龙口铅锌矿地球化学异常分带及找矿标志*

吴 二 陈远荣 蒋惠俏，2 卢月玲 蓝妮拉 李廖辉 梁崇高

(1.桂林理工大学地球科学学院;2.广西区域地质调查研究院;3.贵港市金地矿业有限责任公司)

前人对海洋山地区的研究工作不少，但主要集中在老厂铅锌矿床，而对全州龙口铅锌矿床的研究较少，研究程度低。纵观前人在龙口铅锌矿区的勘查研究工作，更多是对其地层、构造、矿石特征等内容的描述，对区内的成矿规律及矿化富集规律认识不深，开展的地球化学勘查局限于对主矿元素的研究而忽略了伴生元素对找矿的指示作用，对矿区原生晕的叠加特征缺乏较系统的研究。因此，确定本区的有效找矿指标、研究各元素(组分)在矿体周围的分布规律、建立该区地球化学异常分带模型、总结找矿标志、指导深部及外围找矿是实现突破的关键之处。

1 区域地质背景

广西桂林全州县蕉江乡龙口铅锌矿床位于江南古陆南缘外侧的南华准地台桂东北凹陷区内的四级构造单元“海洋山断褶带”，南岭纬向构造带中段北沿与湘桂经向带的叠加复合部位，主要构造层为加里东期基底褶皱和海西—印支期盖层褶皱。区内出露地层主要有下古生界寒武系、奥陶系冒地槽复理石、类复理石沉积建造和上古生界石炭系、泥盆系碳酸盐建造。本区的区域性断裂以北东向和南北向为主，主要有观音阁深断裂和白石大断裂。岩浆岩主要分布于矿区东侧，从西往东分为海洋山岩体和都庞岭岩体2个花岗岩带，两者均沿北东方向延展，从南西向北东岩浆活动时代为加里东期到燕山期［1-4］。

2 原生晕特征和分带规律

2.1 微量元素在不同中段的变化特征

对矿区1029中段、1002中段、970中段、935中段进行了岩样统计分析，见表1。从表中可以看出:主矿元素Pb、Zn的含量从1029中段至1002中段逐渐升高，然后从1002中段至970中段再到935中段又具逐渐下降的趋势;伴生元素 Cu、Ni、Mo、Co、As的变化趋势基本一致，从1029中段至1002中段逐渐升高，然后从1002中段至970中段逐渐降低，从970 中段至935 中段再次升高，其中，Cu、Mo、Co、As在1002中段的平均含量最高，而Ni则在935中段含量最高;Ag、Sb的含量变化趋势与主矿元素Pb、Zn的变化趋势一致，呈明显的共消长关系;Hg的平均含量在1029中段最高，到1002中段逐渐降低，然后在970中段再次升高，到935中段再次变低。

从各微量元素在不同标高平均含量的变化规律可以看出，虽然主矿元素Pb、Zn在轴向上未出现多个浓集中心，但是大部分的伴生元素在轴向上却显示了2个异常浓集中心，一个位于1002中段，另一个位于935中段，两个浓集中心在轴向上相差70 m左右。按照元素的活动性序列，一般Ni、Mo、Co的活动性比较差，迁移能力较差，离矿体较近;Sb、As、Hg活动性大，迁移能力强，离矿体较远。本区Cu、Ni、Mo、Co、As有2 个异常浓集中心，可能是多期次成矿作用导致空间上矿体相互叠加的结果，从而造成了元素本身的地球化学性质与行为产生差异，在轴向上表现出混乱现象。

表1 各微量元素在不同中段的含量

2.2 烃类组分在不同中段的变化特征

从1029中段至935中段，各烃类组分的平均含量变化见表2。由表2可见:从1029中段开始，经由1002中段至970中段再至935中段，甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷均具有低、高、低、高的波浪式交替变化的趋势;从1029中段至1002中段再至970中段乙烯、丙烯表现为逐渐降低，到935中段再逐步上升的变化趋势;甲烷含量比较高，在1002中段高达7 013.88 μL/kg。

很明显，本区各烃类组分在轴向上也表现为2个异常浓集中心，一个位于1002中段，另一个位于935中段。此外，将烃类组分与主矿元素Pb、Zn在不同中段的含量进行对比，发现各烃类组分与Pb、Zn元素的变化趋势基本一致，即Pb、Zn含量越高，各烃类组分的含量也越高，呈明显的共消长关系。至于在935中段，各烃类组分表现出含量增高的趋势可能是深部矿化体的影响作用，推测935中段可能是下部铅锌矿体的前缘晕，同时也说明了本区可能存在脉动作用或者是经历了多期次的成矿作用叠加。

表2 各烃类组分在不同中段的含量

2.3 矿体周围各元素(组分)异常展布特征

(1)Ag、Sb、Pb、Zn 的异常非常发育，而且异常的形态、位置大体上吻合，其高值异常主要分布于1029中段和1002中段，处于矿体头部及矿体中上部，显示了它们之间的关系比较密切;As、Sb、Mo、Co、Ni的异常比较发育，高值异常主要分布于矿体中上部，显示了可能存在矿化体的叠加;Cu元素的异常发育，主要分布在矿体两侧，但高值异常主要位于矿头及矿中上，矿中下及矿尾呈中低异常;Hg元素的异常发育，高值异常主要集中于矿头及矿中上位置，异常含量具有由矿体向外逐渐降低的趋势。

(2)各烃类组分异常都非常发育，异常形态、位置大体上也一致，高值异常均主要分布于矿体头部，异常具有由矿体中心向外逐渐降低的变化趋势。在935中段126#～128#取样点周围，各烃类组分均显示出异常，预示该区段深部可能存在隐伏矿。同时，各烃类组分均具有轴向上延伸较远、横向上较近的特点。各烃类组分异常与大部分微量元素如Ag、Sb、Pb等一样，具有由矿体向外逐渐减小的趋势，显示为实心晕圈异常，不同的是各烃类组分异常高值多集中于矿头位置，而微量元素则大多集中于矿体中上部。

2.4 原生晕分带特征

为了了解龙口铅锌矿床各指示元素组分异常场的时空结构以及确定各指示元素组分沿轴向的分带序列，对矿石及蚀变围岩样品进行统计分析，算出了各元素组分在不同中段的轴向分带指数，见表3。结合各元素组分在矿体周围和在不同标高的异常变化规律，得出蕉江龙口铅锌铅锌矿床的初始轴向分带序列为乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷(矿头)→Pb、Zn、Ag、Hg(矿中上)→As、Cu、Co、Ni、甲烷(矿中下)→Mo、Sb、乙烯、丙烯(矿尾)。

表3 龙口铅锌矿床不同中段轴向分带指数

众所周知，元素的离子半径和活动性的差异直接影响到该元素在热液中的迁移能力，从而导致各元素在轴向空间位置上产生差异。通常，离子半径越小，元素活动性越大，则其迁移的能力也越强，成晕的规模也越大，分布上离构造通道和矿体也越远。从计算出来的本区的分带序列看，区内明显存在反分带现象:①气体组分的迁移能力明显要比金属元素强很多，迁移距离也相对更远。本区部分金属元素位于乙烯、丙烯气体组分之前，很不正常。②Hg、甲烷的沸点及有效半径明显要比乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷的小，理论上应该具备更强的迁移能力和更远的迁移距离，而分带序列所显示的特征明显不符合常理。③As、Sb在金属元素中的活动性明显比较靠前，通常作为矿头晕存在，现在却出现于矿中下甚至矿尾中。这些反分带现象说明了本区各元素的轴向分带序列十分混乱，可能是由于不同矿化阶段形成的叠加晕所致;另一方面，也预示着深部可能还存在盲矿或第2个矿化富集空间［5］。

经仔细分解，将本区各元素地球地球化学异常轴向分带序列确定为Hg、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯(矿前缘)→As、Sb(矿头)→Ag、Cu、Pb、Zn(矿中)→Mo、Co、Ni(矿尾)。

3 地球化学异常分带模型与找矿预测标志

3.1 地球化学异常分带模型

(1)元素虽然属于同一级别，但在空间位置上仍然存在差异性。如同为矿前缘晕的烃类气体组分，由于分子有效直径、分子量大小等不同，活动性也会有所差别，导致迁移的距离也各异。在7项烃类指标中，甲烷分子有效半径最小，分子量也最小，从而具有最强的活动性及迁移能力，故甲烷在分带序列中应该排在其他烃类组分之前。而其他烃类组分的活动性则随着分子量的不断增大反而变弱。

(2)Pb、Zn、Cu、Ag、As、Sb、Co、Ni、Hg 及烃类组分是本区的特征指示元素组合。其中，Hg、烃类组分主要位于矿体前缘及矿体两侧，其高值异常对应铅锌富集部位;As、Sb主要分布在矿体头部，其高值异常也对应铅锌富集部位;Pb、Zn、Ag、Cu高值异常大多分布在矿体中部，亦与铅锌富集部位对应;Co、Ni元素位于矿体尾部，属矿尾元素。

因此，经整理，得出龙口铅锌矿床的地球化学异常分带理想模型，见图1。

3.2 找矿预测标志

(1)地质找矿标志。NE向断裂是本区主要的控矿构造，为成矿提供通道和容矿空间，是找矿的重要标志;奥陶系下统黄隘组地层中的轻变质细砂岩、粉砂岩与绢云板岩组合为找矿的岩性标志;褐铁矿化及铅、锌矿化等是找矿的直接标志;硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、碳酸盐化及绿泥石化是寻找Pb、Zn的重要标志;脉带延伸至泥盆系下统莲花山组残帽下的地段有可能形成富矿体。

图1 龙口铅锌矿床地球化学异常分带理想模型

(2)地球化学找矿标志。甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯、Hg、As、Sb 归属矿前缘晕或矿头晕，Pb、Zn、Ag、Cu 为矿中晕，Mo、Co、Ni为矿中下晕或矿尾晕;当Pb、Zn与其他元素组分呈高值异常时，表明已十分靠近矿体;当Pb、Zn呈弱异常，而烃类组分、Hg、As、Sb等出现高强异常时，说明深部存在盲矿体;当Pb、Zn显示高值异常，而烃类组分异常较弱时，表明深部无盲矿体;若Pb、Zn显示高值异常，烃类组分、Hg、As、Sb也出现高值异常，指示深部存在盲矿体;当Pb、Zn含量很低，而Mo、Co、Ni等矿尾晕元素呈强异常时，指示深部无矿;在计算预测指标的轴向分带序列时，若甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯、Hg、As、Sb 等元素出现在分带序列下部，呈现反分带现象，则表示深部尚存在盲矿体或第2成矿富集空间［6-7］。

4 结论

(1)烃气因其沸点低、高压力、有效半径小的特点而具有很强的挥发性及穿透迁移能力。在成矿热液就位富集过程中，烃类组分受内压和热力作用驱动，不断向上及向围岩扩散，形成保留至今的晕圈异常。这些晕圈异常可以提供矿化的有效信息，反映成矿规律。因此，烃类组分可以作为本区找矿预测的评价指标。

(2)本区大部分微量元素和烃类组分在矿体周围表现为实心晕圈异常，即地球化学异常具有由矿体中心向外围逐渐降低的变化规律。

(3)龙口铅锌矿床原生晕分带序列为Hg、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙烯、丙烯(矿前缘)→As、Sb(矿头)→Ag、Cu、Pb、Zn(矿中)→Mo、Co、Ni(矿尾)。

(4)通过研究各微量元素和烃类组分在矿体周围及轴向上的变化规律，建立了本区地球化学异常分带模型，并总结了找矿预测标志。该模型及找矿预测标志可为本区及外围地区找矿预测提供参考。

［1］ 方代干.老厂海洋山铅锌成矿作用模式［J］.广西地质，1999，12(3):25-32.

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［3］ 张相训，陈扬浦.广西老厂铅锌矿床成因的初步研究［J］.广西地质，1993，6(3):1-10.

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［5］ 欧阳宗圻，李 惠，刘汉忠.典型有色金属矿床地球化学异常模式［M］.北京:地质出版社，1990.

［6］ 李 惠，张国义，禹 斌.金矿区深部盲矿预测的构造叠加晕模型及找矿效果［M］.北京:地质出版社，2006.

［7］ 李建中，陈远荣，翟文芳，等.山东夏甸金矿区道北庄子金矿床地球化学异常分带模型研究［J］.矿产与地质，2011，25(6):504-508.