安徽宁国石口地区土壤地球化学异常特征及评价

2019-09-10洪大军雷丁尔陈科夫

华东地质 2019年3期

洪大军雷丁尔陈科夫

摘要：文章分析了安徽宁国石口地区土壤地球化学异常特征并对单元素进行异常评价，发现Cu、Pb、Zn、Bi和Sn异常较弱，Ag、W、Mo异常次之，Ag、W、Mo在黑色岩系具有较高的背景值;Au、As、Sb异常面积大、强度高，异常套合较好，各元素之间具有较好的亲和性;Au为富集元素，变异系数较大，反映矿化不均匀，深部已发现工业金矿体，与构造破碎带有关，与硅化、黄铁矿化呈正相关。通过土壤地球化学测量，在研究区圈定了19个Au异常，3条Au异常带。对异常进一步验证，发现NW向金异常带AuP3异常具有较好的找矿前景。NE向异常带中的AuP1异常和AuP2异常，可能为寒武纪西阳山组钙质泥岩风化导致Au次生富集引起的异常。

关键词：土壤地球化学异常;异常评价;金矿;找矿效果;宁国石口地区;安徽

中图分类号：P632

文献标识码：A

文章编号：2096-1871（2019）03-206-10

安徽宁国石口地区位于钦杭成矿带北侧[1]。1∶25万区域化探成果[2]表明，石口地区Au异常规模大，梯度变化缓，浓度分带明显，异常面积可达144 km2，并伴有Ag、As和Sb异常。1∶5万水系沉积物测量发现石口地区异常重现较好，称为“老虎塘异常”[3]。2011年，中国地质调查局实施了“安徽宁国—休宁地区金多金属矿远景调查”项目，在石口地区开展了14 km2的1∶1万土壤地球化学测量工作。2013年，安徽省地质勘查基金 “安徽省宁国市梅林镇—金子山地区金多金属矿普查” 项目，在石口地区开展了10 km2 的1∶1万土壤地球化学测量工作，对“老虎塘异常”在研究区内填平补齐，通过异常验证，在NW向Au异常带AuP3的太子湾Au异常区发现了深部金矿体，显示了该区具有良好的找矿前景。

1 地质背景

研究区位于宁国墩复背斜北东段，NE向虎月断裂（区内为宁国墩断裂）与NW向河沥溪—刘村断裂（区内为梅林—刘村断裂）在研究区南东部刘村交汇[4]。褶皱主要有石口背斜和老虎塘背斜，出露的地层主要有早寒武世荷塘组（-C1h）炭质泥（页）岩，中寒武世杨柳岗组（-Cε2y）含炭钙质泥岩，晚寒武世华严寺组（-C3h）条带状灰岩和西阳山组（-C3x）钙质泥岩、泥质灰岩，早奥陶世印渚埠组（O1y）钙质泥（页）岩夹灰岩和宁国组（O1n）页岩，中晚奥陶世胡乐组（O2-3h）炭质页岩，晚奥陶世砚瓦山组（O3y）泥灰岩和瘤状灰岩、黄泥岗组（O3h）钙质泥岩和长坞组（O3c）粉砂质泥（页）岩[5-6]。区内主要构造线为NE向断裂，较大的断裂有F9、F2、F12及F15，其中NE向F9断裂為宁国墩断裂的一部分，NW向F15断裂为梅林—刘村断裂，F9断裂被F15断裂错断，次一级断裂较发育。研究区东部竹溪岭地区侵入燕山晚期酸性岩浆岩，区内仅见闪长玢岩脉沿NE向F2断裂充填（图1）。

1.第四系;2.志留纪霞乡组;3.奥陶纪长坞组;4.奥陶纪黄泥岗组;5.奥陶纪砚瓦山组;6.奥陶纪胡乐祖;7.奥陶纪宁国组;8.奥陶纪印渚埠组;9.寒武纪西阳山组;10.寒武纪华严寺组;11.寒武纪杨柳岗组;12.寒武纪荷塘组;13.震旦纪皮园村组;14.闪长玢岩脉;15.石英脉;16.构造破碎带;17.实推测地质界线;18.正断层;19.逆断层;20.性质不明断层;21.推测断层;22.已施工探槽;23.已施工钻孔;24.金矿化体;25.土壤地球化学测量范围前文所述“老虎塘异常”位于研究区南东部，为乙1类异常，异常评序位于金矿化类型第一位。该异常以Au、As、Sb为主，走向为NE向，异常规模大，其中Au异常面积达27 km2，As、Sb异常面积均>30 km2。Au、As、Sb异常均具外带、中带和内带，Au最高含量为55.8×10-9，As最高含量为2 936.4×10-6，Sb最高含量为62×10-6。Au、As、Sb组合异常具多处浓集中心，主要分布于观音庵、玉皇亭、桐子坞和太子湾。

2 样品采集与分析测试

在研究区进行2次1∶1万土壤地球化学测量，采用100 m×40 m测网，测线方向为135°，测线99条，共采集样品5 691件，重复样180件。野外利用GPS定点，定点前对GPS进行精度校正，定点误差≤5 m。3m内采集3个点进行组合，多数样品采集于B层（深度10～30 cm），少数样品采集于C层（母质层，深度>30 cm）。样品主要为黏土、亚黏土、砂土和亚砂土，用白色棉布袋装样，样重过60目钢筛后对角缩分不少于120 g，混合均匀装入牛皮纸袋中，采样及样品加工避免污染。

在安徽省地质矿产勘查局313地质队实验室完成实验测试，按《DZ/T 0145—49土壤地球化学测量规范》[7]和《DZ/T 130.4—2006地质矿产实验室测试质量管理规范》[8]执行，分析项目为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、W、Sn和Mo，采用化学处理-发射光谱法测定Au;电感耦合等离子体发射光谱法测定Cu、Pb、Zn;原子荧光光谱法测定As、Sb、Bi;1∶5万化学普查发射光谱法测定Ag、Sn;催化极谱法测定W、Mo。野外采集的重复样送检时通过密码送出，监控实验室的分析质量，统计各元素平均相对误差，合格率为100%。

3 土壤地球化学异常特征

3.1 土壤地球化学特征

统计研究区5 691件土壤样品分析数据（表1）发现，强烈富集元素为As和Sb（浓集系数>2），富集元素为Au、Ag、Pb、Zn、Bi、W和Sn（浓集系数为1.5～2），Mo为高背景元素（浓集系数为1～1.5），Cu为正常元素。从变化系数（Cv）看（Cv<0.5为均匀型，0.5≤Cv<1为弱分异型，1≤Cv<1.5为分异型，Cv≥1.5为强分异型。强分异型元素为Au、As和Sb，分异型元素为Ag、Sn和Mo，均匀型元素为Cu、Pb、Zn和Bi。Au和Sb变化系数大，说明其分布范围广且不均匀，离散程度大，分异性强，Au和Sb易形成地球化学异常，成矿可能性较大，为区内成矿元素。

由土壤地球化学测量元素R型聚类谱系图（图2）可知，当相关系数为0.14时，分为2簇，第一簇又分为2个亚族。第一亚族为Au、As、Sb，为低温元素组合，Au背景值高，变化系数大，As和Sb为伴生元素，三者组合异常作为Au的找矿标志;Au与As相关系数最大，反映Au与As亲和性较好，与Sb亲和性次之。第二亚族为Ag、Cu、Pb、Zn和Bi，为中温元素组合，Cu、Pb和Zn亲和性较好，地球化学性质相近，但背景值较低，无成矿作用;第二簇为W、Mo，為高温元素组合，主要分布于F15断裂下盘寒武纪黑色岩系中。

对研究区土壤元素进行因子分析，所有因子初始特征值及累积因子方差贡献百分比如表3所示。第1因子、第2因子和第3因子特征值较大，从第4因子开始特征值变小，说明土壤11个元素评价指标主要由前3个因子贡献，且各因子所占方差贡献<30%，各元素综合信息较分散。第1因子、第2因子和第3因子累积方差贡献达54%，可代表11个元素的基本信息。由表4可知，第1因子F01中Ag、Cu、Pb、Zn和Bi占较大载荷，具有相近的地球化学性质;第2因子F02中Au、As和Sb占较大载荷，未发现As和Sb矿化，已发现金矿化体赋存在构造角砾岩中，与黄铁矿、硅化呈正相关，与低温热液充填及渗滤有关;第3因子F03中W和Mo占有较大载荷，W、Mo与沉积岩原始富集有关。

3.2 单元素异常评价

利用MapGIS软件制作土壤地球化学测量各单元素异常图，按元素异常下限1、2、4倍圈定异常浓度分带。1倍异常下限值圈定外带，2倍异常下限值圈定中带，4倍异常下限值圈定内带，通过异常图发现区内主要异常为Au、As、Sb、Ag和Mo，对其异常特征分述如下。

3.2.1 Au异常特征。

区内Au异常强度较高，分布面积大，有1 145个测点的Au含量大于异常下限，Au变化系数为2.42，异常极值为300×10-9，为地壳丰度的75倍，异常下限的37.5倍。

区内圈定了19个Au异常（图3），浓度分带明显。对Au异常特征进行统计与排序（表5），发现存在3个Au异常带：NE向茅棚—罗家湾—石口北金异常带（AuP1），由Au5、Au10、Au8、Au12、Au13、Au15和Au17组成;NE向坑坞里—石口—山东寺金异常带（AuP2），由Au4、Au7、Au6、Au11、Au16、Au19和Au18组成;NW向下狼山—太子湾金异常带（AuP3），由Au1、Au2和Au3组成，AuP3与梅林—刘村断裂展布方向一致

（图1），该带Au3异常内已发现金矿体，与刘村断裂密切相关，因而Au1和Au2值得重点关注。NE向AuP1和AuP2异常区大面积出露西阳山组泥岩和泥质灰岩，背景值较高，且层间破碎带发育，围绕破碎带发育Au异常。

3.2.2 As、Sb异常特征

As异常是区内强度较高的异常，共1 336个测点含量大于异常下限，异常极值为500×10-6，为地壳丰度的277.78倍，是异常下限的6.67倍。As的变化系数为1.52，分布面积较大，与Au异常套合较好（图3），异常展布方向、范围与Au异常带一致，是寻找Au的指示元素之一。Sb异常中等，有1 231个测点含量大于异常下限，Sb的变化系数为2.2，仅次于Au，异常极值为289.97×10-6，为地壳丰度的1 449.85倍，异常下限的52.72倍。Sb与Au、As在坑坞里—山东寺异常带内套合较好（图3）。研究区东部NW向刘村断裂中发现锑矿体，区内NW向梅林—刘村断裂仅在太子湾北见有锑异常显示，未发现锑矿化，表明Sb为区内寻找Au的指示元素之一。

3.2.3 Ag、Mo异常特征

Ag、Mo异常主要分布于研究区下狼山、金竹坞和六家坞一带，Ag与Mo套合较好（图4），Ag、Mo与Au、As、Sb仅在六家坞一带套合较好。Ag异常强度较弱，有684个测点分析结果大于异常下限，异常的极值为4.52×10-6，为地壳丰度的64.57倍，异常下限的15.07倍，Ag的变化系数达1.05。Mo有783个测点分析结果大于异常下限，异常的极值为39.5×10-6，为地壳丰度的26.33倍，异常下限的19.75倍，Mo的变化系数达1.23。Ag、Mo异常主要分布于NW向刘村断裂下盘及六坞里一带寒武纪华严寺组条带状灰岩夹硅质泥岩中，与地层高背景有关。

3.3 综合异常评价

以单元素异常为基础编制的组合异常图仅以Au、As、Sb低温组合异常为主，结合元素R型聚类分析，将低温元素Au-As-Sb组合异常作为评价重点。本文综合异常区主要为Au、As、Sb重合区域，圈定了10个综合异常（图5），其中HT-2、HT-3、HT-4、HT-5和HT-7异常叠加明显，规模较大，是成矿的有利位置。

（1）HT-2综合异常。由Au、Ag、As、Mo、W和Sb组成，异常规模较大，强度高。Au、Ag、Mo、As异常具三级浓度分带，各元素浓集中心吻合较好。Au异常均值为28.69×10-9，As异常均值为225.1×10-6。异常元素水平分带序列为As-Au-Mo-W-Ag-Sb，有2个内带，与异常元素NPA值排序不一致，伴生元素Ag与成矿元素Au的异常NAP值（表6）大，属第一梯级带，而As、W、Mo的异常NAP明显小于Ag和Au，构成第二梯级带异常元素，W、Mo偏离Au、As浓集中心，且强度弱，处于断裂下盘，与黑色岩系高背景有关。Au异常强度高，浓集中心位于NW向F15断裂与NE向F2断裂交汇处，断裂内发现黄铁矿化和硅化构造角砾岩，有待进一步验证。

（2）HT-3综合异常。由Au、As、Mo、Sb 、Ag和W组成，异常规模较大，强度高。Au、Mo、As具三级浓度分带，Ag、Sb具二级浓度分带，各元素浓集中心明显，Au、As套合一致。Au异常均值为53.32×10-9，As异常均值为307.42×10-6。异常元素水平分带序列为As-Au-Mo-Sb-W-Ag，与异常元素NPA值排序不一致，尾缘指示元素Mo与成矿元素Au的NAP值（表7）大，属第一梯级带，而前缘指示元素As属第二梯级带，Ag与Sb属第三梯级带。异常水平分带具2个内带，NW向浓集中心与断裂位置一致，较强的Au、As异常叠加较弱的W、Mo异常，指示矿化体较近，NW向断裂F15内发现黄铁矿化和硅化构造角砾岩，已验证存在工业金矿体。

（3）HT-4综合异常。由As、Sb 、Au、Ag和W组成，异常规模小，强度不高。Au、As具三级浓度分带，Sb具二级浓度分带，Au浓集中心明显，Au、Sb套合较好。Au异常均值为30.54×10-9，As异常均值为311×10-6。异常元素水平分带序列为As-Au-Sb-W-Ag，与异常元素NPA值排序基本一致。前缘指示元素As、Sb与成矿元素Au的NAP值（表8）大，属第一梯级带，Ag、W的NAP值明顯小于As和Sb，属第二梯级带。异常水平分带有2个内带，Au异常浓集中心发现构造角砾岩带，异常特征指示矿化体有一定埋深。

HT-5综合异常：由Au、Sb 、As、Ag、W和Mo组成，异常规模大，强度高。Au、As、Sb具三级浓度分带，存在多个浓集中心，呈NE向展布，W、Mo异常较弱。Au异常均值为33.46×10-9，As异常均值为231.95×10-6，Sb异常均值为16.26×10-6，异常元素水平分带序列为As-Au-Sb-Ag-W-Mo，与异常元素NPA值排序基本一致。前缘指示元素As、Sb与成矿元素Au的NAP值（表9）最大，属第一梯级带，而伴生元素Ag属第二梯级带，尾晕元素Mo、W属第三梯级带。该异常分布于西阳山组，与地层展布方向一致，层间破碎强烈，发现层间黄铁矿化角砾岩，西阳山组存在次生富集导致地球化学异常的可能。

HT-7综合异常：由Au、Sb 、As、Ag和Mo组成，异常规模大，强度高。Au、As、Sb具三级浓度分带，浓集中心明显，套合较好。Au异常均值为28.77 ×10-9，As异常均值为245.55×10-6，Sb异常均值为20.36 ×10-6。异常元素水平分带序列为As-Au-Sb-Mo-Ag，与异常元素NPA值排序基本一致。前缘指示元素As、Sb与成矿元素Au的NAP值（表10）大，属第一梯级带，Ag、Mo的NAP值明显小于As、Sb和Au，属第二梯级带。异常水平分带有4个内带，NE向异常与西阳山组展布方向一致，发现一些层间黄铁矿化角砾岩，西阳山组存在次生富集导致地球化学异常的可能。

4 异常验证及深部追索

4.1 异常验证

HT-2综合异常内Au2异常中心位于方家店南东部，施工探槽TC22和MTC06，已揭露硅化和黄铁矿化角砾岩，宽几米至几十余米，控制长度>180 m，刻槽样显示Au品位为0.51～0.53 g/t，视厚度约1 m，矿化类型为硅化构造角砾岩型，处于贯穿研究区的NW向梅林—刘村断裂中。HT-3综合异常内Au3异常中心位于太子湾北，施工探槽MTC11，揭露到构造角砾岩带，岩石硅化，黄铁矿化较强，探槽中断续分布4段矿化体，累计视厚度12.6 m，刻槽样显示Au品位为0.61～1.92 g/t，平均品位为1.08 g/t，矿化类型为硅化构造角砾岩型，处于NW向断裂带中，与Au2方家店Au矿化体为同一构造带，但金矿化明显变强。HT-4综合异常中Au4异常西部浓集中心位于山东寺西侧，施工了MTC07进行解析，见NW向构造角砾岩带，岩石具强硅化、褐铁矿化;矿化体视厚度3.4 m，刻槽样显示Au品位为0.70～1.85 g/t，平均品位为1.27 g/t，围岩为西阳山组上段中薄层钙质泥岩，围岩局部具弱硅化和黄铁矿化。HT-5综合异常中Au5异常南侧浓集中心位于石口村北，施工了TC13，揭露发现NE向闪长玢岩脉，脉内夹硅化构造角砾岩;闪长玢岩倾向南东，倾角80°，与围岩西阳山组钙质泥岩、泥灰岩接触带蚀变不明显。刻槽样显示金矿化主要赋存于闪长玢岩与硅化角砾岩界面近脉岩一侧，矿化体视厚度6 m，Au品位为0.23～1.41 g/t，平均品位为0.97 g/t。HT-5综合异常中Au6北东端异常浓集中心位于里石里一带，施工了MTC21进行解析，见NE向构造角砾岩带，岩石具强褐铁矿化、弱硅化，发育石英细脉;刻槽样品显示Au品位为0.51～1.89 g/t，平均品位为1.57 g/t，矿体视厚度3.3 m;两侧围岩为西阳山组上段中薄层钙质泥岩。HT-5综合异常中Au6南西端异常浓集中心位于石口村南侧，施工了TC6进行解析，发现NW向构造角砾岩带，刻槽样显示Au品位为0.67～9.14 g/t，平均品位为4.14 g/t;矿体倾向南西，倾角41°，视厚度3.5 m，矿化类型为构造角砾岩型，围岩为寒武纪西阳山组钙质泥岩。Au10北东部异常中心位于罗家湾南，施工了TC8进行解析，见西阳山组上部薄层钙质泥岩、泥质灰岩，显示层控特征，硅化、黄铁矿化发育，刻槽样显示Au品位为0.44～3.18 g/t，平均品位为1.2 g/t，矿体视厚度22 m，南东侧发育闪长玢岩脉，矿化类型可能为与闪长玢岩有关的蚀变岩型。HT-7综合异常中Au16北东异常浓集中心位于金子山北侧，施工了探槽TC14进行解析，发现NE向断裂带，岩石为硅化、黄铁矿化构造角砾岩，该断裂发育于西阳山组一段，围岩蚀变不明显;刻槽样显示Au品位为0.71 g/t，视厚度1.3 m，该金矿化体走向追索长度>50 m。HT-7综合异常中Au16南西异常浓集中心位于苍子岭一带，对探槽TC9进行解析，发现NW向断裂带，岩石为强硅化构造角砾岩，追索地表出露长约15 m，厚约1 m，刻槽样显示Au品位为0.83 g/t，金矿化类型为构造角砾岩型，两侧围岩为寒武纪西阳山组一段泥质灰岩夹钙质泥岩，围岩蚀变不明显。HT-6综合异常中对Au14异常2个浓集中心分别施工了MTC34和MTC35，揭露的岩性为寒武纪华严寺组条带状灰岩夹黑色泥岩，未发现金矿化，推断异常由泥岩高背景引起。

通过探槽揭露，区内发现了9个金矿化体，其中方家店、太子湾金矿化体处于AuP3异常带，与NW向F15断裂展布方向一致;罗家湾、石口村北金矿化体处于AuP1异常带，受F2断裂及西阳山组控制;苍子岭、金子山、石口村南、里十里及山东寺金矿化体呈NE向分布，与西阳山组分布一致，处于AuP2异常带。

4.2 深部追索

对Au10异常内罗家湾金矿化体施工了SZK01进行钻孔深部追索，孔内岩性与探槽一致，主要为西阳山组钙质泥岩。劈样分析结果显示无金矿化体，与地表探槽揭露控制的22 m金矿体不符，说明无层控特征。对Au5异常内石口村北金矿化体施工了ZK301进行深部追索，岩性主要为西阳山组泥质灰岩、钙质泥岩，57.14～73.48 m见闪长玢岩夹构造角砾岩，与探槽一致。劈样分析结果显示Au品位为0.2～0.44 g/t，而地表探槽中金矿化体视厚度为6 m，Au品位为0.23～1.41 g/t，深部贫化。对Au6异常内石口村南金矿化体施工了ZK201进行深部追索，岩性主要为条带状灰岩夹黑色钙质泥岩，见10层层间破碎带。劈样分析结果显示Au品位为0.1～0.37 g/t，而地表探槽中金矿体厚度为3.5 m，Au平均品位为4.14 g/t，深部贫化。对Au3异常内太子湾金矿化体施工了ZK801进行深部追索，孔内见3層Au矿化体，第1层于16.82～27.46 m孔段，视厚度为10.64 m，Au品位为0.48～0.9 g/t，为硅化、黄铁矿化构造角砾岩，顶底板为黑色钙质泥岩;第2层于42.17～46.5 m孔段，见视厚度4.33 m的金矿体，Au品位为1.07～1.13 g/t，为硅化、黄铁矿化构造角砾岩，顶底板为黑色钙质泥岩;第3层于51.03～53.81m孔段，见视厚度为2.78 m的金矿体，Au的品位为1.61～1.88 g/t，为硅化、黄铁矿化钙质泥岩及硅化、黄铁矿化构造角砾岩，顶底板为黑色钙质泥岩，与地表探槽控制的矿化体一致，找矿效果较好，该区段综合异常（HT-3）为套合较好的Au、As异常，Au强度高，三级浓度分带，叠加较弱的W、Mo异常。

5 结论

（1）石口地区Au为富集元素，变化系数最大，Au分布范围广;As、Sb为富集元素，变化系数大，分布广，未见矿化，参与后期成矿作用改造;Au与As相关系数最大，As为寻找Au的指示元素。

（2）石口地区地表金矿化普遍，以构造角砾岩型金矿化最为发育，局部蚀变岩型泥岩、闪长玢岩亦具金矿化。金矿化多与构造关系密切，主要蚀变有硅化和黄铁矿化。

（3）石口地区地表金矿化较好，深部金贫化或无矿化;NE向金异常内发现矿化构造角砾岩及矿化钙质泥岩，存在次生富集，且NE向金异常带与西阳山组分布一致，可能与西阳山组黑色岩系金高背景及层间破碎带相关，找矿意义不大。

（4）NW向梅林—刘村断裂带硅化、黄铁矿化构造角砾岩具有较好的找矿前景。

参考文献

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