江西省铜鼓县九峰地区土壤地球化学特征及金矿找矿前景

肖军军 艾生根 欧阳全华

1 南京大学地球科学与工程学院，江苏 南京 210023

2 江西省地质矿产勘查开发局九0二地质大队，江西 新余 338000

前人在赣西北铜鼓-修水一带主要开展了1∶20万、1∶5万的基础地质调查工作，圈出了较多成矿远景区。近年来，该地区内陆续发现有较多零星金矿化线索[1-2]，相对于处在同一成矿带的省内其他地区及邻区湖南省境内大、中型金矿床的找矿突破而言，该地区处于“只见星星，未见月亮”的找矿现状，但该地区所具有的良好金矿成矿条件和金矿化线索，表明该地区具有良好的找矿潜力。本次选择赣西北铜鼓县九峰地区为研究对象，对九峰地区开展土壤地球化学及找矿前景探讨，可为江西省铜鼓-修水一带金矿找矿方向提供初步依据。

1 地质概况

九峰地区大地构造位置处于扬子板块下扬子陆块之江南隆起带九岭逆冲隆起核部[3]（图1）。区域内受扬子板块与华夏板块拼贴影响，受到了四堡-晋宁期的变质变形、加里东期强烈的韧性再造，以及印支-燕山期的脆性改造，区域内变质作用、深大断裂与推（滑）覆构造、韧性剪切带及岩体较发育，为区域成矿提供了重要基础条件[4]。

图1 九峰地区地质简图 Fig.1 Geological map in Jiufeng area

研究区内出露地层大部分为新元古界双桥山群安乐林组中段，为一套富含Au、Ag、As、Sb、Hg等元素的浊积岩建造，岩性为绢云母千枚岩，多夹凝灰质砂岩。研究区内韧性剪切带呈近东西向展布，伴随着较强的金矿化、硫化物多金属矿化等；区内未见有岩浆岩出露。

2 样品采集与分析方法

1∶1万土壤地球化学测量布设网度为100m（线距）×40m（点距），测线布设以垂直近东西向韧性剪切带为主，南北向布设测线30条，土壤样品采自B层中的亚砂土、细砂土、粉砂土等，采样深度20～40cm，实际采集土壤样品2283件，分析项目为Au、Ag、As、Sb、Hg 5种元素。采集的土壤样品由江西地质科学研究所实验室测试分析，分析仪器为光栅摄谱仪（WSP-1）、原子荧光分光光度计（AFS-230E），检测环境为温度20～25℃，湿度70%～80%，样品检测结果准确可靠。

3 土壤地球化学特征

3.1 元素地球化学特征

由元素特征参数分析（表1）可知，5种元素变异系数Au＞As＞Sb＞Hg＞Ag，Au、As元素变异系数均大于1，Au变异系数最大达5.79，表明Au元素分异极强，易于迁移集中富集，具备成矿潜力。本次将元素平均值（X）与元素在该区域内的平均值（X1）对比，更能反映元素的富集程度，5种元素的X/X1值均大于1，表明元素富集程度较高。

表1 九峰地区土壤地球化学微量元素特征参数统计表 Table 1 Statistical table of characteristic parameters of trace elements in soil geochemistry in Jiufeng area

运用R软件，对Au、Ag、As、Sb、Hg元素样品数据的展布按行、列分别进行聚类分析，由生成的聚类热图（图2，图中颜色条代表各类数据聚集程度）可直观地展示出样品数据空间分布及内在关联情况。通过对元素含量的聚类分析，反映出Au-As-Sb聚为一类，Hg-Ag聚为一类；通过对样品的聚类分析，初步推断可圈定2处综合异常。因子分析以特征值大于1为准则选取两个公共因子[5]，研究区内两个公共因子特征值（表2）累计占方差比例60.03%，且以第1因子特征值占比为主，其代表的变量组合为Au、As、Sb，表明Au、As、Sb在成因上具有较密切的联系。

表2 九峰地区土壤地球化学微量元素旋转后因子载荷矩阵 Table 2 Rotating factor load matrix

图2 九峰地区土壤地球化学微量元素聚类分析热图 Fig.2 Cluster analysis thermogram of soil geochemical trace elements in Jiufeng area

运用Excel及SPSS软件，求取各元素土壤样品数据的第一个分位数Q1、中位数Q2和第三个分位数Q3，计算出四分位数间距IQR（IQR=Q3-Q1）。利用盒须图法以Q3+1.5IQR准则计算元素的异常下限[6]，确定Au异常下限3.22×10-9，Ag异常下限0.1×10-6，As异常下限65.85×10-9，Sb异常下限9.07×10-9，Hg异常下限0.1×10-6。

Au异常主要分布在双桥山群安乐林组中段地层内，Au、As、Sb元素异常套和较好（图3）。Au-1、Au-2异常形态较完整，浓集中心明显，初步显示金矿成矿远景好。其中Au-1异常面积为0.33 km2，异常峰值达317×10-9，异常强度98.45，异常衬值为3.74，Ⅲ级浓度分带明显，具有多个浓集中心；Au-2异常分布在Au-1异常的东侧，异常面积0.21 km2，异常峰值达16.7×10-9，异常强度5.19，异常衬值1.98，Ⅲ级浓度分带不明显，浓集中心较弱，成矿远景较Au-1弱；As元素异常位于Au元素异常北侧，可作为Au元素异常的前缘指示元素；Sb元素在土壤中呈弱异常分布，Sb-1异常与Au-2、As-1异常套和较好；Ag、Hg异常均不明显。

图3 九峰地区元素地球化学异常图 Fig.3 Elemental geochemical abnomaly map in Jiufeng area

3.2 综合异常

本次共圈出2处Au-As-Sb综合异常，均位于韧性剪切带旁侧。AP-1异常不规则，总体呈北西西向，面积0.87km2，Au异常较明显，As异常多位于Au异常北西方向的前缘端，Sb异常较弱。该异常位于韧性剪切带之北西西斜交方向，综合异常内对应的地层为安乐林组中段。推测异常是韧性剪切带后期脆性构造的次级含金断裂引起。AP-2异常呈不规则状（图4），总体呈近东西向，异常面积0.53km2，Au、As、Sb套和较好，具多个浓集中心。该异常位于韧性剪切带南侧，分布于安乐林组中段与上段界线附近，异常浓集中心多分布在中段地层内，推测异常的形成是由于含金断裂构造引起。

图4 AP-2综合异常剖析图 Fig.4 AP-2 Comprehensive abnormity anatomy

土壤样品数据反映的元素特征参数、多元统计分析结果、元素异常地球化学特征及土壤地球化学综合特征的分析结果均较吻合。土壤地球化学能够有效地指示金矿化情况[5]，圈定的综合异常区进一步表明，九峰地区具备金矿的成矿潜力。

4 异常查证

综合九峰地区土壤地球化学特征及成矿地质背景分析，为进一步提取找矿信息，开展了工程揭露，验证异常是否存在矿化。经槽探、硐探工程揭露，在Au-As-Sb综合异常区内发现金矿化体2处（图1），矿化体赋存于含金构造蚀变带内。综合异常浓集中心对应的地段金矿化体品位相对较高，达到Au的边界品位以上（图5）。金矿化体位于韧性剪切带旁侧次级脆性断裂内，赋矿断裂内岩石多被挤压破碎呈透镜体，碎裂岩化、糜棱岩化、片理化强烈。矿体地表黄铁矿化明显，多见硅化、绿泥石化，局部可见毒砂化及辉锑矿化。黄铁矿化多呈粉末状、细脉状，地表多被淋滤成蜂窝状褐铁矿。靠近含矿断裂的围岩受构造影响，多发育片理化、绿泥石化。

图5 地表探槽槽壁地质素描及金含量曲线图 Fig.5 Geological sketch and gold content curve of slot wall of surface probe Groove

V1金矿化体断续分布，地表被第四系河流隔断，分为东西两段，西段延伸长约0.8km，东段延伸长约0.4km。矿化不连续，呈脉状、透镜状，沿走向和倾向具波状弯曲，局部膨大缩小，走向280°～300°，倾向南西，倾角55°～75°。矿体厚度变化较大，厚0.32～2.56m，厚度变化系数为0.54；金矿化不均匀，Au品位0.08～4.22 g/t，Ag品位0.22～9.76 g/t，Au品位变化较大，品位变化系数达1.13。

V2金矿化体为次要矿体，受构造破碎带控制，位于V1矿体南侧约250 m处，与V1金矿体形成机理类似，但矿体规模更小，延伸长约0.7km，品位及厚度都较低，走向300°～310°，倾向南西，倾角48°～65°，厚度0.73～0.77 m，Au品位0.22～1.0 g/t，Ag品位0.23～8.42 g/t，属弱矿化构造蚀变带。

5 找矿前景

新元古代时期，湘东北-赣西北地区沉积了一套火山-碎屑岩类建造，其中砂质岩、粉砂质岩石与泥质岩石常组成较明显的韵律层理，局部具粒级递变层理和平行层理，发育鲍玛序列，属浊流沉积构造环境[7-9]。新元古界青白口系时期形成的双桥山群等地层多含凝灰质物质，地层中金的平均含量均高于华夏地壳克拉克值，为区域内金的富集成矿提供物质来源[10]。华南加里东时期的地质变质过程中，金及其他亲硫元素可以从黄铁矿中释放出来，从而进入变质流体，为金矿成矿提供了金属来源[11]。

九峰地区中部大面积出露安乐林组中段地层，Au、As、Sb土壤地球化学异常较多，浓集中心明显，韧性剪切带呈近东西向贯穿中部地区，在Au-As-Sb综合异常区内槽探及硐探工程已揭露含金矿化体，矿化体赋存在韧性剪切带后期脆性构造的派生次级断裂内，特别是处在韧性剪切带转折处的次级脆性断裂带内的金矿体品位更高、厚度更大。九峰地区中部具备金矿成矿地质条件，经过复杂多因素的成矿作用，可形成与韧性剪切带有关的构造蚀变岩型金矿[12]，金矿找矿潜力较好。

6 结论

笔者以铜鼓县九峰地区1∶1万土壤地球化学测量资料为研究基础，合理解译了土壤化探数据，分析了九峰地区金矿成矿地质条件及成矿的可能性；经槽探、硐探工程查证化探综合异常，发现了金矿化体；初步认为土壤地球化学测量在九峰地区对金矿找矿具有指导意义，九峰地区内具有很好的矿源层及控矿构造条件；该地区金矿的成矿与韧性剪切带密切相关，韧性剪切带或与韧性剪切带有关的次级断裂带可作为该区金矿重点找矿方向。