豫西栾川县潭玉沟银矿床构造叠加晕特征及找矿靶区预测

许令兵 ，刘国华

（1.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心，河南 郑州 450016；2.河南省有色金属地质矿产局第二地质大队，河南 郑州 450016）

0 引言

潭玉沟银矿位于河南省栾川县东北部，南邻栾川县潭头金矿，北距嵩县沙土凹金矿约6 km，成矿地质条件有利。矿区中心点地理坐标为东经111°42′30″，北纬 34°06′00″。自2000年以来，矿区内先后开展地质预查、普查、详查及勘探工作，发现含矿构造带40余条，按走向大致可划分为近东西向、北东向、北西向三组。近东西向的S101为矿区内主要含矿构造带，长约2000 m，宽1.0～10.0 m，圈出2条银矿体，估算Ag资源量约100 t（河南省有色金属地质矿产局第二地质大队，2018①）。除S101外，其余矿脉找矿成果均不理想。

为实现找矿突破，探矿权人于2016年对矿区加大勘查投入，工作对象以S101矿脉为主，同时兼顾矿区西南部的F881等含金构造带的找矿评价，但未取得显著性找矿成果。2018年，探矿权人在S101矿脉开展岩石地球化学剖面测量，研究矿脉构造叠加晕特征，以期为深部找矿指明方向并为钻孔布设提供依据。

1 研究区地质特征概述

熊耳山是河南省著名的金银矿集区之一，区内已发现铁炉坪银矿、蒿坪沟银铅矿、康山金银铅矿床等，构成东秦岭地区一个新的重要银矿带（陈德杰，1996；陈衍景和隋颖慧，2003;张明亮等，2008；刘文毅等，2018）。区域内出露地层主要为太古宇太华群深变质岩系和中元古界长城系熊耳群火山岩系，其次为中元古界蓟县系官道口群浅海相碎屑-硅镁质碳酸盐系和零星分布的下第三统砾岩以及第四系残坡积层。其中，太华群和熊耳群为区内金、银多金属矿的主要赋矿地层（王志光等，1997；郭保健等，2005；许令兵，2010；刘国华等，2012；吴发富等，2012；郭克剑等，2015）。

潭玉沟矿区位于熊耳山矿集区内，受控于马超营断裂与焦园-狮子庙断裂之间。矿区内出露地层主要为中元古界熊耳群鸡蛋坪组、马家河组和官道口群高山河组，皆大致呈北西-南东向延伸。区内断裂、裂隙构造发育，断裂构造主要有北东、北西和近东西向3组（图1），近东西向断裂构造为矿区内主要容矿构造。褶皱构造不明显。矿区内暂未发现岩浆岩出露（郭克剑等，2015）。

图1 栾川潭玉沟银矿大地构造位置（a）及矿区地质简图（b）（据郭克剑等，2015修改）

矿区内围岩蚀变主要有硅化、钾长石化、绢云母化、绿泥石化、高岭石化、绿帘石化等。矿化主要有黄铁矿化、褐铁矿化、方铅矿化等，次为黄铜矿化、闪锌矿化等。与银矿化关系密切的有钾化、硅化、白云石化、黄铜矿化。

2 矿床地质特征

S101为矿区内主要银矿脉之一，地表出露长度约2000 m，带宽1.0～10.0 m，平均宽约5.0 m，倾向325°～15°，倾角49°～68°，沿走向、倾向上均呈舒缓波状。带内主要为蚀变安山岩及构造蚀变岩，金属矿化主要为褐铁矿化、黄铁矿化、方铅矿化、闪锌矿化，次为黄铜矿化、辉铜矿化、黝铜矿化等。蚀变为钾长石化、硅化、白云石化、绿泥石化、绢云母化、黑云母化等（郭克剑等，2015）。

依据现有工程控制，在S101矿脉内共圈出银矿体2个，编号为S101-Ⅰ、S101-Ⅱ。矿体严格受构造带控制，沿走向和倾向上均有尖灭再现、分枝复合的特点。矿体形状呈透镜状，向南西西方向侧伏。矿体长380 m，宽240 m，矿体真厚度1.17～5.23 m，平均2.87 m，厚度变化系数61%，厚度稳定。单工程银品位43.90×10-6～823.10×10-6，平均品位182.09×10-6，品位变化系数224%，矿化极不均匀。

3 样品采集及分析数据的处理

3.1 样品采集

本次选择了3条勘探线剖面，共15个钻孔，分别采集岩石样品。其中，第13勘探线剖面有6个钻孔，第07勘探线剖面有5个钻孔，第08勘探线剖面有4个钻孔。为了合理减少工作量，结合矿区银矿成矿特征及工作的目的，本次只对S101矿脉进行采样，采样介质为含矿构造带内的矿化蚀变岩。根据野外观察和钻孔基本分析样品分析结果，按矿化蚀变强度不同划分为弱蚀变岩、强蚀变岩、矿化体、矿体，并分别采集岩石化学样品。采样方法为连续打块，在同一样品采样范围内拣5～8块直径小于20 mm的子样组成样品，样重大于300 g。本次共采集样品203件，样品送往河北省承德华勘五一四地矿测试研究院化验，化验资质为甲级。分析指示元素13项，为Au、Ag、Pb、Zn、W、Sb、Bi、Mn、As、Sn、Cu、Mo、Hg。

3.2 样品分析数据的处理

将原始数值用“迭代剔除法”消除高值点或低值点的影响，即以“均值+3倍标准离差”值为高值点的界限，或以“均值-3倍标准离差”值为低值点的界限，并用均值代替高值点或低值点的值，逐次剔除，直至无高值点或低值点。本次工作只进行了3次迭代，3次迭代后元素特征值见表1。

表1 微量元素值特征统计量（3次迭代后）

4 S101银矿床构造叠加晕分带标准

由于本次采样位置均位于含矿构造带内，采样介质为含矿构造带内的蚀变岩或银多金属矿（化）体。含矿构造带中蚀变岩均经过了成矿过程的热液叠加改造，元素发生了活化迁移或富集沉淀，元素的含量发生改变，相对于矿床围岩而言，含矿构造带就是一条地球化学异常带。因此，本次研究中提出以下异常圈定的两个假设条件：一是异常范围受含矿构造带的空间约束，也就是说异常等值线限定在含矿构造带内，不跨越构造带；二是异常下限值取值为样品的均值，并以1倍或2倍的标准离差为级差分别圈定元素异常的中带、内带（表2）。

据相关性分析及热液矿床的成矿理论，本次研究选取As、Sb、Hg为银矿床的前缘晕特征指示元素，选取Ag、Pb、Au、Cu近矿特征指示元素，选取高温元素Mo、W、Sn、Bi为银矿尾晕特征指示元素（邵跃，1997；叶天竺等，2014；祖宗虎和王俊，2019）。元素构造叠加晕浓度分带见表2。

表2 S101矿脉构造叠加晕浓度分带表

5 矿床构造叠加晕的叠加结构识别及叠加特点

根据潭玉沟银矿特点，并参考前人研究成果（李惠等，2006；禹斌等，2011；陈树民，2019；刘旭光等，2019），综合提出如下叠加晕识别标志和叠加特点。

5.1 原生晕轴向分带出现反常分带指示叠加

本次以S101矿脉中的S101-Ⅰ号矿体之第13勘探线剖面为基础，共6个钻孔的岩石样品分析结果，对银矿床特征指示元素的轴向分带性进行研究。各工程代表的中段高程分别为760 m (ZK1302)、730 m (ZK1304)、680 m (ZK1306)、610 m (ZK1308)、560 m (ZK1310)、530 m (ZK1312)。

以各工程中样品平均值作为基础数据，参考《岩石地球化学测量技术规程》（中华人民共和国国土资源部，2015）推荐的C-B。格里戈良（1975）指示元素分带指数计算法分别计算出分带指数（表3），通过计算分带序列和前缘晕/尾晕的比值（表4），研究矿体从上到下（760～530 m）元素分带的变化规律。根据分带指数计算结果（表3），并结合元素间的垂向变化度综合判断，潭玉沟银矿原生晕轴向分带序列从上到下为：Sb-Zn-As →Mo-Sn→Au→Mn-Bi-Hg→Ag-W-Pb-Cu。

表4 潭玉沟银矿体不同标高微量元素含量特征

元素轴向分带序列计算结果表明（表3～4），尾晕指示元素（Mo、Sn、Bi）与头晕指示元素（Sb、As、Hg）空间上相互穿插叠置，且尾晕元素排在近矿指示元素（Ag、Pb、Cu）之前，说明有多次成矿作用叠加，易于形成富银矿。S101-Ⅰ矿体中ZK1308揭穿到银矿体，银品位为1132.03×10-6就是富银矿形成的例证。

表3 S101-Ⅰ银矿体第13勘探线不同高程指示元素的分带指数

5.2 各指示元素中内带异常多中心或前尾晕共存指示叠加

矿区内以银成矿为主，同时伴生Pb、Cu等有用组分。据相关性分析结果，Ag、Cu间存在正相关性（相关系数达0.89）。以银矿体为中心，Ag向上、向下及矿体两侧浓度逐渐降低（图2），在S101-Ⅰ号矿体的侧伏延伸方向，从地表（760 m）至深部（500 m），Ag出现3个浓集中心，特别是在600 m标高附近的两个浓集中心相距较近；Pb、Cu也有多个浓集中心，且与Ag的浓集中心位置基本相吻合，进一步说明主成矿元素（Ag）与伴生元素（Pb、Cu）间的相关性；前缘晕指示元素 As、Sb、Hg及尾晕指示元素W、Bi、Mo等也有多个浓集中心。

图2 潭玉沟银矿S101矿带银矿体纵剖面图（a）及构造叠加晕元素浓度垂直纵投影分带图（b-l）

从整体上看，S101-Ⅰ号矿体中指示元素或成矿元素均有多个浓集中心，在600 m标高附近的两个Ag浓集中心相距较近，且出现前尾晕共存，反映多次成矿作用的叠加，指示下部有盲矿的可能。同样，在S101-Ⅱ号矿体中08勘探线附近，自地表到600 m标高间也存在着头尾晕相互叠加，预示有多次成矿作用发生。

5.3 特征指示元素地球化学参数轴向转折指示叠加

对S101-Ⅰ、S101-Ⅱ号矿体在不同高程的As、Sb、As/Bi及Sb/Bi等地球化学参数特征进行对比研究（表4）。

S101-Ⅰ号矿体，在13—07勘探线间，从近地表处760 m至深部530 m标高，Ag显示出了3个浓集中心，As显示了 3个高值区。在第13勘探线附近As、Sb含量自浅部向深部虽有小幅度的转折，但总的趋势为逐渐降低（图3），Bi的含量也是如此。As在07勘探线附近的500 m标高处出现高值点，Sb在07线附近自675～500 m标高间出现了2个高值区，自浅部到深部表现为升高→降低→升高（图3），反映了多次成矿作用叠加或为脉动式成矿的体现；Sb/Bi、As/Bi 从近地表处（约760 m标高）到深部（约500 m标高)，由低→高→低→又升高（表4），地球化学参数出现两次转折，指示500 m标高之下矿体有很大的延伸或有盲矿体存在。

图3 潭玉沟银矿体在13线、07线、08线的微量元素含量变化折线图

S101-Ⅱ号矿体，As、Sb含量均表现为低→升高→降低，自标高700 m附近连续向深部呈现降低，且Bi含量为升高的趋势；As/Bi、Sb/Bi的比值曲线同样为降低的态势。由此推断，S101-Ⅱ号矿体向深部延伸不会很大，深部找矿空间有限。

6 找矿靶区预测

6.1 找矿靶区预测的构造叠加晕标志

根据构造叠加晕叠加特征，结合前人研究成果（禹斌等，2011；马久菊等，2012；李惠等，2019；刘旭光等，2019），对S101矿脉找矿靶区预测提出如下构造叠加晕标志。

（1）在有Ag或Cu弱异常的条件下，若前缘晕指示元素As、Sb、Hg有强异常出现，而尾晕元素Bi、W、Mo、Sn异常较弱，指示深部有盲矿存在。相反，尾晕指示元素异常强，而前缘晕指示元素异常弱，则指示深部无矿。

（2）前、尾晕共存准则，即前、尾晕共存，指示深部还有盲矿存在。

（3）在构造叠加晕剖面或垂直纵投影图上，前缘晕指示元素As、Sb、Hg的异常强度，从浅部到深部，出现由强→弱→强，或异常一直很强（中、内带异常），特别是在控制最深钻孔的样品中出现强异常，指示深部还有盲矿存在。

（4）地球化学参数转折：As、Sb、Sb/Bi、As/Bi从上→下由低→高→低→最下中段又升高，指示深部有盲矿，或矿体向深部延伸较大。

6.2 找矿靶区预测结果

根据潭玉沟银矿构造叠加晕特征和盲矿体预测标志，对S101-Ⅰ、S101-Ⅱ号矿体的深部找矿进行了靶区预测，提出1个找矿有利靶位，即位于S101-Ⅰ号矿体07线深部找矿有利区—靶区Ⅰ（图4）。

图4 潭玉沟银矿S101矿脉找矿靶位预测垂直纵投影图

7 结语

通过对潭玉沟银矿构造叠加晕的初步研究，总结出了S101矿床的构造叠加晕特征，建立了盲矿预测的构造叠加晕标志；运用盲矿体预测的构造叠加晕标志对S101-Ⅰ、S101-Ⅱ号矿体深部找矿有利区进行了预测研究，提出了1处预测靶位，为今后深部找矿提供了依据。预测结果有待今后进一步工程验证。

注 释

①河南省有色金属地质矿产局第二地质大队.2018.河南省栾川县潭玉沟银矿勘查工作报告[R].1-56.