广东玉水铜矿及外围地球化学特征及找矿远景分析

张 威

（广东金雁工业集团有限公司玉水硫铜矿，广东 梅州 514000）

1 区域地质特征

玉水铜矿区域大地构造单元属南华准地台中的三级构造单位永（安）梅（县）惠（州）上古生界坳陷的中段，寨岗上侏罗纪陆相火山盆地的西南缘。区内加里东构造层为褶皱基底，海西-印支期为碎屑岩夹碳酸盐岩、含煤建造。燕山期早期为含煤含铁砂页岩夹火山岩建造，中期为陆相火山岩建造，后期为内陆湖红色建造和火山岩建造。

区内地层从泥盆系至第四系，除缺失奥陶系、志留系外，其余地层均有分布。寨岗上火山盆地中部、东部和东北部及南西边缘均为上侏罗统高基坪群（J3gj）火山岩，火山岩周边为漳平组（J2zh）地层；南部和西部则由震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系等地层组成。区域岩浆岩主要是小规模的浅成侵入岩，如花岗斑岩、中细粒黑云母花岗岩、石英斑岩（包括球粒斑岩、流纹斑岩）及辉绿岩等，它们均以小岩株或岩脉形式出现，最大的亦不超过1平方公里。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要是震旦系(Zb)、中上泥盆统(D2-3)碎屑岩、下石炭统忠信组(C1dz)碎屑岩、中上石炭统(C2+3ht)碳酸盐岩、不整合其上的上侏罗统(J2)陆相火山岩、下白垩统(K1gna)内陆湖相火山—沉积岩和第四系(Q)等（图1）。其中中上石炭统底部、下石炭统顶部是主要赋存矿床的位置。

图1 玉水铜矿矿区地质图

2.2 构造

在矿区范围内，对矿床的形成及开采影响较大的断层主要为F23、F12、F13三条：

F12为1号矿体的西边界，长度约为1500m，为倾向往西倾角约80°的正断层。局部近于直立，沿断层有燕山期辉绿岩侵入，切穿各时代地层，并错动F23断层。

F13为1号矿体的东部边界，长度约为600m，倾向西，为陡倾斜的正断层，沿断层有燕山期辉绿岩侵入。

F23为1号矿体的北部边界，长度大于1800m，走向总长约70°～80°，倾角72°～80°，北盘下降，南盘上升，沿走向、倾向有波状扭动弯曲的逆冲断层。断层性质复杂，局部为正断层。沿断层面被辉绿岩、花岗斑岩充填，为控矿断层。

2.3 岩浆岩

矿区的地表及钻孔中均未发现较大的侵入体，但却频繁出现大小不一、形态复杂的后期脉状小侵入岩，主要岩性是花岗斑岩(γπ53(2))和辉绿岩（βμ），且有少量的石英斑岩（λπ）等。

3 地球化学特征

本次岩石化探工作结合填图工作中工作区内的构造、岩性、地层、矿化蚀变等地质特征，对岩、矿（化）石新鲜露头及半风化转石碎块、风化岩（土）块样品进行采集、测试等工作，通过对各种成矿元素、微量元素的分析。采样对象主要为褐铁矿化、锰土化的岩石和转石，少量普通岩石的采集作为背景值。部分地区还采集了一些土壤样品进行对比。从样品测试检出的上、下限的统计结果，基本反映了工作区元素含量分布不均匀性和地球化学差异性。

3.1 元素含量分布特征

为了更加直观地统计各元素含量分布特征，对测试结果（低于检测下限或高于检测上限的数据）进行了微处理：低于检测下限的数据采用检测下限的1/2替代，高于检测上限的数据用检测上限值替代。

地壳中元素含量变化主要受地质背景、风化剥蚀、次生富集及淋溶、迁移作用的影响，元素的富集、贫化基本能反映不同地球化学块体基岩元素的原始分布特征，因此通过地球化学勘查获取的数据在一定程度上能反映该区的元素含量空间分布规律。

利用本次工作取得的数据进行数理统计分析，根据元素的组合特征，岩、矿石中主成矿元素Cu、Ag、Ni、Pb、Zn及其它指示或伴生元素Fe、Mn、Cd、Co、Cr的含量变幅极大，最大最小值相差数百倍至上万倍，其中：

Cu最 小 值 ＜1.0ug/g（ 取0.5ug/g）， 最 大 值 为1860ug/g，相差3720倍以上，Cu含量较高或达到矿化的样品主要分布于工作区东南部的南山岌一带，含量311ug/g～1860ug/g，为铁锰质转石碎块，该区点位所处层位为侏罗系上统火山碎屑岩、第四系冲积、残坡积层岩块或砂砾层，局部为石英斑岩脉；分布于工作区北部的汶水东北角一带、西部上坑一带的侏罗系统火山碎屑岩中含铁锰质的蚀变岩中局部Cu含量也较高，含量分别为336ug/g、568ug/g；其余地段或虽有褐铁矿化或含铁锰质蚀变，但Cu含量未明显偏高。

大部分样品中（113件）Ag含量低于检测下限即＜0.50ug/g，最高含量＞100ug/g，部分样品达到边界品位（40～50克/吨）及最低工业品位要求（100～120克/吨），分布范围与Cu元素高含量分布位置极为吻合。

Pb最小值为＜2.0ug/g（取1ug/g），最大值为＞10000ug/g，相差10000倍甚至更大，含量较大者可达边界品位或工业品位。高含量的Pb分布范围相对比Cu、Ag的广，含量大于100ug/g分布于工作区东南部的南山岌-仙人井一带，此处含量最高，已达工业品位，为铁锰质转石碎块，该些点位所处层位为侏罗系上统火山碎屑岩、第四系冲积、残坡积层岩块或砂砾层，局部为石英斑岩脉；其次是分布于工作区北部的汶水东北角一带的侏罗纪上统火山碎屑岩和局部白垩系凝灰岩、砂岩中含铁锰质的蚀变岩块，Pb含量190ug/g～490ug/g；工作区西部的上坑南西侧一带出现褐铁矿化团块及褐铁矿化角砾岩，其中Pb含量为100ug/g～262ug/g，相对比周边全风化团块（浮土点）中的含量较高，表现为弱矿化，所处层位为侏罗系下统及白垩系叶塘组以及泥盆系上统地层；工作区南部的百瓦一带褐铁矿化砂岩、泥岩及花岗（斑）岩、石英斑岩中Pb含量高者一般为110ug/g～501ug/g，为局部弱矿化，其周边的石英砂岩等含量均较低，该区所处主要层位为白垩系官草湖组、第四系冲、残坡积层、寒武系下统及花岗岩、花岗斑岩脉。

Zn含量最小值4.0ug/g，最大值＞10000ug/g，平均值269.62ug/g，变幅大于2500倍。高含量Zn(1000～＞10000ug)分布于工作区东南部的南山岌-仙人井一带，与Cu、Ag、Pb高含量位置极为吻合，其余绝大部分含量均低于500ug/g，零星出现褐铁矿化断层角砾、铁锰质硅化砂岩中Zn含量在500ug/g～1000ug/g。

通过与中国大陆岩石圈元素含量对比，浓集系数＞1.5的指示元素有Sb、Ag、Pb、Bi、As、Cd、Mn、Mo、W、Co、Zn、S、Cu、Fe；微量元素有Tl、Ba、U、Th、La、V等 ；常量元素有Al。Ca、Mg、Na、Ni、P、Sr等元素具有严重亏损贫化，浓集系数小于0.65,且大多低于0.3。

通过与克拉克值相比较（浓集克拉克值=元素含量/地壳克拉克值），元素浓度克拉克值＞1.0的主成矿元素、伴生元素有Sb、Bi、Ag、Pb、As、Fe、Co、Cd、Mn、W、Mo、Zn、Ba、Cu、Ni，其中Ag、As、Bi、Cd、Co、Fe、Mn、Mo、Pb、Sb、Tl、W、Zn，且具有明显的峰值，微量元素U、Th、Ga的浓度克拉克值也大于1.0，而Ca、Sr、Mg、Na同与中国大陆岩石圈元素丰度对比一样，表现为严重亏损贫化。

通过对比，工作区岩、矿石的大部分元素含量浓集系数、浓度卡拉克值均大于1.5，特别是主成矿元素总体含量浓集系数、浓度卡拉克值均大于1，有些主成矿元素如Ag、Pb等浓集系数大于40。这反映了工作区岩、矿元素含量分布极为不均匀，部分元素的富集作用极为强烈，能为本区成矿提供极为有利的物质来源。

以各元素原始数据变异系数（CV1）和背景数据（原始数据剔除特高值后的数据）变异系数（Cv2）分别反映两类数据的离散程度，其中Cv1/Cv2反映背景拟合处理时离散值的削平程度。通过利用Cv1和Cv1/Cv2制作的变异系数关系图2可见：含量变化幅度极大，高强数据很多，成矿潜力很大的元素为Ag、Cd，而Ca主要是反映工作区内存在高钙碳酸盐岩；含量变化幅度较大，高强数据多，成矿可能性大的元素为Cu、Co、Ni、Pb。按样品采集所处地质背景（地层）整理统计，总体上（平均值），主成矿元素及其伴生元素在从老至新的地层中含量分布规律较为明显，从寒武系～第四系，主成矿元素含量由低到高分布，而在石英斑岩脉、花岗斑岩中元素含量相对最高。

图2 元素含量（原始、背景数据）变异变异系数关系图

3.2 元素组合关系 （特征）分析

以往工作认为本区属火山热液沉积—改造层控型铜多金属矿床，以小范围成巨富矿并伴生银铅锌等矿产受地质工作者的关注（何耀基，1990；蔡锦辉等，1996）。一般来说，热液矿床与成矿元素的成矿温度密切相关，高、中、低温作用形成不同的矿化元素组合，沉积矿床在成矿过程中也与元素的氧化还原环境相关，如中温成矿带元素组合：Cu、Pb、Zn、Ag、Au等；低温成矿带元素组合：Au、As、Sb、Hg等。

3.2.1 相关分析

元素变量间的相关性反映出地质作用中元素相关程度，正相关表明元素之间在成矿、成岩过程中共同带入或带出迁移，或在同一空间上富集或贫化，负相关表明一个元素带入时另一个元素被带出，或富集、贫化的空间相反。从成矿元素及微量元素间的相关性可见，Ag—Pb—Zn—Mn—(Cd)等元素之间相关较强，而Cu—Ni—Mn—Co之间相关性较弱，这可能反映了铜成矿与银铅锌成矿为两个或多个成矿期叠加的结果，Cu、Pb、Zn、Ag、Mn、Co、Ni等亲铜、亲铁元素线性共生，一般与中温和中—高温热液矿化作用有关，是寻找热液贱金属矿化的标志。As、Fe、Mo具有较强的显著正相关，也是反映矿床成矿富集具有多期多阶段的特点。

3.2.2 聚类分析

根据聚类分析结果，Cu、Co、Mn、Ni、Sc、Ba、Cd、Tl、Pb、Zn、Ag、Be、Bi呈线性或曲线性正相关，在0.5相似性水平聚类组成一组，是一套成矿元素及其主要的共生元素，反映了本区成矿作用的元素组合可能与中低温热液活动有关。其中在相似度0.7处Cd、Ni、Co、Cu、Ba、Mn、Tl与Ag、Pb、Zn各为一子族，说明Cu与Ag、Pb、Zn存在成矿阶段、成矿空间上的差异。这些元素主要为亲硫元素，与Cu成矿元素组合形成还原性金属硫化物，揭示了本区成矿地层沉积早期为还原性沉积环境。该类元素与后述的其他类元素组合相关性较弱或不聚类，因此可能受沉积后热液改造成矿作用的影响较大。另外主要成矿元素与该聚类中典型的地幔元素Co聚为一类，说明岩、矿石中富集的Cu、Ag、Pb、Zn等大多来源于地幔或地壳深部。目前本区除了发现成矿铜外，亦发现伴生、共生巨富的铅锌银矿产，也反映了Cu、Ag、Pb、Zn作为本区的主要成矿元素出现，进一步说明其具有很大成矿潜力；第二组W、Sb元素组与第三组As、Fe、V、Mo、U元素组具有高、低温元素混杂组合特征，可能反映本区岩浆热液活动及沉积作用共同作用的结果；第四组Ga、Ti、La组成一组，为稀有元素与分散元素组合，很难形成独立的矿物。其它类的Th、Cr、Sr、Ca、Mg、Na、S等元素与上述元素之间未有明显相关性，与主成矿元素、指示元素均未形成聚类。其中，Na与Mg为一组，是成岩元素的基本组合特征；Sr、Ca、S各为一类，Sr一般为台地相碳酸盐岩沉积的特征元素，反映本区的碳酸盐岩应为台地相或者台地边缘相，Ca也作为高钙碳酸盐岩的主要特征元素，S在本区严重亏损，反映的是本区成岩、成矿过程历经热液作用导致S亏损。

4 找矿远景分析

根据本次工作成果，结合本区主要成矿元素及指示元素分布特征，在主成矿元素组合的基础上，对各成矿元素组合进行衬值叠加后再与主成矿因子得分趋势等量线（面）进行叠加，结合区内地质特征，初步对成矿远景（靶区）进行圈定：

4.1 找矿标志

（1）区内成矿元素、指示元素、伴（共）生元素峰值明显，矿化蚀变强烈，其浓集中心及向外辐射区域为主要找矿标志之一。

（2）成矿、指示元素组合相关密切，如Ba与Cu具有明显的线性相关，在需要注意本区内重晶石化部位，有可能找到Cu、Ag、Pb、Zn等多金属矿床的潜力。

（3）矿化蚀变明显，硅化、褐铁矿化、铁锰帽露头等。

（4）岩浆岩（侵入岩）与沉积岩接触带，构造叠加部位。

4.2 找矿方向

玉水铜多金属矿体赋存于下石炭统灰岩与中上石炭统石英砂岩的接触部位，利用这一特征，结合矿体的赋存空间及断层构造特征，根据本次取得的岩石地球化学测量成果等资料，认为本区成矿类型为热液—沉积改造型。根据本次工作取得的成果，提出如下3个找矿空间：

（1）玉水铜矿—南山岌成矿远景区：本次地表取样，已发现成矿或矿化矿石，F42北东侧为侏罗统凝灰质砂质砾岩，凝灰质含砾粗砂岩火山碎屑岩夹沉积岩等陆相火山碎屑岩，期间有石英斑岩、花岗斑岩脉、辉绿岩的侵入，成矿元素、指示元素线性关系组合性很强，元素含量峰值明显，地表褐铁矿化强，铁锰质呈带状分布，推测出露的上侏罗统陆相火山碎屑岩下存在下石炭统砂岩与中上石炭统白云岩等层位，断层与其接触部位为成矿有利地段，找矿可能性很大。

（2）汶水成矿远景区：该区北西向及北东向断层构造呈网状分布，主要出露侏罗纪上统及白垩纪沉凝灰岩、凝灰质砂岩、砾岩及流纹质火山碎屑岩类，局部已经出露石炭纪上统壶天组层位。该区域的Cu、Ag、Pb、Zn等元素含量较高，元素组合关系密切，峰值较强，地表褐铁矿化明显，锰土带发育，推测为下覆的矿源层引起的异常，具有较好的找矿远景。

（3）葵上—百瓦成矿远景区：该区主要出露侏罗纪地层，南部的葵下周边出露花岗岩、石英斑岩脉等岩浆岩，反映该区具有提供成矿热液物源。成矿元素相对分散，元素组合中等，各成矿元素含量变化幅度中等，这可能与该区盖层较厚有关，矿化蚀变较弱，找矿潜力中等，需要通过进一步勘查工作。