湘东北黄土嘴—永田金矿元素地球化学特征及原生晕分带特征研究

张立平 黄小强 苏俊男 徐美玲 曾乐

摘要：黄土嘴—永田金矿位于湘东北黄金洞矿田北东部，本文对黄土嘴—永田金矿含金矿脉主要成矿元素的地球化学特征进行分析，黄土嘴—永田含金蚀变破碎板岩中成矿元素表现出Au-As、Hg-Sb-W、Co-NiCu-Zn、Ag-Bi-Mo-Pb、Mn-Sn5类组合，As与Au关系密切，其元素异常可作为金矿找矿标志；并运用格里戈良分带指数法及重心法确定了原生晕分带特征，Ⅰ号矿脉原生晕分带序为从上到下为Au-As-Co→Hg-Sb-Ni→Ag-Cu-Bi-Mn-Mo-Zn，结合矿脉深部变化情况构建Ⅰ号矿脉原生晕叠加理想模型，模型显示矿体往深部还有延伸。

关键词：地球化学；原生晕；金矿；湘东北

1.引言

矿床原生晕是在矿石结晶沉淀作用过程中与矿体同时在围岩中形成的一种原生分散模式，其分带特征可以反映元素在成矿地球化学过程中于空间上的富集规律，对找矿勘探、深部预测和矿床剥蚀程度的判断具有重要意义。黄土嘴—永田金矿地处湘东，大地构造位于江南造山带东段—黄金洞矿田北东部（图1），本区对金矿床原生晕分带研究较少，本文在已有地质工作的基础上，研究黄土嘴—永田金矿含金蚀变破碎板岩地球化学特征及矿脉原生晕分带特征，并构建原生晕叠加理想模型，冀以指导矿区及周边深部找矿预测等工作。

2.区域地质特征

黄土嘴—永田金矿出露主要为冷家溪群坪源组（Pt2p）地层（图2），以绢云母板岩为主。区内褶皱不发育，断裂则较为发育，主要以北东向、北西（西）向断裂为主：北东向最为发育的为区域性断裂，是印支-燕山期的多次构造运动的产物，受到不同时期构造运动叠加，对本区金矿床的中后期改造、叠加、富集起到了一定的作用；北西（西）向断裂是区内主要赋矿断裂，断裂带物质成份以蚀变板岩、破碎板岩为主，夹石英细脉，具黄铁矿化、硅化、毒砂化。Ⅰ号脉分布于矿区南部，受北西西向断裂控制，为切层矿脉，产于冷家溪群坪原组中，长约1000m，宽0.30m～5.62m，走向252°～ 320°，倾向162°～230°，倾角30°～60°，主要由含金蚀变破碎板岩、含金石英脉组成，局部见构造角砾岩、碎裂岩、断层泥及糜棱岩，具硅化、黄铁矿化、毒砂化、绿泥石化、绢云母化。深部局部矿化较强处矿脉顶、底板附近的围岩中亦存在浸染型的金矿化（体），矿脉下盘局部可见褪色蚀变，蚀变强，规模大，可见细针状毒砂和粉末状黄铁矿化。

Ⅰ号脉分布于矿区南部，受北西西向断裂控制，为切层矿脉，产于冷家溪群坪原组中，长约1000m，宽0.30m～ 5.62m，走向252°～320°，倾向162°～230°，倾角30°～ 60°，主要由含金蚀变破碎板岩、含金石英脉组成，局部见构造角砾岩、碎裂岩、断层泥及糜棱岩，具硅化、黄铁矿化、毒砂化、绿泥石化、绢云母化。深部局部矿化较强处矿脉顶、底板附近的围岩中亦存在浸染型的金矿化（体），矿脉下盘局部可见褪色蚀变，蚀变强，规模大，可见细针状毒砂和粉末状黄铁矿化。Ⅰ号脉沿倾向方向厚度及品位均存先变小、降低后增加、升高现象（图3）。

3.矿区地球化学特征

3.1元素参数特征

对黄土嘴-永田金矿区含金蚀变破碎板岩中微量元素含量测试统计结果见表1，元素相关系数排序图见图4。

表1黄土嘴-永田中蚀变破碎板岩微量元素Co、Cu、Zn、Sb、W均值低于黄金洞含金蚀变板岩，Ni、Hg、Pb、Mn均值高于黄金洞含金蚀变板岩；元素Sb、As、Au明显富集且强变异（图4），其他元素相对偏高—相对富集，均属中等变异，但变异系数大多较黄金洞低，反映了本区强烈的热液活动；Au与As、Sb相关系数变化程度基本一致，可能与三者具有内在成因联系有关。

3.2元素组合特征

在地球化学数据处理中，通常利用R型聚类分研究元素间的共生组合，本次对矿石微量元素数据进行了R型聚类分析及因子分析，其中R型聚类分析根据标准化变换数据选定组间连接作为聚类方法，R型因子分析使用正交旋转方法以特征值大于1确定因子个数的条件，载荷系数阈值为0.6。R型聚类分析谱系图（图5）显示，元素组合总体可归为两类，一类为Au-As-Hg-Sb-W与金成矿关系密切的元素组合，一类为Mn-Sn-Pb-Mo-Bi-Ag-Zn-Cu-Co-Ni组合；再具体可细分为Au-As、Hg-Sb-W、Co-Ni-Cu-Zn、AgBi-Mo-Pb、Mn-Sn等5類组合。旋转载荷矩阵图中（图6）各元素空间位置也表现出相似的关系，这与聚类分析元素组合基本一致。

全区因子分析显示（表2、表3）：F1因子为Cu-Zn-AgBi-Mo-Pb组合；F2因子为Sb-W-Hg组合；F3因子为Au、As组合；F4因子为Sn-Mn组合；计算可得金的因子模型XAu=-0.083F1+0.067F2+0.975F3+0.037F4，金的含量主要由F3提供，其他因子提供的金很少，可忽略不计。Au-As组合的特点反映了Au、As之间密切的伴生关系，这与本区金以单矿物形式存在之外，主要在毒砂中富集有关（刘英俊等，1991），As的化学异常可以作为金矿找矿另一种间接标志。值得注意的是W与Sb组合，可能与W在本区中为低温元素，这与有些低温热液矿床中W在低温时出现与金等伴生特点类似（邵跃，1997）。

3.3原生晕轴向分带特征

本次采用格里戈良法（段祝龄，1985）对I号矿脉原生晕轴向分带进行计算，重心法（朴寿成等，1994）做比对。其中背景平均值取1：20万平江水系沉积物冷家溪群地层中元素平均值，因Pb、Sn两种元素含量大多低于背景平均值，故去除这两种元素。原生晕分带计算计算结果见表4。

格里戈良法确定的原生晕轴向分带为：（Au-As-Co）/（+250m）→（Hg-Sb-Ni）（/+179m）→（Ag-Cu-Bi-Mn-MoZn）（/+134m），这与重心法确定分带序：Au-Hg-Sb-As-NiCo-Cu-Bi-Zn-Mn-Ag-Mo相比有一定的差异，但两者总体上具有相似关系的Au-As-Hg-Sb-W组合在前部，而MnSn-Pb-Mo-Bi-Ag-Zn-Cu-Co-Ni在后部，两者中间有交集，而交集区表现为前缘晕As、Sb、Hg或近况晕Ag、Cu、Zn与尾晕Mo、Bi、Mn、Co、Ni共存，结合该矿脉钻孔揭露情况，在134m中段应处于矿体膨胀部位（规模变大，品位升高），推测250m中段为前一矿体的下部，179m中段为两矿体尾部与顶端交汇部分，134m中段为后一矿体的中部。

综合上述分析，建立Ⅰ号矿脉原生晕叠加理想模型（图7）：I号矿脉沿倾向方向发育2个矿体，上部矿体直接出露地表，存在一定程度的剥蚀，前缘晕基本缺失，往深部延伸到179m中段到达矿体尾部；179m中段表现出前缘晕和尾晕叠加特征，为下部矿体出露，134m中段下部矿体品位出现第二个高峰，该矿体往深部仍有一定延伸，推测至少延伸约70m。

4.结论

（1）黄土嘴-永田金矿含金蚀变破碎板岩中Sb、As、Au明显富集且强变异，反映了金矿强烈的热液活动；总体可分为Au-As、Hg-Sb-W、Co-Ni-Cu-Zn、Ag-Bi-Mo-Pb、Mn-Sn等5类组合；毒砂是本区主要载金矿物，Au与As关系最为密切，构建金的因子模型为XAu=-0.083F1+0.067F2+0.975F3+ 0.037F4，As的化学异常可以作为金矿找矿间接标志。

（2）黄土嘴-永田金矿Ⅰ号脉原生晕分带序为（Au-AsCo）→（Hg-Sb-Ni）→（Ag-Cu-Bi-Mn-Mo-Zn），前缘晕与尾晕叠加暗示了深部矿体继续延伸，推测延伸深度>70m。

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