甘肅白銀廠及外圍地區(qū)1∶5萬地球化學特征及找礦遠景

劉彥良 高雅 任育智 季文中

摘? 要：甘肅白銀廠及外圍地區(qū)是北祁連銅多金屬成礦帶的主要地段。通過研究1∶5萬水系沉積物地球化學實測資料，闡明了該區(qū)的元素含量特征、元素離散程度、元素組合特征、單元素異常特征、組合異常特征、綜合異常特征等，發(fā)現(xiàn)該區(qū)Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Mn，F(xiàn)e等元素具一定成礦潛力。結合野外異常查證，推斷多數(shù)異常受巖漿和構造作用控制，區(qū)內(nèi)與海相火山巖有關且強度較高、元素組合較好的異常區(qū)有利于成礦。據(jù)地球化學異常，結合成礦地質(zhì)構造背景，進一步優(yōu)選出找礦遠景區(qū)9處，為該區(qū)下一步的找礦工作提供了依據(jù)和參考。

關鍵詞：甘肅白銀廠;地球化學特征;找礦遠景區(qū)

甘肅白銀廠及外圍地區(qū)位于白銀市區(qū)北側，大地構造位置屬祁連造山帶東段的北祁連褶皺帶（圖1），為我國著名的多金屬成礦帶[1-3]。

1956—2004年，區(qū)域上先后完成了1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查、區(qū)域地球化學調(diào)查，1∶25萬蘭州幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，但缺少較為精細的礦產(chǎn)遠景預測。本文以2016年完成的“甘肅省白銀廠及外圍地區(qū)礦產(chǎn)遠景調(diào)查”項目中1∶5萬水系沉積物測量成果為基礎，詳盡地研究了該區(qū)的水系沉積物地球化學特征，圈定綜合異常及優(yōu)選找礦遠景區(qū)，為該地區(qū)下一步找礦工作提供依據(jù)和參考。

1? 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)西起永登縣雙龍泉，東達靖遠劉川，南起白銀廠北到景泰縣正路堡，地理坐標：東經(jīng)103°30′～ 104°30′，北緯36°34′～ 36°55′。該區(qū)地處青藏高原和黃土高原結合部，海拔1 700～4 000 m，山脊和坡谷較陡，屬半干旱氣候，區(qū)內(nèi)樹枝狀、羽毛狀水系較發(fā)育，適合開展水系沉積物地球化學測量工作。樣品的分析測試工作由甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局天水礦產(chǎn)勘查院測試中心承擔，分析Au，Ag，Cu，Pb，Zn，As，Sb，Bi，Hg，Cr，Ni，Co，Mn，F(xiàn)e，W，Sn，Mo 17種元素，分析結果與質(zhì)量精準可靠。

研究區(qū)可劃分出高山斷裂構造混雜巖帶、白銀火山島弧、銀洞溝弧后盆地、皋蘭隆起帶4個二級構造單元（圖4）。研究區(qū)出露新元古界皋蘭巖群、震旦系白銀巖群、寒武系黑茨溝組、奧陶系陰溝群、中堡群、志留系骯臟溝組、泥盆系沙流水組、石炭系前黑山組、臭牛溝組、羊虎溝組、二疊系大黃溝組、紅泉組、三疊系五佛寺組、丁家窯組、南營兒組、侏羅系芨芨溝組、白堊系河口群、古近系西柳溝組、野狐城組、新近系甘肅群和第四系等（圖1）。新元古界和古生界為研究區(qū)內(nèi)主要的成礦地質(zhì)體，形成了一系列金屬礦床，包括沉積變質(zhì)型鐵錳礦、火山沉積-熱液型銅鉛鋅礦、熱液脈型金礦和沉積型砂金等 （圖4）。

2? 地球化學特征

2.1? 元素地球化學特征

通過對17種元素含量統(tǒng)計分析對比發(fā)現(xiàn)（表1），研究區(qū)水系沉積物中元素的幾何平均值與全國及秦祁昆成礦帶（甘肅全?。┧党练e物相比[6-7]，Au，Cu，Pb，Zn，As，Sb，Cr，Co，Ni，Mn高于全國和秦祁昆成礦帶（甘肅全省），其中Au，As，Sb和Cr均高于全國和秦祁昆成礦帶的2倍，F(xiàn)e低于全國和秦祁昆成礦帶，Ag，Hg高于全國且低于秦祁昆成礦帶，W，Sn，Bi，Mo低于全國且略高于秦祁昆成礦帶。元素分異度研究表明（表2），Au，Cu，Pb，Zn，Sb，Hg，Mn元素的變異系數(shù)大于2.00，屬強起伏分布型元素，這些元素在地質(zhì)體內(nèi)分布極不均勻;Ag，Ni，As，Cr，Co，F(xiàn)e的變異系數(shù)在2.00～1.00之間，含量起伏變化較大，在地質(zhì)體中分布不均勻-較均勻之間，具一定分異性;Mo，W，Bi，Sn元素變異系數(shù)小于1.00，分布均勻，分異程度不高。該特征與白銀廠礦區(qū)Au，Cu，Pb，Zn，Ag，As，Sb，Co，Mn元素襯值高，濃集中心明顯的特征吻合[12]。

元素的R型聚類分析研究表明（圖2），在相關系數(shù)為0.2的水平上，可將17種元素分為4組：第一組是Au，As，Hg元素，主要富集在巖漿活動強烈的地段和元古代老變質(zhì)巖地質(zhì)體中;As，Hg為熱液礦床中的前緣元素，是深源巖漿活動與地層接觸帶及深大斷裂構造蝕變帶發(fā)育的最好指示，為研究區(qū)內(nèi)與巖漿活動、斷裂構造（韌性剪切構造帶）有關的金礦化的重要找礦標志。第二組包括Ag，Cu，Mo，Zn，Pb元素，主要表現(xiàn)為親硫性，與巖漿巖及熱液活動關系密切，常見銀鉛鋅、銅鉛鋅、銅鉬礦等共生組合，該類元素異常具有重要找礦意義，如白銀廠礦區(qū)出現(xiàn)銅、鉛、鋅、銀的組合，很好的指示了銅多金屬礦的存在。第三組為Bi，Sn元素，是熱液礦床中的尾暈元素，二者地球化學特征相近，多受酸性巖體的影響在局部發(fā)生富集，該組合與花崗巖類巖漿活動關系最為密切。第四組包括Cr，Co，F(xiàn)e，Mn，Ni元素，是所有元素中相關性最強的一組元素，屬典型的親鐵元素組合，化學性質(zhì)非常相似，與基性、超基性巖的分布關系密切。研究區(qū)內(nèi)主要富集在變輝長輝綠巖、了高山蛇綠混雜巖套、寒武紀及其更老的變質(zhì)巖地質(zhì)體中。此外，W和Sb元素呈現(xiàn)出相對獨立的地球化學行為，與其他元素關聯(lián)度較低。上述元素組合為提取組合異常提供了參考依據(jù)[8]。

2.2? 異常特征

根據(jù)公式Ct=X+2S（X為背景平均值，S為標準離差，Ct為異常下限）求得研究區(qū)實際用的異常下限（表3），以異常下限值的1倍、2倍、4倍分別劃定各元素的異常外帶、中帶和內(nèi)帶，利用GeoIPAS軟件做出各元素異常圖（圖3）。甘肅白銀廠及外圍地區(qū)單元素異常特征為：Au，Ag，As，Sb，Hg元素異常面積較大，異常數(shù)量較多，具內(nèi)、中、外濃度帶，內(nèi)帶范圍較大，其次為Cu，Pb，Zn，Bi元素，再次為Fe，Cr，Mn，Co，Ni元素，這些異常雖具內(nèi)、中、外濃度帶，但內(nèi)帶面積較小、數(shù)量也較少，W，Sn，Mo元素異常面積最小、異常數(shù)量少。

結合研究區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)簡圖，Au，As，Sb，Hg元素的強異常大致和了高山韌性剪切帶的展布吻合，對應的主要地質(zhì)體為了高山構造雜巖、新元古界皋蘭巖群和寒武系、奧陶系等。元素組合異常的濃集中心和已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦床（點）吻合較好，具較好的找礦指示意義。Cu，Ag，Pb，Zn元素的強異常在空間分布上主要圍繞白銀廠銅礦床發(fā)育，空間分布主體受寒武紀白銀火山盆地的控制，具同源性特征。白銀廠銅礦具顯著的異常特征，有很好的找礦指示意義。研究區(qū)北西部近EW向斷裂帶等其他斷裂構造帶上，也可見小規(guī)模異常，是對深部成礦條件良好的指示。Fe，Cr，Mn，Co，Ni元素的強異常在空間分布上具沿斷裂帶和基性超基性巖發(fā)育大面積平緩異常的特征，在三道彎、東澗溝、營盤溝等地可見有一定規(guī)模的高強度組合異常，濃集中心套合較好，異常梯度帶發(fā)育，有一定找礦參考價值。W，Sn，Bi，Mo元素的強異?？傮w位于了高山韌性剪切帶及西南側，有一定規(guī)模和強度的異常圍繞白銀廠銅礦床發(fā)育，和皋蘭巖群、古生代基性火山巖的分布密切相關，對進一步找礦有一定的啟發(fā)。

據(jù)元素的空間分布和疊加組合特征，將空間位置疊合的一組元素異常作為一個綜合異常。甘肅白銀廠及外圍地區(qū)共圈定水系沉積物地球化學綜合異常40處（圖4，表4）。據(jù)異常所處的成礦地質(zhì)背景和異常強度、規(guī)模、元素組合及礦產(chǎn)信息等將異常分成3類，其中甲類（已知礦床引起）異常4處，乙類（最具有找礦遠景）異常20處，丙類（找礦意義不明）異常16處，多數(shù)綜合異常規(guī)模較大、組合復雜、具一定濃集中心（表4）。

3? 找礦遠景區(qū)

在綜合研究區(qū)域成礦規(guī)律和地球化學特征的基礎上[1，9]，主要依據(jù)本次地球化學綜合異常集中區(qū)的范圍、規(guī)模、排序等，綜合考慮已知或新發(fā)現(xiàn)的礦床或礦點的空間分布，在研究區(qū)優(yōu)選出找礦遠景區(qū)9處（圖4），其中A級（有已發(fā)現(xiàn)的礦床）3處，B級（有礦點）3處，C級（礦化點）3處。現(xiàn)就A級找礦遠景區(qū)特征簡述如下：

3.1? 石青硐地區(qū)銅鉛鋅金多金屬成礦遠景區(qū)（Ⅴ2-A- 1）

呈NW向展布，面積約18 km2。區(qū)內(nèi)發(fā)育Hs-13、Hs-17，元素組合為Au，As，Sb，Hg，Cu，Ag，Pb，Zn，Mo，F(xiàn)e，Ni，Mn，其中Au，Ag，Sb，Cu，Pb，Zn套合好，濃集中心明顯，具三級濃度分帶。Hs-13的濃集中心和石青硐銅鉛鋅多金屬礦床（K4）吻合。區(qū)內(nèi)出露震旦系白銀巖群，石青硐礦產(chǎn)于其中。區(qū)內(nèi)巖脈和次火山巖發(fā)育，構造復雜，褶皺及斷裂均很發(fā)育，斷裂構造總體方向為NWW向的逆斷層，一定程度上對礦的局部次生富集有利。遠景區(qū)異常查證工作顯示，異常濃集中心與石英角斑巖和大理巖質(zhì)碎裂巖的接觸蝕變帶吻合。該帶黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等礦化現(xiàn)象發(fā)育，1∶5千地質(zhì)、地球化學綜合剖面查證結果顯示，所有異常元素都有對應的峰值重現(xiàn)，證明遠景區(qū)地球化學異常為穩(wěn)定的礦致異常，具找礦指導價值。該區(qū)主要找礦方向是在石青硐礦的周緣，特別是東延部分及礦床的深部進一步拓展石青硐礦的規(guī)模[10]，同時兼具巨大的熱液脈型和韌性剪切帶型金礦的找礦潛力。

3.2? 西灣地區(qū)金成礦遠景區(qū)（Ⅴ7-A-2）

呈NW向展布，面積約30 km2。區(qū)內(nèi)發(fā)育Hs-33，元素組合為Au，As，Sb，Hg，Cu，Ag，Pb，Zn，W，Bi，Mn，其中Au，Pb，Ag，Mn，Bi套合好，濃集中心明顯，具三級濃度分帶，As，Sb，Cu，Zn具二級濃度分帶。區(qū)內(nèi)出露中寒武統(tǒng)黑茨溝組、下白堊統(tǒng)河口群等，其中黑茨溝組中發(fā)現(xiàn)中莊錳礦、東澗溝錳礦、勝家梁鉛礦，西灣白石宮砂金礦和西灣巖金礦的賦礦層位分別為第四系沖積礫石層底部和下白堊統(tǒng)河口群。區(qū)內(nèi)巖脈發(fā)育，石英脈不同程度含金，為NW向、NE向區(qū)域斷裂交匯部位，構造復雜。遠景區(qū)異常查證時發(fā)現(xiàn)多處鐵質(zhì)結核帶，強赤鐵礦化、硅化;地層中順層石英脈發(fā)育，伴隨褐鐵礦化、黃鉀鐵釩化等蝕變。1∶5千地質(zhì)、地球化學綜合剖面重現(xiàn)了所有異常元素峰值，特別是Au，Ag，Pb，Zn，Mn等高值點。該區(qū)今后的重點是對與地球化學異常濃集中心吻合的已發(fā)現(xiàn)礦的周緣和深部開展工作，是尋找熱液脈型金、沉積型砂金和海底火山噴流型錳礦十分有利的靶區(qū)[11]。

3.3? 銀洞溝地區(qū)銅鉛鋅金銀成礦遠景區(qū)（Ⅴ9-A-3）

呈NW向展布，面積約96 km2。區(qū)內(nèi)發(fā)育Hs-15、Hs-20，元素組合為Au，As，Sb，Hg，Cu，Ag，Pb，Zn，Bi，F(xiàn)e，Co，Ni，Cr，Mn，其中Au，Ag，Cu，Pb，Zn，F(xiàn)e，Co套合好，濃集中心明顯，具三級濃度分帶，As，Sb，Hg，Cr，Mn，Ni具二級濃度分帶。區(qū)內(nèi)出露下奧陶統(tǒng)陰溝群、下志留統(tǒng)骯臟溝組和未分組的蛇綠構造混雜巖等。銀洞溝銅鉛鋅多金屬礦主要產(chǎn)于火山雜巖層下部和細碧巖層中。巖漿侵入活動劇烈，主要可見輝石閃長巖、石英閃長巖及花崗巖脈、長英巖脈及輝長巖脈，構造活躍，銀硐溝斷裂為主要控礦構造。該區(qū)主要找礦方向為銀洞溝礦周緣，特別是東西延部分及礦床的深部，可進一步拓展銀洞溝銅鉛鋅多金屬礦規(guī)模，兼顧金銀礦的尋找，特別要注意鈉長石化（或鈉黝簾石化）、纖閃石化、陽起石化、綠泥石化、碳酸鹽化、絹云母化及硅化等蝕變的找礦指示意義[12]。

4? 結論

（1） 本文闡明了甘肅白銀廠及外圍地區(qū)Au，Ag，Cu，Pb，Zn，As，Sb，Bi，Hg，Cr，Ni，Co，Mn，F(xiàn)e，W，Sn，Mo等17種元素的含量特征、離散程度、組合特征及異常特征等。共圈定水系沉積物地球化學綜合異常40處，并對異常進行分類，指出了今后找礦重點地段。主要潛力礦種為銅（鉛鋅）礦、金礦、銀（鉛鋅）、錳礦、鐵礦等。

（2） 分析區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)特征、地球化學特征，推斷大多數(shù)異常受巖漿和構造作用控制，區(qū)內(nèi)與海相火山巖有關礦產(chǎn)是今后主要找礦目標。

（3） 在綜合研究區(qū)域成礦規(guī)律和地球化學特征的基礎上，依據(jù)地球化學異常，結合已知或新發(fā)現(xiàn)的礦床、礦點的空間分布，圈定找礦遠景區(qū)9處，其中A級3處，B級3處，C級3處。同時，簡述了A級找礦遠景區(qū)的特征，分析了成礦潛力，指明了找礦方向，為下一步的找礦工作提供了依據(jù)和參考。

致謝：甘肅省有色地質(zhì)調(diào)查院趙軍高級工程師和何海蛟高級工程師等同志參加了本次野外礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作，甘肅有色地質(zhì)勘查局周俊烈教授級高級工程師、韓要權高級工程師對本文提出了寶貴的修改意見，在此表示衷心感謝！

參考文獻

[1]? ? 劉彥良，高雅，季文中.甘肅白銀廠及其外圍地區(qū)金屬礦成礦規(guī)律及礦產(chǎn)預測[J].中國地質(zhì)調(diào)查，2020，7（4）：43-53.

[2]? ? 高兆奎，陳守宇，韓要權，等.甘肅省白銀礦田火山巖型銅多金屬礦床找礦方向探討[J].甘肅地質(zhì)，2009， 18（3）：1-5.

[3]? ? 宋叔和.對祁連山黃鐵礦型銅礦地質(zhì)的一些補充意見[J].地質(zhì)學報，1957，37（1）：57-79.

[4]? ? 張建新，許志琴.北祁連造山帶東段白銀地區(qū)的構造單元劃分及韌性變形[J].高校地質(zhì)學報，1996，2（2）：146-154.

[5]? ? 丁吉順，陳偉，周恒，等.西藏雄梅地區(qū)1：5萬水系沉積物地球化學特征及找礦遠景[J].地質(zhì)與勘探，2019，55（1）：48-63.

[6]? ? 鄢明才，遲清華，顧鐵新，等.中國各類沉積物化學元素平均含量[J].物探與化探，1995，19（6）：458-72.

[7]? ? 史長義，梁萌，馮斌.中國水系沉積物39種元素系列背景值[J].原? ?子能科學技術，2016，41（2）： 234-51.

[8]? ? 李申，趙潤東，宋岳庭，等.相關性分析、聚類分析、因子分析的可靠性對比-以嘎拉勒和躬瓊左波兩條剖面為例[J].地質(zhì)與勘探，2018，54（3）：574-583.

[9]? ? 廖桂香，王世稱，許亞明，等.白銀廠礦區(qū)及外圍區(qū)域地質(zhì)背景、地? 球化學異常特征及找礦潛力[J].地質(zhì)與勘探，2007，43（2）：28-32.

[10]? 吳輝.石青硐地區(qū)成礦地質(zhì)條件分析和成礦預測[J].甘肅冶金，2005，27（3）：75-77.

[11]? 曹國堂.朵家灘金礦礦床成礦模式探討[J].中國礦山工程，2011，40（1）：29-31.

[12]? 劉崇民.白銀廠礦田折腰山海相火山巖型銅礦床地球化學異常特征[J].地質(zhì)與勘探，1999，35（5）：28-30.