0 引言

雅鲁藏布江缝合带(IYS)与藏南拆离系(STDS)之间的北喜马拉雅地区，地质构造复杂，成矿条件优越，发育有大量受拆离断层、正断层和层间破碎带控制的中低温热液型Sb、Au、Sb-Au、Sb-Pb-Zn-Ag矿床(点)^[1-5]，构成了独具特色的北喜马拉雅成矿带(又称藏南Sb-Au成矿带)(图 1)。柯月Pb-Zn-Sb-Ag多金属矿床位于该成矿带东部，与著名的扎西康多金属矿床相邻。目前，矿区内已发现7个多金属矿体，其中Ⅰ号矿体4 300 m以浅控制程度较高，且有尖灭的现象，故其深部延伸情况的大致判定对下一步工作的开展具有重要的指导意义。原生晕法找矿已被众多研究与实践证明是一种寻找深部隐伏矿体的有效方法^[6-8]，且在铅锌矿床中也得到了很好的应用^[9-14]。本文在详细的野外地质调查基础上，通过Ⅰ号矿体原生晕地球化学特征分析，初步建立了原生晕叠加模型，旨为该矿体的深部找矿提供参考。

1 矿区及矿床地质特征 1.1 矿区地质特征

矿区地层包括下侏罗统日当组(J₁r)、中-下侏罗统陆热组(J_1-2l)及第四系(Q)(图 2)。下侏罗统日当组于矿区大面积出露，是重要的容矿地层，岩性以黑色炭质板岩、钙质板岩为主体，夹粉砂岩及含白云石泥质微晶灰岩；中-下侏罗统陆热组分布于矿区北东，岩性以灰-深灰色含铁白云质微晶灰岩、变泥质结晶灰岩和细晶/泥晶灰岩为主，夹灰色层纹状绿泥石板岩；第四系主要为沿水系分布的洪冲积物与残坡积物。

①西藏自治区地质勘查局区域地质调查大队.西藏自治区隆子县柯月矿区铅矿详查报告.拉萨：西藏自治区地质勘查局区域地质调查大队，2012.

受碰撞造山作用影响，矿区褶皱和断裂构造均十分发育。褶皱主要为广泛发育于日当组和陆热组中的小型复式褶皱；断裂主要为贯穿矿区中部近NE向的F₁断层及矿区北部近EW向的F₂断层，两断层均控制着矿体的产出(图 2)。

矿区岩浆岩主要为侵位于日当组及陆热组中的辉绿岩脉(图 2)，受热液作用的影响，岩脉多遭受强烈蚀变作用，局部发育铅锌矿化。

1.2 矿床地质特征

目前，矿区共发现7个Pb-Zn-Sb-Ag多金属矿体，赋存于下侏罗统日当组钙质板岩夹薄层泥晶灰岩之中，并严格受断裂构造控制。其中，Ⅰ号矿体为主要工业矿体，呈脉状产于F₁断层破碎带中，产状与F₁断层基本一致(走向15°~20°，倾角在60°左右)；矿体在地表有间断，但钻孔资料显示其深部基本连续，有狭缩、膨大、分支、复合等现象(图 3)；矿体平均品位，Pb 3.00%，Zn 2.44%，Sb 1.15%，Ag 100.72 ×10^-6。

矿石中金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、毒砂、黝铜矿、黄铜矿、辉锑矿、脆硫锑铅矿、车轮矿、硫锑铅矿、硫铋铅矿，非金属矿物主要为铁锰碳酸盐矿物、石英和方解石。矿石结构主要为自形-半自形粒状结构、他形结构、交代残余结构、交代溶蚀结构、乳浊状结构等。矿石构造主要为(网)脉状构造、条带状构造、浸染状构造、块状构造等。根据矿体产出特征、矿石组构、矿物共生组合和穿插关系，可将柯月Pb-Zn-Sb-Ag多金属矿床的成矿过程划分为中低温热液成矿期和表生期，中低温热液成矿期又可进一步分为闪锌矿-黄铁矿-菱铁/锰矿-石英阶段(Ⅰ)、黄铁矿-毒砂-闪锌矿-方铅矿-硫盐矿物-石英阶段(Ⅱ)，和辉锑矿-石英-方解石阶段(Ⅲ)。

近矿围岩蚀变以铁锰碳酸盐化、硅化为主，其次为绢云母化、绿泥石化。铁锰碳酸盐化形成较早，主要分布于矿体两侧的围岩中，形成铁锰碳酸盐化板岩，与闪锌矿化关系密切。硅化也主要分布于矿体两侧的围岩中，但形成相对较晚，常见硅化叠加于铁锰碳酸盐化之上，形成硅化的菱铁/锰矿，该蚀变与方铅矿化、硫盐矿物关系密切。

2 样品采集及测试

本次研究样品均采自柯月矿床Ⅰ号矿体44号勘探线上的3个钻孔，包括岩石以及构造裂隙充填物等共计59件，大致反映了断裂带热液活动的信息。测试工作在西南冶金地质测试所完成，共分析了Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cs、Cu、Ga、Ge、Hf、In、Li、Mo、Nb、Ni、Rb、Re、Sc、Se、Sn、Sr、Ta、Te、Th、Tl、U、V、W、Zr、Mn、Hg等38种元素。其中，Au、Ag采用AAS火焰原子吸收法测定，As、Sb、Hg采用AFS原子荧光仪测定，矿石中Pb、Zn采用ICP-OES测定，其余(包括围岩中的Pb、Zn元素)采用ICP-MS测定。西南冶金地质测试所所提交的报告显示样品分析质量良好，数据可靠。

3 元素组合特征

阮天健等^[15]提到，任何一种类型的矿床原生晕都有自己的一套指示元素组合。Beus等^[16]、邵跃^[17]、李惠等^[18]、刘崇民等^[10]分别经过原生晕实践研究后，得出了不同类型矿床的指示元素及原生晕分带。为明确柯月矿床成矿元素与其他元素之间的关系及矿化元素组合，采用相关分析、聚类分析、因子分析等方法对分析所得数据进行综合分析，确定柯月矿床的原生晕指示元素组合。

3.1 相关分析

在进行数理统计方法分析前，将原始数据进行对数转换可消除特高值对相关系数的影响^[19]。计算相关系数矩阵，当相关系数大于临界值(n=59, 置信度为0.01时，临界值为0.333)具有显著相关性。从表 1可看出，与Pb、Zn、Sb、Ag中至少3个元素成显著正相关的有Au、As、Bi、Cd、Cu、In、Sn、Tl、Mn、Hg等元素。

3.2 R型聚类分析

采用皮尔逊相关系数法对38种元素进行R型聚类分析得到聚类图谱(图 4)。在r(相关系数)小于0呈负相关的相似性水平上分为两类，表明了成矿作用相关元素与不相关元素的分离；在相关系数r>0.4的相似性水平上，所有元素可以分为4类：(1) Zn、Cd、Pb、Ag、Sb、Sn、Mn、In、Cu、Hg、Au、As、Bi；(2) Se、Te；(3) Ba、Th、Rb、Mo、U、Sc、V、Ga、Cr、Nb、Ta、Be、Cs、Hf、Sr；(4) Co、Ni、Ge、Li。元素多类聚集的出现以及各类之间较低的相似性，暗示成矿作用的复杂性。其中，(1)组合代表了与之密切共生的伴生元素组合，在更高的相似水平上，Pb、Ag、Zn、Sb关系紧密，Sn、Mn、In、Cu、Hg、Au、As、Bi在稍低一些的相似性水平归为一类，暗示了其矿体尾晕元素、前缘晕元素的地球化学特性。

3.3 因子分析

通过R型因子分析可简约多组变量，确定与成矿作用相关的主要影响成分。在特征值大于1的基础上提取6个主成分(表 2)，结合元素的地球化学性质推测：F1因子为主要成矿元素组合，代表了主成矿作用；F2因子元素在内生作用中都与硅酸盐关系紧密，推测代表与成矿密切相关的岩体的作用；F3因子全部为亲石元素，并且大都与钾化有关，推测代表岩体发生蚀变的作用过程；F4因子解释了与Au元素有关的毒砂、黄铁矿等硫化物的形成；F5因子和F6因子代表中高温热液的活动。综合上述分析结果认为，矿床成矿过程较为复杂，原生晕找矿的主要指示元素为Ag、Pb、Zn、Cu、Sb、Cd、Sn、Hg、Mn，次要指示元素为Au、As、In、Bi、Tl。

4 元素的分布型式

本区经历了多期次的构造-热液活动以及相关的成矿作用，每一次活动基本都会引起一些微量元素的沉淀富集或者活化迁移，在地质体中形成新的分布状态。由图 5可见，主成矿元素Pb、Zn、Ag、Sb基本呈双峰分布，其低含量的峰值区分布大致反映元素的背景分布，峰值含量与矿区地层中这些元素的均值对应；高含量的峰值区代表成矿作用的叠加，峰值含量分别与蚀变及铅锌矿石这些元素的均值对应，反映了成矿作用过程中较为强烈的富集趋势。成矿指示元素中，Cd、In、Sn、Mn也基本呈双峰分布，反映了在成矿作用中受到热液作用发生了叠加；Cu、As、Au、Bi、Hg、Tl主要呈单峰右倾型偏态分布或略有高含量峰值区，反映这些元素虽参与成矿作用，但富集趋势不强烈。

5 原生晕特征 5.1 背景值和异常下限

为确定矿区各元素背景值和异常下限，采用迭代法进行偏度和峰度临界值检验，对各元素按平均值加减2倍标准离差的原则，逐步剔除异常值，再以剔除后的数据按平均值作为背景值，加上2倍的标准离差求出异常下限Ca，以2倍、4倍的异常下限求出原生晕的中带(2Ca)、内带(4Ca)(表 3)。

5.2 原生晕剖面特征

以矿床44号勘探线中3个钻孔数据为基础，结合矿床中各元素的异常分带值，绘制了各元素的异常分带图(图 6)。由图 6可见：1)主成矿元素Pb、Zn、Sb、Ag和元素Au、Cd、Mn、Cu沿整个矿带倾斜发育，与矿带套合程度较高，共同构成近矿晕元素；2) Hg、As、Tl等元素异常内带主要发育在4 550~4 450 m区间，与矿带中下部的矿体头部套合较好，推定为前缘晕元素；3) Sn、In、Bi等元素异常内带主要在4 650 m及4 400~4 500 m区间发育，与矿带中的两个矿体中尾部基本对应，推定为尾晕元素。上述元素的分类与刘崇明等^[10]关于火山热液型铅锌矿床分带序列、李慧^[18]关于金矿床统计分类序列相似，具有一定代表性。

5.3 原生晕轴向分带序列

由于是以钻孔样品为原生晕研究基础，故需要对各截面取样情况进行统一^[20]。以100 m间距为一个取样段，将标高4 800 m到4 300 m的剖面划分为5个取样段。目前，原生晕分带计算方法主要有格里戈良分带指数法、概率法、浓集系数法、重心法等^[21]。而本文采用的是改良的格里戈良分带指数法^[22]及重心法^[21]对Ⅰ号矿体原生晕轴向分带序列进行计算。按照改良的格里戈良分带指数法，以计算线金属量-正规化-计算分带指数(表 4)-计算变化梯度(表 5)的顺序，得到分带序列从浅到深为In-Mn-As-Cu-Zn-Cd-Bi-Pb-Sn-Hg-Tl-Ag-Au-Sb。同时，按照重心法以计算线金属量-计算浓度中心(表 6)的顺序，得到分带序列从浅到深为In-Mn-As-Cu-Cd-Zn-Hg-Bi-Sn-Pb-Ag-Sb-Tl-Au。

从结果看来，改良的分带指数法与重心法的分带计算结果基本相同，只是某些元素之间的相互前后关系细微差异。原生晕分带序列整体较为混乱，出现“反分带”现象，推测为多阶段成矿作用下异常晕叠加的结果，分带序列上部出现尾晕元素In和近矿晕元素Mn共存，暗示在剖面上部应是一个矿体的尾部；分带序列中上部出现前缘晕元素As，近矿晕元素Cu、Zn、Cd以及尾晕元素Bi、Sn，暗示剖面中上部发生以Zn为主的叠加成矿作用；中下部出现Hg、Tl等前缘晕元素及Pb、Ag、Sb等元素近矿晕元素，暗示中下部发生以Pb、Sb、Ag为主的叠加成矿作用。

5.4 原生晕地球化学参数特征 5.4.1 元素含量衬度系数变化规律

由于各元素含量间存在数量级上的差异，故采用几何平均值除背景值得到的衬度系数这种无量纲值来表征元素的富集程度^[19]，其中每个取样段的元素含量为该取样段所有样品中该元素含量的几何平均值。含量衬度系数轴向变化情况如图 7所示：

1) 主成矿元素Pb、Zn、Ag的变化趋势大致相似，主体表现下降→上升→下降的转折，细小区别为Zn元素的最高值点出现在4 600~4 500 m中段，并且在4 500~4 400 m中段之后出现了上升转折，而Pb与Ag元素的最高值点出现在4 500~4 400 m中段；Sb元素整体表现为上升趋势。这与原生晕垂向分带的情况相符，也与矿体中各小矿段间呈“串珠状”间隔出现的地质事实相吻合，很可能与多阶段成矿有关。其他近矿元素Cu、Cd、As等元素变化趋势基本与主成矿元素相似，最高值均位于4 600~4 500 m中段或4 500~4 400 m中段，与主成矿元素具有良好的相关性。

2) 前缘晕As、Hg与Tl元素的变化趋势有所不同。其中，Tl元素从浅到深为逐渐上升的趋势，暗示深部应还有矿体延伸；As、Hg元素变化趋势大体相似，主要表现为下降→上升→下降，最高值均出现在4 600~4 500 m中段，但在深部元素值较低。

3) 尾晕In、Bi、Sn元素的变化趋势也各不相同。其中，Sn元素从浅到深为逐渐上升的趋势，暗示整体上工程揭露矿体很可能已接近中尾部；In、Bi元素变化趋势大体相似，主要表现为下降→上升→下降，但Bi元素最高值出现在4 500~4 400 m中段，In元素最高值出现在4 600~4 500 m中段，推测分别对应了成矿I阶段矿体(以铁锰碳酸盐+闪锌矿为主)以及成矿Ⅱ阶段早期矿体(以闪锌矿+黄铁矿为主)的尾部。

5.4.2 地球化学参数评价指标变化规律

以各元素的衬度值为基础，建立地球化学参数评价指标: P=(前缘晕元素衬度累乘值)/(尾晕元素衬度累乘值)，这种指标能更好地消除元素各含量之间数量级的差异，强化衬度系数的变化趋势。选取4组地球化学参数，计算地球化学参数评价指标(表 7)，并绘制轴向变化图(图 8)。

从图 8中可以看出，总体上4个地球化学参数评价指标变化趋势基本一致，从上部截面开始向下趋于上升→下降，最高值出现在4 700~4 600 m中段，与矿带的中上部矿体头部对应较好；从4 600 m中段往后为递减趋势，暗示整体上工程揭露的矿体已接近中尾部。

6 矿体剥蚀参数模型

吴锡生^[23]提到可以利用矿上元素组合的相关系数累加值与矿下元素组合的相关系数累加值之间的比值来判定剥蚀程度。叶·米·克维亚特科夫斯基^[24]提出利用分带指数与已知矿体标高之间的相关关系建立剥蚀指数回归方程，进行剥蚀程度研究。结合柯月矿床Ⅰ号矿体的实际情况，选择的矿上元素组元素为Mn、Zn、As、Hg，矿下元素组为Pb、Ag、Bi、Sn。以中段上各元素的几何平均值累乘比建立矿体剥蚀程度评价指标B：

应用前苏联科学家叶·米·克维亚特科夫斯基的回归方程计算作图方法，以已知矿体相对标高为因变量，以不同标高的剥蚀参数取对数为自变量建立一元回归方程：△H=a+b*lg B^[19]。其中，△H=(H-H₀)/L，H为截面中心标高，H₀为矿体中心位置标高，L为矿体垂向延伸长度。结合地质资料表明，矿体中心位置标高4 550 m，矿体垂向延伸约300 m。根据元素在各截面的几何平均值计算了1个二阶、1个三阶、1个四阶评价指标(表 8)。

从表 8可见，剥蚀参数随矿体标高的降低而规律下降，各中段间存在数量级上的差异，且相关系数平方和(R²)均大于0.998，可信程度高。从图 9可直观看出，剥蚀参数和截面位置标高之间线性关系良好。

基于已知中段矿上元素组及矿下元素组建立的剥蚀模型能够有效判别异常类型，其值越大，表明矿体头部特征越明显，矿体向深部延伸的可能性越大；反之，则表明矿体尾部特征明显，矿体向深部延伸的可能性不大^[14]。分别代入4 800~4 700 m中段、4 400~4 300 m中段的相应数据(表 9)，从所得剥蚀参数分析，推测在剖面的顶部应该存在一个被剥蚀到尾部的矿体，且深部工程揭露的矿体延伸已接近中尾部。

7 原生晕理想叠加模型

综合对原生晕分带序列、地球化学参数变化指标以及矿体的剥蚀参数等分析结果，初步建立44号勘探线原生晕理想模型(图 10)：1)在原生晕分带序列顶部出现近矿晕和尾晕元素，结合地化参数及剥蚀参数的低值，推定顶端存在被剥蚀至尾部的矿体；2)前缘晕、近矿晕、尾晕元素均在分带序列中上部出现，结合地化参数、剥蚀参数的递减趋势，推定中上部存在一个较为完整的矿体；3)前缘晕及近矿晕元素在序列中下部叠加，结合地化参数、剥蚀参数的变化趋势，推定中下部存在一个矿体的中尾部，未出现尾晕元素，故深部应有一定的延伸。

8 结论

1) 运用相关分析、R型聚类分析和因子分析等数理统计方法对矿区38种元素进行分析所得的结果显示：成矿元素Ag、Pb、Zn、Sb与Cu、Cd、Sn、Hg、Mn、Au、As、In、Bi、Tl等元素具有较高的相关性，综合认为这些元素是成矿的良好指示元素，可以作为找矿标志。

2) 从各元素原生晕剖面图分析得出，前缘晕元素为Hg、As、Tl，近矿晕元素为Pb、Zn、Sb、Ag、Au、Cd、Cu、Mn，尾晕元素为Sn、In、Bi。根据前缘晕、近矿晕和尾晕在剖面上的叠加关系，推测剖面顶部存在被剥蚀近尾部的矿体，剖面中下部存在一个矿体的中尾部，深部应有一定的延伸。

3) 分带指数法所得分带序列由浅到深为In-Mn-As-Cu-Zn-Cd-Bi-Pb-Sn-Hg-Tl-Ag-Au-Sb，重心法所得分带序列为In-Mn-As-Cu-Cd-Zn-Hg-Bi-Sn-Pb-Ag-Sb-Tl-Au。原生晕分带序列整体较为混乱，出现“反分带”现象，推测为多阶段成矿作用下异常晕叠加的结果。

4) 运用衬度系数及衬度系数累乘比值建立地球化学参数，其变化规律与矿体实际位置吻合较好。

5) 建立矿体剥蚀参数模型，将深部中段相关数据带入分析，得到△H均值为-0.14，参数位于矿体中部与矿体下部标准之间；同时，以各分析为基础建立原生晕理想叠加模型，分析推测矿体往深部可能具有延伸。

致谢: 本文野外工作得到西藏区调队和西藏帝王矿业公司合作的柯月详查项目组勘查人员的无私帮助，在此一并致以衷心的感谢。