廣東玉水銅礦及外圍地球化學特征及找礦遠景分析

張 威

（廣東金雁工業集團有限公司玉水硫銅礦，廣東 梅州 514000）

1 區域地質特征

玉水銅礦區域大地構造單元屬南華準地臺中的三級構造單位永（安）梅（縣）惠（州）上古生界坳陷的中段，寨崗上侏羅紀陸相火山盆地的西南緣。區內加里東構造層為褶皺基底，海西-印支期為碎屑巖夾碳酸鹽巖、含煤建造。燕山期早期為含煤含鐵砂頁巖夾火山巖建造，中期為陸相火山巖建造，后期為內陸湖紅色建造和火山巖建造。

區內地層從泥盆系至第四系，除缺失奧陶系、志留系外，其余地層均有分布。寨崗上火山盆地中部、東部和東北部及南西邊緣均為上侏羅統高基坪群（J3gj）火山巖，火山巖周邊為漳平組（J2zh）地層；南部和西部則由震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、白堊系等地層組成。區域巖漿巖主要是小規模的淺成侵入巖，如花崗斑巖、中細粒黑云母花崗巖、石英斑巖（包括球粒斑巖、流紋斑巖）及輝綠巖等，它們均以小巖株或巖脈形式出現，最大的亦不超過1平方公里。

2 礦床地質特征

2.1 地層

礦區出露地層主要是震旦系(Zb)、中上泥盆統(D2-3)碎屑巖、下石炭統忠信組(C1dz)碎屑巖、中上石炭統(C2+3ht)碳酸鹽巖、不整合其上的上侏羅統(J2)陸相火山巖、下白堊統(K1gna)內陸湖相火山—沉積巖和第四系(Q)等（圖1）。其中中上石炭統底部、下石炭統頂部是主要賦存礦床的位置。

圖1 玉水銅礦礦區地質圖

2.2 構造

在礦區范圍內，對礦床的形成及開采影響較大的斷層主要為F23、F12、F13三條：

F12為1號礦體的西邊界，長度約為1500m，為傾向往西傾角約80°的正斷層。局部近于直立，沿斷層有燕山期輝綠巖侵入，切穿各時代地層，并錯動F23斷層。

F13為1號礦體的東部邊界，長度約為600m，傾向西，為陡傾斜的正斷層，沿斷層有燕山期輝綠巖侵入。

F23為1號礦體的北部邊界，長度大于1800m，走向總長約70°～80°，傾角72°～80°，北盤下降，南盤上升，沿走向、傾向有波狀扭動彎曲的逆沖斷層。斷層性質復雜，局部為正斷層。沿斷層面被輝綠巖、花崗斑巖充填，為控礦斷層。

2.3 巖漿巖

礦區的地表及鉆孔中均未發現較大的侵入體，但卻頻繁出現大小不一、形態復雜的后期脈狀小侵入巖，主要巖性是花崗斑巖(γπ53(2))和輝綠巖（βμ），且有少量的石英斑巖（λπ）等。

3 地球化學特征

本次巖石化探工作結合填圖工作中工作區內的構造、巖性、地層、礦化蝕變等地質特征，對巖、礦（化）石新鮮露頭及半風化轉石碎塊、風化巖（土）塊樣品進行采集、測試等工作，通過對各種成礦元素、微量元素的分析。采樣對象主要為褐鐵礦化、錳土化的巖石和轉石，少量普通巖石的采集作為背景值。部分地區還采集了一些土壤樣品進行對比。從樣品測試檢出的上、下限的統計結果，基本反映了工作區元素含量分布不均勻性和地球化學差異性。

3.1 元素含量分布特征

為了更加直觀地統計各元素含量分布特征，對測試結果（低于檢測下限或高于檢測上限的數據）進行了微處理：低于檢測下限的數據采用檢測下限的1/2替代，高于檢測上限的數據用檢測上限值替代。

地殼中元素含量變化主要受地質背景、風化剝蝕、次生富集及淋溶、遷移作用的影響，元素的富集、貧化基本能反映不同地球化學塊體基巖元素的原始分布特征，因此通過地球化學勘查獲取的數據在一定程度上能反映該區的元素含量空間分布規律。

利用本次工作取得的數據進行數理統計分析，根據元素的組合特征，巖、礦石中主成礦元素Cu、Ag、Ni、Pb、Zn及其它指示或伴生元素Fe、Mn、Cd、Co、Cr的含量變幅極大，最大最小值相差數百倍至上萬倍，其中：

Cu最 小 值 ＜1.0ug/g（ 取0.5ug/g）， 最 大 值 為1860ug/g，相差3720倍以上，Cu含量較高或達到礦化的樣品主要分布于工作區東南部的南山岌一帶，含量311ug/g～1860ug/g，為鐵錳質轉石碎塊，該區點位所處層位為侏羅系上統火山碎屑巖、第四系沖積、殘坡積層巖塊或砂礫層，局部為石英斑巖脈；分布于工作區北部的汶水東北角一帶、西部上坑一帶的侏羅系統火山碎屑巖中含鐵錳質的蝕變巖中局部Cu含量也較高，含量分別為336ug/g、568ug/g；其余地段或雖有褐鐵礦化或含鐵錳質蝕變，但Cu含量未明顯偏高。

大部分樣品中（113件）Ag含量低于檢測下限即＜0.50ug/g，最高含量＞100ug/g，部分樣品達到邊界品位（40～50克/噸）及最低工業品位要求（100～120克/噸），分布范圍與Cu元素高含量分布位置極為吻合。

Pb最小值為＜2.0ug/g（取1ug/g），最大值為＞10000ug/g，相差10000倍甚至更大，含量較大者可達邊界品位或工業品位。高含量的Pb分布范圍相對比Cu、Ag的廣，含量大于100ug/g分布于工作區東南部的南山岌-仙人井一帶，此處含量最高，已達工業品位，為鐵錳質轉石碎塊，該些點位所處層位為侏羅系上統火山碎屑巖、第四系沖積、殘坡積層巖塊或砂礫層，局部為石英斑巖脈；其次是分布于工作區北部的汶水東北角一帶的侏羅紀上統火山碎屑巖和局部白堊系凝灰巖、砂巖中含鐵錳質的蝕變巖塊，Pb含量190ug/g～490ug/g；工作區西部的上坑南西側一帶出現褐鐵礦化團塊及褐鐵礦化角礫巖，其中Pb含量為100ug/g～262ug/g，相對比周邊全風化團塊（浮土點）中的含量較高，表現為弱礦化，所處層位為侏羅系下統及白堊系葉塘組以及泥盆系上統地層；工作區南部的百瓦一帶褐鐵礦化砂巖、泥巖及花崗（斑）巖、石英斑巖中Pb含量高者一般為110ug/g～501ug/g，為局部弱礦化，其周邊的石英砂巖等含量均較低，該區所處主要層位為白堊系官草湖組、第四系沖、殘坡積層、寒武系下統及花崗巖、花崗斑巖脈。

Zn含量最小值4.0ug/g，最大值＞10000ug/g，平均值269.62ug/g，變幅大于2500倍。高含量Zn(1000～＞10000ug)分布于工作區東南部的南山岌-仙人井一帶，與Cu、Ag、Pb高含量位置極為吻合，其余絕大部分含量均低于500ug/g，零星出現褐鐵礦化斷層角礫、鐵錳質硅化砂巖中Zn含量在500ug/g～1000ug/g。

通過與中國大陸巖石圈元素含量對比，濃集系數＞1.5的指示元素有Sb、Ag、Pb、Bi、As、Cd、Mn、Mo、W、Co、Zn、S、Cu、Fe；微量元素有Tl、Ba、U、Th、La、V等 ；常量元素有Al。Ca、Mg、Na、Ni、P、Sr等元素具有嚴重虧損貧化，濃集系數小于0.65,且大多低于0.3。

通過與克拉克值相比較（濃集克拉克值=元素含量/地殼克拉克值），元素濃度克拉克值＞1.0的主成礦元素、伴生元素有Sb、Bi、Ag、Pb、As、Fe、Co、Cd、Mn、W、Mo、Zn、Ba、Cu、Ni，其中Ag、As、Bi、Cd、Co、Fe、Mn、Mo、Pb、Sb、Tl、W、Zn，且具有明顯的峰值，微量元素U、Th、Ga的濃度克拉克值也大于1.0，而Ca、Sr、Mg、Na同與中國大陸巖石圈元素豐度對比一樣，表現為嚴重虧損貧化。

通過對比，工作區巖、礦石的大部分元素含量濃集系數、濃度卡拉克值均大于1.5，特別是主成礦元素總體含量濃集系數、濃度卡拉克值均大于1，有些主成礦元素如Ag、Pb等濃集系數大于40。這反映了工作區巖、礦元素含量分布極為不均勻，部分元素的富集作用極為強烈，能為本區成礦提供極為有利的物質來源。

以各元素原始數據變異系數（CV1）和背景數據（原始數據剔除特高值后的數據）變異系數（Cv2）分別反映兩類數據的離散程度，其中Cv1/Cv2反映背景擬合處理時離散值的削平程度。通過利用Cv1和Cv1/Cv2制作的變異系數關系圖2可見：含量變化幅度極大，高強數據很多，成礦潛力很大的元素為Ag、Cd，而Ca主要是反映工作區內存在高鈣碳酸鹽巖；含量變化幅度較大，高強數據多，成礦可能性大的元素為Cu、Co、Ni、Pb。按樣品采集所處地質背景（地層）整理統計，總體上（平均值），主成礦元素及其伴生元素在從老至新的地層中含量分布規律較為明顯，從寒武系～第四系，主成礦元素含量由低到高分布，而在石英斑巖脈、花崗斑巖中元素含量相對最高。

圖2 元素含量（原始、背景數據）變異變異系數關系圖

3.2 元素組合關系 （特征）分析

以往工作認為本區屬火山熱液沉積—改造層控型銅多金屬礦床，以小范圍成巨富礦并伴生銀鉛鋅等礦產受地質工作者的關注（何耀基，1990；蔡錦輝等，1996）。一般來說，熱液礦床與成礦元素的成礦溫度密切相關，高、中、低溫作用形成不同的礦化元素組合，沉積礦床在成礦過程中也與元素的氧化還原環境相關，如中溫成礦帶元素組合：Cu、Pb、Zn、Ag、Au等；低溫成礦帶元素組合：Au、As、Sb、Hg等。

3.2.1 相關分析

元素變量間的相關性反映出地質作用中元素相關程度，正相關表明元素之間在成礦、成巖過程中共同帶入或帶出遷移，或在同一空間上富集或貧化，負相關表明一個元素帶入時另一個元素被帶出，或富集、貧化的空間相反。從成礦元素及微量元素間的相關性可見，Ag—Pb—Zn—Mn—(Cd)等元素之間相關較強，而Cu—Ni—Mn—Co之間相關性較弱，這可能反映了銅成礦與銀鉛鋅成礦為兩個或多個成礦期疊加的結果，Cu、Pb、Zn、Ag、Mn、Co、Ni等親銅、親鐵元素線性共生，一般與中溫和中—高溫熱液礦化作用有關，是尋找熱液賤金屬礦化的標志。As、Fe、Mo具有較強的顯著正相關，也是反映礦床成礦富集具有多期多階段的特點。

3.2.2 聚類分析

根據聚類分析結果，Cu、Co、Mn、Ni、Sc、Ba、Cd、Tl、Pb、Zn、Ag、Be、Bi呈線性或曲線性正相關，在0.5相似性水平聚類組成一組，是一套成礦元素及其主要的共生元素，反映了本區成礦作用的元素組合可能與中低溫熱液活動有關。其中在相似度0.7處Cd、Ni、Co、Cu、Ba、Mn、Tl與Ag、Pb、Zn各為一子族，說明Cu與Ag、Pb、Zn存在成礦階段、成礦空間上的差異。這些元素主要為親硫元素，與Cu成礦元素組合形成還原性金屬硫化物，揭示了本區成礦地層沉積早期為還原性沉積環境。該類元素與后述的其他類元素組合相關性較弱或不聚類，因此可能受沉積后熱液改造成礦作用的影響較大。另外主要成礦元素與該聚類中典型的地幔元素Co聚為一類，說明巖、礦石中富集的Cu、Ag、Pb、Zn等大多來源于地幔或地殼深部。目前本區除了發現成礦銅外，亦發現伴生、共生巨富的鉛鋅銀礦產，也反映了Cu、Ag、Pb、Zn作為本區的主要成礦元素出現，進一步說明其具有很大成礦潛力；第二組W、Sb元素組與第三組As、Fe、V、Mo、U元素組具有高、低溫元素混雜組合特征，可能反映本區巖漿熱液活動及沉積作用共同作用的結果；第四組Ga、Ti、La組成一組，為稀有元素與分散元素組合，很難形成獨立的礦物。其它類的Th、Cr、Sr、Ca、Mg、Na、S等元素與上述元素之間未有明顯相關性，與主成礦元素、指示元素均未形成聚類。其中，Na與Mg為一組，是成巖元素的基本組合特征；Sr、Ca、S各為一類，Sr一般為臺地相碳酸鹽巖沉積的特征元素，反映本區的碳酸鹽巖應為臺地相或者臺地邊緣相，Ca也作為高鈣碳酸鹽巖的主要特征元素，S在本區嚴重虧損，反映的是本區成巖、成礦過程歷經熱液作用導致S虧損。

4 找礦遠景分析

根據本次工作成果，結合本區主要成礦元素及指示元素分布特征，在主成礦元素組合的基礎上，對各成礦元素組合進行襯值疊加后再與主成礦因子得分趨勢等量線（面）進行疊加，結合區內地質特征，初步對成礦遠景（靶區）進行圈定：

4.1 找礦標志

（1）區內成礦元素、指示元素、伴（共）生元素峰值明顯，礦化蝕變強烈，其濃集中心及向外輻射區域為主要找礦標志之一。

（2）成礦、指示元素組合相關密切，如Ba與Cu具有明顯的線性相關，在需要注意本區內重晶石化部位，有可能找到Cu、Ag、Pb、Zn等多金屬礦床的潛力。

（3）礦化蝕變明顯，硅化、褐鐵礦化、鐵錳帽露頭等。

（4）巖漿巖（侵入巖）與沉積巖接觸帶，構造疊加部位。

4.2 找礦方向

玉水銅多金屬礦體賦存于下石炭統灰巖與中上石炭統石英砂巖的接觸部位，利用這一特征，結合礦體的賦存空間及斷層構造特征，根據本次取得的巖石地球化學測量成果等資料，認為本區成礦類型為熱液—沉積改造型。根據本次工作取得的成果，提出如下3個找礦空間：

（1）玉水銅礦—南山岌成礦遠景區：本次地表取樣，已發現成礦或礦化礦石，F42北東側為侏羅統凝灰質砂質礫巖，凝灰質含礫粗砂巖火山碎屑巖夾沉積巖等陸相火山碎屑巖，期間有石英斑巖、花崗斑巖脈、輝綠巖的侵入，成礦元素、指示元素線性關系組合性很強，元素含量峰值明顯，地表褐鐵礦化強，鐵錳質呈帶狀分布，推測出露的上侏羅統陸相火山碎屑巖下存在下石炭統砂巖與中上石炭統白云巖等層位，斷層與其接觸部位為成礦有利地段，找礦可能性很大。

（2）汶水成礦遠景區：該區北西向及北東向斷層構造呈網狀分布，主要出露侏羅紀上統及白堊紀沉凝灰巖、凝灰質砂巖、礫巖及流紋質火山碎屑巖類，局部已經出露石炭紀上統壺天組層位。該區域的Cu、Ag、Pb、Zn等元素含量較高，元素組合關系密切，峰值較強，地表褐鐵礦化明顯，錳土帶發育，推測為下覆的礦源層引起的異常，具有較好的找礦遠景。

（3）葵上—百瓦成礦遠景區：該區主要出露侏羅紀地層，南部的葵下周邊出露花崗巖、石英斑巖脈等巖漿巖，反映該區具有提供成礦熱液物源。成礦元素相對分散，元素組合中等，各成礦元素含量變化幅度中等，這可能與該區蓋層較厚有關，礦化蝕變較弱，找礦潛力中等，需要通過進一步勘查工作。