青海都兰县香日德地区地球物理与地球化学特征及找矿研究

保善东, 韩晓龙, 王亚栋, 李得顺, 李永虎

(青海省地质调查院 青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室，西宁 810012)

0 引言

研究区位于青海省都兰县南约30 km，成矿带上横跨祁漫塔格-都兰成矿亚带和伯喀里克-香日德成矿亚带[1]。研究区大地构造位置大部分位于北昆仑岩浆弧(Ⅳ-8-3)，东北部少部分位于秦祁昆造山系之东昆仑弧盆系之祁漫塔格北坡—夏日哈岩浆弧(Ⅳ-8-1)[2]。在漫长地质历史中弧—盆体系经历了会聚、碰撞及推覆造山等构造演化，内部构造较为复杂，地层、构造及岩浆发育，具备良好的成矿地质环境。21世纪以来进行过多次物化探及地质矿产勘查，找矿效果欠佳，且该区有相当规模的物化探异常尚未进行全面检查，存在较大的找矿空间。笔者以青海省都兰县香日德地区1∶25 000地球化学测量成果为基础，结合最新的地球物理特征、地球化学特征分析找矿方向，取得了较好的成效，且能对该区找矿起到指示作用。研究区大地构造位置见图1。

图1 研究区大地构造位置图Fig.1 Geotectonic location map of study area

1 研究区地质概况

1.1 地层

研究区地层属秦祁昆地层大区，东昆仑地层区之祁漫塔格北坡—夏日哈地层分区和北昆仑地层分区[3]。区内出露地层由老至新为石炭系大干沟组和缔敖苏组、三叠系鄂拉山组、新近系贵德群和第四系。晚石炭统缔熬苏组大理岩、结晶灰岩等广泛分布，该地层受华力西-印支期中酸性岩的侵入，形成热接触变质岩-矽卡岩，伴随有用元素的富集形成了矽卡岩型多金属矿。

1.2 构造

研究区内最发育的断裂以北西西或北西向为主，其次为北东东向。因受其制约，各矿床、矿(化)点亦表现为近东西、北西、北东向分布。沿近东西向构造两侧由北东向至南西向，分布有与铜矿、铁锌多金属矿有成因联系的晚三叠世中细粒二长花岗岩(T3ηγ)岩体，高温热液型铁矿床(点)、铜矿扩散晕等。说明该组断裂作为含矿溶液通道，导致了金属的矿化富集，构成矿带的近东西向带状分布(图2)。

图2 研究区地质矿产简图Fig.2 Brief map of Geology and mineral resources in study area(a)白石岩南;(b)扎麻日东

1.3 岩浆岩

研究区地处秦-祁-昆造山带的结合部位，受不同造山事件的影响，岩浆活动频繁。以中酸性侵入体为主，岩性有闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩等，主要为印支期晚三叠世侵入体，也有少量新元古代侵入体[4]。

从区域上不同时代不同岩性的侵入岩系统的主成矿元素(Au、Ag、Cu、Pb、Zn)成矿物质贡献来看，印支期到燕山期侵入岩成矿物质含量丰富[5]，能提供丰富的成矿物质，其中为晚三叠世英云闪长岩、似斑状二长花岗岩，早侏罗世花岗闪长斑状。

1.4 变质作用

研究区变质作用欠发育，变质岩零散分布。区域变质岩主要分布在石炭纪缔熬苏组及三叠纪鄂拉山组火山岩中；动力变质岩主要分布在断层或韧性剪切带等构造发育的地段；接触变质岩仅分布在印支期侵入体与石炭纪地层接触带附近，以接触交代变质如石炭系地层的大理岩化、角岩化和矽卡岩化为主要特征。

2 地球物理与地球化学特征

2.1 地球物理特征

2.1.1 扎麻日东

1)重力异常特征。研究区处于北东向展布的重力梯级带上，且异常变化梯度较缓，异常强度在-435×10-6m/s2～-445×10-6m/s2(毫伽)之间。异常等值线及圈闭异常的轴向总体表现为，北西向展布的特点与区域构造线一致。

2)航磁异常特征。研究区航磁异常受祁漫塔格北坡至夏日哈岩浆弧影响，表现为北西向展布的条形异常带，异常正负交替，其强度一般为25 nT～50 nT，在热水地区达最高值150 nT；西南部航磁异常为范围较大的较强磁异常区，其为下元古界老结晶基底的反映。

3)地磁异常特征。经磁物性测定发现，研究区内大部分地层和岩体磁性较弱，仅部分火山岩及侵入岩具有中等磁性，且磁性强度变化较大，如凝灰角砾岩磁化率变化范围为26×4π×10-6SI～6 459×4π×10-6SI之间，剩磁变化范围在55×10-3A/m～6 881×10-3A/m之间。

磁场特征及界限比较明显，M23呈南低北高异常特征，以正负伴生异常为主，南侧呈跳跃状异常主要为三叠纪火山岩引起。异常面积较大，长轴呈北东走向，长约4.5 km，宽约2 km，最大强度为3 098 nT。冲沟底部见一条磁铁矿脉露头，出露面积约2 m2～3 m2，宽约0.5 m～0.8 m，由于第四系覆盖较为严重，故长度和产状不详。初步认为异常与磁铁矿化有关。

2.1.2 白石岩南

1)磁物性特征。显示侵入岩磁性相对较弱，晚三叠世二长花岗岩磁化率变化范围为0×4π×10-6SI～185×4π×10-6SI之间，剩磁变化范围在6×10-3A/m～115×10-3A/m之间。区内地层呈弱磁性或无磁性特征。

2)激电异常特征。呈现低阻高极化特征，控制长度为260 m，极化率最高值为3.15%，平均值为1.96%，电阻率平均值为195 Ω·m。激电异常可能由二长花岗岩侵入大理岩接触部位多金属矿化引起。

3)地磁异常特征。根据1∶50 000地磁测量成果，磁异常M24-2主体形态呈近东西向椭圆形，轴长为1.1 km，异常最大强度为150 nT，处在出露的印支期晚三叠世二长花岗岩体边缘上，异常区东南部出露有石炭系上石炭统缔敖苏组地层。在接触带内发现矽卡岩带，具磁铁矿化、铅锌矿化。

2.2 地球化学特征

2.2.1 扎麻日东

1)1∶25 000水系沉积物地球化学测量综合异常特征。该区存在多元素组合综合异常，呈不规则长轴状展布，元素组合复杂、套合好[6]。以Pb为主元素，特征组合为Zn、Cu、Ag，伴生有Cd、Mo等。Pb异常点数55个、Zn异常点数47个。异常规模巨大，峰值较高，Pb峰值为3 040×10-6、Zn峰值为2 433×10-6，Pb、Zn、Cd、Mo、Ag、Cu均具有明显三级浓度分带[7]，异常显示强烈。异常参数特征见表1。

表1 扎麻日东异常参数特征表(1∶25000水系沉积物地球化学测量)

2)1∶5 000地物化(土壤)特征。SB2蚀变带北部地段各元素显示相关性较好，幅值变化大，Ag为106×10-9～3 200×10-9，高值段较连续，Cu为159×10-6～1 057×10-6，Mo为3.9×10-6～11.6×10-6，Pb为47×10-6～1 882×10-6，Zn为113×10-6～4 898×10-6，落位于鄂拉山组凝灰熔岩，与SB2蚀变带北段较为对应，见褐铁矿化呈薄膜状、星点状沿岩石裂隙面较发育，孔雀石化呈薄膜状沿裂隙面发育。高精度磁测显示为弱正负磁异常相伴生，ΔT在-56 nT～77 nT之间。推测磁异常可能是碎裂岩化褐铁矿化凝灰熔岩中磁性含量分布不均匀引起。

综上，土壤剖面高值段、磁异常与SB2蚀变带对应性较好，具有良好的找矿前景。

2.2.2 白石岩南

1)1∶25 000水系沉积物地球化学测量综合异常特征。该区存在多元素组合综合异常，呈不规则长轴状展布，元素组合多、套合好。以Zn为主元素，特征组合为W、Sn，伴生有Cd等。Zn异常点数10个、W异常点数11个。峰值较高，Zn峰值为1 526×10-6、W峰值为42×10-6，Zn、Cd、W、Sn均具有明显三级浓度分带[8]。异常参数特征见表2。

表2 白石岩南异常参数特征表(1∶25000水系沉积物地球化学测量)

2)1∶5 000地物化(土壤)特征。Zn高值段对应SK1矽卡岩带，高值段宽50 m～120 m，Ag、Pb、Zn套合性较好，峰值明显，Zn为2 433×10-6、Pb为583×10-6、Ag为1 004×10-9，二长花岗岩与大理岩接触部位具褐铁矿化、绿泥石化。

高精度磁测显示正负伴生磁异常，ΔT在-12.2 nT～524 nT之间。激电异常显现低阻高极化特征，控制长度为260 m，极化率最高值为3.15%，平均值为1.96%，电阻率平均值为195 Ω·m。综上，蚀变带与剖面高值点对应较好，激电剖面、高精度磁测剖面中均显示物探异常。

3)1∶2 000地化(岩石)特征。SK1矽卡岩带南段，晚三叠世二长花岗岩与缔敖苏组接触部位发育闪锌矿化、方铅矿化，显示Pb、Zn、Ag高值段，套合较好，峰值高，Zn峰值为2 915×10-6、Pb为2 685×10-6、Ag为2 644×10-9。高值段SK1矽卡岩带经连续打块分析，Pb品位为1.86×10-2、Zn品位为1.89×10-2、Ag品位为24.1×10-6。

高值段与SK1矽卡岩带对应，Pb、Zn品位均达到工业品位[9]，查明了矽卡岩带矿化富集地段。

3 矿体特征

3.1 扎麻日东

1)蚀变带。该区发现蚀变带5条，SB2规模最大，宽为2 m～50 m不等，地表出露长约900 m，中段被第四系覆盖，向南逐渐变窄。出露鄂拉山组火山碎屑岩，受南北向断裂控制明显。岩石具高岭土化、碎裂岩化、绿泥石化、褐铁矿化、黄铁矿化，局部见硅化、铅华、孔雀石化、闪锌矿化等。其中孔雀石化、铅华等是直接找矿标志[10]。

2)矿(化)体特征。矿化蚀变带内圈定以铜、铅、锌、金、银为主要矿种的矿体4条(铅矿体1条、铜矿体1条、多金属矿体2条)。M1～M4(K3～K6)矿体明显受断裂构造控制较为强烈，矿体规模严格受构造影响。扎麻日东矿体特征见表3。其中M2多金属矿体规模最大，带内圈定铅矿体3条(M2-1、M2-4、M2-6)，铜矿体1条(M2-5)，锌矿体1条(M2-10)，多金属矿体1条(M2-7)，铅矿化体1条(M2-2)，锌矿化体1条(M2-11)，铅锌矿化体3条(M2-3、M2-8、M2-9)。探槽ZMTC1素描图(M2)见图3。矿石特征：矿石碎裂岩化发育，原生金属矿物多发生了次生变化，多见为褐铁矿、孔雀石、铅矾等次生矿物。

图3 扎麻日东ZMTC1探槽素描图(M2)Fig.3 A sketch of the ZMTC1 trench in Zhamaridong(M2)

表3 扎麻日东矿体地球化学特征

扎麻日东圈定高品位多金属矿体多条，说明异常源为含矿构造蚀变带，具较大找矿前景。

3.2 白石岩南

1)矽卡岩带和蚀变带。在晚三叠世二长花岗岩与缔敖苏组大理岩接触部位圈定矽卡岩带2条(SK1、SK2)，宽约3 m～5 m，长约200 m。蚀变类型主要为高岭土化，矿化类型主要为褐铁矿化、孔雀石化。拣块样分析Cu品位为0.22×10-2。蚀变带2条(SB1、SB2)，宽约30 m～50 m，可见长约100 m，蚀变类型为高岭土化、绿泥石化、硅化，矿化类型有褐铁矿化、孔雀石化，褐铁矿化分布较为广泛，花岗闪长岩脉与闪长玢岩脉接触部位较强，孔雀石化主要分布于花岗闪长岩脉与晚三叠世二长花岗岩接触部位，呈薄膜状分布，拣块样分析，K10铜矿化线索Cu品位为0.19×10-2。

2)矿体特征。矽卡岩带矿化蚀变带内圈定以铜、铅、锌为主要矿种的矿体3条。控制SK1矽卡岩(K8)带宽度为19.0 m，走向近东西向。圈定锌矿体M1-1，宽度为1.5 m，Zn品位为0.54×10-2；锌矿化体1条M1-2，宽度为1.5 m，Zn品位为0.31×10-2。南段圈定铅锌矿体1条M3，宽度为2.6 m，Pb最高为1.47×10-2，平均为1.21×10-2；Zn最高为1.93×10-2，平均为1.54×10-2。白石岩南矿体特征见表4。

表4 白石岩南矿体地球化学特征

SK2卡岩带(K9)南段控制宽度为9.5 m，铜矿体1条M2-1，宽度为3.2 m，Cu最高品位为1.13×10-2，平均为0.99×10-2；锌矿体1条M2-2，宽度为1.6 m，Zn品位为0.58×10-2。

白石岩南圈定铅锌铜矿体多条，说明异常源为含矿矽卡岩带，为矿致异常，找矿潜力较大。

4 矿产成因及找矿标志

4.1 成因类型

4.1.1 扎麻日东

1)成因类型。根据矿体受断裂控制判断，成矿类型很可能属构造-热液型，故成矿条件较有利，成矿事实明显。结合地物化特征及已有的成矿事实分析，成因类型认定为构造-热液型。

2)控矿因素。地层：①主要为鄂拉山组晶屑岩屑凝灰岩，矿体的产出与之关系密切;②构造：断裂构造是成矿的重要通道和赋矿空间，对矿体具有明显的控制作用[11]。

4.1.2 白石岩南

1)成因类型。矿体产于晚三叠世二长花岗岩与缔敖苏组大理岩接触部位，矿化与矽卡岩关系密切，矿体赋存于矽卡岩中，成因类型属接触交代矽卡岩型。成矿期为晚印支期。

2)控矿因素。①地层主要为缔敖苏组大理岩，矿(化)体均产出于大理岩与岩体接触部位;②岩浆岩晚三叠世二长花岗岩与缔敖苏组大理岩发生接触交代作用产生矽卡岩矿(化)体。

4.2 找矿标志

4.2.1 扎麻日东

1)地层及岩石标志。矿(化)体均赋存于鄂拉山组晶屑岩屑凝灰岩中，是寻找多金属矿体的重要标志。

2)构造标志。矿体受断层破碎带控制，其为含矿热液提供了流动通道和容矿空间，故断层破碎带也是找矿的重要标志[12]。断层破碎带发育处，且所含强褐铁矿化、孔雀石化地段是寻找多金属最有利地段。北西向断裂构造与北东向断裂构造交汇处，是成矿有利部位。

3)矿化及围岩标志。硅化、碳酸盐化、孔雀石化、铅华是寻找多金属矿体的重要标志。

4)地球化学标志。1∶25 000地球化学测量中Pb、Zn高值点地段，且异常表现为规模大、组合元素套合好、峰值高、浓集中心明显的部位，均是找多金属矿体的重要异常标志。

5)地球物理标志。磁异常正负异常梯度带是寻找该类矿体的间接标志[13]。

4.2.2 白石岩南

1)地层及岩石标志。矿(化)体均赋存于大理岩和二长花岗岩接触交代的产物矽卡岩中，因此矽卡岩是寻找多金属矿体的重要标志。晚三叠世二长花岗岩与花岗闪长岩接触部位及二长花岗岩裂隙面，均为寻找多金属矿体的有利部位。

2)矿化及围岩标志。矽卡岩化、褐铁矿化、铅锌矿化是寻找铅多金属矿体的重要标志。

3)地球化学标志。化探异常铅、锌、银元素套合区、峰值高的部位，均是寻找铅多金属矿体的重要异常标志。

4)地球物理标志。磁异常正负异常梯度带和激电异常是寻找该类矿体的间接标志[14]。

5 结论

香日德地区地处东昆仑成矿带，成矿条件优越，矿产资源丰富，找矿潜力巨大，但在此区域的找矿工作长期以来未能取得突破性进展，主要是以往的找矿工作中多偏重于单一矿种和单一技术方法，往往仅采用一种勘探方法，找矿效果欠佳[15]。因此，充分发挥了分析地球物理、地球化学特征，利用物化探相结合工作快速确定目标地质体的优势，地质工作可准确定位的长处，再加上适当地表工程揭露，做到发现的异常经检查，达到以有限的工作量，取得很好的找矿效果。

本次研究得出：三叠系鄂拉山组(T3e)岩性为一套陆相中酸性火山岩，本身并不具备矿源层性质，而区域上已知部分矿点和新发现的扎麻日银铅多金属矿点(K3～K6)等与之有关，因其岩石物理特性比较脆，印支期及其后的构造活动强烈，火山机构及构造裂隙较发育，是后期成矿物质良好的储存场所，提供储存条件，故扎麻日东构造-热液型铅锌多金属矿具有找矿前景。晚三叠世二长花岗岩与上石炭统缔敖苏组大理岩的侵入接触带，据叠加磁异常和激电异常推断其深部找矿潜力较大，故白石岩南矽卡岩型锌多金属矿具有找矿前景。