河南省罗山县皇城山银多金属区内地球化学特征研究

蔡新明

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院，河南信阳464000）

研究区出露地层主要为中生界白垩系，仅在测区南部见中元界龟山岩组、寒武系张家大庄组及泥盆系南湾组，它们之间分布有石炭系下统花园墙组；地层总体展布为近东西向，与主构造方向一致；研究区以走向北西西向单斜岩层及走向断裂为特征，褶皱不发育；岩浆活动强烈，主要发育有早古生代侵入岩，早白垩世侵入岩及喷出岩；区内脉岩为燕山晚期大规模酸性岩浆活动派生产物，主要为石英斑岩、花岗斑岩等；而花岗斑岩恰好是次生赋矿岩石和成矿母岩[3]。

1 区内地球化学特征

1.1 地球化学参数特征[1]

1.1.1 元素总体分布特征

微量元素在土壤中的含量变化起伏，与各地质体沉积、成岩时代的物质组分及变形变质过程中经历的区域变质作用、 动力变质作用、构造活动、岩浆—热液活动及表生地球化学环境等密切相关。 区内元素的分布与富集，反映了地质体在漫长的地质发展史中物质成分的演化过程。

元素在全区土壤中的平均含量与地壳丰度相比， 浓集克拉克值（KK）大于1 的元素（由高至低排列，下同）有As、Bi、Pb、Au；KK 值小于1 的有Zn、Ag、Mo、Cu，其中As、Bi、PbKK 值大于1.2，呈区域富集，强富集或极度富集；变异常系数（Cv）除Zn、Cu、Pb 小于0.75 呈分异型分布外，As、Au、Mo、Bi 均呈强分异或极强分异型分布， 表明As、Au、Bi、Mo 元素在同生富集的基础上又具有较强的后生叠加改造作用，Ag、Zn、Cu 同生富集作用较弱，分别呈背景、低背景或区域贫乏分布，但后期叠加改造作用较强，均呈强分异或极强分异型分布。

1.1.2 各地（岩）层微量元素的分布与分配

研究区各地（岩）层微量元素特征参数其特征如下：

（1）各类地质体中砷、铋、铅含量均高于地壳丰度，以白垩系陈棚组高含量的Ag、As、Pb、Bi 为特征； 石炭系下统花园墙组以富含As、Pb、Bi 为特征；泥盆系南湾组则富含Au、Ag、As、Pb、Bi；

（2）各类地质体中富集系数（K）大于1 的有白垩系下统陈棚组Zn(1.05)、Pb(1.38)、Au(1.06)、Ag(1.25)、As(1.02)、Bi(1.29)，局部存在Pb、Ag富集；

（3）值得指出的是Cu、Mo 在母山花岗斑岩中富集系数最高，分别为4.19 和16.88，Au、Ag 为背景的1～1.5 倍，Mo、Cu 矿床中不存在银、金富集；

（4）在龟山岩组和张家大庄岩组中Pb、Zn、Au、Ag 富集系数大于1，尤其龟山岩组第二岩性段金富集系数（2.43），Ag 为1.16，与区域上是一致的，从而成为豫南特征富含Ag、Au 的矿源层。

综上所述，区内地球化学特征是以Ag、As、Pb、Bi 为主的多元素富集。 然而有成矿意义的只有陈棚组中酸性火山岩和白垩系母山花岗岩，而其它岩性段的富集元素也不容忽视。

图1 主要地质单元土壤中微量元素平均含量对比图

1.1.3 元素在土壤中的分布与分配

测区出露地层主要有中元古界龟山岩组、 下石炭纪花园墙组、泥盆系南湾组、白垩系陈棚组皇城山段及第四系。

中元古界龟山岩组第二段（Pt2g2）：为一套陆源碎屑沉积岩建造。Ag、As、Sb、Hg、Bi、Mo 表现为富集或强富集，Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Co、Mn则呈背景分布。 从变异系数分析，Bi、Sb 后期矿化叠加较强，呈极强分异分布，形成高背景、异常或强异常；主元素Au、Ag 呈富集或背景分布，具有弱的分异作用，形成背景、高背景或异常；Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Co、Mn 同生富集及后生叠加作用较弱，多呈背景、低背景或负异常分布。

下石炭纪花园墙组：主要为变炭质粉砂岩、变石英砂岩，含钙长石石英砂岩，Au、Ni、Mo 呈富集分布，Au、Ni 平均含量达全区最高， 分别为1.63×10-9、31.47×10-6，Cu、W、Co、Bi、Ag、Pb、Zn、Sn 呈正常背景分布。 其中，Pb、Au、Bi、Mo、Ag、W、Ni 等均显示了弱分异性，有后生叠加分异作用发生，与侏罗系共同组成塔湾—桃花岭以钼为主的多金属异常带。

泥盆系南湾组：为一套火山陆源碎屑沉积岩建造。 据1∶5 万土壤测量结果，Au、Ag、As、Sb、Hg 浓集比率＞2.5～1.2，分别呈富集、强富集、极强富集分布，变异系数大于2，均呈极强分异型分布。 这五种元素在同生富集的基础上，又具有极强的后生叠加改造作用，局部形成形态好、强度高的Au、Ag、As、Sb、Hg 组合异常。 Pb、Zn、Cu、Bi、Mo、Ni、Cr、Co、Mn 含量较低，呈不均匀型分布，沿层出现背景、低背景或负异常。

下白垩系陈棚组：为一套陆相火山沉积岩建造。据土壤测量结果，元素平均含量与区域背景相比，Ag、Pb、Bi 浓集比率1.8～1.2，呈富集分布，其它元素平均含量较低，多呈背景或低背景。Ag、Au、Pb、Bi 变异系数2～0.75，有一定的后期矿化叠加改造作用，分别呈分异、强分异型分布，局部具有富集段，皇城山中型银矿床就产于该组与斜长花岗斑岩的接触带中。

1.1.4 元素在岩石中的分布与分配

区内与地球化学异常有关的岩石主要有三类：1.花岗斑岩；2.斜长花岗岩；3.岩屑晶屑凝灰岩、凝灰质泥砂岩及熔结凝灰岩。 对此，地层各组段微量元素含量及组合特点，具有以下变化规律：

（1）主要伴生元素Bi、As 区域上具有明显的浓集特点，Bi 尤为突出，在地层各组段浓集序列中排在首位。 在含量分配上Bi、Sb 在花岗斑岩和陈棚组皇城山段中浓集能力最强。 As 则在龟山组特别是上段中富集。

（2）成矿元素Ag 和伴生元素Pb、Zn 等在陈棚组皇城山段和花岗斑岩中浓集，在其它组段中表现为分散。

（3）Mo、Cu 在区域上呈分散状态， 在陈棚组和花岗斑岩中局部出现高含量。

（4）成矿元素和主要伴生元素Ag、Pb、Bi 等在陈棚组皇城山段和花岗斑岩中含量变化极不均匀。

1.1.5 元素含量在地层序列（土壤）中的变化特点

随着地质时代的发展，元素在地层各组段中的含量具有不同的变化特征，Zn、Pb、Ag、Bi 在地层序列中的含量变化较大， 峰值区分别分布在龟山岩组第一段、陈棚组或龟山岩组第二岩性段中，呈高低相间的波状变化；Ni、Cr 峰值区分布在寒武系变质火山岩中， 向两侧元素含量降低，在地层序列中呈低缓波状变化。

Ni、Cr、Co、Cu、Mn 随着地质时代的更新而减少， 元素平均含量在陆相沉积岩系中含量偏低。

图2 皇城山地区地球化学异常图

Au、As、Sb、Hg 在地层区内含量变化较大，峰值区分别分布在南湾组、龟山岩组第一岩性段或第二岩性段中，这些特征元素或特征元素组合在地层中的含量变化不是直线的升高或降低，而是有选择性的含量升高或减少，呈宽缓马鞍形变化。这些元素的变化特点，反映出区内地层陆源的物质成分、分选程度及沉积环境，亦反映出区内地层在变形变质过程中物质成分的演化过程。

1.2 地球化学异常特征[2]

经1∶5 万土壤地球化学调查，在研究区内圈出沿龟—梅韧性剪切带分布的呈北西—南东向带状展布的综合异常带（图2）。 带内分为皇城山—摩天岭异常区（西区）和青山店—公山异常区（东区）。对东西两区地球化学异常特征，综述如下。

1.2.1 皇城山—摩天岭异常区（西区）元素组合以Au、Ag 为主，伴生元素有As、Sb、Hg 以及Bi、Pb、Zn。48-甲2（皇城山）元素组合复杂，元素之间彼此套合，呈椭园形分布在下白垩统陈棚组皇城山段火山岩中，为已知矿异常。

该异常南东方向的阮家畈附近尚有一面积不大的银异常，它是皇城山银异常的东南延伸部分，同在高背景区上。 而46-乙2 则是分布在48-甲2 南侧，呈条带状分布，且沿龟—梅韧性剪切带分带的以Au为主、伴有As、Sb、Hg、Bi、Cu 的多元素组合。 结合地化剖面及元素分布特征认为，主成矿元素分布在摩天岭偏南，而伴生元素则分布在摩天岭一带，伴生元素反映了深部构造特征，而Au 异常偏南则反映Au矿体埋藏较深，且南倾。由于龟—梅韧性剪切带由南向北俯冲，摩天岭一带地表南倾，向下可能北倾。

46-乙2 异常，元素组合复杂，浓集中心清晰，异常沿龟—梅韧性剪切带偏南沿龟山岩组赋金矿源层分布，成矿条件有利，但矿体埋藏较深，建议施工深孔（1000～1500 米）验证。

1.2.2 青山—公山异常区（东区）

异常区位于罗山县石山口水库西南侧的青山—公山一带，走向北西，北起青山，南至公山，全长6.75 千米，宽0.5～2.5 千米。 由北向南，依次分布有53-乙3、54-甲1、57-乙3、58-乙1 四个综合异常。 异常区东侧为石山口水库，异常受青山—涩港断裂影响，将53-乙3 异常（段）向北推移，把青山—公山银金异常区分为互不相连的两部分。 北东向公山—莲花塘断裂经过异常区东部，在断裂两侧分别形成57-乙3 和58-乙1 两个异常（图2）。

53-乙3 异常位于石山口水库西岸的青山一带，因异常东部为水域分布区， 异常东端未封闭，综合异常形态为一南北宽缓的半环状，与水库东侧的54-甲1 异常隔水相对。 53-乙3 综合异常是以Au、Ag 为主，同时伴有As、Sb、Hg、Mo、Bi 的多元素组合异常，Ag 异常面积大于1.25 平方千米，分别形成北、南两个浓集中心，北部浓集中心元素组合为Ag、Au、As、Sb、Hg、Mo，Ag 出现中带，Au 出现中、内带，二者紧密套合； 南部浓集中心为一Ag、Au、As、Mo 组合异常，Ag 出现中、内带，Au 具外带， 且偏离Ag 异常的南侧。 其它元素异常规模较小，强度较低，均分布在Ag、Au 异常范围内。

54-甲 1 位于石山口水库支叉东侧，异常西端未封闭，为两条近于平行中部相连的不规则带状异常。 异常区内有三个浓集中心。 由图3-12、3-13 看出， 北部Ag、Au 浓集中心位于石山口火山盆地南缘，Ag、Au 异常的分布主要受北东向断裂构造控制，其次受层间破碎带制约，异常浓集中心反映了已知白石坡银金矿床。 在白石坡矿致异常南侧，分布有与之平行的另一Au、Ag 异常，该异常有两个浓集中心，分别位于耿家湾和段家洼一带，元素组合与北部白石坡矿致异常相似。

57-乙3 位于洞山附近北西与北东向断裂交汇复合部位， 综合异常形态呈椭园形，是一个Pb、Ag、Au 组合异常。 异常内Ag、Au 形态相似，二者紧密套合；Pb 异常规模较大，分布于Ag、Au 异常外侧，将54-甲1、57-乙3、58-乙1 三个异常连为一体。 自北西向南东，Pb 异常具有膨缩的变化特点。 57-乙3 分布于Pb 异常膨大部位， 平面上显示出Pb-Ag-Au 的水平分带特点。 与北部54-甲1 和南部的58-乙1 异常相比，57-乙3 异常规模相对较小，强度较低。

58-乙1 分布于57-乙3 东南公山浅成火山岩和龟山岩组第二岩性段， 是一个规模较大具有Ag、Au、Pb、Zn、Cu、Mo、Bi 多元素组合异常。 异常形态呈不规则状，Au、Ag 浓集中心明显，组份分带清晰，由外至内元素水平分带为：Bi-Ag-Pb-Au-Mo-Zn，呈环状或半环状套合分布，与皇城山矿异常的水平分带极为相似。

53-乙3Au、Ag 异常强度高，浓集中心明显，异常向东南未封闭。从异常展布态势分析，和南部的54-甲1 可能相连。53-乙3 西距皇城山中型银矿7 千米，东距白石坡银金多金属矿2 千米，其异常特征和所处地质条件与白石坡银金矿床相似。 经查证已发现Au、Ag 矿化体。53-乙3 异常及其以东地区是寻找白石坡型银金矿产的有利地段。

54-甲1 分布范围大，其中Ag 异常面积大于4 平方千米，将白石坡、耿家湾、段家洼三个浓集中心连为一体，是形成白石坡银矿田的主体异常。经查证，集中分布在耿家湾、段家洼西侧及洞山附近的矿化体（脉）群与区内分布的54-甲1 东、西Au、Ag 浓集中心及分布在洞山附近的Au、Pb、Ag 异常扣合。 在耿家湾—洞山异常内，发现Ag、Au、Pb；Ag、Pb、Zn 矿（化）体5 条，地表已初具规模，部分矿化体Au、Ag、Pb 平均含量已达到或接近工业品位。 在54-甲1 和57-乙3 异常浓集中心寻找Au、Ag、Pb、Zn 矿产具有良好的找矿前景。

2 结语

综上所述，青山店—公山异常区是寻找火山岩型银、金矿的有利区段，建议在前人工作的基础上，在区内系统开展大比例尺重磁测量，加强地化弱异常提取，综合圈定中深部找矿靶区，勘查工作离不开电磁法和频谱激电等新的物探方法。 该异常属母山外围原1∶20 万～1∶5万化探钼多金属综合异常区，中深部找矿潜力较大。因此，在该异常区（覆盖区）采用综合方法进行立体地质填图，用物化探发现异常，钻探查证，钻孔中用物化探发现深部地质信息，进一步完善不同层位地学断面图，达到预测目的。

［1］万守全，任爱琴，徐友灵，李法岭，吴宏伟，等.河南省罗山县皇城山地区银多金属成矿预测研究报告[C].河南省地质矿产勘查开发局第三地质调查队，2010.

［2］韩存强.应用岩石测量对河南省罗山县皇城山银矿预测评价[A]//地球物理地球化学文集[第11 集][J].北京:地质出版社,1993:47-50.

［3］任爱琴.河南省罗山县皇城山银矿床地球化学特征及成矿模式[M].河南省地质矿产勘查开发局第三地质调查队，2006-04-30.