水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量在墨西哥Tomatlan地區(qū)銅礦預(yù)查中的應(yīng)用

唐偉 湯正江 程治民

摘要： 墨西哥Tomatlan地區(qū)屬于東環(huán)太平洋構(gòu)造帶和成礦帶的一部分，具有較好的找礦前景。通過(guò)水系沉積物測(cè)量在該區(qū)圈出了銅多金屬礦主要成礦元素和成礦指示元素綜合異常12處，F(xiàn)e族元素綜合異常12處。優(yōu)選部分綜合異常開(kāi)展查證，發(fā)現(xiàn)多個(gè)異常均由礦（化）體引起，對(duì)重要礦化蝕變地段進(jìn)行了探槽揭露和少量淺鉆驗(yàn)證，新發(fā)現(xiàn)Cu、Au、Ag多金屬礦點(diǎn)6處，磁鐵礦點(diǎn)2處。研究表明，水系沉積物異?？煽焖贉?zhǔn)確地揭示墨西哥Tomatlan地區(qū)Cu、Au、Fe礦（化）信息，水系沉積物測(cè)量在墨西哥甚至拉丁美洲地區(qū)熱帶海洋性濕潤(rùn)中低山地球化學(xué)景觀區(qū)銅礦預(yù)查中，可快速準(zhǔn)確地圈定找礦靶區(qū)。

關(guān)鍵詞： 水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量;銅礦預(yù)查;Tomatlan地區(qū);墨西哥

中圖分類號(hào)：P61841

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：20961871（2020）0215907

墨西哥位于北美洲南部，拉丁美洲西北端，是南美洲、北美洲陸路交通的必經(jīng)之地，素稱“陸上橋梁”。 墨西哥屬于東環(huán)太平洋構(gòu)造帶和成礦帶的一部分，境內(nèi)中生代巖漿活動(dòng)頻繁，具有優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件和良好的找礦前景。墨西哥能源礦產(chǎn)資源極其豐富，主要的能源礦產(chǎn)資源有石油、天然氣、鈾和煤等，金屬礦產(chǎn)儲(chǔ)量中銀位居世界第1位，銅位居世界第3位。

21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)一些地質(zhì)工作者對(duì)墨西哥構(gòu)造演化、巖漿活動(dòng)、成礦作用等進(jìn)行了研究[16]。通過(guò)研究墨西哥礦產(chǎn)種類及特征，認(rèn)為與巖漿活動(dòng)有關(guān)的礦床類型主要有淺成低溫?zé)嵋盒偷V床、矽卡巖型礦床、斑巖型礦床、與火山相關(guān)的塊狀硫化物型礦床、鐵氧化物銅金型礦床、火山巖型錫礦床及火山巖型鈾礦床等。目前，已有的研究主要關(guān)注于墨西哥的區(qū)域成礦規(guī)律與成礦理論，而對(duì)墨西哥中部西海岸北科迪勒拉成礦帶礦床的地質(zhì)特征研究較少。北科迪勒拉成礦帶是世界三大斑巖銅礦帶之一，優(yōu)勢(shì)礦種為銅礦和鉬礦，主要成因類型為斑巖型，Tomatlan地區(qū)即位于該成礦帶上。目前，該成礦帶的馬德雷山脈尚未見(jiàn)特大型、巨型斑巖銅鉬礦和特大型金礦的報(bào)道，這可能與該地區(qū)地質(zhì)調(diào)查工作程度較低有關(guān)，中大比例尺的地質(zhì)、物化探工作均未開(kāi)展。

為了進(jìn)一步縮小找礦范圍，確定找礦靶區(qū)，筆者等對(duì)墨西哥Tomatlan地區(qū)858 km2范圍內(nèi)開(kāi)展水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量。水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量作為一種常規(guī)地球化學(xué)勘查方法，在戰(zhàn)略性礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查工作中獲得了廣泛應(yīng)用[710]。墨西哥Tomatlan地區(qū)的地質(zhì)調(diào)查程度較低，此次水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作發(fā)現(xiàn)多處相關(guān)異常，并找到較好的銅、金、鐵礦（化）體，取得了顯著的找礦效果。

1地質(zhì)概況

研究區(qū)位于墨西哥南部科迪勒拉褶皺帶西緣，區(qū)域構(gòu)造線總體呈NE向。自中生代以來(lái)，該區(qū)火山活動(dòng)強(qiáng)烈，區(qū)內(nèi)分布較大面積的中生代火山巖及中生代酸性侵入巖。研究區(qū)出露白堊紀(jì)火山巖及第四紀(jì)現(xiàn)代沖、洪積物，中東部大面積出露白堊紀(jì)侵入巖，呈巖基狀產(chǎn)出，主要巖性為閃長(zhǎng)巖及花崗閃長(zhǎng)巖（圖1），侵入巖與火山巖之間為侵入接觸關(guān)系。

研究區(qū)主要發(fā)育NE向和NW向斷裂，其中NW向斷裂為晚期斷裂，對(duì)早期NE向斷裂進(jìn)行錯(cuò)動(dòng)和改造。區(qū)內(nèi)主要控礦要素為巖漿巖，礦床沿花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖與白堊紀(jì)安山巖、流紋巖接觸帶分布。主要礦化蝕變類型有硅化、綠簾石化、鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化、孔雀石化、藍(lán)銅礦化、輝銅礦化、斑銅礦化、黃銅礦化、褐鐵礦化及磁鐵礦化等。

2氣候及地理特征

研究區(qū)毗鄰太平洋東海岸，屬于熱帶海洋性氣候，四季萬(wàn)木常青。年降雨量1 000 ～2 000 mm，分旱、雨兩季，最旱月份為2—3月，降水最多月份為7—8月。最低氣溫20 ℃左右，年平均氣溫25 ℃～277 ℃。地貌以中低山為主，山高溝深，屬中深切割，溝谷類型主要以“V”型為主，一級(jí)和二級(jí)水系發(fā)育較好，呈樹(shù)枝狀組合，且均可見(jiàn)地表徑流。水系沉積物以巖石碎屑、砂土為主，夾雜較多的腐殖質(zhì);植被以闊葉林和草本植物為主，覆蓋嚴(yán)重?；鶐r出露情況一般。

3樣品采集與分析測(cè)試

采用“格型法”進(jìn)行水系沉積物測(cè)量采樣布局設(shè)計(jì)[11]，按照1 km×1 km的網(wǎng)度，平均采樣密度為1個(gè)點(diǎn)/km2。野外選擇水系中活動(dòng)的、分選性較差且中粗粒級(jí)沖積物聚集處進(jìn)行多點(diǎn)采集，現(xiàn)場(chǎng)采用10目套60目不銹鋼篩截取原始樣品。為避免分析測(cè)試時(shí)腐殖質(zhì)及植物碎屑的干擾，樣品有水時(shí)就地水篩，無(wú)水時(shí)帶回駐地用無(wú)根水水篩。從景觀條件方面分析，研究區(qū)景觀條件與我國(guó)森林沼澤景觀區(qū)可類比，其粒級(jí)組成與物質(zhì)構(gòu)成相似，故取樣粒級(jí)參考國(guó)內(nèi)森林沼澤景觀區(qū)[12]，截取-10目～+60目之間的樣品。樣品加工中將原始樣品直接晾曬，再用不銹鋼篩截取-10目～+60目部分樣品送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。

由于樣品通關(guān)及運(yùn)輸手續(xù)繁瑣，存在諸多不確定性，因此，樣品分析測(cè)試在全球連鎖ALS實(shí)驗(yàn)室墨西哥瓜達(dá)拉哈拉分部完成，分析方法選擇ICPMS或ICPAES，共分析測(cè)試了51個(gè)元素。

4元素地球化學(xué)特征

41空間展布特征

通過(guò)水系沉積物測(cè)量對(duì)研究區(qū)主要成礦元素及成礦指示元素進(jìn)行研究，將原始數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，采用累頻方法編制研究區(qū)11個(gè)主要成礦元素地球化學(xué)圖。

以Cu為代表，從元素地球化學(xué)圖（圖2）中可以看出地球化學(xué)場(chǎng)展布特征，高背景、極高背景從研究區(qū)西南部—Tomatlan水庫(kù)呈NE向展布，與白堊紀(jì)中性火山巖、地層及巖體接觸帶關(guān)系密切。研究區(qū)東北部顯示為較高背景，推斷與白堊紀(jì)花崗巖侵入過(guò)程中主要成礦元素局部富集有關(guān);背景場(chǎng)與低背景分布在研究區(qū)中東部及南部大部分地區(qū)，與白堊紀(jì)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖的出露相吻合。

42元素在主要地質(zhì)單元的含量

采用濃集比率C衡量各主要地質(zhì)單元各元素的相對(duì)含量，公式為

C=X單元/X研究區(qū)，

式中：C為濃集比率，X單元為地質(zhì)單元各元素含量平均值，X研究區(qū)為研究區(qū)各元素含量平均值。

根據(jù)C值大小，將各主要地質(zhì)單元各元素含量劃分為明顯富集（C≥15），略富集（12≤C<15），基本相當(dāng)（08≤C<12）和明顯貧化（08

采用變化系數(shù)Cv闡述元素分異特征，公式為

Cv=S/X單元，

式中：Cv為變化系數(shù)，S為地質(zhì)單元各元素含量離差，X單元為地質(zhì)單元各元素含量平均值，其中S的計(jì)算公式為

S=∑Ni=1（xi-）2∕（N-1） 。

根據(jù)Cv值大小將元素分成強(qiáng)分異（Cv≥10 ），較強(qiáng)分異（07

研究區(qū)主要地質(zhì)單元為安山巖（Kapa）、安山質(zhì)凝灰?guī)r（Kapc）、閃長(zhǎng)巖（δK）、花崗閃長(zhǎng)巖（γδK）、花崗閃長(zhǎng)斑巖（γδπK），其成礦元素含量見(jiàn)表1。由表1可知，花崗閃長(zhǎng)斑巖（γδπK）主成礦元素濃集比率（C）為明顯富集型和略有富集型，變化系數(shù)均為較強(qiáng)分異型，推斷花崗閃長(zhǎng)斑巖體的成礦可能性較大。

5地球化學(xué)異常特征

51綜合異常圈定

511銅多金屬礦綜合異常

銅多金屬礦各元素異常下限采用分析測(cè)試原始數(shù)據(jù)逐步剔除（剔除上下限=X±3×S）后的平均值（X）加25倍標(biāo)準(zhǔn)離差（S）[1314]求得（表2）。通過(guò)分析研究區(qū)地質(zhì)、物化探資料，結(jié)合周邊區(qū)域成礦地質(zhì)特征，確定研究區(qū)主要成礦元素為Au、Ag、Cu、Pb、Zn。選擇As、Sb作為成礦指示元素，采用異常襯度累加法圈定綜合異常。

研究區(qū)共圈定主要成礦元素綜合異常12處，編號(hào)為Ht1—Ht12（圖1）。

512鐵族元素綜合異常

磁鐵礦是該區(qū)另一個(gè)主要礦種。鐵族元素異常下限采用分析測(cè)試原始數(shù)據(jù)逐步剔除（剔除上下限=X±3×S）后的平均值（X）加25倍標(biāo)準(zhǔn)離差（S）求得，用異常襯度累加法圈定鐵族異常。研究區(qū)共圈定鐵族元素異常12處，編號(hào)Fe1—Fe12（圖1）。

52綜合異常特征

根據(jù)《DZ/T 0011—2015地球化學(xué)普查規(guī)范（1∶50 000）》[15]，綜合異常分為甲、乙、丙3類，甲類異?？煞殖?個(gè)亞類，乙類和丙類異常可各分成3個(gè)亞類。按照地球化學(xué)普查規(guī)范，該區(qū)綜合異常甲類異常2個(gè)，乙類異常7個(gè)，丙類異常3個(gè)（表3）。

根據(jù)研究區(qū)地質(zhì)、地球化學(xué)特征，選擇相應(yīng)的地球化學(xué)指標(biāo)和地質(zhì)指標(biāo)，按貢獻(xiàn)大小賦值，再根據(jù)各異常得分對(duì)研究區(qū)的綜合異常進(jìn)行評(píng)序，評(píng)序目的在于評(píng)價(jià)研究區(qū)異常對(duì)于找礦意義的大小。綜合異常特征及排序結(jié)果見(jiàn)表3。

6重要異常查證

為驗(yàn)證水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量在熱帶海洋性濕潤(rùn)中低山地球化學(xué)景觀區(qū)的有效性，對(duì)部分重要異常進(jìn)行查證，結(jié)合研究區(qū)地形特征及巖體出露情況，選擇高精度磁法測(cè)量、地質(zhì)草測(cè)及地質(zhì)物化探綜合剖面，針對(duì)重點(diǎn)礦化蝕變地段進(jìn)行探槽揭露和少量淺鉆工作。在6個(gè)異常區(qū)發(fā)現(xiàn)硅化、藍(lán)銅礦化、輝銅礦化、孔雀石化、磁鐵礦化等重要礦化線索，多處刻槽樣銅、金、鐵含量均超過(guò)工業(yè)品位，且連續(xù)性較好。

本次預(yù)查工作新發(fā)現(xiàn)Cu、Au、Ag、Pb、Zn礦點(diǎn)6處，銅金銀鉛鋅礦體8條，磁鐵礦體2處。在A1靶區(qū)圈定1條規(guī)模巨大的礦化蝕變帶，沿花崗巖與安山巖接觸帶呈NE向展布，出露寬800～1 200 m，長(zhǎng)約6 km（圖1），由多條NNE向硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化礦化蝕變帶組成?；疆惓Ｔ亟M合為AsSbAuAgCuPbZnWMoBi，組合齊全、強(qiáng)度高、規(guī)模大，多數(shù)元素內(nèi)、中、外帶均有揭示。經(jīng)探槽揭露，在該礦化蝕變帶發(fā)現(xiàn)2條銅金工業(yè)礦體。

根據(jù)最新勘查成果[16]，在Ht5綜合異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)中型斑巖型銅礦及小型隱爆角礫巖型銅金銀鉛鋅礦各1處。

7找礦預(yù)測(cè)

71成礦遠(yuǎn)景區(qū)及靶區(qū)劃分

根據(jù)成礦遠(yuǎn)景區(qū)及靶區(qū)劃分原則[1720]，研究區(qū)圈定了Ⅰ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)1處（金銀銅鋅多金屬Ⅰ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)），A級(jí)找礦靶區(qū)2個(gè)（分別為A1找礦靶區(qū)、A2找礦靶區(qū)），B級(jí)找礦靶區(qū)1個(gè)（B1找礦靶區(qū)）（圖1）。

72成礦遠(yuǎn)景區(qū)及靶區(qū)特征

（1）金銀銅鋅多金屬Ⅰ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)。位于研究區(qū)西部中性火山巖與中酸性侵入巖接觸帶及其附近。水系沉積物測(cè)量結(jié)果表明，與全區(qū)相比，主要成礦元素及成礦指示元素含量明顯偏高。新發(fā)現(xiàn)的6個(gè)銅多金屬礦點(diǎn)和2個(gè)磁鐵礦點(diǎn)均分布在該成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

（2）A1找礦靶區(qū)。位于金銀銅鋅多金屬Ⅰ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)北部中性火山巖與中酸性侵入巖接觸帶及其附近。安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r多具硅化、褐鐵礦化，網(wǎng)脈狀石英細(xì)脈發(fā)育，局部見(jiàn)孔雀石化、藍(lán)銅礦化，花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖多見(jiàn)硅化及黃鐵礦化。水系沉積物測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，與全區(qū)相比，該靶區(qū)主要成礦元素及成礦指示元素含量濃集趨勢(shì)明顯。在A1找礦靶區(qū)新發(fā)現(xiàn)了4個(gè)銅多金屬礦點(diǎn)和2個(gè)磁鐵礦點(diǎn)。

（3）A2找礦靶區(qū)。位于金銀銅鋅多金屬Ⅰ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)中部，地層出露及礦化蝕變情況與A1找礦靶區(qū)類似。水系沉積物測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，與全區(qū)相比，該靶區(qū)主要成礦元素及成礦指示元素含量濃集趨勢(shì)明顯。在A2找礦靶區(qū)新發(fā)現(xiàn)了1個(gè)銅多金屬礦點(diǎn)和1個(gè)銅礦點(diǎn)。

（4）B1找礦靶區(qū)。位于金銀銅鋅多金屬Ⅰ級(jí)成礦遠(yuǎn)景區(qū)南西部，地層出露及礦化蝕變情況與A1找礦靶區(qū)類似。水系沉積物測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，與全區(qū)相比，該靶區(qū)主要成礦元素及成礦指示元素含量濃集趨勢(shì)明顯。

8遙感解譯成果與地球化學(xué)異常的對(duì)應(yīng)關(guān)系

自然資源部航空物探遙感中心在研究區(qū)開(kāi)展了1∶25 000遙感地質(zhì)調(diào)查及解譯工作，在Quickbird影像圖上建立了巖體、地層及線環(huán)構(gòu)造解譯標(biāo)志，編制了遙感地質(zhì)礦產(chǎn)解譯圖件，圈定了10個(gè)遙感找礦有利區(qū)（編號(hào)YG1—YG10）（圖1）。其中YG1、YG2、YG3、YG4、YG5找礦有利區(qū)均分布在A1找礦靶區(qū)內(nèi)，YG1、YG2、YG4、YG5找礦有利區(qū)與Ht5綜合異常相吻合，YG5找礦有利區(qū)與Fe4異常吻合良好; YG6、YG7、YG8找礦有利區(qū)均分布在A2找礦靶區(qū)內(nèi)，與Ht8綜合異常相吻合;YG9和YG10找礦有利區(qū)均分布在B1找礦靶區(qū)內(nèi)，YG9找礦有利區(qū)與Ht9綜合異常相吻合，YG10找礦有利區(qū)與Fe8異常相吻合。10個(gè)遙感找礦有利區(qū)與水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量圈定的主要成礦元素綜合異常、鐵族異常及劃分的找礦靶區(qū)對(duì)應(yīng)良好，相互印證。

9結(jié)論

（1）水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量是在墨西哥Tomatlan地區(qū)進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)較好的方法，可準(zhǔn)確揭示墨西哥Tomatlan地區(qū)Cu、Au、Fe礦（化）信息，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)，明確找礦方向，縮小找礦范圍。通過(guò)踏勘檢查，擇優(yōu)異常查證，采用大比例尺地質(zhì)物化探工作和地表槽探工程、鉆探工程揭露及采樣測(cè)試，可發(fā)現(xiàn)地表礦化體和蝕變帶，進(jìn)而圈定找礦靶區(qū)，厘定找礦有利地段，為后續(xù)礦產(chǎn)勘查工作提供依據(jù)。水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量有望成為拉丁美洲熱帶海洋性濕潤(rùn)中低山地球化學(xué)景觀區(qū)銅礦勘查中有效的方法手段。

（2）墨西哥Tomatlan地區(qū)銅礦（化）體主要發(fā)育在花崗閃長(zhǎng)斑巖中，自巖體中心向外，鉀化帶和青磐巖化帶較發(fā)育，具有斑巖型礦床的特征，該區(qū)銅礦可能為斑巖型銅多金屬礦床。

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