青海祁漫塔格山南坡1∶5万水系沉积物地球化学特征及成矿潜力分析

袁桂林 ,李文忠，2,徐云甫 ,彭中发

(1.青海省第四地质矿产勘查院，青海 西宁 810029) (2.中国地质大学，北京 海淀 100083) (3. 青海省地质调查院，青海 西宁810012) (4. 贵州瓮安县天一矿业有限公司，贵州 瓮安 550401)

0 引 言

研究区位于柴达木盆地西南缘，东昆仑山脉西段，行政区划隶属于青海茫崖行委及新疆若羌县管辖，地理坐标为东经91°00′～91°30′、北纬36°50′～37°30′。近年来，青海地质调查研究院、新疆地矿局、青海省区调队等先后在该区进行了区域地质调查和矿产勘查工作，取得了丰硕的基础地质调查和矿产资源勘查成果。笔者在青海省地质调查院1∶50 000水系沉积物地球化学测量基础上，对区域地质背景、元素地球化学特征、地球化学异常进行了分析，圈定了成矿远景区，以期为区域地质调查和矿产勘查提供参考依据。

1 区域地质背景

研究区位于祁漫塔格—都兰华力西期铁、钴、铜、铅、锌、锡、硅灰石(锑、铋)Ⅲ级成矿带(Ⅲ11)，以东昆北断裂为界，北侧为乌兰乌珠尔华力西期铜(锡)成矿亚带(Ⅳ11)，南部为野马泉—开木棋河华力西期铅、锌、钴(金、锡、锑、铬)成矿亚带(Ⅳ12)[1]。该区大地构造单元划分为1个Ⅰ级单元(秦祁昆造山系)，1个Ⅱ级单元(东昆仑弧盆系)，2个Ⅲ级单元[祁漫塔格构造混杂带(Ⅲ1)、北昆仑岩浆弧(Ⅲ2)]，4个Ⅳ单元(公路沟构造混杂带[Ⅲ1-1、阿大滩坳陷盆地(Ⅲ1-2)、喀雅克登塔格晚古生代复合岩浆弧带(Ⅲ2-1)、那棱格勒河坳陷盆地(Ⅲ2-2)]。区内地壳结构复杂，构造演化历史悠久，至少经历了吕梁期至燕山期多旋回、多体制造山运动的叠加(其主造山旋回为加里东旋回)，构造演化发展主要经历了前寒武纪基底形成及发展、加里东期造山、海西—印支期陆内造山和新生代陆内成盆4个主要阶段的演化[2]。研究区自北向南划分为阿达滩铜、金、铬、钴、镍成矿区带(Ⅴ1)，阿尼亚拉克萨依-巴音郭勒呼都森铜、铅、锌、金、银多金属成矿区带(Ⅴ2)，那棱郭勒北铁、铜、铅、锌、锡、钼成矿区带(Ⅴ3)。阿达滩成矿区带(Ⅴ1)是一个铜、金、铬、镍、钴等热液型矿产成矿区带，阿尼亚拉克萨依—巴音郭勒呼都森成矿区带(Ⅴ2)是一个矽卡岩型铁多金属矿、铅锌铜等喷流沉积-热液改造型矿、以及热液型铜钼矿的复合成矿带。那陵郭勒北成矿区带(Ⅴ3)是矽卡岩型铁多金属成矿带。区内已发现中型矿床1处，小型矿床1处、矿点、矿(化)点20处，主要矿种有铁、铜、铅、锌、金、钼等，成矿类型以接触交代型矽卡岩型为主，次为热液型、喷流沉积-热液改造型，主要的成矿期为蓟县纪(早期)和晚三叠—早侏罗世(印支期—燕山期)(晚期)，众多的矿床点主要分布在阿达滩、巴音郭勒呼都森、那棱郭勒河3个地区。

区内地层自元古代到新生代均有不同程度的分布。其中元古代包括古元古代金水口岩群白沙河岩组、中元古代长城纪小庙组、蓟县纪狼牙山组，古生代包括奥陶纪祁漫塔格群、早石炭世大干沟组、晚石炭—早二叠世打柴沟组，中生代仅为晚三叠世鄂拉山组陆相火山岩，新生代包括始新世路乐河组、上新世狮子沟组以及中更新世—全新世的第四系[3]。

研究区韧性断裂构造发育时期大致可分为晋宁期、加里东期和华力西期3期。主要有公路沟韧性剪切带、昆北脆-韧性断裂带、巴音郭勒呼都森沟南侧狼牙山组韧性变形带、喀雅克登塔格西南坡白沙河岩组韧性变形带Ⅰ、喀雅克登塔格西南坡白沙河岩组韧性变形带Ⅱ。区内断裂以北西—南东向断裂组为主，其次为北东—南西向断裂，少量近东西向断裂。北西向断裂组形成最早，北东向断裂组和近东西向断裂错断了北西向断裂，形成较晚。褶皱类型大致可分为柔流褶皱、纵弯褶皱两种类型。

研究区位于东昆仑造山带西端，岩浆活动频繁，时代跨度大[4-5]。蛇绿岩主要由蛇纹岩、辉橄岩、橄辉岩、辉长岩、辉绿玢岩组成；侵入岩以华力西期和印支-燕山期侵入岩岩浆活动最为强烈，主要沿喀雅克登塔格山南北坡和祁漫塔格山一带分布，岩石类型以中-酸性岩为主，零星分布基性辉长岩；火山岩以晚三叠世陆相火山岩最为发育，表现为分布面积广大、岩石种类齐全，具有岩相复杂、多期次韵律喷发的特点。

2 1∶5万水系沉积物地球化学测量

2.1 样品的采集与测试

2007～2009年，青海省地质调查院在喀雅克登塔格地区开展了1∶5万水系沉积物测量，布置采样点10 510个，实际采样点9 880个，控制面积2 054 km2，平均采样密度4.8点/km2，采样介质为代表汇水域基岩成分的粉沙、细沙等物质，选用-10～+60目截取粒级为野外样品加工粒度[6]。样品测试由青海省岩矿测试应用研究所承担，分析了Au、Ag、Sn、As、Sb、Bi、Co、Cu、Pb、Zn、Cr、W、Mo、Ba、Ni、V等16种元素。青海省地质调查院利用土壤/岩石地球化学剖面、槽探工程对11处综合异常进行了查证工作，发现黑色金属矿(床)点3个、有色金属矿点13个、非金属矿产1个。

2.2 水系沉积物地球化学特征

2.2.1 元素丰度特征

以研究区测试的16种元素含量平均值作为丰度值，与青海省丰度值相比较(表1)，可以看出除Au、Sb外，Ag、As、Cd、Cr、Mo、Pb、Zn、Cu、W、Ni等元素明显偏高，其中的Ag、Sn、Fe、Pb、W尤为突出。Pb、Zn、Ag、Mo等金属元素在该区相对丰度尤为突出，推测这几种元素在有利区段更易富集而成矿。

图1 祁漫塔格山南坡构造纲要图

2.2.2 元素富集离散特征

通过计算区域富集系数及研究区富集系数，可以了解区内不同元素在不同地质单元中的富集程度。统计表明，区内富集强、易于成矿的元素为Ag、Pb、Zn、Mo、W等。

2.2.3 元素组合特征

R型因子分析中，取特征值大于1的前7个因子，其累计斜方差贡献值大于85%。本文采用了正交旋转因子负载矩阵来划分元素组合。旋转因子负荷矩阵可知，16个变量共归结为7因子，每个因子代表一个元素组合，则得到7种地球化学分区类型Co-Cr-Ni组合、Cu-Bi-Zn-W组合、Pb-Zn-Ag组合、Fe-Co组合、Mo-V组合、Sn、Au。R型聚类分析中，在α=0.01、γ=0.36的相关水平上，可分为二族(图2)。Ⅰ簇反映了基性岩、超基性岩及岩浆作用，对应因子F1、F4；Ⅱ簇是显示成矿作用的主要元素，在r=0.45相关水平上可将在本簇分为Ⅱ1、Ⅱ2两簇，其中Ⅱ1的Zn、Cu、Sn、Bi组合，Ⅱ2簇Ag、As、Pb相应于矿化因子F3，是值得注意的成矿组合，As为指示元素。W元素与Cu、Bi、Pb密切相关。

表1 祁漫塔格山南坡元素丰度值统计表

备注：ω(Ag、Au)/10-9，其他元素含量单位ω(*)/10-6

通过对异常组合元素的分析，确定研究区存在3个地球化学分带，与研究区构造背景相配合。其中北部阿达滩南北两侧为一个Cr、Co、Ni等的异常带，与该区出露的早古生代超基性块体、基性侵入岩相吻合；中部带分布于巴音郭勒呼都森沟两侧，组合元素异常以Cu、Pb、Zn等为主，与该区分布的中生代中酸性花岗岩、鄂拉山火山岩、以及与狼牙山组含Pb、Zn为主的多金属矿化关系密切；南部带分布在喀雅克登塔格南坡，其组合元素异常可分为两组，其一为Cr、Co、Ni，元素简单，主要与早泥盆世基性杂岩有关，另一组组合元素以W、Sn、Mo等为主，则与侏罗纪正长花岗岩及接触带热变质矿化蚀变有很大关系。

2.3 地球化学异常特征

2.3.1 异常下限的确定

图2 祁漫塔格-都兰成矿带40元素R型聚类分析谱系图

2.3.2 综合异常的圈定

按照各元素所确定的异常下限，圈定单元素异常图，将各元素按不同元素分类组合做出异常绘在一张图上，做出组合异常图，以异常套合好、元素组合与矿产或地质体关系密切的多个单元素异常进行重叠，圈定各类综合异常56处，其中甲1类异常17处，乙1类异常7处，乙2类异常18处，乙3类异常6处，丙类异常8处，确定出2个以上主元素的异常23处(表3)。按照区内元素的地球化学特征，大致划为以亲铜元素Cu、Pb、Zn、Ag、Cr、Co、Ni为主，且与多金属类矿床成矿元素有关的异常；亲铁元素Au、As、Sb、Fe、Bi类；其他元素类W、Sn、Mo、V。地球化学综合异常评序采用相同主元素类内排序方法，即将同一主元素的异常分别置于一起，依其评序指数(JOI)由大到小进行评序。排列前十位的元素分别为Zn、Pb、W、Au、Ag、Pb、Ni、Ag、Cu、Sn目标矿种显示良好、成矿潜力较大。

2.3.3 主要异常解释推断

通过对56个异常的筛选，选定了11个有进一步工作价值的异常进行了异常查证，其中甲1类异常6个，乙1类异常3个，乙2类异常2个。这些甲1类异常特征如下：

表3 主元素异常分类一览表

注：括号内为非第一主元素的异常个数

HS1甲1Au、Cu(Cr、Sb、Ag、As)异常区内主要出露早古生代奥陶纪祁漫塔格群地层，主体由碎屑岩组组成，异常西南侧为第四纪晚更新世洪冲积砂砾石层所覆盖。区内有两条北西向断裂构造发育，一条为实测逆断层另一条为性质不明断层，其中在性质不明断层的东北侧糜棱岩带较为发育。该综合异常以Au、Cu元素异常为主，异常组合元素为Cr、Sb、Ag、As等。该异常呈不规则状展布，面积约9 km2，异常相互套合较好，具有显著的浓集中心，多数元素均具明显的三级浓度分带，异常规模大、强度高，还伴有Fe、Co、Ni等元素的弱异常。其中Au元素峰值7×10-9，均值3.32×10-9；Cu元素峰值82.9×10-6，均值47.8×10-6。该异常区Au、Ag、Cu、Sb等元素较为富集，区内见有Cu矿化2处，推测应为矿致异常，主攻矿种为Au、Cu等，对下一步找矿工作具有指导意义。

HS3甲1Ni、Au(Cu、V、Cr、Co、Sb)异常区内主要出露古生代奥陶纪滩间岩群地层，主体由碎屑岩组上下岩段组成，两者为断层接触，异常东部和南部均有二叠纪二长花岗岩出露，还有在异常东南部分有早泥盆世花岗闪长岩出露。区内东西向断裂构造比较发育，其中有实测逆断层3条和很多推测断层。区内发育有极少的蛇纹岩和橄辉岩。异常以Ni、Au元素异常为主，异常组合元素为Cu、V、Cr、Co、Sb等。近椭圆状展布，异常相互套合较好，具有明显浓集中心，Ni、Au、Cr、Sb元素均具明显的三级浓度分带，异常规模大、强度高，Au最大值16×10-9，均值2.98×10-9，Cu峰值88.5×10-6，均值39×10-6；N峰值1 445×10-6，均值97×10-6。面积约22 km2。异常西侧发现低温热液型十字沟西岔金矿点，矿化赋存于沿北西西向断裂带分布的花岗质斑岩脉及碎裂石英脉中，严格受北西西向断裂控制；异常附近发现公路沟铜矿点，矿化赋存于沿北西西向断裂带分布的石英脉及炭质粉砂质板岩中。异常区具有较好的成矿地质条件，异常附近发现多处矿(化)点及矿化线索，为矿致异常无疑。

HS17甲1Au(Sb、Ag、Cu、Mo、Ni、V)异常区内主要出露古生代蓟县纪纪冰沟群地层，主体由狼牙山组碎屑岩段和碳酸盐岩段组成，两者为断层接触，南部有少量古近纪路乐河组地层出露，异常南侧为第四纪中更新世冰水堆积物所覆盖。区内岩浆岩不发育，以火山热液活动为主。区内东北向断裂构造较为发育，均实测逆断层。区内发育有极少的辉绿岩脉和闪长玢岩脉。该异常以Au元素异常为主，异常组合元素为Sb、Ag、Cu、Mo、Ni、V等。异常近长条状，元素相互套合较好，具有显著的浓集中心，Ag、Au、Cu等元素具三级浓度分带，异常规模较大，强度较高，除 Sb、Ag、Cu、Mo、Ni、V等外，还伴有Pb、Zn、Co等弱异常。其中Ag元素峰值728×10-6，均值290×10-6，Au峰值210×10-9，均值10.23×10-9，Sb峰值8.37×10-6，均值3.4×10-6。面积约7 km2。该异常特征组合元素异常强度较高，浓集中心明显，异常具高大全特征，且异常区内发现多处金属矿化，西侧为维宝多金属矿床。该异常较好地反映了该区矿化特征，为矿致异常。

HS18甲1Ag、Au(Cu、Sb、Mo、Ni、V)异常区内主要出露古生代蓟县纪狼牙山组地层，主体由狼牙山组碎屑岩段和碳酸盐岩段组成，两者为断层接触，西南部有少量古近纪路乐河组地层出露，东北部有少量晚三叠世鄂拉山组地层出露，异常南侧为第四纪中更新世冰水堆积物所覆盖。区内岩浆岩不发育，以火山热液活动为主。区内东北、东南向断裂构造较为发育，均实测逆断层。区内发育有极少的辉绿岩脉和闪长玢岩脉。该综合异常以Ag、Au元素异常为主，异常组合元素为Cu、Sb、Mo、Ni、V等。异常近椭圆状展布，元素相互套合较好，浓集中心明显，Ag、Au等元素具三级浓度分带，异常规模较大，强度较高，除 Cu、Sb、Mo、Ni、V等外，还伴有Zn、Pb、Co、As等弱异常。其中Ag元素峰值2 083×10-6，均值459×10-6，Au峰值6.6×10-9，均值3.54×10-9，Cu峰值84.5×10-6，均值52.64×10-6。面积9.2 km2。区内发现多处Fe、Cu、Pb等矿化点。该异常主要元素异常浓度带的内带不但套合程度好，而且具有明显的方向性(北西向)，与区内构造线方向一致，受构造控制明显。另外，区内及附近发现有多处多金属铜矿(化)点分布，异常有很好的找矿指示意义，异常为矿致异常无疑。

HS33甲1Ag、Pb(Au、Mo、V、Zn、Ni、Cu)异常区内主要出露古生代蓟县纪纪冰沟群地层，主体由狼牙山组片岩段岩段和碳酸盐岩段组成，两者接触关系为整合接触，南部有少量晚三叠世鄂拉山组地层。区内岩浆岩不发育，以火山热液活动为主。区内东南、东西向断裂构造较为发育，有实测逆断层和推测断层。异常以Ag、Pb元素异常为主，异常组合元素为Au、Mo、V、Zn、Ni、Cu等。异常近圆状分布，规模大，套合好，强度高，元素种类繁多，浓集中心明显，Ag、Pb、Au、Mo、V、Zn等元素均有三级浓度分带，此外Ni、Zn、Cu等元素均有二级以上浓度分带。另还有Sb、Cr等弱异常。其中Ag峰值545×10-6，均值273×10-6，Pb峰值167×10-6，均值72×10-6，V峰值1208×10-6，均值336×10-6。异常区内发现多处Cu、Pb等矿化点。因此，该异常为矿致异常无疑，具有较好的找矿指示意义。

HS43甲1W、Sn(As、Bi)异常区内主要出露早元古代金水口岩群地层，主体由白沙河岩组大理岩段和片麻岩岩段组成，两者为断层接触，异常西北部有晚三叠世鄂拉山组地层地层出露。区内岩浆岩不发育，以火山热液活动为主。区内断裂构造较为发育，有两条实测逆断层和无数推测断层。该异常以W、Sn元素异常为主，异常组合元素为As、Bi等。异常不规则近椭圆状分布，元素种类繁多，套合好，规模大，强度高，W、Sn、As、Bi、Au等均有三级浓度分带，此外还有Ag、Pb、Cu、V等元素局部富集，异常浓集中心明显，浓度分带清晰。其中W峰值39.8×10-6，均值8.7×10-6，Sn峰值67.8×10-6，均值23.6×10-6。异常附近发现K11、K12两处磁铁矿化点，伴有铅锌矿化，露头较差。因此，该异常推测为矿致异常。

3 成矿远景区评价

3.1 成矿远景区确定

通过区域地质背景、成矿地质条件和成矿规律研究分析，充分运用研究区已有的地质、矿产、物化探和遥感成果，找出控制不同矿种、不同矿床类型的主要地质信息，物、化、遥信息，根据这些控制因素的分布范围，在研究区内圈定成矿远景区4处，其中铁、铜、铅锌多金属一级成矿远景区2处，铜、金三级成矿远景区1处，铅、铜二级成矿远景区1处(表4)。4个成矿远景区都在东昆仑成矿省祁曼塔格-都兰华力西晚期铁、钴、铜、铅、锌、锡、硅灰石(锑、铋)成矿带内。在这些成矿远景区内优选出7处重点找矿靶区。

表4 成矿远景区及找矿靶区一览表

3.2 成矿远景区资源评价

成矿远景区资源潜力评价见表5。

表5 成矿远景区资源潜力评价表

4 结 论

本文在通过对区域地质背景的总结，从元素共生组合关系及分布规律入手，对区内的成矿地质条件、元素组合特征有了进一步的认识，查明了区内16种元素的分布特征及富集规律，对研究区内的主要成矿元素分布有了进一步的认识，对研究区基础地质研究、成矿远景区及资源前景有了进一步认识和见解，提高了本区地质及地球化学研究程度，为基础地质研究及其应用提供地球化学依据。主要结论如下：

(1)1∶5万水系沉积物测量完成面积2 054 km2，实际采样点9 880个，平均采样密度4.8点/km2，采样介质为代表汇水域基岩成分的粉沙、细沙等物质，加工粒度选用10～60目截取粒级，分析了Au、Ag、Sn、As、Sb、Bi、Co、Cu、Pb、Zn、Cr、W、Mo、Ba、Ni、V等16种元素。

(2)结合成矿地质条件、地球化学特征，圈出了56处地球化学综合异常。包括甲类异常17处，乙类异常31处，丙类异常8处。通过异常组合元素分析，总结出了3个地球化学异常带，基本与研究区构造地质背景相配合。

(3)通过对区内各类矿床(点)的成矿地质条件，成矿地质背景分析，划分了4个成矿远景区，分别为十字沟—公路沟铜、金三级成矿远景区(C级)，阿尼亚拉克萨依铅、铜、银二级成矿远景区(B级)，巴音郭勒呼都森铁、铜、铅、锌一级成矿远景区(A级)，别里塞北铁、铜、铅、锌一级成矿远景区(A级)。

(4)在成矿远景区内圈定出7处重点找矿靶区，分别为，十字沟—公路沟金铜找矿靶区，阿尼亚拉克萨依铅铜多金属找矿靶区，维宝矿地带铅、锌、铜多金属找矿靶区，巴音郭勒呼都森中游铜、铅、锌多金属找矿靶区，扎日玛西铁多金属找矿靶区，别里赛北铁多金属找矿靶区，别里赛北南铁多金属找矿靶区。

(5)实践表明，1∶5万化探普查与异常查证和矿产调查评价相结合，是快速圈定找矿靶区和实现找矿突破、深化地球化学勘查成果的有效途径。该区新发现黑色金属矿(床)点3个、有色金属矿点13个、非金属矿产1个。

致谢：论文的完成得益于青海省地质调查院多位同行提供了野外工作资料，研究工作得到了青海省第四地质矿产勘查院各级领导的大力支持与帮助，谨此致谢。