地球化學異常特征及找礦潛力研究

莫達慶

（廣西壯族自治區區域地質調查研究院，廣西 桂林 541003）

1 地質特征

區域內的地質結構經歷了數個時代的演變，裸露地層存在狼牙山組，在太古宙時期，該區域主要經歷了火成活動和變質作用，形成了大量的基性、超基性巖石和高級變質巖，到了元古宙時期，該區域內的地殼進一步增厚，形成了陸核和陸架，使得陸地結構更加穩定。下-中三疊由于斷流方向為東西方向，表面裸露部分地層，下部因斷裂缺失。區域內南北未遏制的段落分別為中斷裂和南斷裂，經過多次活動形成，該地質區域內的巖漿層裸露量比較少，裸露巖石大都為花崗巖，受巖漿活動影響比較大，具有層理分布特點。礦物質主要集中在斷層帶之中，且礦化效果較好，金礦、鐵礦數量較多，呈現出脈帶狀分布[1]。

本項目主要研究了該區域內的部分位置，研究主要與成礦關系密切的中三疊統鬧倉堅溝組，位于整個地質區域的西部偏北位置，走向呈東北向西南走向。該區域內的巖石含量中，石英砂巖、粉砂巖的數量較多，在部分泥巖之中夾雜著因板塊運動破碎的細礫巖。在該區域的東部位置和北部位置，存在中三疊統鬧倉堅溝組，巖性分為兩段，呈帶狀分布，巖石組分中包含大量微晶灰巖，該地層結構與成礦關系比較密切。在對礦區地質結構進行勘察和測驗過程中，共計發現4 條蝕變帶（簡化編號：A、B、C、D），其中包括金礦體數量8 條、金礦化體數量6 條，斷續長度為2.2～8.3km，裸露寬度在220m 左右。蝕變帶與化學異常區域的結合程度良好。金礦體受蝕變帶影響較大，長度在200m 左右，厚度約1.5m，平均品位約5.3×10-6。礦區位置存在部分硅化現象，礦物質硅化類型包括黃鐵礦、褐鐵礦、絹云母等。地區主要開發的礦石物質所在區域為破裂巖和石英脈之中，礦石包括黃鐵礦、磁鐵礦、鉻鐵礦等，石英脈產出礦石類型包括方解石、長石等，礦石結構復雜，呈現出星點、條帶、脈狀[2]。

2 案例區域地球化學異常特征分析

2.1 景觀地區化學特征

結合景觀圖對該區域進行化學分析，整個礦體山區位于高寒區域，屬于中淺切割山區，相對高差在600m 左右。區域內溝谷比較開闊，且地形起伏波動比較小，植被發育較少，水源主要來自冰雪融化。采集樣本對水系沉積物的化學元素特征進行分析，總結地球化學異常特征。

2.2 化學異常特征

結合相關部門對礦產地質開發階段的測量結果，在該區域內共計存在四處化學元素異常的情況，區域編號為Fa、Fb、Fc、Fd，化學元素異常主要包括As 和Sb兩種，其中Fb 和Fd 兩處經過測定后發現為礦質異常。其中，Fa 區域屬于Sb、As 化學異常，Fb 區域屬于Sb 綜合異常，Fc 區域屬于Sb 綜合異常，Fd 區域屬于As、Au綜合異常。

2.2.1 Fa 區域綜合異常

該異常區域位于整個礦產研究位置的西側部分，主要表現為Sb、As 元素異常。元素分布形態為橢圓形，面積在3.58km2左右，組分比較直觀，主要異常表現為Sb162 異常，峰值最高達到10.2×10-6，As251 屬于伴生異常現象，峰值達到99.8×10-6，兩個異常區域銜接良好。濃度分帶均屬于中外分帶，巖石組合為砂礫巖、細晶灰巖，存在兩條斷裂帶，在中間位置通過。綜合異常處于兩條斷裂帶的連接位置。其中，Sb162 的異常下限數值為1.8，異常點數量為11 個；As251 異常下限為19.8，異常點數量為15 個[3]。

2.2.2 Fb、Fc 區域綜合異常

Fb 和Fc 區域綜合異常均屬于As 和Sb 異常，Fb異常位于東側位置，距離礦區位置500m 左右，異常形態不規則，面積在9.2km2左右，主要異常為As266 異常，峰值達到126×10-6，Sb162 屬于伴生異常，峰值為5.85×10-6，屬于中外濃度分帶。巖層厚度中等，存在長石砂巖、礫砂巖，異常區域向斷裂發育，屬于Au 礦體，其出現化學元素異常的主要原因是礦物開采所導致。其中，As266 異常下限值為19，異常點數量達到35 個，總面積達到6.6km2；Sb162 異常下限數值為1.9，異常點數量為24 個，總面積達到5.8km2。

Fc 異常位于礦區東北位置1.8km 區域，與Fb 同屬于一種異常情況，異常分布呈現出不規則變化，且呈面狀分布，面積在2.9km2左右，主異常為As268，峰值達到73.8×10-6，Sb 異常屬于伴生異常，但存在兩個子異常，峰值達到3.9×10-6，異常區域存在大量的硅質巖，沿著西北斷裂方向分布。其中，As268 異常下限為18.9，異常點數數量為13 個，總面積在2.3km2左右；Sb 異常分為Sb169、Sb170 兩個子異常，總異常點數為5 個，異常下限為1.8，面積在1.1km2左右。

2.2.3 Fd 綜合異常

Fd 區域異常屬于Sb、As 和Au 綜合異常，位于區域的東部位置，化學元素異常呈現出不規則形狀，總面積達到15km2左右，Sb 為主異常，As 與Au 屬于伴生異常。主異常內存在兩個子異常，編號分別為Sb176、Sb177，前者位于研究區域之中，后者位于研究區域之外，兩者之間的峰值分別為6×10-6、9.8×10-6。Au異常存在兩個子異常，編號分別為Au222、Au223，前者位于研究區域之內，后者位于研究區域之外，峰值分別為19.9×10-6、15.2×10-6，As 異常峰值為5.5×10-6。異常區域內存在石英砂巖、硅質巖石，在Au 子異常區域，發現金礦點，共計存在金礦體數量6 個，礦體因斷裂地質結構形成，經過調查研究后發現其原因是礦致異常[4]。

3 驗證分析

3.1 基本原理

地球化學異常特征分析是地質勘查的重要手段，主要是通過測量和分析地殼中化學元素的分布規律和異常現象，以尋找礦產資源。在這個過程中，地球化學測量是關鍵的一環。地球化學測量主要包括采樣、實驗室分析和數據處理等步驟。采樣通常包括巖石、土壤、水體和大氣等多種類型，以獲取全面的地球化學信息。實驗室分析則通過各種化學和物理方法，如光譜分析、質譜分析和色譜分析等，對采集的樣品進行定性和定量分析。數據處理主要是對分析結果進行統計分析和解釋，以識別地球化學異常并確定其來源。

對于異常源的檢查，通常需要結合地質、地球物理和遙感等多種方法，以驗證地球化學異常的真實性和有效性。例如，如果在某個區域發現了金屬元素的地球化學異常，可以通過地質調查，查明該區域的地質條件和構造環境，判斷是否有可能存在金屬礦床。同時，也可以通過地球物理方法，如重力、磁力和電阻率等，進一步探查該區域的地下結構，確認異常源的位置和深度。

驗證結果通常是對地球化學異常的解釋和評價。如果驗證結果表明地球化學異常與礦產資源存在密切關系，那么就可以將其定為礦產找礦目標；如果驗證結果表明地球化學異常與礦產資源關系不大，那么就需要重新考慮采樣、分析和解釋的方法，以提高地球化學異常識別的準確性[5]。

3.2 驗證結果

本項目應用化學測量方法對異常源進行檢查，通過對異常區域剖面分析、淺探分析，圈出共計4 條蝕變帶，圈出金礦體數量8 條，Au 礦化體數量6 條。驗證結果表明，在Fa 綜合異常區存在破碎蝕變帶，位于地質斷裂位置，存在硅化、礦化現象。其中，褐鐵礦數量較多，分布較廣，呈蜂窩狀分布，黃鐵礦呈星點狀分布，使用槽探技術探明金礦體和礦化體，最高品位達到11.9×10-6，厚度在1.6m 左右，屬于褐鐵礦破碎巖。

Fb 地表斷裂長度在7km 左右，寬度在80m 左右，存在綠泥石化現象，高嶺土化現象十分明顯。黃鐵礦為星點狀分布，使用淺鉆技術對金礦體和礦化體進行圈定，Au 最高品位在12.3×10-6左右，為褐鐵礦化破碎巖+硅化脈。Fc、Fd 的驗證結果基本與Fa、Fb 相同。

3.3 找礦潛力分析

找礦潛力分析中，應疏理指示元素與礦藏之間的關系。金（Au）、銻（Sb）和砷（As）在地球化學中常常被用作找礦的指示元素。由于其在金礦、多金屬礦和砷礦等礦床中具有較高的含量，并且在礦化過程中，3 種元素均能夠形成明顯的地球化學異常特征。例如，金（Au）是地球化學勘察中最重要的元素之一。在自然環境中，金主要以極微量的形式存在，但在熱液脈和沙金礦床中，金的含量可以達到經濟開采的水平。因此，地球化學中的金異常通常是金礦或與金關聯的多金屬礦床的重要標志。銻（Sb）和砷（As）在許多類型的礦床中也具有較高的含量。例如，在某些金礦、鉛鋅礦和砷礦中，銻和砷的含量往往較高。因此，銻和砷的地球化學異常也可以作為這些礦床的找礦標志。在實際的地球化學勘察中，Au、Sb 和As 異常通常是單獨存在的，而是以某種特定的組合形式出現。在本項目金礦區中，Au、Sb 和As 的異常同時出現，并且具有一定的空間關聯性，通過對關聯性的分析，能夠判斷礦藏和分布。

在本項目研究中，區域內斷裂構造發育圖明顯，存在多活動疊加現象，使得地下金屬呈現出活化、遷移的情況。在找礦過程中，則應圍繞斷裂巖石，尋找金礦，區域內的巖石蝕變、硅化現象明顯，且褐鐵礦化明顯。基于化學測量結果，存在As、Sb、Au 異常現狀，且重合性良好，表明其存在良好的礦藏潛力，在對異常區域進行查證之后，驗證化學測量結果，共計圈出含金構造的蝕變帶數量4 條，圈定金礦體和金礦化體，Au 元素平均含量超過3×10-9，As 元素含量超過29×10-6，Sb 含量超出3×10-6。部分未經過測定的區域具有較大的找礦潛力，且本文僅通過初步驗證，并未進行深部驗證，仍存在較大的找礦潛力。

4 基于地球化學異常特征的找礦潛力分析方法

4.1 識別異常類型

地球化學異常特征分析主要基于異常元素，不同類型的異常伴隨著不同的礦藏。對異常類型識別是找礦潛力分析的關鍵。例如，在找礦潛力分析過程中，金礦的異常元素主要表現為Au、As、Sb 等，銅礦的異常主要表現在Cu、Mo、Ag 等方面，對異常元素的識別是找礦潛力分析的前提。同時，在異常類型識別中，礦床大多伴生多個元素異常現象，呈現出組合關系，其中包括Au-As-Sb、Cu-Pb-Zn 等，技術人員通過組合關系，能夠了解礦床的主要類型。在異常類型識別過程中，具有找礦潛力的異常主要表現為線狀和面狀等，通過異常分布，能夠了解礦床的特性。其中，線狀異常大都與脈狀礦床相關，而面狀異常大都與層狀礦床有關。

4.2 分析異常強度

地球化學異常強度直接反映了找礦的潛力，元素的異常強度通常反映了礦化程度和礦體規模的大小，異常強度越高，代表礦化可能性越好，礦體規模越大。因此，對異常強度的分析有助于評估礦床的潛在價值。在異常強度分析過程中，通過對異常元素的分布范圍，能夠判斷潛在礦體的規模，通過對異常元素的分布形態分析，能夠預測礦床的走向。在異常強度分析過程中，可將其與地區的地球化學背景值比較，高于背景值，表明異常強度，效果明顯。

4.3 分析異常空間分布特征

通過對異常的空間分布特征進行分析，能夠判斷礦床的延伸方向和深部潛力。例如，異常區呈線狀分布，代表礦床呈脈狀或帶狀分布；異常區在同一方向逐漸增強，代表礦床在這個方向上有延伸。異常的空間分布通常與地質構造有密切關系。例如，異常沿著斷裂、褶皺或接觸帶等地質構造分布，則表明地質構造控制了礦化的發生和發展，能預測礦床的分布范圍。

4.4 對比歷史數據

通過比較現在和過去的異常元素含量，相關技術人員能夠了解到礦化程度的變化趨勢。當某個元素的含量明顯增加時，表示礦化程度增強或者新的礦化區域被發現。在深度探測、探查過程中，可將當前的異常數據與歷史勘察結果對比，評估找礦潛力的同時，判斷是否發生變化。

5 結語

綜上所述，通過對地球化學異常特征的分析，能夠深入了解和判斷是否存在礦床的可能性。本文結合具體案例進行分析，探討了地球化學特征，對找礦潛力進行分析。該區域存在As、Au、Sb 異常現象，存在金礦體和金礦化體，異常沿著斷裂分布明顯，元素異常套合程度良好，具有較大的找礦潛力。在進行找礦潛力分析過程中，應基于研究區域的地球化學特征類型、異常強度、異常空間分布特征、歷史數據等，深入分析找礦潛力，以確保分析結果的準確性和科學性。