柴北缘双口山荒漠戈壁景观区1∶5万 “HS-9-4”弱小化探异常的矿化发现及意义

徐永利,许荣科,郑有业,,吕 登,蔡鹏捷,马 超,刘 嘉,王红军

(1. 甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院,甘肃兰州 730050；2. 中国地质大学资源学院,湖北武汉 430074；3. 中国地质大学地质调查研究院,湖北武汉 430074)



柴北缘双口山荒漠戈壁景观区1∶5万 “HS-9-4”弱小化探异常的矿化发现及意义

徐永利1,2,许荣科3,郑有业2,3,吕 登2,蔡鹏捷3,马 超2,刘 嘉3,王红军2

(1. 甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院,甘肃兰州 730050；2. 中国地质大学资源学院,湖北武汉 430074；3. 中国地质大学地质调查研究院,湖北武汉 430074)

双口山荒漠、戈壁景观区位于我国柴北缘重要成矿带上。该景观区1∶5万水系沉积物测量发现“HS-9-4”综合异常弱小、零散、峰值低；元素空间套合性差，无规律性；多元素仅有1级异常分带。根据其本身自然地理景观，经“衬度异常法”与常规方法对比，发现“HS-9-4”弱小异常值得重视，对该异常开展了查证工作，最终在异常区发现了多处与金相关的矿(化)体及线索，为下一步地质工作提供了可靠依据。

柴北缘 荒漠戈壁景观区 水系沉积物测量 衬度异常 弱小异常

Xu Yong-li, Xu Rong-ke, Zheng You-ye, Lü Deng, Cai Peng-jie, Ma Chao, Liu Jia,Wang Hong-jun. Weak geochemical anomalies and mineralization in the Shuangkoushan region, northern margin of Qaidam[J]. Geology and Exploration, 2015, 51(2):0345-0352.

地质勘查手段是多种多样的，目前最常用的有地质填图法、勘查地球化学法、地球物理法、地质遥感法等(赵书梅，2008；蒋向明，2007)。其中，勘查地球化学法是矿产资源潜力评价的重要手段，主要用于解决矿产资源问题和全国乃至全球的整个环境生态系统的调查(谢学锦，2002；王学求，2013)。1978年，谢学锦提出以水系沉积物为采样介质的“区域化探全国扫面计划”(谢学锦，2006)。目前，全国正在开展国土资源大调查找矿工作，以水系沉积物作为主要采样介质的20万区域化探扫面工作，覆盖了我国基岩裸露的山区和丘陵地区等大部分区域，取得了较好的找矿效果，使我国化探工作进入了一个新阶段(王瑞廷，2005)。但内蒙古中东部半干旱草原覆盖区、东北森林沼泽覆盖区、甘肃-新疆干旱荒漠戈壁覆盖区、西北的黄土覆盖区、青藏高原的冻土和湖沼地区、南方的部分砖红土覆盖区、长江中下游的冲积平原等地区占近1/4国土面积(刘汉粮，2011)，其地表被风成沙或古风沙、森林沼泽或冲积物覆盖，这些地区区域化探扫面效果不太理想，所能观察到的地质信息有限，常规地球化学方法难以奏效(谢学锦，2002)。这为地质矿产勘查工作带来了困扰，使“如何识别、筛选、验证这些特殊景观地区地球化学异常”上升为勘查地球化学领域的热点之一。

针对弱小异常或者难以发现异常问题，学者们提出了以地球化学块体(Doe,1991; Xieetal.,1993)为代表的各种思想和以分形(Bolvikenetal.,1992; Cheng,1994)为代表的各种理论，相继出现了地质背景值校正元素衬度法(以下简称衬度异常法)(金丕兴，1989)、含量-总量法等若干分形法(龚庆杰等，2001)、衬度变差值系数法(后立胜，2000)、子区中位数衬值滤波(SAMCF)法(史长义等，1999)、Surfer趋势面法(李随民等，2007)、“协优”理论-赋予各种信息客观的地质内涵(郑有业等，2009)等各种数据处理方法。以上方法理论，在不同地区的找矿工作中均取得了较好效果，尤其是衬度异常法对弱小异常有一定的识别作用(赵荣军，2006)。

通过2010年绿梁山-双口山地区1∶5万水系沉积物测量工作，发现位于柴北缘成矿带上的双口山“HS-9-4”综合异常中单元素异常弱小、零散、峰值低；元素套合性差，无规律性，多元素仅有异常外带；按常规思路建议放弃下一步工作。除了位于异常区北东3 km外的已知双口山小型银铅矿床外，在该异常区附近未发现矿化线索。考虑到不同岩石中不同成矿元素的背景值具有差异性(程志中等，2006)，在分布多个地质单元的地区开展化探工作时，若不考虑地质单元的地球化学背景差异性，可能会掩盖低背景区异常或造成全区大面积异常分布(赵荣军，2006)。为解决柴北缘双口山荒漠戈壁景观区1∶5万水系沉积物测量弱小异常问题，结合异常区的自然地貌特征，经实践发现选用衬度异常法圈定的地球化学异常，能识别弱小异常，找矿效果明显。本文主要简述衬度异常法圈定异常的优越性、其找矿效果及意义，为下一步勘查工作提供参考。

1 异常区基本简况

1.1 异常区交通地貌概况

青海省双口山一带地处青海西北部，位于我国柴北缘重要成矿带上。双口山“HS-9-4”综合异常位于大柴旦镇西南30 km，位于已知双口山银铅矿床西南部约3 km处，属青海省海西蒙古族藏族自治州大柴旦行委管辖；敦煌-格尔木公路经过该区，交通较为方便(图1)。异常区的西南侧为柴达木盆地，北东侧为柴北缘山间盆地，地形上表现为中部山体突起，两侧盆地下降的自然景观，具典型干旱荒漠戈壁景观特征(图1，图2(1))。

图1 双口山HS-9-4异常区地理位置图(据刘汉粮，2011修编)Fig.1 Geographical location of the HS-9-4 Abnormal region in Shuangkoushan(modified from Liu,2011)1-干旱戈壁区；2-湖泊冰土区；3-荒漠盆地区；4-黄土区1-arid gobi region; 2-lake and ice soil region; 3-desert basin region; 4-leoss region

图2 自然地貌及矿化构造特征Fig.2 Natural landscape and characteristics of the mineralization and structure

1.2 异常区地质概况

“HS-9-4”综合异常位于已知双口山银铅矿床的西南侧，面积约4.72 km2，异常范围及附近出露的主要岩性有元古界二云二长花岗质片麻岩、鱼卡河岩群混合岩化斜长角闪岩、奥陶系辉长辉绿岩、奥陶系超基性岩、赛什腾群紫红色(含砾)砂岩、泥盆系浅肉红色中粗粒二长花岗岩、城墙沟组灰岩、全新统松散砂砾石构成的1-2级阶地、全新统风成沙沉积物。与HS-9-4异常相关的主要岩性为蛇纹岩、辉石岩、辉长辉绿岩、玄武岩或玄武质凝灰岩等组成的蛇绿岩套，它们均已发生了不同程度的糜棱岩化，相互之间多以韧性断层接触，这套岩性很可能属于岛弧蛇绿岩套组合。

2 区域地球化学特征

青海省地矿局曾组织开展了1∶20万化探扫面工作，认为柴北缘成矿带元素丰度相对较高，Au、Ag、Cu、Pb等元素地球化学异常明显，且其中段绿梁山-双口山Au、Ag、Cu异常区的异常规模大，强度高，具有良好的找矿前景。

经本次1∶5万水系沉积物测量数据显示(表1)，绿梁山-双口山地区最为富集元素是As、Cr、Ni、Sb、Bi，富集系数可达2.05～3.59倍；其次为Au、Ag、Cu、Pb、Co、Cd、Hg、W，富集系数可达0.8～1.51倍；Zn、Mo富集系数最小，在0.45～0.67之间。相对而言，变异系数更能反映元素在局部富集成矿的可能，元素Cr、Ni、Bi、Mo、Cu、Co变异系数在0.70～1.10之间，反映元素分布不均匀；元素W、As、Au、Cd、Zn、Sb变异系数在0.48～0.65之间，反映元素分布较均匀；元素Ag、Pb、Hg变异系数小于0.25，反映元素均匀。结合前人工作，综合考虑富集系数和变异系数，确定可能单独形成矿床的元素是Cr、Pb、Cu、As、Au。

3 不同方法下的异常区地球化学特征

3.1 基于常规方法的地球化学特征

开展1∶5万水系沉积物扫面时，利用常规地球化学处理法，采用了全区统一的异常下限，异常下限的计算=X±kS，其中，X为平均值，S为标准方差，k取为2。研究发现“HS-9-4”异常中主要组合元素有Au、Ag、Cu、As、Sb、Cr、Cd，异常浓集中心不明显，异常弱小、零散、峰值低；元素空间套合性差，无规律性；多元素仅有异常外带，元素Au、Cu、Sb具有不显著的外中浓集分带(图3，表2)。

表1 青海绿梁山-双口山地区元素富集、变异系数特征表

注：① 地壳丰度据GERM，1998；② 富集系数为算术平均值除以地壳丰度；③ 含量单位：Au×10-9，其余为n×10-6；④ 算术平均值、标准差和变异系数分别为在连续替代平均值加三倍标准差外数据后所得；⑤ 变异系数为标准差除以平均值；⑥ 测试单位为国土资源部沈阳矿产资源监督检测中心。

3.2 基于衬度异常法的地球化学特征

3.2.1 衬度异常法理论依据

衬度异常法其理论是以地质体为单元，以该地质背景值校正的元素衬度值作为基础数据，以单元素衬值异常面积为准则，以相关元素个数和衬值累乘值大小作为筛选的标准，以强化弱异常和突出的多元素套合异常为目标。具体步骤为：按地质体统计元素的背景平均值，以该背景平均值为基准对原始数据进行规格化处理，用经规格化处理的数据圈定衬度异常(赵荣军，2006)。结合双口山“HS-9-4”异常区本身地质地貌特征，即双口山“HS-9-4”异常区涉及地层单元多、构造复杂、受风积物等覆盖物影响(图2(1))，认为在该异常区利用衬度异常法较为合理。

3.2.2 衬度异常法异常特征

利用衬度异常法步骤，将HS-9-4异常范围区的元古界花岗质片麻岩、鱼卡河岩群、滩间山岩群、赛什腾群砂岩、泥盆系二长花岗岩体、石炭系城墙沟组灰岩、新近系油砂山组松散砂砾岩、第四系全新统松散砂砾石等作为8个地质单元，按不同地质单元统计元素的背景平均值对各个地质单元内的水系沉积物元素含量进行规格标准化处理，用经规格化处理的数据在GIS平台上圈定衬度异常(图4)。

通过常规方法(图3)和衬度异常法(图4)对比发现，衬度异常法所圈定的异常具有如下优势：(1) 突显了异常浓集中心，增强了部分弱小异常。常规方法圈定的异常分带少、浓集中心不明显，不易识别异常。(2) 发现了新的异常。衬度异常法圈定的异常消除了部分地质体自身背景异常，发现了若干新的异常，如Cu元素。(3)初步查明了异常分布规律。衬度异常法圈定的异常清晰的反映了异常分布规律，显示异常与该区构造的密切关系；局部也确定区域构造方向。(4) 削弱不同地质单元背景差异，并识别了由地质背景差异造成的假异常。

4 衬度异常法的找矿效果

在圈定衬值异常图的基础上，利用勘查地球化学法与地质填图法紧密结合，对异常区进行了异常查证工作，在HS-9-4异常区发现了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条明显的构造矿化带，新发现了许多金多金属矿(化)体(图4)，实现了异常区找矿零的突破。其中，Ⅰ、Ⅱ号构造矿化带与异常极其吻合；Ⅲ号构造矿化带与异常吻合度较次之，这与异常区内大面积的风积物覆盖有关。

4.1 Ⅰ号构造矿化带

I号构造矿化带，位于异常区东侧，该带宽约500 m，长度大于1km，呈近南北向展布，产于区域北东向断裂附近(图4)。该矿化带规模较大，矿化较为集中，发现了115、13号金矿(化)体和132、114、141号等与金相关的矿化线索(表3)。

图3 1∶50000水系沉积物测量HS-9-4常规异常剖析图Fig.3 Analytic map of HS-9-4 conventional anomaly of 1∶50000 stream sediment survey

元素AuAgCuAsSbCrCd面积(km2)212024066006050010003最高值159017339130404871055平均值48901016051301818710033衬度196164201078201204163异常下限25000680130090427002规模(NAP)415040132004101021004异常点数(个)19351312元素剩余量239004805200914440013面金属量508001529300454637000浓集分带外中带外带外中带外带外中带外带外带

注：① 测试单位：沈阳矿产资源监督检测中心；② 含量单位：Au×10-9，其余为n×10-6。

其中，115号金矿化体前景最好，其所处破碎带由绿帘石化糜棱岩夹石英脉构成(图2 (2))，长度大于500 m，宽度约7.1 m。利用刻槽法采样线剖面在地质点D0368采集5个化学样，结果显示有2.2 m厚是金矿体，金品位分别为2.22 g/t、1.32 g/t，其余样品均在0.16～0.41 g/t之间(图5)。13号金矿化体前景次之，其构造带(图2 (3))主要由白色石英脉和糜棱岩组成，宽≥0.4 m，长度大于400 m，有2条相隔50 m的采样线控制，经多次采样对比，金品位稳定在4 g/t左右。

4.2 Ⅱ号构造矿化带

Ⅱ号构造矿化带，位于异常区西侧，宽约1000 m，长大于2乎km，具有明显的南北侧矿化分带。在北侧变玄武岩和变辉长辉绿岩犬牙交错地段，糜棱岩化强，沿两者界面经剥土和刻槽取样发现了116、124、113等金多金属矿(化)体，矿体主要赋存于含铜金的小型韧性剪切带中，矿(化)体宽0.1～2m不等，长度15～40m不等，经过简项化学样分析，大部分样品金、铜品位较高(图6、表4)。其中，116号矿化体规模最大(图2 (4))，长约40m，宽>1.5m，铜加权平均品位高达4%，金品位变化在0.13～5.35g/t(图6)。在构造矿化带南侧，发现了112号赤铁矿化体群。

图4 1∶50000水系沉积物测量HS-9-4衬值异常剖析图Fig 4. Analytic map of HS-9-4 contrast anomaly of 1∶50000 stream sediment survey

矿(化)体编号样品编号地质体样长(m)Au(10-6)Ag(10-6)Cu(10-2)114号D0363HX1孔雀石化矿化体025122046219D0363HX2孔雀石化矿化体025079023222141号D0364HX1破碎带03023119011132号D0365HX2赤铁铁矿体01105018164

注：测试单位为沈阳矿产资源监督检测中心，测试方法：ICP-AFS等。

图5 115号金矿体采样剖面Fig.5 The sampling profile of No.115 gold mineralization body1-石英脉；2-玄武岩；3-糜棱岩1-quartz vein; 2-basalt; 3-mylonite

4.3 Ⅲ号构造矿化带

Ⅲ构造矿化带，宽50～200m不等，长达1km以上，发现了12号金铁矿化带、33号铁金铜矿化带、111号、137号金矿化体，矿化主要集中该带中部地段，发现了一系列金矿化线索，主要产于变玄武岩和变辉长辉绿岩构造接触部位。

图6 116号金铜矿化体采样剖面Fig.6 Sampling profile of No.116 gold and copper mineralization body

矿体编号样品编号地质特征样长(m)Au(10-6)Cu(10-2)124D0360HX1孔雀石化石英脉，长15m，宽02m022481528113D0377HX1强褐铁矿化破碎带，长>100m，宽09m09019024135D0362HX1变玄武岩24020055

注：测试单位为沈阳矿产资源监督检测中心，测试方法：ICP-AFS等。

5 结论及认识

(1) 地球化学弱小异常不能轻易忽视，尤其是在类似柴北缘双口山荒漠戈壁景观区的中国地球化学困难景观区。

(2) 在构造热液活动中，不同的地质体具有不同的背景值，不同的地质体成矿具有差异性。运用合理的方法赋予元素信息特有的地质内涵，对找到构造热液源区具有一定的指示意义。

(3) 在柴北缘双口山荒漠戈壁景观区，运用衬度异常法所圈定的异常具有如下优势：a.突显了异常浓集中心，增强了弱小异常；b.发现了新的异常；c.初步查明了异常分布规律；d.削弱不同地质单元背景差异。

(4) HS-9-4异常区金矿(化)体的发现，对绿梁山-双口山地区地处的杂岩带上找金具有一定的指示意义。

(5) 在类似柴北缘双口山荒漠景观区，重点勘查地段可以加大化探采样密度，密度达10个点/km2或更密，可能会加快地质勘查步伐，取得较好的找矿效果。

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Weak Geochemical Anomalies and Mineralization in the Shuangkoushan Region, Northern Margin of Qaidam

XU Yong-li1,2, XU Rong-ke3, ZHENG You-ye2,3, LÜ Deng2, CAI Peng-jie3, MA Chao2, LIU Jia3,WANG Hong-jun2

(1.ThirdInstituteGeologicalandMineralExplorationofGansuprovincialBureauofGeologyandMineralResources,Lanzhou,Gansu730050; 2.TheFacultyofEarthResources,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan,Hubei430074; 3.InstituteofGeologicalSurvey,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan,Hubei430074)

The Shuangkoushan gobi desert region is located in an important metallogenic belt in the northern margin of Qaidam. The 1∶50000 stream sediment survey reveals weak“HS-9-4”geochemical anomalies, which are scattered and of low amplitude, poor matching of elements and irregular spatial distribution. There is only one element having first-order geochemical anomaly zoning among many elements. According to its natural geographical landscape, through comparison between the contrast anomaly method and conventional anomaly method, we suggested that this “HS-9-4”weak geochemical anomaly is worth studying. By investigation and test to this anomaly, we finally discovered some ore bodies and clues related to gold, which provide a reliable basis for further geological work.

North Qaidam, gobi desert landscape region, stream sediment survey, contrast anomaly, weak anomaly

2014-09-19；

2014-12-16；[责任编辑]陈伟军。

柴达木周缘及邻区成矿带地质矿产调查与评价，“青海绿梁山—双口山矿产远景调查”(资[2010]矿评02-01-23)(1212011121204)资助。

徐永利(1987年-)，男，硕士，助理工程师，从事矿产勘查和勘查地球化学。E-mail:ylxu_ziyuan@163.com。

许荣科(1968年-)，男，博士，副教授，主要从事矿产勘查与区域成矿研究和教学工作。E-mail:xurongke1968@126.com。

P618

A

0495-5331(2015)02-0345-08