青海兴海县握玛沟铜多金属矿土壤地球化学特征及找矿前景分析

马玉辉，张金玲，王治安，马 楠，杨延乾，王 彬

(1. 吉林大学，吉林 长春 130012； 2. 青海省第五地质矿产勘查院，青海 西宁 810028； 3. 青海省地质调查局，青海 西宁 810000)

握玛沟铜多金属矿位于东昆仑山，属于鄂拉山—印支期Cu、Pb、Zn、Sn、Au、Ag(W、Bi)成矿带之智益—铜峪沟华力西期Cu、Pb、Zn、Sn成矿亚带。带内已发现或探明矿床(点)9处，其中以铜裕沟大型铜矿床、日龙沟锡—多金属矿床为代表的沉积变质热液改造层控矿床及苦海汞矿床为代表的低温热液型矿床为主。显示了该区内较好的成矿地质背景。区内工作程度较低，多集中于成矿条件[1]、成矿地质特征及矿床成因的研究[2-5]，握玛沟地区多金属矿床鲜有报道。

2010年青海省第五地质矿产勘查院在前人工作的基础上对握玛沟开展勘查工作，初步估算Cu金属资源量7 304.02 t，Au金属资源量20.80 kg。表明该区有一定的找矿潜力。本文选取握玛沟矿区较好的南部异常，通过对土壤地球化学特征及成矿地质条件的研究，运用异常含量分布特征、元素组合特征、形态特征、规模推断其成矿潜力[6-7]，并指导下一步找矿工作。

1 矿区地质特征

1.1 地层

区内出露地层主要为中下三叠统隆务河组(T1-2l)及第四系(图1)。中—下三叠统隆务河组(T1-2l)区内出露面积较大，地层展布受断裂控制，展布方向大致为北西向，倾向290(°)～350(°)，倾角35(°)～70(°)。按岩性组合划分为3个岩性段，分别为浅灰色—灰色长石石英砂岩夹板岩段(T1-2l3)，变石英杂砂岩、灰紫色硅质泥质板岩段(T1-2l2)，灰紫色岩屑长石砂岩段(T1-2l1)。

1 第四系；2 中—下三叠纪隆务河组一段；3 中—下三叠纪隆务河组二段；4 中—下三叠纪隆务河组三段；5 二长花岗岩透镜体；6 闪长玢岩脉；7 凝灰岩透镜体；8 断裂及编号；9 地质界线；10 土壤测量范围

图1握玛沟地区地质图

1.2 构造

1)褶皱在普查区内小型的短轴线性皱褶普遍：典型的与矿化有关的皱褶分布于本区，由枢纽大致平行的一个向斜和一个背斜组成，近东西向展布，长度1.3 km，背向斜轴线与主山脊方向一致，两翼岩层对称，其核部主要由三叠系中—下统隆务河组的灰岩和砂岩组成，两翼主要由板岩和砂岩组成，枢纽面微向北东倾。翼部倾角为70(°)～80(°)，形成紧闭线性皱褶。

2)区内主要断裂具有长期、多期活动的特点，不同期次的构造运动所形成的断裂具有不同的断层性质和分布规律。按断裂展布方向分3组断裂，即北东—南西向断裂(F15、F16、F17、F18)、北西—南东向断裂(F21)和近东西向断裂(F19、F20)。

北东—南西向断裂切割其他两组方向的断裂。而北西—南东向断裂又切割近东—西向断裂。因而近东西向断裂形成最早为中印支期产物。次为北西—南东向断裂。该组断裂所表现出来的特征与近东西向断裂基本相似，也是中早印支期的产物。北东—南西向断裂形成最晚，形成于晚印支期，是受整个苦海推覆构造影响产生的一组断裂。

1.3 岩浆岩

区内岩浆活动较弱，区内只有规模较小的二长花岗岩岩体侵入，顺断层侵入，形成于晚印支期。岩脉成因和分布上与区域地质构造、深成侵入岩活动有一定的关系，主要为中性岩脉闪长玢岩脉。火山岩呈小透镜体分布于早中三叠世隆务河组三段地层中，为凝灰岩。

1.4 矿化蚀变

矿化蚀变较强，主要集中在中下三叠统隆务河组(T1-2l)中，其中灰色长石砂岩夹板岩段(T1-2l3)中石英脉普遍发育，沿层理面及裂隙面穿插。可见黄铜矿化、黄铁矿化、褐铁矿化、蓝铜矿化、孔雀石化、毒砂矿化。主要蚀变有硅化、绢云母化；变石英杂砂岩、灰紫色硅质泥质板岩段(T1-2l2)普遍具绢云母化，与侵入岩接触部位具蓝铜矿化、毒砂矿化和孔雀石化现象。

2 土壤地球化学

前人针对握玛沟地区1∶200 000化探扫面工作中圈定的异常进行查证，经1∶50 000水系沉积物加密测量，原异常被分离解析后，有一定的重现性。在该区圈定了AS-2铜异常，规模大，组合元素有Pb、Zn、Sn等，各元素套合程度较好，总体异常形态规整，呈北东或近东西向展布，与区内构造方向大致统一，各元素水系沉积物地球化学特征值见表1。

表1 1∶5万水系沉积物测量异常特征值

注：Au、Ag含量单位为10-9、其余为10-6。

2.1 样品采集和测试方法

本次工作在1∶50 000水系沉积物所圈定的异常前提下对AS-2号异常进行1∶10 000土壤测量工作，测量元素为Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb、Sn、Co九个。在研究区8.46 km2的范围内，按145(°)方向布线，100 m×20 m的网度进行采样，共采集样品4 861件。采样点、线预先布设在1∶10 000地质地形图上，利用GPS定位仪器根据已定的采样点位进行采样。在C层(母质层)中采取，样品介质以砂土为主，一点多坑采集样品。样品测试均由国土资源部西宁矿产监督检测中心承担，As采用原子荧光光谱法(AFS)，Cu、Pb、Zn采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)，Au采用石墨炉原子吸收光谱法。

2.2 元素含量特征

按照不同的元素，分别计算平均值、标准离差、衬值、浓集系数及变化系数等参数见表2。利用元素在该区的平均值与全省平均值相比，5种元素的浓集系数均远大于1[6]，同时Cu、Au元素的变化系数也相对较高，说明Cu、Au元素在该区内是有利成矿元素，具有一定的成矿潜力。Pb、Zn、As元素标准离差较大，说明元素在区内分布较为分散。

表2 土壤地球化学参数统计

注：Au含量单位为10-9，其余为10-6。

2.3 元素组合特征

运用SPSS统计分析软件对区内所采集的样品中的土壤地球化学5种元素原始数据做常用对数转换后进行相关性分析(表3)及R型聚类分析(图2)。对常用对数转换后进行相关性分析，由表2中相关性分析可知：主元素Au与As、Cu的相关性系数分别为0.661、0.525，说明Au与As、Cu元素呈明显的正相关关系。Zn与Pb、Cu的相关系数分别为0.501、0.723，说明Zn与Pb、Cu元素呈明显的正相关关系。

表3 土壤地球化学数据相关系数矩阵

图2 微量元素R型聚类谱系图

为了更加清楚的了解不同元素之间的亲疏关系，确定各元素的地球化学组合特征，对所有数据进行了R型聚类分析。当距离系数r>20时可以将区内的成矿元素分为两类，Pb-Zn-Cu-Au组合和As，其中前一类组合在区内形成明显的矿化富集。当距离系数r>10时，5种成矿元素可聚为3类Pb-Zn-Cu、Au、As，分别代表了中温、中低温、低温三期成矿作用，结果与相关性分析结论基本一致。

3 元素异常特征

3.1 单元素异常特征

根据计算公式X±3S(X为算术平均值、S为标准离差)对各元素数据的特高值和特低值进行反复(一般为3次)剔除，根据剔除后的平均值及标准离差确定异常下限。异常的外、中、内浓度分带分别以异常下限的1、2、4倍确定。

利用MAPGIS软件绘制土壤地球化学异常图(图3)，据图3可知Pb、Zn、Cu、Au、As 5种元素的异常面积均比较大，异常形态相似，套合性好，主要分布于研究区西部、中部及东南部。其中Cu、Au、As具有明显的外、中、内带。Cu、Pb、Au、As异常主要产于隆务河组长石石英砂岩夹板岩段(T1-2l3)，变石英杂砂岩、灰紫色硅质泥质板岩段(T1-2l2)中，异常规模大，异常的展布与构造活动关系密切；其中Pb元素最高值达21 872×10-6，Cu元素最高值达3 742×10-6，Au最高值达5 943×10-9，异常比较连续，区内分布面积广，有较大的成矿潜力。

3.2 综合异常特征及推断

在土壤地球化学异常图的基础上，综合单元素异常特征、地质条件、构造条件，圈出综合异常3处。

AP-3号异常位于研究区西部，呈未圈定的透镜状，异常面积约1.37 km2，主要异常为Cu、Au、As，伴有Pb、Zn异常，其中Cu元素的规模最大，异常强度最高，具有清晰的外、中、内分带特征。Cu的最高值为3 742×10-6，平均值为638×10-6。该处异常主要位于隆务河组长石石英砂岩、板岩中，Cu、Au、Pb、Zn异常受到北东向断裂(F15、F20)的控制，成矿地质条件好，具有找热液充填型矿床的潜力。该异常浓集中心处Cu的最高值为3 742×10-6，已达到边界品位， Au的最高值为3 329×10-9，已达到最低工业品位，通过一系列的地质工作在该区找到矿化体的可能性大，为下一步工作的重点。

1 第四系； 2 中—下三叠纪隆务河组三段；3 中—下三叠纪隆务河组二段；4 二长花岗岩透镜体；5 闪长玢岩脉；6 断裂及编号；7 地质界线；8 组合异常及编号

图3研究区土壤地球化学异常图

AP-4号异常处在研究区中部，异常呈现出不规则形状，面积约1.52 km2，以Cu、Pb、Zn、As异常为主，伴有Au异常，其中Cu、Pb元素规模较大，异常强度较高，具有清晰的外、中、内三级分带特征。Cu的最高值为3 374×10-6，Pb的最高值为8 654×10-6。该处异常主要位于隆务河组长石石英砂岩、板岩中，南部少量分布在变石英杂砂岩、灰紫色硅质泥质板岩中，异常展布均受到北东向断裂(F16、F18)的控制，成矿地质条件好，是成矿的有利部位，具有找热液填充型矿床的潜力。异常浓集中心处Cu的最高值为3 374×10-6， Pb的最高值为8 654×10-6，均已达到边界品位，具有一定的找矿潜力。

AP-5号异常位于研究区东南部，形态呈未圈闭的不规则状，异常面积约1.44 km2，以Cu、Au、As异常为主，伴有Pb、Zn异常， Cu、Au、As异常规模大，异常形态套合好，外、中、内三级浓度分带特征清晰。Au的最高值为5 943×10-9，Cu的最高值为2 096×10-9，As的最高值为68 049×10-6。异常主要展布于隆务河组变石英杂砂岩、灰紫色硅质泥质板岩中，南部少量分布于长石石英砂岩、板岩中，异常受北东向断层(F18)及近东西向断层(F20)影响，是构造的有利部位，对寻找热液填充型矿床有较大的潜力。异常浓集中心处Au的最高值为5 943×10-9，达到工业品位，通过一系列地质工作在该区找到Au矿化体的可能性大，为下一步工作的重点。

3.3 异常查证

根据化探异常特征及矿化蚀变带的空间分布特点分，结合地质填图、物探、探槽及钻探工作，区内共圈定矿化带5条，对AP-3一个土壤异常及AP-4、AP-5两个土壤异常进行异常查证。AP-3异常区经STC001、STC401等7条探槽和SZK1101、SZK701钻孔验证，圈出Sb2铜金矿化蚀变带及Sb3矿化蚀变带，呈北东—南西向展布，矿化蚀变带在走向上具分枝复合现象，主要含矿岩石为碎裂岩化泥钙质板岩，矿化主要为褐铁矿化、毒砂矿化、黄铁矿化、黄铜矿化、蓝铜矿化、孔雀石化，蚀变为硅化、碳酸盐化。通过工程控制发现3条铜矿体，1条金矿体，呈条带状、透镜状产于蚀变带中南端。铜矿体最长长度270 m，最大厚度5.94 m，平均品位为0.48×10-2。金矿体长约80 m，矿体厚度0.99 m，品位1.91×10-6。

AP-4、AP-5两个土壤异常经ETC001、ETC2等4条探槽验证，圈出矿化蚀变带3条(Sb4、Sb5、Sb6)，其中Sb4铜矿化带：呈北北东—南南西向展布，岩性主要碎裂岩化泥钙质板岩、长石石英砂岩，发育多条次级断裂，见有毒砂矿化、黄铁矿化、褐铁矿化、黄铜矿化、蓝铜矿化、孔雀石化； Sb5、Sb6铜金矿化带：呈近东西向展布，主要含岩性为碎裂岩化硅化泥质板岩，主要矿化为毒砂矿化、褐铁矿化、黄铁矿化、孔雀石化、蓝铜矿化，蚀变为硅化和碳酸岩化。通过工程验证发现铜矿化体7条，金矿化体1条，呈层状、透镜状产于蚀变矿化带内。其中铜矿化体长度为154～200 m，矿体厚度为0.49～2.87 m，平均品位在0.3×10-2～1.25×10-2。金矿化体长约150 m，矿体厚度0.49 m，品位1.6×10-6。

4 结 论

1)土壤中元素含量分布特征表明，该区土壤中Cu、Au浓集比例及变异系数大，有较好的成矿潜力，尤其是Cu元素，表明该区内铜的成矿潜力大。

2)聚类分析表明，该区Pb-Zn-Cu、Au、As，分别代表了中温、中低温、低温三期成矿作用，Pb-Zn-Cu异常组合可作为找矿直接标志，Au、As可作为间接找矿标志。

3)以Pb、Zn、Cu、Au、As为主圈定了3处综合异常，3处异常均具有中—低温成矿元素组合特点。

4)对3处组合异常进行异常查证，共圈出铜矿化体10条、金矿化体2条，异常位置与矿体产出位置相吻合，说明了在该地区异常为矿致异常，化探异常具有较好的指示意义。已发现的铜、金矿化体均未得到全面控制，并且AP-4、AP-5异常中工作程度尚浅，说明该区有较大的成矿潜力。

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