河南省灵宝市董家埝银矿原生晕特征及地质意义

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.04.066

河南省灵宝市董家埝银矿原生晕特征及地质意义

段启超^,¹, 庞绪成^,¹, 纵瑞², 韩迪¹, 张岩², 张鑫¹

1.河南理工大学资源环境学院，河南焦作 454000

2.河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院，河南郑州 450003

Primary Halo Characteristics and Geological Significance of the Dongjianian Silver Deposit in Lingbao City，Henan Province

DUAN Qichao^,¹, PANG Xucheng^,¹, ZONG Rui², HAN Di¹, ZHANG Yan², ZHANG Xin¹

1.Institute of Resources and Environment，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000, Henan，China

2.No. 2 Institute of Geological & Mineral Resources Survey of Henan, Zhengzhou 450003, Henan，China

通讯作者: 庞绪成（1963-），男，河南西峡人，教授，从事成矿规律与成矿预测、固体矿产勘查与评价方面的研究工作。jpxc@hpu.edu.cn

收稿日期: 2020-03-29 修回日期: 2020-05-13 网络出版日期: 2020-08-27

基金资助:

河南省2018年度“探矿权、采矿权”价款“河南省灵宝市董家埝银多金属矿地质普查”. 2018-22-06
河南省地质矿产勘查开发局2017年度地质科研项目“河南灵宝市小河岩体南缘断裂构造带成矿预测研究”. 2017-01

Received: 2020-03-29 Revised: 2020-05-13 Online: 2020-08-27

作者简介 About authors

段启超（1989-），男，河南禹州人，硕士研究生，从事固体矿产勘查与评价方面的研究工作dqc_hpu@163.com , E-mail：dqc_hpu@163.com

摘要

董家埝银矿是豫西小秦岭矿集区南成矿带目前发现的唯一大型矿床。为了矿床深部勘查工作的顺利进行，了解有用元素在垂向上的变化规律，选用原生晕地球化学方法，通过典型矿床剖面的原生晕特征研究，实现对深部矿体变化趋势的判断。经计算，确定As、Sb、Ag、Au、Cu、Pb、Zn、Co和Mo等9种元素可作为指示元素，其中As和Sb为前缘晕指示元素，Ag、Au、Cu、Pb和Zn为近矿晕指示元素，Co和Mo为尾晕指示元素。分带指数和浓集指数2种方法计算得出的元素在分带序列上的位置总体趋势一致。用分带指数法确定的主矿体自上而下的原生晕轴向分带序列为Co-Mo-Cu-Au-Sb-Zn-Pb-Ag-As，出现“反分带”现象。结合原生晕地球化学参数变化特征、矿体剥蚀程度研究和理想模型，预测M₁-I主矿体向深部仍有较大的延伸。研究成果可以为区域同类型矿化地质体深部的趋势判断和决策提供参考。

关键词： 原生晕 ; 地球化学 ; 地质意义 ; 轴向分带 ; 董家埝银矿 ; 小秦岭

Abstract

Dongjianian silver deposit is the only large deposit found in the south metallogenic belt of Xiao-qinling ore-gathering area. In order to coordinate with the smooth development of the deep exploration of the deposit，the change rule of the useful elements in the vertical direction of the deposit was understood，and the primary halo geochemical method was adopted to determine the change trend of the deep orebody by studying the primary halo characteristics of the typical ore deposit profile. By the analysis of mathematical statistics，and Ag has significant correlation elements Au，Cu，Pb，Zn，As，Sb，W，Ag content of elements is the main source of F1 factor As，Ag，Pb，Au，Zn，Sb element combination，is the main ore-forming elements combination，As，Sb element combination is a typical low temperature elements，they were placed in the same combination as the medium temperature elements of Pb,Zn,Ag and Au，explain Dongjianian silver deposit has many times characteristics，ore-forming process secondary source is F2，F4 factor. Finally，9 elements such as As，Sb，Ag，Au，Cu，Pb，Zn，Co and Mo were determined indicator elements. Among them，As and Sb are indicators of leading edge halo，Ag，Au，Cu，Pb and Zn are indicators of near-ore halo，and Co and Mo are indicators of tail halo. The primary halo axial zoning sequence of the main orebody from top to bottom determined by the zoning index is Co-Mo -Cu-Au-Sb-Zn-Pb-Ag-As，showing the phenomenon of “opposite direction zoning”.Combined with the change characteristics of primary halo geochemical parameters，the study on the denudation degree of orebody and the ideal model，it is predicted that the M₁-I main orebody still has a large extension to the depth. The research results can be used as a reference for the research and decision of the deep trend of the same type of mineralized geological body in the region.

Keywords： primary halo ; geochemistry ; geological significance ; axial zoning ; Dongjianian silver deposit ; Xiaoqinling

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本文引用格式

段启超, 庞绪成, 纵瑞, 韩迪, 张岩, 张鑫. 河南省灵宝市董家埝银矿原生晕特征及地质意义[J]. 黄金科学技术, 2020, 28(4): 497-508 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.04.066

DUAN Qichao, PANG Xucheng, ZONG Rui, HAN Di, ZHANG Yan, ZHANG Xin. Primary Halo Characteristics and Geological Significance of the Dongjianian Silver Deposit in Lingbao City，Henan Province[J]. Gold Science and Technology, 2020, 28(4): 497-508 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.04.066

小秦岭金银矿田成矿地质条件优越、矿产资源丰富，为中国第二大金银矿集区。小秦岭北以太要断裂为界，南以小河断裂为界。截至目前，小秦岭地区的资源储量主要集中在中北部地区（如大湖、杨砦峪、四范沟、文峪、枪马和东闯金矿等）。该区矿床研究集中于区域成矿理论方面^[1-5]，前人总结出小秦岭金矿“一街五巷三层楼”的成矿模式^[6]，还根据已发现的矿脉分布和成矿特征，将小秦岭矿田划分为北矿带、中矿带和南矿带3个成矿带^[7-9]。这一划分中，“北矿带”靠近小秦岭北界的太要断裂而“南矿带”却远离小河断裂，即没有考虑小河断裂附近可能赋存的矿床。为便于区别，河南省第一地质矿产调查院将上述3个带依次称为北矿带、北中矿带和中矿带，河南省第二地质矿产调查院和本文研究团队认为在南侧的小河断裂附近还应增加南矿带，即小秦岭金矿田共有4个成矿带。关于南成矿带，因找矿没有突破，缺乏典型矿床，在该区已有研究中也少有提及，并未从宏观角度进行区域成矿学研究。2017年，河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院在小河秦岭南部预查时发现了董家埝大型银矿床，实现了小秦岭南矿带大型矿床找矿的突破^[10]。

作为小秦岭南矿带新发现的矿床，董家埝银矿乃至整个小秦岭南矿带的研究工作程度都很低。随着地质普查工作的开展，对矿床进行成矿规律及预测研究显得十分必要。原生晕找矿方法经过几十年的发展，经实践证明是寻找隐伏矿体和深部矿体的一种行之有效的方法^[11-16]。在小秦岭地区，前人曾在大湖金矿开展过原生晕特征研究^[17]，对于董家埝银矿床，原生晕剖面及轴向分带的研究，能够较好地切合矿床勘查实际，为矿床评价提供指导。因此，选择M₁-I主矿体进行原生晕垂向分带研究和矿床深部预测的尝试。

1 地质背景

小秦岭地区位于秦岭造山带北部，是秦岭碰撞造山带边缘的重要组成部分。该区经历了长期复杂的地质演化过程，早期以挤压环境为主，晚期转变为伸展环境，最终形成“拆离—变质核杂岩”的总体构造^[18]。该区出露地层主要为新太古界太华群基性火山—沉积变质岩系^[19]。区内构造主要发育老鸦岔背斜及数量众多的多级断裂，太要断裂和小河断裂为区域性边界断裂，广泛分布的脆—韧性断裂控制着矿体的出露。小秦岭南部最大的构造为近EW向的小河断裂，长达数十千米，形成数十米至数百米的动力破碎带，其内有不同时期岩浆侵入和脉岩充填，具多期次活动、性质多变的特征，小河断裂以北为太华群，以南为小河岩体。区域岩浆活动频繁而强烈，从太古宇、元古宇到中生界均有出露，以燕山期花岗岩最为发育，自西向东分布有华山、文峪和娘娘山等岩体，与矿产形成关系密切^[9,20]。石英脉和蚀变岩型金矿是区内的主要矿床类型。董家埝银矿位于华北克拉通南缘与马超营断裂带北缘的结合部位，灵宝市朱阳镇一带，是小河断裂以南发现的唯一大型矿床（图1）。

图1

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图1 董家埝银矿床区域地质简图（据文献[8,21]修改）

Q-第四系；Є-寒武系；Z-震旦系；Pt₂f-冯家湾组；Pt₂d-杜关组；Pt₂xj-巡检司组；Pt₂l-龙家园组；Pt₂g-高山河组；Ar₃T-新太古代太华群片麻岩；Pt₂Xηγ-中元古代黑云二长花岗岩；Pt₁Gηγ-古元古代角闪二长花岗岩；①孟家村—民湾向斜；②七树坪向斜；③老鸦岔背形；④庙沟向斜；⑤上杨砦背形；1.地质界线；2.向斜构造；3.背斜构造；4.背形构造；5.断层及产状；6.构造破碎带；7.金矿床；8.银矿床

Fig.1 Regional geological map of Dongjianian silver deposit (modified after references[8,21])

2 矿床地质特征

研究区主要出露新太古界太华群（Ar₃T）片麻岩及片岩，中元古界官道口群（Pt₂g）滨海相—浅海相的陆源碎屑—碳酸盐岩沉积建造，新元古界震旦系（Z）滨海相—浅海相的陆源碎屑—碳酸盐岩夹冰碛砾岩建造，早古生界寒武系（Є）碳酸盐岩和新生界第四纪（Q）黄土及残坡积层。岩浆岩主要为中元古代小河花岗岩基，还有不同时代的岩脉，其中闪长岩脉较多，也有少量的辉绿岩脉、石英脉和花岗伟晶岩脉。矿区最大的构造为小河断裂的次级构造F₁，还有一系列规模更小的次级断裂，如NE向的F₂，近SN向的F₃，NW向的F₄、F₅和F₆等。F₁断裂蚀变带规模最大，也是主要的控矿和容矿构造，矿体下盘围岩为小河花岗岩，上盘围岩为官道口群闾家峪组或巡检司组砂岩或碳酸盐岩（图1）。

F₁断裂走向呈NEE向，延伸长超过6 km，向东隐入第四系，宽2~145 m，总体东宽西窄，倾向约为160°，倾角为50°~70°，局部反倾^[22]。断层下（北）盘为具有弱蚀变的小河二长花岗岩，上（南）盘为中元古界官道口群石英砂岩、含粉砂质页岩、硅质条带白云岩和细晶白云岩等，多具碎裂岩化特征，矿化蚀变微弱。断裂带内主要发育碎裂岩和构造角砾岩，并伴有不同程度的蚀变矿化，主要蚀变有硅化、绢云母化和碳酸盐化，主要矿化有黝铜矿化、方铅矿化、闪锌矿化、黄铜矿化和辉银矿化。

M₁-I主矿体位于F₁构造蚀变带内，产状与断裂带基本一致，呈脉状和舒缓波状，尖灭再现、分支复合现象普遍。矿体走向长约650 m，最大倾向斜深超过300 m，产状160°∠64°~77°。有用元素以银为主，伴生铅，银最高品位为3 023.0×10^-6，最低41.3×10^-6，平均品位164.0×10^-6。主要金属矿物有方铅矿、黝铜矿、闪锌矿、黄铜矿、硫锑铜银矿和辉银矿；脉石矿物有石英、钾长石、斜长石和绢云母等。矿石具有碎裂结构，浸染状、细脉浸染状、脉状—网脉状和角砾状构造。矿床热液成矿特征明显^[22]。

3 原生晕元素统计分析

3.1 样品采集与测试数据处理

原生晕样品采自第08勘探线上的钻孔岩芯及地表探槽，勘探线剖面方位160°，包括ZK0801、ZK0804、ZK0808钻孔和TC08探槽（图2），共采集样品167件进行微量元素测试，测试分析项目包括Ag、Au、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Sb、As、Bi和Co共11种元素。样品测试单位为河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院实验室。

图2

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图2 第08勘探线剖面图

Pt₂g-中元古界官道口群高山河组砂岩；Pt₂Xηγ-中元古代小河二长花岗岩；1.控矿断裂破碎蚀变带；2.主矿体及编号；3.钻孔及编号

Fig.2 Profile map of No.08 prospecting line

3.2 相关性分析

相关性分析可通过元素之间的相关系数直观地反映各元素的相关性和亲和性^[13]。本次主要分析计算第08勘探线剖面上采集的167件原生晕样品，涉及11种元素。为消除特高值对相关系数的影响，将原始数据进行对数化处理，计算出元素含量对数值的相关性矩阵（表1）。

表1 元素对数相关性矩阵

Table 1 Logarithmic correlation matrix of elements

元素	Ag	Au	Cu	Pb	Zn	As	Sb	Co	W	Mo
Au	0.50	1.00
Cu	0.37	0.42	1.00
Pb	0.69	0.41	0.40	1.00
Zn	0.57	0.35	0.51	0.79	1.00
As	0.60	0.71	0.47	0.58	0.44	1.00
Sb	0.36	0.30	0.26	0.39	0.29	0.54	1.00
Co	-0.02	0.13	0.58	0.09	0.38	0.06	0.01	1.00
W	0.22	0.09	0.31	0.43	0.47	0.25	0.38	0.29	1.00
Mo	0.05	0.14	0.28	0.00	0.01	0.12	0.03	0.21	0.05	1.00
Bi	-0.09	-0.29	-0.15	-0.07	-0.16	-0.23	0.08	-0.15	0.14	-0.15

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根据相关系数临界值计算程序查得，当n=167，置信水平为0.01时，显著相关临界值为0.20，即当相关系数绝对值大于0.20时,具有显著相关性。结合表1可以看出，与Ag呈显著相关性的元素有Au、Cu、Pb、Zn、As、Sb和W，其中Pb、As与Ag的相关系数在0.6~0.8之间，与Ag元素呈现出强正相关;Zn、Au与Ag的相关系数在0.4~0.6之间，与Ag元素呈现出中等正相关;Cu、Sb、W与Ag的相关系数在0.2~0.4之间，与Ag元素呈现出弱正相关^[23]。在热液迁移过程中，具有显著相关性的元素运移和沉淀过程可能是同时进行的，所以上述元素对寻找主成矿元素Ag具有重要的指示意义^[16]。

3.3 聚类分析

聚类分析依据“物以类聚”的原则对元素的特征相似性进行直观归类统计^[24]。本文运用SPSS 20.0软件中的聚类分析功能对11种元素进行R型聚类分析，2个元素之间的距离系数（d）越小说明这2个元素的相似性越高，关系越密切^[25]，进而将相似性高的元素划归到一个族群（图3）。

图3

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图3 元素R型聚类分析谱系图

Fig.3 R-type cluster analysis pedigree chart of elements

从图3中可以看到，当距离系数d=10时，元素可划分为5个族群，分别是Ⅰ：Pb、Zn、Ag、Au和As；Ⅱ：Sb和W；Ⅲ：Cu和Co；Ⅳ：Mo；Ⅴ：Bi。

当距离系数d=15时，元素可划分为4个族群，分别是Ⅰ：Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb和W；Ⅱ：Cu和Co；Ⅲ：Mo；Ⅳ：Bi。

当d=10时，在Ⅰ族群中，Ag是主要的成矿元素，Pb、Zn、Au元素与Ag元素关系密切，同源的可能性很高，可代表近矿晕元素组合，对应的矿物是方铅矿和闪锌矿，在成矿过程中起到了重要的作用。在Ⅰ族群中，中低温元素Sb和高温元素W同时出现，说明董家埝银矿具有多期次叠加成矿的特点。当d=15时，第Ⅰ、Ⅱ族群合并，As元素和Sb元素是典型的共生组合，可代表矿体前缘晕的特征，此时Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb和W元素出现在同一个族群中，符合相关性分析的结果。

在上述2种不同距离系数标准的分类族群中，Cu-Co、Mo、Bi元素都是单独分类，其中Co、Mo、Bi是典型的尾晕元素，说明这些元素在成矿过程中相对其他中低温元素具有较高的独立性^[26]。Bi与Ag元素距离系数最大，说明二者不存在线性关系或相关性很弱，对找矿指示意义不大。

3.4 因子分析

因子分析是通过对降维处理提取主成分因子的分析，主成分因子中的元素往往是多种地质作用或多个矿化阶段的综合叠加，这有助于直观认识地质过程，解释地质过程中元素的共生组合^[27-28]。

按照特征值大于1的原则，可以提取4个主成分因子，提取的4个因子累计方差贡献率为74.5%，认为其中包含了大部分需要的信息。因此，对选取的4个因子进行主成分因子分析。为使主成分因子意义更加明确，通过方差极大旋转法得到旋转成分因子矩阵（表2）。

表2 旋转成分因子矩阵

Table 2 Rotational component factor matrix

元素	成分因子
元素	F1	F2	F3	F4
As	0.879	0.076	-0.018	0.208
Ag	0.811	0.126	-0.171	0.153
Pb	0.755	0.364	0.126	-0.311
Au	0.751	0.072	0.012	0.265
Zn	0.660	0.466	0.020	-0.314
Sb	0.602	-0.005	0.531	0.207
Co	-0.113	0.862	-0.101	0.226
Cu	0.386	0.690	-0.036	0.321
Bi	-0.224	-0.138	0.781	-0.098
W	0.239	0.543	0.671	-0.062
Mo	0.043	0.184	-0.045	0.801
特征值	3.52	2.16	1.32	1.18
方差贡献率/%	32.0	19.7	12.0	10.8
累计方差贡献率/%	32.0	51.7	63.7	74.5

注:加粗数值为大于0.6的荷载值

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从表2可以看出，以荷载值大于0.6为标准，F1因子中As、Ag、Pb、Au、Zn和Sb元素荷载较高；F2因子中Co、Cu元素荷载较高；F3因子中Bi、W元素荷载较高；F4因子中Mo元素荷载较高且明显大于其他元素荷载值，属于独立成组。由此可以得到4个因子组合，建立Ag元素因子模型， X_Ag=0.811F1+0.126F2-0.171F3+0.153F4。

F1因子：As、Ag、Pb、Au、Zn、Sb元素组合。F1因子的方差贡献率为32.0%，对于Ag元素，F1因子的荷载值为0.811，明显大于其他因子，说明F1因子对主成分的影响最大，是主要的成矿元素组合，可代表主成矿作用。由元素的亲和性可知Pb、Zn、Ag元素是亲硫元素，在矿石矿物中的表现是方铅矿、闪锌矿和辉银矿等具有同源、同期的特征，对应石英—多金属硫化物主成矿阶段。As、Sb元素组合是典型的低温元素，与Pb、Zn、Ag、Au等中温元素归在一个组合内，说明董家埝银矿成矿过程具有多期次特征。

F2因子：Co、Cu元素组合。Co元素的亲硫性很强，常常类质同象存在于黄铜矿中，这个组合也恰恰说明了这一点，Co是高温元素，Cu是中温元素，组合出现对于找矿也有一定的指示意义。

F3因子：Bi、W元素组合。岩浆在结晶分异的过程中，Bi元素逐渐向高温热液方向集中，在高温阶段Bi、W元素常常共生。F3因子的荷载值为负值，对主成分的影响有限。

F4因子：独立Mo元素。Mo元素是典型的亲铁性高温元素，通常代表高温阶段，根据荷载值和方差贡献率推测，F4因子应是副矿物或伴生元素。

据此可知，Ag元素含量的主要来源是F1因子，次要来源是F2、F4因子，F3因子的荷载值为负，对Ag元素含量来源的贡献可以忽略不计。

3.5 原生晕指示元素选择

通过对原生晕元素的统计分析，测试的Ag、Au、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Co、W、Mo和Bi等11种原生晕指示元素，相关性分析中，与成矿元素Ag呈显著相关的有Au、Cu、Pb、Zn、As和Sb等元素；聚类分析中，Pb、Zn、Ag、Au、As和Sb等元素聚为一类；因子分析中，F3因子的Bi、W元素组合荷载值为负，结合前面相关性分析、聚类分析结果，认为Bi元素对找矿指示意义不大。

综合上述，本次选取As、Sb、Ag、Au、Cu、Pb、Zn、Co、Mo等9种元素作为原生晕分带研究的指示元素，其中：As、Sb为前缘晕指示元素，Ag、Au、Cu、Pb、Zn为近矿晕指示元素，Co、Mo为尾晕指示元素。

4 矿体原生晕分带计算

计算原生晕轴向分带序列常用格里戈良分带指数法和浓集指数法^[29-30]。其中，格里戈良分带指数法应用最多，在多期次叠加的矿体中适用性较好，不足之处是计算过程复杂，需要计算线金属量，并且当线金属量为0时，需要人为地赋一个很小的非0值，这对计算结果会有一定的影响；浓集指数法不需要计算线金属量，计算过程相对简单，可以克服格里戈良分带指数法的不足。董家埝银矿区之前未开展过原生晕轴向分带研究，所以本文采用2种方法计算对比，以提高格里戈良分带指数法的准确性，并验证浓集指数法在本地区的适用性。

原生晕轴向分带选用第08勘探线地表探槽和3个钻孔控制的M₁-Ⅰ银矿体样品，对As、Sb、Ag、Au、Cu、Pb、Zn、Co和Mo等9种元素进行研究。由图2知，第08勘探线控制的M₁-Ⅰ矿体有取样位置的中心高程分别为920，790，620 m，地表标高970 m。因此，将M₁-Ⅰ矿体划分为970（地表），920，790，620 m共4个中段。

4.1 格里戈良分带指数法

格里戈良分带指数法计算轴向分带序列的步骤有：（1）计算样品原生晕元素的线金属量（W），对线金属量正数化处理；（2）线金属量标准化处理；（3）计算元素的分带指数（D），D最大值所在中段越靠上，元素在分带序列中的位置越靠前。如果在同一中段上出现2个或2个以上元素分带指数最大值，就需要进行判定；（4）引用叶庆森的判定公式计算判定系数^[30]，当某元素的标准化值为0，分带指数判定系数时，需要人为地赋一很小的非0值，本次计算赋值0.0001，计算出判定系数，在同一中段中判定系数大者在上，小者在下。经过上述步骤，最终得出M₁-I矿体由浅至深的原生晕轴向分带序列为Co-Mo-Cu-Au-Sb-Zn-Pb-Ag-As（表3）。

表3 M₁-Ⅰ矿体格里戈良分带指数法原生晕轴向分带序列计算结果

Table 3 Calculation results of primary halo axial zoning sequence of M₁-Ⅰ orebody by Gregorian’s zonality index method

项目	中段	Ag	Au	Cu	Pb	Zn	As	Sb	Co	Mo
线金属量（W）	970	0	0	0	0	0	0	0	5.85	0.57
	920	21.69	0.74	11.96	224.24	168.24	0.08	2.76	8.15	4.67
	790	13.13	237.33	169.86	974.20	1 704.70	34.29	5.83	2.47	3.45
	620	24.64	52.51	18.14	2 427.27	2 041.25	26.41	2.61	0	0
标准化系数		10	10⁰	10⁰	10^-1	10^-1	10	10²	10²	10²
标准化数据	970	0	0	0	0	0	0	0	585.44	56.93
	920	216.90	0.74	11.96	22.42	16.82	0.80	276.00	815.44	466.93
	790	131.27	237.33	169.86	97.42	170.47	342.89	582.82	247.44	344.93
	620	246.37	52.51	18.14	242.73	204.13	264.07	260.94	0	0
分带指数（D）	970	0.0001	0.0001	0.0001	0.0001	0.0001	0.0001	0.0001	0.9114	0.0886
	920	0.1187	0.0004	0.0065	0.0123	0.0092	0.0004	0.1510	0.4461	0.2554
	790	0.0565	0.1021	0.0731	0.0419	0.0733	0.1475	0.2507	0.1065	0.1484
	620	0.1911	0.0407	0.0141	0.1883	0.1584	0.2049	0.2025	0.0001	0.0001
判定系数	970								1 523
	920									-1 374
	790		-1 271	-737				-2 508
	620	-3 826			-3 771	-3 170	-4 099
分带序列	Co - Mo - Cu - Au - Sb - Zn - Pb - Ag - As

注：分带指数中，加粗数值为元素分带指数最大值

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4.2 浓集指数法

浓集指数法计算轴向分带序列的步骤：（1）计算元素含量在各个中段的平均值（ $\bar{C}$ ）；（2）求元素浓集指数标准化值；（3）计算元素浓集指数（Z），浓集指数最大值所在中段越靠上，元素在分带序列中的位置越靠前。如果在同一中段上出现2个或2个以上浓集指数最大值，就需要进行判定；（4）引用叶庆森的判定公式计算判定系数^[31]，同一中段中判定系数大者在上，小者在下。最终得到M₁-I矿体由浅至深的原生晕轴向分带序列（浓集指数法）为Co-Mo-Sb-Ag-Cu-Au-Zn-As-Pb（表4）。

表4 M₁-Ⅰ矿体浓集指数法原生晕轴向分带序列计算结果

Table 4 Calculation results of primary halo axial zoning sequence of M₁-Ⅰ orebody by concentration index method

项目	中段	Ag	Au	Cu	Pb	Zn	As	Sb	Co	Mo
元素含量	970	0.51	0.66	29.31	12.25	124.73	0.69	2.27	18.41	3.88
	920	22.16	1.42	39.28	239.93	232.56	0.74	4.67	16.99	8.79
	790	13.67	233.24	197.07	976.36	1 765.85	34.87	7.70	11.30	7.52
	620	24.09	47.51	43.06	2 189.21	1 820.47	32.72	5.08	7.74	3.83
	$\bar{C}$	15.11	70.71	77.18	854.44	985.90	17.26	4.93	13.61	6.00
浓集指数标准化值	970	0.0340	0.0094	0.3797	0.0143	0.1265	0.0402	0.4605	1.3529	0.6457
	920	1.4668	0.0201	0.5090	0.2808	0.2359	0.0429	0.9473	1.2483	1.4640
	790	0.9046	3.2986	2.5534	1.1427	1.7911	2.0208	1.5622	0.8304	1.2527
	620	1.5946	0.6720	0.5579	2.5622	1.8465	1.8961	1.0301	0.5684	0.6376
浓集指数（Z）	970	0.0998	0.0276	1.1157	0.0421	0.3717	0.1181	1.3529	3.9750	1.8971
	920	2.1240	0.0291	0.7370	0.4066	0.3416	0.0621	1.3718	1.8077	2.1201
	790	0.5302	1.9332	1.4965	0.6697	1.0497	1.1843	0.9155	0.4867	0.7342
	620	1.2628	0.5321	0.4418	2.0289	1.4622	1.5015	0.8157	0.4501	0.5049
判定系数	970								19.20
	920	-15.59						2.17		5.97
	790		-132.98	0.02
	620				-56.17	-9.61	-38.17
分带序列	Co - Mo- Sb - Ag - Cu - Au - Zn - As - Pb

注：Au元素含量单位为×10^-9，其他元素含量单位为×10^-6；浓集指数中，加粗数值为元素分带指数最大值

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4.3 讨论

对比分带指数法和浓集指数法计算结果，发现2种方法计算得到分带序列除个别元素的位置有所不同之外，总体趋势一致，即M₁-I矿体整体趋势都是尾晕元素、前缘晕元素+近矿晕元素、前缘晕元素。元素的集中位置：Co、Mo（尾晕元素）集中在矿体的上部；Zn、Pb（近矿晕元素）集中在矿体的下部，只是先后顺序有变动；矿体的中部集中了Cu、Au（近矿晕元素）且先后顺序一致，但Sb、Ag元素的位置变化较大（表5）。

表5 2种分带序列计算方法结果统计

Table 5 Statistical of the results of the two zonal sequence calculation methods

矿体	分带序列									计算方法
M₁-Ⅰ	Co	Mo	Cu	Au	Sb	Zn	Pb	Ag	As	分带指数法
M₁-Ⅰ	Co	Mo	Sb	Ag	Cu	Au	Zn	As	Pb	浓集指数法

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说明浓集指数法对于本地区原生晕分带指数计算也是适用的。

M₁-I矿体形成过程中有多期次成矿热液活动叠加，整体比较复杂，本文用分带指数法计算分带序列，以浓集指数法辅助佐证。通过分带指数法计算得出的M₁-I矿体由浅至深的轴向分带序列Co-Mo-Cu-Au-Sb-Zn-Pb-Ag-As是可信的，尾晕元素Co、Mo出现在前缘晕元素Sb、As之上，说明元素轴向分带具有“反分带”特征^[32]，M₁-I矿体受到多期热液的叠加改造。

5 地质意义

5.1 原生晕地球化学参数变化及意义

原生晕地球化学参数变化特征在一定程度上可以反映出原生晕指示元素在空间上的变化规律，是预测深部矿体和隐伏矿体的重要依据^[33]。利用Ag、Au、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Co和Mo元素在各个中段的含量值（其中Au元素含量单位为×10^-9，其他元素含量单位为×10^-6）绘制M₁-I矿体各中段元素含量变化特征图（图4），所用地球化学参数是前缘晕元素含量值累加/尾晕元素含量值累加和前缘晕元素含量/尾晕元素含量。这2个参数表示前缘晕元素相对于尾晕元素的发育程度，参数值越大，说明前缘晕元素的特征越明显，暗示深部存在隐伏矿体的可能性越大^[34]（图4）。

图4

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图4 M₁-Ⅰ矿体各中段元素含量变化特征图

Fig.4 Change characteristic diagram of element content in each middle section of M₁-Ⅰ orebody

综合上述特征分析，M₁-I矿体的主成矿元素Ag和伴生元素Pb、Zn在620 m中段的矿化程度很强，且矿体尚未尖灭，说明M₁-I矿体向下还有很大的找矿潜力。

5.2 矿体剥蚀程度及指示意义

通过矿体的剥蚀系数可直观地反映矿体在轴向上的变化规律，对于研究矿体剥蚀程度和预测深部隐伏矿体有着重要的指示意义^[35]。利用前缘晕/尾晕元素含量值累乘计算剥蚀系数（B），以剥蚀系数的对数值（lgB）为横坐标与矿体标高建立一个方程^[36]，具体计算公式如下：

B = \frac{w (A s) \times w (S b)}{w (C o) \times w (M o)}

（1）

Δ H = (H - H_{0}) / L

（2）

式中：H₀为矿体中心位置标高；H为中段位置标高；L为矿体垂向延伸长度。

根据实际勘查资料，M₁-I矿体有970（地表），920，790，620 m共4个水平，垂向延伸长度为350 m，矿体中心位置标高为790 m。经过计算，以lgB和ΔH为横纵坐标绘制剥蚀系数变化特征图。从图5中可以看出：M₁-I矿体的剥蚀系数从970 m至920 m逐渐增大，但相对于其他水平最小，说明矿体剥蚀程度较大，反映的是矿体的尾部特征^[37]，推测在920 m以上应该是最上部矿体的尾部；从920 m开始剥蚀系数急剧增大，在790 m发生转折，增速减小，到620 m达到最大值，且远大于970~920 m的剥蚀系数，说明剥蚀程度较小，反映的是第2个矿体的上部和中部特征。结合原生晕元素轴向分带序列出现的“反分带”现象和李惠等^[38]提出的“反分带”准则，认为M₁-I矿体在620 m以下有较大延伸，具有一定的深部找矿潜力。矿体综合原生晕地球化学理想模型如图5所示。

图5

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图5 董家埝银矿M₁-Ⅰ主矿体剥蚀系数及原生晕地球化学理想模型

Fig.5 Denudation coefficient and primary halo geochemical ideal model of main orebody M₁-Ⅰ in Dongjianian silver deposit

6 结论

（1）数理统计分析得出，Ag与Au、Cu、Pb、Zn、As、Sb、W元素相关性显著。Ag元素含量的主要来源是F1因子，即As、Ag、Pb、Au、Zn、Sb元素组合，As、Sb元素组合是典型的低温元素，与Pb、Zn、Ag、Au等中温元素归在一个组合内，说明董家埝银矿成矿过程具有多期次特征。

（2）分带指数法和浓集指数法计算得到的分带序列上元素位置总体趋势一致。通过分带指数法计算得出董家埝银矿M₁-I主矿体自上而下的原生晕轴向分带序列为Co-Mo-Cu-Au-Sb-Zn-Pb- Ag-As，出现“反分带”现象。

（3）结合原生晕轴向分带序列、地球化学参数变化特征和矿体剥蚀程度研究，建立了董家埝银矿原生晕地球化学理想模型，推断董家埝银矿M₁-I主矿体向深部仍有较大延伸。

http://www.goldsci.ac.cn/article/2020/1005-2518/1005-2518-2020-28-4-497.shtml

参考文献

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文中引用次数倒序

被引期刊影响因子

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小秦岭东闯金矿构造控矿规律及矿化趋势分析

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