青海茫崖土房子沟地区地球物理、地球化学特征及找矿前景分析

李 磊，张海青，张庆元，薛 晟，晁海德，李桂花，李 青

(1.青海省第四地质勘查院，青海 西宁 810008； 2.青海省页岩气资源重点实验室，青海 西宁 810008；3.青海省水文地质工程地质环境地质调查院,青海 西宁 810001)

研究区位于茫崖市境内，属东昆仑(造山带)—石棉成矿带，祁漫塔格—都兰华力西期成矿亚带。自20世纪以来，前人在该区相继开展了不同类型、不同比例尺的地质、物化探及遥感工作，圈定多处水系沉积物综合异常，主元素以Au、Ag、Zn、Pb为主，结合1∶50 000高精度磁法测量及以往基础地质资料，划定了找矿靶区[1-2]。对区域地层、构造、岩浆岩等均有了一定的认识，并在研究区周边的小盆地、水泉子沟等地段均发现不等规模的Au、Cu、Zn矿(化)体多条，其成因类型以石英脉型、构造蚀变岩型为主[3]。但以往大多数为中小比例尺、大区域的地质矿产调查，而小区域和点上资料缺乏，且以往找矿工作侧重于寻找金矿及石油，矿种局限，使得该地区开发程度偏低，加之该区域不同阶段地质调查研究目的不尽相同，造成地质资料利用不系统，缺乏综合性评价成果。本文通过对该地区资料的再次开发，结合野外实地调查中取得的地质成果，对相关资料进行了对比整合、分析研究，为今后该地区地质找矿工作提供科学依据。

1 地质特征

1.1地层研究区出露地层(图1)有奥陶纪祁漫塔格群碎屑岩组，早石炭世石拐子组、大干沟组和第四系。碎屑岩组大面积出露于研究区中部及东北部，呈NW～SE向产出，岩性由硅质、泥质板岩、绢云粘土质板岩、(含砾)长石砂岩夹绿帘石片岩及少量基性火山岩等组成；石拐子组主要呈北北西向分布于奶头山一带，产出厚度较大，岩性以含鲕粒、砂屑的亮晶灰岩为主，与下伏地层碎屑岩组粗碎屑岩段呈角度不整合接触；大干沟组分布于奶头山一带，呈NW～SE向展布，岩性主要为生物碎屑砂屑灰岩，产腕足、珊瑚化石，与石拐子组呈断层接触。

图1 土房子沟地区地质略图

1.2岩浆岩研究区岩浆岩[4]主要分布在东北、西南部，长轴走向为北东向，以早二叠世中细粒黑云母二长花岗岩、晚三叠世中细粒花岗闪长岩为主，均侵入于祁漫塔格群碎屑岩组地层，侵入围岩热接触变质作用不明显。受后期构造应力作用，岩浆岩次生节理较发育，节理、裂隙面具绿泥石化、糜棱岩化蚀变。

1.3构造研究区内断裂构造总体呈北西南东向展布，以逆断层为主，主要可见7条断裂[4]。由北至南编号为F1～F7(表1)。其中二级断裂2条(F2、F5)，次级或层间断裂5条(F1、F3、F4、F6、F7)，特征见表1。

表1 研究区断裂特征表

1.4变质作用研究区变质岩主要分布于奥陶纪祁漫塔格群，为一套低级变质的绿色片岩系，变质作用类型属区域低温动力变质作用。祁漫塔格群变质碎屑岩中发育线状紧闭褶皱及北西向规模较小的强片理化带，韧性形变较强。从出露岩石来看，均为区域变质岩[5]，主要岩石类型为变质碎屑岩。

2 地球化学特征

图异常剖析图

HS8异常位于研究区西南角，呈似椭圆状分布，异常面积约0.68 km2。主元素为Au，伴生元素As、V、Fe2O3。Fe2O3与Au、As、V套合较好。异常主元素Au下限和峰值分别为3×10-9、6.5×10-9，二级浓度分带。异常内出露地层为奥陶纪祁漫塔格群碎屑岩组和第四系，该处早二叠世二长花岗岩侵入于奥陶纪祁漫塔格群中(图2)。该异常中发现构造破碎带SbⅣ、激电异常带HJD1，并圈定Au Cu复合矿化体1条，说明该异常为矿致异常。

图异常剖析图

HS9异常位于研究区东北角，呈不规则状分布，异常面积约2.4 km2。主元素为Ag，伴生元素Pb、Cu、Sb整体套合较好。主元素Ag下限和峰值分别为100×10-9、991×10-9。出露地层为奥陶纪祁漫塔格群碎屑岩组、石炭纪石拐子组、大干沟组及第四系。该地段见四条北西西走向的逆断层，且侵入岩发育，主要有泥盆世花岗闪长岩、闪长岩(图3)。该异常中圈定10处土壤异常(AP7中的Cu、Pb、Zn、Ag相对相互套合较好)，发现构造破碎带3条，并圈定Cu矿化体2条、Zn矿体1条，说明该异常为矿致异常。引起该异常的原因与接触交代作用和北西向断裂引起的热液活动有关。

2.2岩石剖面异常特征研究区在HS8及HS9水系异常中采用1∶2 000岩石剖面进行地表查证，特征见表2。各剖面中均出现成矿元素高值地段，其中在YP4剖面形成宽约30 m的Ag、As、Au、Bi、Cu、Pb、Zn异常段，成矿元素含量较高，且套合较好，并圈定金铜复合矿化体1条。

表2 岩石剖面异常特征

3 地球物理特征

在对研究区的岩矿石标本采集和电、磁物性测定的基础上，开展了磁法测量、磁法剖面测量、激电剖面测量工作。

3.1岩(矿)石磁、电物性特征研究区岩(矿)石磁性特征统计结果(表3)[6]。由表3可知，研究区中基性火山岩磁性较强，磁化率平均2 768.31×10-6×4 π·SI，剩余磁化强度达701.605×10-3A/m，在地表形成的强度较强，但规模较小，正负异常伴生，具跳跃性的地磁异常；辉橄岩磁化率较大，磁化率平均值达到20 203.35×10-6×4 π·SI，具有一定的剩余磁化强度，能引起较强的磁异常。砂岩和安山岩磁化率均在(268.82～450.44)×10-6×4 π·SI，花岗闪长岩磁化率平均值为133.13×10-6×4 π·SI，均呈现为弱磁性。总体来看，研究区内主要的磁异常与辉橄岩等基性超基性岩有关。

表3 磁性参数测定统计结果表

研究区岩(矿)石电性特征测定结果(表4)。由表4可知，研究区大部分岩石极化率均较小，砂岩、灰岩、安山岩和花岗闪长岩极化率平均值均小于1%，极化率变化不大，而辉橄岩极化率相对其它岩性较大，平均值可达4.05%，能引起明显的极化率异常。根据电阻率测定结果，灰岩和花岗闪长岩的电阻率较大，呈现高阻特征，而安山岩和辉橄岩等基性超基性岩的电阻率在本区呈现低阻。

表4 电物性参数测定统计结果表

综合磁物性和电物性参数测定结果，研究区主要的磁异常与辉橄岩等基性超基性岩有关，且辉橄岩极化率较高，最高能达到15.47%，说明部分辉橄岩中硫化矿物较为富集。

3.2磁法测量特征研究区1∶10 000高精度磁法[6]测量圈定5处磁异常。

主要异常C2特征：位于研究区中部，异常呈近东西走向的椭圆状，正异常幅值大部分均在+150nT左右，负异常幅值大部分均在-50nT左右，△T曲线较为平滑，结合激电剖面对异常区高精度磁测剖面进行了反演，见图4。根据高精度磁测剖面显示，剖面上△T南正北负，且南缓北陡；根据磁性体上激电剖面视极化率特征，剖面北段视极化率均在1%左右，此为视极化率背景值，剖面越往南，视极化率也越高，最高可达6%左右，且高极化率异常范围较宽，与反演得出的磁性体范围基本一致。根据反演结果推断，引起C2异常的磁性体往南西陡倾(异常体编号2，断面面积8 177.14 m2，走向NWW，沿走向长度约400 m)，顶部埋深推测在50 m左右，磁性体中含有一定的硫化矿物。特征表现为正负异常伴生磁异常、且磁异常处的激电特征呈现“低阻高极化”的磁异常。同理，对C5异常中的JD10和CP1进行反演，经对比研究，异常特征高度一致，且槽探工程发现的辉橄岩中均有镍、钴显示。综上所述，C2、C5磁异常及激电异常由岩浆熔离型硫化物矿引起的可能性极大，具有非常有利的寻找岩浆熔离型硫化物矿的找矿前景。

图4 C2磁异常区JD13激电CP3高精度磁测综合剖面图

图水系异常区视极化率视电阻率剖面平面图

3.3激电测量特征1∶5 000激电剖面主要针对研究区HS8综合异常，视极化率和视电阻率特征见图5。根据视极化率剖面平面图，视极化率大致以测线中部偏南为界，分成明显的两部分，南部视极化率均大于5%，北部视极化率基本均在3%以下，据此圈定高极化率异常带HJD1。该异常带走向近东西向，长约600 m、宽约210 m，异常东西方向均未封闭，视极化率极大值为15.52%，其它均在7%左右；根据电阻率剖面平面图，HJD1异常区视电阻率大多在200(Ω·m)左右，表现为中阻高极化特征。HJD1与SbⅣ对应较好，视极化率在构造蚀变带往南逐渐增大，最高能达到7.5%，而南部电阻率大多在300(Ω·m)左右。结合岩石剖面异常高值段在槽探工程中圈定了金铜矿化体，说明该异常带有寻找金多金属矿的潜力[7]。

综合分析高精度磁测异常，磁法剖面、激电剖面异常特征，并结合槽探工程验证结果，在研究区共划分了三处重点成矿预测区[6]，编号为CY1、CY2和CY3，见图6。

图6 综合解释及成矿预测示意图

CY1成矿预测区：位于研究区中部，面积约1.07 km2，处在1∶10 000高精度磁测C2磁异常区内。特征为正负异常伴生，激电异常显示为“低阻高极化”，视极化率可达7%左右，磁性体顶部埋深推测在60 m左右，因此，CY1是形成岩浆熔离型铜、镍等块状硫化物矿的成矿有利区[8]。

CY2成矿预测区：位于研究区南部，面积约0.29 km2，处在1∶10 000高精度磁测C5磁异常区内。特征为正负异常伴生，异常强度较大，激电异常显示为“低阻高极化”，视极化率可达10%左右，该处发现的强蚀变辉橄岩中均有镍、钴显示[9]。因此，CY2也是形成岩浆熔离型钴、镍等块状硫化物矿的成矿有利区。

CY3成矿预测区：位于研究区西南部，面积约0.12 km2。处在1∶10 000高精度磁测C3磁异常区内。特征为由正异常组成的线性异常带，且磁测结果表明该处为一断裂构造，激电异常显示为“低阻高极化”，视极化率大多均在7%左右，激电异常东西向均未封闭，据岩石剖面结果，该地段均有Au、Ag、As元素显示，故推断CY3是构造蚀变岩型Au、Ag及硫化矿的成矿有利区[10]。

4 矿(化)体特征

4.1破碎蚀变带特征：研究区发现破碎蚀变带4条，编号从北至南依次为SbⅠ、SbⅡ、SbⅢ、SbⅣ，圈定锌矿体1条，金铜矿化体多条，特征见表5。

表5 蚀变带特征一览表

SbⅠ位于研究区中部的HS9异常中，呈北西向展布，与土壤异常AP1、AP3、AP4、AP7套合较好。该蚀变带整体具褐铁矿化，呈焦黄色，分布不均匀。顶底板岩性均为砂屑灰岩，具硅化，偶见赤铁矿化，沿裂隙见碳酸盐化。TC2中见孔雀石沿岩石表面呈星点状分布，圈定出铜矿化体Cu1-1；TC5中见闪锌矿沿岩石裂隙呈星点状、细脉状(脉宽约2 mm)不均匀分布，圈定出锌矿体ZnⅠ。

SbⅡ位于HS9异常中，呈北西向展布，与SbⅠ平行，与AP2、AP6、AP8土壤异常套合较好。带内岩石呈碎裂状，蚀变分布不均匀，偶见由构造引起的小揉皱。TC3、TC8中见沿裂隙面和石英脉表面呈星点状不均匀分布的孔雀石，圈定出铜矿化体Cu2-1。顶底板岩性均为蚀变较弱的同类岩石，蚀变以弱碳酸盐化、褐铁矿化为主。

SbⅢ位于HS9异常中。蚀变带沿AP2土壤异常长轴方向呈北西向展布，与SbⅠ、SbⅡ近平行。带内岩石蚀变较强，多呈碎裂状，局部呈粉末状，黄褐色。顶底板岩性均为砂屑灰岩，无明显矿化蚀变。

SbⅣ位于研究区HS8中，呈北西向展布。带内岩石呈黄褐色碎裂状，主要由断层泥及构造角砾组成，角砾成分多为蚀变安山岩，呈棱角状，局部沿裂隙面见黄铜矿呈星点状不均匀分布，与顶底板断层接触。顶底板岩性均为蚀变安山岩，局部见褐铁矿化、高岭土化、绿泥石化、硅化等。TC1中圈定出金矿化体Au4-1和铜矿化体Cu4-1。

4.2矿体特征通过研究分析，在研究区圈定出闪锌矿矿体ZnⅠ[11]。ZnⅠ位于SbⅠ东段AP7土壤异常浓集中心(峰值达3 834×10-6)，长度约200 m，品位0.87%，真厚度1.12 m。赋存于黄褐色构造破碎带中，岩石具强褐铁矿化，高岭土化，呈粉末状、土状，局部岩石呈蜂窝状，原岩无法辨识，与顶底板断层接触。顶板岩性为硅化砂屑灰岩，呈碎裂状，偶见有宽约2～5 cm的石英脉沿裂隙充填，裂隙面偶见褐铁矿化，岩石表面局部见赤铁矿化，呈暗紫红色，接触面产状15°∠48°；底板岩性为砂屑灰岩，多见宽约2～3 mm的石英脉杂乱分布，具硅化，局部呈碎裂状，裂隙面多见碳酸盐化，接触面产状35°∠45°。

4.3矿化体特征研究区圈定4条矿化体[12]，其中铜矿化体2条、金铜复合矿化体1条、金铜钴矿化体1条，特征见表6。

表6 矿化体特征一览表

4.4围岩蚀变在研究区SbⅠ中圈定了1条锌矿体，赋存于黄褐色构造破碎带中，围岩为硅化砂屑灰岩，矿体与围岩界线明显；SbⅠ和SbⅡ圈定的铜矿化体赋矿岩性均为碎裂长石石英砂岩，围岩为碎裂的同类岩石，二者无明显界线[13]。围岩蚀变主要有褐铁矿化、硅化、高岭土化、碳酸盐化及少量孔雀石化。SbⅣ中的金铜矿化体产于强褐铁矿化的构造破碎带中[10]，带内岩石主要为断层泥和构造角砾，角砾岩性为蚀变安山岩，具强褐铁矿化，高岭土化、硅化等，裂隙面多见碳酸盐化，偶见星点状黄铜矿化，矿化蚀变极不均匀，围岩为矿化蚀变减弱的同类岩石，无明显界线。总体来说矿化蚀变的强度与矿(化)体的规模及品位高低有直接联系，蚀变越强则矿(化)体品位越高。即为正相关关系。

5 找矿标志

(1)岩性标志。区内发现的金铜锌矿(化)体，主要赋存于构造破碎带或长石石英砂岩、蚀变安山岩中，故具褐铁矿化、孔雀石化、黄铜矿化、高岭土化、硅化等矿化蚀变的岩石是本区寻找金铜锌矿的岩性标志。另外，对岩浆熔离型硫化物矿的寻找，首先要有超基性的岩体的存在。

(2)构造破碎带标志。构造破碎带是本区寻找金属矿产有利标志，尤其是具褐铁矿化、孔雀石化、黄铜矿化以及高岭土化、硅化等矿化蚀变较强地段。故矿化蚀变强且与构造破碎带套合较好的地段是区内最直接找矿标志[14]。

(3)化探标志。1∶10 000土壤测量在研究区的HS9化探综合异常区圈定了10处土壤异常，各元素异常套合较稳定；在HS8异常通过1∶10 000土壤剖面测量和1∶2 000岩石剖面测量，发现了异常高值地段，通过槽探工程验证在异常中已证实有矿(化)体存在的事实，说明化探异常是本地区间接找矿标志，尤其是化探异常高值段与构造破碎带位置套合地段，找矿效果更好。

(4)物探标志。通过1∶10 000高精度磁法测量、1∶5 000激电中梯剖面测量以及1∶2 000高精度磁法剖面测量等物探工作，在研究区内圈出激电异常带和成矿预测区。部分物探异常经槽探工程验证，发现了多金属矿(化)体，因此物探工作发现的异常地段亦是区内间接的找矿标志。

6 讨论与结论

土房子沟地区地处东昆仑成矿带，成矿条件优越，但长期以来找矿成果不突出，一方面是因为以往找矿工作侧重于寻找金矿及石油，而忽视对多金属矿产的调查[14]，另一方面该地区矿产研究工作局限于小区域和地表找矿[3]，加之该地区属高山荒漠区，地表覆盖厚且广，虽然在物化探异常明显的地表发现了多处矿(化)体[6]，但单一的槽探工程深度难以达到预期效果，矿(化)体的空间位置不明，致使找矿工作未取得突破性进展。因此，建议在该地区应加强综合找矿力度，重视多金属矿种，利用找矿新技术[15]，采用地表槽探工程查证与深部钻探工程验证相结合的方法开展地质找矿工作。通过本次研究分析，结合区域地质背景及成矿条件，在HS9、HS8浓集中心分别圈定和发现一定规模、品位的铜矿化体、锌矿体及具金铜矿化的构造破碎带，研究认为该两处矿致异常，是找矿工作前提条件。其中在研究区圈出了成矿预测区3处，CY2发现的超基性岩体中圈出低品位钴矿化体，为寻找岩浆熔离型矿提供了有利依据，同时在CY3圈出构造蚀变岩型的金铜复合矿化体，更具找矿空间。

综上所述，研究区地、物、化成矿因素套合较好、矿种多，且地表已经发现了多处金、铜、锌、钴矿(化)体等成矿事实，故研究区深部赋存矿体的可能性极大，具备较好的找矿前景。建议在分析现有地质、物化探资料及圈定的矿(化)体特征的基础上，利用以深部钻探工程验证为主，地表槽探工程查证为辅，二者相结合的方法有利于土房子沟地区地质找矿工作。