青海省都兰县查哈西里地区地球化学异常特征及成矿远景评述

齐文博，师 兵，王嘉炜，杨碧莹，柳坤峰

中陕核工业集团地质调查院有限公司，陕西 西安710100

地球化学找矿是获取隐伏矿、半隐伏矿、难识别矿成矿信息的直接手段，是传统宏观矿化露头找矿向微观矿化露头找矿的延续［1-2］.水系沉积物地球化学测量是一种常用的地球化学普查找矿方法，其具有效率高、成本低、操作简单的特点，能够快速缩小找矿范围、圈定靶区，被广泛应用于区域找矿勘查中［3］.近年来，在新疆、青海等地区开展的1∶5万水系沉积物测量工作，已取得良好的找矿效果［4-11］.

研究区以干旱—半干旱高寒中—高山区为主，海拔4 000～5 400 m，平均海拔约为4 500 m，属高山深切割区；4 700～5 000 m以上部分地段分布有现代冰川.区内岩石裸露且较为破碎，物理风化是岩石的主要风化方式，季节性流水搬运岩石碎屑是该区主要的元素迁移形式.水系沉积物元素组合能够很好地反映原生矿化、异常的元素组合特征［12-13］.区内水系以季节性河流为主，少量河流具有常年流水.水源多为季节性降雨、冰川融水，暖季河流水量较大，主要注入柴达木盆地.

通过对勘查区开展1∶5万水系沉积物地球化学测量、1∶1万岩石地球化学剖面及槽探工程等工作，在青海省都兰县查哈西里地区圈定综合异常区16处，优选出4处成矿远景区.结合本区域成矿地质背景，认为勘查区具有形成金、铜、镍、铁矿床的潜力.

1 区域地质背景

查哈西里地区位于东昆仑造山带的东部，地质特征较为复杂.以布青山南坡断裂（F1）为界，该区可划分为两个部分：北东部为布青山蛇绿构造混杂岩带，南西部为巴颜喀拉造山带（图1）.其中，布青山蛇绿构造混杂岩带主要由基质岩系和混杂岩块组成.基质岩系由下中二叠统马尔争组复理石组成，岩性以砂岩、杂砂岩、粉砂岩为主；混杂岩块成分复杂，主要由苦海岩群基底、蛇绿岩、花岗岩、中酸性火山岩等岩块构成，不同块体间常呈断层接触.此外，区内还发育上石炭统—下二叠统树维门科组厚层－块状碳酸盐岩推覆体［14-18］.西南部的巴颜喀拉造山带为古近纪内陆上叠盆地，主要由一套红色陆相碎屑岩沉积岩组成.其下部为砾岩、石英砂岩及含砾砂岩，中部为石英砂岩、粉砂岩，上部为细碎屑岩、块状泥岩.区内岩浆活动强烈，岩浆岩分布广泛，主要为加里东期、印支期中－酸性岩体.其中，加里东期侵入岩主要以岩块的形式产出于布青山蛇绿构造混杂岩带中，而印支期花岗岩则主要侵入于下—中二叠统马尔争组地层.区域上已经发现布青山地区铜钴金矿、督冷沟铜钴矿等中小型矿床［19-20］.

图1 查哈西里地区地质简图Fig.1 Geological sketch map of Chahaxili area

2 元素分布类型及组合特征

样品测试在国土资源部西安矿产资源监督检测中心完成.测试前，先将样品进行烘干、粉碎、过筛等处理；然后，称取一定量样品进行分析测试，分析过程详见文献［4－5］.根据任务书要求并结合区域矿产分布特征，剔除测试结果中重复样后，配以采样坐标及所属地层代号，然后输入数字填图软件；用迭代法剔除各元素平均值（X）±3倍的标准离差（S）范围之外的数据，从而得到各元素的平均值、标准离差，作为计算异常下限的依据.异常下限由公式T＝X＋2S计算而得［21-23］（见表1）.

表1 查哈西里地区元素异常下限统计Table 1 Statistics of element anomaly threshold in Chahaxili area

应用数字填图软件分别计算各元素的区域富集系数（K）、变异系数（Cv）和叠加强度（D）：K=，式中X为调查区平均值，为调查区元素的平均值［24-25］；

将研究区元素平均值与东昆仑元素平均值对比研究（表2），可以看出Cu、Zn、Au、As、Sb、Hg、Ag、Ni、Co、Cr富集系数大于1.2，为富集状态；W、Sn、Bi、Mo、Pb、Ti富集系数在0.8～1.2之间，与东昆仑地区的平均值相似.

表2 查哈西里地区元素分布及富集特征参数统计Table 2 Statistics of element distribution and enrichment characteristic parameters in Chahaxili area

根据元素分布类型划分原则，对16种元素的分布及富集特征进行统计学分类，其Cv、K和D特征如表3.从分异强度上来看，区内Co、Cu、Hg、Au、Bi、Ni、Sb等元素呈强分异型，Cr、Mo、Ag、As、Zn等元素呈分异型，Pb、Sn、Ti、W等元素则呈均匀型.从富集程度来看，区内Au、Co、Cr、Ag、As、Hg、Ni、Sb、Cu、Zn等元素呈现富集型，Bi、Sn、Ti、Mo、Pb、W等元素呈现背景型.从叠加强度角度来分析，区内Au、Cu等元素呈现极强叠加型，Hg、Sb等元素呈现强叠加型，Ag、Co、Cr、Ni等元素呈现叠加型；Sn、Ti等元素呈现同生型，Mo、Pb、W、As、Bi、Zn等元素则呈现改造型.

表3 查哈西里地区元素分布类型统计Table 3 Statistics of element distribution types in Chahaxili area

综上所述，Au、Cu呈富集状态，且分异程度强，已达到极强叠加型，是研究区最有利的成矿元素；Ag、Hg、Ni、Co、Cr、Sb等元素呈现富集状态，且分异程度较强，而Hg、Sb则具有强叠加型特征，Ag、Co、Cr、Ni呈叠加型，为研究区有利的成矿元素.

不同元素组合是不同地球化学信息的综合反映，与不同地质－成矿作用有关［26］.利用多元软件对研究区16种元素进行R型聚类分析，可以获得各元素之间的相关程度，从而可评价区域成矿潜力（图2）.以γ＝0.5相似性量度，可以分为4个组，又以γ＝0.7相似性量度，将第一组分为3个小组.

图2 R型聚类分析谱系图Fig.2 R-type cluster analysis pedigree diagram of elements

从以上分析可以看出，4组元素具如下特征.

第一组：Cu、Mo、Ag、Sn、W、Pb、Bi、Ti、Co、Cr、Ni、Zn元素组合，中－高温与铁族元素相似性较好，γ＞0.6，说明研究区地质构造活动复杂，可能与布青山构造混杂岩带有关.γ＝0.7，又分为3个小族.Cr、Ni元素组合，可能与基性－超基性岩有关；Cu、Ag、Co、Zn、Mo元素组合，表明多期热液活动存在的可能；W、Bi、Pb、Sn、Ti元素组合，指示可能存在中高温热液成矿作用.

第二组：As、Sb元素组合，显示低温热液成矿作用存在的可能.

第三组：Au，低温元素，反映低温热液成矿系统信息.

第四组：Hg，低温元素，反映低温热液成矿系统信息.

综上所述，将研究区16种元素分为Au－As－Sb－Hg组合、Cu－Cr－Co－Ni－Ti组合、Pb－Zn－Ag组合、WSn－Bi－Mo组合.其中Au－As－Sb－Hg组合与构造破碎蚀变带或含金石英脉有关，区内受断裂构造控制明显；Cu－Cr－Co－Ni－Ti组合反映与区内基性－超基性杂岩有关的岩浆矿化，并存在多期热液活动叠加；Pb－Zn－Ag组合主要与岩浆热液成矿作用有关；W－Sn－Bi－Mo组合主要与酸性侵入岩或岩浆热液成矿作用关系密切.

3 地球化学异常特征

通过对综合异常、组合异常综合研究可知，不同的地质背景分布着不同的异常及异常组合，并表现出不同的分布规律.故依据地质背景、异常特征、空间分布规律将工作区综合异常划分为4个异常区（带）：孟克特－马尼特异常区、乌兰可－扎土异常带、阿德可里根门异常区、伊克异常区.

1）孟克特－马尼特异常区：位于东北部的孟克特－玛尼特地区，以Au类综合异常为主，次为Cu、Ni类综合异常.HS6、HS7、HS15、HS22异常在该区内，HS7主元素异常规模大，强度高（图3、表4）.

表4 HS7综合异常特征Table 4 Characteristics of HS7 integrated anomaly

图3 HS7综合异常剖析图Fig.3 Analysis of HS7 integrated anomaly

HS7综合异常呈北西西向展布，与中酸性岩分布吻合，主要与岩体有关.Au异常规模大，规模值高达27.25，异常点数为43；强度高，最大值为75×10－9，衬度为3.75，具三级浓度分带，异常清晰；Au在该地段分布极不均匀，变化系数为1.17，说明Au在该地段具有较大规模局部富集的可能.W、Bi、Mo异常规模大，规模分别为27.09、36.57、15.93；强度较高，均具有三级浓度分带；W、Bi、Mo套合性好，浓集中心明显；Bi在该地段

分布不均匀，变化系数为0.98，具有局部富集的可能.Au异常呈北东向展布，可能受北西向主断裂的次级断裂控制.W、Bi、Mo异常与北西向断裂展布方向一致.在地球化学剖面DH010中铜、金套合较好，存在多处高值点.因此该异常地段是寻找Au矿的有利地段，同时也具有形成W、Mo矿的潜力.

2）乌兰可－扎土异常带：位于乌兰可－扎土一带，呈北西向展布，以Cu、Ni类综合异常为主，其次为Au、Pb、Zn类综合异常.HS14、HS18、HS29等在该区内，Cr、Ni、Co、Cu、Au高背景带主要沿马尔争组与岩体的接触带分布，与岩浆热液有关，形成与基性岩有关的Cu、Ni矿.其中HS14的潜力最大（图4）.

图4 HS14综合异常剖析图Fig.4 Analysis of HS14 integrated anomaly

HS14异常以Cu为主，由Cu、Au、Zn、Hg、Ag、Mo、Bi、Cr、Ni、Pb、Co、Sn、As异常组成，元素组合复杂（表5）.Cu异常规模最大，高达244.00，异常点数为46个，达到边界品位（0.3%）的有5个，含量值分别为14 902×10－6、8 702×10－6、8 448×10－6、6 433×10－6、6 101×10－6；强度高，最大值为14 902×10－6，平均值为2 585.04×10－6，衬度为63.05；异常清晰，具有一个明显的浓集中心，与Au、Zn、Hg、Ag、Mo、Bi、Pb套合性很好；Cu在异常内分布极不均匀，变化系数为1.79，说明Cu在该异常内具有较大的局部富集成矿的可能.Au异常规模大，规模高达23.24；强度高，最大值为99.9×10－9，均值为26.82，衬度为8.94；异常清晰，具三级浓度分带；Au在异常内元素分布极不均匀，变化系数为1.27，说明Au在该异常内具有局部富集成矿的较大可能.Ag、Zn、Co、Mo异常规模大，强度高，异常清晰，在异常区分布不均匀，可能局部富集.该异常长轴方向为北西向，与断裂及岩脉展布方向一致，受断裂控制明显.推测该异常地段是寻找Cu矿的有利地段，同时可兼顾寻找Au、Mo矿.

表5 HS14综合异常特征Table 5 Characteristics of HS14 integrated anomaly

HS18异常以Ni、Cr为主，元素组合复杂.异常主要为Ni、Cr，由Ni、Cr、As、Sb、Hg、Bi、Co、Sn、Bi组 成（图5、表6）.Ni规模大，高达9.41，异常点数为10；强度高，异常清晰，最大值为691×10－6，衬度为3.75，具三级浓度分带；Ni、Cr、Co高值点重合，套合性好，有两个明显的浓集中心；Ni在异常内分布极不均匀，变化系数为1.37，说明Ni在该异常内具有较大局部富集成矿的可能.Cr异常规模大，规模值为6.04，异常点数为3；强度高，异常清晰，衬度为1.93，最大值为812×10－6，具三级浓度分带.该异常总体呈北西向展布，Cr、Co、Ni异常在异常区西北部呈北东向展布，可能由北东向次级断裂控制.推测该异常地段是寻找Ni矿的有利地段.在踏勘检查过程中发现一处镍矿化点，赋存于硅化白云岩中，断续延伸约400 m，厚30～40 m，与围岩呈断层接触关系.针对该异常布设1∶10 000地球化学综合剖面，结果显示，铜、镉、镍套合较好，存在多个高值点，镉最大异常值大于1 000×10－6，镍最大值大于500×10－6，高值与硅化白云岩对应.刻槽样结果显示，Ni最高达0.11%，Cr最高达0.12%.

表6 HS18综合异常特征Table 6 Characteristics of HS18 integrated anomaly

图5 HS18综合异常剖析图Fig.5 Analysis of HS18 integrated anomaly

HS29异常以Ni为主，由Ni、Cr、Co、Hg、Sb、Cu、Zn、As异常组成，局部有Au、Mo异常显示（图6、表7）.Ni异常规模大，高达62.81，异常点数94个；强度高，异常清晰，最大值为992×10－6，衬度为3.68，具三级浓度分带；Ni在异常内分布极不均匀，变化系数为1.15，说明Ni在该异常内具有较大局部富集成矿的可能.Cr、Co异常规模大，分别为40.75、20.35；强度高，衬度分别为2.63、1.61，分别具有三级、二级浓度分带；Cr在该异常地段分布不均匀，变化系数为0.87，说明Cr在该地段可能局部富集；Ni、Cr、Co套合性好，浓集中心明显.异常总体呈近东西向带状展布，与构造线展布方向一致，受断裂控制明显；在异常东部，展布明显呈北东向，推断该处可能有隐伏断裂.推测该异常可能为矿致异常，该地段为寻找Ni矿的有利地段.针对此异常平行布设1∶10 000地球化学综合剖面，结果显示区内镉、镍元素套合较好，存在多个高值点，铜、镉最大值大于1 000×10－6，镍最大值大于500×10－6，高值基本对应硅化白云岩.经综合研究择优布设了探槽工程，结果显示镍最大值为0.19%.

表7 HS29综合异常特征Table 7 Characteristics of HS29 integrated anomaly

图6 HS29综合异常剖析图Fig.6 Analysis of HS29 integrated anomaly

3）阿德可里根门异常区：位于东北部的塔斯日哈乌兰郭勒－阿德可里根门地区，北西走向.主要为Pb－Zn类综合异常，HS11、HS12、HS17丙类异常位于该区内，与北西向断裂方向一致，与断裂有关.

4）伊克异常区：位于西北部的古尔文浩尔渴－伊克地区，主要为Au类综合异常.HS1丙类异常位于该区内，主元素异常规模小，强度较低，成因不明.

4 成矿远景区

在水系沉积物地球化学异常排序及对主要异常推断、解释的基础上，结合区域地质成矿条件、物探和矿化特征，研究区内优选了4处成矿远景区，分别为科德日特－巴嘎哈尔散金铜多金属成矿远景区、查干热格沟铜多金属成矿远景区、乌兰可镍多金属成矿远景区和马尼特沟南铁镍多金属成矿远景区.

1）科德日特－巴嘎哈尔散金铜多金属成矿远景区

该远景区分布于科德日特至巴嘎哈尔散一带，处于布青山蛇绿构造混杂岩带内，面积约32 km2.有大面积晚三叠世石英闪长岩（δοT3）分布，在布青山蛇绿构造混杂岩带中分布北西向花岗岩脉和英安岩岩块，石英闪长岩体中分布北西向花岗岩脉.断裂构造在该处较为发育，主要为北东走向的逆断层和韧性剪切带.远景区中有HS7、HS6两个异常.HS7异常区内已发现1处Au矿点，并圈定10条Au矿体，2条Au－Cu矿体，Au的平均品位为8.63×10－6，Cu的平均品位0.82%.矿体主要赋存在构造碎裂岩、含石英脉破碎蚀变岩及断层泥中.矿石破碎且普遍发生角岩化、绿泥石化、硅化、高岭土化、黄铁矿化等.此外，地表、近地表矿石发生氧化，形成褐铁矿、孔雀石等.矿化受构造控制明显，可能意味着该处矿床类型为构造蚀变岩型.综合分析可知，该处寻找构造蚀变岩型Au－Cu多金属矿床的前景较好.

2）查干热格沟铜多金属成矿远景区

该远景区分布于查干热格沟至伊克哈尔散一带，地处布青山蛇绿构造混杂岩带内，面积约42 km2.在构造混杂岩带中出露玄武岩块体、花岗岩脉、辉石岩岩块，在异常区东部出露晚寒武世—早奥陶世花岗闪长岩（γδ C4－O1），发育北西—北西西向逆断层和韧性剪切带.远景区中有HS5、HS14等6个综合异常，以HS14的潜力最大.异常查证过程中新发现1处铜矿化点，Cu品位0.33%～0.60%，平均品位0.46%，Ni最高值为1783×10－6，Co最高值为176×10－6.赋矿岩性为灰黑色磁铁蛇纹岩，岩石蛇纹石化、硅化、褐铁矿化、孔雀石化发育.地面高磁工作显示，异常分布与高磁异常范围吻合.综合分析，该区具有热液蚀变型铜矿的找矿前景.

3）乌兰可镍多金属成矿远景区

该远景区分布于乌兰可至查汗额热格东一带，处于布青山蛇绿构造混杂岩带内，面积约24 km2.区内构造发育，西南部发育一条北西向断裂，中部有一条北西西向逆断层，该断裂的次级断裂可能控制异常分布.远景区内有HS18、HS25等3个综合异常，HS18的潜力最大.对HS18进行异常查证中，发现1处Ni矿化点，主要赋存在基性－超基性岩石中，与Cr、Co等元素套合较好，并圈定Ni矿化体1处.综合分析，该区具有寻找岩浆岩型Ni多金属矿床潜力.

4）马尼特沟南铁镍多金属成矿远景区

该远景区分布于马尼特沟南，地处布青山蛇绿构造混杂岩带内，其北侧出露奥陶纪英云闪长岩（γδοO2），面积约45 km2.异常内北西西向断裂发育，有3组断裂均穿过异常，沿断裂有基性、超基性岩出露.远景区内有HS29、HS35两个综合异常.异常区内有1处铬铁矿化点，矿化产在蚀变超基性岩中.异常查证过程中，在硅化白云岩中发现2处镍矿化线索，Cr、Ni、Co含量普遍较高，可能与基性－超基性岩有关.通过填图和探槽揭露发现多处镍矿化线索，镍矿化赋存于硅化白云岩中，呈浸染状－稀疏浸染状，白云岩以构造岩块的形式产出，在地表出露不连续，大致呈半圆形.邻区在超基性岩中发现有得力斯坦铜（铬）钴镍矿（化）点.综合分析，该区可能有岩浆岩型和热液蚀变型铁、铜多金属矿或者热液蚀变型镍矿之类存在.

致谢：本研究在野外采样过程中得到了中陕核工业集团地质调查院有限公司樊会民高级工程师、安兴高级工程师的悉心指导；审稿过程中，审稿专家提出了宝贵的修改意见.在此一并表示衷心感谢！