0 引言

随着地表露头及地球浅部矿体的大量发现，近地表的找矿工作变得越来越困难，今后的找矿方向将逐渐转向深部勘探，并有望获得重大突破（赵鹏大，2007；赖亚等，2018）。自 20 世纪 60 年代以来，原生晕地球化学勘查取得了一定的找矿成果（王长明等，2007；张红军等，2016；郑广明等，2019：贺昌坤等，2020；林成贵等，2020）。申家窑金矿床自 1980 年 4 月开展调查评价工作以来，其间经历了预查、普查等工作，陆续有新的矿体或矿脉发现，提升了资源量，但是由于缺乏有效的深部找矿预测手段，目前矿床的勘探深度停留在+500 m 以上，部分向下延伸的主矿体未得到有效控制（李晓明等， 2019），因此亟须进行深部预测以实现找矿突破。前人在崤山地区申家窑金矿床持续开展了多年科研工作，在成矿规律（陈衍景和富士谷，1992；李健， 2014；刘文毅等，2019）、成矿年代（朱嘉伟等，1999； 徐书奎等，2017），以及成矿构造（朱嘉伟等，2001； 徐书奎等，2015，2019；段存基等，2017；刘红涛等， 2018）、找矿模型（常云真等，2017；王振闽等，2019） 等方面取得了诸多成果，但对于矿床地球化学特征的研究较弱，仅有王振凯（2016）利用深穿透地球化学地气法对元素空间分布特征进行了研究，从钻孔岩石地球化学测量方面讨论矿床原生晕分带特征的文章较少。本文基于前人研究成果，以申家窑金矿床钻孔岩石地球化学测量为技术手段，分析成矿成晕元素组成特征，圈定背景值和浓度值，确定原生晕轴向分带序列，圈出元素异常浓度分布范围，分析原生晕分带特征及其地质意义，同时结合轴向叠加特征预测找矿靶区，探讨深部找矿前景，为提升找矿效果提供必要的地球化学依据。

1 区域地质背景

豫西崤山地区大地构造位置处于华北陆块南缘，经历了多阶段、多期次运动。华北陆块南缘构造带走向以 NWW 向为主，发育多期推覆构造和伸展构造。北部以三门峡—鲁山断裂为界紧邻华北陆块，南以栾川断裂，北秦岭构造带与其相连（图1）。结晶基底和盖层的双层结构为其突出特点，二者之间为不整合接触。盖层岩系变形相对不复杂、变质微弱，主要为浅层次的脆韧性—脆性变形。结晶基底主岩系为太古宇太华群，而中元古界熊耳群和官道口群为其盖层。

2 矿区地质

2.1 矿区地质特征

区内地层主要为太古宇太华群（Arth）和第四系 （Q）。太华群岩性以斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩和黑云斜长片麻岩为主。太华群由下到上分为兰树沟组（Ar₂l）和杨寺沟组（Ar₂y），其中太华群兰树沟组（Ar₂l）为主要赋矿地层，岩性主要为石英片岩、黑云斜长片岩和斜长角闪片岩。区内构造较为简单，分为 NNW、SN、NE 向 3 组，主要断裂走向为 NNW，产状 230～265°∠60～75°，这些构造破碎带控制了区内主要金矿体的分布。侵入岩主要发育新太古代变质花岗岩类，集中分布于崤山断隆区结晶基底内，其次为中生代燕山期中酸性侵入岩，岩性主要为石英闪长斑岩，以及辉绿岩脉（图2）。

1—第四系；2—古生宇二郎坪群；3—元古宇熊耳群、官道口群；4—元古宇宽坪群；5—元古宇秦岭群；6—太古宇太华群；7—南秦岭造山带； 8—山麓逆冲断层；9—栾川逆冲断层；10—区域大断裂；11—拆离断层；12—地质界线；13—研究区范围

1—第四系；2—太古宇太华群；3—中元古代辉绿岩脉；4—中生代白垩纪石英闪长斑岩；5—断层及编号； 6—矿体编号；7—构造蚀变带编号；8—勘探线及编号

2.2 矿体特征

申家窑金矿体严格受构造蚀变破碎带控制，呈似层状、脉状、透镜状赋存在断裂带顶底板，矿体整体具厚而富、薄而贫的特点。矿体较薄时，银品位相对较富；矿体较厚时，铅锌品位相对较富，且金品位和铅的紧密性较好（金与铅的相关关系明显，相关性系数为 0.685，其一元回归方程为 Au= 0. 0516Pb+0.3846）（表1），矿体产状变陡地段矿石品位高，相对富集。矿体形态与破碎带密切相关，具有分支复合、膨大缩小的现象（图3）。在膨大部位多出现富矿段，而在缩小分支部位有细脉构造时则出现富矿体，呈透镜状。

2.3 矿石特征

区内矿石结构类型较简单，以自形、半自形粒状结构为主（图4），金的赋存状态为晶隙金、裂隙金和包体金 3 种类型，主要以晶隙金分布于黄铁矿中 （王西荣等，2017）。构造主要有脉状、团块状，以及浸染状，次为角砾状、条带状等。金属矿物以黄铁矿、闪锌矿、方铅矿为主，黄铜矿、赤铁矿次之，脉石矿物以石英、长石为主，白云石、方解石次之。

与金矿化关系密切的围岩蚀变为硅化，硅化在顶底板发育，以底板最为强烈，次为黄铁绢英岩化。围岩蚀变严格在断裂带上下盘发育，矿化受断裂构造控制。方铅矿化、闪锌矿化、赤铁矿化等金属矿化多富集在蚀变带膨大部位。

3 岩石地球化学测量

3.1 样品的统计分析

样品来源于采集与收集。采集样品主要布设在申家窑金矿床 03 号勘探线上崤 01、崤 09、S3、S2 支 4 条矿体上的 ZKS302、ZKS802、ZKS806、ZK2005 共 4 个钻孔中，采用钻探岩芯法，采样点距一般为 5. 0 m，在矿化层、断裂构造带部位采样点距加密为 0.5～1. 0 m。在全孔中系统采集了 307 件样品，所采样品岩性有二长石英片岩、绿泥片岩、斜长角闪岩、蚀变岩、构造蚀变岩等；同时收集了 ZKS301、ZKS306等8个钻孔527件样品。

1—覆盖层；2—白云石英片岩；3—绿泥片岩；4—斜长角闪岩；5—混合花岗岩；6—黑云斜长片麻岩；7—蚀变岩；8—破碎蚀变岩；9—二长石英片岩；10—石英脉；11—构造蚀变带；12—矿体；13—钻孔位置及编号；14—产状

a—浸染状自形—半自形粒状的黄铁矿；b—粒状、细粒状黄铜矿、黄铁矿

Py—黄铁矿；Ccp—黄铜矿

根据肖鉴锵（1978）确定的矿床地球化学晕指示元素组合，结合申家窑金矿体矿化和蚀变特点，选择了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Sn、W、Bi和Mo 11 种元素作为分析测试对象，测试工作由河南省有色金属地质矿产局第一地质大队实验室完成。所用仪器为电感耦合等离子体质谱仪和原子荧光光度计。

对申家窑金矿床834件钻孔原生晕地球化学样品的 11种元素测试数据进行统计分析（表2），结果表明：Au、Cu、Pb、Zn、Co、As、Sb 等元素含量的对数直方图具有明显的正态分布特点。Au 品位最大为 10.39×10^-6，平均0.20×10^-6，整体矿化程度良好。但也可以看出元素品位高值与低值差异明显，Au、Cu、 Pb、Zn 等元素甚至出现了 5 个以上数量级的差异，异常清晰，表现出矿床脉薄而厚的特征；变异系数均在2以上，最高可达12，表明元素分异特征明显。

研究元素异常轴向分带需首先确定异常下限，原生晕讨论的一个重要方面是确定合适的原生晕异常下限（普传杰等，2004）。首先以各元素含量的平均值加减1.5倍（As为1倍）的原则剔除特高和特低异常值，然后对保留下来的元素含量平均求得背景值，根据背景值和 2 倍标准离差之和得到异常下限（Ca）作为外带，以 2倍、4倍的异常下限圈出中带 （2Ca<X_i <4Ca）和内带（>4Ca），结果见表2。

3.2 轴向分带序列确定

本次通过C. B. 格里戈良法对崤09矿体进行原生晕轴向分带序列研究。C. B. 格里戈良的方法以元素异常的线金属量值（表3）为基础，依据标准化后的分带指数（表4）初步确定轴向分带序列。

注：样品中Au单位为10^-9，其余元素单位均为10^-6，下同；※数据据罗正传和魏明君，1990^②

由表4 可知，在由浅至深的钻孔上出现了 2 个以上元素分带指数极大值，钻孔 ZKS301 剖面上出现了 Ag、Cu、Mo、Sn、As元素的极大值，ZKS301剖面上则是Au、Pb、Sb、Bi，Zn、W则是在ZKS306剖面上。因此，依据表4 中的分带指数初步得出矿体分带序列为：（Ag、Cu、Mo、Sn、As）→（Au、Pb、Sb、Bi）→ （Zn、W）。

当同一剖面上存在两个以上元素的分带指数极大值时，由变异性指数（G）及变异性指数的梯度差（△G）来确定（Beus and Grigorian，1977），陈永清等（2011）对原生晕元素变异性指数、变异性指数梯度的计算方法进行了详细论述。据此所得结果如表5。

由表5 可知，在 ZKS301 剖面上 As＞Ag＞Cu＞ Sn=Mo，故前缘晕元素序列为（As-Ag-Cu-Sn-Mo）； ZKS302 剖面上 Bi＜Sb＜Pb＜Au，ZKS306 剖面上 Zn ＜W，结合表4计算出的初步分带序列，可以得到申家窑金矿床 03 勘探线崤 09 矿体分带序列为：As-Ag-Cu-Sn-Mo-Bi-Sb-Pb-Au-Zn-W。

4 讨论

4.1 原生晕分带特征地质意义

李惠等（1999）认为中国金矿床原生晕轴向分带序列为：B-As-Hg-F-Sb-Ba（前缘晕）-Pb-Ag-Au-Zn-Cu（近矿晕）-W-Bi-Mo-Mn-Ni-Cd-Co-V-Ti（尾晕）。依据申家窑金矿床 03 号勘探线元素异常剖面图（图5）可知各元素原生晕异常分布特征与矿化带基本对应，异常延伸和矿体延伸一致，但异常浓集中心有所不同。前缘晕元素As、Sb异常分布在矿体周围，具有明显的前缘晕特征，可作为寻找金矿的指示元素；近矿晕 Au、Zn、Ag、Pb、Cu 异常主要集中于矿体中上部，尤其是Au异常集中分布在矿体上部600 m以浅，分布范围较大，异常形态及倾伏趋势相似，反映了矿体整体向南西倾伏并有深部延伸趋势；尾晕元素 W、Mo、Bi 中 Mo 主要集中分布在 800 m 以浅而 W 异常则在 800 m 以深，Bi 则较多地分布在800 m以深的矿体西南端；Sn异常则不明显。因此，矿体上部异常以 Au、Ag、As、Bi、Sn为主，中部则以Cu、Pb、Zn、Sb、Mo元素为主，下部异常W为主。结合原生异常分布态势及其与矿体的关系，由申家窑金矿床成矿成晕元素浓度分布特征得知：Au、Zn、 Ag、Pb、Cu为近矿指示元素，As、Sb、Mo、Bi为前缘晕指示元素，W 为尾晕特征指示元素，并且随深度的增加呈现前缘晕元素异常逐渐减小尾晕元素逐渐增大的特征。

由申家窑金矿床 03勘探线崤 09矿体分带序列 As-Ag-Cu-Sn-Mo→Bi-Sb-Pb-Au→Zn-W 可知，作为尾晕元素的 Sn、Bi迁移至前晕，而前晕元素 Sb则出现在近矿晕部位，表现出了“反向”分带特征。由此可以推测，矿体并非单一期次形成，可能由多次成矿活动形成，如果深部存在一个正常序列，则深部找矿前景良好。因此原生晕轴向分带序列能够很好地指导对深部找矿。

4.2 找矿方向预测

原生晕轴向地球化学参数变化特征是原生晕轴向分带的另一种表达方式，是预测隐伏矿体的重要依据（张瀚夫等，2010）。根据李惠等（1999）总结的代表原生晕的轴向叠加的地球化学参数前缘特征元素（含量、累加、累乘等）/尾晕指示元素（含量、累加、累乘等），结合Au与前缘晕元素和尾晕元素的相关系数（表6），本文选取了 Sb/Bi 和（Ag+Sb）/（Bi+ Mo）作为代表原生晕轴向叠加的地球化学参数。

在正常情况下 Sb/Bi 和（Ag+Sb）/（Bi+Mo）值从浅到深应逐渐降低，若在深部又转为升高，则指示深部有盲矿体存在。对本次研究选取的 03 线上矿体元素数据进行分析，由图6 可看出，Sb/Bi 在浅部为高值，（Ag+Sb）/（Bi+Mo）则表现稍弱。两个参数整体由浅及深比值降低，其间比值多有波动，表明前缘晕和尾晕有叠加。Sb/Bi和（Ag+Sb）/（Bi+Mo）均表现为比值逐步增加，+680～620 m处出现了高潮，在650 m处达到峰值，其间波动较强，反映了元素叠加，更反映了此处为矿体赋存位置。Sb/Bi在 500 m 处表现出了增高的趋势，更反映了深部矿体存在的可能性。

申家窑金矿床原生晕叠加特征表明了矿床上中部以金矿体为主，矿体呈雁列式成组，在+680～+620 m处为主矿体赋存标高，这与现有勘查成果相一致。依据原生晕分带特征，主成矿元素Au上部和下部矿化富集区均未封闭、轴向分带序列反向发展，表明申家窑地区深部和西向侧伏成矿的可能性较大，同时原生晕轴向叠加研究亦表明申家窑矿床在+500 m 以深可能存在盲矿体。王春永等（2021） 认为申家窑金矿体向深部延伸稳定，因此可以对目前探矿工程所控制矿体以外的区域进行初步预测，推测隐伏矿体可能为主矿体西南方向的延伸，长约为 1 km，倾角约 45°~60°，赋存标高范围约为：+500～+150 m（ZKS2006 控制标高+500 m），预测新增 （333）类资源量金1000 kg，有望扩大找矿前景。

a—Sb/Bi；b—（Sb+Ag）（/ Bi+Mo）

5 结论

（1）崤 09 矿体分带序列为 As-Ag-Cu-Sn-Mo-Bi-Sb-Pb-Au-Zn-W，尾晕元素的 Sn、Bi 迁移至前晕，而前晕元素 Sb 则出现在近矿晕部位，表现出了分带序列反向发展的特征，表明申家窑地区深部成矿和西向侧伏成矿的可能性较大。

（2）Au、Zn、Ag、Pb、Cu为近矿指示元素，As、Sb、 Mo为前缘晕指示元素，Bi、W为尾晕特征指示元素，并且随深度的增加呈现前缘晕元素异常逐渐减小，尾晕元素逐渐增大的特征。

（3）利用原生晕轴向分带特征以及轴向叠加特征对03线主矿体进行深部预测，其轴向特征指示深部有盲矿体，是主矿化体西南向的延伸，推测赋存标高约为+500～+150 m，预测可新增（333）金资源量1000 kg，可以有效地扩大找矿前景。

注释

① 王春永，白英建，张磊，冯昂.2021. 河南省陕县申家窑—葫芦峪矿区深部金矿普查报告[R]. 郑州：河南省有色金属地质矿产局第一地质大队.

② 罗正传，魏明君.1990. 豫西1∶5万水系沉积物地球化学测量工作报告[R]. 郑州：河南有色地质勘查局第五队.

参考文献