甘肃昌马地区水系沉积物地球化学异常特征与找矿远景

刘永彪 李省晔 孔维琼 李昱星

摘要：昌马地区位于北祁连造山带西段与阿尔金断裂的交汇部位，断裂非常发育，区域内已发现金属矿床主要为金矿床。为了实现找矿突破，在昌马地区开展了1∶5万水系沉积物测量。结果显示：Au、As、Sb、Cu、Mn等元素相对富集，分异性好，成矿潜力大;元素组合可以分为4组，其中Au-Ag-As-Sb-Hg-Pb为典型的中低温元素組合，反映研究区内Au成矿过程中热液活动较为频繁;圈定综合异常34处，初步认为其中6处成矿性较好，并优选2处进行了评价及异常查证;结合成矿地质条件、成矿规律、异常查证结果等，圈定找矿远景区4处，为研究区进一步找矿指明了方向。

关键词：地球化学特征;综合异常;水系沉积物测量;找矿远景区;昌马地区

中图分类号：TD15P596文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）03-0008-06doi：10.11792/hj20210302

昌马地区位于北祁连加里东金、铜、铅、锌、铬、铁、钨成矿带内[1-2]，该成矿带构造位置特殊，地质特征复杂，已发现寒山金矿床、鹰嘴山金矿床、滴水山金矿床、阴凹大泉金矿床、车路沟金矿床等。区域内开展过1∶20万水系沉积物测量[3]，青石峡—阳凹大泉一带开展过以Au为主成矿元素的1∶5万水系沉积物测量。本次在昌马地区开展1∶5万水系沉积物测量，通过对研究区水系沉积物地球化学特征的综合研究，圈定地球化学异常，并进行简要异常查证，圈定找矿远景区，以期为下一步找矿提供地球化学依据。

1研究区地质概况

研究区大地构造位置特殊，以阿尔金断裂为界，大部分位于秦祁昆造山系—北祁连弧盆系—走廊南山岛弧内，局部位于塔里木陆块—敦煌地块—阿尔金北陆核内。

研究区各时期地层均有出露，地层总体展布方向为北西西向，与北祁连总体构造线方向基本一致（见图1）。其中，中—上寒武统黑茨沟组（∈2-3h）、下奥陶统阴沟群（O1Y）、中奥陶统中堡群（O2）、上奥陶统扣门子组（O3k）、上志留统泉脑沟山组（S3q）出露面积较大，也是研究区主要含矿地层[4]。

研究区以发育北西西向、北东向及近东西向构造为特征。其中，北西西向及近东西向区域性断裂控制了地层的展布，多为地层界线，同时具有一定的储矿、导矿作用;北东向断裂一般对矿体破坏较大，但阿尔金断裂与金成矿作用关系密切。受多期次构造活动和褶皱造山作用影响，古生界地层中发育多条北西西向展布的褶皱。

研究区内基性、超基性和中酸性侵入岩均有出露，且中酸性侵入岩分布范围较广。岩性主要有石英二长花岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩、黑云母花岗岩等。侵入岩一般规模不大，多呈岩株、岩枝或岩脉状分布，走向和区域构造线一致，呈北西向、北西西向断续条带状展布，严格受构造控制。

2水系沉积物样品采集

研究区主要分布在半干旱高寒山区及其边缘地带，海拔2000～3500m，山势陡峻，地形切割强烈，沟谷纵横，相对高差500～1000m。水系沉积物主要由砾石、岩石碎屑、亚黏土组成，成矿元素主要富集在岩石碎屑中。本次在研究区开展的1∶5万水系沉积物测量，测量面积1200km2。采样点主要布置在一级水系中，其次为二级、三级水系，水系沉积物测量采样粒级-10目至+80目，采样深度10～30cm，共采集样品6273件，平均采样密度5.22点/km2。对样品中17种元素进行了分析，包括Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、W、Sn、Cd、Mo、Cr、Ni、Co、Mn。

3水系沉积物地球化学特征

3.1元素含量特征

本次应用GeoIPAS3.2软件对研究区水系沉积物样品中17种元素的分析数据进行了统计，结果见表1。

由表1可知：Au、Ag、As、Sb、Cu、Zn、Co、Ni、Mo、Sn、Mn等元素平均值均大于背景值，其中Au元素平均值是背景值的2.43倍;Au、As、Sb、Bi、Ag、Cu、Ni、Cr、Pb、Mn、Cd元素浓度克拉克值>1.00，显示相对富集，而Hg、Zn、Co、Mo、Sn、W元素浓度克拉克值<1.00，显示相对分散;Au元素变异系数大于2.00，说明该元素成矿可能性较大，变异系数为1.00～2.00的元素为Ag、Hg、Bi、Pb、Ni、Mo、Cr，说明这些元素分异较强，成矿潜力有限。

综上所述，Au元素显示出极强的富集性。此外，通过对元素在各地层中富集系数的统计，Au元素在黑茨沟组、阴沟群地层中富集较强，表明黑茨沟组、阴沟群是重要的含矿地层。

3.2元素组合特征

对研究区内水系沉积物样品中的17种元素的测试数据进行了统计分析，利用元素相关性、聚类分析研究元素组合特征，为分析元素组合特征提供依据[5]。

元素相关性分析结果（见表2）表明：Au与Ag元素相关系数为0.259，显示出较强的正相关性;As与Sb元素相关系数为0.508，显示出较强的正相关性，且这2种元素常与Hg元素组成典型的低温元素共生组合;Co与Ni、Co与Zn、Co与Cu、Pb与Ag相关性较好，相关系数为0.525～0.568。

为阐明划分元素组合依据，采用了R型聚类分析，结果见图2。根据元素聚类次序，元素组合大致可以分为4组：第一组为Co-Ni-Cr-Cu-Zn-Mn，为中温元素组合，通常与中基性火山岩有关，反映了中基性火山岩岩浆活动与构造活动的叠加特征;第二组为W-Sn-Bi，为高温热液元素组合，主要与高温热液活动和酸性岩浆活动有关;第三组为Au-Ag-As-Sb-Hg-Pb，为典型的中低温元素组合，与多期次热液活动和构造运动叠加有关，说明研究区内Au成矿过程中热液活动较为频繁;第四组为Cr-Mo，为高温元素组合，与超基性岩关系密切。

4水系沉积物异常特征及查证

根据1∶5万水系沉积物测量结果，圈定综合异常34处，初步认为AS-8、AS-9、AS-14、AS-17、AS-26、AS-34等6处综合异常成矿性较好，优选具有代表性的AS-8、AS-9综合异常进行特征描述。

综合异常AS-8：位于牛毛泉东侧，与寒山金矿床、滴水山金礦床位于同一断裂带中，异常面积为3.7km2，呈椭圆状北东向展布，元素组合为Au-As-Hg-Zn-Pb-Cr-Mo-Sn-W-Cd，主成矿元素为Au（见图3、表3）。Au元素异常面积较大，具有明显的三级浓度分带，含有3个极大值点;Au与As元素异常套合较好，但As元素异常仅见外带，规模较小。Pb与Zn元素异常套合较好，位于综合异常中南部，Pb元素异常面积较大，具有异常外、中带，Zn元素异常仅具外带。W、Sn、Mo、Cd元素异常位于南部，具有外、中带，但异常面积较小。

该综合异常内出露地层为阴沟群、妖魔山组、石炭系羊虎沟组及第四系，其中阴沟群为主要含矿地层，该地层分布在综合异常中部，呈狭长带状北西西向展布，与区域构造线方向基本一致，岩性为浅绿灰色安山质凝灰岩、安山质晶屑岩屑凝灰岩、安山质角砾凝灰岩等;近东西向断裂极为发育，沿断裂破碎带岩石劈理极为发育，片理化、石香肠、拉伸线理等脆韧性构造变形体普遍发育，东西向断裂为导矿控矿构造。

该综合异常元素组合较好，单元素异常套合好，发育三级浓度分带，并形成矿体。在初步进行异常查证过程中发现了2条矿化蚀变带，蚀变类型主要为硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化，与矿化最为密切的为硅化、黄铁矿化。通过捡块分析，样品Au品位为2.60×10-6。随后通过详细查证，圈定金矿体6条，赋矿岩石为黄铁绢云岩化凝灰岩，顶底板围岩为安山质凝灰岩，矿石类型为黄铁绢云岩化凝灰岩型，矿石具有包含（裹）结构、嵌晶结构，浸染状构造、脉状构造。

综合异常AS-9：位于阴凹大泉金矿床东侧，异常面积为2.23km2，呈不规则状北西向展布，元素组合为Au-Ag-Cu-Mo-Cd（见图4、表4），主成矿元素为Au、Cu。Au元素异常规模较大，具有明显三级浓度分带，极大值为111.83×10-9;Cu元素异常规模较小，位于综合异常南部，极大值为240.75×10-6，Au、Cu元素异常浓集中心套合较好;Ag元素异常规模较大，位于综合异常中部，极大值为294.37×10-9，极大值位置与Au元素一致;Mo元素异常规模较小，不具有分带性。

该综合异常内出露地层为中堡群，岩性为粉砂质板岩、粉砂质绢云板岩等，其中穿插多条石英脉，石英脉走向近东西，宽0.5～2.1m，延伸最大约500m，发育黄铁矿化、黄钾铁矾化，局部发育孔雀石化。该综合异常东部及北部出露英云闪长斑岩，区域上英云闪长斑岩与中堡群砂岩、板岩接触部位的断裂内多可见含金石英脉。该综合异常内断裂发育，主要为中部的东西向断裂与东部的北东向平移断裂。

石英脉发育硅化、黄铁矿化、孔雀石化，表明该综合异常是由热液作用引起的，含矿成分富集为构造改造后热液填充。通过详查，共发现石英脉9条，初步圈定石英脉型金矿（化）体4条，宽0.5～2.1m，长100～500m，金品位0.5×10-6～14.3×10-6，石英脉普遍发育绢英岩化、孔雀石化，局部可见铅锌矿化呈星点状分布。矿石类型为绢英岩化黄铁矿化石英脉，石英脉表面可见明显呈星点状分布的黄铁矿、黄铜矿，裂隙处见薄膜状孔雀石化，石英脉走向多与东西向断裂一致，受构造影响较为明显。

5找矿远景

在圈定综合异常的基础上，结合成矿地质条件、成矿规律、异常查证结果等，圈定找矿远景区4处[4]（见图1）。

5.1红口子—车路沟Au、Cu找矿远景区

红口子—车路沟Au、Cu找矿远景区位于红口子—车路沟一带，呈东西向多边形展布，长约16km，宽5.5km，面积65km2。

该远景区主要出露扣门子组、泉脑沟山组、旱峡组、羊虎沟组、大黄沟组、红泉组等地层，各地层间呈断裂接触;侵入岩较发育，规模较大的为车路沟岩体，岩性以英云闪长斑岩和英安斑岩为主，北部志留系地层中的二长花岗岩和花岗闪长岩呈东西向岩墙状侵入。断裂极为发育，主要为近东西向断裂和北东向断裂，北东向断裂为后期与成矿作用有关的断裂。受断裂改造作用影响，各地质体破坏强烈，岩石中普遍发育片理化，蚀变较强，主要发育绢云母化、绿泥石化等。该远景区已发现车路沟金矿床、车路沟西金矿床、昌马金矿床、车路大板金矿床、红口子铜矿床等。

综合异常AS-1、AS-6、AS-7、AS-10呈串珠状展布，结合成矿地质背景、地球化学异常、遥感及地质矿产调查等综合信息，认为该远景区金成矿条件十分有利，铜也具有较好的成矿条件和前景，主攻矿床类型为低温低硫热液型金矿床、砂岩型铜矿床。

5.2阴凹大泉—二家台南Au找矿远景区

阴凹大泉—二家台南Au找矿远景区位于阴凹大泉—二家台南一带，呈北西向条带状分布，长约20km，宽4km，面积80km2。

该远景区主要出露阴沟群与中堡群地层，北部出露车路沟岩体，靠近岩体的中堡群中多发育石英脉，石英脉宽度约1～2m，局部可达十几米，延伸最长可达上千米，发育黄铁矿化、黄钾铁矾化，局部发育的孔雀石化石英脉中具有金矿化。断裂发育，主要为北西西向压扭性逆断裂与北东向平移断裂。其中，北西西向断裂为主要含矿控矿构造。岩石绢云母化、绿泥石化较强，局部岩石具有强烈糜棱岩化。在断裂发育部位，多发育破碎蚀变带，其内具有硅化、糜棱岩化、绢英岩化、绿泥石化等。

该远景区由西向东分布综合异常AS-5、AS-9、AS-14、AS-15、AS-21、AS-22，结合成矿地质背景、地球化学异常、遥感及地质矿产调查等综合信息，认为该远景区金成矿条件十分有利，铜也有较好的成矿条件，主攻矿床类型为低温高硫热液型金多金属矿床，黄铁矿化、孔雀石化、绢英岩化石英脉是寻找金矿化的直接标志。

5.3牛毛泉東—寒山—朱家大山Au、Cu找矿远景区

牛毛泉东—寒山—朱家大山Au、Cu找矿远景区位于牛毛泉东—寒山—朱家大山一带，呈东西向多边形分布，长约28km，宽2.5km，面积67km2。

该远景区出露地层主要为阴沟群，岩性为安山岩、凝灰质板岩、岩屑长石砂岩、粉砂质板岩、砾岩。在阴沟群南侧分布闪长岩、辉绿岩岩墙，规模较大，与地层呈断裂接触，在辉绿岩与安山岩接触部位可见裂隙中发育孔雀石化。构造较为发育，主要为北东向平移断裂和北西西向压扭性逆断裂，北西西向断裂是区域主要成矿和控矿构造，断裂及其两侧发育破碎蚀变带，规模较大的有2条，其内已发现寒山金矿床、滴水山金矿床，岩石蚀变主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、黏土化等。

自西向东分布综合异常AS-8、AS-11、AS-12、AS-13、AS-21，找矿潜力较好。

5.4鹰嘴山—火神山Au、Cu、Mn、Fe、石膏找矿远景区

鹰嘴山—火神山Au、Cu、Mn、Fe、石膏找矿远景区位于鹰嘴山—火神山一带，呈东西向多边形分布，长约40km，宽6km，面积235km2。

该远景区主要出露黑茨沟组、香毛山组、新民堡群地层，整体呈北西西向展布。侵入岩较发育，主要有青石峡岩体、青山接黄山岩体及鹰嘴山辉长岩体、黑山头超基性岩体等，岩脉走向多与构造线方向一致。发育北西向、北东向2组断裂，北西向断裂形成较晚，多为平移断裂。岩石整体发育绿泥石化、硅化、绢云母化，其中黑茨沟组多发育蚀变带，其内具有硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、绢云母化、泥化等，超基性岩多发生较强的硅化、蛇纹石化、碳酸盐化。

该远景区有AS-16、AS-17、AS-18、AS-23、AS-24、AS-25、AS-26、AS-28、AS-32、AS-33、AS-34等综合异常，分布多处1∶20万化探综合异常，重砂异常1处，发育1条蛇绿混杂岩带，且已发现鹰嘴山金矿床、西湖泉铁锰矿床，同时发现了众多铜、金、石膏等矿化点，成矿条件好，具有较好的找矿潜力。

6结论

1）研究区内Au、As、Sb、Cu、Mn等元素相对富集，分异性好，成矿潜力大。

2）研究区内共圈定综合异常34处，初步认为6处综合异常成矿潜力较好。

3）研究区共圈定找矿远景区4处，分别为红口子—车路沟Au、Cu找矿远景区、阴凹大泉—二家台南Au找矿远景区、牛毛泉东—寒山—朱家大山Au、Cu找矿远景区、鹰嘴山—火神山Au、Cu、Mn、Fe、石膏找矿远景区。

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Abstract：TheChangmaareaislocatedattheintersectionoftheArguinfaultandthewesternsegmentoftheNorthQilianOrogenicBelt，wherefaultsaredevelopedandthemajormetaldepositsdiscoveredaregolddeposits.Inordertomakeabreakthroughinprospecting，1∶50000streamsedimentsurveywerecarriedoutintheChangmaarea.TheresultsshowthatAu，As，Sb，CuandMnarerelativelyenrichedwithgoodvariationandmineralizationpotentials;elementcombinationcanbedividedinto4groups，andamongthemAu-Ag-As-Sb-Hg-Pbistypicalmedium-lowtemperatureelementcombination，indicatingfrequenthydrothermalactivitiesduringthemineralizationprocessintheresearcharea;34comprehensiveanomaliesaredelineatedandpreliminaryanalysistakes6ofthemasfavorableformineralizationbefore2areselectedforevaluationandverificationforanomaly;basedonmineralizationgeologicalconditions，mineralizationrulesandanomalyverificationresults，4prospectingprospectsaredelineated，pointingthedirectionforprospectingintheresearcharea.

Keywords：geochemicalcharacteristic;comprehensiveanomaly;streamsedimentsurvey;prospectingprospect;Changmaarea