江西铅山王坞钼矿区土壤地球化学异常特征与找矿效果评价

李康东，黄鸿新，罗 平，郑忠超，石 宇，黄卫平

(江西省地矿局赣东北大队，江西 上饶 334000)

0 引言

土壤地球化学测量以土壤为采样对象，系统测量土壤中的元素分布，总结元素的分散与富集规律，研究元素与基岩中矿(化)体的联系，通过土壤地球化学异常及其异常解析来进行找矿的一种地球化学勘查方法，是一种较常规且比较成功的地球化学勘查技术手段[1-7]。利用土壤地球化学测量扫面成果，可以达到解析区域化探异常，缩小工作范围，圈定找矿靶区的目的，为部署下一步找矿工作和研究矿区成矿规律提供重要信息，在浅深部地质矿产勘查中具有显著优势[8-10]。

本文以江西铅山县王坞钼矿区1∶2万土壤地球化学测量方法为基础，对矿区内土壤地球化学异常进行定性评价，并结合矿区地质特征进行综合评价，圈定重点找矿靶区，再结合矿区工程验证，评价矿区内找矿效果。

1 区域地质概况

勘查区位于华夏板块与扬子板块拼接带，萍乡—广丰断裂带南侧华夏板块武夷隆起带北缘，北武夷铜多金属成矿带上[11-12]。区域地层为双层结构，基底地层由新元古界周潭岩组构成，上覆石炭系—三叠系盖层，上下岩层均有较高的Cu、S、W背景值。区域岩浆活动以燕山期为主，次为加里东期和扬子期。扬子期中基性火山岩赋存于新元古界周潭岩组中，加里东期酸性侵入岩分布于陈坊以西地区，燕山早期侵入岩主要见于铜山—船坑、陈坊龙头岗等地[12-13]。与铜钼矿有关的成矿岩体为燕山早期中酸性岩体[13]。

勘查区区域上，自晋宁运动以来长期处于活动大陆边缘，强烈的构造活动不仅造就了规模宏大的逆冲推覆构造，同时还引导了大量的岩浆侵入和火山喷发，也促进了各种内生成矿作用的发生[13]。

2 勘查区地质特征

勘查区出露地层简单(图1)，主要为新元古界周潭岩组，为一套成层无序中级变质岩系，原岩建造为海相泥砂质岩夹火山岩(细碧-角斑岩)、硅质岩及碳酸盐岩建造；北西部少量出露侏罗系水北组。矿区断裂构造主要有NE向和NW向断裂二组，以NE向断裂规模较大。矿区岩浆岩以燕山期侵入岩为主，岩石类型有花岗斑岩、霏细斑岩、辉绿(玢)岩、花岗岩及少量的石英闪长玢岩等，呈岩脉、岩瘤产出；此外，还有大量的花岗伟晶岩脉[14]。

图1 王坞钼矿区地质简图

矿区围岩蚀变云英岩化、绢英岩化、硅化、绿泥石化、绿帘石化等，其中绢英岩化、硅化与钼矿化关系密切[14]。

3 土壤地球化学测量

3.1 样品采集与分析

勘查区处于武夷山脉北麓，属低山地区景观，区内植被较发育，有利于土壤的发育和保存，大部分被残坡积或第四系覆盖；区内属亚热带湿润多雨气候，岩石风化基本属原地风化成原生土壤，土壤中的微量元素应和其母体一致；区内土壤覆盖层较厚，A、B、C三层土壤发育齐全，有利于微量元素的扩散、迁移[2，10]。因此，本区的景观特征对土壤测量工作的开展也较为有利。

勘查区完成1∶2万土壤地球化学测量面积为4.73 km2，工作网度为200 m×40 m，矿化集中区域进行加密测量，测线方位0°，共布置土壤测线13条，土壤光谱样品948个。全部样品采自B层，采样深度20～30 cm，样品物质分别为亚黏土、亚砂土、粉砂土，样品原始重量大于400 g。根据区内地质工作在地表和钻孔中已发现的矿化，预计下一步可能发现的矿种等实际情况，本次土壤测量工作确定分析W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As等10个元素，由江西省地矿局九一二队化验室分析完成。

3.2 矿区地球化学特征

3.2.1 元素含量特征

根据测区内样品测试出的元素含量，对测试元素进行测区背景值、标准离差、异常下限、变异系数和富集系数等地球化学参数计算[10](表1)。由表1可见，本次工作测定的10个元素除Au、As以外，其余8个元素在该区的背景值均高于中国土壤平均含量，说明这些元素在该区有成矿的物质基础。各元素的变异系数均小于0.25，表明这些元素在测区内分布均匀；而Bi、Mo、W的富集系数大，反映该区地质体遭受后期各种地球化学作用(包括成矿作用)叠加影响的强度较大，具有局部富集成矿的可能。因此，说明W、Mo、Bi元素对该地区地质找矿工作具有较好的指示意义。

表1 王坞测区土壤化探特征值统计

3.2.2 元素组合相关性

异常元素组合相关性分析是识别异常性质，区别矿与非矿异常的依据之一，对地球化学方法指导找矿具有关键性作用[10，16]。根据区内各元素土壤化探分析结果，对分析的10种元素进行R型聚类分析(图2)可以看出：在相关系数r=0.19之上，10个元素在该区形成过程中出现了三种组合类型，其中Au、As、Mo为同一元素组合，而Bi、Cu、Zn、Sn、Pb、W为另一元素组合，Ag则为单一元素组合分布。这些元素在内生特定的温度、压力和酸碱环境中形成了特定的共生结合规律，但在表生风化和沉积旋回中却分道扬镳。Au、As(r=0.62)在土壤中紧密结合，Mo与之紧密靠近，说明这3个元素是在同一位置沉淀的；而Bi、Cu、Zn、Sn、Pb、W虽然同处一个元素组合中，但相关系数(r=0.26)较小，表明这些元素形成于相同的地质构造下，不同时期的岩浆侵入沉淀，后经表生风化作用的运移富集。Ag虽为单一元素组合，却是与上面两种组合相依相伴密切共生的中温成矿元素。区内分析元素的共生组合关系，为在该区找矿确定了指示元素，也为本次地球化学异常的解释和评价确定矿化提供了依据。

图2 R型聚类分析谱系图

3.2.3 土壤地球化学异常特征

通过对区内各元素数据整理和分布规律总结，区内圈定的异常共为17处，其中Ag异常3处、W、Sn、Mo、Bi、Cu异常各2处、Au、Pb、Zn、As异常各1处。从各元素异常的分布位置、形态特征，结合地质资料综合分析；按照主次分明、重点突出的圈定原则编绘综合异常图，即综合异常应重点显现区内主要成矿元素异常的强度、浓度分带以及形态等特征，而其他元素异常只反映异常外带的形态特征与主要成矿元素异常的组合关系、吻合程度，不反映其异常的强度大小。区内共圈定综合异常4个，编号分别为Ht-1-3、Ht-2-2、Ht-3-3、Ht-4-3。通过异常分析认为Ht-2-2综合异常区内W、Bi、Mo异常叠合较好，异常强度高为区内最有找矿前景的异常区。本文以Ht-2-2异常为例，阐述本区找矿效果。

Ht-2-2异常位于王坞村的西北，该异常主要由W、Cu、Bi等元素组成(图3)，各元素异常大多呈同心状或交叠状组合，Cu、W、Bi、Mo等异常的重合程度更高，整体异常呈似椭圆形NW向展布，但大多单元素异常的中、内带走向则为NNW向；异常已控制长1.25 km，宽1.2 km，面积约1.5 km2；区内异常强度高，各元素异常的极大值均基本位于该异常内，在该异常区的西部有Cu的三级异常点分布，异常极大值为1049×10-6。各元素异常均具三级浓度分带，异常规模大，异常连续性较好，具较明显的异常中心；区内异常分布较有规律，从西向东对应分布的是高温—中(低)温—低温元素异常，即该综合异常西侧为Cu、W、Bi、Sn异常的中、内带，中部为Mo、Au异常的中、内带，Ag异常中、内带分布在东侧。异常区内见呈NEE或NE向的岩脉形式出露，主要为靡细(斑)岩脉、花岗岩等，尤其是西侧近EW向岩脉被NNW向F1断层切断得非常整齐，可见后者晚于前者；异常区内F1断层西部的高温元素异常与燕山中、晚期侵入岩浆岩脉和矿化带出露范围具有较好叠合特征。

图3 王坞矿区Ht-2-2异常土壤测量综合异常剖析图

综上，区内单元素异常从西向东具一定的侧向分带现象，Cu、W、Bi、Mo、Sn异常明显受岩浆热液、构造作用控制。W、Bi、Mo异常叠合较好，与深部隐伏成矿岩体关系密切，整体矿区内成矿作用受中高温岩浆热液控制。

经ZK1001、ZK1002、ZK1004、ZK1005、ZK1006、ZK805、ZK005等施工钻孔对该综合异常进行查证，该综合异常Mo元素富集区内共圈出18个钼矿体。因此，Ht-2-2异常与区内钼矿(化)体密切相关，该综合异常为矿致异常，由区内隐伏钼矿体引起。区内测定辉钼矿Re-Os等时线年龄为(153.7±3.2) Ma，而且该异常内施工钻孔中揭露隐伏燕山期成矿霏细斑岩脉，成岩年龄为(153.9±1.4) Ma[14，17]。由此推测，异常是由燕山期花岗岩期后热液作用在有利部位形成的铜、钨、钼多金属矿(化)体所引起[14，18]。

4 综合找矿效果

目前勘查区共圈定18个钼矿体，编号分别为M1～M18，为中型矿床；矿体呈似层状，具有分枝复合现象，赋矿围岩主要为片岩、变粒岩和花岗伟晶岩；主要受顺层长英质脉、石英脉和网脉状硅化石英细脉控制；矿体在走向上基本已封闭，往南西倾向延深方向上尚未完全控制；其中M1～M5的5个矿体为主矿体，呈大致平行的似层状集中分布于-300 m～300 m高程范围内；其余矿体则呈稀疏、零散状断续分布在其上、下两侧。走向上，主要钼矿体在100线为膨大部位，以北西、南东两侧，矿体逐渐变薄、分枝并尖灭；倾向上，主要钼矿体总体形态具有向浅部的北东端变薄并尖灭、向深部的南西端变厚的趋势；各矿体垂向高程赋存于海拔-418 m至446 m区间(图4)。

图4 王坞矿区铜钼矿详查100号勘探线剖面图

主要矿体特征分述如下：

M1矿体：走向南东145°，倾向SW，倾角28°～35°，走向长约450 m，控制斜深790 m，往南西倾向延深方向上尚未完全控制，埋藏高程-312 m～175 m；钼矿体真厚度为1.30～82.14 m，平均厚23.82 m，变化系数为79.80%，属较稳定型；单工程钼平均品位为0.04%～0.18%，矿体平均品位为0.08%，品位变化系数为54.76%，属均匀型。

M2矿体：走向南东154°，倾向SW，倾角20°～30°，长约450 m，控制斜深790 m，往南西倾向延深方向上尚未完全控制，埋藏高程-214 m～241 m。钼矿体真厚度为1.17～40.00 m，平均厚18.13 m，变化系数为52.01%，属稳定型；单工程钼平均品位为0.04～0.29%，矿体平均品位为0.08%，品位变化系数为51.62%，属均匀型。

M3矿体：走向南东154°，倾向SW，倾角22°～35°，长约450 m，控制斜深670 m，埋藏高程-166 m～284 m。钼矿体真厚度为2.38～46.11 m，平均厚22.03 m，变化系数为58.70%，属稳定型；单工程钼平均品位为0.03%～0.26%，矿体平均品位为0.10%，品位变化系数为59.07%，属均匀型。

M4矿体：走向南东157°，倾向SW，倾角22°～33°，长约450 m，控制斜深790 m，埋藏高程-90 m～261 m。钼矿体真厚度为2.04～26.97 m，平均厚9.96 m，变化系数为60.87%，属较稳定型；单工程钼平均品位为0.05%～0.40%，矿体平均品位为0.09%，品位变化系数为57.92%，属均匀型。

M5矿体：走向南东154°，倾向SW，倾角22°～47°，长约450 m，控制斜深540 m，埋藏高程-55 m～297 m。钼矿体真厚度为2.34～26.10 m，平均厚11.40 m，变化系数为55.69%，属稳定型；单工程钼平均品位为0.04%～0.22%，矿体平均品位为0.09%，品位变化系数为46.49%，属均匀型。

5 控矿因素及找矿标志

5.1 控矿因素

根据王坞钼矿床地质特征，区内钼矿床成因类型为中高温岩浆热液型钼矿床，工业类型初步推测为石英脉型钼矿床[14，19]。

王坞钼矿床主要赋存于层间破碎带及受其控制的裂隙带中；赋矿围岩主要为周潭岩组碎裂岩化变粒岩、花岗伟晶岩、构造角砾岩等，矿化对围岩没有选择性，辉钼矿主要呈细脉、网脉状浸染状或含矿石英脉产出；与矿化关系最密切的蚀变是黄铁绢英岩化。勘查区内尚未揭露到与成矿关系密切的隐伏岩体，但钼矿体分布范围内所揭露的霏细斑岩脉普遍具有较强的黄铁绢英岩化、青磐岩化与辉钼矿化，由此推测霏细斑岩为区内成矿母岩分异演化的产物。

岩浆侵入的晚期，沿构造裂隙充填形成霏细斑岩脉，并分异出大量含矿热液，岩浆热液使霏细斑岩脉发生自变质作用，形成浸染状辉钼矿化、黄铁矿化、绢英岩化、硅化；含矿热液运移至围岩节理裂隙，并充填交代，形成细脉浸染型和石英脉型矿化。

5.2 找矿标志

根据勘查区化探异常特征和矿化蚀变特征，总结区内找矿标志如下：

1)黄铁绢英岩化脉内产出浸染状辉钼矿，因此霏细斑岩是寻找区内钼矿的直接标志。

2)地表构造裂隙密集带分布区，沿构造裂隙有含辉钼矿石英细脉充填，深部具有隐伏矿。

3)硅化(钾化)是重要的找矿标志，黄铁绢英岩化蚀变带的核部(特别是硅化、白(绢)云母蚀变强)、青磐岩化带的旁侧及侧伏延伸方向均是找矿的有利部位。

4)土壤地球化学标志，勘查区内土壤地球化学圈定的Mo元素异常区，异常浓集中心与隐伏钼矿体位置叠合，因此，勘查区内土壤化探异常是非常重要的间接找矿标志。

6 结论

1)经过1∶2万土壤地球化学化探扫面，分析Mo、W、Cu等10种不同元素，结合相关特征分析和R型聚类分析，总结了元素组合及分类特征，最后区内共圈定4个综合异常。

2)通过异常分析认为Ht-2-2综合异常区内W、Bi、Mo异常叠合较好，单元素异常具有从西向东的侧向分带趋势，Cu、W、Bi、Mo、Sn异常明显受岩浆热液、构造作用控制，为区内最有找矿前景的异常区。

3)Ht-2-2综合异常区经施工钻孔查证，探获石英脉型钼矿床，矿体主要赋存于层间破碎带及受其控制的裂隙带中；辉钼矿主要呈细脉、网脉状浸染状或含矿石英脉产出；勘查区内揭露与辉钼矿成矿关系密切相关的霏细斑岩脉，普遍具有较强的黄铁绢英岩化、辉钼矿化，由此推测霏细斑岩为区内成矿母岩分异演化的产物。区内共圈定18个钼矿体，现探获钼资源量达中型矿床规模，矿体产状与构造蚀变带产状一致，矿体沿倾向深部未完全控制。

依据勘查区内矿床地质特征、土壤地球化学异常特征和钼矿化控矿构造蚀变带特征，表明区内土壤地球化学异常对找矿体具有较好的指示作用，为重要找矿标志；区内土壤地球化学异常区规模较大，因此在区内具有较好的找矿前景。