E-mail Alert Rss
 

物探与化探, 2025, 49(6): 1281-1290 doi: 10.11720/wtyht.2025.0123

地质调查资源勘查

青海松树南沟金矿区土壤地球化学特征及异常评价

陈庚户,1, 郎兴海,2, 王兆帅3, 董维财1, 王登科1, 向佐朋2, 李壮4, 叶紫枫2, 吴昌益2, 王旭辉2, 吴天文1, 罗超1

1.四川鑫顺矿业股份有限公司, 四川 成都 610041

2.成都理工大学 地球与行星科学学院, 四川 成都 610059

3.山东省地矿工程集团有限公司, 山东 济南 250013

4.内江师范学院 地理与资源科学学院, 四川 内江 641100

Geochemical characteristics and anomaly assessments of soils in the Songshunangou gold mining area, Qinghai Province

CHEN Geng-Hu,1, LANG Xing-Hai,2, WANG Zhao-Shuai3, DONG Wei-Cai1, WANG Deng-Ke1, XIANG Zuo-Peng2, LI Zhuang4, YE Zi-Feng2, WU Chang-Yi2, WANG Xu-Hui2, WU Tian-Wen1, LUO Chao1

1. Sichuan Xinshun Mining Co., Ltd., Chengdu 610041, China

2. College of Earth and Planetary Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China

3. Shandong Geology and Mineral Resources Engineering Group Co., Ltd., Jinan 250013, China

4. College of Greography and Resources Science, Neijiang Normal University, Neijiang 641100, China

通讯作者: 郎兴海(1982-),男,教授,主要从事矿床学、矿产普查与勘探的教学和研究工作。Email:langxinghai@126.com

第一作者: 陈庚户(1980-),男,高级工程师,主要从事地质调查与矿产勘查工作。Email: wzs371421@163.com

收稿日期: 2025-04-7   修回日期: 2025-08-29  

基金资助: 国家自然科学基金项目(42572103)
国家重点研发计划项目(2022YFC2905000)
自然资源部新一轮找矿突破战略行动科技支撑项目(ZKKJ202405)
自然资源部新一轮找矿突破战略行动科技支撑项目(ZKKJ202427)
西藏自治区科技计划项目(XZ202401YD0066)
四川省自然科学基金项目(2024NSFSC1954)
四川省自然科学基金项目(2025ZNSFSC1196)
科学技术部深地国家科技重大专项(SQ2024AAA060124-6)
威海市能源资源调查评价重点实验室开放课题(LDKF-2023WH-04)
成都理工大学珠峰科学研究计划项目(2020ZF11407)

Received: 2025-04-7   Revised: 2025-08-29  

摘要

松树南沟金矿区位于北祁连成矿带中部,目前发现有东、西两个矿床,累计探获Au资源量超34 t,已达大型金矿规模,矿区找矿潜力巨大,亟须开展找矿方向研究,为找矿勘查工作部署提供支撑。为此,本文通过1∶10 000土壤地球化学异常分析,利用两窗口移动平均法查明了该区Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo共10种元素的异常分布特征及富集规律;基于元素地球化学异常数据解析,综合研究区成矿地质条件,采用平均衬度法圈定综合异常区,并进行异常评价。研究结果表明:Au是矿区的主要成矿元素,呈现强富集、强变异特征,具有较大的成矿潜力;矿区内共圈定土壤地球化学综合异常区7个,其中HP-1、HP-2和HP-5综合异常找矿潜力最大。经工程验证,HP-2异常新发现矿(化)体见矿厚度达1.5 m,金品位达到0.57 g/t;HP-5综合异常新发现矿(化)体见矿厚度达1.42 m,品位达到1.67 g/t。本研究为松树南沟金矿区的找矿方向提供了地球化学依据,为矿区下一步的矿产勘查工作部署提供了参考。

关键词: 松树南沟金矿; 土壤地球化学特征; 综合异常; 成矿预测; 北祁连造山带

Abstract

The Songshunangou gold mining area in Qinghai Province is situated in the central part of the North Qilian metallogenic/orogenic belt. Two deposits have been identified in its eastern and western portions, with cumulative proven Au resources exceeding 34 t, establishing them as large-scale deposits. Moreover, the area holds significant potential for ore prospecting, necessitating an urgent need for research into prospecting orientations to support mineral exploration efforts. Hence, based on the anomaly analysis of 1∶10 000 soil geochemical survey data and employing the two-window moving average method, this study identified the anomaly distributions and enrichment patterns of 10 elements (i.e., Au, As, Sb, Hg, Cu, Pb, Zn, Ag, W, and Mo) in the area. By analyzing elemental geochemical anomaly data and integrating the geological conditions for mineralization, this study delineated composite anomaly zones in the area using the average contrast method, followed by anomaly assessments. The results indicate that Au is the primary ore-forming element in the area, characterized by strong enrichment and significant variability, suggesting high mineralization potential. Seven composite soil geochemical anomaly zones were delineated in the area, with zones HP-1, HP-2, and HP-5 demonstrating the greatest potential for mineral exploration. Engineering validation confirms the presence of two ore/mineralized bodies, with one exhibiting an ore thickness of 1.5 m and a gold grade of 0.57 g/t in zone HP-2 and the other featuring an ore thickness of 1.42 m and a gold grade of 1.67 g/t in zone HP-5. Overall, this study provides geochemical evidence for determining prospecting orientations in the Songshunangou gold mining area while offering a reference for the deployment of subsequent mineral exploration work in the area.

Keywords: Songshunangou gold mining area; soil geochemical characteristics; composite anomaly; metallogenic prediction; North Qilian orogenic belt

PDF (3672KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

陈庚户, 郎兴海, 王兆帅, 董维财, 王登科, 向佐朋, 李壮, 叶紫枫, 吴昌益, 王旭辉, 吴天文, 罗超. 青海松树南沟金矿区土壤地球化学特征及异常评价[J]. 物探与化探, 2025, 49(6): 1281-1290 doi:10.11720/wtyht.2025.0123

CHEN Geng-Hu, LANG Xing-Hai, WANG Zhao-Shuai, DONG Wei-Cai, WANG Deng-Ke, XIANG Zuo-Peng, LI Zhuang, YE Zi-Feng, WU Chang-Yi, WANG Xu-Hui, WU Tian-Wen, LUO Chao. Geochemical characteristics and anomaly assessments of soils in the Songshunangou gold mining area, Qinghai Province[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2025, 49(6): 1281-1290 doi:10.11720/wtyht.2025.0123

0 引言

松树南沟金矿区位于北祁连成矿带中部,目前发现有东、西两个矿床,矿区形成于与北祁连洋俯冲有关的岩浆弧环境中,具有良好的斑岩—浅成低温热液成矿的地质条件,发育有特提斯成矿域最古老的斑岩—浅成低温热液成矿系统[1]。前人已对该矿床的成矿地质背景[2-5]、矿床地质特征[6-8]、矿床成因[9-11]以及成岩成矿时代[1]开展了相关研究,研究表明矿区斑岩—浅成低温热液型矿床的找矿潜力巨大,有望成为北祁连成矿带重要的金资源基地。然而除东、西矿床深边部之外,矿区下一步的找矿方向在哪里?亟须开展研究,为矿区找矿勘查工作部署提供依据。

因此,为分析松树南沟金矿区下一步的找矿方向,对矿区1∶10 000土壤地球化学测量数据开展研究,利用多元统计分析得出Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo共10种元素的含量统计特征及分布组合特征,并通过两窗口移动平均法确定矿区单元素异常下限,绘制单元素异常图。最后使用平均衬度法对矿区进行综合异常区的圈定,并结合土壤地球化学异常特征与异常地质特征对各个综合异常区进行查证与评价,分析矿区的找矿方向,为下一步的找矿勘查工作部署提供重要依据。

1 地质背景

松树南沟金矿区位于北祁连造山带中段南缘(图1),矿区内出露地层主要为古元古界托赖岩群、上奥陶统扣门子组、三叠系窑沟群和第四系(图1b)[10]。其中古元古界托赖岩群出露的岩性主要为片麻岩,主要分布于矿区的南部。上奥陶统扣门子组为研究区主要地层单元,岩性主要为火山角砾岩、玄武安山岩、晶屑凝灰岩和流纹质凝灰岩,其中,玄武安山岩、晶屑凝灰岩和流纹质凝灰岩为矿区主要的赋矿围岩。三叠系窑沟群位于矿区的北部,出露的岩性主要为砂岩夹少量页岩。第四系地层在研究区内广泛分布,主要为坡积、冲积、冲洪积、残积和冰水堆积物等。

图1

图1   松树南沟金矿区大地构造位置(a)及地质简图(b)

Fig.1   The location of the Songshunangou mining area and its surrounding geological structures (a) and geological map (b)


松树南沟矿区构造以断裂为主,主要发育NWW向逆断层及近SN向断裂。其中,NWW向逆断层共计5条,分别为大坂山深大断裂(F1)、红沟—巴尔哈图断裂(F2)、騲鹿东沟—东沟断层(F4)、大坂沟—萨拉沟断层(F5)以及F6断层(图1b)。其中大坂山深大断裂(F1)位于矿区南部,为逆冲推覆构造,走向近EW向,产状为295°~305°,断层面倾向SW,倾角较大,该断裂使古元古界托赖岩群上覆于上奥陶统扣门子组之上,可见构造破碎带[2]。研究区内北部发育有大坂沟—萨拉沟断层(F5),该断层为逆冲推覆断层,其走向呈NEE向,向SE方向倾斜,倾角约为45°[12]。F5断层使南侧上奥陶统扣门子组逆冲推覆于三叠系窑沟群之上[10]。研究区北东部可见面理构造,宽约20~50 m,沿NWW向延伸约7 km,倾向SW,倾角约50°,主要发育于晶屑凝灰岩及玄武安山岩中,具有明显的强变形域和弱变形域(图1b)。

松树南沟矿区内岩浆活动比较频繁,岩浆岩较为发育。本区岩浆侵入主要发生于寒武纪、晚奥陶世及晚志留世3个时期(图1b)。其中寒武纪主要发育石英闪长岩,分布于矿区南部,少量位于矿区西北部。晚奥陶世为矿区内主要的岩浆活动时期,岩性主要为石英闪长斑岩、花岗闪长斑岩及闪长玢岩,主要分布于矿区的西部及东北部,其中石英闪长斑岩为含矿斑岩[1]。晚志留世岩石类型主要为石英钠长斑岩,岩体主要分布于矿区中部及西南部。

松树南沟矿区主要发育有东、西两个金矿床。西矿床为斑岩型金矿床,含矿斑岩为晚奥陶世石英闪长斑岩(456.3~454.9 Ma),矿床成矿时代为晚奥陶世(454.6 Ma)[1],矿床蚀变类型包括钾化、青磐岩化以及绢云母—绿泥石蚀变等[3]。西矿床矿体产于石英闪长斑岩岩体及其接触带附近的玄武安山岩中,属于较陡的倾斜矿体,其金矿化与钾化蚀变关系最为密切,中等强度的金矿化则发育在钾化蚀变带周围的青磐岩化蚀变带中,从矿体中心玄武安山岩与石英闪长斑岩(岩枝、岩脉)接触带热液蚀变最强烈的部位向外,金矿化强度呈逐渐降低的趋势。矿体周围未有钻孔控制的边部以及已有钻孔控制但是未打穿部分的深部均具有良好的找矿潜力,矿床找矿前景良好[13]。西矿区累计探获Au资源量已超过20 t,达大型规模。

松树南沟矿区东矿床为中硫化浅成低温热液型金矿床,主要赋矿围岩为晚奥陶世玄武安山岩(457.8 Ma),矿床成矿时代为晚奥陶世(453 Ma)[1],矿床主要围岩蚀变为绿泥石—绢云母蚀变和绢英岩化蚀变,其中绿泥石—绢云母蚀变在玄武安山岩中尤为明显,与金矿化关系密切[3]。东矿床矿体产于晶屑凝灰岩、流纹质凝灰岩与玄武安山岩中,矿体之间多呈平行复脉状分布,与岩石面理产状基本一致,属较陡倾斜矿体,表明金矿化受面理构造控制。截止目前,东矿区已探获Au资源量超5 t,已达中型规模,矿体在走向、倾斜方向均未受控制,具有良好的找矿前景。

2 土壤地球化学特征

2.1 样品采集与测试

本次研究利用的是松树南沟金矿区1∶10 000土壤地球化学测量数据,样品采集网度为100 m×40 m,其中西部工作程度较低区域加密至100 m×20 m,测线为94条,土壤样品共计11 685件,样品采集面积约25 km2(图2)。为增强样品代表性,在采样点前、后约1/3点距内采集3~5件样品组合成一个样,采样粒级为-20~+80目,样品均采自基岩上部风化碎石层,即土壤发生层中含有较多基岩风化碎石的B、C层,避开了地表腐殖质层、风积层等。

图2

图2   松树南沟矿区土壤地球化学测量采样范围(地质简图见图1)

Fig.2   Soil geochemical sampling range dendrogram of the Songshunangou district(the geological sketch is shown in Fig.1)


样品测试元素为Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo共10种,分析测试单位为四川省冶金地质岩矿测试中心。其中Au采用化学光谱法测试,As、Sb、Hg采用原子荧光法(AFS)测试,Cu、Pb、Zn、W、Mo采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测试,Ag采用深孔电极法测试。全部所检测样品报出率达100%,密码抽检合格率达94.8%以上,内检合格率达96.04%以上;空白样的合格率均在90%以上,达到了监控质量的目的。综上所述,全部所检测样品均符合《地质矿产实验室质量管理规范》(DZ/T 0130.42006)中化探样品分析质量的有关要求,化验测试结果质量可靠。

2.2 土壤地球化学参数特征

利用SPSS软件对土壤样品分析结果进行统计,得到矿区土壤样品中Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo共10种元素含量的最小值、中位数、最大值、平均值、标准离差、变异系数、克拉克值、浓度克拉克值等相关参数(表1)。

表1   松树南沟矿区土壤地球化学参数

Table 1  Soil geochemical parameter in the Songshunangou district

参数AuAgAsSbHgCuZnMoWPb
最小值0.180.712.520.283.611.130.210.24.2
中位数1.397217.91.152929.990.41.052.062.06
最大值7203700128113911402908706.5841.4886
平均值2.447623.991.4232.2233.9393.431.062.1127.9
标准离差9.4749.0527.951.7824.2514.1223.670.260.6921.65
变异系数3.890.651.171.250.750.420.250.250.330.78
克拉克值1.3566.112.40.8224.719.555.50.661.6620.2
浓度克拉克值1.811.151.931.731.31.741.681.611.271.38

注:Au、Ag、Hg含量单位为10-9,其余元素含量单位为10-6;克拉克值引自李光明[14]、韩鹏等[15]

新窗口打开| 下载CSV


根据数理统计分析结果,矿区内Au的变异系数超出1.5,表明该元素属于强变异型元素;As与Sb的变异系数处于1~1.5区间,属于变异型元素;表明Au、As、Sb在松树南沟矿区内的离散程度高,分布呈现出极不均匀的特点。进一步分析各元素的

浓度克拉克值发现,Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo的浓度克拉克值均大于1,这一数据特征反映出这些元素在特定局域范围内呈现出显著的浓集效应。其中,Au和As的富集能力尤为显著,Cu、Sb、Zn的富集能力次之。

综上,松树南沟矿区内Au、As分异特征显著,离散程度较高,显示出较强的富集能力,在不同地区具有明显的含量变化趋势。在单元素异常图上,这些特点则表现为局部异常区域,考虑矿区目前已发现的矿化主要以Au为主,表明该矿区内Au具有较大的成矿潜力,As对找矿具有一定的指示意义。

2.3 元素地球化学分布组合特征

2.3.1 相关分析

运用SPSS软件对松树南沟矿区11 685组土壤数据进行相关分析,得出相关系数矩阵(图3),图中正方形越大表示相关系数越接近1。由图3可知,Au与As的相关系数为0.35,与Sb的相关系数则高达0.72,反映出矿区低温元素之间的相关性较强,可能存在成因上的联系;Ag与Pb的相关系数为0.35,Pb与Zn的相关系数则达到0.51,反映出Ag、Pb、Zn的地球化学相关性,其异常分布可能指示多金属硫化物矿化中心;Au与Cu的相关系数为0.10,与Mo的相关系数为0.06,均未显示出相关性,表明矿区斑岩型矿床与浅成低温热液型矿床存在元素空间分带性,矿区浅部以Au、As、Sb等低温组合元素为主,Cu、Mo等典型斑岩型矿化元素组合则位于矿区深部。

图3

图3   松树南沟矿区土壤地球化学元素相关矩阵

Fig.3   Correlation matrix diagram of soil geochemical elements in the Songshunangou district


2.3.2 聚类分析

采用SPSS软件对松树南沟金矿区土壤样品中的Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo共10种元素数据进行R型聚类分析,并构建相应的相关矩阵(图4)。从图4可以看出,当欧氏距离取20左右时,松树南沟矿区土壤元素可以分为以下4类组合:As-Sb-Au、Mo-W-Hg、Ag-Pb-Zn、Cu。

图4

图4   松树南沟矿区土壤地球化学元素R型聚类分析谱系

Fig.4   Dendrogram of R-type cluster analysis dendrogram of soil geochemical elements in the Songshunangou district


1)As-Sb-Au组合。As、Sb、Au归为一组,指示这3种元素在矿区中可能存在共生或伴生关系。该组合为浅成低温热液型矿化元素组合,其中As、Sb作为低温元素,在浅成低温热液型矿床中常构成前缘晕相,反映了浅部热液活动对金元素迁移与富集的控制。

2)Mo-W-Hg组合。Mo、W、Hg归为一组,其中Mo、W为作为斑岩型矿床的典型高温元素,与分布于矿区深部的斑岩型金矿化相关,Hg则为低温元素,与矿区浅部热液活动有关。该元素组合反映了矿区斑岩—浅成低温热液型金成矿系统的垂向分带特征,Hg异常指示矿区浅部浅成低温热液型矿化,而Mo-W异常指示深部斑岩型矿化。

3)Ag-Pb-Zn组合。Ag、Pb、Zn归为一组,该元素组合为中低温元素组合,在中低温条件下易形成方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)、辉银矿(Ag2S)等硫化物,反映了矿区斑岩—浅成低温热液型金成矿系统外围可能存在的中低温热液Ag-Pb-Zn成矿作用。

4)Cu元素。Cu在斑岩型矿床中通常与Mo构成高温元素组合,但在松树南沟金矿区内呈现独立状态存在,指示矿区可能存在独立的铜矿化。

2.3.3 因子分析

使用SPSS软件对10种元素进行因子分析,利用主成分分析法进行因子提取,对其进行正交旋转变换,得到因子分析结果(表2)。

表2   松树南沟矿区因子分析结果

Table 2  Factor analysis results in the Songshunangou district

元素F1F2F3
Au0.576-0.0260.048
Ag0.2910.3310.245
As0.8770.0660.203
Sb0.8780.0630.001
Hg0.1020.490-0.524
Cu-0.005-0.2090.119
Zn0.0690.0830.849
Mo0.0670.7340.075
W-0.0370.7110.143
Pb0.2800.4020.672
特征值2.0541.6161.591
累积方差贡献率/%20.54236.69852.608

新窗口打开| 下载CSV


表2可知,本区没有一个因子的方差贡献率超过50%,意味着测区数据的收敛较慢,各元素的信息比较分散,说明本区土壤中各元素的物质来源和成因比较复杂。F1因子的方差贡献率最大,为20.542%,可作为本区的主因子。F1(Au、As、Sb)代表低温金的矿化作用,是浅成低温热液型金矿化元素组合,Au为主成矿元素,As、Sb则为远程迁移的挥发性元素,其异常反映出矿体剥蚀程度较浅。F2(Mo、W、Hg)中Mo和W为高温矿化指示元素,易在中酸性岩体中富集,与深部岩浆热液活动相关,Hg则为低温元素,与浅部低温热液活动有关。F3(Ag、Pb、Zn)中Pb、Zn是亲硫性元素,常富集于浅成低温热液矿床的脉状矿体中,Ag则作为伴生指示元素出现。该因子为中低温元素组合,与矿区可能存在的中低温热液Ag-Pb-Zn成矿作用相关。

基于参数特征、单元素异常特征剖析,结合因子分析、相关性分析及聚类分析成果,本研究明确松树南沟金矿区的元素组合为Au-As-Sb、Mo-W-Hg和Ag-Pb-Zn。其中,Au为该矿区的主要成矿元素,前缘元素为As-Sb,近矿元素组合则为Ag-Pb-Zn。

3 土壤地球化学异常特征

3.1 异常分析方法

在对异常的分析与研究中,诸多因素会干扰研究的精准性,诸如采样介质的多样性、分析流程的复杂性以及地球化学景观环境的多变性等,均易引发数据差异,而且在人为界定地质背景单元时,也难免存在认知局限。鉴于此,本次研究引入两窗口移动平均法(EDA)来处理土壤地球化学数据,进而精准识别单元素地球化学异常。具体而言,两窗口移动平均法以采样点为中心,分别选择大小不同的数据窗口,计算每个窗口内的数据平均值。然后,将小窗口的平均值减去大窗口的平均值,得到每个采样点的剩余值。由于EDA法对元素原始数据的分布模式要求不大,不需要对原始数据进行处理,充分利用了所有原始数据,操作方法简单快捷,应用效果最好[16-17]。因此,本次研究利用EDA技术对剩余值进行分析,确定异常下限,从而提取出单元素地球化学异常[18]

在圈定综合异常时,使用平均衬度法可以有效减弱风化作用对矿床的影响。通常情况下,矿体正上方或邻近区域是异常元素组分最集中的地方。然而,在元素迁移过程中,受外部条件的影响,这些组合的元素会发生分异作用,从而导致各自的浓度产生差异[19-23]。平均衬度综合法重点评估了不同异常元素组合的贡献度,其核心在于:当某一区域内的异常点包含的异常因素数量增加时,其对整体异常的影响权重将相应提升。该方法能够有效降低单一异常点对整体分析结果的干扰作用[24-26]

3.2 单元素异常特征

首先,采用Surfer软件对原始分析数据进行离散网格化处理。选择克里金插值法作为插值算法,具体参数设置如下:变异函数模型选用指数模型,块金值设置为0.1,基台值取数据方差的85%;搜索半径设定为数据点平均间距的3倍,最小邻近点数限定为12个;考虑空间各向异性,在X/Y方向设置1.5∶1的椭球搜索策略。通过交叉验证优化参数组合,使预测误差均方根降低至原始数据的5%以下。该参数设置可有效平衡局部变异特征与全局趋势,将高值点位移控制在网格间距的1/2范围内,同时通过设置最大外推距离限制,避免在空白区产生不合理的高值漂移现象。然后,选取小窗口(在本次研究中设定为 3×3 单元格)通过滤波技术(移动平均)计算得到移动平均值CA。同样,选取大窗口(9×9单元格)通过滤波技术计算得到移动平均值CB。最后,计算元素的网格化剩余值:CA-B=CA-CB。通过EDA技术对CA-B进行分析,确定合适的异常下限值(表3),并且以该异常下限值作为基准,分别取其1倍、2倍、4倍的数值当作边界,完成浓度分带的划分工作,而背景值确定为数据的中位数。最终,借助 Surfer 与MapGIS软件将Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo单元素的异常情况绘制成图,直观呈现元素分布特征(图5)。

表3   松树南沟矿区因子分析结果

Table 3  Factor analysis results in the Songshunangou district

参数AuAsSbHgCuPbZnAgWMo
背景值0.110.430.030.570.640.400.261.040.010.01
异常下限0.9250.398612140.40.2

注:Au、Ag、Hg含量单位为10-9,其余为10-6

新窗口打开| 下载CSV


图5

图5   松树南沟矿区土壤元素异常分布

Fig.5   Element anomaly in the Songshunangou district


图5可知:Au异常主要分布于矿区北部与南部,其浓集中心近乎平行分布,在中部可见小面积的椭圆状异常。其中西北及西南部异常区域出露有上奥陶统扣门子组玄武安山岩及凝灰岩,凝灰岩中可见石英闪长岩侵入体。东北部异常区域出露有上奥陶统扣门子组火山碎屑岩、凝灰岩、玄武安山岩,在玄武安山岩中可见石英闪长斑岩侵入体。松树南沟金矿区西矿床矿体产于石英闪长斑岩与玄武安山岩内外接触蚀变带内,而且西矿床钻孔原生晕分析结果也表明西矿床南侧还存在着较大的找矿潜力[1,5],这与异常区域相吻合。北部异常整体呈NW—NWW向展布,部分异常发育在面理化带中,中部异常则有石英闪长斑岩出露,东南部异常区域出露有石英闪长岩和古元古界托赖岩群片麻岩。

As异常主要分布于矿区北部与东南部,在中部分布有小面积异常。其中北部异常分布于上奥陶统扣门子组玄武安山岩内,中部异常位于上奥陶统扣门子组玄武安山岩、凝灰岩中,东南部异常出露的岩层有凝灰岩、玄武安山岩和斜长角闪岩,斜长角闪岩中可见石英闪长岩侵入体。As与Au异常叠合较好,其外带呈环状分布在Au异常外带边缘。

Sb异常主要分布于矿区北部、中部与南部,其中北部异常区域出露有凝灰岩,中部异常有石英闪长岩、上奥陶统扣门子组凝灰岩和第四系堆积物出露,东南部异常出露岩层有凝灰岩、玄武安山岩,南部异常区域出露有古元古界托赖岩群片麻岩,其浓集中心基本与As异常浓集中心叠合。

Hg异常主要分布于矿区北部、东部与南部,其中北部与南部异常浓集中心基本与Au异常浓集中心叠合,东部异常则有上奥陶统扣门子组玄武安山岩和凝灰岩出露。Cu异常主要分布在矿区中部、东部与南部,异常区域出露有石英闪长斑岩、玄武安山岩和火山碎屑岩,异常主要呈“卫星式”分布在铜矿区外围。

Ag异常、Pb异常及Zn异常主要集中在矿区北部和南部区域,其浓集中心与Au异常的浓集中心基本重叠。在矿区中部,还分布有一些呈星散状分布的小面积椭圆形异常。Ag与Pb、Zn异常叠合较好,Pb异常外带呈环状分布在Ag异常外带边缘。

W异常及Mo异常面积较小,主要集中在矿区的北部、东部区域,在矿区中部也有小面积的椭圆形异常分布,其中北部异常主要位于上奥陶统扣门子组玄武安山岩中,南部区域则主要位于古元古界托赖岩群片麻岩中,两个异常叠合情况较好。

3.3 综合异常圈定与评价

使用Excel软件计算单元素的衬度值,即某元素的分析结果与该元素异常下限的比值,并通过衬度值来对综合异常进行圈定与评价:当单元素衬度值≥1时,保留该数据用于计算总衬度值;当单元素衬度值<1时,舍弃该数据,并将其单元素衬度值设为0。最后,求取采样点所有分析元素异常衬度值总和,除以异常元素实际数量,就能得到展现采样点综合异常水平的总衬度值。对总衬度值数据进行网格化处理后,以最低衬度值的2倍、4倍、8倍作为界限进行平面等值线图绘制,据此划分出7个综合异常区(图6)。

图6

图6   松树南沟矿区土壤元素综合异常分布

Fig.6   Comprehensive anomaly map of soilelements in the Songshunangou district


已有研究表明,松树南沟西矿床与东矿床的形成与北祁连洋北向俯冲作用有关,晚期奥陶世石英闪长斑岩侵入玄武安山岩,形成了松树南沟地区斑岩—热液型金矿系统[1]。基于此,综合研究松树南沟金矿区控矿因素以及找矿标志,构建了松树南沟金矿区找矿模型(表4)。

表4   松树南沟矿区找矿模型

Table 4  Mining model in the Songshunangou district

模型要素要素特征分类
控矿因素构造受NW—SE向构造控制重要
地层主要赋矿地层为上奥陶统扣门子
组,主要赋矿岩性为玄武安山岩、
晶屑凝灰岩及流纹质凝灰岩
必要
岩浆岩与成矿有关的岩体为晚奥陶世石
英闪长斑岩
必要
找矿标志地球化学Au为松树南沟矿区的主要成矿
元素,As、Sb为前缘元素,Ag、Pb、
Zn为近矿元素
必要
围岩蚀变斑岩型矿化赋矿蚀变为钾化、青
磐岩化以及绢云母—绿泥石化,
其中钾化蚀变是矿体中心的指示
标志;浅成低温热液型矿化赋矿
蚀变为绢云母—绿泥石化以及
局部的绢英岩化蚀变
必要

新窗口打开| 下载CSV


依据综合异常分布情况,在矿区内共圈定7个异常,结合矿区找矿模型对圈定的综合异常开展评价,异常具体特征如下:

1)HP-1综合异常区位于矿区南部,异常面积为1.511 km2,异常展布近EW向,形态似带状。该异常南端未封闭,浓集中心明显且规模大、强度高。结合区域成矿背景,统计每一采样点出现的相同的异常元素,将Au定为主成矿元素,As、Sb、Hg、Pb、Ag、W、Cu、Zn为伴生元素。异常区位于古元古界托赖岩群片麻岩和第四系堆积物中,北侧出露地层为上奥陶统扣门子组玄武安山岩,在东南部发育面积约0.1 km2的石英闪长岩侵入体。F1断层穿过异常,断层走向NW,倾向SW,其中发育宽约50~80 m的构造破碎带,破碎带中石英硫化物脉发育,岩石具硅化、碳酸盐化及绢云母—绿泥石蚀变,可见稀疏浸染状黄铁矿化。在异常区东南部已发现有两处金矿化转石点。综合该异常区地质背景及异常分布情况,推测异常区内可能存在浅成低温热液型金矿床。

2)HP-2异常位于矿区西部,异常面积0.24 km2,异常西端未封闭(矿区范围外未采样)。主成矿元素为Au,伴生元素为As、Pb、Sb、Ag、Zn、Mo、W。异常区出露地层较复杂,出露岩性较多,主要包括片麻岩、蚀变石英闪长岩以及上奥陶统扣门子组玄武安山岩等,异常区中部出露有晚奥陶世石英闪长斑岩。对HP-2异常布置1个探槽进行工程验证,探槽TC19101新发现矿(化)体金品位达到0.57 g/t,厚度达1.5 m。综上所述,该异常区找矿前景良好,推测区内可能存在斑岩型金矿。

3)HP-3异常位于铜矿床西北部,异常面积0.23 km2,主成矿元素为Cu,伴生元素为Au、Pb、Hg、Ag、W。异常区出露地层有上奥陶统扣门子组凝灰岩以及第四系堆积物,该异常Cu元素异常强度高,前人报道该异常的东侧空白区内发育有一个铜矿化点,推测异常区可能存在铜矿的找矿潜力。

4)HP-4异常位于矿区北部,异常面积0.22 km2,异常形态为不规则状。主成矿元素为Au,伴生元素为Sb、As、Hg、Pb、Ag、Zn。出露地层主要有扣门子组凝灰岩,异常区东南侧有晚奥陶世呈岩枝状出露的花岗闪长斑岩和石英闪长岩侵入体,西南侧出露有第四系的堆积物。该异常成矿地质条件与西矿床相似,推测区内可能存在斑岩型金矿。

5)HP-5异常位于矿区东北部,异常面积0.28 km2,主成矿元素为Au,伴生元素为Pb、Hg、As、Ag、Mo、Cu、Zn、W。在异常区内,异常浓集中心明显,内、中、外分带特征清晰,异常规模较大,强度高。异常区北侧主要地层为上奥陶统扣门子组玄武安山岩,其中有数个呈岩脉状出露的肉红色石英闪长斑岩侵入体,与西矿床成矿地质条件吻合,并且异常区北部附近钻孔ZKA2301深部已经见有金矿化,其中一个岩心样品位达到0.4 g/t,厚度达1.7 m,从探矿工程揭露的矿化特征来看,该处赋矿地层为玄武安山岩,矿化主要位于斑岩及玄武安山岩接触带附近。异常区南侧位于面理化带中,从布置的探矿工程揭露的矿化特征来看,该处发育的面理构造主要发育于上奥陶统扣门子组晶屑凝灰岩中,其强变形域内金矿化较强,与东矿床成矿地质条件吻合。此前工作已经在异常区南部发现多处金矿化的露头和转石,矿石特征与东矿床矿石一致。

对HP-5异常布置1个探槽进行工程验证,STC0501探槽布置于异常区南部的面理化带中,新发现矿(化)体见矿厚度达1.42 m,Au品位可达1.67 g/t,矿化赋存于上奥陶统扣门子组晶屑凝灰岩中。综上所述,该异常区北侧以寻找斑岩型金矿床为主,南侧则以寻找浅成低温热液型金矿床为主。

6)HP-6异常位于铜矿床东南部,异常面积0.868 km2,主成矿元素为Au、Cu,伴生元素为Sb、Hg、Mo。出露主要地层有上奥陶统扣门子组玄武安山岩和凝灰岩。该异常浓集中心明显,主成矿元素以Cu元素为主,前人报道该异常的西侧空白区内发育有一个铜矿化点,推测异常区可能存在铜矿的找矿潜力。

7)HP-7异常位于矿区西北部,异常面积0.11 km2,主成矿元素为Au,伴生元素为Pb、Ag。出露主要地层有上奥陶统扣门子组玄武安山岩和火山碎屑岩,且火山碎屑岩中可见石英闪长岩侵入体。结合该处地质特征,推测该异常处可能存在斑岩型金矿床。

综合各个异常区地质背景与异常分布情况,推断异常强度高、浓集中心明显且成矿地质条件与已知金矿床相似的HP-1异常区、HP-2异常区以及HP-5异常区找矿潜力最大,是下一步矿区找矿的重点方向。

4 结论及讨论

1)通过对矿区1∶10 000土壤地球化学样品测试数据进行多元统计分析,并结合各单元素异常特征分析,确定Au元素的地质和地球化学找矿条件优异,成矿潜力较强,是松树南沟矿区的主要成矿元素,As、Sb为前缘元素,Ag、Pb、Zn为近矿元素。

2)全区共圈出7处综合异常区,其中HP-1、HP-2和HP-5异常区综合异常强度高、规模大,浓集明显,最具找矿潜力。本区主攻矿种为金,结合区域地质背景,认为HP-1异常区与HP-5异常区南部下一步的找矿与勘探方向以寻找浅成低温热液型金矿床为主,HP-2与HP-5异常区北部则以寻找斑岩型金矿床为主。

3)综合异常区内已发现了一定的矿化、矿化体线索,显示矿区内具有进一步找矿突破的巨大前景,表明松树南沟金矿区的找矿潜力巨大,通过进一步的勘查工作有望获得新的找矿重大突破。

参考文献

Lang X H, Xiang Z P, Wang X H, et al.

Unveiling an Early Paleozoic porphyry-epithermal gold system in Songshunangou district,North Qilian,northwest China:Geological and geochronological constraints

[J]. Ore Geology Reviews, 2024, 164:105816.

[本文引用: 7]

隆昊.

门源县松树南沟金矿床地质构造特征

[J]. 中国西部科技, 2014, 13(9):15-17.

[本文引用: 2]

Long H.

The features of geological structure in Songshunangou gold deposit of Menyuan County,Qinghai Province

[J]. Science and Technology of West China, 2014, 13(9):15-17.

[本文引用: 2]

王檬. 青海门源县松树南沟金矿床地质特征及成因探讨[D]. 长春: 吉林大学, 2017.

[本文引用: 2]

Wang M. Study on the geological characteristics and genesis of songshunangou Au deposit in Menyuan county,Qinghai Province[D]. Changchun: Jilin University, 2017.

[本文引用: 2]

徐镇华, 马玉见, 曹纪虎, .

青海巴拉哈图—白土沟地区成矿地质特征及找矿潜力分析

[J]. 矿产勘查, 2019, 10(9):2180-2186.

Xu Z H, Ma Y J, Cao J H, et al.

Analysis on metallogenic geological characteristics and prospecting potential of the Balahatu-Baitougou area,Qinghai

[J]. Mineral Exploration, 2019, 10(9):2180-2186.

Xiang Z P, Lang X H, Wang X H, et al.

Origin and tectonic setting of the ore-related late Ordovician porphyry in the songshunangou district,north Qilian,northwest China:Whole-rock geochemical,Sr-Nd-Pb isotopes and zircon Hf isotopes constraints

[J]. Journal of Earth Science, 2025, 36(3):1051-1068.

[本文引用: 2]

张涛, 伊有昌, 肖小强, .

青海松树南沟金矿床控矿因素及找矿方向研究

[J]. 矿产勘查, 2011, 2(1):49-53.

[本文引用: 1]

Zhang T, Yi Y C, Xiao X Q, et al.

The ore-controlling factors and prospecting guide analysis of Songshu Nangou Gold Deposit,Qinghai Province

[J]. Mineral Exploration, 2011, 2(1):49-53.

[本文引用: 1]

刘强, 王冠, 王登科.

北祁连金矿区花岗闪长斑岩年代学及地质意义

[J]. 四川地质学报, 2019, 39(1):15-21.

Liu Q, Wang G, Wang D K.

Geochronology and its geological significance for granodiorite porphyry in the songshunangou Au deposit,north Qilian Mountains

[J]. Acta Geologica Sichuan, 2019, 39(1):15-21.

王冠, 肖晓林, 刘强, .

松树南沟金矿区玄武安山岩锆石U-Pb年代学地球化学及其动力学意义

[J]. 四川地质学报, 2017, 37(3):375-382.

[本文引用: 1]

Wang G, Xiao X L, Liu Q, et al.

Zircon U-Pb age and geochemistry of basaltic andesite from the Songshunangou Au deposit and their geodynamic implication

[J]. Sichuan Journal of geology, 2017, 37(3):375-382.

[本文引用: 1]

肖晓林. 青海松树南沟金矿矿床成因成矿预测及选矿关键技术研究[D]. 成都: 成都理工大学, 2013.

[本文引用: 1]

Xiao X L. Research on metallogenic prediction and key technology of mineral dressing of south Songshunangou gold deposit in Qinghai[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology, 2013.

[本文引用: 1]

白云. 北祁连造山带松树南沟金矿床成因与成矿预测[D]. 成都: 成都理工大学, 2019.

[本文引用: 2]

Bai Y. Genesis and metallogenic prediction for songshunangou gold deposit in the northern Qilian orogenic belt[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology, 2019.

[本文引用: 2]

Wang X H, Wu W Z, Lang X H, et al.

Apatite and zircon compositions as petrogenetic and metallogenic indicators for late Ordovician porphyries in the Songshunangou gold district,North Qilian orogenic belt (China)

[J]. Ore Geology Reviews, 2025, 179:106502.

[本文引用: 1]

肖晓林, 陈岑.

青海松树南沟金矿矿床地质特征

[J]. 地质与勘探, 2010, 46(2):191-197.

[本文引用: 1]

Xiao X L, Chen C.

Geological characteristics of the songshunangou gold deposit in Qinghai Province

[J]. Geology and Exploration, 2010, 46(2):191-197.

[本文引用: 1]

王兆帅, 郎兴海, 向佐朋, .

基于三维地质建模的青海松树南沟金矿区找矿预测研究

[J]. 物探化探计算技术, 2025, 47(4):545-556.

[本文引用: 1]

Wang Z S, Lang X H, Xiang Z P, et al.

Research on prospecting prediction of Songshunangou gold district in Qinghai Province based on Three-dimensional geological modeling

[J]. Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration, 2025, 47(4):545-556.

[本文引用: 1]

李光明. 西藏冈底斯成矿带及邻区铜铁多金属矿成矿规律与成矿预测[M]. 北京: 地质出版社, 2011.

[本文引用: 1]

Li G M. Metallogenic regularity and prognosis of copper-iron polymetallic deposits in Gangdise metallogenic belt and its adjacent areas in Xizang[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2011.

[本文引用: 1]

韩鹏, 郎兴海, 邓煜霖, .

西藏谢通门县雄村矿区外围土壤地球化学特征及异常评价

[J]. 物探化探计算技术, 2018, 40(6):812-819.

[本文引用: 1]

Han P, Lang X H, Deng Y L, et al.

Soil geochemical characteristics and abnormal evaluation of Xiongxcun district peripheral areas,Xietongmen county,Tibet

[J]. Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration, 2018, 40(6):812-819.

[本文引用: 1]

裴韬, 鲍征宇.

地球化学数据去噪方法研究

[J]. 地质地球化学, 1998, 26(4):86-90.

[本文引用: 1]

Pei T, Bao Z Y.

Research on noise erasing methods with geochemical data

[J]. Geology-Geochemistry, 1998, 26(4):86-90.

[本文引用: 1]

师磊. 区域地球化学勘查数据处理方法研究[D]. 长春: 吉林大学, 2009.

[本文引用: 1]

Shi L. Study of data processing method in regional geochemical exploration[D]. Changchun: Jilin University, 2009.

[本文引用: 1]

田绍海. 西藏革吉县江玛地区1∶5万水系沉积物地球化学特征及找矿预测[D]. 成都: 成都理工大学, 2019.

[本文引用: 1]

Tian S H. Geochemical characteristics and prospecting predictions of 1∶50,000 stream sediments in Jiangma area,Geji County,Tibet[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology, 2019.

[本文引用: 1]

赵荣军.

不同方法在栾川北部化探数据处理中的应用

[J]. 地质与勘探, 2006, 42(3):67-71.

[本文引用: 1]

Zhao R J.

Application of different data processing method in geochemical exploration in the north Luanchuan

[J]. Geology and Prospecting, 2006, 42(3):67-71.

[本文引用: 1]

李欢, 徐国志, 孙璐, .

化探综合异常图定量编制方法及应用

[J]. 地质通报, 2019, 38(6):1062-1070.

Li H, Xu G Z, Sun L, et al.

A quantitative method for integrated anomaly map of geochemical prospecting and application

[J]. Geological Bulletin of China, 2019, 38(6):1062-1070.

写熹, 魏国辉, 郭泳杰, .

化探综合异常的圈定——以安徽绩溪青罗山地区1∶1万土壤地球化学测量为例

[J]. 矿产与地质, 2021, 35(4):763-769.

Xie X, Wei G H, Guo Y J, et al.

Delineation of comprehensive geochemical anomaly:An example of 1∶10,000 soil geochemical survey in Qingluoshan area,Jixi County,Anhui

[J]. Mineral Resources and Geology, 2021, 35(4):763-769.

黄加忠, 杨明龙, 王晓龙, .

四川省瓦岗地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向

[J]. 华东地质, 2024, 45(3):332-344.

Huang J Z, Yang M L, Wang X L, et al.

Geochemical characteristics of stream sediments and prospecting directions in Wagang area of Sichuan Province

[J]. East China Geology, 2024, 45(3):332-344.

翁望飞, 罗家元, 许振宇.

皖南外桐坑金矿床地质、地球化学特征及找矿模型

[J]. 华东地质, 2023, 44(1):13-27.

[本文引用: 1]

Weng W F, Luo J Y, Xu Z Y.

Geological and geochemical characteristics and prospecting model of the Waitongkeng gold deposit in southern Anhui Province

[J]. East China Geology, 2023, 44(1):13-27.

[本文引用: 1]

汪等 李佑国, 赵伟, .

异常下限衬值滤波法在然乌幅化探数据处理中的应用

[J]. 物探与化探, 2013, 37(2):344-349.

[本文引用: 1]

Wang D, Li Y G, Zhao W, et al.

The application of the anomaly threshold contrast filtering method to the geochemical data processing of the ranwu sheet

[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2013, 37(2):344-349.

[本文引用: 1]

杨笑笑, 罗先熔, 郑超杰, .

衡阳盆地北缘国庆矿区土壤地球化学特征及找矿方向

[J]. 地质与勘探, 2018, 54(4):762-771.

Yang X X, Luo X R, Zheng C J, et al.

Geochemical characteristics of soil and prospecting direction in the guoqing area,northern margin of the Hengyang Basin

[J]. Geology and Exploration, 2018, 54(4):762-771.

杨用彪, 黄顺生, 王丽娟, .

溧阳盆地金山地区土壤地球化学特征及找矿效果

[J]. 地质与勘探, 2023, 59(4):791-802.

[本文引用: 1]

Yang Y B, Huang S S, Wang L J, et al.

Geochemical characteristics of soil and their prospecting effect in the Jinshan area of Liyang Basin

[J]. Geology and Exploration, 2023, 59(4):791-802.

[本文引用: 1]

/

京ICP备05055290号-3
版权所有 © 2021《物探与化探》编辑部
通讯地址:北京市学院路29号航遥中心 邮编:100083
电话:010-62060192;62060193 E-mail:whtbjb@sina.com , whtbjb@163.com