广西李家湾铜铅锌多金属矿区土壤地球化学特征及找矿预测

梁徐文

（广西壮族自治区二七二地质队 地质勘查所，广西 南宁 530031）

广西李家湾铜铅锌多金属矿区位于桂北隆起九万大山褶断带南端东侧，南岭东西向构造体系与广西山字型构造脊柱和新华夏系构造三个构造体系的交接部位[1，2]。区域主要褶皱有（四堡期、加里东期、印支期）三防复式背斜，代表性断裂有四堡断裂和池洞断裂，岩浆岩十分发育，矿产较为丰富，是锡铜铅锌等多金属成矿远景区[3，4]。本文通过1/1万土壤地球化学测量，在研究本区地质特征基础上，运用土壤地球化学方法总结土壤中微量元素的含量、组合特征及异常元素组合特征，解释成矿过程和成矿元素的迁移、富集规律，进而圈定成矿元素异常区域，为今后该区的找矿预测提供可行性的线索与依据。

1 矿区地质特征

矿区处于九万大山穹窿构造南部倾伏端偏东南侧折转的过渡地带，九万山褶断带中九万山穹隆南端东侧。矿区构造以北西向、近南北向和北东向断裂构造为主，受区域构造四堡断裂及池洞断裂的影响，北西、近南北向断裂构造极为发育。矿区出露地层主要有：四堡群文通组（Pt2w）、丹洲群白竹组（Pt3b）、丹洲群合桐组（Pt3h）、泥盆系信都组（D2x）。矿（化）体主要赋存于中元古代早期辉绿岩（Pt2βμ）北北西向断裂构造带内。目前共发现5条含矿断裂构造为一组近南北向走向断裂构造带，断裂构造成平行斜列，在空间上呈等间距式产出，总的构造格局显示近南北向展布特征。矿区内四堡期岩浆岩活动较明显，岩浆岩主要有中元古代闪长岩（Pt2δ）、中元古代辉绿岩（Pt2βμ），根据广西区域地质调查研究院1/25万区域地质调查铜和锡含量是地壳克拉克值50倍左右，说明该区岩体与铜、锡矿化关系明显，是矿区的铜、锡矿的主要赋矿围岩[1，5]。

2 土壤地球化学研究

2.1 样品的采集、加工和测试

本次工作主要采集距地表20cm～50cm深处土壤的B层（淋积层）或C层（母质层）中的细粒级物质，以10m范围内多坑法采样组合成单样，共采集土壤样品884件，所有样品晒干过80目筛后再粉磨至180目，送至中国有色金属桂林矿产地质测试中心进行分析，定量分析项目为：Cu、Pb、W、Ni、Mo、Sn、Zn、As、Sb、Bi、Hg共计11种微量元素。

2.2 元素的含量特征

对矿区844个土壤样品测试出的元素含量进行元素平均值、标准差、变化系数和浓度克拉克值等地球化学参数计算，获得区内元素的分布特征。其中浓度克拉克值＞1的元素有Cu、Pb、W、Sn、Zn、As、Sb、Bi，浓度克拉克值＞5的元素有Pb、As、Sb、Bi；变化系数＞0.5的元素有Cu、Pb、W、Ni、Sn、Zn、As、Sb、Bi，变化系数＞1的元素有Cu、Pb、Bi。总的来看，Cu、Pb、W、Sn、Zn、As、Sb、Bi元素含量相对高，变化系数比较大，分布范围广，表明这些元素参与了次生富集成晕作用及过程，易形成地球化学异常，对矿区深部及外围找矿具有一定的指示意义。

3 元素的组合分析

3.1 聚类分析

R型聚类分析是从数学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[6]。因此，本文首先对所取得土壤样品的各元素分析数据进行R型聚类分析，得出相关谱系图，以研究各元素间的共生组合关系，当元素之间的相关系数R越大时，其相关性越为密切。

当相关系数R=0.35时，可分为6组：第一组：Cu、Pb、Zn；第二组：W、Bi；第三组：As、Sb；第四组：Mo、Hg；第五组：Ni；第六组：Sn。

结合本区矿床地质特征，第一组代表亲硫、中-高温铜铅锌矿化元素组合，整体反映出亲铜（硫）元素之间的密切相关性，总体上能够反映主要成矿元素的次生富集组合特征；第二组代表该区成矿作用过程中存在有后期构造热液作用的叠加；第三组代表亲铁、亲铜（硫）元素组合，常与铜铅锌矿化作用相关、可作为近矿前缘的特征。当相关系数R=0.59时，可以划分为两个亚组：第一亚组为Cu和Pb的关系系数达到0.76，第一亚组Cu、Pb与第二亚组Zn的相关系数达到0.59，说明Cu、Pb矿化和Zn矿化作用的形成于不同的成矿作用过程，而且Cu、Pb和Zn密切伴生。

3.2 因子分析

本文在R型聚类分析及相关分析的基础上[7]，通过因子分析进一步探讨不同元素之间地球化学行为的相似性，得出方差极大旋转因子载荷矩阵，每列载荷大于0.5的元素作为关联复合因子组合成员，累计方差贡献值达71.98%取因子个数，当方差贡献值越高，说明相应因子的重要性越高。通过旋转后因子载荷进行排序，得到4个复合因子组合：

F1：Pb、Zn、Bi、As、Cu ；F2：Mo、Hg、Sn；

F3：Cu、Ni；F4：W、Sb。

根据矿床特征，F1主要代表研究区主要的成矿元素组合，该组元素异常共生说明中—高温硫化物多金属热液矿化作用的特点；F2代表高温成矿元素组合，其大致反映了高温热液活动及其相关的成矿阶段；F3代表与岩浆岩有关的中—高温元素因子组合，说明该区铜、铅、锌矿化受到后期高温热液叠加改造，具有成矿热液的多期活动；F4代表低—高温成矿元素组合，反映该元素组合从高温至低温均有活动。

3.3 综合异常评价

通过本次土壤地球化学及矿区地质特征分析表明，元素异常主要分布在矿区的北西部、北东部。总体上，可分为3个规模较大的异常靶区（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号异常靶区），3个异常带呈北西-南东向近乎等间距排列。

3.3.1 Ⅰ号异常靶区

位于矿区北西部，异常面积比较大，总体异常形态呈北北西向展布，异常分布比较集中，浓集中心明显，各元素呈现出相互叠加特征，对寻找铜铅锌多金属矿床有很大的指示意义。据已有的地质勘查资料及相关钻探工程验证发现，含矿部位主要赋存于中元古代早期辉绿岩（Pt2βμ）内近南北向断裂构造岩内或周边区域，硅化现象明显较为强烈，可见明显铜铅锌矿石，且其产出部位与元素组合异常分布位置基本吻合，说明其为有效地质异常，建议继续更深度的工程验证工作。

3.3.2 Ⅱ号异常靶区

位于Ⅰ号异常靶区北东侧，异常面积比较小，与Ⅰ号异常靶区近乎平行，异常规模呈现出北西侧、南东侧高，中部异常不明显趋势，常分布比较分散，浓集中心不明显，反映铜铅锌多金属矿化体存在的可能小。

3.3.3 Ⅲ号异常靶区

位于矿区北东侧，异常面积比较大，分布有一级、二级、三级异常，总体异常形态呈北西向展布，异常分布比较集中，具有显著的浓集中心，对寻找铅锌多金属矿床有一定的潜在作用，可作为寻找铜铅锌多金属矿床的靶区，建议进一步布置相应的验证工程。

4 结论与认识

（1）矿区内地层基岩为中元古代辉绿岩、四堡群文通组，地层铜铅锌多金属元素丰度值较高，可为矿区矿体的形成提供了较丰富的初始成矿物质来源。矿区含矿断裂构造为一组近南北向走向断裂构造带，在空间上呈等间距式产出，为铜铅锌多金属元素富集提供了有利场所。

（2）聚类分析、因子分析表明，矿区具备中—高温硫化物多金属热液矿化作用的特点，且铜、铅、锌矿化明显受到后期高温热液叠加改造，具有成矿热液的多期活动特征。

（3）土壤地球化学Cu、Pb、Zn等元素异常主要分布于近南北向断裂构造及其两侧，说明中元古代辉绿岩及近南北向硅化断裂构造带是本区域Cu、Pb、Zn成矿的有利地段，其中Ⅰ、Ⅲ号异常靶区可作为今后工程验证的主要靶区。

（4）根椐区内已有的地质资料及邻近同类型铜铅锌多金属矿的成矿特征分析，结合在区内含矿带上发现多处铜铅锌多金属矿化露头，认为本区是开展综合找矿良好的区域，找矿潜力十分可观。