土壤地球化学测量在玉门市大风沟金矿中的应用

李永庆，崔凯

（1.甘肃省地矿局第二勘查院，甘肃 兰州 730020）

大风沟金矿位于甘肃省祁连山地区，隶属玉门市管辖。通过开展1：1万土壤测量工作，圈出土壤异常，缩小了工作靶区。本文分析了大风沟金矿的地层、构造等地质特征，总结了区内元素分布特征，重点对区内的化探异常进行了评价，为后续的地质工作提供了依据。

1 勘查区地质特征

区内出露地层主要为下志留统肮脏沟组二段（Sa2）、中志留统泉脑沟山组（Sq）、上志留统旱峡组（Sh）、石炭—二叠系羊虎沟组（CPy）、白垩系中间沟组二段（Kz2）、第四系下更新统玉门组（Q1y）、第四系全新统（Qh）。

（1）下志留统肮脏沟组二段（Sa2）：为勘查区主要出露地层，为一套海相碎屑岩组成；主要岩性为粉砂质板岩和砂岩，目前发现的金矿体赋存于该地层中。

（2）中志留统泉脑沟山组（Sq）：主要出露在勘查区南部，小风沟南F2分界，断层北下伏肮脏沟组，断层南出露中志留统泉脑沟山组。

测区内断块状分布一些泉脑沟山组的陆源碎屑岩夹火山沉积岩建造，标志性地层为一套杂砂岩，原岩中粒长石砂岩，褐黄色，变余中粒砂状结构，块状构造。主要由石英、长石、少量岩屑、白云母、铁白云石、绿泥石和少量铁质组成，岩石后期热液蚀变强烈，原岩成分和结构构造强烈改造，岩石强烈碳酸盐化、绢云母化，长石大多已经完全绢云母化仅保留晶形。该层在小风沟口南出露厚度约100m，沿测区边部南东方向展布，其间为断层错位，侵入岩体肢解，呈断块状分布。

（3）上志留统旱峡组（Sh）：旱峡组全部出露在大风沟口南，测区西北边部被F5、F6交切的楔形地块中，岩石以紫红色为特征。岩性为紫红色粉砂岩，具粉砂质结构，块状构造，粉砂质为主要组分，钙铁胶结，含较高锰质，呈紫红色，黑褐色。

（4）上石炭统-下二叠统羊虎沟组（CPy）：大风沟南侧，残积物大面积覆盖，沟南F5北零星出露的绿色细砂岩，与大风沟西，F3北出露的灰黑色杂砂岩，均为上石炭统羊虎沟组地层。北南均以大断裂为界，控制了上石炭统羊虎沟组展布范围和展布方向。

（5）下白垩统新民堡群（K1xn）：仅在勘查区西北角大风沟口小范围出露，岩性为黄绿色砂质泥岩夹紫红色砂砾岩。

（6）第四系下更新统玉门组（Q1y）：分布在勘查区北部山间盆地，为洪积物堆积，半固结，岩性为砂砾石、含砾粘砂土。

勘查区地层中总体表现为单斜，但局部波浪式褶皱的行迹依然清晰可见。含矿层位于波浪式褶皱的中间地段小背斜的核部，受近EW向、NW向等断裂构造的控制。勘查区内侵入岩岩石类型较多，有脉状超镁铁质岩，中酸性岩瘤、岩脉等。岩体分布多呈北西—南东走向，与区域构造线方向基本一致。勘查区内脉岩发育，主要为闪长岩脉及石英脉，闪长岩脉发育于粉砂质板岩中，大多伴有断裂构造发育，靠近断裂一侧具褐铁矿化，颜色上表现为黄褐色，远离断层则在颜色上表现为灰绿色。走向大致与地层、构造方向基本一致，宽度1m～30m不等。区内的金矿化与闪长岩脉关系密切，金矿化多发育于闪长岩脉与断裂构造接触部位。勘查区围岩蚀变主要为硅化等；矿化主要为浸染状褐铁矿化、黄铁矿化、孔雀石化。其中以硅化、褐铁矿化、黄铁矿化与金的成矿关系最为密切。

2 地球化学特征

2.1 地球化学景观

勘查区属中高山地形，海拔一般在2460m～3336m 左右，相对高差为500m～900m，属中高山地形。区内地形切割强烈，坡度较陡，植被覆盖少。属大陆性干旱气候，冬季寒冷、多风少雨，昼夜温差较大。残坡积物以机械方式搬运，物理化学风化作用明显，有利于元素在土壤中富集，有开展土壤测量的物质环境条件。

2.2 土壤测量方法及元素组合

（1）样品采集、加工及测试。本次采用100×40m网度，样品采自残积层（C层），采样深度地表以下20cm～110cm，样品一般在测点附近多点取样，矿化地段加密采取,测点上无法采取时，在其附近5m～10m范围内取样；测线一般垂直于地层、构造、矿化体走向。样品自然风干后过过+4～-40目筛，样重大于150克，样品测试由甘肃省地矿局二勘院实验室承担。

（2）元素组合。通过对区内全部土壤样品分析数据进行R型聚类分析见图1。当相似水平取0.4时，可分为两类，即：Au、As、Sb低温热液成矿元素组合与Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、Mo等中温热液成矿元素组合；与金元素相关性最强的元素是As（r=0.65）,说明金矿化与低温热液有关。Cd、Mo可能代表矿体有一定剥蚀，也可能代表原生晕的叠加。

3 土壤异常特征

3.1 异常下限的确定

根据勘查区地层、构造等特征，测区选了Au、As、Sb等3种元素在原始数据图上按上述元素平均值加1.65倍的标准离差后取整数，其余元素按各元素的平均值加1.4倍标准离差后取整；异常中带选择为异常下限的2倍，异常内带选择异常下限的4倍（见表1）。

表1 大风沟土壤测量单元素异常统计表

Au、As、Sb等低温元素异常主要分布于勘查区中西部，与区域断裂构造走向基本一致的次级断裂构造及脉岩控制，伴有Hg、Cu、Pb、Mo、W、Ag等。

Cu、Pb、Zn等中温元素异常主要分布于勘查区北、南部。北部主要由出露宽约40cm的石英脉及闪长岩脉引起；南部主要位于超基性岩、闪长岩接触带，在岩体旁侧的断裂构造中，伴有Ni、Ag、Bi、Mo、Hg等异常分布。

3.2 1：1万土壤测量综合异常特征

根据区内地层、构造和元素分布特征，在区内共圈出综合异常8处。经异常筛选，勘查区内主要异常为At-3、At-4、At-5、At-6等。

（1）At-1综合异常面积为0.10平方千米，异常呈北西-南东向条带状展布。位于大风沟沟口南侧，综合异常主要元素为Cu、Pb、Ag。元素组合复杂，以Cu、Ag、Pb、As、Sb、Bi、Zn、Cd、Mo等中温元素组合为主，峰值高，其中Cu为459×10-6，浓集中心明显，Cu、Ag、Sb异常具内中外带，As、Cd、Pb、Mo具中外带；Cu、Ag、Pb、Zn、As、Au元素套合好。结合地质背景来看，异常处于志留系上统旱峡组中，其岩性以紫红色砂岩为主；异常受F5、F6断裂构造控制；脉岩主要以石英脉为主，其宽度均≤40cm，局部石英脉沿裂隙面可见孔雀石化、铜蓝等；但规模不大。

（2）At-2综合异常面积为0.08平方千米，异常呈北东东向条带状展布。该综合异常主要元素为Au、Cu、Pb。元素组合复杂，以Au、As、Sb、Zn、Pb、Ag、Hg、Mo、Cd为主，低-中温元素组合为主；结合地质背景来看，异常处于志留系下统肮脏沟组二段中，其岩性主要为砂岩、粉砂岩及砂质板岩；异常受近EW向展布断裂构造控制；该异常中脉岩发育，主要以石英脉等为主。

（3）At-3综合异常面积为0.23平方千米，异常呈近东西向条带状展布。该综合异常主要元素组合为Au、As、Sb、Hg，伴有Cu、Ni、W、Zn、Cd等元素，元素组合以中低温为主。异常峰值高，其中Au峰值可达701×10-9，As峰值达921×10-6，Cu峰值达321×10-6。异常浓集中心明显，其中Au、As、Sb、Cu、Pb具内中外浓度分带，Hg具中外带。Au、As、Sb、Hg元素套合好；结合地质背景来看，异常处于志留系下统肮脏沟组二段中，其岩性主要为粉砂岩及板岩；异常内有近EW向、NW向等断裂构造发育；脉岩主要以闪长岩、石英脉等为主，异常内发现金矿体，属矿致异常。

（4）At-4综合异常面积为0.11平方千米，异常呈北东-南西向条带状展布。该综合异常主要元素为Au。元素组合简单，以Au、As、Sb、W、Ag、Cu、Ni、Pb、Cd、Zn，低-中温元素组合为主。峰值高，浓集中心明显，异常Au、As、Sb具内中外带，Au、As、Sb、Ag元素套合好；结合地质背景来看，异常处于志留系下统肮脏沟组二段中，其岩性主要为粉砂岩及粉砂质板岩；异常内发育NEE向断裂构造；异常中脉岩主要以闪长岩、石英脉等为主。

（5）At-5综合异常面积为0.15平方千米，异常呈北西-南东向条带状展布。该综合异常主要元素为Au。元素组合复杂，以Au、Sb、As、Ag、Pb、Cu、Hg、W、Zn、Bi、Ni等中-低温元素组合为主。异常Au、Sb具内中外带，Ag、Pb、Bi具中外带，Au、Sb、As、Ag元素套合好；结合地质背景来看，异常处于志留系下统肮脏沟组二段中，其岩性主要为粉砂岩、中细粒砂岩及粉砂质板岩；异常内发育有近NS向及NW-SE向断裂构造。

（6）At-6综合异常面积为0.08平方千米，异常呈北西-南东向不规则状展布。该综合异常主要元素为Au、Ag。元素组合复杂，以Au、Ag、Sb、As、Bi、Cd、Cu、Pb、Hg、Zn、Bi、Mo、Ni等低-中温元素组合为主，峰值高。浓集中心明显，异常Au、Ag具内中外带，As、Sb、Bi、Cd具中外带，Au、Ag、Sb、As、Pb元素套合好（异常参数见表3-9，图3-4）；结合地质背景来看，异常处于志留系下统肮脏沟组二段中，其岩性主要为粉砂岩及粉砂质板岩；异常西北部发育闪长岩岩株，脉岩主要以闪长岩脉、石英脉等为主。

（7）At-7综合异常面积为0.89平方千米，异常呈北西-南东向条带状展布。该综合异常主要元素为Au、Cu、Pb、Ni。元素组合复杂，以Au、Cu、Pb、Ni、Cd、W、Ag、As、Sb、Mo、Zn、Hg、Cd、Bi等低-中-高温元素组合为主，峰值高。浓集中心明显，异常Au、Cu、Pb、Ni、Cd、W具内中外带，Ag、As、Sb、Mo、Zn具中外带，Au、As、Hg；Cu、Pb、Ag；W、Mo、Ni、Cd元素套合好；结合地质背景来看，异常处于志留系中统泉脑沟山组中，其岩性主要为砂岩、粉砂岩及少量灰岩；异常明显受NW向断裂构造控制；异常中发育有条带状超基性岩体及闪长岩等。

（8）At-8综合异常面积为0.03平方千米，异常呈近南北向等轴状展布。该综合异常主要元素为Pb、Au、As、Sb。元素组合复杂，以Pb、Au、As、Cd、Sb、Bi等中-高温元素组合为主，峰值高。浓集中心明显，异常Au具内中外带，As、、Sb、Bi具中外带， Au、As、Sb元素套合好；结合地质背景来看，异常处于志留系下统肮脏沟组二段中，其岩性主要为砂岩、粉砂岩及砂质板岩。

3.3 异常查证情况

通过对圈定的综合异常进行查证，取得了较好的找矿成果。

在At-3中施工探槽10条，发现金矿体5条矿体。矿体长度80m～240m，矿体厚度1.41m～2.78m，金平均品位2.03×10-6。

其余综合异常也显示出一定的找矿信息，为区内的勘查找矿提供了必要的地球化学前提。

4 结论

（1）1：1万土壤测量在本区可以快速缩小找矿靶区，为地质找矿提供直接可靠的信息，在祁连山的浅覆盖区可以成为方便、有效的找矿方法。

（2）Au、As、Sb异常是间接找矿标志，尤其是Au、As异常强且套合好的地段，是寻找金矿的有利地段。