青海黑刺沟金矿床原生晕深部找矿预测

2018-11-02刘彩乐刘玉军莫东山董峻麟

中国锰业 2018年5期

刘彩乐, 刘玉军，莫东山，董峻麟

(1. 吉林大学地球科学学院，吉林长春 130061； 2. 青海省第五地质矿产勘查院，青海西宁 810099)

青海黑刺沟金矿床地处东昆仑造山带，柴达木盆地南缘，大地构造位于东昆仑南坡俯冲增生杂岩带[1]，为Cu-Co-Au-W-Sn-Ag成矿亚带[2]。该矿也是近年来由青海省地质调查院经矿产远景调查、预查新发现的金矿床，金资源量已达到小型，目前正在实施普查工作。笔者基于黑刺沟HS25异常区前期勘查的成果资料，应用原生晕找盲矿法[3]及构造叠加晕找盲矿法[4]，对矿床元素原生晕分带序列特征分析，并对深部找矿前景预测，以便为项目深部验证提供地球化学方面的工作依据。

1 区域地质概况

区域地层主体属东昆仑南坡地层分区，主要出露中—新元古代万保沟群温泉沟组(Pt2-3w)玄武岩、安山岩和灰岩和青办食宿站组(Pt2-3q)白云岩、灰岩和砂页岩(图1)；奥陶—志留纪纳赤台群石灰厂组(OSs)千枚岩、砂岩、粉砂岩和玄武岩等、哈拉巴依沟组下部碎屑岩段(OSh1)和上部含堇青石碎屑岩段(OSh2)；早三叠世洪水川组砂砾岩段(T1h1) 和砂板岩段(T1h2)、早—中三叠世闹仓坚沟组 (T1-2n)砂岩和灰岩和中三叠世希里可特组(T2x)板岩碎屑岩。第四系为晚更新世的洪积(Qp3pl)、洪冲积(Qp3pal)及全新世的冲积物(Qhal)等。

断裂构造发育，总体呈北西—北西西向。火山活动主要集中在中—新元古代、奥陶纪这两个时期。火山岩有玄武岩、玄武安山岩、英安岩、流纹岩等。侵入岩活动微弱，仅在东北、西南和中部有小面积的侵入，岩性有斑状花岗闪长岩、英云闪长岩和辉石橄榄岩等。脉岩主分于奥陶—志留纪纳赤台群，主有石英脉、花岗岩脉及超基性岩脉。

区域上金、铜、多金属成矿信息丰富，成矿条件良好，诸如已发现有小干沟金矿、纳赤台金矿、开荒北金矿和东大滩金矿等。研究也表明，东昆仑造山带早古生代和晚古生代—早中生代构造旋回对金及多金属矿床形成关系最密切[5-6]。区域金矿成矿作用具有相似的基本地质特征，属典型造山型金矿，主要成矿时代对应于晚华力西期-印支造山作用的晚期，流体不混溶是该区流体演化和成矿流体形成的重要机制[7]。

2 金矿床地质特征

2.1 地质特征

金矿床位于HS25号综合异常区。异常区出露主为中—晚奥陶世纳赤台群碎屑岩。构造活动强烈，四条主断裂横穿异常区，均为北西向，严格控制着区内化探异常及矿产分布。岩浆岩不发育。区内共圈定以Au、Ag、Mo为主的土壤综合异常15个，其中，AP1综合异常由南、北两部分组成，以Au为主，北部为AuAs组合，南部为AuAsCuWCoSbMo组合，异常规模排序为Au(0.43)>As(0.33)>Cu(0.13)>W(0.06)>Co(0.03)>Sb(0.02)>Mo(0.006)，北部Au峰值289×10-9，南部Au峰值125×10-9。

1 风积物；2 洪积物；3 冲积物；4 沼泽堆积物；5 洪冲积物；6 冰碛物；7 曲果组砂岩段；8 曲果组砾岩段；9 希里可特组；10 闹仓坚沟组；11 洪水川组砂岩段；12 洪水川组砾岩段；13 哈拉巴依沟组上段；14 哈拉巴依沟组下段；15 石灰厂组；16 沙松乌拉组；17 青办食宿组；18 温泉沟组；19 斑状花岗闪长岩；20 英云闪长岩；21 二长花岗岩；22 辉石橄榄岩；23 超基性岩脉；24 石英岩脉；25 花岗岩脉；26 逆断层；27 性质不明断层；28 推测断层；29 韧性剪切带；30 实测地质界线；31 1∶5万水系沉积物测量综合异常及编号；32 铅矿点；33 金矿点

图1黑刺沟地区地质矿产图(据孙宏亮等，2016)

2.2 矿化蚀变带及矿体特征

HS25异常区共圈定2条矿化蚀变带，矿体7条。

MⅠ矿化蚀变带及矿体特征：蚀变带长约4千米，宽60～300 m不等，与区内F1断层走向基本一致。蚀变带及围岩的岩石组合从南向北大致为洪水川组砂砾岩—硅质岩—碎裂岩化石英脉—破碎蚀变带(含矿层位)—凝灰岩(蚀变玄武岩)—粉末状土状破碎蚀变带—蚀变玄武岩。该蚀变向西侧延伸稳定，向东规模逐渐变小。带内圈出金矿体5条(MⅠ-1、MⅠ-2、MⅠ-3、MⅠ-4、MⅠ-5)，其中，AP1异常中的MⅠ-2和MⅠ-3金矿体长分别为465 m和62.5 m，厚6.39 m和1.5 m，平均品位1.45×10-6和3.31×10-6，最高品位13.0×10-6和1.73×10-6,目前已对其进行了ZK801、ZK802等深部工程勘探。各矿体金资源量估算总和1 596 kg。

3 原生晕分带特征

3.1 样品数据及浓度分带

金矿床原生晕分带研究对象主要选择土壤测量中北带AP1综合异常所发现的金矿体，及其8号勘探线ZK801和ZK802岩心样分析数据来开展，钻孔数据由青海省地质调查院承担的青海省格尔木市黑刺沟地区金铜多金属矿普查项目提供。ZK801斜深为321.1 m，ZK802斜深338.8 m，采样点距基本为3 m，岩心样分别为96件和110件，测试的统一指标有Au、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Ag和Mo 8种。

异常下限(外带)是通过黑刺沟地区1 315个钻孔岩心样基本数据，进行对数变换处理，逐步剔除数据中离群点，直至剩余数据符合正态分布后，按背景值加2陪标准离差确定了本次各元素原生晕异常下限。矿床原生晕异常含量与矿体品位之间存在一定函数关系[8]，原生晕中成矿元素异常含量凡能达到矿石边界品位的1/10以上时，一般均能在异常范围内发现有关矿化，一般将这一含量确定为各元素异常的内带含量(异常内带)，依次以其含量1/2定了各元素异常中带(表1)。

在本视频中，来自中国出生缺陷监测中心、全国妇幼卫生监测办公室的朱军教授强调，如果不加大防控力度，出生缺陷总量势必增加，并给出了数据来支持这一说法。

表1 各元素浓度分带参数一览

注：Au含量单位为ω(B)/×10-9，其余元素含量单位为ω(B)/×10-6。

因研究的各钻孔上岩心数据含量高、低不稳定，为使最大限度圈出完整异常，在异常圈定浅首先对基本数据进行了三点均匀化处理。异常圈定中根据异常点空间展布趋势和厚度，并结合地层、矿体产状和工程间距圈定了浓度带范围(图2)，异常外推或内推距离及异常是否尖灭，考虑了异常厚度及工程间距[9]。

1 异常外带；2 异常中带；3 异常内带；4 金矿化体；5 金矿体；6 垂向异常编号

由原生晕浓度带图看出：垂向剖面上各元素异常大致分为5个侧伏的组合异常，即：①号为AuAgPb，分布于地表至高程4 350 m之间；②号为AuAgSb，分布于地表至高程4 300 m之间；③号为AuAgAsSbPbMoCuZn，分布于地表至4 050 m之间；④号为AuAgAsSbPbCuZn，分布于地表至高程4 300～4 100 m之间；⑤号为CuPbZn，分布于高程4 150～ 4 075 m之间。各异常沿轴向总体呈条带状，①号、②号和⑤号组合较简单，③号和④号组合较复杂。主成矿元素Au仅在③号异常中具外、中、带，并与已知金矿体基本对应，其它Au异常仅为外带；Cu仅在⑤号异常中具外、中、内带，其它Cu异常均为外带；As、Sb、Pb、Zn、Ag、Mo伴生元素均为外带。

3.2 原生晕垂向分带特征

在原生晕浓度分带圈定的基础上，依据格里戈良原生晕分带指数法公式求取元素垂向分带序列。

1)对8勘探线钻孔原生晕剖面由地表向下依次分为高程4 400 m(地表)、高程4 350 m、高程4 300 m和高程4 250 m 4个中段(见图2)。计算不同中段各元素异常的线金属量(Mij)，线金属量以各中段各元素浓度带(外、中、内)宽度分别乘以其(均值含量—背景值)的简化方式求得，对于零值进行非零值处理(见表2)。

表2黑刺沟HS25异常区8勘探线原生晕线金属量数据%

元素高程4 400 m(地表)高程4 350 m高程4 300 m高程4 250 mAg0.008 19∗0.007 230.005 20.002 31As6.776∗6.7705.5532.838Au0.004 498∗0.004 3810.003 2540.001 645Cu1.095 8∗1.072 21.003 80.894 8Mo0.008 986∗0.007 9860.005 630.000 1Pb0.026 70.021 20.0120.072 65∗Sb0.138∗0.126 40.113 30.062 5Zn0.344 10.358 30.374 10.422 16∗

注：*线金属量最大值。

2)计算标准化线金属量(Bij)，使各个元素线金属量的最大值统一到同一数量级(见表3)。

Bij=10aMij，式中a=,0，1,2，…；Mij为第i中段、第j元素线金属量，i=1,2,…n,j=1,2,…m。

表3黑刺沟HS25异常区8勘探线线金属量标准化值%

元素KH高程4 400 m(地表)高程4 350 m高程4 300 m高程4 250 mAg1 0008.19∗7.235.22.31As16.776∗6.7705.5532.838Au1 0004.498∗4.3813.2541.645Cu11.096∗1.0721.003 80.895Mo1 0008.986∗7.9865.630.01Pb1002.672.121.27.265∗Sb101.38∗1.2641.1330.625Zn103.4413.5833.7414.222∗线金属量累加(ΣMl)37.0334.426.719.9

注：KH为标准化系数，*线金属量最大值。

3)计算分带指数(Dij)(见表4)，按每个元素最大分带指数所在空间位置初步排出元素分带序列(由下向上)为(CuPbZn)→(AsSb)→(Au)→(AgMo)。

表4 黑刺沟HS25异常区8勘探线各中段元素分带指数(Dij)

注：*为各元素分带指数最大值

由公式求得：高程4 400 m(地表)中段GMo(50.7)>GAg(4.01)，由上向下为Mo→Ag；高程4 250 m中段GPb(19.1)>GZn(5.83)>GCu,(4.16),由上向下为Pb→Zn→Cu。高程4 350 m中段，△GSb=GSb上-GSb下=0.94，△GAs=GAs上-GAs下=0.73，△GSb(0.94)>△GAs(0.73), 分带由上向下为As→Sb。

黑刺沟HS25异常区原生晕总体分带序列由下向上为Cu→Zn→Pb→Au→Sb→As→Ag→Mo，序列中Mo、Ag具有反向分带现象，这也是多次成矿—成晕叠加的结果[10]，另外其序列与山东三甲中低温热液型金矿床分带序列(李惠等，1998)基本相似。

3.3 成矿及伴生元素组合特征

以ZK801和ZK802岩心样计206件基本数据经R型聚类分析(见图3)表明，Au、As、Sb、Ag、Cu、Pb、Zn和Mo 8个指标，在相关系数0.04时可分为互不相关的AuAgAsSbMoPb和CuZn两大族。其中，AuAgAsSbMoPb族中，Au与Ag相关紧密 (相关系数约0.87)，次与As、Sb较紧密(相关系数约0.42)，Au、Ag、As、Sb与Mo、Pb呈弱相关(相关系数约0.19)。反映Au矿化热液活动主要与AuAgAsSb中低温含矿热液活动有关，并与含Pb 、Mo中高温热液有一定联系，Au成矿过程中热液活动存在多次性。Cu、Zn之间相关较紧密(相关系数约0.57)，与其它元素不相关，反映Cu、Zn可能与矿区基性火山岩中高背景及后期热液再富集有关。

图3 黑刺沟HS25异常区8勘探线岩心样R型聚类分析谱系图

结合黑刺沟HS25号异常区8勘探线原生晕垂向分带序列，认为指导该区金矿的主要元素及垂向分带序列由下向上为Pb→Au→Sb→As→Ag→Mo，相应水平分带由内向外也相同，Mo是金矿体的前晕，Ag、As、Sb是近矿晕，Pb是尾晕。

4 深部找矿预测

4.1 AP1土壤异常中金矿体深部预测

构造叠加晕预测侧伏矿体深部盲矿的方法中指出，矿体尾部截面出现前、尾叠共存，矿体—晕轴向分带出现反分带，构造叠加晕指示深部有盲矿体存在[11]。据其方法结合对黑刺沟AP1土壤综合异常中8勘探线金矿体深部预测如下。

1)①号AuAgPb和②号AuAgSb侧伏组合异常中无As、Sb或As近矿晕，分别在高程4 350 m和4 300 m处异常尾部截面无典型的前晕Mo出现, 两Au异常浓集强度弱，沿其异常轴向深部无找Au矿前景。

2)③号AuAgAsSbPbMoCuZn侧伏组合异常由地表至高程约4 250 m之间，前晕、近矿晕、尾晕及金矿体共存；由高程约4 250～4 050 m之间Au仅为外带，与之伴生近矿晕Ag、As、Sb和尾晕Pb，异常尾部截面无前晕Mo出现，认为其轴向深部无较大找Au前景。

3)④号AuAgAsSbPbCuZn侧伏组合异常地表无钻探工程控制，目前仅出现在高程4 250～4 100 m之间，Au浓集强度弱，并伴生尾晕元素，异常尾部截面无前晕Mo出现，沿其异常轴向深部无找Au矿前景。

4)⑤CuPbZn侧伏组合异常出现于ZK801底部，Cu有内带，向深部未封闭，Cu与Pb、Zn异常套合。Cu单点岩心样基本数据含量为2 920×10-6，达到工业品位。该铜矿化富集估计与后期中温热液及偏基性Cu高背景地层有关，深部应有找铜矿前景。

4.2 南带土壤土壤异常深部找金前景浅析

南带土壤综合异常自西北向东南分布有六个异常。该带西段异常中前晕Mo已剥蚀，尾晕Pb已出露，水平分带序列由内向外大致为Pb→AuAg→AsSb,异常剥蚀程度较高；中段AP14有小面积前晕Mo、无尾晕Pb,异常水平分带由内向外大致为Au→AsSb→AgMo,接近AP1金矿体原生晕水平分带序列，相对西段剥蚀程度低。东段AP15异常中前Mo大面积出露，浓集较强，无尾晕Pb出露，剥蚀程度相对很低，水平分带序列也基本符合AP1异常区金矿体原生晕水平分带序列。总体南带土壤异常剥蚀程度由西北向东南呈减弱趋势，深部找金主要在中东段的AP14和AP15异常区。