青海达达肯乌拉山铅锌矿床原生晕深部找矿预测

刘玉军，刘彩乐，任智斌，贾妍慧，张昆宏

(青海省第五地质矿产勘查院，青海 西宁 810028)

20世纪60年代C.B.格里戈良、谢学锦、邵越等人先后提出了热液矿床原生晕分带序列，原生晕找盲矿法(邵跃，1997)得到了广泛的开展，并被认为是预测深部矿体(或盲矿体)的较为有效手段之一。近20年来，李惠科研团队将其发展为构造叠加晕找盲矿法(李惠等，2016)，该方法广泛应用于深部找矿实践中，已取得了巨大的经济和社会效益。

青海达达肯乌拉山铅锌矿床地处东昆仑造山带、柴达木盆地东北缘。该矿床是近年来由青海省第三地质矿产勘查院通过1∶5万区域地质矿产调查和预查后，在泥盆系牦牛山组火山岩中新发现的铅锌矿床。另外，对该矿床研究对在柴周缘其他地区的牦牛山组火山岩中找矿也有指导意义。笔者基于前期工作成果资料基础上，对矿区典型勘探线及钻孔岩心数据，应用格里戈良原生晕垂向分带指数法及原生叠加晕找盲矿法分析矿床原生晕分带序列特征，对其深部是否有找盲矿的前景进行预测，并为今后工作安排提供依据。

1 区域地质概况

研究区大地构造位置处于秦祁昆造山系柴北缘结合带滩间山浆弧带(祁生胜，2013)，区域上出露地层属秦祁昆地层区之柴达木北缘分区。主要出露有中—上泥盆统牦牛山组(D2-3m)、上泥盆—下石炭统阿木尼克组((D3-C1)a)、中侏罗统采石岭组(J2c)、上新统油砂山组(N2y)、狮子沟组(N2s)及第四系(Q)(图1)。其中，牦牛山组在达达肯乌拉山地区分布广，按岩性分为3个段：牦牛山组一段(D2-3m1)为一套碎屑岩组合；牦牛山组二段(D2-3m2)以一套区域低级变质岩为主；牦牛山组三段(D2-3m3)以一套陆相火山喷发岩为主。

区域构造线以北西—南东向为主，次为近东西向，少量近南北向。褶皱构造较发育，多呈线状展布。

侵入岩较发育，多以岩株或岩脉状产出，有达达肯乌拉山闪长-辉长岩体和达达肯乌拉山花岗岩。火山岩主要为牦牛山组陆相火山岩，形成于晚泥盆世，属于高钾钙碱性系列，以富集大离子亲石元素和轻稀土、亏损高场强元素为特征(刘世宝等，2016)。岩石类型从中性到酸性均有，岩组岩性从火山角砾岩—角砾熔岩—安山岩—晶屑凝灰岩组成一个较完整的喷发旋。火山岩中Ag、As、Hg、Pb、Sb、Zn平均含量均高于克拉克值，其中凝灰岩、火山角砾岩中Ag、Pb、Zn、Sb平均含量高于克拉克值几个数量级*青海省第三地质矿产勘查院.青海省都兰县阿木尼克山地区四幅1∶5万区域地质矿产调查成果报告，2014.。岩脉为辉绿岩脉和闪长玢岩脉，以闪长玢岩脉为主。

1∶5万高精度磁法测量圈定有4处磁异常C9、C18、C20和C21。其中，C21号磁异常分布于达达肯乌拉山铅锌矿区，异常长约3km，宽约700m，异常面积约2km2。异常南正北负，曲线呈跳跃状，△T极小值约为-138nT，△T极大值约为446nT，推断认为异常可能是闪长玢岩与其接触带局部富集的磁性矿物共同引起。

1∶5万水系沉积物测量圈定有HS24、HS25、HS26、HS28和HS29等9处综合异常，异常总体呈北西向分布。其中，达达肯乌拉山铅锌矿区分布于HS29异常中，该异常呈北东向展布于牦牛山组三段和第四系，处于牦牛山组三段中的Ag、Pb、Zn、Cd异常套合紧密，浓集中心清晰, Pb峰值达1 105×10-6，Zn峰值达1 356×10-6，为矿致异常。

区域处于柴北缘成矿带之赛什腾山—阿尔茨托山铅-锌-金-钨-锡-(铜、钴、稀土元素)-金红石成矿亚带(潘彤，2017)，该成矿亚带是青海比较重要的内生金属成矿带之一，区域内发育黑色及有色金属矿(点)床，成矿地质条件优越，是铅、锌、金、铜的成矿远景区(党兴彦等，2006)。

2 矿床地质特征

矿区主要出露中—晚泥盆统牦牛山组三段(D2-3m3)(图2)，该地层也是重要的赋矿层位，其岩性为(晶屑)凝灰岩、火山角砾岩、集块岩、英安岩、安山岩、黑耀岩等。火山岩中规模较小的多条断层发育，宽数十厘米到数米，长度数十米到数百米不等，形成时期晚于火山活动期及岩浆作用期。

火山-岩浆活动至少有3期(李建兵等，2016)：第一期为中—晚泥盆世时期大量中酸性火山喷发，岩性以火山集块岩、角砾岩、凝灰岩为主，火山喷发过程中带出Pb-Zn-Ag-Sb等成矿元素；第二期为晚泥盆世辉长岩、闪长岩等中基性岩浆岩呈岩株状侵位火山岩中，沿岩体周边多有集块岩、黑曜岩分布，强烈的岩浆活动对火山岩中的Pb-Zn-Ag等成矿元素具有进一步活化、富集作用；第三期晚泥盆世后岩浆活动以闪长玢岩形成为主，闪长玢岩岩浆沿断裂、破碎带灌入，穿插分布于火山岩、岩浆岩中，侵位火山岩时穿过第一期成矿作用形成的Pb-Zn-Ag进一步活化富集，在玢岩中及其外接触带成矿。闪长玢岩脉是主要的含矿层位及找矿标志之一，脉体整体倾向北东，倾角多在55°～80°，出露一般50～1 000m，宽度一般0.5～5m。

1.冲洪积物；2.洪积物；3.七个泉组；4.狮子沟组；5.油砂山组；6.采石岭组；7.阿木尼克组；8.牦牛山组三段；9.牦牛山组二段；10.牦牛山组一段；11.泥盆纪花岗岩；12.闪长岩；13.闪长玢岩脉；14.实测地质界线； 15.角度不整合界线；16.逆断层；17.1∶5万高磁异常及编号；18.1∶5万水系沉积物测量综合异常及编号；19.达达肯乌拉山铅锌矿床；20.矿区范围图1 达达肯乌拉山铅锌矿区域地质矿产图(据李建兵等，2016)Fig.1 Geology and mineral resources of the Dadakenwula Mountain lead-zinc mining area

矿区共圈出Ⅰ和Ⅱ号2个矿带，锌矿(化)体和(铅银)锌矿(化)体22条。

Ⅰ号矿带呈不规则状，长800m，宽200m，整体走向北西向，倾向北东，倾角39°～73°，带内圈出锌矿(化)体7条，长度为100～360m，厚度为0.94～11.9m，Zn平均品位为0.51%～1.9%。其中，Ⅰ-5矿体分布于该矿带南部，呈北西向层状分布，产状为46°∠39°，长度为250m，厚度为2.05m。Zn平均品位为1.33%，单样最高达2.21%。

Ⅱ号矿带呈不规则状，长1 000m，宽400m，整体走向北西向，倾向北东，倾角较陡为53°～75°，带内圈出(铅银)锌矿(化)体15条，长度为200～500m，厚度为1.22～21.12m。Zn平均品位为0.52%～1.52%，Pb平均品位为0.3%～1.23%，伴生Ag品位为4.45×10-6～25.75×10-6。其中，Ⅱ-1矿体矿带北部，呈北西向层状分布，产状为61°∠74°，长度为200m，厚度为20.7m。Zn平均品位为1.36%，单样最高达2.67%。

1.第四系；2.泥盆系牦牛山组三段；3.泥盆系牦牛山组二段；4.闪长岩；5.英安质凝灰岩；6.英安质火山角砾岩；7.流纹质集块角砾岩；8.闪长玢岩脉；9.实测地质界线；10.矿带编号及铅锌矿(化)体；11.勘探线；12.钻孔位置及编号图2 达达肯乌拉山矿区地质图(据李建兵等，2016)Fig.2 Geology map of the mining area of Dadakenwula Mountain

赋矿岩石主要为闪长玢岩、凝灰岩等，金属矿物为硫化物，以黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等为主。矿石结构主要有星点状、稀疏浸染状、细脉状，构造主要有块状构造、层状构造。

闪长玢岩矿石有用组分为Zn、Pb、Ag。其中Zn品位多在0.5%～2.67%，Pb多在0.1%～1.54%,深部矿体多伴生Ag，其品位为2×10-6～96×10-6。围岩为火山角砾岩、集块岩等，围岩蚀变有高岭土化、绿泥石化、绢云母化，少量碳酸盐化、硅化等。

矿体Zn/(Pb+Zn)值多在0.71～0.84，成因类型较符合火山岩型块状硫化物矿床(VMS)的特征。2015年通过对Ⅰ、Ⅱ号矿带矿体进行资源量估算，共求得铅锌资源量4.234万t，其中334铅资源量1 324.22t，334锌资源量41 020t。

3 原生晕分带特征

3.1 样品数据及浓度分带

本次原生晕分带特征研究主要选择达达肯乌拉铅锌矿区00勘探线及其ZK001、ZK002和ZK003岩心样分析数据来开展，该数据由青海省第三地质矿产勘查院承担的青海省都兰县达达肯乌拉山多金属矿预查项目提供。各钻孔斜深分别为336.1m、445.2m和489.6m,数据间隔(或采样点距)为3m,总计数据268个(ZK001为82件，ZK002为105件，ZK003为81件)，分析指标有Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb、Mo 8种。因各钻孔上岩心数据含量高、低不稳定，根据浓度分级指标为使最大限度圈出完整异常，对圈定异常的基本数据进行了三点均匀化处理。

矿床原生晕异常含量与矿体品位之间存在一定函数关系(叶天竺等，2014)，原生晕中成矿元素异常含量凡能达到矿石边界品位的1/10以上时，一般均能在异常范围内发现有关矿化，一般将这一含量确定为各元素异常的内带含量(异常内带)，依次以其含量1/2定为内亚带、中带和外带。按其原则，该矿床各元素异常浓度内带含量确定为其矿种边界品位的1/10，中带为内带含量1/2；Pb、Zn、Ag在剖面钻孔上数据含量较高，也是成矿元素，其浓度外带(异常下限)为中带含量的1/2；Au、As、Sb等伴生元素含量较低，在对基本数据进行对数变换处理，逐步剔除数据中离群点，直至剩余数据符合正态分布，然后按背景值加2陪标准离差确定了异常下限，各元素浓度分带参数见表1。

表1 各元素浓度分带参数表Tab.1 Values for zoning of each element

注：Au、Ag含量为10-9,其余元素为10-6。

异常圈定是根据异常点空间展布趋势和厚度，并结合地层、矿体产状和工程间距圈定了浓度带范围(图3)，异常外推或内推距离及异常是否尖灭，考虑了异常厚度及工程间距(严汝珍等，1989)。一般按异常厚度大于20m(大于4个样长)，内、外推点在相邻工程间距3/4处；异常厚度为10～20m(2～4个样长)，内、外推点在相邻工程间距或正常网距的1/2处；异常厚度为5～10m(1～2个样长)，内、外推点在相邻工程间距或正常网距的1/4处；异常厚度5m以下(1个样长)，按相邻钻孔异常发展趋势，采用自然尖灭或不外推。

由元素浓度带等值线图上可见，由地表至深部标高2 700m间为Zn、Pb、Ag、As、Cu、Mo、Sb组合异常。Zn、Pb、Ag异常基本套合，Zn、Pb异常沿轴向总体中、内带上宽下窄、变缓未封闭，向北东深部呈延伸趋势；Ag异常上窄下宽，中、内带出现于标高2 850m左右，轴向上深部向北东扩延伸。Cu、Mo、Au、As、Sb异常分布于不同标高地段，无中、内带，Cu、As在ZK003深部沿轴向向北东扩大延伸。若按Pb、Zn异常中、内带范围可在垂向上划分为①、②和③号3个侧伏的铅锌矿(化)带。①号带在地表至标高2 950m间为Pb、Zn、Ag、Mo、Au、As组合；②号带在地表至标高2 800m间；③号带在标高2 900～2 700m，两带均为Pb、Zn、Ag、Cu、Mo、Au、As、Sb组合。

标高在2 750～2 650m的ZK002深部出现外、中、内三带齐全的独立侧伏的Zn异常，即④号锌矿化带，该异常向深部未封闭。

3.2 原生晕垂向分带特征

由于线金属量矿化度的反映也是比较稳定的异常参数，在晕的金属量沿垂直方向变化是稳定单调递变的条件下，才能得到有意义的分带序列(杨小峰等，1992)。本次按格里戈良原生晕分带指数法评价矿区深部成矿潜力，具体步骤如下。

(1)对矿区00勘探线钻孔原生晕剖面由地表向下依次分为地表(高程3 100m)、高程3 050m、高程3 000m和高程2 950m四个中段(图3)。

(2)计算不同中段各元素异常的线金属量(Mij)。线金属量以各中段各元素浓度带(外、中、内)宽度分别乘以其(均值含量-背景值)的简化方式求得，对于零值进行非零值处理(表2)。

(3)计算标准化线金属量(Bij)，使各个元素线金属量的最大值统一到同一数量级(表3)。

图3 达达肯乌拉山矿区0勘探线原生晕浓度分带图Fig.3 Concentration of primary halo of line-0 at Dadakenwula Mountain mining area

元素地表(3100m)高程3050m高程3000m高程2950mAg001738001976002166003316∗As05020∗000010000103238Au000010001600024∗00015Cu003024∗001380000100174Mo00028∗000010000100001Pb1877∗181518171657Sb0000100244∗0015200100Zn89∗851812654

注：*线金属量最大值。

Bij=10aMij， 式中a=,0，1,2，…；Mij为第i中段、第j元素线金属量，i=1,2,…n,j=1,2,…m。

(4)计算分带指数(Dij)(表4)，按每个元素最大分带指数所在空间位置初步排出元素分带序列(由下向上)为(Ag、As)→(Au、Pb、Zn)→(Sb)→(Cu、Mo)。

(5)利用变化指数(Gj)和变化指数梯度(△Gj)的大小，确定基本分带序列中位置重叠元素的具体顺序。若2个或2个以上元素的maxD同时出现在最上或最下部时，Gj越大向上迁移能力强，其排序在前。若2个或2个以上元素的maxD同时出现在其他中段时，△Gj=G上-G下越大，该元素越向下积累。

表3 线金属量标准化值(%)Tab.3 Normalized linear productivity (%)

注：KH为标准化系数。

表4 各中段元素分带指数(Dij)表Tabl.4 Zoning value for the middle zone of each element (Dij)

注：*为各元素分带指数最大值。

由公式求得：高程2 950m中段Ag、As变化指数GAs(3 397)>GAg(19.2)，由下向上排序为Ag→As；高程3 000m中段Au、Pb、Zn变化指数梯度分别为△GAu=GAu上-GAu下=247.1,△GPb=GPb上-GPb下=9.61和△GZn=GZn上-GZn下=8.85，变化指数梯度△GAu>△GPb>GZn，其中Pb、Zn基本接近，由下向上排序为Au→Pb→Zn；地表Cu、Mo变化指数GCu(31.3)>GMo(9.1)，由下向上排序为Cu→Mo。

矿区原生晕总体分带序列由下向上为Ag→As→Au→Pb→Zn→Sb→Cu→Mo。

3.3 成矿及伴生元素组合特征

对3个钻孔的268件岩心样原始数据进行了R型聚类分析(图4)，以元素相关水平分析来判断元素共生组合及成矿阶段。图中大致以相关系数0.25为界可划分为(AuPb)(CuAs)和(ZnSb)Ag-Mo 2个系列或族，并在相关系数0.13处共轭，两系列元素仍呈微弱相关。若在较高相关水平，Zn成矿主要与Sb相关较紧密，Pb成矿与Au相关紧密。另外，牦牛山组火山岩是Ag、Pb、Zn的含矿母源层，尤其在火山角砾岩、凝灰岩中Ag含量分别为372.4×10-9和205.4×10-9，Pb为83.8×10-6和105.8×10-6，Zn为162.4×10-6和138.3×10-6。认为后期热液活动对具Pb、Zn、Ag等高背景地层进行了活化再富集成矿，同时成矿具有多次性。分带序列中Au、As应是最主要矿尾晕元素，Sb为近矿元素，Cu、Mo为矿前缘晕元素。

图4 矿区00勘探线钻孔岩心样R型聚类分析谱系图Fig.4 The tree diagram of type R cluster analysis for well core of Line-00

4 深部找矿预测

矿区垂向分带序列与岩浆热液矿床原生晕垂直分带序列(邵跃，1997)及青海锡铁山火山岩型铅锌矿床垂直分带序列(孙焕振等，1992)类比具有反向分带现象。原生晕反分带现象被认为是多次成矿-成晕叠加的结果，反分带、前尾晕共存作为预测盲矿的重要标志。本矿床中Mo、Cu元素排在Pb、Zn的最顶部，是该PbZn矿床的矿头元素或前晕元素；Sb处于Pb、Zn的上部为近矿指示元素；Au、As、Ag处于PbZn底部是矿尾元素。进一步结合构造叠加晕预测侧伏矿体深部盲矿的方法及应用模型(李惠等，2016)解释如下。

(1)地表至深部标高2 950m间的①号铅锌矿(化)带，地表铅锌矿(化)体中出现Mo、Ag前、尾共存叠加晕；标高2 950m出现Au、As、Ag叠加晕，无Mo、Cu、Sb前晕和近矿晕出现，认为该带铅锌矿(化)体深部无延伸。

(2)地表至深部标高2 800m之间的②号铅锌矿(化)带，地表铅锌矿(化)体中出现Mo、Cu、Sb、Ag前、近矿和尾晕共存；标高2 900m为As、Au、Sb、Cu、Mo、Ag为前、近矿和尾晕共存；标高2 800m为Mo、Cu、Ag前、尾晕共存，而无Au、As尾晕出现，铅锌矿(化)体沿轴向仍有延伸。

(3)深部标高2 900m(ZK001深部)至标高2 700m(ZK003深部)之间的③号铅锌矿(化)带，ZK001深部铅锌矿(化)体出现Mo、Ag、Sb前、近矿和尾晕共存，铅锌矿(化)体沿轴向仍延伸。但在ZK003深部Zn、Pb、Ag晕基本不发育或已尖灭，相应出现Cu、Au、As前、尾叠加晕，其轴向深部仍有铅矿(化)体存在。

(4)ZK002深部(标高约2 725m)的④号锌矿化带，锌矿化体中无其他相关指示元素晕显示，其轴向或深部基本无进一步找锌矿前景。

5 结论

(1)按格里戈良分带指数法确定出达达肯乌拉山铅锌矿床原生晕垂向分带序列为：由下向上Ag→As→Au→Pb→Zn→Sb→Cu→Mo。该序列具有反向分带现象，Mo、Cu铅锌矿为前缘晕或矿头晕，Sb为近矿晕，Au、As、Ag为尾晕；Ag虽以尾晕出现，但其与Pb、Zn异常伴生紧密。

(2)由成矿及伴生元素相关性统计分析表明，Pb、Zn成矿与低温热液活动关系紧密，尤其Pb与Au及As、Cu相关紧密，Zn与Sb相关紧密。区内低温热液活动对具Pb、Zn等高背景中—晚泥盆世牦牛沟组火山岩地层有活化富集作用。

(3)00勘探线剖面中原生叠加晕轴向分带特征反映出：①号铅锌化带中的矿(化)体沿轴向深部无延伸。②号铅锌化带中的矿(化)体铅锌矿(化)体沿轴向有一定延伸。③号铅锌化带中沿轴向深部可能存在铅矿盲(化)体。④号锌矿化带锌矿化体沿轴向及深部基本无锌找前景。建议进一步布孔，在Ⅱ、Ⅲ号铅锌矿(化)体轴向深部探测盲矿体。

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玛尔坎苏式锰矿

成矿区带：西昆仑成矿带(Ⅲ-27)。

建造构造：位处塔里木板块南缘西昆仑玛尔坎苏一带。上石炭统为一套浅海陆棚相沉积的薄-厚层状泥质灰岩夹砂屑泥质灰岩，下部主要为灰黑色薄-厚层含砂屑泥晶灰岩、泥晶灰岩，少量灰色薄-中层亮晶含砾屑砂屑灰岩、亮晶砂屑灰岩；上部主要为灰、灰黑色薄-厚层泥晶灰岩，夹少量灰色含砂屑泥晶灰岩及灰绿色片理化泥晶灰岩，锰矿赋存于上部岩性段，矿体顶底板围岩均为灰黑色含泥质灰岩或薄层灰岩。

成矿时代：晚石炭世。

成矿组分：Mn。

矿床(点)实例：(新)阿克陶县奥尔托喀讷什、玛尔坎土、穆呼锰矿床，苏萨尔布拉克、博托彦、托库孜布拉克锰矿点。

简要特征：矿体呈似层状。矿石构造主要为块状及层纹状。矿石矿物主要为菱锰矿(18%～40%)，次为水褐锰矿(2%～19%)、软锰矿(1%～7%)，少量硫锰矿、硅锰矿，微量黄铁矿；非金属矿物为石英、方解石。矿石Mn品位26.29%%～47.77%，平均品位37.32%。

(中国地质调查局西安地质调查中心 杨合群)