土壤地球化學(xué)測(cè)量在玉門市大風(fēng)溝金礦中的應(yīng)用

李永慶，崔凱

（1.甘肅省地礦局第二勘查院，甘肅 蘭州 730020）

大風(fēng)溝金礦位于甘肅省祁連山地區(qū)，隸屬玉門市管轄。通過(guò)開(kāi)展1：1萬(wàn)土壤測(cè)量工作，圈出土壤異常，縮小了工作靶區(qū)。本文分析了大風(fēng)溝金礦的地層、構(gòu)造等地質(zhì)特征，總結(jié)了區(qū)內(nèi)元素分布特征，重點(diǎn)對(duì)區(qū)內(nèi)的化探異常進(jìn)行了評(píng)價(jià)，為后續(xù)的地質(zhì)工作提供了依據(jù)。

1 勘查區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)出露地層主要為下志留統(tǒng)骯臟溝組二段（Sa2）、中志留統(tǒng)泉腦溝山組（Sq）、上志留統(tǒng)旱峽組（Sh）、石炭—二疊系羊虎溝組（CPy）、白堊系中間溝組二段（Kz2）、第四系下更新統(tǒng)玉門組（Q1y）、第四系全新統(tǒng)（Qh）。

（1）下志留統(tǒng)骯臟溝組二段（Sa2）：為勘查區(qū)主要出露地層，為一套海相碎屑巖組成；主要巖性為粉砂質(zhì)板巖和砂巖，目前發(fā)現(xiàn)的金礦體賦存于該地層中。

（2）中志留統(tǒng)泉腦溝山組（Sq）：主要出露在勘查區(qū)南部，小風(fēng)溝南F2分界，斷層北下伏骯臟溝組，斷層南出露中志留統(tǒng)泉腦溝山組。

測(cè)區(qū)內(nèi)斷塊狀分布一些泉腦溝山組的陸源碎屑巖夾火山沉積巖建造，標(biāo)志性地層為一套雜砂巖，原巖中粒長(zhǎng)石砂巖，褐黃色，變余中粒砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由石英、長(zhǎng)石、少量巖屑、白云母、鐵白云石、綠泥石和少量鐵質(zhì)組成，巖石后期熱液蝕變強(qiáng)烈，原巖成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造強(qiáng)烈改造，巖石強(qiáng)烈碳酸鹽化、絹云母化，長(zhǎng)石大多已經(jīng)完全絹云母化僅保留晶形。該層在小風(fēng)溝口南出露厚度約100m，沿測(cè)區(qū)邊部南東方向展布，其間為斷層錯(cuò)位，侵入巖體肢解，呈斷塊狀分布。

（3）上志留統(tǒng)旱峽組（Sh）：旱峽組全部出露在大風(fēng)溝口南，測(cè)區(qū)西北邊部被F5、F6交切的楔形地塊中，巖石以紫紅色為特征。巖性為紫紅色粉砂巖，具粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，粉砂質(zhì)為主要組分，鈣鐵膠結(jié)，含較高錳質(zhì)，呈紫紅色，黑褐色。

（4）上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)羊虎溝組（CPy）：大風(fēng)溝南側(cè)，殘積物大面積覆蓋，溝南F5北零星出露的綠色細(xì)砂巖，與大風(fēng)溝西，F(xiàn)3北出露的灰黑色雜砂巖，均為上石炭統(tǒng)羊虎溝組地層。北南均以大斷裂為界，控制了上石炭統(tǒng)羊虎溝組展布范圍和展布方向。

（5）下白堊統(tǒng)新民堡群（K1xn）：僅在勘查區(qū)西北角大風(fēng)溝口小范圍出露，巖性為黃綠色砂質(zhì)泥巖夾紫紅色砂礫巖。

（6）第四系下更新統(tǒng)玉門組（Q1y）：分布在勘查區(qū)北部山間盆地，為洪積物堆積，半固結(jié)，巖性為砂礫石、含礫粘砂土。

勘查區(qū)地層中總體表現(xiàn)為單斜，但局部波浪式褶皺的行跡依然清晰可見(jiàn)。含礦層位于波浪式褶皺的中間地段小背斜的核部，受近EW向、NW向等斷裂構(gòu)造的控制。勘查區(qū)內(nèi)侵入巖巖石類型較多，有脈狀超鎂鐵質(zhì)巖，中酸性巖瘤、巖脈等。巖體分布多呈北西—南東走向，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。勘查區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，主要為閃長(zhǎng)巖脈及石英脈，閃長(zhǎng)巖脈發(fā)育于粉砂質(zhì)板巖中，大多伴有斷裂構(gòu)造發(fā)育，靠近斷裂一側(cè)具褐鐵礦化，顏色上表現(xiàn)為黃褐色，遠(yuǎn)離斷層則在顏色上表現(xiàn)為灰綠色。走向大致與地層、構(gòu)造方向基本一致，寬度1m～30m不等。區(qū)內(nèi)的金礦化與閃長(zhǎng)巖脈關(guān)系密切，金礦化多發(fā)育于閃長(zhǎng)巖脈與斷裂構(gòu)造接觸部位。勘查區(qū)圍巖蝕變主要為硅化等；礦化主要為浸染狀褐鐵礦化、黃鐵礦化、孔雀石化。其中以硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化與金的成礦關(guān)系最為密切。

2 地球化學(xué)特征

2.1 地球化學(xué)景觀

勘查區(qū)屬中高山地形，海拔一般在2460m～3336m 左右，相對(duì)高差為500m～900m，屬中高山地形。區(qū)內(nèi)地形切割強(qiáng)烈，坡度較陡，植被覆蓋少。屬大陸性干旱氣候，冬季寒冷、多風(fēng)少雨，晝夜溫差較大。殘坡積物以機(jī)械方式搬運(yùn)，物理化學(xué)風(fēng)化作用明顯，有利于元素在土壤中富集，有開(kāi)展土壤測(cè)量的物質(zhì)環(huán)境條件。

2.2 土壤測(cè)量方法及元素組合

（1）樣品采集、加工及測(cè)試。本次采用100×40m網(wǎng)度，樣品采自殘積層（C層），采樣深度地表以下20cm～110cm，樣品一般在測(cè)點(diǎn)附近多點(diǎn)取樣，礦化地段加密采取,測(cè)點(diǎn)上無(wú)法采取時(shí)，在其附近5m～10m范圍內(nèi)取樣；測(cè)線一般垂直于地層、構(gòu)造、礦化體走向。樣品自然風(fēng)干后過(guò)過(guò)+4～-40目篩，樣重大于150克，樣品測(cè)試由甘肅省地礦局二勘院實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)。

（2）元素組合。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)全部土壤樣品分析數(shù)據(jù)進(jìn)行R型聚類分析見(jiàn)圖1。當(dāng)相似水平取0.4時(shí)，可分為兩類，即：Au、As、Sb低溫?zé)嵋撼傻V元素組合與Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、Mo等中溫?zé)嵋撼傻V元素組合；與金元素相關(guān)性最強(qiáng)的元素是As（r=0.65）,說(shuō)明金礦化與低溫?zé)嵋河嘘P(guān)。Cd、Mo可能代表礦體有一定剝蝕，也可能代表原生暈的疊加。

3 土壤異常特征

3.1 異常下限的確定

根據(jù)勘查區(qū)地層、構(gòu)造等特征，測(cè)區(qū)選了Au、As、Sb等3種元素在原始數(shù)據(jù)圖上按上述元素平均值加1.65倍的標(biāo)準(zhǔn)離差后取整數(shù)，其余元素按各元素的平均值加1.4倍標(biāo)準(zhǔn)離差后取整；異常中帶選擇為異常下限的2倍，異常內(nèi)帶選擇異常下限的4倍（見(jiàn)表1）。

表1 大風(fēng)溝土壤測(cè)量單元素異常統(tǒng)計(jì)表

Au、As、Sb等低溫元素異常主要分布于勘查區(qū)中西部，與區(qū)域斷裂構(gòu)造走向基本一致的次級(jí)斷裂構(gòu)造及脈巖控制，伴有Hg、Cu、Pb、Mo、W、Ag等。

Cu、Pb、Zn等中溫元素異常主要分布于勘查區(qū)北、南部。北部主要由出露寬約40cm的石英脈及閃長(zhǎng)巖脈引起；南部主要位于超基性巖、閃長(zhǎng)巖接觸帶，在巖體旁側(cè)的斷裂構(gòu)造中，伴有Ni、Ag、Bi、Mo、Hg等異常分布。

3.2 1：1萬(wàn)土壤測(cè)量綜合異常特征

根據(jù)區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造和元素分布特征，在區(qū)內(nèi)共圈出綜合異常8處。經(jīng)異常篩選，勘查區(qū)內(nèi)主要異常為At-3、At-4、At-5、At-6等。

（1）At-1綜合異常面積為0.10平方千米，異常呈北西-南東向條帶狀展布。位于大風(fēng)溝溝口南側(cè)，綜合異常主要元素為Cu、Pb、Ag。元素組合復(fù)雜，以Cu、Ag、Pb、As、Sb、Bi、Zn、Cd、Mo等中溫元素組合為主，峰值高，其中Cu為459×10-6，濃集中心明顯，Cu、Ag、Sb異常具內(nèi)中外帶，As、Cd、Pb、Mo具中外帶；Cu、Ag、Pb、Zn、As、Au元素套合好。結(jié)合地質(zhì)背景來(lái)看，異常處于志留系上統(tǒng)旱峽組中，其巖性以紫紅色砂巖為主；異常受F5、F6斷裂構(gòu)造控制；脈巖主要以石英脈為主，其寬度均≤40cm，局部石英脈沿裂隙面可見(jiàn)孔雀石化、銅藍(lán)等；但規(guī)模不大。

（2）At-2綜合異常面積為0.08平方千米，異常呈北東東向條帶狀展布。該綜合異常主要元素為Au、Cu、Pb。元素組合復(fù)雜，以Au、As、Sb、Zn、Pb、Ag、Hg、Mo、Cd為主，低-中溫元素組合為主；結(jié)合地質(zhì)背景來(lái)看，異常處于志留系下統(tǒng)骯臟溝組二段中，其巖性主要為砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)板巖；異常受近EW向展布斷裂構(gòu)造控制；該異常中脈巖發(fā)育，主要以石英脈等為主。

（3）At-3綜合異常面積為0.23平方千米，異常呈近東西向條帶狀展布。該綜合異常主要元素組合為Au、As、Sb、Hg，伴有Cu、Ni、W、Zn、Cd等元素，元素組合以中低溫為主。異常峰值高，其中Au峰值可達(dá)701×10-9，As峰值達(dá)921×10-6，Cu峰值達(dá)321×10-6。異常濃集中心明顯，其中Au、As、Sb、Cu、Pb具內(nèi)中外濃度分帶，Hg具中外帶。Au、As、Sb、Hg元素套合好；結(jié)合地質(zhì)背景來(lái)看，異常處于志留系下統(tǒng)骯臟溝組二段中，其巖性主要為粉砂巖及板巖；異常內(nèi)有近EW向、NW向等斷裂構(gòu)造發(fā)育；脈巖主要以閃長(zhǎng)巖、石英脈等為主，異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)金礦體，屬礦致異常。

（4）At-4綜合異常面積為0.11平方千米，異常呈北東-南西向條帶狀展布。該綜合異常主要元素為Au。元素組合簡(jiǎn)單，以Au、As、Sb、W、Ag、Cu、Ni、Pb、Cd、Zn，低-中溫元素組合為主。峰值高，濃集中心明顯，異常Au、As、Sb具內(nèi)中外帶，Au、As、Sb、Ag元素套合好；結(jié)合地質(zhì)背景來(lái)看，異常處于志留系下統(tǒng)骯臟溝組二段中，其巖性主要為粉砂巖及粉砂質(zhì)板巖；異常內(nèi)發(fā)育NEE向斷裂構(gòu)造；異常中脈巖主要以閃長(zhǎng)巖、石英脈等為主。

（5）At-5綜合異常面積為0.15平方千米，異常呈北西-南東向條帶狀展布。該綜合異常主要元素為Au。元素組合復(fù)雜，以Au、Sb、As、Ag、Pb、Cu、Hg、W、Zn、Bi、Ni等中-低溫元素組合為主。異常Au、Sb具內(nèi)中外帶，Ag、Pb、Bi具中外帶，Au、Sb、As、Ag元素套合好；結(jié)合地質(zhì)背景來(lái)看，異常處于志留系下統(tǒng)骯臟溝組二段中，其巖性主要為粉砂巖、中細(xì)粒砂巖及粉砂質(zhì)板巖；異常內(nèi)發(fā)育有近NS向及NW-SE向斷裂構(gòu)造。

（6）At-6綜合異常面積為0.08平方千米，異常呈北西-南東向不規(guī)則狀展布。該綜合異常主要元素為Au、Ag。元素組合復(fù)雜，以Au、Ag、Sb、As、Bi、Cd、Cu、Pb、Hg、Zn、Bi、Mo、Ni等低-中溫元素組合為主，峰值高。濃集中心明顯，異常Au、Ag具內(nèi)中外帶，As、Sb、Bi、Cd具中外帶，Au、Ag、Sb、As、Pb元素套合好（異常參數(shù)見(jiàn)表3-9，圖3-4）；結(jié)合地質(zhì)背景來(lái)看，異常處于志留系下統(tǒng)骯臟溝組二段中，其巖性主要為粉砂巖及粉砂質(zhì)板巖；異常西北部發(fā)育閃長(zhǎng)巖巖株，脈巖主要以閃長(zhǎng)巖脈、石英脈等為主。

（7）At-7綜合異常面積為0.89平方千米，異常呈北西-南東向條帶狀展布。該綜合異常主要元素為Au、Cu、Pb、Ni。元素組合復(fù)雜，以Au、Cu、Pb、Ni、Cd、W、Ag、As、Sb、Mo、Zn、Hg、Cd、Bi等低-中-高溫元素組合為主，峰值高。濃集中心明顯，異常Au、Cu、Pb、Ni、Cd、W具內(nèi)中外帶，Ag、As、Sb、Mo、Zn具中外帶，Au、As、Hg；Cu、Pb、Ag；W、Mo、Ni、Cd元素套合好；結(jié)合地質(zhì)背景來(lái)看，異常處于志留系中統(tǒng)泉腦溝山組中，其巖性主要為砂巖、粉砂巖及少量灰?guī)r；異常明顯受NW向斷裂構(gòu)造控制；異常中發(fā)育有條帶狀超基性巖體及閃長(zhǎng)巖等。

（8）At-8綜合異常面積為0.03平方千米，異常呈近南北向等軸狀展布。該綜合異常主要元素為Pb、Au、As、Sb。元素組合復(fù)雜，以Pb、Au、As、Cd、Sb、Bi等中-高溫元素組合為主，峰值高。濃集中心明顯，異常Au具內(nèi)中外帶，As、、Sb、Bi具中外帶， Au、As、Sb元素套合好；結(jié)合地質(zhì)背景來(lái)看，異常處于志留系下統(tǒng)骯臟溝組二段中，其巖性主要為砂巖、粉砂巖及砂質(zhì)板巖。

3.3 異常查證情況

通過(guò)對(duì)圈定的綜合異常進(jìn)行查證，取得了較好的找礦成果。

在At-3中施工探槽10條，發(fā)現(xiàn)金礦體5條礦體。礦體長(zhǎng)度80m～240m，礦體厚度1.41m～2.78m，金平均品位2.03×10-6。

其余綜合異常也顯示出一定的找礦信息，為區(qū)內(nèi)的勘查找礦提供了必要的地球化學(xué)前提。

4 結(jié)論

（1）1：1萬(wàn)土壤測(cè)量在本區(qū)可以快速縮小找礦靶區(qū)，為地質(zhì)找礦提供直接可靠的信息，在祁連山的淺覆蓋區(qū)可以成為方便、有效的找礦方法。

（2）Au、As、Sb異常是間接找礦標(biāo)志，尤其是Au、As異常強(qiáng)且套合好的地段，是尋找金礦的有利地段。