張龍軍，王興興，李 碩，馬 平，鐘文明，黎 昕，顧霜霜

（1.湖北國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院，湖北 武漢 430090；2.武漢市光谷豹澥第一小學(xué)，湖北 武漢 430206）

陜西省洛南縣水草坪金礦位于小秦嶺成礦帶西段，小河斷裂附近。小秦嶺為中國(guó)第二大金礦田，僅次于膠東金礦，前人工作主要集中于小秦嶺金礦帶北段，即小河斷裂以北，而對(duì)于小秦嶺成礦帶的西南段的研究很少，現(xiàn)今為止僅僅發(fā)現(xiàn)有中小型葫蘆溝金礦。工作區(qū)研究程度較低，僅僅開(kāi)展過(guò)普查、部分詳查工作，基礎(chǔ)研究工作相對(duì)薄弱，成礦規(guī)律認(rèn)識(shí)不清，嚴(yán)重制約著找礦工作的進(jìn)一步開(kāi)展。本文在對(duì)工作區(qū)成礦地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)特征研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合原生暈樣品測(cè)試分析，通過(guò)聚類分析，確定指示元素，通過(guò)MapGIS軟件，利用化探數(shù)據(jù)圈定成礦靶區(qū)，為礦山的下一步工作提供指導(dǎo)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

小秦嶺金礦田位于華北克拉通南緣，屬于秦嶺造山帶邊緣組成部分，呈東西向展布，西起華山，東至靈寶朱陽(yáng)盆地，東西長(zhǎng)約135km，南北寬約 70km，北以太要斷裂為界，南以小河斷裂為界。

區(qū)域地層主要為上太古宙太華群中深變質(zhì)火山-沉積巖系，太要斷裂以北主要為新生界第四系現(xiàn)代沉積物,小河斷裂以南主要為中元古宙長(zhǎng)城系高山河組淺變質(zhì)沉積巖,包括硅質(zhì)巖、白云巖等。高山河組變質(zhì)石英砂巖以角度不整合超覆于太華群位之上。小秦嶺地區(qū)地層自下而上為：大月坪組、板石山組、洞溝組、三關(guān)廟組、秦倉(cāng)溝組、桃峪組。巖石巖性主要有斜長(zhǎng)角閃巖類、斜長(zhǎng)片麻巖類、混合巖類等。

小秦嶺地區(qū)經(jīng)歷了多期構(gòu)造變形作用，斷裂，褶皺發(fā)育。構(gòu)造以東西向?yàn)橹?，北西、北東、南北向次之。

2 成礦地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)概況

水草坪金礦位于小秦嶺金礦集中區(qū)南帶西段、大月坪—金羅斑復(fù)式背斜西部?jī)A沒(méi)端南翼，礦區(qū)面積約為11平方公里。礦體形態(tài)和產(chǎn)狀主要受一系列韌脆性斷裂控制，平面上呈平行等距排列，礦體分為北東向和東西向兩組礦脈。

2.1.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為太華群上基底系和高山河組及第四系沉積物，巖石普遍遭受過(guò)不同程度的混合化作用，巖性變化較大，構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜。主要出露巖性有條帶狀混合巖、混合巖化片麻巖、斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、石英砂巖及第四系沉積物。

2.1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于太月坪——金羅斑復(fù)式背斜西部末端南翼，屬北東向太子坪——上坪斷裂與東西向朱家溝斷裂交匯的三角地帶。

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育一系列的韌脆性剪切帶和滑脫構(gòu)造帶，含金石英脈充填于斷裂構(gòu)造帶中。斷裂分為近東西向滑脫構(gòu)造帶和北東向韌脆性剪切帶，其中北東向斷裂最發(fā)育。北東向斷裂走向40°～60°，南傾。該組斷裂控制著北東向長(zhǎng)英質(zhì)含金礦脈的分布，斷裂沿傾向和走向延生較大，斷裂面沿走向和傾向呈現(xiàn)舒緩波狀延伸,具有分支復(fù)合現(xiàn)象，斷裂帶中角礫巖發(fā)育，充填著長(zhǎng)英質(zhì)含金礦脈。近東西向滑脫構(gòu)造走向115°，南傾，傾向呈波狀起伏的壓扭構(gòu)造，傾角約為50°～80°，該組斷裂主要沿著高山河組地層與太華群地層接觸帶發(fā)育，近東西向斷裂控制著近東西向含金石英碎裂巖的分布，為主要的容礦構(gòu)造。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石類型

水草坪金礦礦石大致可以分為兩類：石英脈型和構(gòu)造碎裂巖型，其中構(gòu)造碎裂巖型金礦組成成分較簡(jiǎn)單。石英脈型金礦礦石礦物組成較復(fù)雜，礦石礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦及少量自然金，脈石礦物主要有石英、鉀長(zhǎng)石、絹云母、黑云母、綠泥石、碳酸鹽巖，不同成礦階段的礦石礦物共生組合、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造存在著較大的差異。

2.2.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

（1）礦石結(jié)構(gòu)：根據(jù)礦石礦物顆粒的形態(tài)、大小及其空間關(guān)系或者是礦物顆粒與礦物集合體的相互關(guān)系，將水草坪金礦床礦石劃分為自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)及交代結(jié)構(gòu)。

自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu):早階段黃鐵礦主要呈現(xiàn)為中粗粒自形-半自形結(jié)構(gòu)。

它形粒狀結(jié)構(gòu)：黃銅礦和黃鐵礦呈他形粒狀分布于多金屬硫化物礦石中或者呈它形粒狀結(jié)構(gòu)狀包裹于其他幾種金屬礦物中。

包含結(jié)構(gòu)：黃鐵礦和黃銅礦呈它形粒狀包裹于輝鉬礦中。

碎裂結(jié)構(gòu)：較早期形成的黃鐵礦遭受后期作用構(gòu)造變形，其中在礦物顆粒中充填著較多的裂隙，而裂隙大多數(shù)情況下被石英充填，少數(shù)情況下充填著金屬硫化物細(xì)脈。

交代殘余結(jié)構(gòu)：后期形成的它形黃銅礦交代溶蝕早期形成的自形黃鐵礦顆粒。

（2）礦石構(gòu)造：根據(jù)主要礦石礦物集合體的排列方式，將礦石構(gòu)造劃分為：條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀、蜂窩狀構(gòu)造。

條帶狀構(gòu)造：含礦熱液沿著構(gòu)造裂隙充填。

浸染狀構(gòu)造：為研究區(qū)主要礦石構(gòu)造黃鐵礦、黃銅礦和輝鉬礦呈自形、半自形或者是它形粒狀分布于石英脈或者是構(gòu)造蝕變巖中。

細(xì)脈-浸染狀構(gòu)造：黃鐵礦、黃銅礦及輝鉬礦呈現(xiàn)細(xì)脈沿著石英脈或者是構(gòu)造蝕變巖裂隙充填，有時(shí)候沿著不同方向交叉裂隙充填，構(gòu)成網(wǎng)脈狀,同時(shí)一部分呈浸染狀分布。

蜂窩狀構(gòu)造：在表生作用下，黃鐵礦等多金屬硫化物被溶解、遷移而呈蜂窩狀構(gòu)造。

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變強(qiáng)烈，主要蝕變類型為硅化、鉀化、黃鐵礦化、碳酸巖化及絹云母化，另見(jiàn)少量綠泥石化和綠簾石化。其中與礦化有關(guān)的蝕變主要有硅化、鉀化、黃鐵礦化、碳酸巖化及絹云母化。

（1）硅化：水草坪金礦硅化現(xiàn)象普遍，貫穿于熱液活動(dòng)的始終，與金礦化關(guān)系密切，主要發(fā)育在斷裂帶兩側(cè)的圍巖及斷裂帶中，主要形成石英脈及細(xì)脈浸染狀石英，硅化后圍巖致密堅(jiān)硬，常常與絹云母化及鉀化共生。

（2）鉀化：水草坪金礦鉀化現(xiàn)象主要發(fā)育于太華群地層中，貫穿于整個(gè)巖漿熱液活動(dòng)，與金礦化關(guān)系密切，主要發(fā)育在太華群地層斷裂帶及斷裂帶兩側(cè)的圍巖中，主要形成鉀長(zhǎng)石脈及細(xì)粒鉀長(zhǎng)石，鉀化與硅化現(xiàn)象共生出現(xiàn)。

（3）黃鐵礦化：礦區(qū)黃鐵礦現(xiàn)象普遍，主要發(fā)育在礦脈及礦脈兩側(cè)的圍巖中，貫穿于整個(gè)成礦階段，與金礦化關(guān)系密切，黃鐵礦是金礦的主要載金礦物。早期黃鐵礦呈自形-半自形集合體產(chǎn)出，中晚期為細(xì)粒浸染狀產(chǎn)出，常常與硅化、鉀化現(xiàn)象共生。

3 化探異常特征與遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)

礦區(qū)化探數(shù)據(jù)豐富，本文選取Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、Co、Ni、V、Mn、W、Sn、Mo共16種與成礦關(guān)系密切的元素。運(yùn)用SPSS軟件，進(jìn)行相關(guān)分析與聚類分析，從中提取指示元素。

相關(guān)分析與聚類分析：第一步是數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)化，由于異常值對(duì)聚類的結(jié)果影響比較大，不符合聚類分析的連續(xù)性變化要求，因此先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，第二步進(jìn)行聚類，從而得出金與其他元素的相關(guān)性，聚類分析結(jié)果如表1。

表1 水草坪金礦床與金元素相關(guān)系數(shù)排序

從表1可以看出，Sb、Ag、W與Au相關(guān)性較好，均在0.6以上。Hg、Bi、Mn、Pb、Mo、Cu、As相關(guān)性一般，分布在0.4～0.6之間。而Ni、Zn、Co、V、Sn，相關(guān)性最差，均在0.4以下。W與Sb、Ag對(duì)比，相關(guān)系數(shù)略低，故再做出聚類分析，找出指示金元素的最佳元素。

如圖1，在完成元素R型聚類分析后，元素相關(guān)性可以分為兩類：一類為Au、Sb、Ag、W、Hg、Mo、As、Bi、Zn、Mn、Cu、Pb，另一類為Co、V、Ni、Sn。前一類與成礦關(guān)系密切，多為親硫元素，其中既有W、Mo、Bi等高溫成礦元素，也有Sb、Ag、Zn、Cu、Pb等中低溫元素，說(shuō)明從高溫到中低溫成礦階段均有Au的富集作。后一類均為高溫元素，與成礦關(guān)系比較疏遠(yuǎn)，在熱液礦床中多為尾暈元素，在成礦前期富集。

圖1 R型聚類分析圖

根據(jù)元素的親疏關(guān)系，前一類元素又可以分為三類：Au、Sb、Ag、W、Hg為一類，元素組合基本為前緣暈組合元素，Mo、As、Bi為一類，為近礦元素，反映了多金屬硫化物成礦階段Zn、Mn、Cu、Pb為另一類，為尾暈元素組合。而Au、Sb、Ag相關(guān)性最高，推斷為指示元素，Sb、Ag主要產(chǎn)于低溫?zé)嵋旱V床，表明Au主要富集于低溫成礦環(huán)境。

根據(jù)聚類分析結(jié)果可知：礦區(qū)Au的指示元素為Sb、Ag，次要指示元素為W、Hg、Mo、As、Bi、Zn、Mn、Cu、Pb，圍巖指示元素為Co、V、Ni、Sn。故在進(jìn)行找礦遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)時(shí)，主要考慮 Sb、Ag 的異常特征。

總體來(lái)說(shuō)在礦區(qū)南部，異常與北東向的斷裂關(guān)系密切，礦區(qū)北部異常區(qū)偏離斷裂帶，異常中心多在花崗巖巖體附近，說(shuō)明在礦區(qū)南部主成礦元素的異常受斷裂控制明顯，而在礦區(qū)北部異常則受巖體控制。

通過(guò)以上分析對(duì)礦區(qū)內(nèi)找礦標(biāo)志總結(jié)如下：

（1）太華群地層含金豐度值較高，在該地層內(nèi)出現(xiàn)Au、Ag、Pb、Zn、Cu化探異常是尋找石英脈型和蝕變型金礦的有利靶區(qū)。

（2）含金石英脈、蝕變帶受構(gòu)造帶控制。礦區(qū)內(nèi)地表或深部出現(xiàn)蝕變構(gòu)造帶時(shí)，是直接找礦標(biāo)志之一。

（3）近北東向斷裂構(gòu)造帶是本區(qū)含礦性較好的控礦構(gòu)造，是礦區(qū)最有找礦前景的一組斷裂。

（4）地表發(fā)現(xiàn)褐鐵礦化鐵帽、擠壓構(gòu)造蝕變巖，深部出現(xiàn)硅化、鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化等蝕變組合時(shí)，是直接的找礦標(biāo)志。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)陜西省洛南縣駕鹿鄉(xiāng)水草坪金礦床區(qū)域成礦地質(zhì)背景及地質(zhì)特征進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

（1）水草坪金礦地處小秦嶺西段駕鹿礦田西南側(cè)，礦脈主要發(fā)育于燕山期混合花崗巖與太古界變質(zhì)巖的接觸帶附近，礦脈沿?cái)嗔殉实乳g距分布，并與北東向次級(jí)斷裂產(chǎn)狀相似。礦區(qū)下部礦脈主產(chǎn)于石英脈中，主要發(fā)育在構(gòu)造破碎帶中，礦脈周邊主要為碎裂石英巖，碎裂石英砂巖，結(jié)合礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)特征與查詢資料，可以初步礦區(qū)成礦類型以蝕變巖型金礦為主，石英脈型金礦次之。

（2）礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，其中東西向、近東西向斷裂構(gòu)造、北東向斷裂構(gòu)造為主要的控礦構(gòu)造；北西西向斷裂是主要的控礦構(gòu)造，北東向斷裂與其次級(jí)構(gòu)造是主要的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。太子坪—上坪斷裂及其次級(jí)斷裂為中心的“斷裂束”是主要的成礦部位。

（3）結(jié)合礦區(qū)化探數(shù)據(jù)與礦區(qū)成礦地質(zhì)特征，成礦遠(yuǎn)景區(qū)為片麻巖和花崗巖接觸帶的石英砂巖地層，以北東向太子坪—上坪斷裂與北西西向斷裂交匯部為中心，北東向的次級(jí)構(gòu)造為主要成礦有利地段。