甘肅昌馬地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)異常特征與找礦遠(yuǎn)景

劉永彪 李省曄 孔維瓊 李昱星

摘要：昌馬地區(qū)位于北祁連造山帶西段與阿爾金斷裂的交匯部位，斷裂非常發(fā)育，區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)金屬礦床主要為金礦床。為了實(shí)現(xiàn)找礦突破，在昌馬地區(qū)開展了1∶5萬水系沉積物測(cè)量。結(jié)果顯示：Au、As、Sb、Cu、Mn等元素相對(duì)富集，分異性好，成礦潛力大;元素組合可以分為4組，其中Au-Ag-As-Sb-Hg-Pb為典型的中低溫元素組合，反映研究區(qū)內(nèi)Au成礦過程中熱液活動(dòng)較為頻繁;圈定綜合異常34處，初步認(rèn)為其中6處成礦性較好，并優(yōu)選2處進(jìn)行了評(píng)價(jià)及異常查證;結(jié)合成礦地質(zhì)條件、成礦規(guī)律、異常查證結(jié)果等，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)4處，為研究區(qū)進(jìn)一步找礦指明了方向。

關(guān)鍵詞：地球化學(xué)特征;綜合異常;水系沉積物測(cè)量;找礦遠(yuǎn)景區(qū);昌馬地區(qū)

中圖分類號(hào)：TD15P596文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）03-0008-06doi：10.11792/hj20210302

昌馬地區(qū)位于北祁連加里東金、銅、鉛、鋅、鉻、鐵、鎢成礦帶內(nèi)[1-2]，該成礦帶構(gòu)造位置特殊，地質(zhì)特征復(fù)雜，已發(fā)現(xiàn)寒山金礦床、鷹嘴山金礦床、滴水山金礦床、陰凹大泉金礦床、車路溝金礦床等。區(qū)域內(nèi)開展過1∶20萬水系沉積物測(cè)量[3]，青石峽—陽凹大泉一帶開展過以Au為主成礦元素的1∶5萬水系沉積物測(cè)量。本次在昌馬地區(qū)開展1∶5萬水系沉積物測(cè)量，通過對(duì)研究區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征的綜合研究，圈定地球化學(xué)異常，并進(jìn)行簡(jiǎn)要異常查證，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)，以期為下一步找礦提供地球化學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置特殊，以阿爾金斷裂為界，大部分位于秦祁昆造山系—北祁連弧盆系—走廊南山島弧內(nèi)，局部位于塔里木陸塊—敦煌地塊—阿爾金北陸核內(nèi)。

研究區(qū)各時(shí)期地層均有出露，地層總體展布方向?yàn)楸蔽魑飨?，與北祁連總體構(gòu)造線方向基本一致（見圖1）。其中，中—上寒武統(tǒng)黑茨溝組（∈2-3h）、下奧陶統(tǒng)陰溝群（O1Y）、中奧陶統(tǒng)中堡群（O2）、上奧陶統(tǒng)扣門子組（O3k）、上志留統(tǒng)泉腦溝山組（S3q）出露面積較大，也是研究區(qū)主要含礦地層[4]。

研究區(qū)以發(fā)育北西西向、北東向及近東西向構(gòu)造為特征。其中，北西西向及近東西向區(qū)域性斷裂控制了地層的展布，多為地層界線，同時(shí)具有一定的儲(chǔ)礦、導(dǎo)礦作用;北東向斷裂一般對(duì)礦體破壞較大，但阿爾金斷裂與金成礦作用關(guān)系密切。受多期次構(gòu)造活動(dòng)和褶皺造山作用影響，古生界地層中發(fā)育多條北西西向展布的褶皺。

研究區(qū)內(nèi)基性、超基性和中酸性侵入巖均有出露，且中酸性侵入巖分布范圍較廣。巖性主要有石英二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、英云閃長(zhǎng)巖、黑云母花崗巖等。侵入巖一般規(guī)模不大，多呈巖株、巖枝或巖脈狀分布，走向和區(qū)域構(gòu)造線一致，呈北西向、北西西向斷續(xù)條帶狀展布，嚴(yán)格受構(gòu)造控制。

2水系沉積物樣品采集

研究區(qū)主要分布在半干旱高寒山區(qū)及其邊緣地帶，海拔2000～3500m，山勢(shì)陡峻，地形切割強(qiáng)烈，溝谷縱橫，相對(duì)高差500～1000m。水系沉積物主要由礫石、巖石碎屑、亞黏土組成，成礦元素主要富集在巖石碎屑中。本次在研究區(qū)開展的1∶5萬水系沉積物測(cè)量，測(cè)量面積1200km2。采樣點(diǎn)主要布置在一級(jí)水系中，其次為二級(jí)、三級(jí)水系，水系沉積物測(cè)量采樣粒級(jí)-10目至+80目，采樣深度10～30cm，共采集樣品6273件，平均采樣密度5.22點(diǎn)/km2。對(duì)樣品中17種元素進(jìn)行了分析，包括Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、W、Sn、Cd、Mo、Cr、Ni、Co、Mn。

3水系沉積物地球化學(xué)特征

3.1元素含量特征

本次應(yīng)用GeoIPAS3.2軟件對(duì)研究區(qū)水系沉積物樣品中17種元素的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表1。

由表1可知：Au、Ag、As、Sb、Cu、Zn、Co、Ni、Mo、Sn、Mn等元素平均值均大于背景值，其中Au元素平均值是背景值的2.43倍;Au、As、Sb、Bi、Ag、Cu、Ni、Cr、Pb、Mn、Cd元素濃度克拉克值>1.00，顯示相對(duì)富集，而Hg、Zn、Co、Mo、Sn、W元素濃度克拉克值<1.00，顯示相對(duì)分散;Au元素變異系數(shù)大于2.00，說明該元素成礦可能性較大，變異系數(shù)為1.00～2.00的元素為Ag、Hg、Bi、Pb、Ni、Mo、Cr，說明這些元素分異較強(qiáng)，成礦潛力有限。

綜上所述，Au元素顯示出極強(qiáng)的富集性。此外，通過對(duì)元素在各地層中富集系數(shù)的統(tǒng)計(jì)，Au元素在黑茨溝組、陰溝群地層中富集較強(qiáng)，表明黑茨溝組、陰溝群是重要的含礦地層。

3.2元素組合特征

對(duì)研究區(qū)內(nèi)水系沉積物樣品中的17種元素的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，利用元素相關(guān)性、聚類分析研究元素組合特征，為分析元素組合特征提供依據(jù)[5]。

元素相關(guān)性分析結(jié)果（見表2）表明：Au與Ag元素相關(guān)系數(shù)為0.259，顯示出較強(qiáng)的正相關(guān)性;As與Sb元素相關(guān)系數(shù)為0.508，顯示出較強(qiáng)的正相關(guān)性，且這2種元素常與Hg元素組成典型的低溫元素共生組合;Co與Ni、Co與Zn、Co與Cu、Pb與Ag相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)為0.525～0.568。

為闡明劃分元素組合依據(jù)，采用了R型聚類分析，結(jié)果見圖2。根據(jù)元素聚類次序，元素組合大致可以分為4組：第一組為Co-Ni-Cr-Cu-Zn-Mn，為中溫元素組合，通常與中基性火山巖有關(guān)，反映了中基性火山巖巖漿活動(dòng)與構(gòu)造活動(dòng)的疊加特征;第二組為W-Sn-Bi，為高溫?zé)嵋涸亟M合，主要與高溫?zé)嵋夯顒?dòng)和酸性巖漿活動(dòng)有關(guān);第三組為Au-Ag-As-Sb-Hg-Pb，為典型的中低溫元素組合，與多期次熱液活動(dòng)和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊加有關(guān)，說明研究區(qū)內(nèi)Au成礦過程中熱液活動(dòng)較為頻繁;第四組為Cr-Mo，為高溫元素組合，與超基性巖關(guān)系密切。

4水系沉積物異常特征及查證

根據(jù)1∶5萬水系沉積物測(cè)量結(jié)果，圈定綜合異常34處，初步認(rèn)為AS-8、AS-9、AS-14、AS-17、AS-26、AS-34等6處綜合異常成礦性較好，優(yōu)選具有代表性的AS-8、AS-9綜合異常進(jìn)行特征描述。

綜合異常AS-8：位于牛毛泉東側(cè)，與寒山金礦床、滴水山金礦床位于同一斷裂帶中，異常面積為3.7km2，呈橢圓狀北東向展布，元素組合為Au-As-Hg-Zn-Pb-Cr-Mo-Sn-W-Cd，主成礦元素為Au（見圖3、表3）。Au元素異常面積較大，具有明顯的三級(jí)濃度分帶，含有3個(gè)極大值點(diǎn);Au與As元素異常套合較好，但As元素異常僅見外帶，規(guī)模較小。Pb與Zn元素異常套合較好，位于綜合異常中南部，Pb元素異常面積較大，具有異常外、中帶，Zn元素異常僅具外帶。W、Sn、Mo、Cd元素異常位于南部，具有外、中帶，但異常面積較小。

該綜合異常內(nèi)出露地層為陰溝群、妖魔山組、石炭系羊虎溝組及第四系，其中陰溝群為主要含礦地層，該地層分布在綜合異常中部，呈狹長(zhǎng)帶狀北西西向展布，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，巖性為淺綠灰色安山質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r、安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r等;近東西向斷裂極為發(fā)育，沿?cái)嗔哑扑閹r石劈理極為發(fā)育，片理化、石香腸、拉伸線理等脆韌性構(gòu)造變形體普遍發(fā)育，東西向斷裂為導(dǎo)礦控礦構(gòu)造。

該綜合異常元素組合較好，單元素異常套合好，發(fā)育三級(jí)濃度分帶，并形成礦體。在初步進(jìn)行異常查證過程中發(fā)現(xiàn)了2條礦化蝕變帶，蝕變類型主要為硅化、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化，與礦化最為密切的為硅化、黃鐵礦化。通過撿塊分析，樣品Au品位為2.60×10-6。隨后通過詳細(xì)查證，圈定金礦體6條，賦礦巖石為黃鐵絹云巖化凝灰?guī)r，頂?shù)装鍑鷰r為安山質(zhì)凝灰?guī)r，礦石類型為黃鐵絹云巖化凝灰?guī)r型，礦石具有包含（裹）結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)，浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造。

綜合異常AS-9：位于陰凹大泉金礦床東側(cè)，異常面積為2.23km2，呈不規(guī)則狀北西向展布，元素組合為Au-Ag-Cu-Mo-Cd（見圖4、表4），主成礦元素為Au、Cu。Au元素異常規(guī)模較大，具有明顯三級(jí)濃度分帶，極大值為111.83×10-9;Cu元素異常規(guī)模較小，位于綜合異常南部，極大值為240.75×10-6，Au、Cu元素異常濃集中心套合較好;Ag元素異常規(guī)模較大，位于綜合異常中部，極大值為294.37×10-9，極大值位置與Au元素一致;Mo元素異常規(guī)模較小，不具有分帶性。

該綜合異常內(nèi)出露地層為中堡群，巖性為粉砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)絹云板巖等，其中穿插多條石英脈，石英脈走向近東西，寬0.5～2.1m，延伸最大約500m，發(fā)育黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化，局部發(fā)育孔雀石化。該綜合異常東部及北部出露英云閃長(zhǎng)斑巖，區(qū)域上英云閃長(zhǎng)斑巖與中堡群砂巖、板巖接觸部位的斷裂內(nèi)多可見含金石英脈。該綜合異常內(nèi)斷裂發(fā)育，主要為中部的東西向斷裂與東部的北東向平移斷裂。

石英脈發(fā)育硅化、黃鐵礦化、孔雀石化，表明該綜合異常是由熱液作用引起的，含礦成分富集為構(gòu)造改造后熱液填充。通過詳查，共發(fā)現(xiàn)石英脈9條，初步圈定石英脈型金礦（化）體4條，寬0.5～2.1m，長(zhǎng)100～500m，金品位0.5×10-6～14.3×10-6，石英脈普遍發(fā)育絹英巖化、孔雀石化，局部可見鉛鋅礦化呈星點(diǎn)狀分布。礦石類型為絹英巖化黃鐵礦化石英脈，石英脈表面可見明顯呈星點(diǎn)狀分布的黃鐵礦、黃銅礦，裂隙處見薄膜狀孔雀石化，石英脈走向多與東西向斷裂一致，受構(gòu)造影響較為明顯。

5找礦遠(yuǎn)景

在圈定綜合異常的基礎(chǔ)上，結(jié)合成礦地質(zhì)條件、成礦規(guī)律、異常查證結(jié)果等，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)4處[4]（見圖1）。

5.1紅口子—車路溝Au、Cu找礦遠(yuǎn)景區(qū)

紅口子—車路溝Au、Cu找礦遠(yuǎn)景區(qū)位于紅口子—車路溝一帶，呈東西向多邊形展布，長(zhǎng)約16km，寬5.5km，面積65km2。

該遠(yuǎn)景區(qū)主要出露扣門子組、泉腦溝山組、旱峽組、羊虎溝組、大黃溝組、紅泉組等地層，各地層間呈斷裂接觸;侵入巖較發(fā)育，規(guī)模較大的為車路溝巖體，巖性以英云閃長(zhǎng)斑巖和英安斑巖為主，北部志留系地層中的二長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖呈東西向巖墻狀侵入。斷裂極為發(fā)育，主要為近東西向斷裂和北東向斷裂，北東向斷裂為后期與成礦作用有關(guān)的斷裂。受斷裂改造作用影響，各地質(zhì)體破壞強(qiáng)烈，巖石中普遍發(fā)育片理化，蝕變較強(qiáng)，主要發(fā)育絹云母化、綠泥石化等。該遠(yuǎn)景區(qū)已發(fā)現(xiàn)車路溝金礦床、車路溝西金礦床、昌馬金礦床、車路大板金礦床、紅口子銅礦床等。

綜合異常AS-1、AS-6、AS-7、AS-10呈串珠狀展布，結(jié)合成礦地質(zhì)背景、地球化學(xué)異常、遙感及地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查等綜合信息，認(rèn)為該遠(yuǎn)景區(qū)金成礦條件十分有利，銅也具有較好的成礦條件和前景，主攻礦床類型為低溫低硫熱液型金礦床、砂巖型銅礦床。

5.2陰凹大泉—二家臺(tái)南Au找礦遠(yuǎn)景區(qū)

陰凹大泉—二家臺(tái)南Au找礦遠(yuǎn)景區(qū)位于陰凹大泉—二家臺(tái)南一帶，呈北西向條帶狀分布，長(zhǎng)約20km，寬4km，面積80km2。

該遠(yuǎn)景區(qū)主要出露陰溝群與中堡群地層，北部出露車路溝巖體，靠近巖體的中堡群中多發(fā)育石英脈，石英脈寬度約1～2m，局部可達(dá)十幾米，延伸最長(zhǎng)可達(dá)上千米，發(fā)育黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化，局部發(fā)育的孔雀石化石英脈中具有金礦化。斷裂發(fā)育，主要為北西西向壓扭性逆斷裂與北東向平移斷裂。其中，北西西向斷裂為主要含礦控礦構(gòu)造。巖石絹云母化、綠泥石化較強(qiáng)，局部巖石具有強(qiáng)烈糜棱巖化。在斷裂發(fā)育部位，多發(fā)育破碎蝕變帶，其內(nèi)具有硅化、糜棱巖化、絹英巖化、綠泥石化等。

該遠(yuǎn)景區(qū)由西向東分布綜合異常AS-5、AS-9、AS-14、AS-15、AS-21、AS-22，結(jié)合成礦地質(zhì)背景、地球化學(xué)異常、遙感及地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查等綜合信息，認(rèn)為該遠(yuǎn)景區(qū)金成礦條件十分有利，銅也有較好的成礦條件，主攻礦床類型為低溫高硫熱液型金多金屬礦床，黃鐵礦化、孔雀石化、絹英巖化石英脈是尋找金礦化的直接標(biāo)志。

5.3牛毛泉東—寒山—朱家大山Au、Cu找礦遠(yuǎn)景區(qū)

牛毛泉東—寒山—朱家大山Au、Cu找礦遠(yuǎn)景區(qū)位于牛毛泉東—寒山—朱家大山一帶，呈東西向多邊形分布，長(zhǎng)約28km，寬2.5km，面積67km2。

該遠(yuǎn)景區(qū)出露地層主要為陰溝群，巖性為安山巖、凝灰質(zhì)板巖、巖屑長(zhǎng)石砂巖、粉砂質(zhì)板巖、礫巖。在陰溝群南側(cè)分布閃長(zhǎng)巖、輝綠巖巖墻，規(guī)模較大，與地層呈斷裂接觸，在輝綠巖與安山巖接觸部位可見裂隙中發(fā)育孔雀石化。構(gòu)造較為發(fā)育，主要為北東向平移斷裂和北西西向壓扭性逆斷裂，北西西向斷裂是區(qū)域主要成礦和控礦構(gòu)造，斷裂及其兩側(cè)發(fā)育破碎蝕變帶，規(guī)模較大的有2條，其內(nèi)已發(fā)現(xiàn)寒山金礦床、滴水山金礦床，巖石蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、黏土化等。

自西向東分布綜合異常AS-8、AS-11、AS-12、AS-13、AS-21，找礦潛力較好。

5.4鷹嘴山—火神山Au、Cu、Mn、Fe、石膏找礦遠(yuǎn)景區(qū)

鷹嘴山—火神山Au、Cu、Mn、Fe、石膏找礦遠(yuǎn)景區(qū)位于鷹嘴山—火神山一帶，呈東西向多邊形分布，長(zhǎng)約40km，寬6km，面積235km2。

該遠(yuǎn)景區(qū)主要出露黑茨溝組、香毛山組、新民堡群地層，整體呈北西西向展布。侵入巖較發(fā)育，主要有青石峽巖體、青山接黃山巖體及鷹嘴山輝長(zhǎng)巖體、黑山頭超基性巖體等，巖脈走向多與構(gòu)造線方向一致。發(fā)育北西向、北東向2組斷裂，北西向斷裂形成較晚，多為平移斷裂。巖石整體發(fā)育綠泥石化、硅化、絹云母化，其中黑茨溝組多發(fā)育蝕變帶，其內(nèi)具有硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、絹云母化、泥化等，超基性巖多發(fā)生較強(qiáng)的硅化、蛇紋石化、碳酸鹽化。

該遠(yuǎn)景區(qū)有AS-16、AS-17、AS-18、AS-23、AS-24、AS-25、AS-26、AS-28、AS-32、AS-33、AS-34等綜合異常，分布多處1∶20萬化探綜合異常，重砂異常1處，發(fā)育1條蛇綠混雜巖帶，且已發(fā)現(xiàn)鷹嘴山金礦床、西湖泉鐵錳礦床，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了眾多銅、金、石膏等礦化點(diǎn)，成礦條件好，具有較好的找礦潛力。

6結(jié)論

1）研究區(qū)內(nèi)Au、As、Sb、Cu、Mn等元素相對(duì)富集，分異性好，成礦潛力大。

2）研究區(qū)內(nèi)共圈定綜合異常34處，初步認(rèn)為6處綜合異常成礦潛力較好。

3）研究區(qū)共圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)4處，分別為紅口子—車路溝Au、Cu找礦遠(yuǎn)景區(qū)、陰凹大泉—二家臺(tái)南Au找礦遠(yuǎn)景區(qū)、牛毛泉東—寒山—朱家大山Au、Cu找礦遠(yuǎn)景區(qū)、鷹嘴山—火神山Au、Cu、Mn、Fe、石膏找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

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Abstract：TheChangmaareaislocatedattheintersectionoftheArguinfaultandthewesternsegmentoftheNorthQilianOrogenicBelt，wherefaultsaredevelopedandthemajormetaldepositsdiscoveredaregolddeposits.Inordertomakeabreakthroughinprospecting，1∶50000streamsedimentsurveywerecarriedoutintheChangmaarea.TheresultsshowthatAu，As，Sb，CuandMnarerelativelyenrichedwithgoodvariationandmineralizationpotentials;elementcombinationcanbedividedinto4groups，andamongthemAu-Ag-As-Sb-Hg-Pbistypicalmedium-lowtemperatureelementcombination，indicatingfrequenthydrothermalactivitiesduringthemineralizationprocessintheresearcharea;34comprehensiveanomaliesaredelineatedandpreliminaryanalysistakes6ofthemasfavorableformineralizationbefore2areselectedforevaluationandverificationforanomaly;basedonmineralizationgeologicalconditions，mineralizationrulesandanomalyverificationresults，4prospectingprospectsaredelineated，pointingthedirectionforprospectingintheresearcharea.

Keywords：geochemicalcharacteristic;comprehensiveanomaly;streamsedimentsurvey;prospectingprospect;Changmaarea