青海柴北缘采石沟地区地球化学特征及找矿潜力
2023-06-02彭涛靳杨李豪杨昆
彭涛 靳杨 李豪 杨昆
摘要：通过在采石沟地区开展1∶2.5万地球化学测量工作，测试21种元素，总结元素富集和离散特征，采用R型聚类分析研究元素相关性，确定异常下限，圈定86处综合异常。结合成矿地质背景、地球化学异常展布状态、找矿前景和找矿难易程度，采石沟地区圈出5处找矿远景区，对找矿远景区进行了找矿潜力评价，并择优对找矿远景区实施工程验证，圈出了矿（化）体，取得了找矿突破，表明采石沟地区具有良好的找矿潜力。
关键词：采石沟地区;地球化学测量；找矿远景区；工程验证；找矿效果；找矿潜力
中图分类号：P632 P618.51文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
文章编号：1001-1277（2023）03-0074-07doi：10.11792/hj20230315
采石沟地区位于柴达木盆地西北缘，阿尔金山脉南坡，山势雄伟，侵蚀切割剧烈，多悬崖峭壁，导致以往地质工作程度较低，综合资料较少，找矿成果一般。采石沟地区为干旱半干旱—高寒山区景观区，风成砂和碎石发育较广泛，利用1∶1万地化剖面测量或1∶1万土壤测量均无法准确查证1∶5万水系沉积物异常，而1∶2.5万地球化学测量具有精准确定异常源、防止大面积异常查证时漏矿的优点，成为近年来广泛应用的找矿方法［1-5］。在前人地质工作的基础上，利用1∶2.5万地球化学测量，进一步圈定异常并综合分析异常特征，划分找矿远景区，在初步异常查证的基础上探索下一步找矿方向。
1 研究区地质特征
研究区位于新元古代—早古生代赛什腾—锡铁山—哇洪山缝合带（Ⅰ8）与中—新生代柴达木陆块（Ⅰ9）之柴达木后造山磨拉石前陆盆地（Ⅰ9-1）的结合部位［6-7］（见图1-A），构造变形强烈，表现为十分发育的断裂及强烈的褶皱，主体构造线方向为北东东向。岩浆活动既有扩张期的基性岩浆喷发与侵入，也有同造山期的大规模中性、酸性岩浆喷发与侵入，具有良好的成矿地质条件。
研究区地层发育不完整，地层总体呈北东东向展布，主要为古元古界达肯大阪岩群（Pt1）、寒武系—奥陶系滩间山群（—O）、侏罗系大煤沟组（J）、白垩系犬牙沟组（K）、新近系油砂山组（N）及第四纪（Q）［8］（见图1-B）。
研究区褶皱集中分布于北部平顶山、南部阿克提山一带，以向斜为主，规模不等，褶曲形态不一，多被后期断裂不同程度切割、破坏而形态不完整；断裂主要为野马滩—白石头沟断裂、阿克提山大沟—红水沟断裂2条主干断裂，以及主干断裂派生的次级断裂，这些断裂形成了研究区的构造格架。在此构造格架下，形成有利于岩浆上升的通道和场所，促进成矿元素的运移、富集，形成有价值的矿产及找矿远景区。
研究区岩浆活动强烈，侵入时代主要集中于加里东期，岩性从超基性→基性到酸性均有产出，主要为辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩及花岗岩。岩体较大的有平顶山辉长岩体、阿卡腾能山二长花岗岩体，均呈北东向—南西向展布于主要断裂边缘。
2 地球化学特征
2.1 样品采集与分析测试
研究区总面积为565 km2，除去残山区及剥蚀戈壁和少量浅切割丘陵区150 km2，可开展1∶2.5万地球化学测量的面积为415 km2。研究区北高南低，地形复杂、陡峭，采样以水系沉积物为主，采用一点多坑法，在采样点沿水系上下20～30 m进行多点采样；在碎石流覆盖水系中无法采集水系沉积物样品时，以汇水域两侧山坡3～5个点采集近基岩面上的残坡积物质代替。样品粒度为10目至60目［9］，共采集样品8 393件，采样密度20.2 件/km2，分析21种元素，分别为Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Sn、Bi、Mo、Cr、Co、Ni、La、Y、Nb、Th、U、Rb。
2.2 元素丰度特征
研究区元素丰度见表1。由表1可知：相对于省均值而言，研究区Mo、Co、Cr、Ni、Cu、U等元素丰度大于1.20，且Mo元素丰度达1.68，说明上述元素在研究区背景值较高；Zn、Sn、Au、Pb、Nb、Y、Bi、Th等元素丰度为0.88～1.12；Rb、Ag、Sb、W、As、La等元素丰度相对偏低，为0.75～0.84；Hg元素丰度明显偏低，仅为0.44。
2.3 元素富集和离散特征
研究区内各元素原始数据的变异系数（Cv1）和背景数据变异系数（Cv2）分别反映2类数据集的离散程度，Cv1/Cv2值反映背景拟合处理时离散值的削平程度。研究区各元素变异系数解释图见图2。
1）Sn、As、Hg、Sb、Au、Bi落入右上方的区域③，原始数据变异系数大，高强度数据突出，且离群子集很多，特高值削平程度强烈，显示富集成矿的可能性较大。
2）Ag、Cr、W、Ni、Mo、Cu、Co、Nb落入中间区域②，离群数据较多，特高值削平程度中等，显示有一定成礦的可能性。
3）U、Rb、Th、La、Y、Zn、Pb落入左下方区域①，元素主要为放射性、稀土元素和中温热液元素，该区域内原始数据变异系数小，整体含量变化幅度不大，富集不明显，成矿的可能性较小。
2.4 R型聚类分析
为探讨元素间组合关系，揭示研究区经历的主要地质作用，了解主要地质环境中元素聚合趋势和成因联系，对21种元素的原始数据进行R型聚类分析，结果见图3。
由图3可知：当相关系数为0.25时，元素明显分为4簇。第一簇（Ⅰ）为Ni、Cr、Co、Cu，反映为与基性辉长岩和中性闪长岩有关的元素组合。第二簇（Ⅱ）为单一Y元素，显示该元素成因上相对独立。第三簇（Ⅲ）元素组合众多，当相关系数为0.35时，可将其分成4个亚簇，分别是Au、As、W、Mo（Ⅲ-1），Th、Rb、La、U、Nb、Sn（Ⅲ-2），Bi（Ⅲ-3）及Pb、Zn（Ⅲ-4）。第四簇（Ⅳ）为Ag、Sb、Hg，当相关系数为0.35时，可将其分成2个亚簇，分别为Ag、Sb（Ⅳ-1），Hg（Ⅳ-2）。结合元素亲和关系、异常分布及套合情况，Au-As-Sb-Hg异常组合从出露地层来看，主要位于滩间山群地层中，多与中酸性岩体接触，明显受构造破碎带控制，显示热液活动强烈，其高值区域具有寻找热液构造蚀变岩型金矿床的潜力。
2.5 综合异常特征
在对研究区21种元素进行地球化学特征分析及主要成矿元素成矿潜力估计的基础上，按照各元素异常下限，考虑区域构造方向、地质单元分布、汇水域特征等因素，采用人机圈绘方式圈定单元素异常。将异常套合好、元素组合与矿产或地质体关系密切的多个单元素异常重叠区圈定为综合异常，共圈定综合异常86处。其中，甲类综合异常3处，乙类综合异常16处，丙类综合异常67处。
3 找矿远景区及初步查证
3.1 找矿远景区的圈定
根据1∶2.5万地球化学测量成果，参考1∶5万区域矿产调查成果，结合研究区成矿地质背景、已知矿点、矿化点的空间分布规律、化探异常展布状态、找矿前景和找矿难易程度等划分找矿远景区［10-11］。
在研究区圈出5处找矿远景区（见图4），分别是采石沟金银A级找矿远景区（Ⅴ）、阿克提山大沟—红水沟金铜B级找矿远景区（Ⅳ）、野马滩金C级找矿远景区（Ⅱ）、平顶山铬镍C级找矿远景区（Ⅰ）、煤矿沟铬镍C级找矿远景区（Ⅲ）。
3.2 找矿远景区评价及工程验证
3.2.1 采石沟金银A级找矿远景区（Ⅴ）
该找矿远景区（见图5）位于研究区西南部采石沟一带，呈团块状；出露地层主要为滩间山群，构造较发育，以北东东向断裂为主，次级断裂有北西向断裂、北东向断裂，加里东期花岗闪长岩呈不规则状侵入，走向大致为北东向。
该找矿远景区圈出综合异常12处，其中甲类综合异常3处，分别为GA85（见图6）、GA84（见图7）、GA75;乙类综合异常3处;丙类综合异常6处。异常元素以Au、Ag为主，伴生元素有As、Sb、W、Mo、Cu等，Au最大值为296.0×10-9，Ag最大值为4 420.0×10-9，异常规模大，强度高，套合好，浓集中心明显，具有三级浓度分带，与滩间山群地层中的北东向断裂对应较好。
前人在综合异常GA85内发现了含矿带，通过工程验证，圈出49条矿体，矿体长20～293 m，厚1.0～6.7 m，金品位1.0～50.5 g/t［12］，对矿体进行了资源量估算，控制+推断金金属量共计1 328.21 kg［13］。
2018年，在综合异常GA84中发现了2条蚀变破碎带，其内存在多期次热液活动，发育石英细脉，含有较强褐铁矿化、黄钾铁矾化、硅化、高岭土化、碳酸盐化等。通过槽探工程对第一条蚀变破碎带进行地表揭露，圈出1条矿体，矿体长约300 m，厚1.1 m，金品位4.2 g/t；第二条蚀变破碎带采集的拣块样分析结果显示，金品位4.96 g/t，银品位11.5 g/t。
综合分析表明，该找矿远景区的滩间山群富含Au、Ag等金属元素，是重要的赋矿地层，断裂及岩浆热液活动为矿质萃取、迁移、富集和储存提供了良好的条件，具有寻找构造蚀变岩型金、银多金属矿的找矿潜力。
3.2.2 阿克提山大沟—红水沟金铜B级找矿远景区（Ⅳ）
该找矿远景区（见图8）位于研究区中南部柴水沟—红水沟一带，呈北东向条带状展布，出露地层为大煤沟组、滩间山群。断裂发育，主要为北东向、北东东向、北北西向断裂，且具有多期活动特点。加里东期花岗岩呈条带状侵入。
该找矿远景区圈出综合异常33处，其中乙类综合异常6处，丙类综合异常27处，综合异常以Au、Cu元素为主，伴生元素主要为Sb、Hg、As。其中，Au最大值为56.2×10-9，Cu最大值为306.0×10-6，异常套合较好，有一定规模和强度，具有三级浓度分带。在该找矿远景区内的GA57综合异常（见图9）中发现3条含矿带，通过槽探验证，发现3条矿体，矿体厚0.5～1.0 m，金品位6.70 g/t。
结合成矿条件，该找矿远景区内构造、岩浆岩活动具有多期性和多样性，较强烈的热液活动为矿质迁移、富集和储存提供了良好的成矿条件，具有寻找构造蚀变岩型金、铜多金属矿的找矿潜力。
3.2.3 野马滩金C级找矿远景区（Ⅱ）
该找矿远景区大致呈北东向条带状分布，出露地层主要为滩间山群。断裂发育，以北东东向断裂为主，具有多期活动特点。加里东期花岗岩呈北东向水滴状展布。
该找矿远景区圈出综合异常7处，其中乙类综合异常1处，丙类综合异常6处，综合异常以Au元素为主，伴生元素为Sb、As、Cu等，Au最大值为9.41×10-9，异常规模较大，强度较高，浓度分带达中带。
2018年，在该找矿远景区内的GA25综合异常发现1处金矿化点，采集的拣块样分析结果表明，金品位为0.25 g/t，后续实施的槽探验证未能圈出矿体。结合成矿条件，该找矿远景区的断裂具有寻找构造蚀变岩型金多金属矿的潜力。
3.2.4 平顶山铬镍C级找矿远景区（Ⅰ）
该找矿远景区呈北东向条带状分布，出露地层为滩间山群。构造以北东东向断裂为主。岩浆岩大面积出露，主要为加里东期辉长岩，呈条带状侵入滩间山群地层中。
该找矿远景区圈出以Cr、Ni为主的综合异常20处。其中，7处为乙类综合异常，其余为丙类综合异常，伴生元素主要为Cu、Co、Sb、As等。综合异常总体呈条带状，空间分布紧密，但浓集中心不明显。
3.2.5 煤矿沟铬镍C级找矿远景区（Ⅲ）
该找矿远景区呈北东向条带状分布，出露地层主要为达肯大阪岩群。断裂发育，以北东向断裂为主。岩浆岩小面积出露，主要为加里东期石英闪长岩，呈近东西向脉状展布。
該找矿远景区圈出综合异常5处，均为丙类综合异常，异常元素以Cr、Ni为主，伴生元素为Mo、Co、Cu、La、U等，综合异常形态总体为团块状，异常峰值较低，空间分布不规律，没有明显的浓集中心。
4 結 论
1）采石沟地区主成矿元素Au、As、Sb原始数据变异系数大，高强度数据突出，且离群子集很多，特高值削平程度强烈，显示富集成矿的可能性较大；Ag、Cr、W、Ni、Mo、Cu原始数据变异系数中等，高强度数据较多，且离群子集较多，特高值削平程度中等，显示有一定成矿可能性。
2）采石沟地区岩浆岩活动强烈，异常以Au、Ag异常为主，且展布方向与构造方向一致，具有强度高，规模大、各元素异常套合好的特点。
3）本次圈出5处找矿远景区。通过本次及前人实施的探矿工程，圈出多条具有较大规模和工业价值的矿体，证明采用的1∶2.5万地球化学测量工作方法十分有效，为后续寻找构造蚀变岩型金、银矿奠定了基础。
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Geochemical characteristics and prospecting potential of the Caishigou area
in the Northern Margin of Qaidam Basin，Qinghai Province
Peng Tao1，2，Jin Yang1，2，Li Hao1，2，Yang Kun1，2
（1.Qinghai Nonferrous Metals First Geological Exploration Institute;
2.Qinghai Key Laboratory of Concealed Ore Exploration）
Abstract：Through 1∶25 000 geochemical survey in the Caishigou area，21 kinds of elements were measured，the enrichment and dispersion characteristics of elements were summarized，the correlation of elements was analyzed by R-type cluster analysis，the lower limit of the anomalies was determined，and 86 comprehensive anomalies were deli-neated.In combination with the geological background of mineralization，distribution of geochemical anomalies，prospecting prospects，and the degree of difficulty in prospecting，5 prospecting prospect areas have been delineated in the Caishigou area.The prospecting potential of the prospecting prospect areas has been evaluated，and the best prospecting prospect areas have been verified by engineering.The ore （mineralization） bodies have been delineated，and a breakthrough in prospecting has been made，indicating that the Caishigou area has good prospecting potential.
Keywords：Caishigou area;geochemical survey;prospecting area;engineering verification;prospecting effect;prospecting potential
