廣東陽西金鉤仔金礦土壤地球化學研究與找礦

郝 麟， 吳星星， 李 森， 呂小軍

（廣東省地質(zhì)局757地質(zhì)大隊，廣東 江門 529040）

廣東陽西金鉤仔金礦土壤地球化學研究與找礦

郝 麟， 吳星星， 李 森， 呂小軍

（廣東省地質(zhì)局757地質(zhì)大隊，廣東 江門 529040）

文章總結了金鉤仔礦區(qū)的地質(zhì)特征，對1∶10 000土壤地球化學測量的結果進行分析，研究了地球化學元素的含量特征、分布型式，并進行了組合分析、單元素異常及綜合異常的圈定。元素含量特征及分布型式表明，礦區(qū)Ag、Pb、As、Sb、Hg元素含量相對較高，變異系數(shù)比較大，這些元素易參與次生富集作用，形成地球化學異常；因子分析、聚類分析等多元統(tǒng)計分析表明，Cu－Pb－Zn、Ag－As－Sb－Hg 2類元素組合代表礦區(qū)主要成礦元素的次生富集組合，可作為本區(qū)較好的找礦指示元素；通過單元素異常及綜合異常的圈定認為，Au－As－Cu－Zn綜合異常帶、Au－Ag－As綜合異常帶、Cu－Pb－Zn綜合異常帶和 Au－As異常帶均具有較好的找礦前景，為礦區(qū)今后工作的重點靶區(qū)。

廣東陽西；土壤地球化學；金鉤仔；金多金屬礦床

金鉤仔礦區(qū)位于廣東省陽江市陽西縣，礦區(qū)及其周邊地區(qū)先后共開展過1∶20 0000重砂測量、1∶50 000水系沉積物測量工作，發(fā)現(xiàn)了金溝仔、龍運嶺2處金重砂異常點及良好的區(qū)域金異常帶，對本區(qū)的金礦勘查具有重要的指導作用。為此本文對金鉤仔地區(qū)開展1∶10 000土壤地球化學采樣工作，在研究本區(qū)地層、構造、巖漿巖、圍巖蝕變等地質(zhì)特征基礎上，運用土壤地球化學方法總結元素分布、遷移富集的規(guī)律，進一步圈定異常，為今后該區(qū)的找礦工作提供有利的線索與依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)地層簡單，僅出露寒武系八村群（∈bc）和第四系（Q）。寒武系八村群巖性以中厚層細粒長石石英砂巖為主，夾少量絹云母石英巖。巖石呈灰綠色，細粒結構，中厚層至薄層狀，層理清晰，普遍變質(zhì)為變粒巖。第四系（Q）主要為黃砂土及含礫砂土構成的沖洪積層，如圖1所示。

圖1 金鉤仔礦區(qū)地質(zhì)圖和土壤化探工程部署情形

礦區(qū)構造以斷裂為主，有金溝仔斷裂、龍運嶺斷裂組、橫向扭斷層。金溝仔斷裂：地表出露約1 800m，斷裂硅化帶寬2～5m，近南北走向，傾向東，傾角平均57°，為壓扭斷裂；斷裂中段基本沿印支期花崗巖與寒武系石英砂巖接觸帶展布，南、北兩端潛伏于寒武系地層內(nèi)。龍運嶺斷裂組：主斷裂地表斷續(xù)出露，累計長約3 700m，走向北西至北北西，傾向南西，傾角60～82°；派生出北西向3條斷裂，與主斷裂合成斷裂組，斷層面一般略呈漸伸式平滑曲線，漸向南東收斂，呈帚狀構造。橫向扭斷層：長約1 500m，走向北西，傾向南西，傾角70°，平錯距離約50～150m，沿走向有不清晰的侵蝕，角礫巖露頭。

礦區(qū)內(nèi)見有印支期花崗巖和燕山期花崗巖出露［1］。印支期花崗巖，巖性為細粒黑云母花崗巖，呈巖株狀分布于礦區(qū)南部。燕山期花崗巖屬塘口巖體，巖性主要是中粒黑云母花崗巖，分布于礦區(qū)西部，大體呈南北向展布，與八村群地層及混合巖呈侵入接觸。

礦區(qū)圍巖蝕變以硅化、絹云母化為主，其次絹英巖化、黃鐵礦化，少量綠泥石化、方鉛礦化、閃鋅礦化及碳酸鹽化。其中黃鐵礦化和綠泥石化與金礦化關系密切，主要表現(xiàn)為灰黃色的它形砂屑狀黃鐵礦呈細脈充填裂隙產(chǎn)出且細脈壁常有綠泥石化現(xiàn)象，兩者相伴產(chǎn)出是含金的標志。

礦區(qū)礦石為含金硅化（角礫）巖與含金絹英巖，礦化載體為硅化蝕變（巖）帶，而硅化蝕變帶嚴格受金溝仔斷裂和龍運嶺斷裂組控制。

2 土壤地球化學研究

2.1 樣品采集、加工和測試

采用400m×20m網(wǎng)度（見圖1）進行土壤地球化學取樣，依據(jù)土壤地球化學規(guī)范要求，取樣對象為土壤B層，深度約30cm，以10m范圍內(nèi)多坑法采樣組合成單樣，地質(zhì)點及取樣點位誤差不超過10m。共采集土壤樣品1 191個。所有樣品曬干過80目篩后再粉磨至180目，樣品測試工作在廣東省地質(zhì)局719地質(zhì)大隊實驗室完成。

2.2 元素分布型式

對測區(qū)全部土壤樣品數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并作元素含量－頻數(shù)對數(shù)直方圖，如圖2所示，其中橫坐標為lgX，X為元素含量，金元素單位為10－9，其余元素單位為10－6。

（1）Cu、Pb、Zn、Ni、Co元素基本呈對稱正態(tài)分布，說明本區(qū)不同期次的地質(zhì)作用改變了對上述5種元素的初始分配形式［2］，有利于其富集成礦。其中Cu、Zn元素的分布型式均向右高值區(qū)略傾，表明這些元素參與了次生富集成暈作用［3－4］。

（2）Au、Ag、Hg、Bi元素明顯不服從正態(tài)分布，其中Au元素離散度較小，表明金元素在次生富集成暈作用中貢獻較小。Ag元素呈雙峰分布，離散程度較高，且整體向左低值區(qū)傾斜，表明銀元素在富集成暈過程中伴有不同程度的疊加地球化學異常作用。Hg、Bi元素均向右邊高含量值區(qū)傾斜，而且分布范圍廣，離散程度高，表明Hg、Bi元素次生富集作用強烈，在表生作用下易形成明顯的地球化學異常［3－4］。

圖2 不同元素的分布型式圖

（3）As、Sb元素呈單峰分布，高值集中，離散程度低，表明As、Sb元素次生富集作用較弱，不易產(chǎn)生地球化學異常。在進行單元素的異常圈定中，Sb異常僅存在外帶異常，未有濃度分帶異常存在。

2.3 元素含量特征

對取得的元素含量數(shù)據(jù)進行了平均值、標準差、變異系數(shù)、濃度克拉克值等地球化學參數(shù)的計算，結果見表1所列，其中濃度克拉克值＞1的元素有 Au、Ag、Pb、As、Sb、Hg、Bi；濃度克拉克值＞5的元素有 Hg、Bi；變異系數(shù)＞1的元素有Au、Ag、Pb、An、As、Ni。測區(qū) Au、Ag、Pb、As、Sb、Hg、Ni、Bi元素含量相對較高，變異系數(shù)比較大，表明這些元素參與了次生富集成暈作用及過程，易形成次生地球化學異常，對測區(qū)深部及外圍找礦具有指示性意義。

表1 土壤中元素含量參數(shù)表

2.4 元素組合分析

2.4.1 因子分析

因子分析是一種多變量的統(tǒng)計方法［5］。利用因子分析的方法，可以把具有錯綜復雜關系的元素原始變量歸結為少數(shù)幾個綜合因子，以因子中最大因子載荷的50%為閾值確定不同因子的元素組合，找出元素間相關關系特征，放大或者加強異常，優(yōu)化成礦有利地段，以指示找礦［3，6－7］。

本次工作中，對 Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg等8種元素進行了全部樣品的測試。對以上元素數(shù)據(jù)進行基于主成分變量的R型因子分析，按照累計方差貢獻值54.776%，得到3個主因子，見表2所列。

其 中，F(xiàn)1 因 子 （Cu、Zn、Pb）貢 獻 率24.979%，代表一組中高溫成礦元素的次生組合；F2因子（Sb、As）代表一組低溫親硫元素的次生組合；F3因子（Au、Hg）表明本區(qū) Au元素與Hg元素關系密切。

表2 微量元素R型因子分析結果

2.4.2 聚類分析

聚類分析是根據(jù)樣本自身的屬性，用數(shù)學方法按照某些相似性指標，定量地確定樣本之間的親疏關系，并按這種親疏關系對樣本進行聚類［8］。R型聚類分析是從數(shù)字角度研究元素在成礦活動中地球化學行為相似程度的一種有效方法［3，9］。

通過對 Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg等8種元素進行R型聚類分析，生成聚類分析譜系圖，如圖3所示。

圖3 元素聚類分析圖

由圖3可見，總體上可分3大類，第1大類由Cu、Zn、Pb、Ag、Hg組成；第2大類由 As、Sb組成；第3大類為Au單元素。其中距離系數(shù)小于5的元素為Cu、Zn。從其聚類情況來看，總體能夠反映本區(qū)成礦元素礦物組合特征。如閃鋅礦與黃銅礦呈固融體分結結構，方鉛礦有交代閃鋅礦的現(xiàn)象，黃銅礦呈乳濁狀析出于閃鋅礦中；金元素以自然金形式產(chǎn)于硅化巖的細小石英晶洞內(nèi)，特別在其細小石英離晶之基部，或在塊狀石英之微紋裂隙中。

3 土壤地球化學異常

3.1 地球化學背景值、異常下限的確定

確定地球化學背景值與異常下限的方法有很多種，如長剖面法、直方圖法、概率格紙圖解法、移動平均分析法等。本文選取實用性強，易操作的迭代法確定礦區(qū)背景值及異常下限，結果見表3所列。依據(jù)異常下限實際取值的1、2、4倍計算異常濃度分帶，結合經(jīng)驗值最終確定異常濃度分帶的取值。數(shù)據(jù)處理使用統(tǒng)計分析軟件SPSS完成。

表3 剔除異常值后元素含量特征、背景值、異常下限

3.2 單元素異常特征

單元素異常特征圖，如圖4所示。

金元素的高背景區(qū)主要分布在礦區(qū)南西部，濃集中心和峰值較明顯，異常區(qū)最高值150×10－9。高值的分布主要與龍運嶺斷裂組有很好的契合，其中Au－1異常區(qū)內(nèi)帶與龍運嶺斷裂組主斷裂關系密切，Au－2異常區(qū)內(nèi)帶與龍運嶺派生斷裂所引起的Ⅱ號硅化帶聯(lián)系緊密。Au－4異常區(qū)內(nèi)帶與32線219點（0.45×10－6）位于金鉤仔斷裂北端延伸區(qū)，應為其隱伏斷裂所致。

銀元素的高背景區(qū)主要分布在礦區(qū)中部，濃集中心和峰值較明顯，異常區(qū)最高值0.90×10－6。高值的分布與Au－3異常區(qū)有較好的吻合。Ag－1與Au－3異常區(qū)均為外帶發(fā)育良好、中（內(nèi)）帶面積較小的特點。

銅元素的高背景區(qū)主要分布在礦區(qū)南東部和中部，濃集中心和峰值明顯，異常區(qū)最高值108.7×10－6。其中Cu－1異常區(qū)為片狀，但其形態(tài)展布上受北西向龍運嶺斷裂組構造控制。

鉛元素的高背景區(qū)在礦區(qū)分布較廣，異常無明顯集中區(qū)，濃集中心面積較小且零散分布，異常區(qū)最高值為534.4×10－6。在Pb－4異常區(qū)為片狀，但其形態(tài)上為北西向展布，Pb－4中帶區(qū)異常為龍運嶺主斷裂控制。

圖4 單元素異常特征圖

鋅元素的高背景區(qū)在礦區(qū)分布較廣，異常無明顯集中區(qū)，濃集中心近北東向排列，異常區(qū)最高值為383.2×10－6。在Zn－3異常區(qū)內(nèi)，部分高值點產(chǎn)于燕山期中細粒黑云母花崗巖中，未能排除是否為巖性所致異常。

汞元素異常分布于礦區(qū)中南部，呈面狀展布，異常范圍廣，濃集中心較小，Hg－1異常區(qū)可完全包含Au－1異常區(qū)，與龍運嶺斷裂組走向一致，Hg－2異常區(qū)與 Au－2、Ag－1異常區(qū)吻合度較高。汞氣在本區(qū)濃度克拉克值最高，其濃度梯度卻不甚明顯，是有斷裂活動引起還是汞氣背景值極高所引起未能有明確的結論。進一步明確汞氣異常的原因將決定礦區(qū)金多金屬礦的找礦思路。

3.3 綜合異常特征

根據(jù)異常規(guī)模、空間展布特點以及異常的組合特點，將空間上密切相伴（疊合在一起）、同種成因的所有元素的正異常，歸并為一個綜合異常帶，圈定4個綜合異常帶，分別是 Au－As－Cu－Zn綜合異常帶、Au－Ag－As綜合異常帶、Cu－Pb－Zn綜合異常帶和Au－As綜合異常帶，如圖5所示。

圖5 綜合異常特征圖

（1）Au－As－Cu－Zn綜合異常帶。分布在調(diào)查區(qū)中西部禾刀水至龍運嶺一帶，該區(qū)主要出露為一套變質(zhì)石英砂巖、粉砂巖、云母石英片巖組合。龍運嶺斷裂組位于該綜合異常帶中。整個異常帶呈帶狀，南北長約1.2km，東西寬度約0.5km，面積 約 0.7km2。由 Au－1、As－1、Cu－1 和 Zn－2 4個異常組成，重疊的元素高值多，總體規(guī)模大，濃集中心和峰值較明顯，該區(qū)Au和As的異常強度在綜合異常區(qū)中最高，說明該綜合異常帶具有較好的金礦找礦前景。

（2）Au－Ag－As綜合異常帶。分布在調(diào)查區(qū)南部龍運嶺至牛嶺一帶，產(chǎn)于寒武紀八村群的一套變質(zhì)石英砂巖、粉砂巖中，由 Au－2、Ag－1和 As－2 3個異常組成。3個異常面積均較大，濃集中心較為分散，峰值不是非常明顯。該異常南西部與Au－As－Cu－Zn綜合異常帶接近，處于龍運嶺斷裂組右側，異常成因是構造異?；蚱渌梢蛴写倘叮珣獙俚V致異常，具較好找礦前景。

（3）Cu－Pb－Zn綜合異常帶。分布在調(diào)查區(qū)中部地區(qū)，產(chǎn)于寒武紀八村群與燕山期黑云母花崗巖接觸帶偏前者一側的變質(zhì)石英砂巖、粉砂巖、云母石英片巖中，由 Cu－2、Pb－3和Zn－3 3個異常組成。3個異常的面積均較大，濃度梯度明顯，濃集中心非常吻合，Cu、Pb、Zn 3種元素的中帶和內(nèi)帶重合度高，峰值較大，屬礦致異常，說明該綜合異常帶具有非常好的銅鉛鋅找礦前景。

（4）Au－As綜合異常帶。分布在調(diào)查區(qū)東部地區(qū)，產(chǎn)于寒武紀八村群的變質(zhì)石英砂巖、粉砂巖、云母石英片巖中，NNW－SSE向延伸，長約700m，寬約200m，面積0.13km2，由 Au－4和As－3異常組成。異常面積較小，異常中心部明顯，異常點個數(shù)雖少但異常峰值高，且處于金鉤仔斷裂北向延伸線之上，具較好找礦前景。

4 成礦條件與找礦前景分析

4.1 成礦條件分析

土壤地球化學異常的圈定反映出本區(qū)為金多金屬異常次生暈圈。異常范圍較大，濃集中心好，具有較好的金銅鉛鋅礦找礦前景。金異常區(qū)與金鉤仔斷裂、龍運嶺斷裂組范圍有很好的吻合，且異常高值點均分布在構造部位。由前人及本次驗證工程的工作成果得出，礦區(qū)內(nèi)礦石（礦化）類型為破碎帶蝕變巖型金礦床。

礦區(qū)內(nèi)地層基巖為寒武系八村群，是一套沉降補償快速的地槽型泥沙質(zhì)濁流相碎屑巖，參照地層元素豐度表，該地層中金、銀、砷、銅、鉛、鋅等元素豐度值較高。因此，認為該區(qū)成礦物質(zhì)與八村群地層關系緊密，該地層可能為礦床的形成提供了部分物質(zhì)來源。區(qū)內(nèi)印支期與燕山期的巖漿巖活動為成礦物質(zhì)的活化富集提供有效的熱源。

礦區(qū)構造為近南北向的金鉤仔斷裂、北西至北北西向龍運嶺斷裂組及北西向橫向扭斷層，3組斷裂均為織篢大斷裂的分支，為成礦元素特別是金元素富集提供了有利場所。其中金鉤仔斷裂形成2～5m寬的破碎帶，破碎帶內(nèi)強烈硅化，中度絹云母化及中－弱綠泥石化，伴有金礦化及黃鐵礦化、鉛鋅等礦化，成為含金硅化蝕變帶，說明斷裂構造為成礦元素的富集沉淀提供了有利場所。

4.2 找礦前景分析

礦區(qū)內(nèi)構造活動強烈，圍巖蝕變廣泛發(fā)育，含礦地層層位穩(wěn)定。破碎帶蝕變巖型金礦床，其成礦與寒武系地層、構造關系密切，根椐已有地質(zhì)資料及鄰近同類型金多金屬礦點（合岡金礦點、南門沖金礦點和長山嶺金礦點）成礦特征分析，認為本區(qū)是開展綜合找礦的良好區(qū)域，找礦前景十分可觀。

5 結 論

（1）微量元素地球化學含量特征、分布型式分析表明，礦區(qū) Ag、Pb、As、Sb、Hg元素含量相對較高，變異系數(shù)較大，以上元素易參與次生富集作用，形成地球化學異常。

（2）元素分布型式表明，Ag、Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Hg、Bi元素分布范圍廣，離散度較高，參與了次生富集成暈作用，形成明顯的地球化學異常；特別是Ag元素的雙峰分布，表明Ag元素不僅參與了次生富集成暈作用，而且在成暈過程中有不同程度的地球化學異常作用疊加。

（3）因子分析、聚類分析等多元統(tǒng)計分析表明，Cu－Pb－Zn和 Ag－As－Sb－Hg 2類元素組合代表主要成礦元素的次生富集組合，可作為本區(qū)較好的找礦指示元素。

（4）綜合地質(zhì)和地球化學異常資料分析后認為，所圈定的4個綜合異常帶均為礦致異常，具有良好的找礦前景，為礦區(qū)今后工作的重點靶區(qū)。

（5）汞氣測量在金礦床的勘查、深部評價［10－11］中已得到廣泛的應用，礦區(qū) Hg元素濃度克拉克值高且分布范圍廣，如何找到汞氣與金的內(nèi)在聯(lián)系，從汞氣測量中突破礦區(qū)金礦床的發(fā)現(xiàn)是今后工作值得思考的問題。

本次采用400m×20m網(wǎng)度過于稀疏，今后應在圈定的綜合異常帶上，加密線距200～100m的土壤測量短剖面進行進一步的研究工作。

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Study of soil geochemistry and prospecting of gold deposit in Jingouzai，Yangxi County，Guangdong Province

HAO Lin， WU Xingxing， LI Sen， LU··Xiaojun
－－
（757Geological Team，Geological Bureau of Guangdong Province，Jiangmen 529040，China）

The geological characters of the Jingouzai gold deposit in Yangxi County，Guangdong Province are summarized.The 1∶10 000soil geochemical survey is done.By analyzing and synthesizing those geochemical data with their elemental contents，distribution and combination characters，circlemarked single and synthetical element anomalies，the following results are gotten：there are relatively higher Ag，Pb，As，Sb，Hg contents and coefficient variation than other elements in the Jingouzai gold deposit，which probably participates in secondary enrichment and results in geochemical abnormalities.The results of multivariate statistical analysis such as factor analysis，cluster analysis show that Cu－Pb－Zn and Ag－As－Sb－Hg combination represents the significant mineral secondary enrichment in Jingouzai gold deposit，which can be a good symbolic factor mineralization prospecting.After the circle－marking of the single and synthetical element anomalies，it is proved that the Au－As－Cu－Zn，Au－Ag－As，Cu－Pb－Zn and Au－As anomalous zones are the most potential mineralization districts for future targeting work.

Yangxi County in Guangdong Province；soil geochemistry；Jingouzai；gold polymetallic deposit

P595；P618.51

A

1003－5060（2012）12－1686－07

10.3969／j.issn.1003－5060.2012.12.000

2012－06－28；

2012－09－28

廣東省地質(zhì)局地質(zhì)勘查基金資助項目（2007104）

郝 麟（1987－），男，山西平遙人，廣東省地質(zhì)局助理工程師.

（責任編輯 張淑艷）