摘 要： 为在皂河地区获得新的找矿线索，本文通过统计皂河矿区土壤样品多元素地球化学参数，推测可能的矿源层和富集成矿作用。根据相关系数矩阵、因子分析以及聚类分析的统计结果，推测出矿区的主成矿元素和伴生元素，以及可能存在的元素组合类型，确定了矿区有力的成矿元素组合类型，并圈定了组合异常。通过地表工程，对所圈定的异常进行查证，取得良好的找矿效果，揭示了矿区所蕴藏的成矿信息，指明了矿区今后的找矿方向，为更好地指导矿区下一步勘查工作提供依据。
关键词： 皂河； 土壤地球化学； 铅锌矿； 安徽北淮阳
引言
皂河矿区位于安徽北淮阳成矿带西段，该区先后开展多次地质找矿工作，并取得一些成果。为在该地区有新的找矿突破，本次旨在通过土壤地球化学测量，发现深部隐伏矿（化）体。本文在系统总结矿区地层、构造、岩体、围岩蚀变等地质特征的基础上，运用大比例尺土壤地球化学方法进行找矿研究，了解成矿元素在该地区的分布情况，分析不同元素的土壤地球化学特征，圈定元素综合异常，并对综合异常进行解释，为该区下一步找矿工作提供有利的线索。
1. 地质特征
皂河矿区大地构造位于二级构造单元大别—苏鲁地块（Ⅳ-11）北麓，三级构造单元安徽北淮阳成矿带西段。矿区构造活动较为复杂，以断裂构造为主，次为层间破碎带和褶皱。受区域构造活动的影响，矿区内断裂构造发育，主体构造（银沙—泗河断裂）呈北东向展布，为矿区内主要的控岩构造。与主体断裂构造相配套发育一系列北西向次级断裂构造，为矿区内控矿构造。层间破碎带主要发育于佛子岭岩群内部，呈北西向展布，为矿区内主要的容矿构造。褶皱主要见于石炭系地层中，佛子岭岩群内局部可见小褶皱。
矿区内岩浆岩活动强烈，表现为燕山期侵入的二长（花岗）斑岩体以及后期侵入的中酸性岩体（脉）。二长（花岗）斑岩体呈斑状结构，块状构造，主要矿物成分为斜长石、钾长石、石英，次为黑云母、角闪石，副礦物有金红石、磷灰石；岩体常以舌状侵入古生代地层中，主要出露于矿区中部。矿区内脉岩主要有闪长（玢）岩、二长斑岩、花岗斑岩以及正长斑岩，多呈北西向和北东向展布。
矿区围岩蚀变主要是沿构造破碎带以及糜棱岩化带产出。蚀变类型主要有黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化以及方铅矿化、闪锌矿化、磁铁矿化等。
2. 土壤样品采集与测试方法
根据矿区内各地质单元产状特征，确定土壤地球化学测量测线方向为55°，网度为100m×40m，土壤测量面积为3.41km2。结合区域内以往工作经验和试验工作，土壤样品选用-60目粒径。为增强样品代表性，样品采自采样点周围位于点线距1/10距离范围内的2个～3个子样组合而成，取样层位以B层为主，个别地方因冲刷严重，取样层位以C层为主。并严格按照干燥—碎样—过筛—拌匀—称重（≥160g）—装袋—装箱的工序进行加工与保存，在严格防止样品交叉污染的情况下送实验室分析。
分析元素10种（Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Mo、W），其中Au、Ag用发射光谱法，Cu、Pb、Zn用电感耦合等离子体光谱分析法，As、Sb、Bi采用氢化物原子荧光光度法，Mo、W用催化极谱法。
3. 土壤地球化学测量结果与讨论
3.1 土壤地球化学特征
根据勘查地球化学及化探普查规范中已有的定义及公式，对皂河矿区887件土壤样品的原始分析数据进行了统计分析。利用迭代剔除法，逐步剔除大于3倍标准离差的特高值后，计算出全区各元素的背景平均值（X）和标准离差（S），再根据T=X+2.5S求得元素的异常下限值，富集系数=平均值/地壳丰度；变异系数=标准偏差/平均值。统计结果显示，As、Sb、W、Mo、Bi富集系数较大，Cu、Pb、Zn的标准离差较大，Cu、Pb、As、W的变化系数较大，说明As、Sb、W、Cu、Pb、Zn等元素在土壤中发生了较强的次生富集作用，局部形成了富集矿化，而其他元素在土壤中分布较均匀。
通过对矿区内土壤样品原始数据进行相关性分析，可以看出，Au和Cu、Bi、Sb，Ag和Pb、As，Cu和Zn、Sb，Pb和Zn、As，Zn和As之间呈明显的正相关，相关系数分别为0.62、0.55、0.60、0.66、0.56、0.67、0.53、0.69、0.67、0.64。而Au、Pb、Zn、Bi、As均与Mo呈负相关。
通过对矿区内土壤样品原始数据进行R型因子分析，从第一因子F1到第四因子F4的累计方差贡献为80.57%。表明前4个因子可以解释变量间及变量与地质作用之间的相互关系。4个因子分别代表了不同的元素组合，结合矿区的实际情况，可以将元素组合解释为：
F1主因子主要由Ag-Cu-Pb-Zn-As组成。在主因子上的载荷为0.904、0.639、0.953、0.878和0.905，显示这五种元素与F1具有较强的相关性。在F1上，除Ag-Cu-Pb-Zn-As外，Sb也有部分因子载荷。其成矿因子的方差贡献率为50.4%，Ag-Cu-Pb-Zn-As（Sb）代表着主成矿期，为中低温热液成矿作用的元素组合类型。
W在F2上的载荷为0.941，显示出极强的相关性。在F2上，除W外，Bi也有部分载荷。其成矿因子的方差贡献率为12.162%，W（Bi）为高温成矿元素组合。
Mo在F3上的载荷为0.989，显示出极强的相关性。在F3上其余元素载荷极低，且大部分均呈负值，显示出其他元素均与F3不相关。
Au在F4上的载荷为0.839，显示出较强的相关性。在F4上，除Au外，Bi、Cu、Sb也有部分载荷，反映了一次中高温成矿元素的迁移、富集、沉淀过程。
因子分析中，因子之间彼此是独立的。通过分析研究不同元素在四个主因子上的载荷，表明该矿区存在多期次的叠加成矿作用。
3.2 单元素异常特征
矿区内Pb、Zn、As、Bi异常形态规则，分布较集中，浓度分带和浓集中心明显，主要分布在岩浆岩侵入体与佛子岭岩群接触带附近，且浓集中心与矿区内矿脉产出部位和花岗斑岩体位置相一致，为矿致异常；矿区内W、Mo异常多分布在主成矿元素外围，局部浓集中心与酸性侵入体位置对应，Mo多分布于石炭系地层中，推测与炭质地层中石墨吸附性有关；就Au、Ag部分异常体现高背景的岩石地层整体而言，矿区内Pb、Zn、Ag、As、Cu等元素异常强度高，规模大，套合程度高，异常分布范围与矿区矿脉及花岗斑岩体的出露范围相吻合，很好地反映了土壤地球化学测量在找矿过程中的有效性。
同时，矿区各单元素异常在平面上显示出明显的定向性，各异常均以北西向展布为特征，与各地质单元产状及佛子岭岩群内部糜棱岩带的产状相一致，说明该矿区矿化受构造及岩浆热液作用影響明显。
3.3 组合异常特征及评价
根据对土壤地球化学特征的分析，结合单元素异常的分布情况及成矿地质条件，在矿区内圈定了6个组合异常。
组合异常圈定以后，对全矿区进行1∶10000地质检测，并利用地质物化探综合剖面和槽探、浅井等工程对重点异常区进行重点检查，对发现的矿化蚀变地质体利用地表山地工程揭露，最终在地表圈定出3条铅锌（金）矿（化）体。
1号矿（化）体由TC04控制，矿（化）体出露在佛子岭岩群中含片岩的大理岩之中，绿帘石和绿泥石化发育。Pb：0.53×10-2，Zn：0.106×10-2；Ag：26.8×10-6。
2号矿（化）体由TC08、TC14、TC16、QJ02控制，控制长度100m±，宽度20m±，厚度3m±，矿（化）体倾向南东，倾角10-20°。矿（化）体出露在佛子岭岩群斜长角闪片岩之中，下伏构造破碎带，厚约1.5m，矿（化）体中Pb：0.313～1.251×10-2，Zn：0.345～1.24×10-2；Ag：10.3～26.1×10-6；Au：0.16～0.65×10-6。
3号矿（化）体由TC03、TC09控制，控制长度约100m，矿（化）体出露在佛子岭岩群中含片岩的大理岩之中，矿石品位较低，矿（化）体中Pb：0.153～5.185×10-2，Zn：0.29～11.06×10-2；Ag：10.1～91.6×10-6；Au：0.12～3.14×10-6。
通过对组合异常进行查证，证明了异常的真实性、可靠性和有效性，也证实了土壤地球化学测量在找矿中的有效性。
4. 找矿方向
（1）异常的展布受北西向构造影响很大。（2）佛子岭岩群可能为矿区内铅锌金多金属成矿的矿源层。（3）矿区内含矿热液隐含着多期次的活动轨迹，这对成矿作用是非常有利的。（4）异常评价的结果说明，矿区内地表多金属矿化体在地表已初具规模，深部可能具有很好的Au-Pb-Zn-Cu等多金属矿产的潜力。（5）矿区内Ag-Cu-Pb-Zn-As-Au套合程度高，浓集中心明显，说明该区内寻找深部隐伏矿床具有很好的潜力。
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