青海东昆仑那更康切尔银矿构造叠加晕模式研究与深部预测

秦 阳，谢万洪，吴秉东，张 博，许远平

(四川省冶金地质勘查局水文工程大队，四川 成都 611730)

0 引言

那更康切尔银多金属矿床位于东昆仑造山带东段，该造山带位于柴达木地块与巴颜喀拉造山带之间，向东、西分别被温泉断裂阿尔金走滑断裂截切[1-2]。该矿床探明333+334银金属储量超过5000 t，是青海省近年来首次发现的主要受NW向、NE向及近SN向断层控制的超大型独立热液脉型银矿床。前人仅对此银矿床作了矿床地质特征、找矿远景、控矿因素、银矿物特征及成矿元素沉淀机制方面的研究[3]。笔者选择矿区内具有代表性的ⅡAg-3矿体，对其构造叠加晕特征进行了系统的研究，精细解剖了原生晕轴向分带叠加结构，首次建立了该矿床构造叠加晕理想模式，并对矿床深部盲矿延伸进行了预测，这对深入认识矿床成矿机理及东昆仑银多金属矿床找矿勘查部署具有重要指示意义。

1 矿床地质特征

矿区出露地层较简单(图1)，主要有古元古界金水口岩群(Pt1J.)和上三叠统鄂拉山组(T3e)及第四系冲洪积物、残坡积物等，矿体主要呈似层状、囊状，赋存于金水口岩群和鄂拉山组中，严格受NW向、NE向及近SN向断层控制。古元古界金水口岩群主要分布于矿区西南部，主要岩性为黑云角闪片岩、黑云角闪斜长片麻岩、二云母石英片岩。上三叠统鄂拉山组分布于矿区北东部，主要岩性为流纹岩、英安岩、安山岩、玄武岩、火山角砾岩等[3]。区内发育有NW向、NE向、近SN向三组断裂构造，NE向和近SN向断裂对区内矿化有改造或破坏作用。矿区出露侵入岩主要为华力西期花岗闪长岩和斑状花岗岩，在钻孔中见少量斜长花岗岩、花岗闪长岩及花岗细晶岩等岩脉。

2 矿床地球化学特征

2.1 样品采集

为分析那更康切尔沟银矿床构造叠加晕特征，选择在本区07号勘查线开展了主矿体ⅡAg-3构造叠加晕特征研究。前人研究构造叠加晕特征采样方法为：当构造带大于2 m时，垂直构造带每2 m采一件样品，在采样点2～5 m范围内多点采样，样品重300～400 g[2]。本次研究为对探矿工程分析结果进行综合利用，研究样品分布于Ⅱ号矿带07号勘查线剖面各钻孔控制ⅡAg-3矿体的部位，每一个钻孔取样位置为从热液蚀变渐强的位置往热液蚀变最强的位置，再到热液蚀变又渐弱的位置连续取样，样品长度为1.5～3 m，热液蚀变较强的部位采集适当加密，一般为1.5 m，热液蚀变较弱的部位适当放稀，最长为3 m，地表探槽中样品采集原则同钻孔岩心。共取样15件，采样点位见图2，其分析结果见表1。

图1 东昆仑大地构造单元图(a)(据文献[1]修改)和那更康切尔沟银矿区地质简图(b)

Fig.1 Tectonic unit map of East Kunlun Mountains (a) and geological sketch map of Nagengkangqieergou silver deposit (b)

1—第四系冲洪积物 2—上三叠统鄂拉山组 3—中三叠统闹仓坚沟组 4—古元古界金水口岩群 5—流纹岩 6—流纹质火山角砾岩 7—英安斑岩 8—安山岩 9—玄武安山岩 10—片岩 11—片麻岩 12—斑状花岗岩 13—花岗闪长岩 14—花岗细晶岩 15—银矿带及编号 16—银矿体及编号 17—断层及编号 18—褶皱及编号 19—角度不整合界线 20—钻孔及勘查线编号

2.2 元素数据特征

参考前人构造叠加晕研究成果[4-11]，结合本矿床以往测试分析结果及矿石矿物特征，选取测试元素包括Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi、F、Hg、Mn等14个元素，对数据计算统计情况见表2。

从表2中可以看出变化系数相对较大的元素包括F、W、Bi、Cu、Sb、Ag，说明其分布极不均匀，富集趋势明显，易形成矿化富集。其中Ag元素变化系数为1.74，品位最高值达874×10-6。

2.3 相关分析

从相关分析结果(表3)可以看出，和Ag元素相关性最强的元素为Sn(0.878)和Sb(0.885)，其次为Mn(0.475)和Mo(0.440)。相关系数大于0.8的元素组合有Bi-Cu-As、Ag-Sb-Sn、Pb-Zn(0.992)；相关系数大于0.7的元素组合有Bi-Cu-As、Ag-Sb-Sn、Hg-As(0.736)、Mn-Sb(0.739)、Pb-Zn(0.992)；相关系数大于0.6的元素组合有F-As(0.604)、Bi-Cu-As、Ag-Sb-Sn、Hg-As(0.736)、Sn-Mn(0.667)、Mn-Sb(0.739)。这些元素组合和手标本及镜下观察到的信息一致，例如Ag-Sb-Sn元素组合与辉银矿与黝锡矿交生的现象相吻合，Pb-Zn元素组合则反映了方铅矿常与闪锌矿共生的关系。Hg-As元素组合则反映了在热液成矿过程中，两者可共同作为前缘晕的指示元素，而与常见的前缘晕元素Sb则相关性不大。

2.4 聚类分析

“物以类聚”对变量进行归类是R型聚类分析主要遵循的原则，通过该原则将原生晕各指示元素进行聚类分析[12]。从矿床构造叠加晕研究样品数据R型聚类分析谱系图(图3)可看出：若以距离5为界，可以得到3个组合，分别为Bi-Cu-As、Ag-Sn-Sb、Pb-Zn；若以距离10为界，仍得到3个组合：Bi-Cu-As-Hg、Ag-Sn-Sb-Mn、Pb-Zn；若以距离16为界，可以得到4个组合：Bi-Cu-As-Hg、W-Au、Ag-Sn-Sb-Mn-Mo、Pb-Zn-F。第三个组合中能形成有工业意义的矿体主要的成矿元素为Ag元素，其伴生成矿元素为Sn、Sb、Mn，伴生成矿元素和主要成矿元素的相关性强，是形成一定规模的形态完整的地球化学晕的基础前提。

图2 构造叠加晕研究采样位置图

1—古元古界金水口岩群 2—片麻岩 3—片岩 4—花岗细晶岩5—断层 6—采样位置 7—钻孔位置及编号 8—银矿体 9—铅锌矿体

图3 矿床原生晕R型聚类分析谱系图

注：元素量单位为wB/10-6，其中w(Au，Hg)/10-9。

表2 各元素参数统计

注：元素量单位为wB/10-6，其中w(Au，Hg)/10-9。

表3 ⅡAg-3矿体元素相关系数

2.5 因子分析

在岩石地球化学测量(原生晕)中，因子分析主要反映了元素在不同期次岩浆活动或成矿阶段中的组合特征，从而可以推断成矿元素的迁移、富集变化，判定成矿岩浆侵入期次或成矿阶段，进而为矿床深部成矿预测提供理论依据[13]。

本文研究对原生晕样品的14个元素进行因子分析，得到了其特征值和方差贡献率(表4)，第一因子的特征值最大(4.073)，其方差贡献为29.091%，所占比例最大，其影响是最重要的。将前5个因子选取为主因子(特征值>1)，累计方差贡献率为91.376%，因此前5个因子就可以较好地反映了14种元素的大部分信息。

本次利用方差极大旋转——正交旋转的一种方法对公共因子进行旋转，使典型变量更突出，得出旋转因子载荷表和旋转因子负荷三点图(表5、图4)，Ag元素在方差较大旋转前，F1因子中载荷值为0.780。旋转后，F1因子中载荷为0.936。可知Ag元素向最大载荷的因子上聚合，由此能准确反应解释因子[12]。由旋转因子载荷表和旋转因子负荷散点图可看出，主要分为5个因子：

F1因子在Ag、Sn、Sb、Mn等元素上载荷较高，其中旋转后的Sb、Sn、Ag的载荷值达0.93以上，表明第一个因子F1与银锑锡矿化密切相关。结合野外地质调查和室内矿相学观察，推测该因子组合代表了辉银矿-黝锡矿-硫锰矿(地表氧化为软锰矿)组合，其中锑以类质同像的形式赋存于辉银矿中。

表4 因子分析特征值与方差贡献

表5 样品中各元素主因子载荷矩阵

图4 ⅡAg-3矿体因子旋转负荷散点图

F2因子主要为Bi-Cu-As，其中F2因子在三种元素上的旋转后载荷值均高于0.93，推测该因子组合代表毒砂—黄铜矿组合，暂未发现与Bi有关的矿物，Bi的赋存状态还有待研究等。

F3因子主要为Pb、Zn，旋转后载荷值均高于0.93，推测该因子组合代表方铅矿-闪锌矿组合，主要赋存于ZK0705钻孔的全岩铅锌矿化花岗闪长斑岩中。

F4因子主要为Ag、Zn，其中Zn载荷值最高为0.777，推测该因子组合代表了石英-黄铁矿-闪锌矿阶段，此阶段所形成矿石以闪锌矿化为主，银仅局部达到矿化。

F5因子主要为W、Mo，其载荷值分别为0.882和-0.783，表示两种元素呈负相关，两种元素在本矿床均不形成有工业价值矿体，赋存状态也有待研究。

3 矿床构造叠加晕特征

3.1 轴向分带序列建立方法

构造叠加晕最重要的特点之一就是元素浓度的分带性。矿体受地质构造的影响，在不同高程上，其元素地球化学谱中的位置变化很大。从而决定了矿体与叠加晕的分带性。矿体的外界与叠加晕的内带一致。

在含矿性较好的钻孔样品断面取各钻孔样品的算数平均数，利用改良戈氏法建立轴向分带序列[14-15]。

第一步、在控制ⅡAg-3矿体的4个高程，求得每一高程平均值(表6)。

第二步、将各高程样品各元素含量转化为0～1，采用极差变换法公式(1)：

(1)

式(1)中：xij为表6中的数据；xjmin为j变量的最小值；xjmax为j变量的最大值；x'ij为表6中极差变换后的数据；求得同一高程元素的总和(表7)。

第三步、求出分带指数，找出每1个元素最大分带指数Dj(表8)，可初步排出分带序列(括号内为重叠元素)：(Mo、Hg、Sn、Mn、As、Sb、Ag)-W-Au-(F、Bi、Cu、Pb、Zn)。

第四步、括号内重叠元素进一步计算变化梯度差ΔGj，变化梯度差值越小表示越向上富集。见计算公式(2)：

(2)

3.2 轴向分带序列

根据本区07线剖面ⅡAg-3矿体测量数据，采用3.1改良戈氏法建立了轴向分带序列。

表6 指示元素各高程的平均含量

注：元素量单位为wB/10-6，其中w(Au，Hg)/10-9。

表7 指示元素改良格里戈良法正规化数据

表8 指示元素改良格里戈良法分带指数

由式(2)得：ΔGMo=1.445，ΔGHg=1.523，ΔGSn=0.645，ΔGMn=0.520，ΔGAs=0.862，ΔGSb=0.326，ΔGAg=0.413，ΔGF=-1.810，ΔGBi=-0.247，ΔGCu=-0.043，ΔGPb=-0.104，ΔGZn=-0.182，从而得出其分带序列。最终确定由上至下的元素分带序列：Sb-Ag-Mn-Sn-As-Mo-Hg-W-Au-F-Bi-Zn-Pb-Cu。

矿相学及电子探针分析等显示常作为前缘晕元素的Sb在本矿床与Ag元素结合成硫盐矿物或以类质同像形式赋存于辉银矿中，因此Sb在本矿床作为近矿晕指示元素，但前缘晕元素As、Hg、F位于分带序列的中部，且与Mo、W、Bi等尾晕元素叠加在一起，指示成矿作用为多期次。分带序列的下部主要为Cu、Pb、Zn等近矿晕元素，而并非为尾晕元素，指示矿体往深部还有一定延伸。

4 矿床构造叠加晕模式

一般认为，高温矿物组合为W、Sn、Mo、Bi等矿物组合，中温矿物组合主要为Cu、Pb、Zn、Ag等矿物组合，低温矿物组合主要为Hg、As、Sb等矿物组合[12]。多金属矿床中As、Sb、Hg、F常发育于矿体前缘部分，Mo，Bi，Mn、W等常发育于矿体尾部，分带序列出现“反分带现象”，因此难以用一次成矿或一个主成矿作用形成的原生晕解释，本文运用因子分析，分为5个成矿阶段，与Ag矿物成矿相关的主要有前4个成矿阶段，分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示(图5)。

根据前文分析，那更银矿07线原生晕分带序列可划分为：成矿前缘指示元素为As、F、Hg，近矿指示元素为Pb、Zn、Ag、Sb、Cu、Au、Sn，尾晕指示元素为W、Mo、Bi、Mn。

根据分带序列建立了那更康切尔银矿床构造叠加晕理想模式(图5)。ⅡAg-3主矿体接近地表部分有较强的前缘晕异常，而且矿体比钻孔控制的其他部位均要厚，反映了矿体已经剥蚀了一部分。中部出现原生晕前缘指示元素、近矿元素、尾晕元素叠加现象，反映了矿床具多期次成矿特征。而目前工程控制的尾部主要为近矿晕，接近尾部的部位还有前缘晕异常，指示矿体往深部还有一定延伸。

5 盲矿预测的构造叠加晕标志

1)在有Ag、Sn、Sb异常的条件下，若有特征前缘晕指示元素As、Hg、F异常连续出现，尾晕元素Bi、W、Mo、Mn异常弱，指示深部有盲矿存在，若再有Pb、Zn、Cu强异常出现，指示盲矿可能较富。

2)当Ag、Sn、Sb异常浓度较低，前缘晕指示元素As、Hg、F异常也很低，且异常较连续，则指示盲矿较深。

3)当Ag、Sn、Sb异常较弱，Cu、Pb、Zn异常很弱，As、Hg、F无异常或只有不连续外带弱异常，而Bi、W、Mo、Mn等尾晕指示元素异常强，则指示深部无矿存在。

图5 那更康切尔沟银矿床ⅡAg-3矿体构造叠加晕理想模式图

6 结论

1)那更银矿床的原生晕轴向分带由上至下元素分带序列：Sb-Ag-Mn-Sn-As-Mo-Hg-W-Au-F-Bi-Zn-Pb-Cu。成矿前缘指示元素为As、F、Hg，近矿指示元素为Pb、Zn、Ag、Sb、Cu、Au、Sn，尾晕指示元素为W、Mo、Bi、Mn。

2)原生晕轴向分带中，前缘晕元素As、Hg、F位于分带序列的中部，且与Mo、W、Bi等尾晕元素叠加在一起，指示成矿作用为多期次。分带序列的下部主要为Cu、Pb、Zn等近矿晕元素，而并非为尾晕元素，指示矿体往深部还有一定延伸，深部仍存在良好的找矿前景。

3)通过因子分析，主要分为5个因子：F1(Ag、Sn、Sb、Mn)、F2(Bi、Cu、As)、F3(Pb、Zn)、F4(Ag、Zn)、F5(W、Mo)；其中F1因子为银的主矿化阶段；其中F3因子为铅锌矿化阶段。