1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量方法有效性探討
——以東昆侖巴隆地區(qū)為例

邱 瑜， 盧 佳， 田 滔， 沈 驍， 馬鳳娟， 梁棪先

(1.青海省第五地質(zhì)勘查院，西寧 810099；2.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院,長(zhǎng)春 130061)

0 引言

青海東昆侖地區(qū)屬中國(guó)中央造山帶西段的東昆侖加里東造山帶東段，是全球典型的陸緣活動(dòng)造山帶[1-3]，成礦地質(zhì)環(huán)境有利，金屬礦產(chǎn)資源十分豐富，是青海省重要的金、銅、鐵多金屬成礦區(qū)[4]。

近年來(lái)，在該區(qū)域通過(guò)開(kāi)展1∶250 000、1∶50 000水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作，圈定了眾多的異常區(qū)[5]。不同地質(zhì)單位先后在區(qū)內(nèi)開(kāi)展了大量的地質(zhì)找礦工作，但效果并不理想，其原因在于該區(qū)特殊的自然地理景觀。工區(qū)的北部靠近柴達(dá)木盆地，屬于干旱-半干旱荒漠區(qū)、殘山區(qū)，干燥少雨，水系不發(fā)育，風(fēng)成物、風(fēng)成黃土干擾較大；工作區(qū)南部為高寒深切割山區(qū)，海拔高、地勢(shì)陡峭、相對(duì)高差大、深切割、碎石流發(fā)育。風(fēng)成物、風(fēng)成黃土和碎石流嚴(yán)重影響了水系沉積物對(duì)礦致異常的響應(yīng)。

為實(shí)現(xiàn)該區(qū)域找礦重大突破，借鑒青海省有色地質(zhì)勘查局在烏蘭烏珠爾、溝里、五龍溝地區(qū)進(jìn)行1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量找礦效果良好的經(jīng)驗(yàn)，特別是找金礦中的突出表現(xiàn)[6-8]，2015年青海省地質(zhì)調(diào)查局在東昆侖地區(qū)選取了三處成礦有利區(qū)，部署了1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作，巴隆地區(qū)就是選定的區(qū)域之一。在巴隆地區(qū)開(kāi)展1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作，取得了較好的找礦效果。

1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量方法是一種以采集水系沉積物為主、殘坡積巖屑物質(zhì)為輔的非常規(guī)地球化學(xué)測(cè)量方法，要求其采樣點(diǎn)密度不小于16個(gè)點(diǎn)/km2。通過(guò)該方法得到的異常位移小、形態(tài)準(zhǔn)確，能有效減輕水系不發(fā)育、風(fēng)成物、碎石流等因素對(duì)異常準(zhǔn)確性的干擾，便于后期異常查證。

圖1 巴隆地區(qū)大地構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig.1 The tectonic diagram of Balong area

1 工作區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)概況

工作區(qū)位于柴達(dá)木盆地東南緣，東昆侖造山帶東段。大地構(gòu)造分區(qū)跨東昆中巖漿弧帶(Ⅰ11-1)、東昆中新元古代-早古生代縫合帶(KZS)和東昆侖南坡俯沖碰撞雜巖帶(KSPZ)(圖1)。地層分區(qū)跨秦祁昆地層大區(qū)的東昆侖地層區(qū)和南昆侖地層區(qū)，兩者以昆中斷裂作為分界。區(qū)域內(nèi)出露地層主要有古元古代長(zhǎng)城紀(jì)金水口群、中元古代小廟群以及中—新元古代萬(wàn)寶溝群火山巖組，其中金水口群地層巖性主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖；小廟組地層巖性主要為黑云母石英片巖；萬(wàn)寶溝群火山巖組地層巖性主要為灰綠色強(qiáng)蝕變玄武巖。區(qū)內(nèi)多期次、不同類型的巖漿巖廣泛發(fā)育，巖體出露面積占工區(qū)總面積的75%以上。巖性以中酸性的花崗閃長(zhǎng)巖、鉀長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖為主，加里東期是主要的巖漿活動(dòng)期。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為昆中斷裂帶，呈近東西向展布，近平行的北西向脆韌性剪切帶發(fā)育其中。北西向、北東向的次級(jí)斷裂也十分發(fā)育。

工作區(qū)處于伯喀里克—香日德印支期金、鉛、鋅、鐵、石墨(銅、稀有、稀土)成礦帶，已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)有鐵、銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉬、金、砷、銀、水晶、硅灰石等。印支期是該區(qū)域最重要的成礦期，區(qū)域內(nèi)典型礦床有五龍溝金礦(破碎蝕變巖型)、洪水河鐵礦(沉積變質(zhì)型)、清水河鐵礦(沉積變質(zhì)型)。

2 工作方法

2.1 樣點(diǎn)布設(shè)

在1∶25 000地形圖上按地形線勾繪出水系線，按照0.062 5 km2小格布設(shè)采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)主要布設(shè)在長(zhǎng)度大于200 m的水系溝口，對(duì)長(zhǎng)度大于350 m的在水系中間增加布設(shè)一個(gè)點(diǎn)。布點(diǎn)過(guò)程中結(jié)合水系分布形態(tài)、不同地理、地形及地貌特點(diǎn)，盡可能使每個(gè)小格內(nèi)都有樣點(diǎn)分布，不出現(xiàn)連續(xù)5個(gè)空白小格。

2.2 采樣方法和采樣介質(zhì)

采樣介質(zhì)以水系沉積物為主，選擇在現(xiàn)代活動(dòng)流水線上、沖洪積物成分復(fù)雜、大小顆?；祀s的部位采樣。為了提高每個(gè)采樣點(diǎn)上樣品的代表性及保證足夠的樣品質(zhì)量，在采樣點(diǎn)附近20 m范圍內(nèi)沿溝系或橫切河道多點(diǎn)(最少3點(diǎn))采集組合成樣。在野外用-10目～+60目不銹鋼篩初步過(guò)篩，截取所需粒級(jí)，質(zhì)量必須大于200 g。水系不發(fā)育地區(qū)在采樣點(diǎn)上游匯水域兩側(cè)山坡多點(diǎn)采集殘坡積物質(zhì)(巖屑)代替水系沉積物。

2.3 采樣粒級(jí)及采樣密度

水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量中最佳采樣粒級(jí)和采樣密度的確定至關(guān)重要[9-10]，直接關(guān)系到能否成功的得到地球化學(xué)異常。工作區(qū)位于東昆侖東段，地球化學(xué)景觀屬于干旱-半干旱高寒山區(qū)地球化學(xué)景觀區(qū)，進(jìn)一步可劃分為5個(gè)微景觀區(qū)，分別為干旱-半干旱荒漠區(qū)、殘山區(qū)、高寒淺切割山區(qū)、高寒中切割山區(qū)、高寒深切割山區(qū)。在工作區(qū)北部的干旱-半干旱荒漠區(qū)、殘山區(qū)、高寒淺切割山區(qū)存在風(fēng)成細(xì)粒物質(zhì)(風(fēng)成沙和黃土)的沉降。根據(jù)地球化學(xué)普查規(guī)范(1∶50 000)[11]以及在該區(qū)域以往工作經(jīng)驗(yàn)，確定采樣粒級(jí)為-10目～+60目。采用-10目～+60目截取粒級(jí)，既有效避開(kāi)風(fēng)成沙干擾，又能達(dá)到強(qiáng)化異常的目的。本次1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作平均采樣密度為16個(gè)點(diǎn)/km2～20個(gè)點(diǎn)/km2，對(duì)前人物化遙工作確定的成礦有利區(qū)加密至24個(gè)點(diǎn)/km2。

3 方法有效性探討

這里我們主要通過(guò)1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量方法在東昆侖巴隆地區(qū)取得找礦突破的成功案例：哈圖金礦點(diǎn)、合洛佳鉬礦點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)以及與常規(guī)異常查證方法(1∶50 000水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量、1∶25 000溝系巖屑地球化學(xué)測(cè)量、1∶10 000土壤地球化學(xué)測(cè)量)對(duì)比探討該方法的有效性。

3.1 新礦點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)

3.1.1 哈圖金礦點(diǎn)

哈圖金礦點(diǎn)位于工作區(qū)北部、巴隆鄉(xiāng)哈圖水庫(kù)以南約4 km處，屬柴達(dá)木南緣干旱-半干旱荒漠區(qū)、殘山區(qū)，風(fēng)成黃土覆蓋厚，有輕微的風(fēng)成砂干擾。1∶250 000、1∶50 000水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量?jī)H有輕微的金異常顯示，未開(kāi)展進(jìn)一步的查證工作。通過(guò)本次1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作圈定出Au(As-Sb-Pb-Ag)綜合異常，該異常特征如下(表1、圖2)：

1)異常區(qū)面積約2.38 km2，異常呈不規(guī)則橢圓狀北西向展布，異常長(zhǎng)軸與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。

2)異常組合元素以Au、As、Sb、Pb、Ag元素為主，具典型的中、低溫?zé)嵋撼傻V元素組合特征。

3)除Ag元素具二級(jí)濃度分帶外，其他元素均有三級(jí)濃度分帶并且襯度都很高，異常強(qiáng)度大。Au異常峰值為72.3×10-9，伴生元素As峰值為674×10-6。Au、As、Sb規(guī)模分別為8.81、8.53、5.32，Pb、Ag強(qiáng)度次之。

4)各元素空間展布上相互套合緊密，濃集中心顯著。異常區(qū)位于昆中構(gòu)造帶北側(cè)，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，區(qū)內(nèi)主要出露晚三疊世花崗閃長(zhǎng)巖，具有尋找構(gòu)造熱液型金多金屬礦床的可能。

圖2 哈圖綜合異常剖析圖Fig.2 Comprehensive anomaly analysis diagram of Hatu

元素樣品數(shù)異常下限最大值平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差面積襯度異常規(guī)模相對(duì)規(guī)模濃度分帶Au20372.319.414.51.366.488.8131.413As20306742561070.998.538.4530.133Sb20111.95.322.231.025.325.4319.353Pb22334641291061.253.924.9017.473Ag61204131981070.281.650.461.642

異常下限、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差的含量單位：Au、Ag：10-9，As、Sb、Pb：10-6；面積：km2；襯度=平均值/異常下限；異常規(guī)模(km2)=襯度×面積；相對(duì)規(guī)模：%。

圖3 合洛佳綜合異常剖析圖Fig.3 Comprehensive anomaly analysis diagram of Heluojia

通過(guò)地質(zhì)路線調(diào)查、巖石地球化學(xué)剖面測(cè)量及探槽揭露，在異常區(qū)內(nèi)圈出一條含金構(gòu)造破碎帶。破碎蝕變帶地表延伸長(zhǎng)為1 400 m，寬為5 m～30 m，呈北西向展布，傾向北東。帶內(nèi)原巖為花崗閃長(zhǎng)巖，具強(qiáng)烈糜棱巖化、褐鐵礦化、高嶺土化，輕微黃鐵礦化、鉀化。探槽化學(xué)樣分析Au含量為1.18×10-6～2.20 ×10-6，鉛含量最高為0.52%，初步圈出一條金鉛礦體。

3.1.2 合洛佳鉬礦點(diǎn)

合洛佳鉬礦點(diǎn)位于工作區(qū)南部高寒深切割山區(qū)，由于該區(qū)碎石流發(fā)育，水系沉積物的搬運(yùn)、匯聚受到較大影響，傳統(tǒng)的1∶250 000、1∶50 000水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量均無(wú)異常反映，該區(qū)域?qū)儆诋惓？瞻讌^(qū)。通過(guò)本次1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作圈定出Mo(Bi-W-Sn-Pb)綜合異常，該異常特征如下(表2、圖3)：

1)異常各元素面多呈橢圓形，沿北東方向串珠狀分布，異常長(zhǎng)軸延伸方向與區(qū)域主構(gòu)造線方向大體相同。

2)異常組合元素以Mo、Bi、W、Sn、Pb為主，其中Mo、Bi、Sn異常強(qiáng)度大，規(guī)模分別為2.25、2.22、3.83，W、Pb強(qiáng)度次之。異常元素組合反映中高溫元素組合的特點(diǎn)。

3)異常元素Mo、Bi、W具有三級(jí)濃度分帶，Sn、Pb具有二級(jí)濃度分帶，呈同心式組合，套合性好，異常濃集中心突出。主元素Mo平均值為3.55× 10-6，峰值為12.4×10-6。

4)異常范圍內(nèi)全部出露侵入巖體，異常區(qū)北部為中三疊世的似斑狀二長(zhǎng)花崗巖，南部出露晚三疊世正長(zhǎng)花崗巖，呈斷層接觸關(guān)系。斷裂帶走向北西向。

表2 合洛佳綜合異常特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)

異常下限、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差的含量單位：10-6；面積：km2；襯度=平均值/異常下限；異常規(guī)模(km2)=襯度×面積；相對(duì)規(guī)模：%。

后期在異常區(qū)濃集中心部位發(fā)現(xiàn)鉬礦化體。整體呈北西向展布，產(chǎn)于正長(zhǎng)花崗巖及石英脈中，含礦石英脈斷續(xù)出露，圍巖為肉紅色正長(zhǎng)花崗巖。礦化體寬6 m～8.9 m，長(zhǎng)度為400 m，局部石英脈發(fā)育，8.9 m范圍內(nèi)見(jiàn)13條石英脈，石英脈寬1 cm～15 cm，石英脈分為兩組呈網(wǎng)脈狀分布，近東西向的含有輝鉬礦、少量黃銅礦，輝鉬礦呈星點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀，局部較為富集，團(tuán)塊狀大小為0.5 cm～2.5 cm。黃銅礦呈星點(diǎn)狀不均勻分布，大小1 mm～2 mm。探槽化學(xué)樣中Mo含量為0.047%～0.19%。在西北端含礦石英脈數(shù)量變少，寬度變窄，處于溝底部的含礦石英脈數(shù)量增多，寬度變大，結(jié)合地形分析礦化呈上窄下寬特征，認(rèn)為礦化體剝蝕較淺。在礦化帶外圍尋找到鉀化帶及黃鐵礦化帶，有很大的尋找斑巖型鉬銅礦床的潛力。

3.2 與常規(guī)查證方法的對(duì)比

3.2.1 與1∶50 000水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量方法對(duì)比

1)1∶50 000水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量采樣密度一般為4個(gè)點(diǎn)/km2～8個(gè)點(diǎn)/km2，而1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量采樣點(diǎn)密度達(dá)到16個(gè)點(diǎn)/km2～20個(gè)點(diǎn)/km2，在成礦條件有利的區(qū)域甚至?xí)用艿?4個(gè)點(diǎn)/km2。這么高的采樣密度完全可以保證漏礦的概率接近零。由于采樣點(diǎn)密度非常大，異常源與樣點(diǎn)距離較小，通常異常源對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)表現(xiàn)為樣品含量非常高，從而對(duì)礦(化)體進(jìn)行精確定位。在哈圖中游和烏蘭達(dá)烏兩處異常區(qū)，通過(guò)異常高值點(diǎn)的精確定位，直接尋找到相應(yīng)的礦體。其中哈圖中游異常主元素為Au，異常特征組合為Pb、Ag、La、Sb、Zn。高值點(diǎn)Au含量為530×10-9，Pb含量為2 003×10-6。通過(guò)異常查證在高值點(diǎn)部位發(fā)現(xiàn)金鉛礦體，礦體長(zhǎng)約100 m，寬約1 m～2 m。探槽化學(xué)樣分析結(jié)果顯示：金品位為0.27×10-6～29.9×10-6；鉛品位為0.64%～11.2%；鋅品位為0.09%～4.35%；銀品位為4.46×10-6～58.5×10-6。烏蘭達(dá)烏異常主元素為Pb，伴生Sn、Sb、La、Mo、Cu、Zn等元素異常。主元素Pb異常面積為4.09 km2，有64個(gè)異常點(diǎn)，峰值3 940×10-6。在Pb峰值點(diǎn)部位發(fā)現(xiàn)鉛礦體。鉛礦體寬約0.5 m，斷續(xù)出露長(zhǎng)度為150 m，方鉛礦呈團(tuán)塊狀分布在含螢石石英脈內(nèi)。探槽化學(xué)樣分析結(jié)果顯示：鉛品位為0.2%～0.68%；鋅品位為0.15%～0.37%。

2)1∶50 000水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量采樣點(diǎn)一般布置在長(zhǎng)度大于500 m的一級(jí)水系中，而東昆侖東段靠近柴達(dá)木盆地南緣的較大面積屬干旱-半干旱荒漠區(qū)和殘山區(qū)，氣候干早，年降雨量小，水系不發(fā)育，多為干溝。季節(jié)性流水對(duì)碎屑物質(zhì)搬運(yùn)距離短，500 m的采樣距離有時(shí)候?qū)Ξ惓５姆从齿^差，加之風(fēng)成砂和風(fēng)成黃土對(duì)異常的稀釋作用，可能導(dǎo)致無(wú)異常顯示。在東昆侖主山脊區(qū)域，地形陡峭，切割強(qiáng)烈，碎石流發(fā)育，大塊度的碎石阻礙了水系沉積物的搬運(yùn)、匯聚，樣品代表性不強(qiáng)，也可能導(dǎo)致無(wú)異常顯示。1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量采用200 m甚至更小的采樣點(diǎn)距能有效解決上述問(wèn)題，哈圖金礦點(diǎn)和合洛佳鉬礦點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)是有利的證明。

對(duì)1∶250 000水系沉積物異常檢查中直接運(yùn)用1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量方法將比1∶50 000水系沉積物測(cè)量方法更有優(yōu)勢(shì)。

3.2.2 與1∶25 000溝系巖屑地球化學(xué)測(cè)量方法對(duì)比

以往開(kāi)展的1∶25 000溝系巖屑地球化學(xué)測(cè)量采用不規(guī)則格網(wǎng)，點(diǎn)距一般為80 m～100 m，樣品點(diǎn)密度一般為45個(gè)點(diǎn)/km2左右[8,12]，采樣介質(zhì)為巖屑和2 mm～20 mm粗粒級(jí)的巖石碎塊，而1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量采用0.062 5 km2小格劃分規(guī)則格網(wǎng)，在地形圖上先勾繪出水系后，嚴(yán)格按照布點(diǎn)規(guī)則布置采樣點(diǎn)，使采樣點(diǎn)的數(shù)量和分布更科學(xué)合理，保證了對(duì)區(qū)域匯水域面積的全面控制。采樣介質(zhì)則以水系沉積物為主，巖屑物質(zhì)為輔，樣品具有更好的流域代表性。

3.2.3 與1∶10 000土壤地球化學(xué)測(cè)量方法對(duì)比

受自然地理、氣候等因素的影響，東昆侖東段北部區(qū)域?yàn)楦珊?半干旱荒漠區(qū)和殘山區(qū)，風(fēng)積物(風(fēng)成砂、風(fēng)成黃土)覆蓋厚度大，局部地方達(dá)到3 m。南部的高寒山區(qū)則基巖裸露，土壤極不發(fā)育。加之山高坡陡，巖石切割強(qiáng)烈，許多地方陡坎較多，1∶10 000土壤地球化學(xué)測(cè)量嚴(yán)格按100 m ×40 m的規(guī)則格網(wǎng)采樣，人力根本無(wú)法通行。因此區(qū)域內(nèi)絕大部分地區(qū)根本無(wú)法開(kāi)展1∶10 000面積性土壤測(cè)量，對(duì)異常的查證不利。1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量采用規(guī)則格網(wǎng)沿溝系布樣，不僅對(duì)異常能進(jìn)行控制，而且在東昆侖地區(qū)更加具有可操作性。

4 結(jié)論

1)在東昆侖巴隆地區(qū)開(kāi)展1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作，從初步取得的成果表明該方法找礦效果突出，能有效克服東昆侖地區(qū)北部水系不發(fā)育、風(fēng)成物干擾嚴(yán)重，南部高山區(qū)碎石流發(fā)育，影響水系沉積物匯聚等因素對(duì)找礦的干擾。該方法應(yīng)用于東昆侖地區(qū)的找礦工作是切實(shí)可行的。

2)鑒于東昆侖地區(qū)特殊的自然景觀環(huán)境，1∶25 000溝系沉積物地球化學(xué)測(cè)量方法相對(duì)1∶50 000水系沉積物測(cè)量、1∶25 000溝系巖屑地球化學(xué)測(cè)量以及1∶10 000土壤地球化學(xué)測(cè)量等查證方法適用性、可操作性更強(qiáng)，優(yōu)勢(shì)明顯。能實(shí)現(xiàn)礦體的精確定位，對(duì)東昆侖的地質(zhì)找礦工作具有借鑒意義。