內(nèi)蒙古阿拉善盟亂石山北一帶土壤地球化學(xué)特征及找礦效果

趙志成 金鼎國(guó) 楊志勇 李注蒼

摘要：亂石山北一帶位于阿木烏蘇—鷹咀紅山—老硐溝金、鎢、銻成礦帶（Ⅳ級(jí)）上。為快速準(zhǔn)確開(kāi)展礦產(chǎn)調(diào)查，通過(guò)1∶5萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量，對(duì)土壤地球化學(xué)特征進(jìn)行了初步分析，選擇具有元素組合復(fù)雜、異常強(qiáng)度高、面積及規(guī)模較大等特征的綜合異常，采用踏勘檢查、1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量、槽探工程等多種查證手段找尋礦化線索，在AP2土壤綜合異常區(qū)發(fā)現(xiàn)Ag、Sb、Pb、Au、As富集強(qiáng)度高，在AP4土壤綜合異常區(qū)尋找到1條銀砷銻礦化體。結(jié)合成礦地質(zhì)條件，認(rèn)為該區(qū)找礦前景很好，是尋找中低溫?zé)嵋盒徒疸y砷銻多金屬礦的有利地區(qū)。

關(guān)鍵詞：土壤地球化學(xué)特征;異常查證;金銀砷銻多金屬礦;亂石山北一帶;阿拉善盟

中圖分類(lèi)號(hào)：TD15 P632文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-1277（2021）05-0006-07?? doi：10.11792/hj20210502

引 言

亂石山北一帶地處甘蒙交界，行政區(qū)劃隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟，位于阿木烏蘇—鷹咀紅山—老硐溝金、鎢、銻成礦帶（Ⅳ級(jí)）上[1]。該區(qū)在漫長(zhǎng)的地質(zhì)發(fā)展過(guò)程中，經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造變動(dòng)和巖漿活動(dòng)，為成礦提供了有利的地質(zhì)條件，形成了許多重要的鐵、銅、鎳、鎢、鉬、鉛、鋅等內(nèi)生礦產(chǎn)[2]，同時(shí)蘊(yùn)藏著豐富的螢石、煤及白云石、石灰石等非金屬礦產(chǎn)。

對(duì)亂石山北、五道明、月牙山、鳳凰山四幅開(kāi)展1∶5萬(wàn)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查過(guò)程中，通過(guò)1∶5萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量對(duì)1∶20萬(wàn)化探異常進(jìn)行濃縮，達(dá)到圈定找礦靶區(qū)的目的[3]。在對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行初步分析的基礎(chǔ)上，選擇具有元素組合復(fù)雜、異常強(qiáng)度高、面積和規(guī)模較大等特征的綜合異常，采用踏勘檢查、1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量、地表槽探工程驗(yàn)證等勘查方法找尋礦化線索，以期為區(qū)域找礦提供借鑒。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置為晚古生代陸內(nèi)裂谷帶（見(jiàn)圖1-A）。研究區(qū)出露地層以古生界和新生界為主，元古界次之（見(jiàn)圖1-B）。北山巖群（Pt1B）為一套片巖夾大理巖、變粒巖等變質(zhì)巖建造;古硐井群（ChG）為一套淺海相碎屑巖建造;平頭山組（Jxp）為一套淺海相碳酸鹽巖建造;公婆泉組（S2-3g）為一套中基性火山巖夾碎屑巖建造;紅柳園組（C1h）為一套陸盆相中酸性火山巖夾碎屑巖建造;干泉組（C2g）為一套海相中酸性火山巖夾碎屑巖建造;雙堡塘組（P1sh）為一套濱海-淺海相的碎屑巖、碳酸鹽巖建造;龍鳳山組（J2l）為一套濱湖相碎屑巖建造;赤金堡組（K1ch）為一套河-湖相碎屑巖建造;苦泉組（N2k）為一套河流相碎屑巖建造;第四系廣布于研究區(qū)北部。

研究區(qū)巖漿巖分布廣泛，規(guī)模大小不一，巖性復(fù)雜，空間上各期次巖體長(zhǎng)軸方向與區(qū)域構(gòu)造線一致，形態(tài)多樣，受斷裂控制明顯，發(fā)育志留紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖巖基，石炭紀(jì)—二疊紀(jì)中酸性巖巖株，三疊紀(jì)中酸性巖巖基、巖株，白堊紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖巖株等。

研究區(qū)位于塔里木板塊北緣早古生界大陸邊緣拼貼帶，由于蒙古弧形構(gòu)造帶長(zhǎng)期向南擠壓，古生界等地層發(fā)生強(qiáng)烈擠壓變形[4-5]，致使褶皺及斷裂發(fā)育，構(gòu)造線總體走向?yàn)楸蔽魑飨颉?/p>

2 土壤地球化學(xué)特征

2.1 樣品采集與測(cè)試

2013年，采用溝系法對(duì)研究區(qū)開(kāi)展了1∶5萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量，采集樣品8 394件，平均采樣密度7.04點(diǎn)/km2。樣品為采自B層或C層中的細(xì)粒級(jí)物質(zhì)，深度5～90 cm，在采樣點(diǎn)50 m范圍內(nèi)采集3～5件樣品，并合成1件樣品;樣品嚴(yán)格按照干燥—揉碎—過(guò)篩（-4目至+20目）—混勻（對(duì)角線折疊法混勻）—稱(chēng)量（≥150 g）—裝袋—裝箱的工序防止樣品相互污染。對(duì)樣品中的18種元素進(jìn)行測(cè)試，包括Au、Ag、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Co、W、Mo、Sn、Bi、Nb、Ta、Cr、Ti、Ni。

2.2 元素含量特征

富集系數(shù)和變化系數(shù)可以衡量土壤中元素分布的富集程度和均勻程度。一般來(lái)說(shuō)，富集系數(shù)大于1.2時(shí)，反映富集;為0.7～1.2時(shí)，反映無(wú)明顯富集與貧化;小于0.7時(shí)，反映貧化[6]。變異系數(shù)反映數(shù)據(jù)的集中和分散程度，便于對(duì)不同元素含量變化特征進(jìn)行對(duì)比。變異系數(shù)大于1時(shí)，表明元素在某一地區(qū)或某種地質(zhì)體中的分布、分配不均勻，離散程度大，分異性強(qiáng)，易于活化遷移形成礦（化）體或強(qiáng)異常，為成礦元素、伴生元素或指示元素，找礦意義大;變異系數(shù)小于1時(shí)則相反[7]。

研究區(qū)元素參數(shù)特征見(jiàn)表1。

由表1可知：Au、As、Sb、Hg、Cu、Zn、Ni、Cr、Co、Ti、Sn、Ag、Mo、W元素富集系數(shù)較大，Au、As、Sb、Hg、Pb、Ni、Cr、Ag、Mo、W、Bi元素變異系數(shù)較大，表明Au、As、Sb、Hg、Pb、Ni、Cr、Ag、Mo、W元素分布不均勻，局部可能富集成礦。

2.3 元素相關(guān)關(guān)系

2.3.1 聚類(lèi)分析

對(duì)研究區(qū)原始數(shù)據(jù)取對(duì)數(shù)后進(jìn)行R型聚類(lèi)分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。按相關(guān)系數(shù)（γ）為0.10，將所有元素分為兩大簇。其中，第一簇包括絕大多數(shù)元素，反映地質(zhì)環(huán)境與成礦作用。當(dāng)γ=0.12時(shí)，可分為2個(gè)亞簇。第一亞簇：當(dāng)γ=0.82時(shí)，Ni、Cr、Co、Ti元素相關(guān)性好，是一套中溫元素組合，反映基性火山巖中富集親鐵元素;當(dāng)γ=0.53時(shí)，該元素組合增加了Cu、Zn元素，說(shuō)明Cu、Zn元素在基性火山巖中有較好的成礦地質(zhì)背景;當(dāng)γ=0.21時(shí)，該元素組合增加了Sn、Bi、W、Nb、Ta元素，是一組高溫元素組合，該組合首先反映了Nb、Ta元素與酸性火成巖的關(guān)系密切，其次反映了Sn、Bi元素在酸性侵入巖中的高背景特征，而W元素的加入說(shuō)明其在酸性侵入巖中豐度高，但更重要的是后期地質(zhì)作用使其產(chǎn)生再次富集。第二亞簇：該亞簇包含了研究區(qū)最主要的成礦元素，是一套中低溫元素組合，包括Au、As、Ag、Pb、Sb元素，其中As、Ag、Pb元素相關(guān)性好（γ≥0.82）;該亞簇總體反映了研究區(qū)中低溫構(gòu)造熱液發(fā)育，但含Au熱液的帶入可能存在多期次、多地域，局部As、Ag、Pb、Sb元素可以作為尋找Au的指示元素。

2.3.2 因子分析

成礦元素的旋轉(zhuǎn)因子分析結(jié)構(gòu)與特征值見(jiàn)表2。研究區(qū)成礦元素復(fù)雜，當(dāng)取8個(gè)主因子時(shí)所有變量的主因子載荷才明顯集中，特征值累積貢獻(xiàn)率84.04 %。

由表2可知：F1、F3、F4因子是反映地質(zhì)環(huán)境的主要因子，F(xiàn)1因子正載荷與基性巖呈正相關(guān)，負(fù)載荷高值較少，多分布于第四系砂礫石區(qū);F3、F4因子正載荷與酸性巖漿巖正相關(guān)，主要分布在月牙山一帶干泉組流紋巖及小高峰、北臥虎山一帶二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖中。F1因子特征值最大，代表了研究區(qū)主要地質(zhì)環(huán)境，F(xiàn)3、F4因子特征值相對(duì)較小，是反映地質(zhì)背景的次要因子。

F2、F5、F6、F7、F8因子反映研究區(qū)構(gòu)造熱液活動(dòng)引起礦化。其中，F(xiàn)2因子特征值相對(duì)最大，由As、Sb、Pb、Ag元素組成，是反映中低溫?zé)嵋鹤饔玫闹饕蜃?。F5因子代表Hg元素，為低溫元素，Sb元素具有低載荷特征（載荷量0.22），反映可能存在隱伏斷裂。F6因子反映Mo元素異常主要由后期次生富集作用形成，可能主要與次級(jí)裂隙中熱液活動(dòng)有關(guān)。F7因子由Au元素組成，為獨(dú)立因子，R型聚類(lèi)分析顯示Au與As、Sb、Pb、Ag元素具有弱相關(guān)性;在地球化學(xué)圖上，Au與As、Sb、Pb、Ag元素異常局部套合，主要差異區(qū)域?yàn)樾律貙?，同時(shí)也說(shuō)明研究區(qū)Au元素地球化學(xué)背景值受外來(lái)物質(zhì)影響較為明顯。F8因子由W元素組成，為獨(dú)立因子，R型聚類(lèi)分析顯示W(wǎng)與Sn、Bi元素具有弱相關(guān)性，其分布特征一方面顯示了花崗質(zhì)巖石具有高地球化學(xué)背景值特征，另一方面反映后期構(gòu)造熱液對(duì)其富集有更為強(qiáng)烈的影響，說(shuō)明W元素在研究區(qū)相對(duì)Sn、Bi元素更有富集成礦的趨勢(shì)。

2.4 元素分布特征

從空間分布上看，研究區(qū)南段（即阿木烏蘇—黑石山以南異常帶）主要富集Sb、Ag、Au、As、Hg、Pb、Cu、Co、Ni、Cr、Ti等元素異常，東段（即臥虎山—多頭山異常帶）主要富集Au、As、Sb、Hg、W、Sn、Mo、Bi等元素異常，北段（亂石山北—五道明一帶荒漠區(qū)異常帶）主要富集Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag等元素異常，具有明顯的分區(qū)性。

2.5 綜合異常特征

通過(guò)1∶5萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量，在研究區(qū)圈定了綜合異常24處（AS1～24），選取15處進(jìn)行異常查證，取得了較好的找礦線索?，F(xiàn)以綜合異常AS24（阿木烏蘇南綜合異常）為例進(jìn)行論述。

綜合異常AS24位于亂石山北幅阿木烏蘇南部，地理坐標(biāo)為E99°10′31″～99°12′09″，N40°50′00″～40°51′26″，異常形態(tài)不規(guī)則。該綜合異常南北長(zhǎng)2.6 km，東西寬2.3 km，面積4.2 km2，出露地層為北山群，巖性主要為一套變質(zhì)巖建造;侵入巖有灰色片麻狀花崗閃長(zhǎng)巖、肉紅色花崗質(zhì)糜棱巖、輝長(zhǎng)巖，以及輝綠巖脈、正長(zhǎng)花崗巖脈;斷裂發(fā)育，由北向南分別為F1、F2、F3斷裂。其中，F(xiàn)1斷裂為北山群一巖段和二巖段的分界斷裂，斷裂內(nèi)有多條石英脈沿構(gòu)造線方向產(chǎn)出，走向上石英脈彎曲，傾向上延深不穩(wěn)定。大理巖具揉皺現(xiàn)象。F2斷裂為北山群二巖段和三巖段的分界斷裂，其形成的斷裂破碎帶寬約40 m，斷裂破碎帶內(nèi)有6條石英脈沿構(gòu)造線方向產(chǎn)出，走向上石英脈斷續(xù)出現(xiàn)，發(fā)育角礫巖，具不均勻的褐鐵礦化。F3斷裂為北山群三巖段與志留紀(jì)片麻狀花崗閃長(zhǎng)巖的分界斷裂，其形成的斷裂破碎帶寬約20 m，斷裂破碎帶以由綠泥石英片巖破碎形成的角礫巖為主，具有揉皺現(xiàn)象。

該綜合異常元素組合為Au-Ag-As-Sb-Pb-W-Sn-Nb-Cr-Ti（見(jiàn)表3、圖3），主要元素為Au、Ag、As、Sb、Pb，具有三級(jí)濃度分帶，異常元素從低溫元素到高溫元素均有出現(xiàn)，異常強(qiáng)度高、規(guī)模大，主要由Au36、Ag22、As32、Sb29、Pb18等單元素異常組成，異常套合較好。Au36異常面積0.39 km2，極大值79.00×10-9;Ag22異常面積1.76 km2，極大值10 000.00×10-9;As32異常面積2.05 km2，極大值4 921.60×10-6;Sb29異常面積2.39 km2，極大值1 454.40×10-6;Pb18異常面積1.19 km2，極大值2 410.00×10-6。

3 異常查證及找礦效果

針對(duì)AS24綜合異常進(jìn)行了異常查證。異常查證工作先后經(jīng)過(guò)了踏勘檢查、1∶1萬(wàn)地質(zhì)草測(cè)、1∶1萬(wàn)土壤測(cè)量、1∶1萬(wàn)激電中梯測(cè)量、1∶1萬(wàn)高精度磁測(cè)、踏勘檢查、槽探工程、綜合研究、踏勘檢查、采樣線刻槽取樣等。

1∶1萬(wàn)土壤測(cè)量共圈出Au元素異常8處、Ag元素異常6處、As元素異常6處、Sb元素異常8處、Mo元素異常7處、W元素異常4處、Pb元素異常2處、Zn元素異常2處、Cr元素異常4處、Ni元素異常4處、Ti元素異常3處、Nb元素異常2處。結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)特征及區(qū)域成礦特征，共圈出6處土壤綜合異常，認(rèn)為其中 2處具有較好的找礦潛力，即土壤綜合異常AP2、AP4。

3.1 AP2土壤綜合異常特征及找礦效果

土壤綜合異常AP2元素組合為Au-Ag-As-Sb（見(jiàn)表4）。Sb元素異常具有外、中、內(nèi)帶，Au、Ag、As元素異常具外、中帶。Au平均值5.04×10-9，極大值8.33×10-9，襯度2.10;Ag平均值193.50×10-9，極大值300.00×10-9，襯度1.78;As平均值619.00×10-6，極大值619.00×10-6，襯度3.31;Sb平均值33.66×10-6，極大值153.00×10-6，襯度3.06。Au、As、Sb元素異常套合好，與Ag元素異常局部套合。該土壤綜合異常賦存于北山群一巖段與二巖段的接觸帶，且有斷裂通過(guò)。因此，土壤綜合異常AP2具有較好的成礦潛力。

對(duì)該土壤綜合異常區(qū)進(jìn)行了踏勘檢查，發(fā)現(xiàn)銻礦化、孔雀石礦化破碎帶1條。通過(guò)采樣線控制礦（化）體1條，長(zhǎng)度大于100 m，寬度4 m。對(duì)該位置的刻槽樣品進(jìn)行化學(xué)分析驗(yàn)證，結(jié)果見(jiàn)表5。結(jié)果表明，Ag、Sb、Pb、Au、As元素富集強(qiáng)度高，分別達(dá)到邊界品位或工業(yè)品位。

3.2 AP4土壤綜合異常特征及找礦效果

土壤綜合異常AP4元素組合為Au-Ag-As-Sb-Mo-W（見(jiàn)表6）。Mo元素異常具有外、中帶，其余各元素異常均具外、中、內(nèi)帶。Au平均值8.27×10-9，極大值43.40×10-9，襯度3.45;Ag平均值483.85×10-9，極大值2 450.00×10-9，襯度4.44;As平均值3 175.00×10-6，極大值11 360.00×10-6，襯度16.98;Sb平均值106.68×10-6，極大值575.00×10-6，襯度9.70;Mo平均值2.58×10-6，極大值3.90×10-6，襯度1.72;W平均值10.19×10-6，極大值63.60×10-6，襯度5.09。各元素異常套合好，Au、Ag、As、Sb、W元素異常強(qiáng)度及襯度、規(guī)模均較大。該土壤綜合異常北側(cè)大部分賦存于北山群片巖中，南側(cè)位于花崗質(zhì)糜棱巖中。結(jié)合元素組合特征及成礦地質(zhì)條件，認(rèn)為Au、Ag、As、Sb元素成礦潛力好。

對(duì)該土壤綜合異常區(qū)進(jìn)行了踏勘檢查，發(fā)現(xiàn)了1條褐鐵礦化、硅化蝕變破碎帶，施工探槽5條。刻槽樣品化學(xué)分析結(jié)果顯示，Au元素?zé)o富集特征，Ag、As、Sb元素有礦化顯示。其中，Ag最高品位12.20×10-6，As最高品位1.18 %，Sb最高品位0.17 %。

1∶5萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量結(jié)果顯示，研究區(qū)異常強(qiáng)度高、規(guī)模大。1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量查證結(jié)果重現(xiàn)性好，異常強(qiáng)度、規(guī)模及元素組合與1∶5萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量結(jié)果基本一致。經(jīng)踏勘，認(rèn)為研究區(qū)成礦地質(zhì)條件很好，土壤異常整體位于糜棱巖化帶內(nèi)，破碎蝕變帶及次級(jí)斷裂較多，侵入體及后期巖脈極為發(fā)育，含礦熱液來(lái)源、運(yùn)移、富集沉淀?xiàng)l件均較為有利。因此，研究區(qū)進(jìn)一步工作發(fā)現(xiàn)新礦體的潛力大，同時(shí)對(duì)已發(fā)現(xiàn)的Au、Ag等多金屬礦（化）體加大勘查力度，有望擴(kuò)大礦體規(guī)模。

4 結(jié) 論

1）研究區(qū)Au、As、Sb、Hg、Pb、Ni、Cr、Ag、Mo、W等元素富集系數(shù)、變異系數(shù)較大，是成礦的主要元素，成礦可能性很大。

2）聚類(lèi)分析和因子分析顯示，Au、As、Sb、Pb、Ag是研究區(qū)最主要的中低溫?zé)嵋旱V化元素，載荷元素高值區(qū)域時(shí)空分布上與斷裂、侵入巖及其圍巖接觸帶關(guān)系密切。

3）經(jīng)1∶1萬(wàn)土壤測(cè)量及踏勘查證，在土壤綜合異常AP2與AP4內(nèi)發(fā)現(xiàn)Ag、Sb、Pb、Au、As等元素富集強(qiáng)度高，分別達(dá)到工業(yè)品位或邊界品位。其中，土壤綜合異常AP4內(nèi)發(fā)現(xiàn)1條銀砷銻礦化體。結(jié)合成礦地質(zhì)條件分析，認(rèn)為研究區(qū)找礦前景很好，是尋找中低溫?zé)嵋盒徒疸y砷銻多金屬礦的有利地區(qū)。對(duì)該區(qū)繼續(xù)開(kāi)展工作，有望獲得突破性進(jìn)展。

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Soil geochemical characteristics and prospecting effect

in northern Luanshishan area，Alxa League，Inner Mongolia

Zhao Zhicheng，Jin Dingguo，Yang Zhiyong，Li Zhucang

（The Third Geology and Minerals Exploration，Gansu Provincial Bureau of Geology and Minerals Exploration and Development）

Abstract：The northern Luanshishan area is located on Amuwusu-Yingzuihongshan-Laodonggou gold-tungsten-antimony metallogenic belt（Grade Ⅳ）.In order to carry out mineral survey quickly and accurately，the soil geochemical characteristics were preliminarily analyzed through 1∶50 000 soil geochemical survey.The comprehensive anomaly area with complex element combination，high anomaly intensity，large area and large scale was selected to trace the mineralization clues by means of reconnaissance inspection，1∶10 000 soil geochemical survey and trenching engineering，the enrichment intensity of Ag，Sb，Pb，Au and As was found high in AP2 soil comprehensive anomaly area，and a silver-arsenic-antimony mineralized body was found in AP4 soil comprehensive anomaly area.Based on the analysis of metallogenic geological conditions，it is considered that this area has good prospecting potentials，and is a favorable area for finding medium low temperature hydrothermal gold-silver-arsenic-antimony polymetallic deposits.

Keywords：soil geochemical characteristics;anomaly verification;gold-silver-arsenic-antimony polymetallic deposit;northern Luanshishan;Alxa League

收稿日期：2020-11-02; 修回日期：2021-03-06

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)勘查基金（NMKD2013-32）

作者簡(jiǎn)介：趙志成（1973—），男，甘肅涇川人，高級(jí)工程師，從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與固體礦產(chǎn)勘查工作;蘭州市七里河區(qū)蘭工坪路121號(hào)，甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，730050;E-mail：476216244@qq.com