陳海龍，肖其鵬，梁巨宏

(1.湖南省有色地質(zhì)勘查研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410015； 2.湖南辰州礦業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 沅陵 419607)

0 引言

烴汞疊加暈找礦方法是烴汞測(cè)量和構(gòu)造疊加暈兩種方法結(jié)合而成的一種地球化學(xué)評(píng)價(jià)新方法，它是以有機(jī)烴成礦理論和疊加暈理論為基礎(chǔ)，通過總結(jié)烴汞與成礦元素疊加特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)深部找礦預(yù)測(cè)。該方法主要包含兩個(gè)方面疊加特點(diǎn)的研究:其一，將土壤地球化學(xué)所獲得的烴汞和成礦元素形成的綜合異常進(jìn)行分類篩選，查明是否屬于與深源成礦相關(guān)的疊加異常，來開展深部找礦評(píng)價(jià)；其二，利用烴汞異常模式中的對(duì)偶雙峰異常模式[1]疊加特點(diǎn)來開展平行盲脈的預(yù)測(cè)。

有機(jī)烴與金屬成礦關(guān)系的研究，始于20 世紀(jì)30年代，90 年代至今，有機(jī)烴在金屬礦床勘查中的應(yīng)用已進(jìn)入全面試驗(yàn)和深入研究階段。前人研究表明：有機(jī)烴與金屬成礦作用的關(guān)系極為密切[2-5]，從成礦物質(zhì)的初始富集、活化轉(zhuǎn)移、富集成礦直至礦體形成后疊加改造的整個(gè)成礦過程都存在有機(jī)烴的參與并發(fā)揮重要作用[6-7]。通過對(duì)有機(jī)質(zhì)烴異常形態(tài)、分布特征以及微觀上烴類各組分間的相關(guān)性和變化規(guī)律總結(jié)，建立了烴類綜合氣體深部預(yù)測(cè)模式，均取得了較好的預(yù)測(cè)效果[8-15]。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)烴汞異常具有多解性，有烴汞異常不一定有礦的可能[16]，這也給單一烴汞測(cè)量的異常評(píng)價(jià)帶來了不確定性。

李惠教授等根據(jù)熱液型金礦床具有多期、多階段疊加特點(diǎn)，總結(jié)了“異常疊加結(jié)構(gòu)”實(shí)現(xiàn)深部找礦，同時(shí)還獲得了更多、更好的深部找盲礦信息[17-20]，而將這些深部疊加信息反演到地表土壤形成的疊加異常指標(biāo)研究較少，造成構(gòu)造疊加暈深部預(yù)測(cè)方法局限在老礦山原生暈軸(垂)向分帶方面，而對(duì)于新的預(yù)測(cè)區(qū)(缺乏深部工程)深部成礦預(yù)測(cè)顯得依據(jù)還不夠充分。

烴汞疊加暈找礦方法是在烴汞測(cè)量的基礎(chǔ)上運(yùn)用構(gòu)造疊加暈的思路，通過對(duì)已知礦區(qū)不同地質(zhì)體(包括礦體)、不同標(biāo)高成礦元素及烴類組分變化規(guī)律和疊加特點(diǎn)研究，分析不同地質(zhì)體，尤其是金礦體不同期次的成礦作用疊加演化規(guī)律，獲得深部成礦關(guān)鍵要素，并將這些關(guān)鍵要素反演到地表土壤(或者巖石)形成的地球化學(xué)異常，通過總結(jié)其異常特征、異常結(jié)構(gòu)和異常模式的疊加特點(diǎn)來開展深部成礦預(yù)測(cè)，克服了傳統(tǒng)的烴汞測(cè)量和構(gòu)造疊加暈單一方法的不足，提高了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，豐富了地球化學(xué)勘查評(píng)價(jià)內(nèi)容。

1 沃溪礦區(qū)地質(zhì)概況

沃溪礦區(qū)處于雪峰弧形隆起帶由NE向NEE的弧形轉(zhuǎn)折部位，經(jīng)歷了武陵、雪峰、加里東、印支—燕山運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)期的擠壓變形作用，地層發(fā)生較強(qiáng)的變形和變質(zhì)[21-24]。礦區(qū)位于仙鵝抱蛋復(fù)背斜北翼，區(qū)內(nèi)大面積出露一套濱海相、淺海相含鈣碎屑巖建造的中元古界冷家溪、板溪群地層，其次，在礦區(qū)北部有小面積白堊系紅層出露。其中，板溪群馬底驛組的紫紅色板巖是區(qū)內(nèi)重要的金銻鎢賦礦層位，該套地層圍繞仙鵝抱蛋隆起，呈反“S”型展布。研究區(qū)處于該反“S”型構(gòu)造的北段的魚兒山—紅巖溪—馬兒橋段(圖1)。

1—白堊系； 2—震旦系；3—板溪群五強(qiáng)溪組；4—板溪群馬底驛組；5—冷家溪群小木坪組；6—蝕變巖；7—不整合線； 8—正斷層；9—逆斷層； 10—向斜；11—背斜1—Cretaceous system；2—Sinian system；3—Wuqiangxi formation of Banxi group；4—Madiyi formation of Banxi group；5—Xiaomuping formation of Lengjiaxi group；6—alterated rock；7—unconformity surface； 8—normal fault；9—thrust fault；10—syncline；11—anticline圖1 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig.1 Simplified geological map of structure

魚兒山金礦床為中—低溫?zé)嵋菏⒚}型，具有兩個(gè)成礦期特點(diǎn)[21-22]，第一期是形成于加里東期的W(Au)，成礦物質(zhì)主要來源于圍巖，流體為變質(zhì)熱液和大氣降水；第二期是印支—燕山期的Au-Sb成礦，成礦物質(zhì)主要來自深源，流體主要為巖漿熱液和大氣降水。其礦脈自北往南(由上而下)分別賦存有V1、V2、V6脈3條工業(yè)礦體(圖2)，產(chǎn)狀與巖層基本一致，走向近EW，傾向N。礦體沿走向呈扁豆?fàn)?、透鏡狀。單個(gè)礦體長(zhǎng)20～350 m，礦脈厚0.20～2.5 m，沿傾斜呈板柱狀，傾斜延伸180～500 m以上。礦脈均產(chǎn)于馬底驛組的灰紫色—紫紅色絹云母含鈣板巖中，受近乎順層產(chǎn)出的層滑斷層及脆—韌性剪切帶控制，具有層控礦床特點(diǎn)，空間上則受褶皺、層間斷裂和節(jié)理斷裂控制。

1—第四系；2—板溪群五強(qiáng)溪組；3—板溪群馬底驛組；4—浮土；5—板巖；6—砂質(zhì)板巖；7—斷層及編號(hào)；8—礦脈及編號(hào)；9—蝕變巖1—Quaternary system；2—Wuqiangxi formation of Banxi group；3—Madiyi formation of Banxi group；4—drifting dust；5—slate；6—sandy slate；7—fault and number；8—vein and number；9—alterated rock圖2 魚兒山金銻鎢礦區(qū)87號(hào)勘探線剖面示意Fig.2 Cross section of line-87 in Yuershan Au，Sb，W deposit

紅巖溪礦段主要是魚兒山V1脈向西延伸至該區(qū)，其內(nèi)賦存有V1脈及支脈，產(chǎn)于層間破碎帶中，屬破碎蝕變巖型。產(chǎn)狀與巖層基本一致，走向近EW，傾向N。傾角較緩，30°左右，地表出露長(zhǎng)200～400 m，傾向延長(zhǎng)約150 m，寬2～10余m，Au、Sb、W礦化都很強(qiáng)烈，斷層下盤黃鐵礦化及硅化強(qiáng)烈，上盤蝕變?nèi)酢?/p>

2 烴汞疊加暈試驗(yàn)方法及背景場(chǎng)特征

2.1 試驗(yàn)方法

本次烴汞疊加暈深部找礦試驗(yàn)選擇沃溪礦區(qū)魚兒山礦段V6脈為研究對(duì)象，通過烴汞構(gòu)造疊加暈及其礦體上方對(duì)應(yīng)的土壤地球化學(xué)異常特征研究，總結(jié)土壤烴汞綜合異常與礦體空間對(duì)應(yīng)關(guān)系和深部找礦預(yù)測(cè)模式，并對(duì)西部延伸端的紅巖溪—馬兒橋礦段開展烴汞土壤地球化學(xué)異常深部找礦預(yù)測(cè)。

2.1.1 土壤中烴汞組分富集層位、富集粒級(jí)(含巖石)

為了查明區(qū)內(nèi)土壤烴汞組分富集層位、富集粒級(jí)(含巖石)，在沃溪礦區(qū)魚兒山和紅巖溪礦段土壤垂直剖面發(fā)育良好的地段安排了3條垂直剖面，分別采集B、C層土壤和D層新鮮巖石樣品作為富集層位和粒級(jí)試驗(yàn)樣品，土壤樣品按-40目、-80目、-120目、-160目、-200目，巖石樣品按-120目、-160目、-200目劃分，共分析測(cè)試了34件樣品中Au、Sb、W、甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷、乙烯、丙烯、吸附汞等13個(gè)指標(biāo)。結(jié)果表明(表1)：土壤B、C層總體來看烴類組分含量變化不大，所以在沃溪礦區(qū)開展土壤烴汞測(cè)量，采集B、C層土壤都能滿足要求；土壤樣品5個(gè)不同粒度級(jí)別分析結(jié)果表明，樣品在-160～-200目之間，分析結(jié)果相對(duì)比較穩(wěn)定，所以烴汞土壤測(cè)量加工粒度在-160～-200目均可保證其代表性，本次加工粒度確定為-200目；巖石樣品3個(gè)不同粒度級(jí)別分析結(jié)果表明，樣品在-160～-200目之間，分析結(jié)果相對(duì)比較穩(wěn)定，所以巖石樣品加工粒度在-160～-200目均可保證其代表性，本次加工粒度確定為-200目。

2.1.2 烴汞構(gòu)造疊加暈工作方法

根據(jù)構(gòu)造疊加暈采樣要求[17-20]，選擇在沃溪礦區(qū)魚兒山礦段V6盲脈深部不同標(biāo)高，分別采集新鮮礦石、強(qiáng)蝕變圍巖、弱蝕變圍巖和未蝕變圍巖樣品，通過分析研究成礦元素Au、Sb、W和部分微量元素As、Bi、Mo以及烴類的甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷、乙烯、丙烯和吸附汞等16個(gè)指標(biāo)在不同地質(zhì)體，尤其是金礦體不同期次的成礦作用疊加演化規(guī)律，獲得能指示深部成礦關(guān)鍵要素等。

表1 樣品不同層位、不同粒度烴汞含量特征

2.1.3 烴汞土壤剖面測(cè)量工作方法

2.2 烴汞背景場(chǎng)特征

為了查明礦區(qū)烴汞背景場(chǎng)特征，在礦區(qū)外圍無礦區(qū)內(nèi)安排3條長(zhǎng)剖面，對(duì)礦區(qū)出露的冷家溪組、馬底驛組、五強(qiáng)溪組、白堊系地層及其對(duì)應(yīng)的土壤分別采集了B、C層土壤樣32件和D層新鮮巖石樣品16件，作為區(qū)域地層背景和土壤—巖石富集系數(shù)研究類樣品；在沃溪礦區(qū)內(nèi)采集未蝕變?cè)鷷灅?6件，分別檢測(cè)了Au、Sb、W、甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷、乙烯、丙烯和吸附汞13個(gè)指標(biāo)。通過研究得到了以下認(rèn)識(shí)：

區(qū)內(nèi)無含煤系地層和巖漿巖活動(dòng)，也無有機(jī)物河流污染，說明烴汞背景場(chǎng)不存在這些因素的干擾。

區(qū)域和礦區(qū)原生暈烴汞組分的算術(shù)平均值結(jié)果(表2)表明，區(qū)域和礦區(qū)烴汞組分的變異系數(shù)相對(duì)較小，說明烴類含量變化較均勻，對(duì)背景場(chǎng)影響較小。

礦區(qū)地層烴汞組分含量明顯高于區(qū)域地層，說明礦區(qū)烴類組分具有明顯疊加特點(diǎn)。因此，烴類組分作為本區(qū)找礦預(yù)測(cè)的重要指標(biāo)是合適的。

區(qū)域內(nèi)土壤與其母巖富集系數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表3)表明，巖石風(fēng)化成壤過程中，烴類組分明顯貧化，冷家溪組、馬底驛組、五強(qiáng)溪組地層烴類組分貧化最為嚴(yán)重(富集系數(shù)0.01～0.09)，白堊系地層中烴類組分貧化相對(duì)較小(富集系數(shù)0.34～0.66)。由于區(qū)域背景研究烴類組分明顯偏低，說明巖石風(fēng)化成壤烴類組分含量更低，加之選用工作方法為巖石和土壤烴汞測(cè)量，烴類組分的提取以吸留相、包裹相、結(jié)合相形式[16]為主，因此土壤烴類組分異常的形成與后期成礦活動(dòng)的疊加改造關(guān)系密切，同樣可以說明烴類組分作為本區(qū)找礦預(yù)測(cè)的重要指標(biāo)是合適的。

表2 礦區(qū)地層原生暈烴類組分背景含量

表3 區(qū)域不同地層對(duì)應(yīng)土壤與巖石比值(富集系數(shù))

3 已知礦區(qū)不同地質(zhì)體烴汞異常場(chǎng)特征

為了查明沃溪礦區(qū)不同地質(zhì)體烴汞組分的分布和V6號(hào)脈垂向分帶特征，在魚兒山礦段V6號(hào)脈-400、-425、-450 m標(biāo)高分別采集了礦體—強(qiáng)蝕變—弱蝕變—未蝕變圍巖新鮮巖石樣，共分析測(cè)試了83件樣品中Au、Sb、W、As、Bi、Mo、甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷、乙烯、丙烯、吸附汞等16個(gè)指標(biāo)。

3.1 礦體及近圍烴汞分布特征

礦區(qū)不同地質(zhì)體樣品分析結(jié)果(表4)表明，烴汞組分在不同類型地質(zhì)體中的算術(shù)平均含量均顯著高于背景值, 說明烴汞組分參與成礦，并起到積極的作用。從礦體—強(qiáng)蝕變—弱蝕變—未蝕變圍巖,各烴汞組分含量明顯呈由高變低的變化特征，顯示出成礦元素Au與烴汞組分之間具有同步消長(zhǎng)關(guān)系，說明成礦熱液在就位、沉淀成礦過程中,其伴生的烴汞組分受熱力作用、內(nèi)壓作用和濃度梯度變化的驅(qū)動(dòng),不斷向周邊圍巖擴(kuò)散,最終會(huì)形成一個(gè)以礦體為中心的暈圈異常。

各烴汞組分在不同地質(zhì)體中的含量雖然不同，但各組分之間的高低變化組成比例是同步協(xié)調(diào)的，這表明各烴類組分與Au來源于同一母體，且經(jīng)歷了類似的地質(zhì)地球化學(xué)歷程。烴汞組分異常信息能較好地反映或指示金礦化信息。

3.2 礦體構(gòu)造原生疊加暈特征

根據(jù)李惠教授對(duì)不同礦區(qū)金礦體構(gòu)造疊加暈深部找礦預(yù)測(cè)研究成果[18-20]，通過對(duì)魚兒山礦段V6脈成礦元素金及烴汞組分和部分微量元素進(jìn)行的相關(guān)分析、R型聚類分析和礦體構(gòu)造疊加暈縱向分帶特征分析，可得出如下認(rèn)識(shí)：

相關(guān)性分析(表5)表明，Au與甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷、乙烯、丙烯和吸附汞均具有較好的相關(guān)性，說明烴汞參與成礦并具有同源性。

對(duì)V6脈礦石樣品16個(gè)變量的分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到聚類分析譜系圖(圖3)，按相似水平20進(jìn)行分類，元素可以分為3組。

表4 礦區(qū)不同地質(zhì)體烴類組分含量特征

表5 魚兒山礦段各指標(biāo)相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖3 魚兒山礦段V6脈R型聚類分析譜系Fig.3 General graph of R-type cluster analysis of V6-vein in Yuershan district

1組：烴類組分(C1～C9)，相關(guān)性良好，相關(guān)系數(shù)均接近1，但該組分呈分散狀態(tài)，且與成礦元素Au相關(guān)性良好，Sb、W的相關(guān)性相對(duì)較差，說明該組分在成礦過程中參與程度較高。

2組：Mo、Sb組合，該組合比較獨(dú)特，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.98，相關(guān)性良好，Mo呈分散狀態(tài)，并沒有形成獨(dú)立的礦體。而Sb形成了獨(dú)立礦體，與Au相關(guān)性比較好(相關(guān)系數(shù)0.64)，表明Mo參與成礦活動(dòng)。

3組：As、Hg、Au、W，該組元素中的Au、W為成礦元素，其他為分散元素，其中As、Hg、Au關(guān)系最為密切，Au跟As、Hg吸附汞相關(guān)系數(shù)分別為0.668、0.737、0.987，說明該組元素參與成礦活動(dòng)。但Au與W相關(guān)性相對(duì)較差(相關(guān)系數(shù)0.182)，如果相似性水平按15分類，W單獨(dú)可分一類，這說明Au、W成礦大部分不在同一期，而且W與烴類氣體相關(guān)性較差(相關(guān)系數(shù)0.15)，Au與烴類氣體相關(guān)性較好(相關(guān)系數(shù)0.5～0.7之間)，說明W礦成礦過程中烴類氣體參與較少，Au礦成礦過程中烴類氣體大量參與。

根據(jù)V6脈不同中段礦石樣品化驗(yàn)結(jié)果，分別計(jì)算了Hg、W、Au、Sb、As、Bi、Mo 和烴類組分等16個(gè)指標(biāo)的分帶指數(shù)并進(jìn)行排序，發(fā)現(xiàn)V6脈元素縱向分帶序列為：甲烷、Sb、Mo、W、Au、As、乙烷、乙烯、丙烯、Hg、丙烷、正丁烷、Bi、異戊烷、正丁烷、正戊烷。縱向分帶比較混亂，說明V6脈成礦具有多期次疊加的特點(diǎn)。據(jù)以往沃溪礦區(qū)魚兒山礦構(gòu)造疊加暈研究成果[21]，前緣暈元素為Hg、As，尾暈元素為Mo、Bi，結(jié)合本次分帶指數(shù)研究，按前緣暈元素Hg、As、烴類氣體，尾暈元素Mo、Bi,圈定V6脈在-400～-450 m區(qū)間元素異常范圍，總結(jié)了元素垂向分帶規(guī)律，建立了V6脈構(gòu)造疊加暈分帶模式(圖4)，根據(jù)構(gòu)造疊加暈判別原則[17-20]，證實(shí)V6礦脈具有明顯的構(gòu)造疊加特點(diǎn)。

3.3 礦體上方土壤烴汞疊加異常特征

礦體上方烴汞土壤測(cè)量主要根據(jù)坑道調(diào)查結(jié)果與其對(duì)應(yīng)的地表位置87勘探線開展，采樣點(diǎn)距20 m，采集B層(或C層)土壤樣品，分析了Au、Sb、W、甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷、乙烯、丙烯、吸附汞等13個(gè)指標(biāo)，目的是查明已知礦體上方土壤烴汞與成礦元素Au、Sb、W之間的關(guān)系，是否存在疊加的特點(diǎn)以及空間對(duì)應(yīng)關(guān)系，以指導(dǎo)預(yù)測(cè)區(qū)土壤烴汞綜合氣體異常的評(píng)價(jià)。

圖4 魚兒山礦段V6脈元素垂向分帶模式示意Fig.4 Sketch of element vertical zoning mode of V6-vein in Yuershan district

表6 魚兒山礦段土壤元素相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)

3.3.1 土壤元素相關(guān)性分析

元素組合是元素親和性在地質(zhì)體內(nèi)的具體表現(xiàn)[25-26]，為了對(duì)不同變量進(jìn)行有效分類，引用相關(guān)分析等多元統(tǒng)計(jì)分析方法是可行的[25-29]。相關(guān)分析(表6)表明，土壤中Au與甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷、丙烯、吸附汞呈正相關(guān)，說明土壤中的Au有部分來自深源熱液疊加。

3.3.2 土壤地球化學(xué)異常特征

土壤地球化學(xué)異常分布和空間對(duì)應(yīng)關(guān)系有如下特征(圖5)：

土壤中Au、Sb、W、Hg和烴類組分形成了3個(gè)較好的綜合異常，即AS1、AS2、AS3，總體來看，3個(gè)綜合異常中Au、Sb、W明顯高于異常下限，異常發(fā)育良好；Hg高于異常下限值(120×10-9)1～3倍；穩(wěn)定性良好的飽和鏈烴類C1(甲烷)在AS2綜合異常處高于異常下限值(6 μL/kg)7倍，C2(乙烷和丙烷)、C3(正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷)異常發(fā)育相對(duì)較好，均高于異常下限值1倍；而穩(wěn)定性較差的不飽和烴類C4(乙烯)、C5(丙烯)異常相對(duì)較差，總體來看單元素異常套合較好。

AS1和AS3綜合異常峰與V1脈對(duì)應(yīng)良好，兩峰值之間的相對(duì)低值區(qū)對(duì)應(yīng)為V1脈，烴類的高值異常峰分布在AS3號(hào)異常一帶，位于礦體傾斜方向尾部，AS1和AS3號(hào)異常形成了明顯的對(duì)偶雙峰異常模式，控制V1脈產(chǎn)出位置。

在AS1～AS3兩峰值之間的相對(duì)低值區(qū)出現(xiàn)AS2號(hào)烴汞異常，并且Au、Hg、鏈烷烴類(C1、C2、C3)和成礦元素(Au、Sb、W)形成良好的綜合異常，與深部V6盲脈頭部對(duì)應(yīng)良好，具有頭部異常的特征，而V6盲脈尾部異常還沒有出現(xiàn)，根據(jù)“對(duì)偶雙峰異常模式”特征[1]，表明AS2以北具有較好的找礦前景。

87線土壤烴汞綜合異常空間對(duì)應(yīng)關(guān)系表明，在AS1和AS3形成的對(duì)偶雙峰異常模式中，頭部異常峰(AS1)和尾部異常峰(AS3)與已知礦體V1產(chǎn)出位置對(duì)應(yīng)良好，在兩峰之間烴汞相對(duì)低值區(qū)出現(xiàn)具有頭部特征的烴汞和成礦元素形成的綜合異常(AS2)，并且與深部平行盲脈V6的頭部對(duì)應(yīng)良好，說明V6盲脈形成了另一個(gè)對(duì)偶雙峰異常模式并且疊加在前一個(gè)(V1脈)對(duì)偶雙峰異常模式之上，形成對(duì)偶雙峰異常疊加模式的特點(diǎn)比較明顯。這與目前魚兒山V1和V6脈深部開采情況十分吻合。

4 預(yù)測(cè)區(qū)土壤烴汞綜合異常場(chǎng)特征及成礦預(yù)測(cè)

預(yù)測(cè)區(qū)主要是指紅巖溪和馬兒橋礦段，其中紅巖溪礦段原來主要開采V1脈，因資源危機(jī)，于2014年停采閉坑；馬兒橋礦段在20世紀(jì)70年代開展地質(zhì)普查工作，地表發(fā)現(xiàn)較好的金鎢礦化，曾施工過12個(gè)鉆孔驗(yàn)證，效果不理想。2006年沃溪危機(jī)礦山項(xiàng)目又開展傳統(tǒng)的 1∶1萬土壤化探掃面工作，獲得一批較好的Au、Sb、W等元素綜合異常，圖7中地表槽探(TC4703)揭露取得過較好的找礦信息(Au平均品位1.93×10-6,礦體厚1.35 m)，但鉆探(ZK4701)驗(yàn)證效果較差。通過在紅巖溪和馬兒橋礦段開展烴汞土壤地球化學(xué)剖面測(cè)量，采用烴汞疊加暈法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其結(jié)果如下。

1—第四系；2—板溪群五強(qiáng)溪組；3—板溪群馬底驛組；4—浮土；5—板巖；6—砂質(zhì)板巖；7—甲烷；8—乙烷和丙烷；9—異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷；10—乙烯；11—丙烯；12—斷層及編號(hào)；13—礦脈及編號(hào)；14—蝕變巖；15—采樣點(diǎn)1—Quaternary system;2—Wuqiangxi formation of Banxi group；3—Madiyi formation of Banxi group；4—drifting dust；5—slate；6—sandy slate;7—methane；8—ethane，propane；9—isobutane，N-butane，isopentane，N-contour；10—ethylene；11—propylene；12—fault and number；13—vein and number；14—alterated rock；15—sampling point圖5 魚兒山礦段87線土壤地球化學(xué)剖面Fig.5 Soil geochemistry profiles of line 87 in Yuershan district

4.1 烴汞疊加異常特征

4.1.1 紅巖溪礦段

相關(guān)分析(表7)表明，紅巖溪礦段131線土壤中Au與甲烷、乙烷、丙烷、丙烯、正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷、乙烯、丙烯、汞相關(guān)性較好，且Au、Sb、W之間相關(guān)性較好，說明Au與烴類組分具有同源性[30]，土壤中的Au、Sb、W具有深源疊加的特點(diǎn)，對(duì)深部找有利。

土壤烴汞異常分布、異常結(jié)構(gòu)和空間對(duì)應(yīng)關(guān)系研究表明(圖6)，土壤中Au、Sb、W、Hg和烴類組分形成了3個(gè)較好的綜合異常，即AS1、AS2、AS3，其中，AS1綜合異常相對(duì)較差(因采礦丟樣)；AS2、AS3綜合異常發(fā)育相對(duì)較好，異常元素 Au、Sb、Hg、C1(甲烷)、C2(乙烷和丙烷)、C3(正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷)均形成較好異常，Au、Hg異常峰值高于背景2倍，其他指標(biāo)均在1倍以上，C4(乙烯)、C5(丙烯)相對(duì)較差，單元素異常套合相對(duì)較好。

表7 紅巖溪131線土壤元素相關(guān)系數(shù)

1—第四系；2—白堊系；3—板溪群五強(qiáng)溪組；4—板溪群馬底驛組；5—浮土；6—砂礫巖；7—板巖；8—甲烷；9—乙烷、丙烷；10—異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷；11—乙烯；12—丙烯；13.斷層及編號(hào)；14.礦脈及編號(hào)；15.蝕變巖；16.采樣點(diǎn)1—Quaternary system；2—Cretaceous system；3—Wuqiangxi formation of Banxi group；4—Madiyi formation of Banxi group；5—drifting dust；6—graywacke；7—slate；8—methane；9—ethane，propane；10—isobutane，N-butane，isopentane，N-contour；11—ethylene；12—propylene；13—fault and number；14—vein and number；15—alterated rock；16—sampling point圖6 紅巖溪礦段131線土壤地球化學(xué)剖面Fig.6 Soil geochemistry profiles of line 131 in Hongyanxi deposit

烴類異常結(jié)構(gòu)和空間分布表明：AS1和AS3綜合異常與V1脈對(duì)應(yīng)良好，兩峰值之間的相對(duì)低值區(qū)對(duì)應(yīng)為V1脈，烴類的高值異常峰分布在AS3號(hào)異常一帶，位于礦體傾斜方向尾部，并呈現(xiàn)明顯的對(duì)偶雙峰異常模式，并與V1脈產(chǎn)出位置對(duì)應(yīng)良好。

在AS1～AS3兩峰值之間的相對(duì)低值區(qū)出現(xiàn)AS2號(hào)烴汞異常，Au、Hg、鏈烷烴類(C1、C2、C3)和成礦元素(Au、Sb、W)形成良好的綜合異常，并與深部V6盲脈頭部對(duì)應(yīng)良好，具有頭部異常的特征，而V6盲脈尾部異常還沒有出現(xiàn)，表明AS2以北具有較好的找礦前景。

131線土壤烴汞綜合異常空間對(duì)應(yīng)關(guān)系與魚兒山礦段87線具有相同的特點(diǎn)，131線中AS1和AS3綜合異常形成對(duì)偶雙峰異常模式，控制V1脈位置。在兩峰之間烴汞相對(duì)低值區(qū)出現(xiàn)AS2綜合異常，并且與深部平行盲脈V6的頭部對(duì)應(yīng)良好，說明V6盲脈形成了另一個(gè)對(duì)偶雙峰異常模式并且疊加在前一個(gè)(V1脈)對(duì)偶雙峰異常模式之上，形成對(duì)偶雙峰異常疊加模式，表明AS2綜合異常就近找礦及以北地段均具有較好的找礦前景。

4.1.2 馬兒橋礦段

相關(guān)分析(表8)表明，馬兒橋礦段161線土壤中Au與烴汞相關(guān)性較差(相關(guān)系數(shù)接近0)，說明土壤中的Au沒有深源疊加的特點(diǎn)，因此其深部找礦潛力較差。

表8 馬兒橋161線土壤元素相關(guān)系數(shù)

土壤烴汞異常分布、異常結(jié)構(gòu)和空間對(duì)應(yīng)關(guān)系研究表明(圖7)，土壤中Au、Sb、W、Hg和烴類組分形成了AS1、AS2、AS3、AS44個(gè)綜合異常，其中AS1、AS2、AS3主要以Hg異常為主，C1(甲烷)、C2(乙烷和丙烷)、C3(正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷)、C4(乙烯)、C5(丙烯)異常均較差。AS4綜合異常中烴汞異常相對(duì)較好，Hg、C1(甲烷)、C2(乙烷和丙烷)、C3(正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷)、C4(乙烯)、C5(丙烯)均形成相對(duì)較好異常，但往北未封閉。

成礦元素Au、Sb在AS1異常區(qū)發(fā)育較好，其他異常區(qū)只見Sb異常。

烴類異常結(jié)構(gòu)和空間分布表明，AS2號(hào)和AS4號(hào)異常雖然具有對(duì)偶雙峰異常模式，但中部低值區(qū)控制V5蝕變帶，缺乏Au異常，烴類異常較差，找礦意義不大。

AS3號(hào)異常產(chǎn)于AS2和AS4號(hào)異常形成的對(duì)偶雙峰異常模式相對(duì)低值區(qū)，與F1斷層(V1脈)地表出露位置對(duì)應(yīng)，Hg和C2(乙烷和丙烷)為弱異常，具有V1脈頭部異常特點(diǎn)，但由于該異常烴汞和成礦元素異常強(qiáng)度較低，找礦意義不大。

AS4綜合異常烴汞異常發(fā)育較好，異常元素組合全，強(qiáng)度相對(duì)較強(qiáng)，異常往北未封閉，存在深部盲脈(V1、V6)疊加的可能，但成礦元素異常較差，AS4綜合異常就近找礦意義不大，但不排除往北找礦的可能。

4.2 成礦預(yù)測(cè)及驗(yàn)證情況

對(duì)上述紅巖溪和馬兒橋礦段土壤烴汞綜合異常特征總結(jié)和烴類組分異常襯度計(jì)算結(jié)果(表9)表明，沃溪礦區(qū)蝕變帶礦化至少存在兩種不同的地球化學(xué)成礦疊加作用,形成兩類疊加異常，即同生疊加異常和深源疊加異常。

深源疊加異常以紅巖溪礦段為代表，其特征是：土壤中的Au與烴類組分相關(guān)性較好，說明土壤中Au與烴類組分具有同源性，而烴類組分異常反映其為深部成礦熱液帶來的。該區(qū)形成的AS1、AS2、AS3綜合異常烴汞組分比較齊全，異常強(qiáng)度相對(duì)較強(qiáng)，異常襯度值相對(duì)較高(表8)，具有明顯的深源疊加特征，預(yù)示深部找礦潛力較大。同時(shí)，在已知V1脈由AS1～AS3兩烴汞綜合異常組成的對(duì)偶雙峰異常模式低值區(qū)出現(xiàn)AS2深源疊加異常，預(yù)示V1脈下部存在平行盲脈，推測(cè)為深部V6脈疊加形成，具有較好的找礦潛力。

1—白堊系；2—馬底驛組；3—雜砂巖；4—板巖；5—甲烷；6—乙烷、丙烷；7—異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷；8—乙烯；9—丙烯；10—礦脈及編號(hào)；11—蝕變帶；12—采樣點(diǎn)1—Cretaceous system；2—Madiyi formation of Banxi group；3—graywacke；4—slate；5—methane；6—ethane，propane；7—isobutane，N-butane，isopentane，N-contour；8—ethylene；9—propylene；10—vein and number；11—alteration zone；12—sampling point圖7 馬兒橋礦段161線土壤地球化學(xué)剖面Fig.7 Soil geochemistry profiles of line 161 in Maerqiao district

表9 紅巖溪—馬兒橋礦段異常元素襯值

同生疊加異常以馬兒橋礦段為代表，土壤中的Au與烴汞不相關(guān)(表7)，說明土壤中沒有深源熱液帶來成礦物質(zhì)的疊加，該區(qū)形成的AS1、AS2、AS3、AS44個(gè)綜合異常烴汞組分異常組分較簡(jiǎn)單，異常強(qiáng)度較弱，異常襯度值相對(duì)較低(均小于1)(表8)，并且都缺乏穩(wěn)定性良好的飽和鏈烴類C2(乙烷和丙烷)、C3(正丁烷、異丁烷、異戊烷、正戊烷)異常和不飽和烴類C4(乙烯)、C5(丙烯)異常。結(jié)合以往勘查成果，認(rèn)為該類異常形成是在區(qū)域變質(zhì)或動(dòng)力變質(zhì)作用下，地層中元素的進(jìn)一步活化、遷移、初步富集而成，為同生疊加異常，找礦意義不大。

通過對(duì)紅巖溪礦段131線和馬兒橋161線開展鉆探驗(yàn)證，結(jié)果如下：

紅巖溪礦段在131線AS2異常中心位置施工了一個(gè)鉆孔ZK13501(圖6)，在標(biāo)高-210 m處發(fā)現(xiàn)了真厚度8.58 m、Au平均品位為3.55×10-6的金礦體，同時(shí)，礦山企業(yè)在131線東面的129線、西面的135線、137線同時(shí)施工了7個(gè)鉆孔，目前有4個(gè)鉆孔取得了良好的找礦效果，其他還在施工中。

在馬兒橋礦段161線AS4異常位置，為了驗(yàn)證烴汞異常結(jié)論，施工了一個(gè)鉆孔ZK16101(圖7)，在標(biāo)高-160 m處發(fā)現(xiàn)厚度9.27 m蝕變帶，取樣分析Au品位0.16×10-6，與預(yù)測(cè)結(jié)果一致。

5 分析與探討

研究表明，中大型金礦床大多具有多期成礦的特點(diǎn)[17-31]，按地質(zhì)成因，地球化學(xué)場(chǎng)可分為地球化學(xué)同生場(chǎng)和地球化學(xué)疊加場(chǎng)兩大部分。同生場(chǎng)反映成巖作用的元素分布，疊加場(chǎng)反映后期蝕變礦化作用的元素分布[25]。通過對(duì)沃溪礦區(qū)土壤烴汞組分與成礦元素異常疊加特點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)，土壤中烴汞組分與成礦元素形成的綜合異常與礦化蝕變關(guān)系十分密切，一般來說，構(gòu)造蝕變帶地表出露或者深部礦體產(chǎn)出的位置均形相對(duì)較好的烴汞綜合異常，前人大量的烴類異常與礦體對(duì)應(yīng)關(guān)系以及烴類異常形成的機(jī)理研究成果都得到了較好的證明[7-16]。但由于不同的地質(zhì)地球化學(xué)成礦作用或者多期成礦作用的疊加，使得地球化學(xué)場(chǎng)通常表現(xiàn)為復(fù)雜的疊加場(chǎng)。根據(jù)疊加場(chǎng)形成的機(jī)理不同，筆者將地球化學(xué)疊加場(chǎng)劃分為同生疊加場(chǎng)和深源疊加場(chǎng)。同生疊加場(chǎng)反映區(qū)域變質(zhì)或者動(dòng)力變質(zhì)作用形成的，成礦元素主要來自地層，由于變質(zhì)作用，變質(zhì)熱液將地層中成礦元素重新活化、遷移、富集，在構(gòu)造有利部位形成良好的成礦元素的地球化學(xué)疊加異常，這類疊加異常由于缺乏后期成礦熱液帶來成礦物質(zhì)的疊加，一般形成異常面積較小，異常元素組合不全，除成礦元素外其他組分異常強(qiáng)度相對(duì)較低，可能會(huì)形成較好的礦點(diǎn)，形成中大型礦床的機(jī)遇相對(duì)較小；深源疊加場(chǎng)反映深源含礦熱液帶來成礦物質(zhì)疊加形成的異常，是對(duì)同生疊加場(chǎng)的再次疊加，其異常元素組合相對(duì)齊全，成礦元素異常不一定很強(qiáng)，但能代表深源組分的異常強(qiáng)度都處于較高水平，多種研究方法表明具有深源熱液帶來成礦物質(zhì)的疊加特點(diǎn)。兩者雖然都具有疊加特點(diǎn)，但從找礦意義來講，代表的是性質(zhì)和意義截然不同的兩種地質(zhì)地球化學(xué)作用過程。所以，傳統(tǒng)的地球化學(xué)勘查或者單一的地球化學(xué)勘查新方法雖然可表征元素異常模式和異常結(jié)構(gòu)特征，但由于缺乏異常元素疊加特點(diǎn)的進(jìn)一步研究，在地球化學(xué)意義的表征、變化規(guī)律和結(jié)構(gòu)的揭示等還是不夠嚴(yán)格。一般來說，元素組合的成因特征能有效地反映地質(zhì)地球化學(xué)的多期性[26]。而有效的多元統(tǒng)計(jì)分析方法，能夠?qū)ρ芯康V床形成環(huán)境、成礦期次、成礦階段、不同的元素組合等提供支持[29]。所以，利用多元統(tǒng)計(jì)分析方法，從分布復(fù)雜、無序的地球化學(xué)元素中提取與深部成礦有關(guān)的參數(shù)，來闡明地球化學(xué)異常與深部成礦統(tǒng)一的表征和定位，才是地球化學(xué)深部找礦評(píng)價(jià)的有效途徑。

基于上述分析，通過運(yùn)用烴汞疊加暈找礦方法 對(duì)研究區(qū)內(nèi)土壤地球化學(xué)所獲得的烴汞和成礦元素形成的綜合異常進(jìn)行分類篩選，認(rèn)為魚兒山—紅巖溪礦段為深源疊加異常，馬兒橋礦段為同生疊加異常，再加強(qiáng)了烴汞對(duì)偶雙峰異常模式的疊加特點(diǎn)研究并進(jìn)行深部找礦預(yù)測(cè)，通過鉆探研究取得了良好的預(yù)測(cè)效果。

6 結(jié)論

1) 研究區(qū)烴汞測(cè)量土壤采樣層位以C層(或B)為主；土壤和原生暈(巖石)樣品加工粒度為-200目。

2) 烴汞組分在區(qū)域地層處于較低含量水平，對(duì)背景場(chǎng)影響較??；區(qū)域烴汞組分背景含量明顯低于礦區(qū)背景，說明礦區(qū)烴類組分具有明顯的疊加特點(diǎn)；區(qū)域地層巖石風(fēng)化成壤烴類組分貧乏嚴(yán)重，從而證明土壤烴類組分異常的形成與后期成礦活動(dòng)的疊加改造關(guān)系密切。

3) 烴汞組分含量在礦石與蝕變圍巖中明顯高于未蝕變巖，礦脈中Au與烴汞組分相關(guān)性良好，說明本區(qū)成礦過程中存在有機(jī)物的參與，其中的烴汞組分可作為該區(qū)找礦預(yù)測(cè)的重要標(biāo)志。

4) 研究區(qū)內(nèi)土壤地球化學(xué)疊加場(chǎng)存在同生疊加場(chǎng)和深源疊加場(chǎng)2大類。

同生疊加場(chǎng)深部找礦效果較差，而深源疊加場(chǎng)深部找礦效果良好，從找礦意義來講，深源疊加場(chǎng)又可分為2類綜合異常，一類是成礦元素和烴汞類組分異常均發(fā)育良好，異常強(qiáng)度較強(qiáng)，如果成礦元素異常峰值較高，異常面積較大，說明淺部(就近)找礦效果較好，并且沿礦脈傾斜方向的深部找礦潛力較大；二類是成礦元素和烴汞類組分異常均發(fā)育一般，異常強(qiáng)度相對(duì)較弱，說明淺部(就近)找礦效果一般，但沿構(gòu)造控礦層傾斜方向的深部存在一定的找礦潛力,是下一步深部找礦的重點(diǎn)靶區(qū)。

5) 研究區(qū)烴汞綜合異常模式主要以對(duì)偶雙峰異常模式為主，頭部峰和尾部峰控制礦脈產(chǎn)出位置，兩峰值之間的相對(duì)低值區(qū)對(duì)應(yīng)為礦脈，如果在低值區(qū)內(nèi)出現(xiàn)成礦元素和烴汞類異常峰，表明由深部平行盲脈疊加造成，礦體的剝蝕深度，取決于礦體尾部異常的位置。

6) 礦區(qū)烴汞疊加暈研究成果及鉆探驗(yàn)證,不但顯示了紅巖溪礦段及以北白堊系紅層地區(qū)具有較大的深部找礦潛力,馬兒橋礦段深部找礦潛力相對(duì)較差，同時(shí)表明了烴汞疊加暈法在蓋層厚和紅層覆蓋區(qū)也能發(fā)揮其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開拓了地球化學(xué)深部找礦新的技術(shù)手段。