廣西李家灣銅鉛鋅多金屬礦區(qū)土壤地球化學(xué)特征及找礦預(yù)測(cè)

梁徐文

（廣西壯族自治區(qū)二七二地質(zhì)隊(duì) 地質(zhì)勘查所，廣西 南寧 530031）

廣西李家灣銅鉛鋅多金屬礦區(qū)位于桂北隆起九萬(wàn)大山褶斷帶南端東側(cè)，南嶺東西向構(gòu)造體系與廣西山字型構(gòu)造脊柱和新華夏系構(gòu)造三個(gè)構(gòu)造體系的交接部位[1，2]。區(qū)域主要褶皺有（四堡期、加里東期、印支期）三防復(fù)式背斜，代表性斷裂有四堡斷裂和池洞斷裂，巖漿巖十分發(fā)育，礦產(chǎn)較為豐富，是錫銅鉛鋅等多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)[3，4]。本文通過(guò)1/1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量，在研究本區(qū)地質(zhì)特征基礎(chǔ)上，運(yùn)用土壤地球化學(xué)方法總結(jié)土壤中微量元素的含量、組合特征及異常元素組合特征，解釋成礦過(guò)程和成礦元素的遷移、富集規(guī)律，進(jìn)而圈定成礦元素異常區(qū)域，為今后該區(qū)的找礦預(yù)測(cè)提供可行性的線索與依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)處于九萬(wàn)大山穹窿構(gòu)造南部?jī)A伏端偏東南側(cè)折轉(zhuǎn)的過(guò)渡地帶，九萬(wàn)山褶斷帶中九萬(wàn)山穹隆南端東側(cè)。礦區(qū)構(gòu)造以北西向、近南北向和北東向斷裂構(gòu)造為主，受區(qū)域構(gòu)造四堡斷裂及池洞斷裂的影響，北西、近南北向斷裂構(gòu)造極為發(fā)育。礦區(qū)出露地層主要有：四堡群文通組（Pt2w）、丹洲群白竹組（Pt3b）、丹洲群合桐組（Pt3h）、泥盆系信都組（D2x）。礦（化）體主要賦存于中元古代早期輝綠巖（Pt2βμ）北北西向斷裂構(gòu)造帶內(nèi)。目前共發(fā)現(xiàn)5條含礦斷裂構(gòu)造為一組近南北向走向斷裂構(gòu)造帶，斷裂構(gòu)造成平行斜列，在空間上呈等間距式產(chǎn)出，總的構(gòu)造格局顯示近南北向展布特征。礦區(qū)內(nèi)四堡期巖漿巖活動(dòng)較明顯，巖漿巖主要有中元古代閃長(zhǎng)巖（Pt2δ）、中元古代輝綠巖（Pt2βμ），根據(jù)廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院1/25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查銅和錫含量是地殼克拉克值50倍左右，說(shuō)明該區(qū)巖體與銅、錫礦化關(guān)系明顯，是礦區(qū)的銅、錫礦的主要賦礦圍巖[1，5]。

2 土壤地球化學(xué)研究

2.1 樣品的采集、加工和測(cè)試

本次工作主要采集距地表20cm～50cm深處土壤的B層（淋積層）或C層（母質(zhì)層）中的細(xì)粒級(jí)物質(zhì)，以10m范圍內(nèi)多坑法采樣組合成單樣，共采集土壤樣品884件，所有樣品曬干過(guò)80目篩后再粉磨至180目，送至中國(guó)有色金屬桂林礦產(chǎn)地質(zhì)測(cè)試中心進(jìn)行分析，定量分析項(xiàng)目為：Cu、Pb、W、Ni、Mo、Sn、Zn、As、Sb、Bi、Hg共計(jì)11種微量元素。

2.2 元素的含量特征

對(duì)礦區(qū)844個(gè)土壤樣品測(cè)試出的元素含量進(jìn)行元素平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變化系數(shù)和濃度克拉克值等地球化學(xué)參數(shù)計(jì)算，獲得區(qū)內(nèi)元素的分布特征。其中濃度克拉克值＞1的元素有Cu、Pb、W、Sn、Zn、As、Sb、Bi，濃度克拉克值＞5的元素有Pb、As、Sb、Bi；變化系數(shù)＞0.5的元素有Cu、Pb、W、Ni、Sn、Zn、As、Sb、Bi，變化系數(shù)＞1的元素有Cu、Pb、Bi?？偟膩?lái)看，Cu、Pb、W、Sn、Zn、As、Sb、Bi元素含量相對(duì)高，變化系數(shù)比較大，分布范圍廣，表明這些元素參與了次生富集成暈作用及過(guò)程，易形成地球化學(xué)異常，對(duì)礦區(qū)深部及外圍找礦具有一定的指示意義。

3 元素的組合分析

3.1 聚類分析

R型聚類分析是從數(shù)學(xué)角度研究元素在成礦活動(dòng)中地球化學(xué)行為相似程度的一種有效方法[6]。因此，本文首先對(duì)所取得土壤樣品的各元素分析數(shù)據(jù)進(jìn)行R型聚類分析，得出相關(guān)譜系圖，以研究各元素間的共生組合關(guān)系，當(dāng)元素之間的相關(guān)系數(shù)R越大時(shí)，其相關(guān)性越為密切。

當(dāng)相關(guān)系數(shù)R=0.35時(shí)，可分為6組：第一組：Cu、Pb、Zn；第二組：W、Bi；第三組：As、Sb；第四組：Mo、Hg；第五組：Ni；第六組：Sn。

結(jié)合本區(qū)礦床地質(zhì)特征，第一組代表親硫、中-高溫銅鉛鋅礦化元素組合，整體反映出親銅（硫）元素之間的密切相關(guān)性，總體上能夠反映主要成礦元素的次生富集組合特征；第二組代表該區(qū)成礦作用過(guò)程中存在有后期構(gòu)造熱液作用的疊加；第三組代表親鐵、親銅（硫）元素組合，常與銅鉛鋅礦化作用相關(guān)、可作為近礦前緣的特征。當(dāng)相關(guān)系數(shù)R=0.59時(shí)，可以劃分為兩個(gè)亞組：第一亞組為Cu和Pb的關(guān)系系數(shù)達(dá)到0.76，第一亞組Cu、Pb與第二亞組Zn的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.59，說(shuō)明Cu、Pb礦化和Zn礦化作用的形成于不同的成礦作用過(guò)程，而且Cu、Pb和Zn密切伴生。

3.2 因子分析

本文在R型聚類分析及相關(guān)分析的基礎(chǔ)上[7]，通過(guò)因子分析進(jìn)一步探討不同元素之間地球化學(xué)行為的相似性，得出方差極大旋轉(zhuǎn)因子載荷矩陣，每列載荷大于0.5的元素作為關(guān)聯(lián)復(fù)合因子組合成員，累計(jì)方差貢獻(xiàn)值達(dá)71.98%取因子個(gè)數(shù)，當(dāng)方差貢獻(xiàn)值越高，說(shuō)明相應(yīng)因子的重要性越高。通過(guò)旋轉(zhuǎn)后因子載荷進(jìn)行排序，得到4個(gè)復(fù)合因子組合：

F1：Pb、Zn、Bi、As、Cu ；F2：Mo、Hg、Sn；

F3：Cu、Ni；F4：W、Sb。

根據(jù)礦床特征，F(xiàn)1主要代表研究區(qū)主要的成礦元素組合，該組元素異常共生說(shuō)明中—高溫硫化物多金屬熱液礦化作用的特點(diǎn)；F2代表高溫成礦元素組合，其大致反映了高溫?zé)嵋夯顒?dòng)及其相關(guān)的成礦階段；F3代表與巖漿巖有關(guān)的中—高溫元素因子組合，說(shuō)明該區(qū)銅、鉛、鋅礦化受到后期高溫?zé)嵋函B加改造，具有成礦熱液的多期活動(dòng)；F4代表低—高溫成礦元素組合，反映該元素組合從高溫至低溫均有活動(dòng)。

3.3 綜合異常評(píng)價(jià)

通過(guò)本次土壤地球化學(xué)及礦區(qū)地質(zhì)特征分析表明，元素異常主要分布在礦區(qū)的北西部、北東部?？傮w上，可分為3個(gè)規(guī)模較大的異常靶區(qū)（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)異常靶區(qū)），3個(gè)異常帶呈北西-南東向近乎等間距排列。

3.3.1 Ⅰ號(hào)異常靶區(qū)

位于礦區(qū)北西部，異常面積比較大，總體異常形態(tài)呈北北西向展布，異常分布比較集中，濃集中心明顯，各元素呈現(xiàn)出相互疊加特征，對(duì)尋找銅鉛鋅多金屬礦床有很大的指示意義。據(jù)已有的地質(zhì)勘查資料及相關(guān)鉆探工程驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，含礦部位主要賦存于中元古代早期輝綠巖（Pt2βμ）內(nèi)近南北向斷裂構(gòu)造巖內(nèi)或周邊區(qū)域，硅化現(xiàn)象明顯較為強(qiáng)烈，可見明顯銅鉛鋅礦石，且其產(chǎn)出部位與元素組合異常分布位置基本吻合，說(shuō)明其為有效地質(zhì)異常，建議繼續(xù)更深度的工程驗(yàn)證工作。

3.3.2 Ⅱ號(hào)異常靶區(qū)

位于Ⅰ號(hào)異常靶區(qū)北東側(cè)，異常面積比較小，與Ⅰ號(hào)異常靶區(qū)近乎平行，異常規(guī)模呈現(xiàn)出北西側(cè)、南東側(cè)高，中部異常不明顯趨勢(shì)，常分布比較分散，濃集中心不明顯，反映銅鉛鋅多金屬礦化體存在的可能小。

3.3.3 Ⅲ號(hào)異常靶區(qū)

位于礦區(qū)北東側(cè)，異常面積比較大，分布有一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)異常，總體異常形態(tài)呈北西向展布，異常分布比較集中，具有顯著的濃集中心，對(duì)尋找鉛鋅多金屬礦床有一定的潛在作用，可作為尋找銅鉛鋅多金屬礦床的靶區(qū)，建議進(jìn)一步布置相應(yīng)的驗(yàn)證工程。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）礦區(qū)內(nèi)地層基巖為中元古代輝綠巖、四堡群文通組，地層銅鉛鋅多金屬元素豐度值較高，可為礦區(qū)礦體的形成提供了較豐富的初始成礦物質(zhì)來(lái)源。礦區(qū)含礦斷裂構(gòu)造為一組近南北向走向斷裂構(gòu)造帶，在空間上呈等間距式產(chǎn)出，為銅鉛鋅多金屬元素富集提供了有利場(chǎng)所。

（2）聚類分析、因子分析表明，礦區(qū)具備中—高溫硫化物多金屬熱液礦化作用的特點(diǎn)，且銅、鉛、鋅礦化明顯受到后期高溫?zé)嵋函B加改造，具有成礦熱液的多期活動(dòng)特征。

（3）土壤地球化學(xué)Cu、Pb、Zn等元素異常主要分布于近南北向斷裂構(gòu)造及其兩側(cè)，說(shuō)明中元古代輝綠巖及近南北向硅化斷裂構(gòu)造帶是本區(qū)域Cu、Pb、Zn成礦的有利地段，其中Ⅰ、Ⅲ號(hào)異常靶區(qū)可作為今后工程驗(yàn)證的主要靶區(qū)。

（4）根椐區(qū)內(nèi)已有的地質(zhì)資料及鄰近同類型銅鉛鋅多金屬礦的成礦特征分析，結(jié)合在區(qū)內(nèi)含礦帶上發(fā)現(xiàn)多處銅鉛鋅多金屬礦化露頭，認(rèn)為本區(qū)是開展綜合找礦良好的區(qū)域，找礦潛力十分可觀。