青海省都兰县金水口地区水系沉积物地球化学异常特征及找矿前景

李 超，罗先熔，邱 炜，王宇慧，赵欣怡，郑超杰，刘攀峰

(1.桂林理工大学 地球科学学院 隐伏矿床预测研究所，广西 桂林 541004；2.青海省地质调查院，青海 西宁 810012)

0 引 言

金水口测区位于伯喀里克—香日德印支期锌、铅、金、钴、铜(稀有、稀土)金属成矿带及南部雪峰山—布尔汗布达山华力西期—印支期钴、金、铜、玉石(稀有、稀土)成矿带之间，成矿地质条件优越。区域内矿产资源十分丰富[1]，已发现金、铜、钴等多处矿床，如小干沟金矿、督冷沟铜(钴)矿、驼路沟钴矿等，这些充分展示了区内巨大的找矿潜力[2-3]。

从20世纪60年代中期开始至今，有关地质单位已在区域内开展了大量地质找矿研究工作，如：1967—1969年，原青海省第一地质队对五龙沟一带的铁、硫、铅锌多金属矿进行了系统检查，积累了较为丰富的地质矿产资料；1989年，青海省地球化学勘查队在东昆仑地区开展了1:50万水系沉积物测量，共圈出174个综合异常，其中以锌、金、锑、铜、铅等为主元素；2009—2012年，河北省区域地质矿产调查研究所开展了青海省都兰县五龙沟地区五龙沟幅、4874高地幅、诺木洪郭勒幅3幅1:5万区域地质矿产调查，全面总结了区域成矿规律，划分了成矿期次。而本区域以往地质勘查和综合研究工作大部分集中于已知的几处矿床及主要物化探异常上，对部分重点地段及弱小异常投入的勘查力度不足、研究程度不够，为此，本文在以往研究工作的基础上对已有的地质、物探、化探资料进行分析，对该区开展了1:50 000水系沉积物测量，基于原始数据进行地球化学异常特征的多元统计分析，从而筛选成矿有利地段并划分找矿靶区，以便为下一步地质找矿工作的部署提供重要依据。

1 研究区成矿地质条件

1.全新统冲积物；2.上更新统冲洪积物；3.中更新统洪积物；4.上元古界铁勒木图达吾组；5.上元古界变质二长花岗岩；6.中元古界跃进山南坡组；7.中元古界铁矿山组；8.中元古界巴尔图达吾组；9.下元古界白沙河岩组三岩段；10.下元古界白沙河岩组二岩段；11.下元古界白沙河岩组一岩段；12.上太古界大干沟组；13.上太古界金水口岩群；14.上三叠统辉长岩；15.上三叠统石英闪长岩；16.下泥盆统似斑状二长花岗岩；17.上志留统中细粒花岗闪长岩；18.上志留统中粒花岗闪长岩；19.基性岩脉；20.伟晶岩脉；21.花岗闪长岩脉；22.二长花岗岩脉；23.石英脉；24.闪长岩脉；25.辉长辉绿岩脉；26.黑云斜长变粒岩捕虏体；27.实测整合岩层界线；28.推测整合岩层界线；29.低级变质相带(接触变质相)；30.低级变质相带(区域变质相)；31.实测正断层；32.实测逆断层；33.实测性质不明断层；34.线状背斜；35.线状向斜；36.间歇河及流向；37.多金属矿点及编号；38.研究区。图1 区域大地构造位置((a)，据文献[1]修改)及研究区地质矿产简图(b)Fig.1 Location of regional geotectonic (a)(revised according to reference [1])and sketch map of geological and mineral resources in the study area (b)

区内断裂十分发育，按断裂走向可分为NW向、NWW向、NE向3组(图1(b))，与成矿关系极为密切，呈NW向的韧性剪切带不仅是导矿构造，也是容矿构造，在韧性剪切带旁侧发育低序次张剪性脆性断裂，并构成断裂聚集带。褶皱分布于干沟至黑熊沟一带，由一个背斜和两个向斜组成，形成于吕梁期第二褶皱幕，褶皱东段均被下泥盆统中-粗粒似斑状二长花岗岩截断，核部均被上元古界变质二长花岗岩和上志留统中粒花岗闪长岩以小岩株形式侵入，受平台复式岩体的侧向挤压，枢纽呈向北凸出的弧形弯曲，长宽比大于10:1，均属紧闭型线状褶皱束(1)河北省区域地质矿产调查研究所.青海省都兰县五龙沟地区J46E024024、J47E024001、J47E024002 3幅1:5万区域地质矿产调查项目成果报告.2013:17-212.。

区内出露岩石主要为前寒武纪变质岩系，分布广泛，规模大，以区域变质作用为主，岩石普遍经历中深变质-变表作用改造，是本区多金属成矿作用的主要矿源层[4]。金水口岩群地层岩性为灰色黑云斜长片麻岩；大干沟组岩性为浅灰色条带状片麻岩；白沙河岩组为一套中高级变质岩系，以灰色黑云斜长变粒岩、条带状夕线黑云斜长片麻岩夹灰白色大理岩、灰黑色斜长角闪岩为主。跃进山南坡组、巴尔图达吾组及铁矿山组岩性均为灰白色细粒具片麻状的中酸性侵入岩。第四系地层则受区域构造的影响极为发育，广泛接受断块抬升山地所提供的大量碎屑物质并在沉陷盆地处沉积，全新统冲积物和上更新统冲洪积物均沿宝西木特尔高间歇河两侧呈带状分布，中更新统洪积物则散布于区内东北部。

区内岩浆侵入活动极为频繁，伴随新元古代、晚加里东期、晚华力西期—印支期三大构造旋回均发生相应的岩浆侵入，多以中酸性、酸性岩为主。新元古代旋回对应变质二长花岗岩及浅肉红色中-粗粒黑云二长花岗岩(铁勒木图达吾组)侵入大干沟组、白沙河岩组一岩段；晚加里东期造山旋回为岩浆活动高峰期，表现为上志留统侵入岩序列及独立侵入单元下泥盆统中-粗粒似斑状二长花岗岩侵入白沙河岩组一、二岩段，侵入岩岩体中见有黑云斜长变粒岩捕虏体；最后为晚华力西期—印支期旋回对应上三叠统侵入岩序列侵入白沙河岩组一、二岩段及上志留统中-细粒花岗闪长岩。脉岩由北向南大致呈NW向展布且由基性向中酸性过渡，复杂多样的构造旋回显示区内岩浆活动总体呈现出多期次、反复叠加的特点，致使驱动变质地层内成矿元素的活化、迁移，导致地壳浅部元素富集(2)桂林理工大学隐伏矿床预测研究所.青海省都兰县五龙沟—埃坑德勒斯特地区1:5万矿调多元地学信息集成与靶区优选成果报告.2016:17-80.。

综上，区内广泛发育前寒武纪变质岩系，形成的深断裂、韧性剪切带及次级断裂裂隙系统是本区成矿作用的重要控矿构造，伴随多期次中酸性岩浆侵入，不仅带来了丰富的成矿物质，还为含矿流体的运移提供了强大驱动力，为区内多金属成矿创造了极为有利的条件[5]。

2 水系沉积物样品采集与测试方法

测区位于青海省中部都兰县五龙沟—诺木洪一带的昆仑山东段北坡，属高寒山区，海拔高度一般在3 300～4 700 m之间，呈典型的高寒山区地貌景观，具寒冷、干燥少雨、温差变化大的特点，年平均降水量为100～180 mm，属典型的高原大陆性气候。区内地形切割强烈，水系发育。本次采样严格遵守《地球化学普查规范(1:50 000)》(DZ/T0011—2015)的相关要求，采样点主要布置在二级水系中，采集面积88.78 km2，平均采样密度5.55个/km2，样品介质主要以淤泥和粉砂为主，采样粒级为-10～+60目，采样时去除样品中的碎石、草根、树皮等杂质，以免造成污染。

本区共采集493件水系沉积物样品，于2010年送往河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院地质测试研究中心测试分析，测试包括Au、As、Sb、Bi、Hg、Co、Cr、Ni、Zn共9种元素，利用石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)测试Au，采用氢化物-原子荧光光谱法(HG-AFS)测试As、Sb，采用发射光谱法(AES)测试Bi，Co、Cr、Zn，Hg和Ni采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测试，各元素测试精度均在5%以下。

3 水系沉积物地球化学特征

3.1 单元素特征分析

为探求本区1:50 000水系沉积物地球化学特征及异常规律，运用Excel软件和SPSS25统计学软件对测试分析结果进行参数统计(表1)。首先，将所有水系沉积物地球化学数据导入SPSS软件，依次对单元素进行降序(或升序)排列；其次，将排过序的单元素数据通过箱图定义为单独变量的摘要，以成列剔除个案的形式剔除特征值(离群值)，同时通过直方图的正态曲线检验元素的背景含量是否符合正态分布；最后，按照上述步骤循环剔除特征值并剔除至箱图上方无特征值点为止，最终从直方图中得到剔除后单元素的算术平均值与标准差(表1)。通过对比剔除前与剔除后的算术平均值与中位数的数据变化范围来看，算术平均值较中位数变化大且不稳定，对应9种元素均有此特点，说明算术平均值很容易受离群值的干扰，也有可能是由于受采样、测试及人为因素(如污染)等种种原因所引起的偶然误差和系统误差的客观存在[6-7]。所以若将剔除后的算术平均值作为背景值的估计值是不合适的，相比之下中位数是具有稳健这一特性的统计学参数，它具备较强抵抗“野”数据干扰的能力[7-8]，故将剔除后中位数作为本次水系沉积物元素背景值的估计值，以期获得更加接近实际且客观的背景值。

表1 青海省都兰县金水口地区水系沉积物测量地球化学参数统计Table 1 Statistics of geochemical parameters of sediment survey in Jinshuikou area of Dulan County,Qinghai Province

此外，笔者通过循环剔除各元素所有原始数据中的离群值后，发现剔除离群值数占所有样品数的比例为1.40%～15.80%；5%以上的元素只有Sb、Bi、Ni、Hg共4个元素，分别为15.80%、9.10%、6.50%、5.90%；5%以下的有Au等5个元素，其中As为1.40%，剔除离群值数最少。显然，在全部原始数据中，剔除离群值后的数据占比除Sb外，其他元素都在90%以上，说明剔除后的数据具有代表性，能够反映其固有信息。

正(负)偏度(Skewness)是反映某组数据分布偏斜程度的统计量，是一个无量纲值，通常是度量右方向(或左方向)尾部拉长趋势的程度[9]。正常情况下，若某组数据偏度值的绝对值越接近0，则该组数据分布形态的偏斜程度越小。由表1可见，对比剔除离群值前、后的偏度值，发现除As元素(0.55)外，所有未经剔除离群值前的元素偏度值均大于1，呈右偏，且元素Au(5.18)、Sb(6.52)、Ni(4.77)及Zn(8.62)远大于1，而剔除离群值后的所有元素偏度值明显接近于0，表明未经剔除离群值前的元素具有较多的高含量数据。

区域浓集系数(RCC)是一个规格化参数，不仅可表明成矿元素的集散规律，反映其空间分布趋势，还有助于我们快速识别主成矿元素及各种成矿元素的含矿性并迅速做出初步评价[10]。本区RCC为各元素背景值(剔除后中位数)与东昆仑成矿带背景值之比(表1)，Co(2.65)和Hg(2.00)的RCC大于1.3，呈强烈富集；Au(1.21)、Zn(1.24)、Ni(1.27)的RCC在1.20～1.30之间，呈显著富集；Sb(1.13)和Cr(1.15)的RCC在1.10～1.20之间，呈富集趋势；而As(0.79)和Bi(0.80)的RCC小于1.0，呈现贫化。综上，Zn、Au可能为本区主成矿元素。

3.2 多元素组合特征分析

由于各元素存在着复杂联系，单元素并不能全方位地诠释其空间分布特征，而在实际情况下，样品之间又存在很大的相似性，元素之间更不乏相互依存关系[11]。基于此，笔者运用SPSS25统计学软件和数理统计理论对9种元素原始数据进行多元统计分析，对进一步了解研究区元素的共生组合关系和区域成矿特征具有重要意义。

3.2.1 R型系统聚类分析

R型系统聚类分析是将有相近性质的元素聚为一类，将性质差异较大的元素聚为不同类，这有助于我们了解元素、元素组合间的亲疏远近及揭示元素在区域成矿作用过程中的聚合趋势[12-16]。从R型系统聚类分析谱系图的结果(图2)可知，当相关距离系数取15时，元素可聚为4类：(1)Cr-Ni-Co组合，反映中高温岩浆热液成矿作用；(2)Au-Zn-Bi组合，由高、中温元素组成，反映该组元素与岩浆热液活动的频繁性紧密相关；(3)Hg，为单独一类，起指示性作用；(4)As-Sb组合，反映低温岩浆热液成矿作用。可以看出，各组合内元素的相关性较强，聚合趋势明显，对应在研究区内有相近的地球化学行为。

图2 元素R型系统聚类分析图Fig.2 Element spectrum of R-type cluster analysis

3.2.2 相关分析

相关分析是研究元素之间的密切程度，即通过分析原始数据得出两两元素间的相关系数，最终判定元素间相关性的一种统计分析方法[17-18]。由表2知，Zn与Au、Bi、Co、Cr元素呈正相关，相关系数均大于0.3，Zn与Au的相关系数最大，为0.521，关系最密切；Zn与Ni、As、Sb、Hg元素相关性较小，关系不密切，其中Zn与Sb、Hg元素相关性极弱；As与Sb呈正相关，与Hg、Bi、Zn、Au元素也呈正相关，但相关性较小，As与Co、Cr、Ni元素呈负相关；另外Co与Cr、Ni、Zn元素呈正相关，但与Au、Bi元素关系不密切；Hg与其他元素相关性较差，可能是受本区断裂及覆盖层较厚的影响所致。经上述分析，相关系数矩阵(表2)在定量方面充分肯定了R型系统聚类分析所得到多元素组合的结果。

表2 水系沉积物地球化学数据相关系数矩阵Table 2 Correlation coefficient matrix of stream sediment geochemical data

3.2.3 R型因子分析

R型因子分析是在各元素原始数据之间相关关系的基础上，运用数学分析手段从错综复杂的大量数据中提取能包含原变量大部分信息的少数综合变量的一种统计分析方法[19-23]。为能较好地揭示研究区地质上的成因联系及元素共生组合特征，在R型系统聚类分析、相关分析的基础上进一步进行R型因子分析。首先对原始数据进行KMO和Bartlett检验，以判别其适用性，结果(表3)显示KMO度量值为0.627，大于Kaiser给定的度量标准(0.6)，Bartlett球形度检验得出的Sig(相伴概率值)为0.000，比给定的显著性水平0.05低，鉴于此认为本批数据内部彼此关联，可继续进行下一步R型因子分析。为能让因子载荷矩阵中的相关系数更加凸显且更好地解释多元素组合特征，选用最大方差旋转法[24]和主成分方法进行分析，以特征值大于1和累计方差贡献率70.190%为阈值，按照绝对值在0.5以上的因子载荷为标准，提取4组因子(表4)。F1因子代表Co-Cr-Ni，方差贡献率为22.624%，为中高温元素组合，反映与区内基性岩浆热液活动有密切联系；F2因子代表Au-Bi-Zn，方差贡献率为20.291%，反映元素的高背景区及在局部地段的Zn、Au矿化，推测与区内多金属矿点的出露相关，Zn和Au元素常与硫化物金属矿床的形成有紧密联系，Bi元素同样与硫有内在关联，且亲和力强，常见于各种硫化物金属矿物中[25-26]，由R型系统聚类分析及相关分析可知，Zn与Au元素关系最为密切，Bi元素次之，说明F2因子反映以中酸性侵入岩为主的岩浆热液活动，同时也有高温热液参与，为硫化物金属矿物的形成提供物源和热源条件；F3因子代表As-Sb，方差贡献率为15.739%，为低温元素组合，反映与中酸性岩浆岩有关；F4为独立因子Hg，方差贡献率为11.537%，为低温远程指示元素，迁移能力较强，对区内断裂起到良好的指示性作用。

表3 KMO和巴特利特检验Table 3 KMO and Bartlett test

表4 正交旋转因子载荷矩阵及因子方差贡献累计Table 4 Rotated orthogonal factors and cumulative variance contributions

综上，由R型系统聚类分析及相关分析所得结果均与R型因子分析结果一致，表明这些相近元素的组合是客观存在的。

3.3 异常圈定及异常特征

本文运用SPSS25统计分析软件和衬度异常法求取元素异常下限。其中衬度异常法是指某元素原始数据与其剔除后的算术平均值之比，属均一化处理，这不仅消除了各元素之间存在量纲差异所带来的影响[27]，还有利于将各单元素衬度数据进行累加得到多元素组合的衬度数据[28]。由于本文中位数具有稳健的特性，故此次衬度异常法采用各单元素原始数据除以对应剔除后的中位数，得到对应的各单元素衬度数据，对该数据进行循环剔除特征值，最终得到衬度标准差，通过统计对比，发现剔除后各单元素衬度数据的中位数同样具备较强抵抗“野”数据干扰的能力[7-8]，所以将剔除后各中位数作为对应单元素的衬度平均值，并根据下式计算元素衬度异常下限：

T=C0+KS

式中：T为衬度异常下限；C0为衬度平均值；K为信度系数；S为衬度标准差。

当K分别取1、2、4时，各元素的衬度异常下限(外带值)、衬度中带值、衬度内带值计算结果见表5。由表5可知，所有单元素的衬度平均值皆为1，为无量纲数值，对于F1(Co-Cr-Ni)、F2(Au-Bi-Zn)及F3(As-Sb)组合内的相应单元素衬度值经过累加组成多元素衬度数据集，同样对其进行循环剔除，经过对比，亦将剔除后的中位数作为各多元素组合的衬度平均值，根据上式求出多元素组合的衬度异常下限(表5)。

运用Surfer15软件将表5中的统计结果进行编制成图(图3)。

表5 青海省金水口地区水系沉积物地球化学衬度参数特征统计Table 5 Statistical characteristics of geochemical contrast parameters of stream sediments in Jinshuikou area of Qinghai Province

3.3.1 Zn元素衬度异常特征

图3(a)显示，Zn异常发育较好，三级浓度分带清晰，浓集中心显著，规模大，强度高，为全区之最，异常最大值为546×10-6，约为背景值(63.10×10-6)的9倍，最小值为41.5×10-6，最大值约为最小值的13倍。区内共有3处异常高值，Zn-1号异常最高值为546×10-6，规模最大，异常呈花瓣状展布于干沟附近，有明显向西部外围延伸趋势，且位于白沙河岩组一岩段、中酸性侵入岩之中，空间上与褶皱、NNE向次级断裂重合，受接触交代变质作用影响显著，矿化蚀变强烈，与已知1号多金属矿点吻合，成矿条件极为优越，推测异常属矿致异常；Zn-2号异常最高值为147×10-6，异常长轴呈NEE向，异常形态呈条带状展布于大干沟组，局部受上更新统冲洪积物影响有迁移现象；Zn-3号异常最高值为145×10-6，异常长轴呈NNW向，异常形态呈串珠状展布于大干沟组地层。总体上Zn异常受变质作用、地层、中酸性岩浆侵入、断裂及褶皱综合控制，局部受接触交代变质作用、断裂控制尤为明显，黑熊沟南部的中、外带异常规模较大，与已知2、3号多金属矿点相吻合，成矿潜力大。

3.3.2 Au元素衬度异常特征

Au异常发育较好，三级浓度分带清晰，浓集中心显著(图3(b))，规模大，强度较高，异常最大值为7.7×10-9，约为背景值(1.33×10-9)的6倍，最小值为0.62×10-9，最大值约为最小值的12倍。区内有3处异常高值，Au-1号异常最大值为7.7×10-9，但规模较Zn-1号异常小，异常形态呈花瓣状展布于干沟处，有向西部外围延伸的趋势，异常位于中酸性侵入岩侵入白沙河岩组一岩段的接触部位，空间上位于褶皱、NNE向次级断裂交汇区域，与已知1号多金属矿点吻合，推测异常属矿致异常；Au-2号异常有3个浓集中心，呈三角态势展布，最大值为7.2×10-9，内带规模较小，部分与Zn-3号异常重合较好，出露白沙河岩组一、三岩段及大干沟组地层，附近花岗闪长岩脉极发育；Au-3号异常最大值为3.6×10-9，规模较小，异常长轴呈NEE向，异常形态呈条带状展布于上太古界金水口岩群，有向西部外围延伸的趋势，沿近EW向断裂分布。

3.3.3 Co元素衬度异常特征

Co异常发育一般(图3(c))，三级浓度分带清晰，内带规模较小，中、外带略大，区内仅显示1处异常高值，即Co-1号异常，异常高值亦为最大值，最大值为83.1×10-6，约为背景值(21.2×10-6)的4倍，最小值为12.2×10-6，最大值约为最小值的7倍，异常长轴为EW向，异常形态呈串珠状位于大干沟组地层，局部受上更新统冲洪积物影响，与Zn-2号异常重合度高。其他较低值异常呈串珠状、不规则状分散其周围，与已知1、2、3号多金属矿点相吻合，推测异常属矿致异常。

3.3.4 Sb元素衬度异常特征

Sb异常发育较好(图3(d))，三级浓度分带清晰，浓集中心显著，规模大，强度较高，异常最大值为3.8×10-6，约为背景值(0.68×10-6)的6倍，异常最小值为0.53×10-6，最大值约为最小值的7倍。区内共有3处规模较大的异常，Sb-1号异常最大值为3.8×10-6，异常长轴为近EW向，异常形态呈不规则状，位于白沙河岩组二岩段、大干沟组及上更新统冲洪积物出露部位；Sb-2号异常最大值为2.61×10-6，规模最大，可能为受间歇河流的冲刷作用等与物理风化作用有关的机械分散的原因，使Sb元素沿河流下游旁侧进行迁移、分散，最终形成了规模大且异常值较高的特点，一方面，该异常处于中酸性侵入岩与变质地层的接触部位，花岗闪长岩脉极为发育，另一方面位于NE向、NW向断裂交叉地段，出露2处多金属矿点，具备一定的成矿潜力；Sb-3号异常最大值为1.51×10-6，异常长轴呈近EW向，异常形态呈条带状位于大干沟组地层。其他低值异常沿河流下游两侧上更新统冲洪积物分布，部分散布于大干沟组地层。

1.全新统冲积物；2.上更新统冲洪积物；3.中更新统洪积物；4.上元古界铁勒木图达吾组；5.上元古界变质二长花岗岩；6.中元古界跃进山南坡组；7.中元古界铁矿山组；8.中元古界巴尔图达吾组；9.下元古界白沙河岩组三岩段；10.下元古界白沙河岩组二岩段；11.下元古界白沙河岩组一岩段；12.上太古界大干沟组；13.上太古界金水口岩群；14.上三叠统辉长岩；15.上三叠统石英闪长岩；16.下泥盆统似斑状二长花岗岩；17.上志留统中细粒花岗闪长岩；18.上志留统中粒花岗闪长岩；19.基性岩脉；20.伟晶岩脉；21.花岗闪长岩脉；22.二长花岗岩脉；23.石英脉；24.闪长岩脉；25.辉长辉绿岩脉；26.黑云斜长变粒岩捕掳体；27.实测整合岩层界线；28.推测整合岩层界线；29.低级变质相带(接触变质相)；30.低级变质相带(区域变质相)；31.正断层；32.逆断层；33.实测性质不明断层；34.线状背斜；35.线状向斜；36.间歇河及流向；37.多金属矿点及编号。图3 元素衬度异常剖析图Fig.3 Analysis of element contrast anomalies

3.3.5 F1(Co-Cr-Ni)衬度异常特征

由图3(e)显示，异常三级浓度分带清晰，强度高，规模较大，浓集中心显著，代表区域中高温岩浆热液成矿作用。区内规模较大的异常有2处，F1-1号异常长轴为NE向，呈不规则状，位于跃进山南坡组、白沙河岩组二岩段、巴尔图达吾组、大干沟组及金水口岩群变质岩系地层，受NE向、NWW向断裂、地层、区域变质作用控制明显，有向北延伸趋势，与Au-3号异常重合度高，低值异常与Co异常部分重合好；F1-2号异常形态呈不规则三叶状，位于白沙河岩组一岩段、大干沟组、铁勒木图达吾组及金水口岩群地层，伴有基性岩脉侵入，同时处于基性、酸性岩浆侵入变质岩系的接触部位，该异常与Zn-2号、Zn-3号、Au-2号及Co-1号异常重合度较好。从F1(Co-Cr-Ni)整体异常看，Co异常在形态、规模、强度上都与F1(Co-Cr-Ni)异常差异甚大，说明Co元素在其组合中的权重较小。整体上，F1(Co-Cr-Ni)部分较低值异常与已知1、2、3号多金属矿点吻合。

3.3.6 F2(Au-Bi-Zn)衬度异常特征

该异常三级浓度分带清晰，强度高，规模大，浓集中心明显(图3(f))，与区内金属硫化物矿床的形成有内在关联。区内异常规模较大的有3处，F2-1异常形态呈不规则花瓣状，位于中酸性侵入岩侵入变质地层的接触部位，亦有向西部延伸趋势，该异常与Zn-1号、Au-1号异常形态极为相似，说明Zn和Au元素在该组合中占有很大权重，与已知1号多金属矿点吻合；F2-2异常形态呈不规则港湾状展布于白沙河岩组一、二、三岩段、大干沟组、铁勒木图达吾组、巴尔图达吾组、铁矿山组、金水口岩群地层，异常长轴呈NE向，与NE向、近EW向交叉断裂重合，显然断裂和变质地层起主控作用，与Au-3号、Sb-3号、F1-1号异常重合度高；F2-3异常形态呈不规则状展布于白沙河岩组一岩段、大干沟组及铁勒木图达吾组地层，与Zn-2号、Zn-3号、Au-2号、Co-1号、F1-2号异常叠加好；其他低值异常呈串珠状散布其中。整体上，干沟处异常显示在构造活动、岩浆热液多期侵入等方面受改造程度均比其他地段大，表明干沟处成矿潜力巨大。

3.3.7 F3(As-Sb)衬度异常特征

该异常内带发育较小，中、外带虽发育，但规模较小，强度较低，浓集中心不明显(图3(g))，代表区内低温岩浆热液成矿作用。内带发育较小的异常共有2个，F3-1号异常形态呈不规则状，位于白沙河岩组一岩段被多期次中酸性侵入岩侵入部位，与2、3号多金属矿点吻合，和Zn、Au、Co、F1(Co-Cr-Ni)、F2(Au-Bi-Zn)异常低值部分叠加较好，与Sb-2号异常重合度高；F3-2号异常形态呈串珠状位于白沙河岩组二岩段及上更新统冲洪积物出露部位，与Co、F1(Co-Cr-Ni)异常低值部分重合度较好。总体上，Sb异常与其所在组合异常相比，形态、规模、强度都被弱化，说明Sb元素在其组合中影响力较小。

3.3.8 F4(Hg)衬度异常特征

F4(Hg)为独立因子，异常内带规模小，中、外带较大，浓集中心不太明显(图3(h))，异常最大值为38.5×10-6，约为背景值(21.98×10-6)的2倍，最小值为18×10-6，最大值约为最小值的2倍。区内有3处异常高值，Hg-1号异常呈双浓集中心，最大值为38.5×10-6，异常形态呈条带状位于白沙河岩组一、二岩段、大干沟组，伴有中酸性岩侵入，与NE向、NW向交叉断裂重合，该异常与Zn、Au、Co、Sb、F1(Co-Cr-Ni)、F2(Au-Bi-Zn)、F3(As-Sb)异常低值部分叠加较好，与Sb异常重合度高；Hg-2号异常最大值为35.9×10-6，异常内带规模较小，中、外带略大，异常形态呈条带状位于白沙河岩组三岩段、大干沟组、铁勒木图达吾组地层，与Zn-3号、Au-2号、F2-3异常重合好；Hg-3号异常最大值为35×10-6，异常内带规模一般，中、外带略大，异常形态呈不规则孤岛状展布于白沙河岩组一岩段、大干沟组及铁勒木图达吾组地层，与Au、Sb、F2(Au-Bi-Zn)异常低值部分叠加较好，与F1-2号异常重合度极高。

综上，Zn、Au异常高值地段皆位于干沟处，异常形态高度相似，受接触交代变质作用控制显著，白沙河岩组一岩段不仅为其提供了丰富的成矿物质，且位于NW向主干断裂上盘和褶皱核部的叠加区域，频繁的岩浆热液活动驱动变质地层内成矿元素活化、迁移，致使在干沟处形成了有利的成矿背景格局，与1号多金属矿点吻合，成矿潜力巨大。Hg、Sb、Co彼此整体异常重合度较低，Hg异常最为分散且均匀分布，起到了良好指示区内断裂的作用，也为含矿热液的运移指明了方向。局部异常都与黑熊沟南部2、3号多金属矿点吻合，显示该地段具备一定成矿潜力。F1(Co-Cr-Ni)与F2(Au-Bi-Zn)异常重合度较高，但与F3(As-Sb)较差，水平方向上体现一定差异性，即从区内西北、西南向东南部位过渡，F2(Au-Bi-Zn)异常-F1(Co-Cr-Ni)异常-F3(As-Sb)异常的岩浆热液温度由中高温向中低温转变。整体上，单元素和多元素组合异常的空间分布特征表明此次成矿作用受含矿地层、构造、区域变质作用(局部接触变质)及岩浆岩共同约束。

4 靶区划分及工程验证

4.1 找矿靶区划分依据

通过对研究区成矿地质背景及水系沉积物地球化学异常分析，根据单元素、多元素组合间的异常中带套合情况，按照找矿潜力大小对研究区异常部位进行分类分级处理，即划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3类找矿预测靶区，具体划分依据如下。

4.1.1 Ⅰ类找矿靶区划分标准

(1)靶区应位于含矿变质地层的出露部位；(2)靶区与断裂构造关系密切，沿断裂交汇处或其附近见有矿(化)点出露；(3)靶区内含矿变质地层受到多期次的中酸性侵入岩侵入，与其接触带处发育褐铁矿化、绿泥石化等近矿围岩蚀变；(4)靶区内至少有一个以Zn或Au元素为主的异常强度高、规模大，且与其他元素异常套合好的异常。

4.1.2 Ⅱ类找矿靶区划分标准

(1)靶区应位于含矿变质地层的出露部位；(2)靶区与断裂构造关系一般，沿断裂交汇处或其附近未见有矿(化)点出露；(3)靶区内含矿变质地层受到中酸性侵入岩侵入，围岩蚀变发育不显著；(4)靶区内至少有一个以Zn或Au元素为主的异常强度较高、规模较大，且与其他元素异常套合较好的异常。

4.1.3 Ⅲ类找矿靶区划分标准

(1)靶区应位于含矿变质地层的出露部位；(2)靶区与断裂构造无关；(3)靶区内含矿变质地层受到中酸性岩脉的侵入，规模较小；(4)靶区内无以Zn或Au元素为主的异常分布，其他元素异常各自套合一般，规模较小。

4.2 靶区分布特征

根据以上找矿预测靶区划分标准，在金水口地区共圈定出Ⅰ类预测靶区2个(Ⅰ-1号和Ⅰ-2号)、Ⅱ类预测靶区2个(Ⅱ-1号和Ⅱ-2号)、Ⅲ类预测靶区1个(Ⅲ-1号)(图4)。

Ⅰ-1号靶区位于干沟一带，面积为5.89 km2，靶区内F1(Co-Cr-Ni)、F2(Au-Bi-Zn)、F3(As-Sb)、F4(Hg)、Zn、Au、Co、Sb元素异常套合好。靶区出露地层为白沙河岩组一岩段，侵入岩体为上元古界变质二长花岗岩和上志留统中粒花岗闪长岩，岩体内含暗色细粒闪长质包体和围岩捕虏体，节理裂隙发育，与变质地层接触带处褐铁矿化、硅化、绿帘石化强烈，外接触带变质岩层内节理裂隙发育，沿节理裂隙面发育有较强的褐铁矿化，异常受NW向主干断裂及其NE向次级断裂、紧闭型线状褶皱控制明显，见1号多金属矿点出露，是寻找深部多金属隐伏矿床的有利部位，预测该靶区具备以锌、金为主的多金属矿成矿潜力。

Ⅰ-2号靶区位于黑熊沟以南，面积为6.37 km2，靶区内F1(Co-Cr-Ni)、F2(Au-Bi-Zn)、F3(As-Sb)、F4(Hg)、Zn、Co、Sb元素异常套合好。靶区出露地层为白沙河岩组一、二岩段，该变质岩层围绕中酸性侵入岩体呈半环状分布，变质级别普遍为高角闪岩相，以区域变质作用为主，褐铁矿化、绢云母化、绿泥石化、硅化、绿帘石化强烈，异常与呈“X”型交切断裂关系密切，见2、3号多金属矿点出露，预测该靶区具备以锌、金为主的多金属矿成矿潜力。

Ⅱ-1号靶区位于研究区中部，面积为3.96 km2，靶区内F1(Co-Cr-Ni)、F2(Au-Bi-Zn)、F4(Hg)、Zn、Au、Co、Sb元素异常套合紧密且规模大。靶区出露地层为白沙河岩组一岩段、大干沟组、铁勒木图达吾组、金水口岩群，发育基性岩脉，预测该靶区具备以锌、金为主的多金属矿成矿潜力。

Ⅱ-2号靶区位于研究区西北部，面积为1.42 km2，靶区内F1(Co-Cr-Ni)、F2(Au-Bi-Zn)、F4(Hg)、Au、Co、Sb元素异常套合好。靶区出露地层为铁矿山组和金水口岩群，发育花岗闪长岩脉，主成矿元素Au的异常长轴走向与近EW向断裂近乎一致，异常值较高，有向西部外围延伸趋势，预测该靶区具备以金为主的多金属矿成矿潜力。

Ⅲ-1号靶区位于研究区南部，面积为1.87 km2，靶区内虽未见主成矿元素Zn与Au，不过F2(Au-Bi-Zn)、F3(As-Sb)、F4(Hg)、Co、Sb元素异常叠加较好。靶区出露地层为白沙河岩组一、二岩段，建议对该靶区做进一步的地质研究工作。

1.全新统冲积物；2.上更新统冲洪积物；3.中更新统洪积物；4.上元古界铁勒木图达吾组；5.上元古界变质二长花岗岩；6.中元古界跃进山南坡组；7.中元古界铁矿山组；8.中元古界巴尔图达吾组；9.下元古界白沙河岩组三岩段；10.下元古界白沙河岩组二岩段；11.下元古界白沙河岩组一岩段；12.上太古界大干沟组；13.上太古界金水口岩群；14.上三叠统辉长岩；15.上三叠统石英闪长岩；16.下泥盆统似斑状二长花岗岩；17.上志留统中细粒花岗闪长岩；18.上志留统中粒花岗闪长岩；19.基性岩脉；20.伟晶岩脉；21.花岗闪长岩脉；22.二长花岗岩脉；23.石英脉；24.闪长岩脉；25.辉长辉绿岩脉；26.黑云斜长变粒岩捕虏体；27.实测整合岩层界线；28.推测整合岩层界线；29.低级变质相带(接触变质相)；30.低级变质相带(区域变质相)；31.正断层；32.逆断层；33.实测性质不明断层；34.线状背斜；35.线状向斜；36.间歇河及流向；37.多金属矿点及编号；38.Zn衬度异常；39.Au衬度异常；40.Co衬度异常；41.Sb衬度异常；42.F1衬度组合异常；43.F2衬度组合异常；44.F3衬度组合异常；45.F4衬度异常；46.完工的槽探及编号；47.找矿靶区及编号。图4 青海省金水口靶区预测及工程验证图Fig.4 Prediction and engineering verification map of the target area in Jinshuikou,Qinghai Province

4.3 找矿靶区验证

结合水系沉积物地球化学异常、成矿地质特征，首先对Ⅰ-1号靶区开展异常查证工作，查证发现1号多金属矿点处矿体为磁黄铁矿、磁铁矿与闪锌矿，该矿体沿花岗闪长岩与斜长角闪岩的接触带呈不规则状或囊状分布，长轴走向NE35°，矿体大于100 m，宽5～10 m，矿体围岩发育有较强的角岩化、黄铁矿化(褐铁矿化)、硅化和绿泥石化蚀变带。拣块样化学分析结果显示：Zn含量为2.04%～2.78%，平均含量为2.41%，达到最低工业品位(>1%)；全铁含量为48.2%～51.64%，平均含量为49.92%，达到最低工业品位(>25%)；Au含量为0.1 g/t；1号多金属矿化成因类型为接触交代型。

其次，对Ⅰ-2号靶区内2、3号多金属矿点处分别布置2条垂直其矿化体走向的探槽(图5)，经TC15号探槽工程揭露(图5)，2号多金属矿点处矿体为硬锰矿、褐铁矿与闪锌矿，矿体呈脉状或透镜状，走向为NE20°，沿走向膨大尖灭、再现，长度约300 m，厚度为1～1.5 m，围岩为混合岩化条带状黑云斜长片麻岩夹黑云斜长变粒岩，褐铁矿化(黄褐色)、绢云母化、硅化明显；其中矿石新鲜面呈黑色(图6(a))，呈致密块状、条带状构造，风化面呈褐黑色，风化矿石呈蜂窝状、土状构造(图6(b))，发育风化淋滤形成的孔洞，TC15号探槽化学样品分析(表6)显示TC15H2矿体样品化学分析中Mn含量达到了边界品位(>20%)。

1.黑云斜长变粒岩；2.黑云斜长片麻岩；3.花岗闪长岩；4.矿体；5.砂砾石土层；6.褐铁矿化；7.样品位置及编号。图5 TC15号探槽剖面图Fig.5 The sectional view of the TC15 trench

图6 黑熊沟南侧2号锰铁锌矿化体新鲜面(a)及风化面(b)Fig.6 No.2 manganese-iron-zinc mineralization on the south side of Heixionggou fresh surface (a)and weathered surface (b)

经TC16号探槽工程揭露，3号多金属矿点处矿体的形态、走向、控制因素及围岩蚀变等特征均与2号多金属矿体相似，仅厚度及长度略有变化。TC16号探槽化学样品分析(表6)显示：(1)TC16H1矿体样品化学分析中Zn含量达到边界品位(>0.5%)；(2)TC16H3矿体样品化学分析中Mn含量达到边界品位(>20%)。2、3号多金属矿化成因类型均为岩浆期后中温热液充填型。

表6 TC15和TC16刻槽化学样品分析结果Table 6 Analysis results of TC15 and TC16 grooved chemical samples

综合以上查证结果，Ⅰ类预测靶区成矿潜力巨大，尤其Ⅰ-1号靶区内全铁含量已具备开采的工业经济价值，Ⅰ-2号靶区部分Mn、Zn含量已达边界品位，Au也具备一定成矿潜力。Ⅱ类预测靶区内Zn、Au元素异常强度高，各元素异常套合好且规模较大，有待下一步的工程验证。Ⅲ类预测靶区未见Zn、Au异常，但其他元素异常套合较好，建议对其做更深入的研究工作。

5 结 论

(1)通过在研究区内开展1:50 000水系沉积物地球化学测量与元素参数特征统计，运用区域浓集系数(RCC)来研究区内元素的空间分布趋势与集散规律，认为Zn、Au、Co元素富集趋势明显，在研究区内具有较大的成矿潜力。单元素及多元素组合异常的分布特征客观地反映了研究区水系沉积物的地球化学场规律，即主成矿元素Zn、Au异常明显受晚加里东期中酸性侵入岩、白沙河岩组一岩段含矿变质地层及其岩层内断裂-裂隙系统的发育、紧闭型线状褶皱的综合控制，本区多金属矿点的形成与之关系密切，尤其在干沟处元素异常均表现为强度高、规模大的特点。

(2)研究区共圈定5处找矿预测靶区，对Ⅰ类预测靶区(Ⅰ-1号、Ⅰ-2号)进行异常查证，发现Ⅰ-1号靶区1号多金属矿点处矿体为磁黄铁矿、磁铁矿与闪锌矿，拣块样化学分析显示Zn、全铁含量均达到最低工业品位，具备开采的工业经济价值，同时Au具备一定的成矿潜力；对Ⅰ-2号靶区内布置2条分别垂直于2、3号多金属矿化体走向的探槽，经取样分析，发现部分Mn、Zn含量已达边界品位，全铁含量接近边界品位，Au也具备一定的成矿潜力，具备综合工业利用价值。通过开展异常查证等工作，为本区寻找多金属隐伏矿提供了理论依据和有效的地球化学信息。经过综合分析，笔者认为金水口地区成矿地质条件较好，是寻找锌铁金锰等多金属矿的有利地段。