甘肃小柳沟钨钼多金属矿田构造叠加晕浅析及找矿预测

林 森，张自森，智 超

(1.甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃张掖 734012；2.河南省有色金属地质矿产局第五地质大队，河南郑州 450016)

甘肃小柳沟钨钼多金属矿田构造叠加晕浅析及找矿预测

林 森1，张自森2，智 超1

(1.甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃张掖 734012；2.河南省有色金属地质矿产局第五地质大队，河南郑州 450016)

通过对小柳沟钨钼多金属矿田地质地球化学特征及前人资料的综合研究，以小柳沟矿田中部祁青钼矿床4线构造叠加晕和深部成矿预测研究为重点，用围岩31件背景样品的几何平均值，为构造叠加晕分带提供地球化学背景依据；以小柳沟钨钼多金属矿单期次成矿原生晕轴向分带序列(自下而上)Cr、Co、Ni、V、Ti→W、Mn、Be、Sn、Bi、Mo、Cu→Pb、Zn、Ag→Au、As、Sb为基础，分析认为祁青钼矿4线构造叠加晕轴向分带序列(自下而上)Cu、Mo、Pb、Sb→As、Zn、Sn、Nb→Bi、V、Ti、Ba、Cr→Mn、W、B具“反分带”特征，且存在地球化学参数“反转”现象，指示成矿作用有叠加，预测深部存在第二成矿空间，钻探工程验证在祁青钼矿深部发现含钼隐伏花岗岩体，且岩体上部仍有石英脉型钼矿体，证实了构造叠加晕对深部找矿预测的有效性。认为小柳沟矿田深部斑岩型钼矿资源潜力较大，晚期花岗岩体凸起部位和外围分别是是寻找钼、中低温硫化物有关的铅锌矿床的有利地带。

钨钼多金属矿田 构造叠加晕 轴向分带 找矿预测 小柳沟

Lin Sen，Zhang Zi-sen，Zhi Chao.Analysis of structural superimposed halos and ore prospecting prediction of the Xiaoliugou wolfram－molybdenum polymetallic ore field in Gansu Province[J].Geology and Exploration，2016，52(5):0874－0884.

甘肃小柳沟钨钼多金属矿田位于北祁连造山带西段洋－陆俯冲的活动大陆边缘(李文渊等，2005)，是一个以钨、钼为主的多金属矿田，主要由祁青钼矿、小柳沟钨钼矿、世纪钨钼矿、贵山钨钼矿、祁宝钨钼矿五个矿床组成，多数研究者认为小柳沟钨钼多金属矿田属于火山喷发沉积－后期岩浆热液改造型矿床(汪海峰等，2009；陈玉峰等，2010)，区内钨物质来源主要为地层(周宏，2004；陈玉峰，2010)，对于Mo的主要物质来源大多数学者认为来自岩浆(周宏，2004；乔立斌等，2008；周宏等，2014)，据此认为位于矿田中部的祁青石英脉型钼矿床成因与岩浆热液最为密切。由于热液矿床每次成矿形成矿体都有相应的前缘晕、近矿晕和尾晕，因此不同期次成矿形成的原生晕在空间上具有多种叠加形式，通过对祁青石英脉型钼矿体构造叠加晕的分析，进行深部找矿预测，并对进一步找矿工作提供建议。

1 矿田地质

小柳沟矿田出露地层主要为中元古代长城系朱龙关群(图1)，可分为上、下两个岩组和五个岩性段(表1)，岩性主要为千枚岩、角闪片岩、矽卡岩、灰岩及玄武岩。钨铜矿体主要产于上、下岩组的过渡部位，即上岩组的下岩段和下岩组的上岩段，在上岩组的中岩段亦有矿体出现。

矿田内为一“D”型穹隆构造(周宏等，2004；汤静如等，2006)。穹隆两侧地层不对称，朱龙关群下岩组的砂质千枚岩为穹隆的核部，发育有三组不同方向的石英网脉带，为穹隆上隆的中心部位，下部为隐伏岩体的隆升部位，祁青钼矿位于穹隆上隆的中心部位，区内断裂构造较为发育，总体上看，矿区近南北向走向断裂控制了部分钨矿体的空间就位及形态展布，近东西向走向断裂控制了石英脉型钼矿体的空间就位及形态分布。

表1 小柳沟朱龙关群地层表Table 1 Stratigraphic chart of the Zhulongguan Group in Xiaoliugou area

2 矿田地球化学特征

矿田地表侵入岩仅见四处花岗岩株和花岗岩脉，并可见褐铁矿化、孔雀石化。在朱龙关群上岩组中有较多的辉长岩脉、岩墙侵入，矿区脉岩主要为石英脉，属岩浆期后沿构造裂隙贯入之产物，其空间展布形态完全受控于地层岩性中的节理、裂隙和断层的发育程度及产状，并在祁青钼矿、小柳沟、世纪、祁宝、贵山五个钨钼矿床中均有分布，且在祁青钼矿、小柳沟和世纪钨钼矿床较为发育，并在祁青钼矿床中最为发育。

2.1 沟系次生晕地球化学特征

矿田1∶2.5万沟系次生晕组合元素异常存在明显的水平分带(图2)，成矿元素Mo、Bi、Cu、W异常形态呈面状，浓集中心明显，套合性好，且Cu－Mo －Bi－W元素内带异常面积依次变大，这与矿床分布(中心钼矿，外围钨钼矿)一致；Pb－Zn－Ag异常呈环状分布于成矿元素异常内带之外围；Au、As、Sb元素异常同样与成矿元素异常套合性也较好，但浓集中心相对分散。

表2 小柳沟1∶2.5万沟系次生晕元素因子载荷矩阵表Table 2 Elements factor load matrix of 1∶25000 valley secondary halos in Xiaoliugou

沟系次生晕成果数据用R型因子分析，提取的4个因子(表2)所表达的地球化学特征基本与异常特征相对应，表现在F1因子主要载荷元素为Cu、Bi、W，为铜、钨矿化指示因子；F2因子主要载荷元素为Au、As、Sb，为低温热液指示因子；F3因子主要载荷元素为Mo、Ag，为钼矿化指示因子；F4因子主要载荷元素为Pb、Zn，为铅锌矿化指示因子。

综上，以祁青钼矿床为中心，元素自内向外水平分带为：Cu、Mo、Bi、W→Pb、Zn、Ag→Au、As、Sb，这与区域矿床(点)分布(祁青钼矿→小柳沟、世纪、祁宝、贵山钨钼多金属矿床→龙啊过陇铅锌矿点)→西柳沟锑异常点基本吻合(张玉成等，2007)。

图1 甘肃省肃南县小柳沟矿区地质图Fig.1 Geologicalm ap of the Xiaoliugou ore deposit in Sunan county，Gansu Province

图2 小柳沟钨钼多金属矿田元素异常剖析图Fig.2 Element anomalies of Xiaoliugou tungsten and molybdenum polymetallic ore field

2.2 钻孔原生晕地球化学特征

祁宝钨钼矿床钻孔ZK0—1主要岩性有硅化灰岩、绢云石英千枚岩、角闪云母片岩、花岗岩及矽卡岩，矿体赋矿层位为长城系朱龙关群上岩组第三岩性段上部之矽卡岩，容矿母岩主要为透辉石透闪石矽卡岩及矽卡岩化角闪云母片岩，矿体上、下盘均为矽卡岩且与围岩界限不清楚，矿体产状与围岩产状基本一致，矿化主要以白钨矿化为主，辉钼矿化次之，矿化强度与矽卡岩化、硅化关系密切，白钨矿化呈稠密浸染状、稀疏浸染状、细脉状，以浸染状为主，细脉状次之，辉钼矿主要以薄膜状分布于石英细脉的两壁。

从钻孔深度0～546.8m采集光谱样279件，分析了Cu、Pb、Mn、Cr、Ni、Be、Mo、Sn、V、Ag、Ti、Zn、Co、W、As、Sb、Bi、Au计18元素的含量，通过统计分析，Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、W、Be、Bi、Mo等元素变异系数大1，显示强分异，且Cu、Mo、As、Bi极大值与极小值差距呈103数量级之大，为局部矿化引起，Sn、Zn变异系数中等，分异程度一般，Cr、Co、Ni、V、Ti、Mn等元素变异系数小于0.6，表现为弱分异(表3)。

据ZK0－1钻孔原生晕成果R型因子分析结果，当累计特征根为75.4%时，可提取5个因子，其表达的地球化学意义与钻孔原生晕剖面图元素在垂向上的分布特征具一定的对应性(张玉成，2006)(图3)，据此，归纳出元素在垂向上的分布特征。

表3 祁宝钨钼矿床ZK 0－1原生晕元素地球化学特征统计表Table 3 Statistics of characteristics of element geochem istry of ZK 0－1 primary halos in the Qibao deposit

F1因子主要载荷元素为Sn、Mn、Be、Zn、W，在剖面图上这些元素与W元素含量折线走势基本一致，峰值区对应钨矿体部位，为钨矿化指示因子；F2因子主要载荷元素为Cr、Co、Ni、V、Ti，主要为一套铁族元素组合，高值区主要分布在钨矿化体下部，为钨矿体尾晕指示因子；F3因子主要载荷元素为Ag、Cu、Bi、Pb，这些元素主要呈窄双峰分布于钨钼矿化上部和下部，为近矿指示因子，这与1∶2.5万次生晕异常特征表现形式具有一致性；F4因子主要载荷元素为Au、As、Sb，为低温热液元素组合，主要分布于钨钼矿体上部，为钨钼矿体前缘晕指示因子；F4因子主要载荷元素为Mo，高值区主要分布于矽卡岩中，受高温热液蚀变控制明显，且在钨钼矿化部位大面积富集，为高温热液蚀变及钼矿化指示因子。

1∶2.5万沟系次生晕、钻孔原生晕地球化学特征表明，小柳沟钨钼多金属矿田元素水平分带与垂直分带具有一致性，其单期次成矿性质的钨钼矿体元素垂向分带(自下而上)为：Cr、Co、Ni、V、Ti→W、Mn、Be、Mo、Bi、Sn、Cu→Pb、Zn、Ag→Au、As、Sb。

3 祁青钼矿床构造晕特征

祁青钼矿床中钼矿体由岩体型钼矿体及石英脉型钼矿体组成。石英脉型钼矿主要由赋存于岩体上覆围岩中的辉钼矿化石英脉构成，石英脉成群成带分布，形成了较为密集的石英网脉矿化带，石英脉产状可分为4组，分别为走向近EW向、NW向、NE向及SN向，其中祁青钼矿石英脉型钼矿化以近EW向中高倾角含矿石英脉为主，该石英矿化带整体上呈近EW或NW向展布，南北宽600m，东西长800m，石英脉密集带整体呈共轭节理形式分布，带内脉体呈侧列式分布特征(刘堆富等，2005；乔立斌等，2008)。

图3 祁宝钨钼矿床ZK 0－1原生晕剖面图Fig.3 Sections of ZK 0－1primary halos in the Qibao deposit

本次以祁青石英脉型钼矿体为研究对象，对热液石英脉型钼矿体构造叠加晕剖析，选择了祁青钼矿4线3384m～3120m4个中段427件原生晕样品进行研究，分析指标为Cu、Pb、Mn、Cr、Ni、Mo、Sn、V、Ag、Ti、Co、Zn、B、Ba、W、As、Sb、Bi、Hg、Nb、Ta、Au等22个元素，其中采集于石英脉的样品374件，石英脉＋破碎蚀变带的样品2件，破碎带样品7件，石英脉＋蚀变围岩样品13件，围岩样品31件。

表4 祁青钼矿4线背景样品元素地球化学参数统计表Table 4 Statistics of element geochem istry parameters of background samples of exploration line No.4 in the Qiqing molybdenum deposit

3.1 元素地球化学参数特征

通过计算31件围岩岩性样品地球化学参数(表4)，几何均值与中值相比差距较小，而中值与均值差距较大，表明用样品几何均值作为矿山指示元素地球化学背景的合理性，为构造叠加晕异常分带研究提供了依据。

Au、Ag、As、Sb、W、Cu、Mo、Ta、Nb变异系数大于1，这与白钨矿成矿对围岩具有明显选择性有关，也与矿区强烈的热液活动有关，As、Sb、Ag、Cu、Mo、Zn、Pb、Ni变异系数变化相对较大，主要与热液蚀变不均匀密切相关，且乔立斌等(2008)统计祁青钼矿区569条石英脉测试元素地球化学特征发现，无论石英脉产状如何变化，主成矿元素Mo几乎与Nb、Ta形影不离，这是Nb、Ta变异特征与Mo相似的原因，同时也反映了区内石英脉系不同期次岩浆活动或同一期次岩浆活动脉动的产物。

3.2 地球化学元素组合特征

对祁青钼矿床4线427件样品测试元素进行因子分析，当累计特征根为75.4%时，可划分为7个因子。

F1：Ti、V、Ni、Cr、Co，该因子以亲基性元素组成，属矿区内成岩因子，显示矿区内具有岩浆热液及深部物质来源的地球化学场特征。

F2：Mo、Nb、Ta，为矿区钼矿化指示因子，Nb、Ta属典型的亲石元素，具有强烈的亲氧性，在岩浆作用中均在岩浆后期富集(刘英俊等，1987)，Mo是一种中度不相容的亲铜元素，也具有在岩浆晚期富集的特征，而斑岩钼矿通常都具有很高的氧逸度(孙卫东等，2015)，该组合说明小柳沟钨钼多金属矿田中钼矿的形成与岩浆热液有关，且富集于晚期岩浆中，区内石英脉亦多形成于晚期岩浆。

F3：Hg、Sb、Bi、Pb，为多期热液叠加因子组合，该组合元素由典型的亲硫元素组成，且以中低温元素为主，为岩浆热液在构造裂隙系统中易迁移元素的组合，指示多期次热液叠加。当温度升高时有利于铋的成矿，在石英脉型和矽卡岩型矿石中，常见浅灰色或锡白色辉铋矿，呈短柱状或不规则长条状，沿矽卡岩矿物或白钨矿边缘及裂隙充填，少量沿黄铜矿、黄铁矿边缘及裂隙充填。

F4：Cu、Zn、Ag、Sn，以中高温亲硫元素为主，Sn属大离子亲石元素，为高温阶段的产物，该组合也具有多期热液叠加特征，反映了中高温岩浆热液在构造裂隙运移过程中在围岩及裂隙中形成的地球化学场特征。

F5：Ba、B，该组合由岩浆射气元素组成，反映了区内与隐伏花岗岩有关的地球化学场特征。

F6：Au、As，As是中低温亲硫元素，Au载体矿物主要是砷矿物，在热液运移中多属前缘晕元素。

F7：W、Mn，均为大离子亲石元素，在热液运移中多属典型的尾晕元素。

3.3 4线构造晕特征

祁青石英脉型钼矿成矿对围岩没有选择性，4线剖面主要围岩为千枚状细砂岩，占80%以上，其次为角闪云母片岩及绿泥绢云千枚岩，矽卡岩少见，由于W的成矿对岩性有选择性，砂岩不是W成矿的有利围岩(乔立斌等，2008)，表现在4线中W异常主要与石英脉有关，且仅在3223中段局部较发育，到3120中段，W异常分枝，减弱趋势明显(图4)，而地表W异常不太发育，则与样品主要采集于坑道中有关。Mo矿体由地表向下，矿体厚度有增大的趋势，品位变化较稳定，反映在异常上，也存在类似的特征。Pb、Sb异常由地表向深部存在规模、强度均增大的趋势；As异常主要发育在3223中段周围，向浅部及深部分别有收敛趋势；Cu异常主要发育在3223中段以上，在3120中段略有显示。Bi异常则主要发育在3223～3304中段之间，在这两个中段的两侧均呈尖灭趋势。

图4 祁青钼矿4线构造晕特征剖析图Fig.4 Structural superimposed halos characteristics of exploration line No.4 in the Qiqingmolybdenum deposit

3.4 构造晕轴向分带特征

运用格里戈良分带指数法对4线的石英脉、构造破碎带成果数据进行分析，计算线金属量(表5)，并计算其分带指数(表6)从而获得4线构造晕轴向分带序列(自下→上)：Cu、Pb、Mo、Sb→As、Zn、Sn、Nb→Bi、V、Ti、Ba、Cr→Mn、W、B。对比前述小柳沟钨钼多金属矿田元素垂向分带(自下而上)Cr、Co、Ni、V、Ti(尾晕)→W、Mn、Be、Mo、Bi、Sn、Cu(矿体晕)→Pb、Zn、Ag(近矿晕)→Au、As、Sb(前缘晕)，4线构造晕下部出现Au、Sb、As前缘晕元素以及Pb、Zn、Ag近矿晕元素，Mn等尾晕的元素出现在头晕部位，说明祁青钼矿构造晕存在明显的逆序列，即“反分带”，具有构造叠加晕特征，推断在祁青石英脉型钼矿体在3120中段以下继续延伸，甚至存在第二成矿空间。在祁青钼矿床经钻探工程ZK66－1(孔深802.5m)、ZK80－1(孔深851m)验证，深部见石英脉型钼矿体，并分别在标高2721m、2861m打到含钼隐伏花岗岩体，斑岩型钼矿累计穿矿厚度分别达269.65m、122.18m，到终孔标高2340m、2361m时均未穿透隐伏岩体，岩体厚度381m、500m，在终孔深度仍可见辉钼矿化，表明其深部仍有斑岩型钼矿存在，钻探工程结果与利用构造晕轴向分带对深部隐伏矿的预测一致。

利用单一期次成矿尾晕、头晕累加值之比作为矿床深部远景评价的重要参数(周顶等，2015)，即(Ni＋V＋Ti＋Mn)/(As＋Sb)比值在3384、3304、3223、3120中段的值依次为40、27、16、19，表现出高→低→低→高的变化规律，在标高从高至低逐渐降低，到3120中段，突然反升，存在地球化学参数“反转”现象，表明矿体向下还有很大的延伸，可能有另一个钼矿体存在。

综上，祁青钼矿床4线构造晕存在轴向“反分带”及地球化学参数“反转”现象，具有构造叠加晕特征，对照李惠金矿盲矿预测五条准则之准则2、准测3(李惠等，2006)，预测祁青钼矿矿体在深部还有很大的延伸，存在第二成矿空间，并得到钻探工程的证实。钻探工程结果与利用构造晕轴向分带对深部隐伏矿的预测一致。

表5 祁青钼矿4线构造叠加晕微量元素线金属量计算结果表Table 5 Calculation results of structural superim posed halos trace elementsmetal quantity of exploration line No.4 at the Qiqing molybdenum deposit

表6 祁青钼矿4线构造叠加晕分带指数计算结果表Table 6 Calculation results of structural superim posed halos zoning index of exploration line No.4 at the Qiqingmolybdenum deposit

4 结论

(1)综合分析小柳沟钨钼矿田矿床(点)分布、沟系次生晕微量元素水平分带及典型原生晕剖面，认为小柳沟钨钼多金属矿田单一期次成矿成晕轴向分带序列(自下而上)为：Cr、Co、Ni、V、Ti(尾晕)→W、Mn、Be、Mo、Bi、Sn、Cu(矿体晕)→Pb、Zn、Ag(近矿晕)→Au、As、Sb(前缘晕)。

(2)祁青钼矿4线构造叠加晕元素垂向分带序列自下而上表现为Cu、Mo、Pb、Sb→As、Zn、Sn、Nb→Bi、V、Ti、Ba、Cr→Mn、W、B，为“反分带”序列，且存在地球化学参数“反转”现象，指示成矿作用有叠加，预测祁青钼矿在深部存在第二成矿空间，钻探工程证实了构造叠加晕在小柳沟钨铜钼多金属矿田深部找矿预测的有效性。

(3)祁青钼矿深部斑岩型钼矿体的发现，认为深部斑岩型钼矿资源潜力较大，厘定深部花岗岩体分布形态无疑是本区深部及外围找矿勘查的主攻方向。

致谢:张掖矿产勘查院刘莉晖同志绘制了部分图件，审稿老师对本文进行了悉心修改，并提出了建设性修改意见，在此深表感谢。

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Analysis of Structural Superimposed Halos and Ore Prospecting Prediction of the Xiaoliugou Wolfram－Molybdenum Polym etallic O re Field in Gansu Province

LIN Sen1，ZHANG Zi-sen2，ZHIChao1

(1.Zhangye Geo－mine Survey Instisute ofNon－frerousMetal Geological Exploration ofGansu Province，Zhangye，Gansu 734012；2.No.5 Geological Brigade ofHenan Non frrous Metals Geology and Mineral Resources Bureau，Zhengzhou，Henan 450016)

This paper presents a comprehensive study of geological and geochemical characteristics of the Xiaoliugou wolfram－molybdenum polymetallic ore field in Gansu Province.It focuseson the structural superimposed halosof exploration line No.4 andmetallogenic prediction of the Qiqingmolybdenum deposit in the deep subsurface.Using the geometricmean of31 background samples from country rock，it provides the basis for anomaly zoning of structural superimposed halos.The analysis is based on the order of primary halo axial zoning related withmineralization of Tungsten andmolybdenum polymetallic ore，i.e.Cr，Co，Ni，V and Ti→W，Mn，Be，Mo，Bi，Sn and Cu→Pb，Zn and Ag→Au，As and Sb.Analysis suggests that the vertical zoning sequence of exploration line4 at the Qiqingmolybdenum deposit is，from lower to upper，Cu，Mo，Pb and Sb→As，Zn，Sn and Nb→Bi，V，Ti，Ba and Cr→Mn，Wand B，which is a"anti－zoning"sequence，indicatingmineralization stacked and multi－metallogenetic characteristics.Meanwhile，geochemical parameters have an"inverting"phenomenon.So itpredicts the existence of secondmetallogenesis space in the Qiqingmolybdenum depositat depth.As varified by drilling，a quartz vein molybdenum ore body and molybdenum containing concealed granite are present in the deep subsurface.It confirms the effectiveness of structural superimposed halos in prospecting prediction toward depth.It suggests that the deep porphyry typemolybdenum ore resource potential is large in the Xiaoliugou ore field.The protrudent parts and periphery of later granitemass are favorable locations for looking formolybdenum and associated medium－low temperature sulphide lead－zinc deposits，respectively.

wolfram–molybdenum polymetallic ore field，structural superimposed halos axial zoning，ore prospecting prediction，Xiaoliugou

P632＋.1

A

0495－5331(2016)05－0874－11

2016－01－19；[修改日期]2016－08－02；[责任编辑]陈伟军。

国土资源部中国地质调查局国土资源大调查项目(200010200151)。

林 森(1969年－)，男，高级工程师，长期从事地质、化探普查找矿及资料的综合研究工作。E-mail：842547406＠qq.com。