青海興?？h握瑪溝銅多金屬礦土壤地球化學(xué)特征及找礦前景分析

馬玉輝，張金玲，王治安，馬 楠，楊延乾，王 彬

(1. 吉林大學(xué)，吉林 長春 130012； 2. 青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 810028； 3. 青海省地質(zhì)調(diào)查局，青海 西寧 810000)

握瑪溝銅多金屬礦位于東昆侖山，屬于鄂拉山—印支期Cu、Pb、Zn、Sn、Au、Ag(W、Bi)成礦帶之智益—銅峪溝華力西期Cu、Pb、Zn、Sn成礦亞帶。帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)或探明礦床(點)9處，其中以銅裕溝大型銅礦床、日龍溝錫—多金屬礦床為代表的沉積變質(zhì)熱液改造層控礦床及苦海汞礦床為代表的低溫?zé)嵋盒偷V床為主。顯示了該區(qū)內(nèi)較好的成礦地質(zhì)背景。區(qū)內(nèi)工作程度較低，多集中于成礦條件[1]、成礦地質(zhì)特征及礦床成因的研究[2-5]，握瑪溝地區(qū)多金屬礦床鮮有報道。

2010年青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院在前人工作的基礎(chǔ)上對握瑪溝開展勘查工作，初步估算Cu金屬資源量7 304.02 t，Au金屬資源量20.80 kg。表明該區(qū)有一定的找礦潛力。本文選取握瑪溝礦區(qū)較好的南部異常，通過對土壤地球化學(xué)特征及成礦地質(zhì)條件的研究，運用異常含量分布特征、元素組合特征、形態(tài)特征、規(guī)模推斷其成礦潛力[6-7]，并指導(dǎo)下一步找礦工作。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層主要為中下三疊統(tǒng)隆務(wù)河組(T1-2l)及第四系(圖1)。中—下三疊統(tǒng)隆務(wù)河組(T1-2l)區(qū)內(nèi)出露面積較大，地層展布受斷裂控制，展布方向大致為北西向，傾向290(°)～350(°)，傾角35(°)～70(°)。按巖性組合劃分為3個巖性段，分別為淺灰色—灰色長石石英砂巖夾板巖段(T1-2l3)，變石英雜砂巖、灰紫色硅質(zhì)泥質(zhì)板巖段(T1-2l2)，灰紫色巖屑長石砂巖段(T1-2l1)。

1 第四系；2 中—下三疊紀隆務(wù)河組一段；3 中—下三疊紀隆務(wù)河組二段；4 中—下三疊紀隆務(wù)河組三段；5 二長花崗巖透鏡體；6 閃長玢巖脈；7 凝灰?guī)r透鏡體；8 斷裂及編號；9 地質(zhì)界線；10 土壤測量范圍

圖1握瑪溝地區(qū)地質(zhì)圖

1.2 構(gòu)造

1)褶皺在普查區(qū)內(nèi)小型的短軸線性皺褶普遍：典型的與礦化有關(guān)的皺褶分布于本區(qū)，由樞紐大致平行的一個向斜和一個背斜組成，近東西向展布，長度1.3 km，背向斜軸線與主山脊方向一致，兩翼巖層對稱，其核部主要由三疊系中—下統(tǒng)隆務(wù)河組的灰?guī)r和砂巖組成，兩翼主要由板巖和砂巖組成，樞紐面微向北東傾。翼部傾角為70(°)～80(°)，形成緊閉線性皺褶。

2)區(qū)內(nèi)主要斷裂具有長期、多期活動的特點，不同期次的構(gòu)造運動所形成的斷裂具有不同的斷層性質(zhì)和分布規(guī)律。按斷裂展布方向分3組斷裂，即北東—南西向斷裂(F15、F16、F17、F18)、北西—南東向斷裂(F21)和近東西向斷裂(F19、F20)。

北東—南西向斷裂切割其他兩組方向的斷裂。而北西—南東向斷裂又切割近東—西向斷裂。因而近東西向斷裂形成最早為中印支期產(chǎn)物。次為北西—南東向斷裂。該組斷裂所表現(xiàn)出來的特征與近東西向斷裂基本相似，也是中早印支期的產(chǎn)物。北東—南西向斷裂形成最晚，形成于晚印支期，是受整個苦海推覆構(gòu)造影響產(chǎn)生的一組斷裂。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動較弱，區(qū)內(nèi)只有規(guī)模較小的二長花崗巖巖體侵入，順斷層侵入，形成于晚印支期。巖脈成因和分布上與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、深成侵入巖活動有一定的關(guān)系，主要為中性巖脈閃長玢巖脈。火山巖呈小透鏡體分布于早中三疊世隆務(wù)河組三段地層中，為凝灰?guī)r。

1.4 礦化蝕變

礦化蝕變較強，主要集中在中下三疊統(tǒng)隆務(wù)河組(T1-2l)中，其中灰色長石砂巖夾板巖段(T1-2l3)中石英脈普遍發(fā)育，沿層理面及裂隙面穿插?？梢婞S銅礦化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、藍銅礦化、孔雀石化、毒砂礦化。主要蝕變有硅化、絹云母化；變石英雜砂巖、灰紫色硅質(zhì)泥質(zhì)板巖段(T1-2l2)普遍具絹云母化，與侵入巖接觸部位具藍銅礦化、毒砂礦化和孔雀石化現(xiàn)象。

2 土壤地球化學(xué)

前人針對握瑪溝地區(qū)1∶200 000化探掃面工作中圈定的異常進行查證，經(jīng)1∶50 000水系沉積物加密測量，原異常被分離解析后，有一定的重現(xiàn)性。在該區(qū)圈定了AS-2銅異常，規(guī)模大，組合元素有Pb、Zn、Sn等，各元素套合程度較好，總體異常形態(tài)規(guī)整，呈北東或近東西向展布，與區(qū)內(nèi)構(gòu)造方向大致統(tǒng)一，各元素水系沉積物地球化學(xué)特征值見表1。

表1 1∶5萬水系沉積物測量異常特征值

注：Au、Ag含量單位為10-9、其余為10-6。

2.1 樣品采集和測試方法

本次工作在1∶50 000水系沉積物所圈定的異常前提下對AS-2號異常進行1∶10 000土壤測量工作，測量元素為Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb、Sn、Co九個。在研究區(qū)8.46 km2的范圍內(nèi)，按145(°)方向布線，100 m×20 m的網(wǎng)度進行采樣，共采集樣品4 861件。采樣點、線預(yù)先布設(shè)在1∶10 000地質(zhì)地形圖上，利用GPS定位儀器根據(jù)已定的采樣點位進行采樣。在C層(母質(zhì)層)中采取，樣品介質(zhì)以砂土為主，一點多坑采集樣品。樣品測試均由國土資源部西寧礦產(chǎn)監(jiān)督檢測中心承擔(dān)，As采用原子熒光光譜法(AFS)，Cu、Pb、Zn采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)，Au采用石墨爐原子吸收光譜法。

2.2 元素含量特征

按照不同的元素，分別計算平均值、標(biāo)準(zhǔn)離差、襯值、濃集系數(shù)及變化系數(shù)等參數(shù)見表2。利用元素在該區(qū)的平均值與全省平均值相比，5種元素的濃集系數(shù)均遠大于1[6]，同時Cu、Au元素的變化系數(shù)也相對較高，說明Cu、Au元素在該區(qū)內(nèi)是有利成礦元素，具有一定的成礦潛力。Pb、Zn、As元素標(biāo)準(zhǔn)離差較大，說明元素在區(qū)內(nèi)分布較為分散。

表2 土壤地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計

注：Au含量單位為10-9，其余為10-6。

2.3 元素組合特征

運用SPSS統(tǒng)計分析軟件對區(qū)內(nèi)所采集的樣品中的土壤地球化學(xué)5種元素原始數(shù)據(jù)做常用對數(shù)轉(zhuǎn)換后進行相關(guān)性分析(表3)及R型聚類分析(圖2)。對常用對數(shù)轉(zhuǎn)換后進行相關(guān)性分析，由表2中相關(guān)性分析可知：主元素Au與As、Cu的相關(guān)性系數(shù)分別為0.661、0.525，說明Au與As、Cu元素呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。Zn與Pb、Cu的相關(guān)系數(shù)分別為0.501、0.723，說明Zn與Pb、Cu元素呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。

表3 土壤地球化學(xué)數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣

圖2 微量元素R型聚類譜系圖

為了更加清楚的了解不同元素之間的親疏關(guān)系，確定各元素的地球化學(xué)組合特征，對所有數(shù)據(jù)進行了R型聚類分析。當(dāng)距離系數(shù)r>20時可以將區(qū)內(nèi)的成礦元素分為兩類，Pb-Zn-Cu-Au組合和As，其中前一類組合在區(qū)內(nèi)形成明顯的礦化富集。當(dāng)距離系數(shù)r>10時，5種成礦元素可聚為3類Pb-Zn-Cu、Au、As，分別代表了中溫、中低溫、低溫三期成礦作用，結(jié)果與相關(guān)性分析結(jié)論基本一致。

3 元素異常特征

3.1 單元素異常特征

根據(jù)計算公式X±3S(X為算術(shù)平均值、S為標(biāo)準(zhǔn)離差)對各元素數(shù)據(jù)的特高值和特低值進行反復(fù)(一般為3次)剔除，根據(jù)剔除后的平均值及標(biāo)準(zhǔn)離差確定異常下限。異常的外、中、內(nèi)濃度分帶分別以異常下限的1、2、4倍確定。

利用MAPGIS軟件繪制土壤地球化學(xué)異常圖(圖3)，據(jù)圖3可知Pb、Zn、Cu、Au、As 5種元素的異常面積均比較大，異常形態(tài)相似，套合性好，主要分布于研究區(qū)西部、中部及東南部。其中Cu、Au、As具有明顯的外、中、內(nèi)帶。Cu、Pb、Au、As異常主要產(chǎn)于隆務(wù)河組長石石英砂巖夾板巖段(T1-2l3)，變石英雜砂巖、灰紫色硅質(zhì)泥質(zhì)板巖段(T1-2l2)中，異常規(guī)模大，異常的展布與構(gòu)造活動關(guān)系密切；其中Pb元素最高值達21 872×10-6，Cu元素最高值達3 742×10-6，Au最高值達5 943×10-9，異常比較連續(xù)，區(qū)內(nèi)分布面積廣，有較大的成礦潛力。

3.2 綜合異常特征及推斷

在土壤地球化學(xué)異常圖的基礎(chǔ)上，綜合單元素異常特征、地質(zhì)條件、構(gòu)造條件，圈出綜合異常3處。

AP-3號異常位于研究區(qū)西部，呈未圈定的透鏡狀，異常面積約1.37 km2，主要異常為Cu、Au、As，伴有Pb、Zn異常，其中Cu元素的規(guī)模最大，異常強度最高，具有清晰的外、中、內(nèi)分帶特征。Cu的最高值為3 742×10-6，平均值為638×10-6。該處異常主要位于隆務(wù)河組長石石英砂巖、板巖中，Cu、Au、Pb、Zn異常受到北東向斷裂(F15、F20)的控制，成礦地質(zhì)條件好，具有找熱液充填型礦床的潛力。該異常濃集中心處Cu的最高值為3 742×10-6，已達到邊界品位， Au的最高值為3 329×10-9，已達到最低工業(yè)品位，通過一系列的地質(zhì)工作在該區(qū)找到礦化體的可能性大，為下一步工作的重點。

1 第四系； 2 中—下三疊紀隆務(wù)河組三段；3 中—下三疊紀隆務(wù)河組二段；4 二長花崗巖透鏡體；5 閃長玢巖脈；6 斷裂及編號；7 地質(zhì)界線；8 組合異常及編號

圖3研究區(qū)土壤地球化學(xué)異常圖

AP-4號異常處在研究區(qū)中部，異常呈現(xiàn)出不規(guī)則形狀，面積約1.52 km2，以Cu、Pb、Zn、As異常為主，伴有Au異常，其中Cu、Pb元素規(guī)模較大，異常強度較高，具有清晰的外、中、內(nèi)三級分帶特征。Cu的最高值為3 374×10-6，Pb的最高值為8 654×10-6。該處異常主要位于隆務(wù)河組長石石英砂巖、板巖中，南部少量分布在變石英雜砂巖、灰紫色硅質(zhì)泥質(zhì)板巖中，異常展布均受到北東向斷裂(F16、F18)的控制，成礦地質(zhì)條件好，是成礦的有利部位，具有找熱液填充型礦床的潛力。異常濃集中心處Cu的最高值為3 374×10-6， Pb的最高值為8 654×10-6，均已達到邊界品位，具有一定的找礦潛力。

AP-5號異常位于研究區(qū)東南部，形態(tài)呈未圈閉的不規(guī)則狀，異常面積約1.44 km2，以Cu、Au、As異常為主，伴有Pb、Zn異常， Cu、Au、As異常規(guī)模大，異常形態(tài)套合好，外、中、內(nèi)三級濃度分帶特征清晰。Au的最高值為5 943×10-9，Cu的最高值為2 096×10-9，As的最高值為68 049×10-6。異常主要展布于隆務(wù)河組變石英雜砂巖、灰紫色硅質(zhì)泥質(zhì)板巖中，南部少量分布于長石石英砂巖、板巖中，異常受北東向斷層(F18)及近東西向斷層(F20)影響，是構(gòu)造的有利部位，對尋找熱液填充型礦床有較大的潛力。異常濃集中心處Au的最高值為5 943×10-9，達到工業(yè)品位，通過一系列地質(zhì)工作在該區(qū)找到Au礦化體的可能性大，為下一步工作的重點。

3.3 異常查證

根據(jù)化探異常特征及礦化蝕變帶的空間分布特點分，結(jié)合地質(zhì)填圖、物探、探槽及鉆探工作，區(qū)內(nèi)共圈定礦化帶5條，對AP-3一個土壤異常及AP-4、AP-5兩個土壤異常進行異常查證。AP-3異常區(qū)經(jīng)STC001、STC401等7條探槽和SZK1101、SZK701鉆孔驗證，圈出Sb2銅金礦化蝕變帶及Sb3礦化蝕變帶，呈北東—南西向展布，礦化蝕變帶在走向上具分枝復(fù)合現(xiàn)象，主要含礦巖石為碎裂巖化泥鈣質(zhì)板巖，礦化主要為褐鐵礦化、毒砂礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化、藍銅礦化、孔雀石化，蝕變?yōu)楣杌?、碳酸鹽化。通過工程控制發(fā)現(xiàn)3條銅礦體，1條金礦體，呈條帶狀、透鏡狀產(chǎn)于蝕變帶中南端。銅礦體最長長度270 m，最大厚度5.94 m，平均品位為0.48×10-2。金礦體長約80 m，礦體厚度0.99 m，品位1.91×10-6。

AP-4、AP-5兩個土壤異常經(jīng)ETC001、ETC2等4條探槽驗證，圈出礦化蝕變帶3條(Sb4、Sb5、Sb6)，其中Sb4銅礦化帶：呈北北東—南南西向展布，巖性主要碎裂巖化泥鈣質(zhì)板巖、長石石英砂巖，發(fā)育多條次級斷裂，見有毒砂礦化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、黃銅礦化、藍銅礦化、孔雀石化； Sb5、Sb6銅金礦化帶：呈近東西向展布，主要含巖性為碎裂巖化硅化泥質(zhì)板巖，主要礦化為毒砂礦化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、孔雀石化、藍銅礦化，蝕變?yōu)楣杌吞妓釒r化。通過工程驗證發(fā)現(xiàn)銅礦化體7條，金礦化體1條，呈層狀、透鏡狀產(chǎn)于蝕變礦化帶內(nèi)。其中銅礦化體長度為154～200 m，礦體厚度為0.49～2.87 m，平均品位在0.3×10-2～1.25×10-2。金礦化體長約150 m，礦體厚度0.49 m，品位1.6×10-6。

4 結(jié) 論

1)土壤中元素含量分布特征表明，該區(qū)土壤中Cu、Au濃集比例及變異系數(shù)大，有較好的成礦潛力，尤其是Cu元素，表明該區(qū)內(nèi)銅的成礦潛力大。

2)聚類分析表明，該區(qū)Pb-Zn-Cu、Au、As，分別代表了中溫、中低溫、低溫三期成礦作用，Pb-Zn-Cu異常組合可作為找礦直接標(biāo)志，Au、As可作為間接找礦標(biāo)志。

3)以Pb、Zn、Cu、Au、As為主圈定了3處綜合異常，3處異常均具有中—低溫成礦元素組合特點。

4)對3處組合異常進行異常查證，共圈出銅礦化體10條、金礦化體2條，異常位置與礦體產(chǎn)出位置相吻合，說明了在該地區(qū)異常為礦致異常，化探異常具有較好的指示意義。已發(fā)現(xiàn)的銅、金礦化體均未得到全面控制，并且AP-4、AP-5異常中工作程度尚淺，說明該區(qū)有較大的成礦潛力。

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