青海都兰县科日南地区1∶2.5万地球化学异常特征及成矿预测

何 利，黄 强，李生虎

(青海省第五地质勘查院，青海 西宁 810099)

0 引言

东昆仑及柴达木周缘成矿地质条件有利区受第四系黄土覆盖及碎石流发育影响，在1∶25万和1∶5万化探找矿效果不理想的情况下，1∶2.5万地球化学测量工作是近年来开展的新的找矿手段。该方法具有能够快速、准确定位异常源的特征，因此，被广泛应用于该地区的找矿工作[1-7]。科日南地区作为东昆仑地区成矿条件有利的优选区之一，实施1∶2.5万地球化学测量工作，查明工作区地球化学特征，圈定具找矿潜力的综合异常，进一步综合研究分析，划分找矿远景区，为下一步地质找矿工作的部署及实施提供可靠的化探依据。

1 地质背景

研究区大地构造位置跨Ⅰ11-1—东昆中岩浆弧带(Pt3-J)、KZS—东昆中新元古代—早古生代缝合带及KSPZ—东昆仑南坡俯冲增生杂岩带3个二级构造单元[8-10](图1a)，在漫长的地质历史中，弧—盆体系经历了汇聚、碰撞及叠覆造山等构造演化，内部构造较为复杂，地层、构造及岩浆发育，具备有良好的成矿地质环境。

研究区内地层区划属秦祁昆地层大区，东昆仑南坡地层分区[10]，自元古代以来，经历了多期强烈的造山运动，海陆变迁频繁，出露有元古代、古生代、中生代、新生代地层(图1b)，时代跨度大，岩石类型复杂。由老至新有滹沱系金水口岩群(Pt1J.)、长城系小庙岩组(Chx.)、二叠—石炭系树维门科组(C2P2s)、三叠系洪水川组(T1h)、闹仓坚沟组(T1-2n)及希里可特组(T2x)、古近系沱沱河组(Et)及第四纪(Q)沉积物。

研究区跨越昆中、昆南断裂，经历了加里东期、华力西期、印支期等多期次的构造活动，构造极为发育且较复杂。区内构造以断裂为主，褶皱为辅。断裂构造除区域性近EW向断裂构造外，局部发育有NW向、NWW向断裂，甚至NE向断裂构造。区域上近EW向发育的断裂主要有昆中、昆南断裂。NW向断裂广泛分布于工作区，延伸长度较大，规模相对较大，多为逆断层，局部形成一些韧性剪切带。断裂后期多被NE向断裂构造错断，局部形成格子形构造，该构I6-1—宗务隆山-兴海坳拉槽 I8—柴北缘缝合带 I9-1—柴达木中新生代后造山磨拉石前陆盆地(J-N) I9-2—祁漫塔格山北坡—夏日哈新元古代—早古生代岩浆弧带(Pt3-S) I10—祁漫塔格—都兰新元古代—早古生代缝合带 I11-1—东昆中岩浆弧带(Pt3-J)Ⅱ1-1—昆仑山口—昌马河俯冲增生楔(C2-T2) KZS—东昆中新元古代—早古生代缝合带 KSPZ—东昆仑南坡俯冲碰撞杂岩带 JAS—鲸鱼湖—阿尼玛卿晚古生代—早中生代缝合带 1—第四系 2—古近系—新近系 3—古近系 4—三叠系 5—石炭系—二叠系 6—长城系 7—古元古界 8—三叠纪花岗岩 9—二叠纪花岗岩 10—奥陶纪花岗岩 11—地质界线 12—逆断层13—平移断层 14—性质不明断层 15—飞来峰构造 16—向斜构造 17—新元古代—早古生代缝合带俯冲方向 18—晚古生代—早中生代缝合带俯冲方向 19—研究区范围造是区内主要的控矿构造。褶皱构造主要分布在研究区南部的三叠纪和侏罗纪地层内。轴迹多为NW向。

图1 青海省都兰县科日南地区地质简图

研究区内岩浆活动方式主要以侵入为主，喷发少见。空间上受构造控制明显，多产于断裂带或其两侧，侵入体产状多呈小岩株或脉状，其构造环境为活动大陆边缘弧、碰撞、后碰撞、后造山等地质环境。岩石类型主要有中—酸性岩及碱性岩。岩浆活动频繁，奥陶纪及二叠纪花岗岩主要呈岩株状，局部两者呈超动接触关系，侵入于元古代地层中；三叠纪侵入岩主要呈大的岩基状分布于研究区内，与元古代地层呈侵入接触关系，局部与奥陶纪花岗岩呈超动接触。

研究区属Ⅳ-26②伯喀里克—香日德印支期金、铅、锌、铁、石墨(铜、稀有、稀土)成矿亚带[10]。该带属大陆边缘活动区，成矿作用具有多期性和多样性的特点，前寒武纪以沉积—变质成矿作用为主，形成少量的变质或淋滤型铁矿；华力西—印支期是该带最重要的成矿时期，以岩浆成矿作用为主，形成特色的矽卡岩型—热液型铁、锡、铜、多金属矿产；燕山期成矿事实不多，以铁、铜为主，成矿与钾长花岗岩等酸性岩类有关。经过长期的地质演化过程，频繁的岩浆侵入活动，造就了优良的成矿地质条件[11-13]，形成了大量金、铜、铅、锌、钴、铁和稀有、稀土矿床点[14-17]，是省内最重要金及多金属矿产聚集地之一。其成矿作用具有多期性和多样性的特点。

矿床类型以构造蚀变岩型及斑岩型矿床最为常见，矿种组合以铁铜、铁锡、铁多金属最为常见，少量铜钼矿床，成矿与华力西—印支期中酸性侵入活动密切相关。华力西—印支期是本带最重要的成矿时期，以热液交代成矿作用为主，形成了与花岗岩类有关的铁、铜、铅锌、金矿床成矿系列。

2 1∶2.5万地球化学测量

2.1 样品采集与分析

研究区采样范围以下达的任务书坐标范围为准，呈不规则状，总面积约746 km2，除去矿权范围及第四系分布区，可开展工作面积610 km2。宏观上表现为山体陡峭，水系发育，相对高差大的地貌特征，属于高寒山区景观区[18-20]。本次工作在水系发育地区采样方法以水系沉积物测量为主，在高海拔基岩裸露区，有风成黄土覆盖的中深切割高寒山区、“V”型谷、“U”型谷、植被覆盖及碎石流区等特殊景观区，难以采集水系沉积物，在采样点上游汇水域两侧山坡多点采集残坡积物质代替水系沉积物。本次工作采样粒级为-10目～+60目，采样密度平均为20.06点/km2，采集样品12 074件，采样过筛后质量为180 g[21]。样品由国土资源部西宁矿产资源监督检测中心(青海省地质矿产测试应用中心)测试，分析Au、As、Sb、Hg、Ag、Sn、Cu、Pb、Zn、Cr、Ti、V、Mn、Y、Co、Ni、Mo、W、Bi、La、Li、Nb、Cd、U等24种元素。样品测试结果可靠(表1)。

表1 研究区24种元素地球化学丰度统计Table 1 Statistical table of geochemical abundance of 24 elements in the study area

2.2 水系沉积物地球化学特征

2.2.1 元素含量特征

根据区内12 074件水系沉积物样品分析数据进行统计，以24种元素的平均值作为丰度，与全省阿拉克湖1∶25万区化及区内1∶5万水系沉积物测量丰度作比较分析工作区元素的丰度特征(表1)，元素整体丰度值表现为降低或持平，其中，主成矿元素Au丰度值降低的原因可能是本次方法采样点布设于1级水系中，且通过工作尚未发现成规模的金矿床，相比于其他两种方法所控制的汇水域范围及Au元素的多源富集效果差引起的。

2.2.2 元素离散特征

通过全区原始数据和背景数据变化系数的计算，利用CV1和CV1/CV2(主要反映特高值削平程度)制作标准化方差矿致判别方法(双变量法)，由图2可知：

1)Au、Sb落入右上方的区域Ⅰ，原始数据集变异大且离群子集较大，富集成矿的可能性较大。

2)W、Hg、As、Mo、Bi落入中间区域Ⅱ，表明其元素单指标达标，有一定富集成矿的可能性。

3)Cu、Y、Ni、V、La、Co、Ti、Pb、Mo、Li、Zn、Ag、Pb、Mn、La等元素落入左下方区域Ⅲ，表明其原始数据集变异小，富集成矿的可能性很小，但不排除局部富集成矿的可能。

2.2.3 元素组合特征

2.2.3.1 聚类分析

对工作区24种元素做R型聚类分析(图3)，用其查明区内19元素间的亲疏关系，在揭示主要地质作用、地质环境元素聚合趋向的同时，以期发现其他的地质信息[21]。由于该区以岩浆活动为主要特征，本区地层均以长城纪及古元古代老地层为主，断裂构造发育，沿断裂构造石英脉广布。使用相关系数r=0.329大致分为6个簇，Ⅰ簇反映区域动力变质作用和后期热液变质作用的叠加(石英脉关系密切的中低温元素组合)；Ⅱ簇元素组合复杂，但总体反映与岩浆活动有关的元素组合，其中Ⅱ-1反映与中基性岩有关，Ⅱ-2则与放射性稀有稀土及后期脉体有关；Ⅲ簇在表现为低温热液成因组合，与断裂构造关系较为密切；Ⅳ簇Bi、Ⅴ簇W及Ⅵ簇Hg为独立成矿元素，与前三簇基本呈消长关系。

2.2.3.2 因子分析

用原始数据集作因子计量分析，截取各因子特征根较大、累计贡献率达78%的前10个因子作为主要因子，对其作方差极大正交旋转，得到旋转后把因子载荷绝对值r>0.5的元素看作该因子主要载荷元素，给出各因子的特征组合(表2)。依据主因子模型计算各数据点各该因子计量值，制作因子计量图，以此来描述的空间分布规律。以期看出主要地质环境的因子载荷性质及其空间分布规律。

图2 研究区24种元素离散程度图

图3 研究区24种元素聚类分析谱系图Fig.3 Cluster analysis pedigree diagram of 24 elements in the study area

通过对比聚类分析与因子分析的结果发现，两种处理的方式的结果对反应地质成矿背景及地质元素间的共生组合和成因联系，有一定的相同之处。

第Ⅰ簇包含Ag、Cd、Mo，与F4因子(图4)结构式对应，空间上分布研究区中部，反映区域动力变质作用和后期热液变质作用的叠加，与大面积分布的古元古代地层和与古生代纳赤台群地层之间的接触部位受构造应力产生的NE向动力变质岩系相对应，后期沿NE向构造侵入的岩浆热液进一步发生叠加热变质，使其元素富集。

第Ⅱ簇分为两个亚簇。Ⅱ-1簇群元素与F2因子相对应，包含Cr、Ni、Co、V、Cu、Mn、Li，是基性火山岩、基性—超基性岩有关及中低温热液元素组合，地质上在研究区西北部与出露的辉长闪长岩及辉长岩的分布极为吻合，中部呈NE向不连续带状，初步认为沿NE向构造及其边部的基性—超基性隐伏岩体有关；Ⅱ-2簇群元素与F1因子相对应，包含U、Nb、Y、Sn、Ti、Zn、La，分布于研究区中部，构造、岩浆热液活动强烈，矿化元素富集显示较强，反映了区内存在与稀有稀土元素成矿有关的碱性花岗岩。

表2 研究区24种元素因子结构式Table 2 List of factor structure formulas of 24 elements in the study area

第Ⅲ簇对应的是F8(图5)和F3因子(图6)，包含Au、As、Sb，空间上分布与研究区中南部的三叠纪地层区及NE向断裂带范围内，在断裂带局部地段变化趋势较强，反映了构造有关的中低温热液元素成矿地质作用。

第Ⅳ簇(Bi)：与F7因子对应，是一高温热液元素，空间分布与断裂带和多期次活动的中酸性岩浆热液有关，在酸性岩体分布区变化比较显著，但分布规律一般，变化较弱。

第Ⅴ簇(W)：与F9因子对应，与Bi有相似的分布特点，与NE向断裂带和中酸性岩浆热液活动有关，是一高温热液元素，反映了测区内强烈的岩浆活动对成矿的作用。

第Ⅵ簇(Hg)：与F6因子相对应，作为对地质构造活动反应最为灵敏的元素，在研究区中南部地层分布区一系列NE向断裂构造发育地段，矿化活动显示强烈，其热液活动对断裂两侧地层中高背景元素有进一步的富集作用。

图4 F4因子计量图

图5 F8因子计量图Fig.5 Factor metering diagram of F8

图6 F3因子计量图Fig.6 Factor metering diagram of F3

3 讨论

3.1 找矿远景区划分原则

地球化学远景区划分是在对多元素组合异常、综合异常及其落位地质环境为依据进行分类评价的基础上，综合研究分析地球化学异常组合与空间分布(分带)规律、地物化遥等因素的相关关系进行划分。划分原则：以地球化学异常的平面分布、元素组合、成因类型为依据，参考成矿区(带)、地球化学区(带)、地质构造区(带)的划分成果，圈定远景区。

以同类异常的数量和找矿意义分类结果为依据对远景区进行分级。远景区统一按A、B、C三级划分：

A级：通过比较分析，确认远景区存在一个以上甲、乙类异常，有希望找到(或新增储量)达大型以上规模的矿床或矿田；异常显示远景区具有找到新矿种的巨大潜力，异常查证证实该新矿种有希望找到中型以上规模的矿床。

B级：通过判断，成矿地质条件有利，有一个以上的乙类异常存在，异常显示远景区具有一定的找矿潜力，异常查证后显示有工业矿体或矿化信息，有希望找到小型或以上规模的矿床。

C级：多个丙类异常存在，已知地质条件有利或一般，未进行异常查证或查证后未获得重要突破，但推测有希望找到工业矿体或小型以上矿床；有甲、乙类异常存在，但工作或工程控制程度已经很高，深、边部找矿有一定潜力，但重大找矿突破的可能性较小。

3.2 找矿远景区

根据找矿远景区划分原则[21-22]，通过对测区内1∶2.5万地球化学成果资料整理，依据元素组合特征、主元素规模、分布位置以及成矿地质条件，结合区域已发现的矿床、矿化线索和重砂异常等进行综合分析，对工作区元素组合规律、异常分布特征及所处地质背景进行系统的研究分析的基础上，划分了4个远景区(图7)：扎木特北—益克郭勒钨钼(稀土)A级找矿远景区、特立耿南钨钼C级找矿远景区、夏日撒拉C级找矿远景区、伊和让贵—达瓦特铜金多金属A级找矿远景区。

图7 青海都兰县科日南地区找矿远景区划分图Fig.7 Division map of prospecting perspective area of Kerinan region at Dulan county in Qinghai Province 1—找矿远景区及名称 2—已登记矿权范围 3—综合异常名称及范围 4—研究区范围

1)扎木特北—益克郭勒钨钼(稀土)A级找矿远景区

该远景区位于哈图沟中游至益克郭勒一带，出露地层有小庙组(ChX)地层和金水口岩群(Pt1J)地层。岩浆岩在区内大面积出露，主要为三叠纪侵入岩类及大量中酸性岩脉。该区位于昆中断裂带以南约20 km范围内，次级构造极为发育。

1∶2.5万异常圈定出W、Mo综合异常5处，La元素异常5处，伴生有Ag、Cu、Sb、Pb、Zn、Bi、U、Li、Sn、As等。其中W峰值为80.4×10-6，Mo峰值为28.1×10-6，La元素峰值为282×10-6，均达到二分之一浓幅分位值以上，具三级浓度分带，异常的强度高，规模大。空间分布与工作区西部的哈图中游稀土矿相邻，地质背景相似，异常受正长花岗岩分布控制，说明扎木特北地区具有寻找碱性花岗岩型稀土矿的潜力。

W、Mo元素异常主要分布远景区北部的益克郭勒一带，以大面积分布印支期花岗岩为主，异常空间分布呈北东向展布。其中益克郭勒GA10号异常最具找矿潜力，异常总体反映出“高、大、上”的特征[5-7，25](图8)，W、Mo元素可能与后期沿NE向构造侵入的小型斑岩体有关，Cu异常也是该期热液作用的结果；Ag、Zn元素的大面积分布可能与斑岩体侵入作用的岩浆期后含矿热液沿构造灌入的成矿作用有关，Ag、Zn低温成矿元素的存在，一定程度上反映出该成矿斑岩体处于中等剥蚀程度。因此，该地区在寻找斑岩型铜钼，兼顾钨银矿床方面具有较大的找矿前景[23-28]。

该远景区2017年对成矿条件较好的益克郭勒GA10号异常进行了查证工作，发现矿化与斑岩体及构造关系极为密切，矿化形式主要为浸染状、细脉浸染状及星点状矿化为特征(图9)，发现含矿斑岩体1个，含矿构造两条，圈定铜钼矿(化)体2条、铜银矿(化)体1条，发现的矿化体与含矿斑岩体、构造蚀变带及异常浓集中心极为吻合。

综合研究认为，该找矿远景区断裂构造为深部热液提供了运移通道，多期次岩浆热液活动为成矿提供了充足物源及热源，成矿地质条件十分优越，该区具良好成矿条件，具有寻找斑岩型钼铜矿的潜力，同时兼顾热液脉型、碱性花岗岩型，主攻矿种为铜钼，兼顾钨银、稀土，具有进一步工作的价值。

2)伊和让贵—达瓦特铜金多金属A级找矿远景区

该远景区西起伊和让贵地区，东至工作区中部达瓦特、科科克里则地区(图7)，地层主要出露长城纪小庙岩组、金水口岩群。岩浆活动强烈，发育不同时代，不同成因的岩浆岩类，主要为奥陶纪石英闪长岩、花岗闪长岩及三叠纪似斑状二长花岗岩。区内不同层次、不同期次、不同类型的断裂构造非常发育，以逆断层为主，少量平移断层，按延伸方向大致可分为近EW向、NW向、NE向三组，从交切关系看，近东西向断层发育最早，规模巨大，控制岩层的分布，属于区域性断裂构造，NW向断裂次之，NE向断裂为该区最晚期构造，也是主要成矿构造。

图9 益克郭勒GA10异常区内矿化图Fig.9 Mineralization map of Yikeguole GA10 anomaly area (a，b) 英云闪长斑岩体内矿化照片 (c，d)构造蚀变带内矿化照片

圈定出39处1∶2.5万地球化学综合异常，异常主元素以Cu、Au、Sb、Zn为主，伴生元素有As、V、Ti、Ni、Pb、Ag等。异常的整体展布为NE向，和区内大型韧性剪切带一致，区内异常整体表现为规模大，元素种类多，强度高的特点，主元素和特征组合元素空间套合紧密，浓集中心显著，特别是达瓦特北GA50异常及科科克里则GA35异常，Au-As-Sb元素组合套合极好，Au最大值为212×10-9，As最大值为869×10-6，Sb最大值为131×10-6。该区内圈定出的异常合区内已发现的和勒冈那仁铜矿化点、茶克里特德里者铜矿化点、伊和哈让贵铜金矿点等相对应，其成矿类型主要为构造蚀变岩型、与小型花岗岩体有关的矽卡岩型金、铜矿等。通过对该远景区内39处异常所处的地质环境、找矿意义和工作程度研究分析，按照异常面积、强度和规模等进行评价、分类，筛选出了阿布尔塔GA68、哥日卓可特GA74、查可日塔北GA71、郭力纸托南GA79和伊和让贵GA80号5处综合异常(图10)进行了异常查证工作。

2017年异常查证工作发现大量的矿化线索(图11)，在阿布尔塔异常区发现铜金矿(化)体1条，查可日塔北异常区发现4处矿化线索，哥日卓可特异常发现铜矿点1处，郭力纸托南GA79异常发现Cu(Au)矿化体1处，伊和让贵GA80异常发现铜矿化线索一处。

该远景区内不同层次、不同期次、不同类型的断裂构造非常发育，NE向断裂为该区最晚期构造，也是主要成矿构造。这些良好的导矿、容矿构造对本区成矿元素的迁移和富集有着重要的意义，是主要寻找构造蚀变岩型铜金多金属矿床的有利地区[29-32]。

3)特立耿南钨钼C级找矿远景区

该远景区位于可可沙北部地区，出露地层为小庙组(Chx)。北部大面积发育三叠纪正长花岗岩及花岗闪长岩。构造为工作区内一条大型NE—SW向断裂，岩石较为破碎，次级构造发育。

该远景区内圈定8处综合异常，特征组合以W-Mo-Sn-Bi为主，同时伴生有Y、Nb、Pb、Hg、Li、Cu、Au等。异常的分布受岩体的控制明显，区内异常整体展布特征不明显。2017年异常查证工作在特立耿南GA17号异常发现一处辉钼矿化线索，见1条石英脉，宽0.7～1.2 m，长约15 m，脉体中见辉钼矿，呈薄片状分布，石英脉具硅化、黄铁矿化，Mo的品位为0.47%。说明该区具有一定找矿前景。

图10 伊和让贵—达瓦特铜金多金属A级找矿远景区主要异常剖析图

图10(续) 伊和让贵-达瓦特铜金多金属A级找矿远景区主要异常剖析图

图11 伊和让贵—达瓦特铜金多金属A级找矿远景区内矿化照片Fig.11 Mineralization photo of Yiheranggui-Dawate copper-gold polymetallic prospecting perspective area of level A (a)阿布尔塔铜金矿化 (b)查可日塔北铜矿化 (c)哥日卓可特铜矿化 (d)郭力纸托南铜金矿化 (e)伊和让贵铜矿化

4)夏日撒拉银钨钼C级找矿远景区

该远景区位于香日德镇南部夏日撒拉地区，出露地层有小庙组(Chx)、金水口岩群(Pt1J.)。岩浆岩在区内大面积出露，主要为三叠纪侵入岩，岩性为花岗闪长岩、似斑状二长花岗岩及石英闪长岩。区内构造发育，两条NE—SW向断裂构造穿过远景区。

圈定的综合异常以Mo-W-Cr-Ni-Ag元素组合为主，伴生有Bi、V、Mn、Co、Pb、Sb、La等元素。异常总体呈不规则状，空间展布方向无规律，整体套合程度不高。

4 结论

1)主成矿元素Au、Sb原始数据集变异大且离群子集较大，富集成矿的可能性较大。Cu、Pb、Ag、Mo、La等元素原始数据集变异小，富集成矿的可能性很小，但不排除局部富集成矿的可能。

2)扎木特北—益克郭勒地区W、Mo、Cu、Ag、La等元素反应了与岩浆热液活动有关的地质背景，在寻找斑岩型铜钼矿的同时，应兼顾与碱性花岗岩有关的稀土矿。特立耿南地区元素特征组合以W-Mo-Sn-Bi为主，反应了该区强烈的岩浆热液活动，主成矿元素为W、Mo，寻找热液脉型或矽卡岩型矿。夏日撒拉地区以Mo-W-Cr-Ni-Ag元素组合为主，反映了中、酸性岩浆热液活动及基性—超基性岩脉贯穿作用，主要寻找热液脉型矿。伊和让贵—达瓦特地区成矿元素为Cu、Au、Sb、Zn，元素组合以中—低温成矿元素为主，主要寻找构造蚀变岩型金多金属矿，兼顾热液型铜多金属矿。

3)工作区划分的远景区内已发现大量具有一定规模的的金、铜、钼等矿(化)体、矿化线索，为该区进一步地质找矿工作打下了良好的基础。