第25卷第5期 2010年lO月 China Tungsten Industry 中闭钨嚣 V01.25,No.5 0ct.20l0 文章编号:1009—0622(2010)05~0018—04 粤北梅子窝钨矿外围土壤地球化学找矿信息评价 严成文1,李文铅2 (1.广东省地质调查院,广东广州510080;2.中国科学院广州地球化学研究所,广东广州510640) 摘要:针对矿山资源危机的现状,拟通过对矿区外围与现采区的地层、构造及岩浆岩等地质条件类比分析,选择成 矿较有利区开展土壤地球化学测量,以圈定找矿耙区,并结合实地调研及民采资料对找矿耙区进行优选评价,使进一 步探矿工作更有针对性。 关键词:找矿预测;土壤地球化学;钨矿;梅子窝 中图分类号:P618.67:P595 文献标识码:A 梅子窝钨矿地处粤北韶关市始兴县,矿区面积 5.61 km:,生产规模21万 ,是我国建矿较早、生产 规模较大的钨矿山之一。随着矿山大规模开采以及 随后受国际钨业市场低价位的影响,矿山资源勘查 工作基本停顿,造成2O世纪9O年代后期以来矿山 出现资源危机,生产大规模缩减。面对矿山严峻的钨 矿资源不足的现状,在矿区外围寻找隐伏矿体以扩大 成矿带规模是当前矿产资源勘查的重要方向之一[1J。 而土壤地球化学测量作为一种传统且较为有效的勘 查方法和手段[2-3]。通过对矿区外围开展土壤化探找 矿,以期提高矿山远景资源量,延长矿山服务年限, 这对保障地区经济发展、人员就业和社会稳定均有 重要意义。 南北两个地区,北区以洞口山石英斑岩为代表,岩石 中粗粒斑状结构,云英岩化强烈,绿泥石化普遍,南 区出露于柑子园地区,为白云母花岗岩的小岩体。同 时还有近东西走向的闪斜煌斑岩岩脉则侵入于矿区 南侧的梧桐窝断裂中;燕山晚期形成的莲花山岩体 呈岩株产出,为隐伏岩体(图1)。 1矿区地质及矿化特征 粤北是著名的华南钨矿成矿域的重要组成部 分,其大地构造位置属于华南湘赣粤钨矿成矿区的 南部成矿带西南段 。梅子窝钨矿位于粤北山字形 回1固2困3固4圈5囹6 圈7团8圈9圈10囡11 12 囫13园14园15园16囱17口18 图1梅子窝一石人嶂钨矿区综合地质图 l一中下泥盆统:2一中上奥陶统;3一下奥陶统;4一中上寒武统; 5一燕山晚期花岗岩:6一燕山早期花岗岩;7一燕山早期石英斑岩; 8一印支期花岗闪长岩: 加里东期早期英安玢岩;Jo__闪斜煌斑 构造东弧内侧的东西向构造带上,即九峰岩体之南, 贵东岩体之北,瑶岭复背斜的东部。 该区出露地层为寒武系、奥陶系浅变质砂岩、砂 质板岩。区内断裂构造以NE、NNE和NW向为主。 区内及周边地区岩浆岩发育,矿区东南出露加里东 期的都坑岩体,主体岩性为英安玢岩;燕山早期形成 花岗闪长岩,分布于整个矿区,岩性为中粗粒花岗 岩、斑状花岗岩,多为隐伏岩体;燕山中期岩浆岩分 收稿日期:2010—06—23 岩;11一地质界线;12一不整合界线;l3一推测,实测断裂;l4一向斜: 15一倒转向斜:16一倒转背斜;17一矿权范围:18一土壤地球化学测 量区 作者简介:严成文(1983一),男,贵州人,硕士,主要从事地质与矿产调查相关工作。 第5期 严成文,等:粤北梅子窝钨矿外围土壤地球化学找矿信息评价 19 钨矿化主要位于观音山、癞痢石、天平架、蕉树 窝一带,呈Nw—sE向*行展布,矿化面积达 3.2 km2。1969年932队勘探报告共圈出30个矿脉 带,43个矿体(脉)。矿体(脉)长度100~1300 m,脉宽 0.12 0.75 m,延深42~610 m。矿体WO 品位0.51%~ 2.98%,平均1.60%。主体矿脉倾向34~50 ̄,倾角 75~90。。 展5 kmz的1:1万土壤地球化学测量。 3样品采集处理及化验 本次工作中以100rex20m的网度布置采点,测 线方向为正北向。以便携式GPS卫星定位仪辅之以 罗盘和测绳定点;采样对象为B残积层)土壤;并对 采点及周围的地层、岩性、构造发育情况及地势、采 样深度等作详细记录;样品处理严格按照干燥一碎 矿石类型为石英黑钨矿型矿石;主要金属矿物 为黑钨矿,局部富集白钨矿、锡石、含砷黄铁矿、黄铜 样一过筛(40目)一拌匀一称重(>120 g)一装袋一装 矿、辉钼矿等;脉石矿物主要为石英,次为长石、绿柱 石、萤石、电气石、白云母等;近矿围岩蚀变以云英岩 化、硅化为主,次为绢云母化、叶腊石化、萤石化等 。 2成矿条件类比分析及化探区选定 元素的迁移富集可形成区域或局部的异常,分 析其异常特征,对研究成矿规律和指导找矿具有重 要意义[51。梅子窝矿区外围地区植被覆盖严重,基岩 出露少,原生晕较难取。而土壤中元素的富集程度, 可以反映原生晕的分布特征,是重要的找矿信息,因 此在矿区外围开展土壤地球化学测量有着其必要性 和特殊性。 土壤地球化学测量对矿区地层、构造、岩浆岩等 地质特征,特别是对成矿作用的再研究是整个找矿 工作的基础。在对前人工作成果和矿区生产资料研 究的基础上,结合野外地质考察,选定矿区外围杨梅 山一带(图1)开展土壤地球化学测量本矿现采区及 石人嶂矿区有相似的地层,构造和岩浆岩等成矿、控 矿特征。杨梅山一带为寒武系、奥陶系地层,岩性为 浅变质的石英砂岩、变质砂岩和千枚岩、板岩等。这 套地层是矿区的主要含钨沉积建造,是黑钨矿石英 脉型矿床的矿源层,杨梅山地区的深部为变质岩覆 盖层,下部为隐伏嶂下岩体的南西延伸部分。该区段 的断裂构造与梅子窝现采矿区一样,处于北西西向 梧桐窝断裂带、焦树窝断裂带与北东向、北北东向等 多组断裂构造叠加复合部位,这些不同走向的断裂 组成的构造格架,形成了明显的断块构造体。根据断 块控岩、岩块控矿规律,断块隆起部位一般为多组构 造的复合地段,由于这组构造的引裂作用,使其中间 的岩块形成了裂隙分布密集区,非常有利于容矿裂 隙形成,为矿脉形成提供了储集空间,成为脉钨矿床 产出的最为有利的部位。 在野外实地调研中发现,该区西北部局部地段 在出露的浅变质岩中,见有成群成组的石英线脉标 志带。结合上述地质类比,最终选定在杨梅山一带开 箱的工序及其要求执行,并严防样品的相互污染。 本次共采集样品2 494件,化验分析由河北省 地勘局廊坊实验室于2008年5月完成,分析元素包 括W、Sn、Mo、Bi、Ag、Au、B、Cu、Pb、Zn、F、V、As、Be, 共14个元素。 4土壤地球化学特征 通过对杨梅山地区1:1万土壤测量成果统计分 析,结果见表1,该区W及其伴生元素Sn、Mo、Bi发 生了明显富集作用,平均含量较高。W平均为 28.59x10 ̄,最高达895x10 ̄;Sn平均为9.73x10 ̄,最 高达100.57xlO ;Mo平均为3.63xlO。6,最高达 63.01xlO ̄,Bi平均为3.14xlO ̄,最高达100.47x10-6; As平均为94.57x10-6,最高达891.06x10-6。各元素相 关性系数一览表(表2)显示,w和Bi、As问的相关 性比较强,相关系数大于0.5;次之为元素M0、Cu、 Ph、Sn、B、V,相关系数介于0.3 0.5之间,相关性一 般;其他元素的相关性则较差。这种相关性在R型 聚类分析中表现得更为明显(图2)。 表1土壤地球化学数据统计分析w/xlO-6 极差 最大值 、警众数譬偏度峰度 W 2494 895.45 28.59 895.46 0.O0 8.24 4.76 61.53 5.71 48.13 Sn 2494 100.O0 9.73 100.57 0.57 6.O1 4.42 l2.28 4.26 48.13 Mo 2494 62.80 3.63 63.O1 0.21 2.63 2-81 4.15 6.91 69.45 Bi 2494 100.47 3.14 100.70 O-23 1.16 O.45 6.41 6.55 65.O6 Cu 2494 999.33 20.81 1000.O0 0.67 12.99 0.67 39.23 13.84146.45 Pb 2494 992.55 37.81 1000.O0 7.45 27.43 21.97 41.02 8.87 146.45 Zn 2494 573.O0 72.56 580.O0 7.00 63.75 6O.O0 41.79 2.99 1 8.61 Ag 2494 3.53 O.12 3.54 0.O1 0.10 O.09 0.15 13.08246.52 Au 2494 20.30 1.31 21.10 0.80 1.30 1.30 0.57 21.20635.79 B 2494 497.75 76.66 5oo.00 2-25 43.39 500.O0 87.81 2.68 8.08 Be 2494 101.08 3.63 101.37 0.29 2.25 1.26 4.88 8.O2 112.11 F 2494 838.77 284.20 891.25 52.48273.84251.19 119.O7 0.59 O.21 As 2494 891.06 94.57 893.O0 1.94 43.2O l8.78 101.66 1_84 5.9O V 2494497 26 85 70 5nn0f1 274 7R 16 79 62 4R R4 1 77 R 76 20 中圈鹆案 wⅨ Bv 船c写 F 第25卷 表2土壤地球化学数据相关系数矩阵 W Sn No Bi Cu Pb Zn AS Au B Be F As V W 1.00 Sn 0.41 1.00 Mo 0.38 0.12 1.O0 Bi O.68 O.28 0.49 1.00 Cu 0.34 0.26 0.33 0.41 1.00 Pb 0.22 031 O.23 O.2O 0.47 1.oo Zn 0.27 0.22 O.O9 O.25 0.23 O.22 1.oo Ag 0.19 0.15 0.29 0.22 0.29 0.19 0.19 1.00 Au 0.15 0.O6 O.15 O.2l 0.19 O.O5 O.O6 O.15 1.oo B 0.2O0.15O-3l O-38 0.270.10O.o0O.170.071.0o Be 0.14 O.1O0.14 0.13 0.140.050.11 0.130.O10.1O1.00 F一0.O20.01 0.o0—0.040.O1 O.O2 0.03 0.00 0.040.00—0.0l 1.00 As 0.48 0-37O.48 0.53 O_36O.19O.190.250.090.45 0.15—0.041.oo V 0.24 0.190.28 0.28 0.370.190.140.290.080.340.17 0.02 0.301.00 相关系数 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 图2 R型聚类分析土壤地球化学元素谱系 按照相似类比的原则,可以采用以上元素的次 生晕组合圈定远景区,进行隐伏矿体定位预测。因 此,本文在拟画出主矿元素w及其成矿伴生元素 S兀、Mo、Bi单元素土壤中含量等值线图的同时(图 3),根据矿区现采工作面上观测发现,石英矿脉中毒 砂化强烈,甚至有毒砂化与黑钨(根据已进行的刻槽 样品位分析发现随着强烈的毒砂化,钨品位有增高 的趋势)、白钨伴生(如石嶂矿区340 m中段93 、 94#、95 矿脉带)的情况,从上述相关性分析也能看 出,土壤中As与元素w的相关性较好。因此认为, 研究土壤中As元素异常分布及规模(图3)对隐伏 矿体也有重要指示意义。 通过该次对杨梅山一带土壤地球化学测量,主 成矿元素W及其成矿伴生元素分带富集性较好,其 位置总体在沿梅子窝现采矿区矿脉延伸方向靠近嶂 下岩体一侧,形态总体呈东西向、北西向,与区内控 矿构造吻合,对异常区域圈定,隐伏矿体的预测及找 矿远景区的确定有着重要的指示意义。但是,矿床分 Sn 尊l ’魄 爨 Bi ● i 图3 W、Sn、Mo、Bi、As元素含量等值线 布受多种因素的影响,因此应综合分析才能圈定异 常的分布。 5综合异常圈定及评价 在本区应用传统的异常评价方法,异常下限、异 常等级不易确定,应用多元回归进行趋势面分析的 效果较差,不能起到圈定异常的作用。因此,本文引 入环境污染评价中的地质累积指数t6-91(Index of GeoaccuITIulation,Igeo1,对区内的次生晕数进行处理 与评价。 J。 茜 (1) 式中: 为元素m第 个样品的土壤地球化学原 始数据值; 为所有样品中元素m的土壤地球化学 原始数据值经迭代剔除特高异常后的异常下限,本 次研究中取二倍均值; 为元素m的地质累积指 数。 考虑到主成矿元素W及其伴生元素Sn、Mo、Bi 及成矿相关性较强的As元素对异常的综合影响及 矿床统计预测中特征分析的方法,在进行计算时采 用“综合地质累积指数’,对异常区内的土壤地球化学 数据进行处理和评价。 综合地质累积指数: IGEO:l l l l l 为消除上列5个元素相关系数不同所造成的综 合地质累积指数评价时产生“歧视”,先将各个元素 的相关系数标准化,得到标准化相关系数,m。将样品 的5种元素的含量分别与标准化系数,m相乘得到 C 。 粤 (3) ∑茚 第5期 严成文,等:粤北梅子窝钨矿外围土壤地球化学找矿信息评价 C = ×L 5 21 (4) 异常区呈带状北西、北北西向展布。由于综合了主成 矿元素及其成矿伴生元素以及相关性较强元素的异 常分布及规模影响,该方法所圈定的找矿远景区有 式中:gm为元素m的原始相关系数;∑ 为5个次 i=0 生晕组合异常元素的原始相关系数之和;凡为测试 着较高的可信度。 由综合地质累积指数等值线图可知,异常区的 排列方向与区内北西向、北北西向断裂及控矿构造 分析样品的编号; 为元素m第n个测试分析样 品的含量;将所得 值代入式(1)。 计算中考虑主成矿元素w的重要作用,其原始 相关系数定为其和本身相关,即取值I,其他4个元 相吻合。按照土壤地球化学找矿信息的综合地质累 积指数、异常浓集强度、异常面积、元素组合特征、异 常的赋存地质环境及已有矿区地质资料及民采资 素Sn、Mo、Bi、As原始相关系数即取其和W元素的 相关系数。首先应用式(3)、式(4)计算出标准化后的 土壤地球化学原始数据值,并代入式(1)计算,得到 以上5个元素的地质累积指数。之后通过综合地质 累积指数计算公式(2),便可以计算出各个采样点的 综合地质累积指数。当综合地质累积指数IGEO>0 时,确定为异常 。并作出综合地质累积指数异常 图(图4),图中只保留IGEO>0的部分。预测区内 图4综合地质累积指数异常及找矿远景区圈定 A。、A:一一级靶区:B一二级靶区 料,在本次土壤地球化学测量区内圈定了找矿远景 区三处(图中A 、A2、B)。 A 区呈北北西向带状展布,该区无论是单元素 含量还是综合地质累积指数,均形成高度浓集带(图 3、4),同时在采样过程中,在该区带局部地段见民采 坑道,由于受相关部门监管,此种坑道均也废弃,未 能进一步查证矿体存在,但可作为曾经有矿化体 (脉)出露的间接证据;A,区呈NNW向带状展布,该 区带元素及综合地质累积指数异常面积不如A 区 大,但是相对连续集中,在采样过程中,发现该带区 基岩出露较多,并见部分岩体中成群的石英线脉,根 据“五层楼”模式,向下可能存在较大的石英矿体 (脉);因此把A 、A2两区拟定为一级找矿远景区;B 区呈点状(面状)展布,综合地质累积指数异常明显, 呈环带状,但是其在单元素含量等值线图中浓集程 度表现不一,相关程度不高,拟定为一个次级找矿远 景区。 参考文献: [1] 李惠,岑况,沈镛立,等.危机矿山深部及其外围盲矿预测 的化探新方法及其最佳组合[J】.地质与勘探,2006,42(4):62— 66. 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Key words:skam;scheelite;beneficiation (编辑:刘忠洪) (上接第21页) 【9 姬亚芹,朱9】坦,冯银厂,等,应用地质累积指数分析城市颗粒 (4):949—953. 物源解析土壤风沙尘的污染啪.农业环境科学学报,2006,25 The Evaluation of Soil-geochemical Prospecting Information around Meiziwo Tungsten in Northern Guangdong YAN Cheng-wen1,LI Wen-qian。 (1.GuangdongGeological SurveyInstitute,GuangzhOH 510080,China;2.GuangzhOUInstitute ofGeochemistry,ChineseAcademy ofSeienees,Guang ̄hou 510640,China) Abstract:This paper evaluates the soil——geochemical prospecting information in the mineralization favorable regions to target the exploration spot by analyzing the geological conditions such as stratum,structure and magma.An optimized study is performed on several exploration spots by processing the field work data. Key words:resource prospecting;soil geochemistry;tungsten ore;Meiziwo (编辑:刘忠洪)