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  • CN 62-1112/TF　
  • ISSN 1005-2518　
  • 创刊于1988年
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黄金科学技术, 2024, 32(2): 258-269 doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2024.02.131

矿产勘查与资源评价

河南嵩县九仗沟金矿床地球化学特征与勘查模式

张勇,, 李水平, 荆鹏,, 冯攀

河南省第二地质矿产调查院有限公司，河南 郑州 450001

Geochemical Characteristics and Exploration Model of the Jiuzhanggou Gold Deposit，Songxian County，Henan Province

ZHANG Yong,, LI Shuiping, JING Peng,, FENG Pan

No. 2 Institute of Geological and Mineral Resources Survey of Henan Co. ，Ltd. ，Zhengzhou 450001，Henan，China

通讯作者: 荆鹏（1983-），男，河南武陟人，工程师，从事地球物理和地球化学找矿勘查工作。592510049@qq.com

收稿日期: 2023-09-10   修回日期: 2024-01-23  

基金资助: 河南省地质矿产勘查开发局财政规划地质科研项目“河南省嵩县九仗沟—东湾金矿区找矿预测研究”.  豫地矿勘查〔2022〕04号

Received: 2023-09-10   Revised: 2024-01-23  

作者简介 About authors

张勇（1976-），男，河南修武人，工程师，从事地球物理和地球化学找矿勘查工作342112533@qq.com , E-mail：342112533@qq.com

摘要

九仗沟金矿位于熊耳山—外方山矿集区内的蛮峪—店房金矿带北段，是典型的大型构造蚀变岩型金矿床。采用1/5万水系沉积物测量圈定了找矿靶区，1/1万土壤地球化学测量确定了矿化富集部位，岩石地球化学（原生晕）测量识别出构造破碎带和矿化强度，并预测矿体相对剥蚀程度。研究表明：不同尺度地球化学测量为该金矿勘查提供了不同阶段的找矿信息，找矿效果显著。其中，利用水系沉积物测量在九仗沟矿区范围内圈定了11-丙-Au异常，利用土壤地球化学测量发现了九仗沟1-甲1-Au-Ag-Pb-Cu-Hg-As-Bi-Ni异常，利用原生晕剖面微量元素峰值部位确定了F1构造矿化蚀变带。通过总结该矿床地球化学异常特征和找矿标志，建立了勘查地球化学模式，为区域及矿区周边相同类型的金矿勘查提供理论指导。

关键词： 构造蚀变带 ; 地球化学特征 ; 找矿标志 ; 勘查模式 ; 找矿预测 ; 九仗沟金矿 ; 河南省

Abstract

Jiuzhanggou gold deposit in Songxian County，Henan Province，is located in the northern section of the Manyu-Dianfang gold ore belt in the Xiong’ershan-Waifangshan ore concentration area.It is a typical large-scale tectonic altered rock type gold deposit.Firstly，the prospecting target area was delineated by 1∶50 000 stream sediment survey.Secondly，the mineralization enrichment site was determined by 1∶10 000 soil geochemical survey.Finally，the tectonic fracture zone and mineralization intensity were identified by rock geochemical（primary halo）survey，and the relative denudation degree of orebody was predicted.The results show that geochemical measurements at different scales provide prospecting information at different stages for the exploration of the gold deposit.Among them，the stream sediment survey delineated the 11-C-Au anomaly in the Jiuzhanggou mining area.The soil geochemical survey found the 1-A1-Au-Ag-Pb-Cu-Hg-As-Bi-Ni anomaly in Jiuzhanggou.The peak position of trace elements in the primary halo profile determined the mineralization alteration zone of F1 structure，and finally obvious prospecting results was achieved.By summarizing the geochemical anomaly characteristics and prospecting indicators of the deposit，an exploration geochemical model was established to provide theoretical guidance for the exploration of the same type of gold deposits in the region and around the mining area.

Keywords： structural altered zone ; geochemical characteristics ; prospecting indicator ; exploration model ; prospecting prediction ; Jiuzhanggou gold deposit ; Henan Province

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本文引用格式

张勇, 李水平, 荆鹏, 冯攀. 河南嵩县九仗沟金矿床地球化学特征与勘查模式[J]. 黄金科学技术, 2024, 32(2): 258-269 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2024.02.131

ZHANG Yong, LI Shuiping, JING Peng, FENG Pan. Geochemical Characteristics and Exploration Model of the Jiuzhanggou Gold Deposit，Songxian County，Henan Province[J]. Gold Science and Technology, 2024, 32(2): 258-269 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2024.02.131

河南省嵩县九仗沟金矿位于熊耳山—外方山矿集区内的蛮峪—店房金矿带北段，为断裂控制的破碎蚀变带型—细脉浸染型金矿床，累计探明金储量为13 934 kg。地球化学测量对该金矿床的发现起到至关重要的作用。前人对九仗沟金矿床开展了较深入的地质调查和研究工作，认为九仗沟金矿床成矿年代为印支期，成矿物质来源于深源，属于典型的中低温岩浆热液型金矿床（李红兵，2005；朱随洲等，2022）。同时，该金矿沿含矿构造向深部仍存在大规模成矿的可能，具备开展进一步深部找矿预测的基础（张伟等，2007；丁培超等，2020）。然而，现有研究缺乏针对矿区内不同尺度和勘查阶段的地球化学异常特征、矿体相对剥蚀程度和勘查地球化学模式等方面的深入探讨。

随着矿产资源开发工作的持续推进，浅部资源不断减少，开展九仗沟矿区深、边部资源潜力和找矿前景预测显得尤为重要。地球化学测量可以有效圈定异常形态和规模，是圈定找矿靶区和开展找矿远景及资源潜力评价的重要方法（万卫等，2018；Polufuntikova et al.，2020；Tangwattana-nukul et al.，2020；崔文玮等，2023）。鉴于此，本文对九仗沟金矿区内水系沉积物异常、土壤地球化学异常和岩石地球化学（原生晕）异常特征进行了研究，并开展深部矿体成矿预测工作，建立了九仗沟金矿床M1主矿体勘查地球化学模式和地质—地球化学勘查模型，以期为矿区周边和区域成矿地质条件类似地区寻找同类型矿床提供理论指导。

1 区域地质背景

九仗沟金矿区位于华北地台南缘，熊耳山—外方山断隆三级构造单元与潭头—嵩县新生代断陷盆地的结合部位（图1）（高灶其等，2008；梅秀杰等，2014）。

图1

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图1   九仗沟金矿床区域地质—构造图（修改自庞绪成等，2011）

Q-第四系；N-新近系；E-古近系；Pt2xm-熊耳群马家沟组；Pt2xj-熊耳群鸡蛋坪组；Pt2xx-熊耳群许山组；Arth-太华群；γ53-燕山晚期花岗岩；ξ42-印支期正长岩；1.区域性断层；2.逆断层；3.正断层；4.背斜；5.不整合界线；6.金矿床；7.市、县；8.矿区位置

Fig.1   Regional geological-tectonic map of the Jiuzhanggou gold deposit（modified after Pang et al.，2011）


区域地层主要由新太古界太华岩群（Arth）、中元古界长城系熊耳群（ChX）、新生界和第四系（Q）组成。区域内长城系熊耳群出露较广泛，太华岩群仅零星出露于区域西南部和北部，新生界主要分布在新生代断陷盆地内，第四系少量出现在山顶或沟谷。太华岩群岩性组合为深灰、灰—灰白色混合质黑云角闪斜长片麻岩，浅灰红—灰白色混合花岗岩。长城系熊耳群由许山组（Chx）、鸡蛋坪组（Chj）和马家河组（Chm）组成，与下伏地层呈角度不整合或断层接触。许山组岩性主要为安山岩、辉石安山岩和安山玄武岩，鸡蛋坪组岩性主要为安山岩、流纹岩和英安岩，为研究区内的主要赋矿地层，马家河组岩性主要为安山岩和辉石安山岩。新生界主要岩性为紫红色黏土岩、黄色厚层状砾岩和砂质砾岩等，与下伏地层呈角度不整合或断层接触（杨贺杰，2010；王颖辉，2013；许栋，2017）。第四系由黄土、冲积砂砾石和黏土层构成。

区域构造可划分为褶皱、断裂和火山机构3种主要类型。其中，褶皱不发育，断裂最为发育，火山机构多达数十个。区域内规模不同的断裂纵横交错，可划分为近EW、NE、NNE和NW向，其中以近EW和NE向断裂最为发育。近EW向断裂多为成矿前断裂，NW向断裂主要分布在区域西北部和断陷盆地以北。近EW向断裂以马超营断裂为主体，自北向南近似平行排列，分布在区域中部和南部。NNE向断裂是区域内主要的控矿断裂之一。

区域古火山机构多数保存完整、喷发旋回清晰，是寻找爆破角砾岩型金矿的首选地段，受古火山构造控制的古火山口或其周边的中性—中酸性次火山岩脉（墙）是寻找金等多金属矿产的有利部位（梅秀杰等，2008）。

区域内岩浆活动主要表现为火山喷发和岩浆侵入。侵入岩呈岩基、岩枝或岩脉产出。印支期岩浆活动较弱，以碱性花岗岩为主。燕山期花岗岩发育程度远大于印支期花岗岩，燕山期花岗岩浆的强烈活动是区域内岩浆活动的主要形式，金—钼矿床与印支—燕山期岩浆活动关系较为密切（庞绪成等，2011；张红军等，2016）。

2 矿区地质

九仗沟金矿区内岀露地层主要为长城系熊耳群鸡蛋坪组上段（Chxj3 ）英安岩、粗面英安岩、安山岩和英安质火山角砾岩，其次为古近系古新统高峪沟组（E1g）砂砾岩及第四系（Q）河流相松散沉积物（图2）。其中，鸡蛋坪组上段地层分布面积广且与金矿成矿关系密切，呈单斜状产出，倾向为15°~25°，倾角为20°~25°。英安岩和安山岩约占矿区出露总面积的80%，凝灰岩和英安质火山角砾岩仅零星出露（朱随洲等，2022）。

图2

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图2   九仗沟金矿地质简图（修改自高灶其等，2008）

Qh-第四系；Qp2-3-中—上更新统；E1g-古近系古新统高峪沟组；Chj3-长城系熊耳群鸡蛋坪组上段；1.构造角砾岩；2.石英脉；3.地质界线；4.断层及编号；5.含矿构造带及编号；6.推测断层；7.河流；8.岩石（原生晕）剖面及编号；9.金矿脉；10.水系沉积物异常；11.土壤地球化学测量范围

Fig.2   Geological sketch of the Jiuzhanggou gold mine

（modified after Gao et al.，2008）


F1断裂是矿区内构造规模较大的断裂，为区内主要含金构造蚀变破碎带，走向为20°~30°，倾向NW，倾角为50°~75°，主要由构造角砾岩、碎裂岩和蚀变岩组成。九仗沟金矿床主矿脉赋存于F1断裂带内，其形态与产出状态受F1断裂严格控制，矿体呈脉状产出。矿体基本位于破碎带的中部，产状较陡，倾角一般为65°~85°，主矿体为九仗沟M1矿体（杨贺杰等，2009）。

矿区内主要发育有硅化、绢云母化、黄铁矿化和黄铁绢英岩化等蚀变类型，区内侵入岩不发育。

3 地球化学特征

3.1 水系沉积物异常特征

区域1/5万水系沉积物测量发现主要异常8处，分别是3-甲-Mo-Au-W-Pb-Cu-Bi异常、4-甲-Au-Mo-Pb-Cu-Ba-Mn-Ni-Co-Cr-Ti-Zn异常、2-丙-Ni-Co-Ba-Cu-Ca-Ti异常、6-乙-Mo-W-Ni-Ba-Au-Pb异常、7-丙-Au异常、8-丙-Pb-As异常、11-丙-Au异常和15-丙-Mn-Ba-Ni异常。

其中，在九仗沟矿区范围内分布的水系沉积物异常主要是11-丙-Au和7-丙-Au异常（图2）。2个异常分别位于矿区东北部和南部，F1含矿构造蚀变带穿过2个异常区。

3.2 土壤地球化学异常特征

土壤地球化学测量能够有效地反映构造带矿化蚀变特征，对找矿勘查具有良好的指导作用（梁鸣等，2022；孙保花等，2022；张宇等，2022；李俊俊等，2023）。2008年，河南省地质矿产勘查开发局第二地质队以水系沉积物测量11-丙-Au和7-丙-Au异常为基础，沿矿区内F1构造破碎带进行了1/1万土壤地球化学剖面测量，剖面间距为100 m，共采集土壤剖面23条，控制地表长度2 300 m。本次测量工作分析了Au、Ag、Cu、Pb、Co、Ni、As、Bi和Hg元素。其中，Au元素分析方法为无火焰原子吸收光谱法（AAN）；Co和Ni元素分析方法为石墨炉原子吸收光谱法（P-GFAAS）；Cu、Pb和Bi元素分析方法为等离子体质谱仪法（ICP-MS）；As和Hg元素分析方法分别为氢化物—原子荧光光谱法（HG-AFS）和冷蒸气—原子荧光光谱法（CV-AFS）；Ag元素分析方法为发射光谱法（ES）。每种元素报出率均大于99.9%，内检合格率均大于93.2%，异常复查合格率均大于94.1%，测试精密度和准确度以每件标准物质与每种元素测量值的对数偏差（Δlg C¯）和相对标准偏差（RSD%）来衡量，其结果均满足规范要求。通过数据处理确定F1构造蚀变带中的微量元素异常下限（表1）。其中，Au、Ag、Cu、Pb、As和Hg等元素具有较好的异常显示，元素组合异常长轴方向呈NNE向，与F1构造蚀变带延伸方向一致，沿构造带形成了阴坡、万岭、张家沟和九仗沟4个比较明显的异常区，各浓集区长度为300~500 m，位于F1断裂蚀变带及其两侧，其中九仗沟异常强度最大（图3）（白德胜等，2008）。经后期工程揭露，在4个异常浓集区的构造带中均发现矿化较好的金矿体。

表1   九仗沟金矿F1构造蚀变带土壤地球化学异常特征值

Table 1  Characteristic values of soil geochemical anomalies in the F1 tectonic alteration zone of Jiuzhanggou gold mine

元素样品数/个平均值标准离差确定背景值确定异常下限异常浓度分带
外带中带内带
Au3635.694.303.006.006.00~12.0012.00~24.00>24.00
Ag3690.140.070.100.200.20~0.400.40~0.80>0.80
Cu35827.69.3725.045.045.0~90.090.0~180.0>180.0
Pb33045.023.640.090.090.0~180.0180.0~360.0>360.0
Co39712.43.6814.020.020.0~40.040.0~80.0>80.0
Ni39821.38.9320.040.040.0~80.080.0~160.0>160.0
As39311.95.1512.020.020.0~40.040.0~80.0>80.0
Bi3830.390.130.400.700.70~1.401.40~2.80>2.80
Hg3890.060.030.030.070.07~0.140.14~0.28>0.28

注：样品数为逐步剔除含量值大于x¯+3S的样品后的剩余样品数； Au背景值以直方图分布特征确定；Au元素含量单位为×10-9，其余元素为×10-6；分析测试工作由河南省地质矿产开发局第二地质矿产调查院完成，2008

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图3

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图3   九仗沟金矿土壤地球化学综合异常图（修改自白德胜等，2008）

1.水系；2.含矿构造破碎带；3.土壤地球化学综合异常；4.自然村

Fig.3   Comprehensive anomaly map of soil geochemistry in the Jiuzhanggou gold mine（modified after Bai et al.，2008）


（1）阴坡异常。位于阴坡村南，浓集区长度约为350 m，主要由9-丙1-Au- Hg -Ag- Pb、10-乙1-Au-Ag-Hg-Cu-Pb和11-乙1-Au-Hg-Cu-Pb异常组成。该综合异常中的Au、Ag、Cu、Co和Hg元素最高值分别为30×10-9、660×10-9、123×10-6、26×10-6和214×10-6。该浓集中心由2个浓度带构成，分布于构造蚀变带的顶、底板附近。经后期槽探工程验证，在构造带中发现金矿点。

（2）万岭异常。位于万岭村东约300 m处，异常断续长度为600 m。由6-丙1-Ag-As-Ni、5-丙1-Ag-Hg-As和7-乙1-Au-Pb-Ag-Hg-Co异常组成。该综合异常中的Au、Ag、Pb、Co和Hg元素最高值分别为30×10-9、360×10-9、408×10-6、22×10-6和142×10-6。浓集区基本覆盖了构造及其蚀变带。经后期钻探工程验证，在构造带中发现隐伏金矿体（东湾金矿），矿体沿走向控制长度为280 m，沿倾向控制斜深为620 m，平均厚度为4.25 m，平均金品位为3.14×10-6。

（3）张家沟异常。位于万岭村以南和沙岭村以北，浓集区长度约为500 m。由2-乙1-Au-Cu-Hg-Pb-Ag、3-甲1-Au-Pb-Ag-Cu-Hg-Bi-As和4-乙1-Au-Pb-Cu-Ag-Bi-Hg异常组成。主要由Au、Ag、Cu和Pb元素组成，最高值分别为208×10-9、2 000×10-9、157×10-6和230×10-6。该浓集中心由3个浓度带组成，在顶、底板分别形成一个异常，在构造带中形成了一个与主构造斜交的异常带。经后期槽探工程验证，在构造带中发现金矿化。

（4）九仗沟异常。位于沙岭村以西约400 m处，浓集区长度约为300 m。由1-甲1-Au-Ag-Pb-Cu-Hg-As-Bi-Ni未封闭异常组成，该综合异常中的主要元素Au、Ag、Cu、Pb和As最高值分别为300×10-9、2 062×10-9、204×10-6、1 532×10-6和48.60×10-6。经钻探工程揭露，在九仗沟异常浓集区内构造带中发现数条矿化较好的金矿体，其中九仗沟金矿M1-Ⅱ主矿体沿走向控制长度超1 100 m，沿倾向控制斜深超710 m，平均厚度为6.45 m，平均金品位为4.13×10-6，目前处于开采中。

3.3 岩石地球化学（原生晕）异常特征

九仗沟金矿受F1断裂蚀变带控制，M1主矿体是本区的典型代表。为研究M1主矿体的原生晕特征，自上而下对M1矿体进行系统采样。其中，矿体上采集的可供轴向分带研究的样品有103件，分别位于标高100，140，180，220，260，300，380 m处，以及地表等中段（水平）；原生晕剖面样品采样介质为英安岩、安山岩、石英脉、构造角砾岩（或碎裂岩）和矿石；轴向分带样品主要采集的是矿体或构造蚀变岩。

（1）原生晕剖面异常特征

为研究矿体的原生晕线异常特征，沿地表及矿体侧伏方向完成了原生横剖面H1。根据原生晕剖面H1研究矿体在侧伏方向上的变化特征（图4）。H1剖面为地表取样，样品间距约为20 m。

图4

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图4   九仗沟金矿床H1横剖面微量元素异常特征

1.英安岩；2.碎裂岩；3.硅化蚀变岩；4.构造蚀变带

Fig.4   Anomaly characteristics of trace elements in the H1 cross-section of Jiuzhanggou gold deposit


由原生晕剖面可以看出：在横剖面H1上，Au、Ag、Bi、Zn、Hg、Mo、Pb和W元素含量明显增高，微量元素峰值部位同F1构造矿化蚀变带位置基本吻合，反映了原生晕剖面是有效的找矿手段，能够识别构造蚀变带，Au、Ag、Bi、Zn、Hg、Mo、Pb和W元素的强组合异常对地质找矿具有指示意义（图4）。

（2）微量元素组合特征

对九仗沟金矿地球化学元素进行相关分析，衡量各元素之间相关性和亲和性，结果见图5，其中，红色表示正相关，蓝色表示负相关，圆点越大表示相关系数绝对值越大。由图5可以看出，Au与Hg、Ag元素相关性最好，呈显著强正相关，与Zn、Pb、V、Sb、Co和W元素呈中等显著正相关，与As和Cu元素相关性较差，呈弱正相关，与Mo、Bi和Ni元素呈负相关；化学活动性强的Hg、As和Sb元素之间也具有一定正相关性。伴生元素中，Ag与Hg、Pb元素呈超强正相关，Ag、Pb与Hg、Cu、Sb、V、W和Zn元素呈强正相关，Sb、V与各元素呈中—强正相关。Au与Hg、Ag元素呈显著正相关，对该区或周边地区寻找金矿具有一定的指示作用。

图5

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图5   九仗沟金矿床M1矿体原生晕元素相关系数矩阵

注：样品数n=103，此图由化探元素原始数据取对数后的数据绘制，原始数据来自杨春蕾，2017

Fig.5   Correlation coefficient matrix of primary halo elements in M1 orebody of the Jiuzhanggou gold deposit


将原生晕样品的元素原始数据用对数值进行R型聚类分析，结果如图6所示。由图6可知：当r=0.77时，相关元素可划分为Pb-Ag-Zn-Au-Hg-Sb-W-V-As-Co和Mo-Bi-Cu-Ni 2个大群；当r=0.89时，Hg、Au、Zn、Ag和Pb元素关系密切，结合相关分析可知，该元素组合可作为金矿体的主要近矿指示元素。不同的元素组合显示出矿区的金矿化特点以及金与伴生元素的关系。

图6

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图6   地球化学元素R型聚类谱系图（修改自杨春蕾，2017）

Fig.6   R-type clustering pedigree diagram of geochemicalelements（modified after Yang，2017）


为了确定元素共生组合特征，进一步开展因子分析。初始因子载荷经正交旋转后，因子载荷分异特征明显，由因子载荷提取了4个主成分因子（表2），这4个因子反映出14个元素变量79.01%的地球化学信息，即4个主成分因子包含原始变量中绝大部分的信息成分。主因子轴F1反映了Ag、Hg、Pb、Zn、Au、Sb和W元素的富集，是与矿化有关的元素组合；F2因子轴的Bi、Mo和Cu元素组合反映了矿体的末尾；F3因子轴的As和V元素组合代表成矿的开始；F4因子轴为Co和Ni元素，反映中—高温元素组合特征。因子分析结论与R型聚类分析基本一致。

表2   九仗沟金矿旋转成分矩阵

Table 2  Rotating component matrix of Jiuzhanggou gold deposit

主成分因子元素组合
F1Ag、Hg、Pb、Zn、Au、Sb、W
F2Bi、Mo、Cu
F3As、V
F4Co、Ni

注：提取方法为主成分分析法，旋转法为具有Kaiser标准化的正交旋转法

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（3）原生晕轴向变化特征

通过对九仗沟矿区地球化学微量元素原始数据进行正态分布检验，发现其符合对数正态分布。进一步利用迭代法确定九仗沟金矿床地球化学元素背景值，结果见表3。

表3   九仗沟金矿床地球化学元素背景值

Table 3  Background value of geochemical elements in Jiuzhanggou gold deposit

元素背景值元素背景值
Au20.5Sb0.22
Hg25.7V103
Co4.62W34.3
Cu21.6Zn237
Mo3.86Ag2.32
Ni2.91As12.4
Pb204Bi6.23

注：Au、Hg元素含量单位为×10-9，其他元素为×10-6

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参考杨春蕾（2017）研究，本矿区M1矿体的原生晕轴向分带序列采用C·B·格里戈良分带指数法进行计算，按照同一中段内元素分带指数或变化指数梯度差（ΔG=ΔG上-ΔG下）数值大小、依海拔高低（地表、380 m、300 m、260 m、220 m、180 m、140 m、100 m）自上而下进行排序。具体元素分带如下：地表处为Cu-Bi，380 m中段为Co-W-Ni，300 m中段为Au-Hg-As-Sb，260 m中段为Pb-V，180 m中段为Mo，140 m中段为Ag，100 m中段为Zn。剔除火山喷发高温成岩元素Co和Ni，最后得到M1主矿体由浅入深的原生晕分带序列为Cu-Bi-W-Au-Hg-As-Sb-Pb-V-Mo-Ag-Zn，与李惠等（1999）总结的中国金矿床原生晕综合轴向分带序列对比，可以发现该序列具有明显的“反向分带”特征，是本矿区预测深部盲矿体和矿床最初矿体剥蚀程度的基本依据。

根据上述各中段元素原生晕分布位置和元素组合，结合C·B·格里戈良热液矿床原生晕垂直分带标准，认为地表和380 m中段表现为中—高温元素组合，大致反映了上部矿体的尾晕和中部矿体的矿体晕；380 m和260 m中段元素组合特征大致反映了中部矿体的近矿晕和下部矿体的头晕；220 m和180 m中段元素组合特征基本反映了中部矿体的尾晕和下部矿体的近矿晕，180 m中段以下为下部矿体的近矿晕，预示着100 m中段以下某个位置可能存在金矿体。

矿体剥蚀参数是评价矿体剥蚀水平和开展深部找矿预测的重要指标（孟腾飞等，2019），以C·B·格里戈良的元素轴（垂）向分带应用最为广泛（祝新友等，1999）。研究人员普遍认为金矿床轴（垂）向地球化学参数是预测深部矿体或盲矿体的有效手段之一，对追溯深部盲矿体和预测金矿床最初矿体的剥蚀程度有重要的参考价值，并取得了显著成果（周顶等，2015；贺昌坤等，2020；秦军强等，2022）。

Hg、Sb和As等元素地球化学活泼性强且具挥发性（李惠等，2010），一般在矿体上部和前缘出现，Au与Ag、Pb、Zn、Cu等元素一般在矿体中部同时出现，Mo、W和Bi等元素一般在矿体下部及尾晕出现（李惠等，2012；庞绪成等，2012）。因此，根据李惠等（1999）总结的中国金矿床原生晕综合轴向分带序列，结合上述原生晕元素垂向分带序列，并参考一般热液矿床原生晕轴向分带模式，本文将Hg、Sb和As视为前缘晕元素，将Mo、W和Bi视为尾缘晕元素，将Au、Ag、Pb和Zn等元素视为近矿指示元素。利用前缘晕指示元素的浓度标准化累乘与尾晕指示元素的浓度标准化累乘之比值（代力等，2013；张传昱等，2013；秦军强等，2022），建立了九仗沟金矿主矿体剥蚀程度评价指标：IAu=［w（Hg）×w（Sb）×w（As）］/［w（Mo）×w（W）×w（Bi）］。以IAu指标作为九仗沟金矿床深部找矿远景评价参数，从而对九仗沟金矿体的剥蚀程度和深部预测可靠性进行有效判断。

经计算，该金矿床M1主矿体的IAu整体呈振动波状，主矿体的剥蚀参数由上至下表现为小→大→小→大→小→大的变化趋势。此外，原生晕轴向分带序列中Hg、Sb和As等前缘晕元素在头部和尾部均有出现，Mo作为尾部元素又出现在分带序列的上部，呈现明显的“反（向）分带”现象，说明矿体的形成经历多期成矿作用的叠加。由表4可知，主矿体M1存在明显的矿化富集叠加特征：近地表第1个矿化头部基本被剥蚀，见到第1个矿化富集带；到+300 m出现第2个矿化头部叠加，+140 m出现第3个矿化头部叠加，且矿体下部（-20 m以下）IAu>2，IAu数值突然出现转折，上升较快且数值较高，说明前缘晕元素相对尾缘晕元素较为发育，反映出前缘晕元素明显富集，表明在此中段以下矿体剥蚀程度较少或降低，据此推断矿体向深部仍将有较大的延伸或深部有盲矿体存在。

表4   九仗沟金矿床M1主矿体剥蚀程度评价

Table 4  Evaluation of denudation degree of the M1 main orebody in Jiuzhanggou gold deposit

中段标高/m

矿体

部位

元素平均含量 w（B）/（×10-6）
HgSbAsMoWBiIAu
地表矿体上部26.15.8425.148.240.31.360.00
380矿体上部39.06.2829.819.159.00.130.05
300矿体上部69.24.0418.02.5430.40.031.93
260矿体中部73.66.4233.37.7138.00.100.52
220矿体中部54.26.0729.874.246.20.290.01
180矿体中部1545.4920.211138.00.220.02
140矿体下部54.84.6923.24.0434.30.041.23
100矿体下部64.57.2818.12.5631.30.061.81
60矿体下部1185.121249.9035.40.820.26
20矿体下部43.82.3853.12.1534.80.051.52
-20矿体下部1194.891114.6948.00.112.51

注：Au元素含量单位为×10-9，分析测试由河南省地质矿产开发局第二地质矿产调查院完成，2020

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后期对位于-20 m以下的预测盲矿体进行了深部钻探验证，在施工的8个钻孔中有6个见矿，其中最大见矿厚度为8 m，验证了预测的可靠性。

（4）勘查地球化学模式

九仗沟金矿床M1矿体剥蚀参数起伏变化和轴向分带序列呈“反（向）分带”现象，反映出矿体经历多期次成矿叠加，矿床地球化学轴向分带、各中段平均品位与矿体剥蚀系数相一致。据此建立了九仗沟金矿床M1主矿体勘查地球化学模式（图7）。

图7

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图7   九仗沟金矿床M1主矿体勘查地球化学模式

Fig.7   Exploration geochemical model of M1 main orebody in Jiuzhanggou gold deposit


4 地质—地球化学找矿模型

通过对九仗沟金矿区地质及地球化学异常特征进行研究，总结和建立了该矿区地质及地球化学找矿模型（表5）。

表5   九仗沟金矿地质—地球化学找矿模型

Table 5  Geological-geochemical prospecting model of Jiuzhanggou gold deposit

勘查方法找矿标志矿化指示特征
地质地层及岩性熊耳群鸡蛋坪组，岩性以安山岩类、英安岩类和流纹岩类为主
构造以NNE向断裂为主，主要控矿构造为区域性的店房—庙岭—九仗沟F1断裂带
岩浆岩燕山期中生代花岗岩
围岩蚀变硅化、绢云母化、黄铁矿化和黄铁绢英岩化等
矿体特征金矿体赋存于构造蚀变带中，严格受构造破碎带控制
矿石矿物金属矿物以黄铁矿、褐铁矿、方铅矿、闪锌矿和自然金为主，有少量自然银
直接找矿标志地表褐铁矿化、民采洞以及岩石因强烈硅化蚀变、耐风化形成的正地貌
地球化学水系沉积物异常熊耳群马家河组上段Au和Zn含量高，熊耳群鸡蛋坪组上岩性段Mo和W更富集
土壤元素异常Au、Ag、Cu、Pb、As和Hg等元素具有较好的异常显示
原生晕异常特征元素高值区与构造矿化蚀变带对应较好
元素组合特征成矿元素Au与Hg、Ag元素呈显著正相关
原生晕分带序列Cu-Bi-W-Au-Hg-As-Sb-Pb-V-Mo-Ag-Zn

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由表5可知，九仗沟金矿区主要找矿标志包括：构造标志（NNE向F1断裂及其蚀变带）、蚀变矿化标志（强烈的硅化、黄铁矿化、绢云母化和黄铁绢英岩化等）、其他标志（地表容矿断裂构造带内常见的褐铁矿化，强烈硅化蚀变而突出的正地貌）、土壤地球化学标志（Au、Ag、Cu、Pb、As和Hg等元素具有较好的异常显示）和原生晕剖面异常标志（微量元素高值区与构造矿化蚀变带对应较好）。

5 结论

（1）九仗沟金矿地球化学异常表明，水系沉积物测量查明了金成矿有利地段以及与金矿有关的地球化学特征，确定了找矿靶区；1/1万土壤地球化学确定了断裂F1的含矿性，圈定了矿化富集部位；原生晕剖面较好地反映矿化强度的变化，对构造破碎带，尤其是硅化构造蚀变带具有较好的识别效果；不同尺度地球化学测量为九仗沟金矿勘查提供了不同阶段的找矿信息，地球化学找矿模式为区域及矿区周边相同类型金矿勘查提供借鉴。

（2）原生晕轴向分带序列和矿体剥蚀参数研究表明，九仗沟金矿床M1矿体具有多阶段、多期次叠加特征，-20 m中段剥蚀参数增大，预示着矿体在-20 m以下深部仍有较大延深或深部有盲矿体存在，为当前该矿区第二深度空间找矿指明了方向，可进一步结合地球物理探测了解深部构造及矿（化）体的空间延伸特征，为钻探工程布署提供依据。

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