引用本文
陈力子, 刘满年, 魏立勇, 杨高学, 魏立勇, 孙彪. 秦昆结合部塔秀—曲什安地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿方向[J]. 物探与化探, 2015,39(5): 897-903.
CHEN Li-Zi, LIU Man-Nian, YANG Shuan-Hai, YANG Gao-Xue, WEI Li-Yong, SUN Biao. Geochemical characteristics of stream sediments and ore-prospecting orientation in Taxiu-Qushi'an area at the junction of Qinling and Kunlun[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2015,39(5): 897-903.
Doi:10.11720/wtyht.2015.5.04  
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秦昆结合部塔秀—曲什安地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿方向
陈力子1, 刘满年1, 魏立勇1, 杨高学2, 魏立勇1, 孙彪1
1. 武警黄金第五支队,陕西 西安 710100
2. 长安大学 地球科学与资源学院,陕西 西安 710054

作者简介: 陈力子(1973-),男,高级工程师,1996年毕业于长春地质学院,长期从事地球化学找矿工作。E-mail:83145089@qq.com

收稿日期: 2014-12-15
基金: 中国地质调查局项目“西北华北重点地区地质矿产调查评价” （1212011220660）
摘要

通过开展塔秀等4图幅1∶5万水系沉积物测量工作,在塔秀—曲什安地区获得了较丰富的区域地球化学测量成果。利用数理统计和浓幅分位对17种元素进行了数理分析,通过簇群分析和因子分析讨论了各元素在空间上的分布特征和组合关系。根据异常分布和元素成矿特征优选出了4处成矿远景区,其中玛日当沟—阿尔干龙洼成矿远景区为寻找W、Au矿的有利地区,牧羊沟—托头岗成矿远景区为寻找Au矿的有利部位。

关键词: 水系沉积物测量; 地球化学特征; 成矿远景区; 异常查证; 塔秀—; 曲什安; 青海
中图分类号:P632 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2015)05-0897-07 doi: 10.11720/wtyht.2015.5.04
Geochemical characteristics of stream sediments and ore-prospecting orientation in Taxiu-Qushi'an area at the junction of Qinling and Kunlun
CHEN Li-Zi1, LIU Man-Nian1, YANG Shuan-Hai1, YANG Gao-Xue2, WEI Li-Yong1, SUN Biao1
1.No.5 Gold Geological Party of CAPF,Xi'an 710100,China;
2.School of Earth Science and Resources,Chang'an University,Xi'an 710054,China;
Abstract

The study of the geochemical characteristics of Taxiu-Qushi'an area was based on the 1∶50 000 stream sediment survey. The authors obtained plentiful regional geochemical survey data. Through mathematical statistics and concentration distribution, the authors carried out mathematical analysis of 17 elements and also discussed spatial distribution and composition relationship of elements by cluster and factor analysis. According to abnormal distribution and elements mineralization characteristics, the authors chose 4 mineralization prospective areas through optimization and, on such a basis, suggested that the Maridang-Aerganlongwa prospective area is the favorable area in search for W and Au, and the Muyanggou-Tuotougang prospective area is the favorable area in search for Au.

Keyword: stream sediment survey; geochemical characteristics; prospective area; anomaly verification; Taxiu-Qushi'an; Qinghai

针对当前地表找矿难度越来越大, 地表基岩露头少, 土壤极不发育的情况, 水系沉积物地球化学测量方法在高寒丘陵、高山峻岭地区寻找有色金属矿产方面发挥了越来越重要的作用[1, 2]。秦昆结合部塔秀— 曲什安地区地处青海省东部, 秦岭造山带西缘与东昆仑造山带东部衔接部位之青海南山微造山带[3], 属于青藏高原草原亚带。通过1∶ 5万水系沉积物地球化学测量工作, 迅速缩小了异常区范围, 圈定了若干有利的成矿远景区, 为部署进一步找矿工作及区域、矿区成矿规律研究提供了重要基础依据[4, 5, 6, 7]。

针对当前地表找矿难度越来越大, 地表基岩露头少, 土壤极不发育的情况, 水系沉积物地球化学测量方法在高寒丘陵、高山峻岭地区寻找有色金属矿产方面发挥了越来越重要的作用[1, 2]。秦昆结合部塔秀— 曲什安地区地处青海省东部, 秦岭造山带西缘与东昆仑造山带东部衔接部位之青海南山微造山带[3], 属于青藏高原草原亚带。通过1∶ 5万水系沉积物地球化学测量工作, 迅速缩小了异常区范围, 圈定了若干有利的成矿远景区, 为部署进一步找矿工作及区域、矿区成矿规律研究提供了重要基础依据[4, 5, 6, 7]。

1 地质背景

调查区位于西秦岭造山带与东昆仑造山带衔接部位之青海南山造山带内(图1a), 夹持于柴达木地块与若尔盖地块之间的大陆碰撞造山带, 经历了不同体制、不同类型的多期造山作用, 构成多阶段、多样式独特而复杂的复合性大陆造山带, 地质构造极为复杂[8, 9]。

图1 塔秀— 曲什安测区大地构造位置(a)及地质简图(b)(据文献[11]修改)

1.1 地质概况

调查区出露地层以中生界三叠系为主(图1b), 为一套复理石沉积, 南华系塔洞片岩、上古生界二叠系甘家组、下侏罗统羊曲组、新近系临夏组零星出露, 第四系广泛分布于山前台地及河谷地带。调查区侵入岩较发育, 以印支期花岗闪长岩为主, 多呈岩株状, 规模较小, 主要有塔洞埃达克质花岗闪长岩、曲如沟花岗闪长岩、然果儿岗花岗闪长岩以及卡力岗闪长玢岩。脉岩以花岗斑岩为主。测区内断裂构造就目前野外调查共发现有五组, 分别为近东西向、北西向、北北西向、近南北向及北东向等, 其中以近东西向与北西向断裂为主, 且北西向加吾— 吉合瓦尔岗断层与区内成矿关系最为密切[10]。

1.2 野外样品采集及分析方法

在全国Ⅰ 级景观区分布图上, 测区属于湿润半湿润高寒山区地球化学景观区。测区内地形起伏较大, 主要由中高山组成, 海拔一般在2 600~4 300 m, 最高4 554 m。区内基岩裸露(局部地段为灌木林覆盖), 水系发育。水系沉积物以附近基岩风化物(岩石碎屑)为主, 一级水系及分支水系的沉积物质完全能够代表其所在汇水盆地基岩的总体情况, 适合开展水系沉积物测量工作。本项目确定水系沉积物测量采样粒级为-10~+60目, 采样密度4.7个点/km2。样品分析工作由武警黄金第五支队实验室承担, 各元素分析方法和分析质量良好, 其中Au的分析方法为P-GF-AAS, 内检合格率为100%; 其他元素分析方法分别为OES、HG-AFS、CV-AFS、ICP-OES、ICP-MS, 内检合格率均大于98.7%。

2 地球化学特征及其分布规律
2.1 丰度特征

比较青海海南州塔秀— 曲什安地区与全省、1∶ 50 万同德幅元素丰度(表1), 可以看出:测区除Ag、Mn略低于全省丰度值外, 其他元素均高于全省丰度值, 尤其是Au、As、Hg、Sb高于全省丰度值1.5倍以上, 说明测区上述元素在本区成矿的可能性大。与1∶ 50万同德幅地球化学资料相比较, 丰度值较低的Ag在本区仍有异常存在, 说明Ag异化明显, 局部富集成矿的可能性也较大; 其他元素的丰度值都不同程度的高于1∶ 50万同德幅的元素丰度, 尤其是Hg、Sb、As, 丰度值显著高于区域背景, 在构造有利的情况下, 形成多金属矿的可能性较大。

表1 塔秀— 曲什安测区元素丰度值
2.2 元素富集与离散特征

用全区元素数据的变异系数来了解成矿的可能性, 以区内各元素原始数据的变异系数(CV1)和背景数据的变异系数(CV2)分别反映两类数据的离散程度, 以CV1/CV2反映背景拟合处理时离散值的削平程度。利用CV1和CV1/CV2制作变异系数图解(图2), 从变异系数解释图中可以得出:W在本区异军突起, 特高值点大都出现于加吾金矿区内, 原始数据的变异系数达到10以上, 原始数据与剔除高值后的变异系数比达到了40以上。这种分布极不均匀且大幅度起伏的数据结构在本区出现, 于成矿特别有利。从地球化学角度可以确定, 在加吾金矿中除了已有的金、锑矿以外, 极有可能新发现钨的矿化体。

图2 塔秀— 曲什安塔秀— 曲什安测区变异系数解释

Au、Ag、As、Sb的高强数据多, 变异系数大, 都在1.5以上, 最高达到2.5, 成矿的可能性也较大, 且大多数异常点已得到了证实, 测区内已发现加吾金矿[14, 15, 16]、显龙沟金锑矿点[17]、牧羊沟金矿等。Au、Ag、As、Sb原始数据与剔除高值后的数据, 其变异系数比值都达到3.0以上, 说明这4种元素高值点都比较多, 有利于成矿。

相对于前面几种元素, 测区内Hg、Sn、Bi、Pb的的原始数据变异系数较低, 单独成矿的可能性较低。但是其CV1/CV2值在1.5~4之间, 说明被剔除的高值点比较多, 局部富集的可能性较大。

Mn、Mo、Cu、Cr、Zn、V、Ba、Fe2O3等在测区中的CV1和CV1/CV2值都比较低, 在本区成矿的可能性极低, 区内也未发现以上元素成矿的直接证据。

剔除平均值加(减)3倍标准离差以外的数据, 结合浓幅分位含量作出浓幅分位关系图(图3), 图中纵坐标N为剔除的高值点数据量, 横坐标1/m为浓幅分位[18, 19]。从图中可以看出:剔除数据量在400以上的元素有Au、As、Hg、Sb、Ag、W等, 结合浓幅分位来看, 除了Hg以外, 其他元素浓幅分位值大都达到了1/2以上, 其中W最高含量达到了1 891× 10-6, 接近工业品位, 成矿的可能性极高。Au、As、

图3 塔秀— 曲什安测区塔秀— 曲什安测区浓幅分位关系

Sb、Ag浓幅分位关系与全区变异系数图解中所示情况非常接近, 一是剔除的高含量点非常多, 二是浓幅分位都在1/8~1/2附近, 说明成矿的可能性较大, 区内发现的一系列以金为主的多金属矿床或矿化点即为例证。其他元素如Pb、Zn、Sn等虽然剔除的数量不多, 但浓幅分位也都在1/2左右, 说明其局部矿化的可能性也存在, 测区内发现的方铅矿化及闪锌矿化就是最有力的证据。

2.3 元素在不同地层单元中的特征值

以各元素在不同地质单元的统计特征来讨论其在地质单元中的分布规律, 同时探讨可能与地质成矿有关的地球化学现象。从全区不同地质单元汇水域内水系沉积物中各元素的统计特征值可以看出(表2), 古浪堤组第二岩性段(T2g2)中找矿潜力指数较高的元素是As、Hg、Ag等; 隆务组第三岩性段(T1-2l3)中找矿潜力指数较高且可能成矿的元素是Sb、Au、As、Ag等, 第二岩性段(T1-2l2)中找矿潜力指数较高且已发现了成矿证据的元素是W、As、Ag、Au等, 第一岩性段(T1-2l1)中找矿潜力指数较高且已发现了成矿证据的元素是Ag、As、Au等; 甘家组(P2g)成矿指数较高的元素是Au、W等; 塔洞片岩(Nht)中找矿潜力指数较高且有成矿证据的元素是W、As、Bi、Au等。

表2 塔秀— 曲什安测区不同地层单元元素特征值
2.4 元素组合特征

对原始数据(全区)17种元素做R型聚类分析(原始数据做标准化变换), 在α =0.42的相关水平上, 全区元素可分为6簇(图4)。

图4 塔秀— 曲什安测区元素R型聚类分析谱系

用全区水系沉积物样品17种元素的原始数据做因子分析[20, 21, 22, 23], 从相关矩阵求得特征根和累积百分比(表3), 前7个特征根代表的方差已占总方差的82.87%, 因此视这7个因子为主要因子。将初始因子作方差最大正交旋转, 得到旋转后的因子模型, 以因子载荷绝对值γ > 0.5的元素作为该因子的主要载荷元素, 得出因子结构式。

表3 塔秀— 曲什安测区元素因子分析结构式与特征根

因子F1的变量元素有V、Fe2O3、Cr、Cu、Zn、Mo、Mn, 是本区最复杂的一组元素组合, 以亲石元素为主, 可能与本区岩浆广泛出露的地质背景有关。

因子F2、F3的元素组合为W、Sn、Bi和As。区内出露了大量的岩体或岩株, 岩体中W、Sn丰度明显增高, 表明W、Sn成因与测区内中酸性岩浆岩有关; Bi、As是与中酸性岩浆作用有关的热液硫化物矿床中的伴生元素, 其在早期的岩浆岩中含量很低, 这一点恰好反应了本区成矿的多期性和复杂性。

因子F4的元素组合为Ag、Pb, 从地球化学的亲和性来看, 这些元素表现为亲硫性, 反映了中温— 中高温热液矿化作用, 测区内已发现了方铅矿体和银矿与之相吻合。

因子F5的元素为Ba, Ba一般为亲石(氧)元素, 反映了高温热液矿化。Ba与其他造岩矿物的类质同像关系较差, 因此目前没有证据表明岩体附近有钡矿化出现。

因子F6具有高得分的变量元素只有Hg, Hg是熔点很低的金属元素, 迁移能力非常强, 表明本区内多金属成矿与中酸性含矿热液沿构造的充填作用有关。

因子F7的元素组合为Au、Sb, 是测区内最重要的成矿元素组合, 本区已发现的加吾金矿、显龙沟金矿、牧羊沟金矿等矿床或矿点, 大都伴生着辉锑矿。

2.5 异常空间分布规律

测区内已发现的矿床(点)无一例外均分布于区内1∶ 5万水系沉积物测量甲类异常及部分乙类异常内, 异常的展布与矿产分布密切相关(图5)。

图5 塔秀— 曲什安测区综合推断

Au组合异常主要集中于测区中部地区, 产出于隆务河组第二、第三性段地层中。异常区元素组合好、峰值高、面积大、强度强、规模巨大, 找矿前景良好。

W组合异常主要出露于测区中部和西部, 集中了区内所有的W异常, 出露地层以隆务河组第二岩性段为主, 其次为塔洞片岩。异常区元素组合好、峰值高、面积大、强度强、规模巨大, 找矿前景良好。

Ag组合异常主要出露于测区北部, 出露地层为古浪堤组, 并有然果儿岗花岗闪长岗体出露。异常区元素组合好、峰值高、面积较大、强度强、规模大, 找矿前景良好。

As组合异常主要分布于测区的中部及东部地区, 出露地层为隆务河组第一、第二、第三岩性段, 断裂构造发育, 并伴有岩体或岩脉出露。异常所处的地质构造背景及地球化学条件有利, 有可能单独成矿或作为成矿元素的伴生元素出现。

Hg异常主要分布于测区的中南部, 出露地层为隆务河组地层, 断裂构造发育, 并伴有岩体或岩株出露。异常峰值高, 面积较大, 浓度分带清晰。

3 成矿远景区划分

根据区内1∶ 5万化探异常空间展布情况以及元素组合特征、主元素规模, 并结合测区地层分布、构造走向、区域已发现的矿床(矿化)线索等进行综合分析, 初步划分了4个成矿远景区(图5), 各成矿远景区特征如下。

(1) 玛日当沟— 阿尔干龙洼钨、金、银Ⅰ 级成矿远景区。成矿远景区出露地层主要为隆务河组第二、三岩性段, 曲如沟花岗闪长岩体侵入于其中, 花岗斑岩脉和二长花岗岩脉广泛发育, 断裂构造发育, 主要有近东西向的加吾复向斜和玛日当— 西格日龙洼断层, 北西向的加吾— 吉合瓦尔岗断层。该成矿远景区内分布有以W、Au为主的综合异常, 伴生元素主要有Ag、As、Sb、Pb等, 各元素异常套合较好, 内、中、外带齐全, 规模较大。前人在此发现了一系列的金、金锑及多金属矿床或矿点, 本次工作新发现了白钨矿床和多金属矿点, 本区找矿前景巨大。

(2) 牧羊沟— 托头岗金、锑Ⅱ 级成矿远景区。成矿远景区出露地层主要为隆务河组第一、二岩性段, 花岗斑岩脉较为发育, 断裂构造以东西向的牧羊沟断裂为主, 西部被加吾— 吉合瓦尔岗断裂斜切。区内分布有4个以Au为主的综合异常, 异常面积较大, 峰值较高, 伴生元素包括Sb、As、Hg、Ag、Cu、Pb、Mo、W等, 各元素异常套合紧密。前人和本次工作在区内均发现了矿点和矿化线索。因此, 在该区寻找金、砷、锑矿时, 应将找矿重点放在异常高值区和北西向与近东西向构造交汇部位。

(3) 然果尔岗银、砷Ⅲ 级成矿远景区。成矿远景区出露地层主要为古浪堤组第一、二岩性段, 然果尔岗花岗闪长岩体侵入其中, 岩体内见有围岩砂板岩顶蚀体。区内出露以Ag、As为主的3个综合异常, 伴生Sn、Cu、Bi、Pb、W等中— 高温元素, 异常规模中等, 强度较高, 元素组合复杂, 各元素异常套合较好, 内、中、外带齐全。在异常检查中发现异常高值区主要集中在然果尔岗花岗闪长岩体东部, 估计异常源与岩体有关, 因此应注意寻找岩体外接触带矽卡岩型— 高中温热液型矿产。

(4) 塔洞村钨、金、砷Ⅲ 级成矿远景区。成矿远景区出露地层主要是南华系塔洞片岩和二叠系甘家组。在塔洞片岩下岩段中出露有塔洞埃达克质花岗闪长岩。该成矿远景区内分布有以W为主的综合异常, 伴生Bi、Au、Ag、Ba、Mo等, 异常强度较高, 规模较大, 元素组合复杂, 各元素异常套合较好。前人在本区东部已发现了钨、铜的矿化点, 本次工作也发现钨矿化线索, 因此在本区可注意寻找以钨为主的中高温热液型矿产。

4 查证成果

异常查证主要放在玛日当沟— 阿尔干龙洼钨、金、银Ⅰ 级成矿远景区内, 主要查证手段为路线踏勘、岩石剖面测量及槽探工程。从岩石剖面测量的W异常上初步圈定W的矿化范围, W矿化带宽约 1 km, 长约3.2 km, 呈北西向展布。地表工程控制钨矿体长约770 m, 宽度5~59.4 m, 矿体内主要为破碎蚀变的砂岩及石英脉, 碎裂岩化强烈, 矿化蚀变较强, 主要为白钨矿化、毒砂矿化、褐铁矿化、孔雀石化。矿脉整体走向330° ~0° , 倾向90° ~120° , 倾角55° ~70° , 工程样品显示白钨矿品位介于 0.028%~2.28%之间, 平均品位0.24%, 局部叠加有后期金银矿化, 金品位(0.51~1.95)× 10-6, 银(1.4~13.8)× 10-6, 矿石可以分为蚀变岩型和石英脉型两种类型。提交钨预测资源量(334)已达到中型矿床规模。

5 结论

(1) 测区内Au、W、Sb、Ag、As高值点多、离散性强, 异常多分布于断裂构造带中, 地质及地球化学条件优越, 成矿潜力较大。

(2) Au、Sb与W、Sn、As、Bi相关性较差, 两组元素在同一地区分别独立成矿, 说明金矿与钨矿的成矿时代和成矿序列不同。

(3) 根据地质成矿条件和地球化学背景, 优选出4处成矿远景区, 其中玛日当沟— 阿尔干龙洼成矿远景区为寻找Au、W矿的有利地区, 牧羊沟— 托头岗成矿远景区为寻找Au矿的有利部位。

The authors have declared that no competing interests exist.

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