劉忠+趙康

摘 要： 為在皂河地區(qū)獲得新的找礦線索，本文通過統(tǒng)計皂河礦區(qū)土壤樣品多元素地球化學(xué)參數(shù)，推測可能的礦源層和富集成礦作用。根據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣、因子分析以及聚類分析的統(tǒng)計結(jié)果，推測出礦區(qū)的主成礦元素和伴生元素，以及可能存在的元素組合類型，確定了礦區(qū)有力的成礦元素組合類型，并圈定了組合異常。通過地表工程，對所圈定的異常進(jìn)行查證，取得良好的找礦效果，揭示了礦區(qū)所蘊藏的成礦信息，指明了礦區(qū)今后的找礦方向，為更好地指導(dǎo)礦區(qū)下一步勘查工作提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 皂河； 土壤地球化學(xué)； 鉛鋅礦； 安徽北淮陽

引言

皂河礦區(qū)位于安徽北淮陽成礦帶西段，該區(qū)先后開展多次地質(zhì)找礦工作，并取得一些成果。為在該地區(qū)有新的找礦突破，本次旨在通過土壤地球化學(xué)測量，發(fā)現(xiàn)深部隱伏礦（化）體。本文在系統(tǒng)總結(jié)礦區(qū)地層、構(gòu)造、巖體、圍巖蝕變等地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，運用大比例尺土壤地球化學(xué)方法進(jìn)行找礦研究，了解成礦元素在該地區(qū)的分布情況，分析不同元素的土壤地球化學(xué)特征，圈定元素綜合異常，并對綜合異常進(jìn)行解釋，為該區(qū)下一步找礦工作提供有利的線索。

1. 地質(zhì)特征

皂河礦區(qū)大地構(gòu)造位于二級構(gòu)造單元大別—蘇魯?shù)貕K（Ⅳ-11）北麓，三級構(gòu)造單元安徽北淮陽成礦帶西段。礦區(qū)構(gòu)造活動較為復(fù)雜，以斷裂構(gòu)造為主，次為層間破碎帶和褶皺。受區(qū)域構(gòu)造活動的影響，礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主體構(gòu)造（銀沙—泗河斷裂）呈北東向展布，為礦區(qū)內(nèi)主要的控巖構(gòu)造。與主體斷裂構(gòu)造相配套發(fā)育一系列北西向次級斷裂構(gòu)造，為礦區(qū)內(nèi)控礦構(gòu)造。層間破碎帶主要發(fā)育于佛子嶺巖群內(nèi)部，呈北西向展布，為礦區(qū)內(nèi)主要的容礦構(gòu)造。褶皺主要見于石炭系地層中，佛子嶺巖群內(nèi)局部可見小褶皺。

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖活動強(qiáng)烈，表現(xiàn)為燕山期侵入的二長（花崗）斑巖體以及后期侵入的中酸性巖體（脈）。二長（花崗）斑巖體呈斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為斜長石、鉀長石、石英，次為黑云母、角閃石，副礦物有金紅石、磷灰石；巖體常以舌狀侵入古生代地層中，主要出露于礦區(qū)中部。礦區(qū)內(nèi)脈巖主要有閃長（玢）巖、二長斑巖、花崗斑巖以及正長斑巖，多呈北西向和北東向展布。

礦區(qū)圍巖蝕變主要是沿構(gòu)造破碎帶以及糜棱巖化帶產(chǎn)出。蝕變類型主要有黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化以及方鉛礦化、閃鋅礦化、磁鐵礦化等。

2. 土壤樣品采集與測試方法

根據(jù)礦區(qū)內(nèi)各地質(zhì)單元產(chǎn)狀特征，確定土壤地球化學(xué)測量測線方向為55°，網(wǎng)度為100m×40m，土壤測量面積為3.41km2。結(jié)合區(qū)域內(nèi)以往工作經(jīng)驗和試驗工作，土壤樣品選用-60目粒徑。為增強(qiáng)樣品代表性，樣品采自采樣點周圍位于點線距1/10距離范圍內(nèi)的2個～3個子樣組合而成，取樣層位以B層為主，個別地方因沖刷嚴(yán)重，取樣層位以C層為主。并嚴(yán)格按照干燥—碎樣—過篩—拌勻—稱重（≥160g）—裝袋—裝箱的工序進(jìn)行加工與保存，在嚴(yán)格防止樣品交叉污染的情況下送實驗室分析。

分析元素10種（Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Mo、W），其中Au、Ag用發(fā)射光譜法，Cu、Pb、Zn用電感耦合等離子體光譜分析法，As、Sb、Bi采用氫化物原子熒光光度法，Mo、W用催化極譜法。

3. 土壤地球化學(xué)測量結(jié)果與討論

3.1 土壤地球化學(xué)特征

根據(jù)勘查地球化學(xué)及化探普查規(guī)范中已有的定義及公式，對皂河礦區(qū)887件土壤樣品的原始分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析。利用迭代剔除法，逐步剔除大于3倍標(biāo)準(zhǔn)離差的特高值后，計算出全區(qū)各元素的背景平均值（X）和標(biāo)準(zhǔn)離差（S），再根據(jù)T=X+2.5S求得元素的異常下限值，富集系數(shù)=平均值/地殼豐度；變異系數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值。統(tǒng)計結(jié)果顯示，As、Sb、W、Mo、Bi富集系數(shù)較大，Cu、Pb、Zn的標(biāo)準(zhǔn)離差較大，Cu、Pb、As、W的變化系數(shù)較大，說明As、Sb、W、Cu、Pb、Zn等元素在土壤中發(fā)生了較強(qiáng)的次生富集作用，局部形成了富集礦化，而其他元素在土壤中分布較均勻。

通過對礦區(qū)內(nèi)土壤樣品原始數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，可以看出，Au和Cu、Bi、Sb，Ag和Pb、As，Cu和Zn、Sb，Pb和Zn、As，Zn和As之間呈明顯的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.62、0.55、0.60、0.66、0.56、0.67、0.53、0.69、0.67、0.64。而Au、Pb、Zn、Bi、As均與Mo呈負(fù)相關(guān)。

通過對礦區(qū)內(nèi)土壤樣品原始數(shù)據(jù)進(jìn)行R型因子分析，從第一因子F1到第四因子F4的累計方差貢獻(xiàn)為80.57%。表明前4個因子可以解釋變量間及變量與地質(zhì)作用之間的相互關(guān)系。4個因子分別代表了不同的元素組合，結(jié)合礦區(qū)的實際情況，可以將元素組合解釋為：

F1主因子主要由Ag-Cu-Pb-Zn-As組成。在主因子上的載荷為0.904、0.639、0.953、0.878和0.905，顯示這五種元素與F1具有較強(qiáng)的相關(guān)性。在F1上，除Ag-Cu-Pb-Zn-As外，Sb也有部分因子載荷。其成礦因子的方差貢獻(xiàn)率為50.4%，Ag-Cu-Pb-Zn-As（Sb）代表著主成礦期，為中低溫?zé)嵋撼傻V作用的元素組合類型。

W在F2上的載荷為0.941，顯示出極強(qiáng)的相關(guān)性。在F2上，除W外，Bi也有部分載荷。其成礦因子的方差貢獻(xiàn)率為12.162%，W（Bi）為高溫成礦元素組合。

Mo在F3上的載荷為0.989，顯示出極強(qiáng)的相關(guān)性。在F3上其余元素載荷極低，且大部分均呈負(fù)值，顯示出其他元素均與F3不相關(guān)。

Au在F4上的載荷為0.839，顯示出較強(qiáng)的相關(guān)性。在F4上，除Au外，Bi、Cu、Sb也有部分載荷，反映了一次中高溫成礦元素的遷移、富集、沉淀過程。

因子分析中，因子之間彼此是獨立的。通過分析研究不同元素在四個主因子上的載荷，表明該礦區(qū)存在多期次的疊加成礦作用。

3.2 單元素異常特征

礦區(qū)內(nèi)Pb、Zn、As、Bi異常形態(tài)規(guī)則，分布較集中，濃度分帶和濃集中心明顯，主要分布在巖漿巖侵入體與佛子嶺巖群接觸帶附近，且濃集中心與礦區(qū)內(nèi)礦脈產(chǎn)出部位和花崗斑巖體位置相一致，為礦致異常；礦區(qū)內(nèi)W、Mo異常多分布在主成礦元素外圍，局部濃集中心與酸性侵入體位置對應(yīng)，Mo多分布于石炭系地層中，推測與炭質(zhì)地層中石墨吸附性有關(guān)；就Au、Ag部分異常體現(xiàn)高背景的巖石地層整體而言，礦區(qū)內(nèi)Pb、Zn、Ag、As、Cu等元素異常強(qiáng)度高，規(guī)模大，套合程度高，異常分布范圍與礦區(qū)礦脈及花崗斑巖體的出露范圍相吻合，很好地反映了土壤地球化學(xué)測量在找礦過程中的有效性。

同時，礦區(qū)各單元素異常在平面上顯示出明顯的定向性，各異常均以北西向展布為特征，與各地質(zhì)單元產(chǎn)狀及佛子嶺巖群內(nèi)部糜棱巖帶的產(chǎn)狀相一致，說明該礦區(qū)礦化受構(gòu)造及巖漿熱液作用影響明顯。

3.3 組合異常特征及評價

根據(jù)對土壤地球化學(xué)特征的分析，結(jié)合單元素異常的分布情況及成礦地質(zhì)條件，在礦區(qū)內(nèi)圈定了6個組合異常。

組合異常圈定以后，對全礦區(qū)進(jìn)行1∶10000地質(zhì)檢測，并利用地質(zhì)物化探綜合剖面和槽探、淺井等工程對重點異常區(qū)進(jìn)行重點檢查，對發(fā)現(xiàn)的礦化蝕變地質(zhì)體利用地表山地工程揭露，最終在地表圈定出3條鉛鋅（金）礦（化）體。

1號礦（化）體由TC04控制，礦（化）體出露在佛子嶺巖群中含片巖的大理巖之中，綠簾石和綠泥石化發(fā)育。Pb：0.53×10-2，Zn：0.106×10-2；Ag：26.8×10-6。

2號礦（化）體由TC08、TC14、TC16、QJ02控制，控制長度100m±，寬度20m±，厚度3m±，礦（化）體傾向南東，傾角10-20°。礦（化）體出露在佛子嶺巖群斜長角閃片巖之中，下伏構(gòu)造破碎帶，厚約1.5m，礦（化）體中Pb：0.313～1.251×10-2，Zn：0.345～1.24×10-2；Ag：10.3～26.1×10-6；Au：0.16～0.65×10-6。

3號礦（化）體由TC03、TC09控制，控制長度約100m，礦（化）體出露在佛子嶺巖群中含片巖的大理巖之中，礦石品位較低，礦（化）體中Pb：0.153～5.185×10-2，Zn：0.29～11.06×10-2；Ag：10.1～91.6×10-6；Au：0.12～3.14×10-6。

通過對組合異常進(jìn)行查證，證明了異常的真實性、可靠性和有效性，也證實了土壤地球化學(xué)測量在找礦中的有效性。

4. 找礦方向

（1）異常的展布受北西向構(gòu)造影響很大。（2）佛子嶺巖群可能為礦區(qū)內(nèi)鉛鋅金多金屬成礦的礦源層。（3）礦區(qū)內(nèi)含礦熱液隱含著多期次的活動軌跡，這對成礦作用是非常有利的。（4）異常評價的結(jié)果說明，礦區(qū)內(nèi)地表多金屬礦化體在地表已初具規(guī)模，深部可能具有很好的Au-Pb-Zn-Cu等多金屬礦產(chǎn)的潛力。（5）礦區(qū)內(nèi)Ag-Cu-Pb-Zn-As-Au套合程度高，濃集中心明顯，說明該區(qū)內(nèi)尋找深部隱伏礦床具有很好的潛力。

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