近年来，矿床原生地球化学研究尤其热液矿床原生晕研究越来越受到重视，已成为一种寻找盲矿体或隐伏矿体十分可靠的方法技术 (邵跃，1997；Eilu and Groves, 2001；Goldberg et al., 2003；李惠等，2006；刘崇民，2006；Schmid and Taylor, 2009；Wang et al., 2013)。构造叠加晕找盲矿法是由李惠教授在危机矿山深部及外围找盲矿的实践中提出的一种新方法、新技术 (李惠等，2010)。该方法只研究构造蚀变带中原生叠加晕的特征，这不仅强化了蚀变晕的强度 (即盲矿预测信息和深部)，而且也在很大程度上减少了采样及分析工作量。几十年的原生晕研究和大量的矿山找盲矿实践证明，构造叠加晕找盲矿法在矿山深部及周边找盲矿是一种非常有效的方法 (李惠等, 2005, 2013)。

大水金矿 (地理坐标为E102°12′26″~102°15′04″，N34°01′53″~34°04′01″) 为甘肃南部西倾山地区一个典型的超大型金矿床 (图 1a)，其大地构造背景属于秦-祁-昆中央造山带环境 (陈衍景等，2004；Deng and Wang, 2016)。大水金矿自20世纪90年代发现以来，经过十几年的开采，目前已属资源严重危机矿山，急需在矿山周边及深部寻找盲矿体来维持发展。虽然前人对大水金矿开展了初步的原生晕找盲矿工作，如彭秀红和张江苏 (2011)对大水金矿77线和82线剖面进行了原生晕研究，但未能针对主矿体系统性地开展构造 (或原生) 叠加晕分带特征及空间叠加结构的研究。本文重点对大水金矿Au2主矿体开展构造叠加晕特征研究，以期理清大水金矿主矿体轴向分带特征及其空间叠加结构，指导深部找盲矿工作。

1 矿床地质特征

大水金矿床赋存于三叠系马热松多组 (T₁m) 碳酸盐岩地层和花岗闪长岩中 (图 1b)，矿石类型主要以赤铁矿化硅化灰岩、赤铁矿化硅化花岗闪长岩为主。矿床受断裂控制明显，矿区主体构造呈近北西、北西西向展布，控制着大水矿体的空间分布，而近南北向的次级断裂与区域主断裂构造交叉复合，直接控制了格尔柯矿区中酸性岩脉和金矿体的产出 (杜子图，1997；Mao et al., 2002；Zhou et al., 2002；史文全等，2009；Zeng et al., 2013)。大水金矿主矿体大体呈近北西向和近南北向展布，矿体倾角较大，多呈不规则树枝状、囊状和脉状等，并具有膨大、缩小等特征。矿体连续性差，长度通常为20~220 m、厚度为0.8~29.4 m，金品位一般为1.0~29.4 g/t，平均品位8.52 g/t。矿区内发育格尔括合花岗岩体，其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为213.7±2.7 Ma (Han et al., 2014)、215.8±1.3 Ma (闫海卿等，2014)。该岩体对大水金矿成矿具有重要的控制作用，尤其是矿区的中酸性脉岩与金矿化存在密切的时-空关系，甚至部分脉岩即为矿体 (李向东和王晓伟，2006；史文全等，2009)。

矿床围岩蚀变以中-低温热液蚀变为特征，严格受断裂破碎带控制，显示一定的空间分带性，硅化、赤铁矿化和方解石化等蚀变与Au矿化关系较密切 (Mao et al., 2002；Hu et al., 2014)。蚀变对主矿体具有强烈控制作用，已发现的矿体主要产在硅化、赤 (褐) 铁矿化、网脉状方解石化最强烈的蚀变范围内，尤其硅化和赤铁矿化 (或褐铁矿化) 发育强烈的部位，金矿化也相对发育。2样品采集与分析本次用于构造叠加晕研究的样品采自大水金矿主要构造带内蚀变最强部位，采样位置标高分别为：3805 m、3765 m、3725 m、3685 m、3530 m和3490 m 6个中段，采用捡块法，以7~15 m一个控制样采集。另外，在大水金矿外围不同位置还采集了33件无蚀变的新鲜灰岩和花岗岩作为背景样，原生晕样品总计为203件，单件样品重量不低于500 g。主要分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、Sb、As、W、Bi、Ba、Hg、Mn、Ni、Co、V、U、Cd、Sc、Se、Te、B、F、Cl、S、Rb、Cs、Sr、Nb、Ta、La、Ce和K₂O等33种元素。测试分析由河北省区域地质矿产调查研究所实验室承担完成，采用等离子体质谱法、原子吸收法、发射光谱法、原子荧光法、X射线荧光光谱法和氟离子选择性电极法等多种分析方法 (表 1)，并以国家一级标准物质为质量监控。

3 矿床地球化学背景 3.1 大水金矿区元素背景含量

区域元素丰度是区域内元素演化历史的总体体现，控制着元素的地球化学行为及其迁移、沉淀富集等规律，在成矿作用及过程中发挥着基础作用 (张德会，2015)。大水金矿矿区元素背景含量 (灰岩和岩体含量的几何平均值) 见表 2，矿区背景中Au、Sb、Ag、As、Hg、U等元素平均含量相对较高，尤其Au、Sb元素含量突出，高于上地壳的克拉克值。

3.2 矿区不同岩石元素含量

地球化学统计分析表明，大水金矿区灰岩地层中Au、As、Sb、Hg等元素含量较高 (表 3)，接近或超过上地壳元素克拉克值；而格尔括合花岗岩体中Au、Ag、B、Zn、W、Pb、U、As、Sb、Te、Ba等元素平均含量较高 (表 4)。对比研究矿区灰岩和花岗岩体元素含量 (表 3，表 4) 发现，除As、Sb、Hg等含量在灰岩中比较高外，格尔括合花岗岩体中其他元素含量普遍均高于灰岩地层中的元素含量，尤其是Pb、Zn、Co、Mn、W、V等含量远高于灰岩。与中国酸性岩类平均组分相比，该花岗岩体中Au、Ag、B、V、Co、Pb、Zn、W、U、Te、Sb、As、Ba等元素含量相对较富集，表明岩体本身富含成矿元素Au。值得说明的是，大水金矿区花岗岩体与金矿关系密切，且成岩与成矿具有同源性，可为Au成矿提供部分成矿物质 (闫升好等，2000；赵彦庆等，2003)。

4 矿床地球化学特征

从成矿作用来看，矿石是含矿热液与围岩和构造空间等容矿地质环境相互作用的产物，它直接记录或包含了成矿动力学信息及成矿元素组合信息 (闫升好，1998)。因此，矿床地球化学特征对认识矿床成因及原生晕轴向特征具有重要的意义。

4.1 矿床元素含量特征

从构造叠加晕样品中挑选Au＞1 g/t的样品 (44件) 进行地球化学多元素统计分析，选用平均值、中位数、标准差、峰度、偏度、最小值、最大值、变异系数、富集系数和衬度值等多个统计参数指标 (表 5)。从元素富集程度来看，大水金矿矿体中Au、Ag、Mo、W、Te、As、Sb、Hg、Se等元素相对上地壳较富集；元素变异系数大于1的元素有Au、Ag、W、Bi、Te、Se、Hg、As等，尤其Hg、Te、Se和Au等元素的变异系数最大，暗示它们可能经过强烈的迁移富集或贫化。笔者认为元素含量的标准差和偏度对元素成矿潜力 (可能性) 具有很好的统计指示意义。在本次研究的大水金矿中成矿元素Au含量的标准差远大于伴生元素和其他元素的标准差，且其偏度也接近最大，这印证了Govett (1983)的观点：成矿元素含量的标准差和偏度越大，成矿的可能性越大。

4.2 矿床元素组合特征

基于大水金矿坑道内采集的170件构造叠加晕样品，采用多变量统计分析中最常使用的主成分 (PCA) 分析法 (Li et al., 2002)，提取了大水金矿体成矿元素信息 (图 2)。图 2展示了基于PCA法提取的主因子F1、F2与不同变量 (元素) 间的相关性，且通常认为，具有相似特征的变量常常会集中于同一主因子 (主成分) 中 (Wackernagel，2003；Lv et al., 2013)。故此，可以将大水金矿元素大致分为4个元素组合：I：Nb、Ce、La、Zn、Pb、Co、V、Cu、F等；Ⅱ：Au、Hg、Te、Sb、Ag、As (W) 等；Ⅲ：K₂O、Rb、Cs、Ba、Mn等；Ⅳ：Sr、Se、S、Cl、Bi等。第I类元素 (如Nb、Zn、Pb、La、V等) 与主成分F1具有很强的相关性，且这些元素在格尔括合花岗岩体中含量均相对较高，暗示格尔括合花岗岩体可能对F1主因子贡献较大或对主成分F1起到一定程度的控制作用。第Ⅱ类元素 (如Au、Hg、Te等) 主要为成矿元素组合，这些元素与主成分F1的相关性较弱，而与主成分F2的相关性较强。与Hg、Te等元素相比，As、Sb、Ag等元素与F1也表现出一定程度的弱相关，而W与F1呈现出中等程度相关性。第Ⅲ类元素属于活动性较强的元素，尤其易随热液发生迁移，它们与F1和F2都表现出中等程度的相关性。第Ⅳ类元素与F1和F2主成分相关性都较弱，这里不过多解释。

从元素富集 (衬度值) 角度来看，大水金矿矿床元素的衬度值 (表 5) 大于2的元素有Au、Sb、Hg、As、W、Ag、Se、Mo、Te、Ce、Ni等，其中，Au、Sb、Hg、As、W、Ag (Se、Mo、Te) 等元素衬度值尤其突出。有意思的是，衬度值较高的Au、Sb、Hg、As、W、Ag等元素，正好与第Ⅱ类成矿元素组合一致。

5 矿床构造叠加晕特征及理想模式

原生晕的分带现象在热液矿床中较为普遍，尤其是轴向分带特征对盲矿预测最为关键 (李惠等, 1998, 2015)。由于每次成矿形成的矿体都有自己的前缘晕、近矿晕和尾晕，因此可以依据原生晕指示元素异常分布特征、轴向分带序列和地球化学参数变化规律等标志识别不同阶段及空间叠加结构，进而建立矿床构造叠加晕模式进行盲矿预测。

5.1 单一次成矿形成矿体-晕的轴向分带特征

一般来说，单一期次成矿形成的矿体-晕，其前缘晕、近矿晕和尾晕元素可依据矿体构造叠加晕剖面图、垂直纵投影图等元素异常分布识别出来。然而，大多数矿床为多期多阶段叠加成矿的结果，导致前、尾晕元素叠加而不易识别，因此需要结合前人已总结的原生晕元素特征和本矿区的元素特征来确定。

研究表明 (李惠等, 1999, 2015)，热液金矿床单一次成矿形成的矿体 (或矿晕) 不仅具有明显的轴向分带特征，而且也呈现一定的共性特征：①在矿体的头部及前缘，As、Sb、Hg (B、Ba) 常常发育中、内带异常，为前缘晕特征指示元素；②Bi、Mo、Mn、Co中、内带异常往往分布于矿体尾部或延伸部位，为尾晕指示元素；③Au、Ag、Cu、Pb、Zn等强异常以矿体为中心向外逐渐减弱，为近矿指示元素；④单一次成矿的金矿原生晕轴向分带序列 (上→下)：B-I-As-Hg-F-Sb-Ba (矿体前缘及上部)→Pb-Ag-Au-Zn-Cu (矿体中部)→W-Bi-Mo-Mn-Ni-Cd-Co-V-Ti (矿体下部及尾晕)。

5.2 大水金矿Au2主矿体构造叠加晕特征 5.2.1 Au2矿体叠加晕总体特征

图 3和图 4是依据矿山提供的采矿实际数据绘制的Au2矿体变化等值线图。由图可见，Au在矿体轴向上明显呈现3个浓集中心，且Au的浓集中心在标高3500~3600 m间最为显著，整体上呈现出随深部到浅部Au元素浓集中心强度逐渐减弱的趋势，反映了大水金矿具有多期多阶段叠加成矿-成晕特征。由Au2主矿体构造叠加晕垂直纵投影图元素异常分布 (图 5) 显示，Au、Ag、Hg、As、Sb、W、Te等指示元素的中、内带异常较发育，而Cu、Ni、Co、V、Mo等异常以中、外带异常为主，异常强度较弱，总体呈现前缘晕元素异常较强的趋势。Hg、Sb、As、W (Ni、Co) 强异常分布在矿体上部或前缘，而Mo、Mn、Te等异常分布于矿体尾部，Pb、Zn、Ag (Cu) 等分布与Au相似，呈现出前、尾晕元素异常叠加或共存现象。

5.2.2 Au2矿体叠加晕识别及标志

前、尾晕指示元素多中心及异常分布特征：大水金矿是多期多阶段叠加成矿-成晕的结果，Au元素在矿体轴向上具有多浓集中心 (图 3、图 4、图 5)，Pb、Zn、Ag的中、内带异常也呈现多中心，且其内带异常一般分布于Au强异常范围内；Hg、Sb、As (Te) 等前缘晕指示元素的中、内带异常也相应呈现多中心，相应分布于Au内带强异常中心的上部及前缘，而在尾部或下部，W、Mo、Mn、V (Ni、Co) 等尾晕指示元素相应也发育多中心。值得强调的是，在上部 (标高3800 m附近)，As、Sb、Hg等前缘晕元素异常与Ni、Co、W等尾晕元素异常在空间上形成前、尾晕叠加或共存，指示上部已有矿体剥蚀 (李惠等，2002；庞绪成等，2016)。同时，也表明叠加晕 (标高3800 m附近) 以下有 (盲) 矿体存在，这与已知的地质事实相一致。在深部 (标高3500 m) 或矿体尾部，尾晕元素W、Mo、Mn呈现中、内带浓度异常，而Hg、Te、As、Sb等前缘晕元素再次呈现内、中带强异常，这是深部盲矿体前缘晕叠加的结果。

Au2矿体轴向分带序列：国内外学者针对原生晕轴向分带提出了不同的计算方法，如格里戈良分带指数法 (1975)、元素比重指数计算法 (赵琦，1989)、概率法 (邱德同，1989)、浓集系数法 (谢庆林，1992)、重心法 (朴寿成和连长云，1994) 等，本文采用计算简便且适用性强的重心法计算得到Au2矿体原生晕轴向分带序列：Pb-Ta-Ni-Zn-Cu-As-Sb-V-W-Co-Bi-Mo-F-Mn-Ba-B-Au-Cd-Ag-Hg-Se-Te。与上文李惠教授总结的中国热液金矿床一次成矿原生晕轴向序列相比，大水金矿原生晕轴向序列呈现“反分带”或“反常”现象，尤其Hg、Te等前缘晕元素出现在尾部，反映了深部盲矿前缘晕的叠加，为预测深部盲矿提供了依据。

地球化学参数变化规律：Au2矿体不同标高微量元素含量 (表 6) 及前尾晕元素比值 (图 6) 总体上呈现震荡波动变化的特征，反映了大水金矿具有多期矿化叠加的特征。Au2矿体的前缘晕、尾晕元素从标高3800 m到3700 m大致呈现出降低或先升高再降低的趋势，而从标高3700 m到标高3500 m呈现出逐渐升高的趋势。从前尾晕元素比值来看，Au2矿体的前缘晕/尾晕比值 (如Hg/Ni、As/Mo、Sb/W、B/Ni、(Hg×Te)/(Ni×W)) 等在标高3765 m、标高3685 m发生转折，而在标高3490 m附近前缘晕/尾晕比值 (如Te/V、Hg/Ni、Ba/Mn、(Hg×Te)/(Ni×W)、F/Bi等) 转向继续升高，这暗示深部可能仍有矿体延伸或盲矿体存在。

5.3 构造叠加晕理想模式

综合大水金矿矿床地质特征和原生晕轴向分带特征，建立了大水金矿床Au2主矿体盲矿预测的构造叠加晕模型 (图 7):在标高3800 m以上发育矿体富集带I，矿体厚度相对较小；而在标高3800 m以下，明显呈现出2个矿体富集带：富集带Ⅱ大致发育于标高3600~3700 m间，矿化中等，该矿体前缘晕与矿体I尾晕元素形成前尾晕叠加或共存；而矿体富集带Ⅲ在标高3500~3600 m间最为显著，为矿体强浓集中心。值得强调的是，在标高3500 m附近，矿体前缘晕元素Hg、Te、As、Sb等元素异常强度再次增强，形成前、尾晕叠加，表明深部找矿潜力较大。同时，考虑到大水金矿构造叠加晕中近矿指示元素 (Au、Ag) 和前缘晕指示元素 (Hg、As、Sb、Te) 为中、内带强异常，指示盲矿体头部距叠加晕下部的深部可能不大。建议找矿时，结合矿体的侧伏方位，优先考虑断裂带延伸方位。

6 结论

(1) 大水金矿床的特征指示元素组合为Au、Ag、As、Sb、Hg、W (Te)；前缘晕特征指示元素为As、Sb、Hg、Te；近矿特征指示元素为Au、Ag、Pb、Zn (Cu)；尾晕特征指示元素为W、V、Ni、Mo、Co。

(2) 轴向地球化学参数表明，Au2矿体轴向分带序列具有“反分带”现象，地球化学参数 (元素含量、前尾晕元素比值等) 呈现震荡性变化，且在标高3500 m附近有升高趋势，反映大水金矿具有多期多阶段叠加成矿-成晕的特征。

(3) 大水金矿Au2矿体轴向分带特征表明，Au、Ag、Hg、As、Sb、Te、W等元素的内、中带异常较强，且呈现多中心。在矿体上部 (标高3800 m) As、Sb、Hg等前缘晕元素浓度异常与W、Ni、Co、V等尾晕指示元素异常形成叠加或共存，指示上部已有矿体剥蚀；而矿体尾部 (标高3500 m) 再次发育Hg、Te、As、Sb等前缘晕元素的内、中带强异常，是深部盲矿前缘晕叠加的标志，指示深部找矿前景较好。

致谢: 本研究工作得到了李惠教授热情的指导和帮助，并对论文初稿进行了认真修改，提出建设性意见，在此深表感谢!