常依次呈現中酸性巖體元素異常(Ⅳ)→高溫成礦元素異常(Ⅹ)→低溫成礦元素異常(Ⅶ)→中溫成礦元素異常(Ⅰ)→低溫成礦元素異常(Ⅴ),反映成礦流體自E向W運移(圖12)。柳塘嶺礦區內低溫成礦元素異常(Ⅶ)與高溫成礦元素異常(Ⅹ)在空間上大致重合,反映成礦流體的水平運移距離不大,推測與巖體的產狀較陡有關,因此柳塘嶺礦區的中部是重點找礦靶區。

黃沙坪礦區本身就處于中酸性巖漿巖分布區,整體位于中酸性巖體元素異常(Ⅳ)內,其流體運移方向并不明顯(圖12)。自黃沙坪礦區中部向北,依次出現高溫成礦元素異常(Ⅸ)→中溫成礦元素異常(Ⅰ)→低溫成礦元素異常(Ⅴ),反映成礦流體自SSE向NNW運移,因此黃沙坪礦區南側是尋找高溫礦體的重點找礦靶區。同時,黃沙坪礦區北側,出現了中酸性巖體元素異常(Ⅳ)、低溫成礦元素異常(Ⅴ)與中溫成礦元素異常(Ⅰ)的空間重疊,也反映出成礦流體的水平運移距離不大,推測與巖體的侵位產狀較陡有關。但此處并未出現高溫成礦元素異常,推測與巖漿巖的成礦專屬性有關,此處深部是尋找Cu-Pb-Zn礦體的重點找礦靶區。

4.2 找礦靶區

根據前人研究成果,坪寶礦集區石炭系石磴子組(C1sh)灰巖為有利的賦礦層位[33];坪寶礦集區內SN向或NNE向壓扭性斷裂是有利的容礦場所,近EW向、NW向斷裂或NWW向張性或張扭性斷裂多為控巖導礦構造,區內走向近SN—NNE向復式倒轉向斜、背斜是坪寶區內主要的賦礦構造[23,35-36]。寶山礦床發育的巖漿巖為燕山期花崗閃長質小巖體,與銅、鉛鋅、金銀等多金屬礦床有關,黃沙坪礦床發育的巖漿巖為燕山期花崗巖體,與鎢、錫、稀土、鈮、鉭多金屬礦床有關。通過對土壤地球化學數據的信息挖掘,本研究圈定了6個找礦靶區,如圖11(d)所示。

①號靶區位于寶山、財神廟礦區NW側,預測依據主要為:出露地層為石炭系石磴子組(C1sh)灰巖,為有利的賦礦地層;該處存在NNE向壓扭性斷裂,是有利的容礦空間;區內發育有少量花崗閃長斑巖,可為成礦提供成礦物質來源;高、中、低溫成礦元素組合異常在此處均出現,且基本重合;反映該處成礦潛力較大、且深部礦體產狀較陡。

②號靶區位于財神廟礦區以南、寶山礦區以北,大致在兩礦區的交界處,預測依據主要有:靶區西側的地層巖性為石炭系石磴子組(C1sh)灰巖,地層和巖性利于成礦;該處斷裂發育,存在NE、NW向斷裂組,NW向F132斷裂穿過靶區,為成礦提供了有利的構造條件;區內花崗閃長斑巖呈巖脈、巖株狀產出,為有利的巖漿巖條件。Cu、Pb、Zn、Sn成礦元素含量在兩礦區邊界處呈明顯升高的趨勢。該處依次出現了中酸性巖體元素異常(Ⅲ)→高溫成礦元素異常(Ⅷ)→中溫成礦元素異常(Ⅱ)→低溫成礦元素異常(Ⅵ),反映成礦流體自NWW向至SEE向運移。反映該處深部具備較好的找礦潛力,推測可能為寶山礦區已知礦體的深部延深。

③號靶區位于寶山礦區SE側,預測依據主要為:該處地層巖性為石炭系石磴子組(C1sh)灰巖,該處發育有NE、NW向斷裂;Cu、Zn含量自寶山礦區向SSE側繼續升高,Ⅱ、Ⅵ、Ⅷ異常在空間上基本重合(圖10),反映成礦流體的運移距離不大。考慮到此處臨近桂陽縣城,已列為縣城建設規劃區域,不宜開展深部探礦工作。

④號靶區位于野鵝塘礦區,預測依據為:出露地層為石炭系石磴子組(C1sh)灰巖,區內發育有近SN向和EW向斷裂,可為成礦提供有利場所;Cu、Pb、Zn、Sn成礦元素含量在野鵝塘礦區呈現升高趨勢,平面上呈現S高N低,反映成礦元素含量明顯受構造控制。此處并未出現各類元素組合因子的明顯異常,推測與該區地表未出露巖漿巖有關。根據寶山、黃沙坪礦區的巖漿巖展布情況,推測該區深部可能存在隱伏巖體,隱伏礦體亦埋藏較深。

⑤號靶區位于柳塘嶺礦區中北部,預測依據主要為:其W側及南部出露地層為石炭系石磴子組(C1sh)灰巖;礦區E、W側均發育有近SN向斷裂,北部有NW向斷裂錯斷這兩條斷裂,可為成礦提供容礦空間;區內花崗閃長斑巖呈株、巖枝狀產出,可為成礦提供成礦物質來源。柳塘嶺礦區同時出現了高溫成礦元素異常(Ⅹ)、低溫成礦元素異常(Ⅶ),礦區中部東側成礦流體自E向W運移,但運移距離不大。

⑥號靶區位于黃沙坪礦區SE側,預測依據主要為:出露地層為泥盆系錫礦山組(D3x2)灰巖和石炭系石磴子組(C1sh)灰巖;NE向和近EW向斷裂在此交匯,其中NE向壓扭性斷裂可為成礦提供有利的容礦場所,近EW向張性或張扭性斷裂為控巖導礦構造;區內有凝灰巖呈巖株和巖脈狀產出;Cu、Pb、Zn、Sn成礦元素含量以黃沙坪礦區為中心,向四周減少,指示黃沙坪礦區具有較好的找礦潛力。黃沙坪礦區南側呈現高溫成礦元素異常(Ⅸ)→中溫成礦元素異常(Ⅰ)→低溫成礦元素異常(Ⅴ),反映成礦流體自SSE向NNW運移,中溫成礦元素異常(Ⅰ)與低溫成礦元素異常(Ⅴ)基本重合,反映成礦流體運移距離不大,深部隱伏礦體產狀較陡。

目前,礦山已經在②號靶區的165#勘探線進行鉆探工作,ZK16508深鉆于1 664.83～1 699.84 m處揭露到銅礦體,厚度達35 m,驗證了該靶區的深部找礦潛力,其他找礦靶區還有待于下一步的工程驗證。

5 結 論

(1)由于地表不具備開展化探工作的條件,本研究收集了坪寶礦集區土壤地球化學數據,基于7條物探線,選取 Cu、Pb、Zn、Sn 4種成礦元素繪制了地球化學剖面。研究表明:寶山礦區4種成礦元素明顯受NW、NE向斷裂組嚴格控制;大坊礦區Pb含量高,可能與花崗閃長斑巖以及SN向、近EW向斷裂有關;黃沙坪礦區4種成礦元素具有明顯的分帶性,以黃沙坪礦區為中心,元素含量向兩側呈現降低的趨勢,指示黃沙坪礦區仍具有較好的找礦潛力。

(2)坪寶礦集區Fa1、Fa2、Fa3和 Fa4的因子得分等值線異常圖顯示10個地球化學異常區域,即高溫成礦元素異常(Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ)、中溫成礦元素異常(Ⅰ、Ⅱ)、低溫成礦元素異常(Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ)和圍巖中與基性巖有關的成礦元素異常(Ⅲ、Ⅳ)。寶山礦區北部成礦流體自NNW向至SSE向,西南部成礦流體自NW向至SE向運移;柳塘嶺礦區中部東側成礦流體自E向W運移,但運移距離不大;黃沙坪礦區中部向北,成礦流體自SSE向至NNW向運移。

(3)綜合坪寶礦集區地質特征、成礦元素空間分布規律、不同因子元素組合,推測成礦流體運移方向,本研究圈定了6個找礦靶區,②靶區找礦效果明顯,施工鉆孔揭露到厚達35 m的銅礦體,為區內深部隱伏礦勘探提供了依據。不足的是,本研究缺少與物探信息的綜合分析,今后將結合相關物探資料,建立物化探綜合找礦方法,為深部找礦預測進一步提供可靠依據。