广东阳西金钩仔金矿土壤地球化学研究与找矿

郝 麟， 吴星星， 李 森， 吕小军

（广东省地质局757地质大队，广东 江门 529040）

广东阳西金钩仔金矿土壤地球化学研究与找矿

郝 麟， 吴星星， 李 森， 吕小军

（广东省地质局757地质大队，广东 江门 529040）

文章总结了金钩仔矿区的地质特征，对1∶10 000土壤地球化学测量的结果进行分析，研究了地球化学元素的含量特征、分布型式，并进行了组合分析、单元素异常及综合异常的圈定。元素含量特征及分布型式表明，矿区Ag、Pb、As、Sb、Hg元素含量相对较高，变异系数比较大，这些元素易参与次生富集作用，形成地球化学异常；因子分析、聚类分析等多元统计分析表明，Cu－Pb－Zn、Ag－As－Sb－Hg 2类元素组合代表矿区主要成矿元素的次生富集组合，可作为本区较好的找矿指示元素；通过单元素异常及综合异常的圈定认为，Au－As－Cu－Zn综合异常带、Au－Ag－As综合异常带、Cu－Pb－Zn综合异常带和 Au－As异常带均具有较好的找矿前景，为矿区今后工作的重点靶区。

广东阳西；土壤地球化学；金钩仔；金多金属矿床

金钩仔矿区位于广东省阳江市阳西县，矿区及其周边地区先后共开展过1∶20 0000重砂测量、1∶50 000水系沉积物测量工作，发现了金沟仔、龙运岭2处金重砂异常点及良好的区域金异常带，对本区的金矿勘查具有重要的指导作用。为此本文对金钩仔地区开展1∶10 000土壤地球化学采样工作，在研究本区地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变等地质特征基础上，运用土壤地球化学方法总结元素分布、迁移富集的规律，进一步圈定异常，为今后该区的找矿工作提供有利的线索与依据。

1 矿区地质特征

矿区地层简单，仅出露寒武系八村群（∈bc）和第四系（Q）。寒武系八村群岩性以中厚层细粒长石石英砂岩为主，夹少量绢云母石英岩。岩石呈灰绿色，细粒结构，中厚层至薄层状，层理清晰，普遍变质为变粒岩。第四系（Q）主要为黄砂土及含砾砂土构成的冲洪积层，如图1所示。

图1 金钩仔矿区地质图和土壤化探工程部署情形

矿区构造以断裂为主，有金沟仔断裂、龙运岭断裂组、横向扭断层。金沟仔断裂：地表出露约1 800m，断裂硅化带宽2～5m，近南北走向，倾向东，倾角平均57°，为压扭断裂；断裂中段基本沿印支期花岗岩与寒武系石英砂岩接触带展布，南、北两端潜伏于寒武系地层内。龙运岭断裂组：主断裂地表断续出露，累计长约3 700m，走向北西至北北西，倾向南西，倾角60～82°；派生出北西向3条断裂，与主断裂合成断裂组，断层面一般略呈渐伸式平滑曲线，渐向南东收敛，呈帚状构造。横向扭断层：长约1 500m，走向北西，倾向南西，倾角70°，平错距离约50～150m，沿走向有不清晰的侵蚀，角砾岩露头。

矿区内见有印支期花岗岩和燕山期花岗岩出露［1］。印支期花岗岩，岩性为细粒黑云母花岗岩，呈岩株状分布于矿区南部。燕山期花岗岩属塘口岩体，岩性主要是中粒黑云母花岗岩，分布于矿区西部，大体呈南北向展布，与八村群地层及混合岩呈侵入接触。

矿区围岩蚀变以硅化、绢云母化为主，其次绢英岩化、黄铁矿化，少量绿泥石化、方铅矿化、闪锌矿化及碳酸盐化。其中黄铁矿化和绿泥石化与金矿化关系密切，主要表现为灰黄色的它形砂屑状黄铁矿呈细脉充填裂隙产出且细脉壁常有绿泥石化现象，两者相伴产出是含金的标志。

矿区矿石为含金硅化（角砾）岩与含金绢英岩，矿化载体为硅化蚀变（岩）带，而硅化蚀变带严格受金沟仔断裂和龙运岭断裂组控制。

2 土壤地球化学研究

2.1 样品采集、加工和测试

采用400m×20m网度（见图1）进行土壤地球化学取样，依据土壤地球化学规范要求，取样对象为土壤B层，深度约30cm，以10m范围内多坑法采样组合成单样，地质点及取样点位误差不超过10m。共采集土壤样品1 191个。所有样品晒干过80目筛后再粉磨至180目，样品测试工作在广东省地质局719地质大队实验室完成。

2.2 元素分布型式

对测区全部土壤样品数据进行统计，并作元素含量－频数对数直方图，如图2所示，其中横坐标为lgX，X为元素含量，金元素单位为10－9，其余元素单位为10－6。

（1）Cu、Pb、Zn、Ni、Co元素基本呈对称正态分布，说明本区不同期次的地质作用改变了对上述5种元素的初始分配形式［2］，有利于其富集成矿。其中Cu、Zn元素的分布型式均向右高值区略倾，表明这些元素参与了次生富集成晕作用［3－4］。

（2）Au、Ag、Hg、Bi元素明显不服从正态分布，其中Au元素离散度较小，表明金元素在次生富集成晕作用中贡献较小。Ag元素呈双峰分布，离散程度较高，且整体向左低值区倾斜，表明银元素在富集成晕过程中伴有不同程度的叠加地球化学异常作用。Hg、Bi元素均向右边高含量值区倾斜，而且分布范围广，离散程度高，表明Hg、Bi元素次生富集作用强烈，在表生作用下易形成明显的地球化学异常［3－4］。

图2 不同元素的分布型式图

（3）As、Sb元素呈单峰分布，高值集中，离散程度低，表明As、Sb元素次生富集作用较弱，不易产生地球化学异常。在进行单元素的异常圈定中，Sb异常仅存在外带异常，未有浓度分带异常存在。

2.3 元素含量特征

对取得的元素含量数据进行了平均值、标准差、变异系数、浓度克拉克值等地球化学参数的计算，结果见表1所列，其中浓度克拉克值＞1的元素有 Au、Ag、Pb、As、Sb、Hg、Bi；浓度克拉克值＞5的元素有 Hg、Bi；变异系数＞1的元素有Au、Ag、Pb、An、As、Ni。测区 Au、Ag、Pb、As、Sb、Hg、Ni、Bi元素含量相对较高，变异系数比较大，表明这些元素参与了次生富集成晕作用及过程，易形成次生地球化学异常，对测区深部及外围找矿具有指示性意义。

表1 土壤中元素含量参数表

2.4 元素组合分析

2.4.1 因子分析

因子分析是一种多变量的统计方法［5］。利用因子分析的方法，可以把具有错综复杂关系的元素原始变量归结为少数几个综合因子，以因子中最大因子载荷的50%为阈值确定不同因子的元素组合，找出元素间相关关系特征，放大或者加强异常，优化成矿有利地段，以指示找矿［3，6－7］。

本次工作中，对 Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg等8种元素进行了全部样品的测试。对以上元素数据进行基于主成分变量的R型因子分析，按照累计方差贡献值54.776%，得到3个主因子，见表2所列。

其 中，F1 因 子 （Cu、Zn、Pb）贡 献 率24.979%，代表一组中高温成矿元素的次生组合；F2因子（Sb、As）代表一组低温亲硫元素的次生组合；F3因子（Au、Hg）表明本区 Au元素与Hg元素关系密切。

表2 微量元素R型因子分析结果

2.4.2 聚类分析

聚类分析是根据样本自身的属性，用数学方法按照某些相似性指标，定量地确定样本之间的亲疏关系，并按这种亲疏关系对样本进行聚类［8］。R型聚类分析是从数字角度研究元素在成矿活动中地球化学行为相似程度的一种有效方法［3，9］。

通过对 Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg等8种元素进行R型聚类分析，生成聚类分析谱系图，如图3所示。

图3 元素聚类分析图

由图3可见，总体上可分3大类，第1大类由Cu、Zn、Pb、Ag、Hg组成；第2大类由 As、Sb组成；第3大类为Au单元素。其中距离系数小于5的元素为Cu、Zn。从其聚类情况来看，总体能够反映本区成矿元素矿物组合特征。如闪锌矿与黄铜矿呈固融体分结结构，方铅矿有交代闪锌矿的现象，黄铜矿呈乳浊状析出于闪锌矿中；金元素以自然金形式产于硅化岩的细小石英晶洞内，特别在其细小石英离晶之基部，或在块状石英之微纹裂隙中。

3 土壤地球化学异常

3.1 地球化学背景值、异常下限的确定

确定地球化学背景值与异常下限的方法有很多种，如长剖面法、直方图法、概率格纸图解法、移动平均分析法等。本文选取实用性强，易操作的迭代法确定矿区背景值及异常下限，结果见表3所列。依据异常下限实际取值的1、2、4倍计算异常浓度分带，结合经验值最终确定异常浓度分带的取值。数据处理使用统计分析软件SPSS完成。

表3 剔除异常值后元素含量特征、背景值、异常下限

3.2 单元素异常特征

单元素异常特征图，如图4所示。

金元素的高背景区主要分布在矿区南西部，浓集中心和峰值较明显，异常区最高值150×10－9。高值的分布主要与龙运岭断裂组有很好的契合，其中Au－1异常区内带与龙运岭断裂组主断裂关系密切，Au－2异常区内带与龙运岭派生断裂所引起的Ⅱ号硅化带联系紧密。Au－4异常区内带与32线219点（0.45×10－6）位于金钩仔断裂北端延伸区，应为其隐伏断裂所致。

银元素的高背景区主要分布在矿区中部，浓集中心和峰值较明显，异常区最高值0.90×10－6。高值的分布与Au－3异常区有较好的吻合。Ag－1与Au－3异常区均为外带发育良好、中（内）带面积较小的特点。

铜元素的高背景区主要分布在矿区南东部和中部，浓集中心和峰值明显，异常区最高值108.7×10－6。其中Cu－1异常区为片状，但其形态展布上受北西向龙运岭断裂组构造控制。

铅元素的高背景区在矿区分布较广，异常无明显集中区，浓集中心面积较小且零散分布，异常区最高值为534.4×10－6。在Pb－4异常区为片状，但其形态上为北西向展布，Pb－4中带区异常为龙运岭主断裂控制。

图4 单元素异常特征图

锌元素的高背景区在矿区分布较广，异常无明显集中区，浓集中心近北东向排列，异常区最高值为383.2×10－6。在Zn－3异常区内，部分高值点产于燕山期中细粒黑云母花岗岩中，未能排除是否为岩性所致异常。

汞元素异常分布于矿区中南部，呈面状展布，异常范围广，浓集中心较小，Hg－1异常区可完全包含Au－1异常区，与龙运岭断裂组走向一致，Hg－2异常区与 Au－2、Ag－1异常区吻合度较高。汞气在本区浓度克拉克值最高，其浓度梯度却不甚明显，是有断裂活动引起还是汞气背景值极高所引起未能有明确的结论。进一步明确汞气异常的原因将决定矿区金多金属矿的找矿思路。

3.3 综合异常特征

根据异常规模、空间展布特点以及异常的组合特点，将空间上密切相伴（叠合在一起）、同种成因的所有元素的正异常，归并为一个综合异常带，圈定4个综合异常带，分别是 Au－As－Cu－Zn综合异常带、Au－Ag－As综合异常带、Cu－Pb－Zn综合异常带和Au－As综合异常带，如图5所示。

图5 综合异常特征图

（1）Au－As－Cu－Zn综合异常带。分布在调查区中西部禾刀水至龙运岭一带，该区主要出露为一套变质石英砂岩、粉砂岩、云母石英片岩组合。龙运岭断裂组位于该综合异常带中。整个异常带呈带状，南北长约1.2km，东西宽度约0.5km，面积 约 0.7km2。由 Au－1、As－1、Cu－1 和 Zn－2 4个异常组成，重叠的元素高值多，总体规模大，浓集中心和峰值较明显，该区Au和As的异常强度在综合异常区中最高，说明该综合异常带具有较好的金矿找矿前景。

（2）Au－Ag－As综合异常带。分布在调查区南部龙运岭至牛岭一带，产于寒武纪八村群的一套变质石英砂岩、粉砂岩中，由 Au－2、Ag－1和 As－2 3个异常组成。3个异常面积均较大，浓集中心较为分散，峰值不是非常明显。该异常南西部与Au－As－Cu－Zn综合异常带接近，处于龙运岭断裂组右侧，异常成因是构造异常或其他成因有待商榷，但应属矿致异常，具较好找矿前景。

（3）Cu－Pb－Zn综合异常带。分布在调查区中部地区，产于寒武纪八村群与燕山期黑云母花岗岩接触带偏前者一侧的变质石英砂岩、粉砂岩、云母石英片岩中，由 Cu－2、Pb－3和Zn－3 3个异常组成。3个异常的面积均较大，浓度梯度明显，浓集中心非常吻合，Cu、Pb、Zn 3种元素的中带和内带重合度高，峰值较大，属矿致异常，说明该综合异常带具有非常好的铜铅锌找矿前景。

（4）Au－As综合异常带。分布在调查区东部地区，产于寒武纪八村群的变质石英砂岩、粉砂岩、云母石英片岩中，NNW－SSE向延伸，长约700m，宽约200m，面积0.13km2，由 Au－4和As－3异常组成。异常面积较小，异常中心部明显，异常点个数虽少但异常峰值高，且处于金钩仔断裂北向延伸线之上，具较好找矿前景。

4 成矿条件与找矿前景分析

4.1 成矿条件分析

土壤地球化学异常的圈定反映出本区为金多金属异常次生晕圈。异常范围较大，浓集中心好，具有较好的金铜铅锌矿找矿前景。金异常区与金钩仔断裂、龙运岭断裂组范围有很好的吻合，且异常高值点均分布在构造部位。由前人及本次验证工程的工作成果得出，矿区内矿石（矿化）类型为破碎带蚀变岩型金矿床。

矿区内地层基岩为寒武系八村群，是一套沉降补偿快速的地槽型泥沙质浊流相碎屑岩，参照地层元素丰度表，该地层中金、银、砷、铜、铅、锌等元素丰度值较高。因此，认为该区成矿物质与八村群地层关系紧密，该地层可能为矿床的形成提供了部分物质来源。区内印支期与燕山期的岩浆岩活动为成矿物质的活化富集提供有效的热源。

矿区构造为近南北向的金钩仔断裂、北西至北北西向龙运岭断裂组及北西向横向扭断层，3组断裂均为织篢大断裂的分支，为成矿元素特别是金元素富集提供了有利场所。其中金钩仔断裂形成2～5m宽的破碎带，破碎带内强烈硅化，中度绢云母化及中－弱绿泥石化，伴有金矿化及黄铁矿化、铅锌等矿化，成为含金硅化蚀变带，说明断裂构造为成矿元素的富集沉淀提供了有利场所。

4.2 找矿前景分析

矿区内构造活动强烈，围岩蚀变广泛发育，含矿地层层位稳定。破碎带蚀变岩型金矿床，其成矿与寒武系地层、构造关系密切，根椐已有地质资料及邻近同类型金多金属矿点（合冈金矿点、南门冲金矿点和长山岭金矿点）成矿特征分析，认为本区是开展综合找矿的良好区域，找矿前景十分可观。

5 结 论

（1）微量元素地球化学含量特征、分布型式分析表明，矿区 Ag、Pb、As、Sb、Hg元素含量相对较高，变异系数较大，以上元素易参与次生富集作用，形成地球化学异常。

（2）元素分布型式表明，Ag、Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Hg、Bi元素分布范围广，离散度较高，参与了次生富集成晕作用，形成明显的地球化学异常；特别是Ag元素的双峰分布，表明Ag元素不仅参与了次生富集成晕作用，而且在成晕过程中有不同程度的地球化学异常作用叠加。

（3）因子分析、聚类分析等多元统计分析表明，Cu－Pb－Zn和 Ag－As－Sb－Hg 2类元素组合代表主要成矿元素的次生富集组合，可作为本区较好的找矿指示元素。

（4）综合地质和地球化学异常资料分析后认为，所圈定的4个综合异常带均为矿致异常，具有良好的找矿前景，为矿区今后工作的重点靶区。

（5）汞气测量在金矿床的勘查、深部评价［10－11］中已得到广泛的应用，矿区 Hg元素浓度克拉克值高且分布范围广，如何找到汞气与金的内在联系，从汞气测量中突破矿区金矿床的发现是今后工作值得思考的问题。

本次采用400m×20m网度过于稀疏，今后应在圈定的综合异常带上，加密线距200～100m的土壤测量短剖面进行进一步的研究工作。

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Study of soil geochemistry and prospecting of gold deposit in Jingouzai，Yangxi County，Guangdong Province

HAO Lin， WU Xingxing， LI Sen， LU··Xiaojun
－－
（757Geological Team，Geological Bureau of Guangdong Province，Jiangmen 529040，China）

The geological characters of the Jingouzai gold deposit in Yangxi County，Guangdong Province are summarized.The 1∶10 000soil geochemical survey is done.By analyzing and synthesizing those geochemical data with their elemental contents，distribution and combination characters，circlemarked single and synthetical element anomalies，the following results are gotten：there are relatively higher Ag，Pb，As，Sb，Hg contents and coefficient variation than other elements in the Jingouzai gold deposit，which probably participates in secondary enrichment and results in geochemical abnormalities.The results of multivariate statistical analysis such as factor analysis，cluster analysis show that Cu－Pb－Zn and Ag－As－Sb－Hg combination represents the significant mineral secondary enrichment in Jingouzai gold deposit，which can be a good symbolic factor mineralization prospecting.After the circle－marking of the single and synthetical element anomalies，it is proved that the Au－As－Cu－Zn，Au－Ag－As，Cu－Pb－Zn and Au－As anomalous zones are the most potential mineralization districts for future targeting work.

Yangxi County in Guangdong Province；soil geochemistry；Jingouzai；gold polymetallic deposit

P595；P618.51

A

1003－5060（2012）12－1686－07

10.3969／j.issn.1003－5060.2012.12.000

2012－06－28；

2012－09－28

广东省地质局地质勘查基金资助项目（2007104）

郝 麟（1987－），男，山西平遥人，广东省地质局助理工程师.

（责任编辑 张淑艳）