甘肅北山大紅山—西澗泉地區水系沉積物地球化學特征及找礦遠景

徐沛斌 范宗福 董國祥 張旭

摘要： 在大紅山—西澗泉地區開展1 ∶ 5萬水系沉積物測量，采集樣品10 567件，采樣粒度-4目至+20目。通過樣品分析和數理統計，對成礦元素地球化學特征進行研究，共圈定744處單元素異常、4類組合異常、24處綜合異常。根據異常查證評價結果對綜合異常進行了分類和排序。在此基礎上，結合地質背景、礦產分布特征，劃分了4處以Au、Pb、Zn、W、Mo為主的找礦遠景區，初步評價了其成礦潛力，指出了具有成礦潛力的礦床類型為蝕變巖型金礦床、陸相火山—次火山熱液型鉛鋅多金屬礦床、巖漿熱液型鎢鉬礦床。

關鍵詞：? 水系沉積物;蝕變巖型金礦床;巖漿熱液型鎢鉬礦床;找礦遠景區;大紅山—西澗泉? ?地區

??中圖分類號：TD15 P632 文獻標志碼：A 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）09-0018-07 doi：10.11792/hj20210904

???? 水系沉積物測量能有效圈定找礦遠景區，是地質找礦中卓有成效的地球化學勘查手段[1-4]。大紅山—西澗泉地區屬于甘肅北山干旱荒漠、半荒漠景觀區[5]，基巖區出露面積較大，水系發育好，適合開展水系沉積物測量工作。研究區由4幅1 ∶ 5萬標準圖幅（大紅山幅（K47E017003）、紅山幅（K47E017004）、壘墩泉幅（K47E018003）、西澗泉幅（K47E019003））組成，面積1 556 km2，地理坐標為E96°30′00″～97°00′00″，N40°50′00″～41°20′00″。本文在1 ∶ 5萬水系沉積物測量基礎上，對研究區成礦元素地球化學特征、組合異常和異常空間分布特征進行了總結，優選了找礦遠景區，進而探討了研究區找礦潛力和找礦方向。

1 研究區地質概況

研究區大地構造位置處于塔里木板塊敦煌地塊之柳園裂谷和敦煌基底雜巖隆起的結合部位（見圖1-A），以紅柳園—大奇山—帳房山深大斷裂為界，北部處于柳園裂谷中，南部處于敦煌基底雜巖隆起內[6]。研究區成礦帶劃分屬于塔里木板塊敦煌地塊北緣鐵、金、稀有金屬成礦帶（Ⅲ級）、拾金坡—金場溝金、銅、鐵、鉛鋅、銀、稀有金屬成礦帶（Ⅳ級）和新金廠—金廟井金、鐵稀有金屬成礦帶（Ⅳ級）[7]。區域內已發現的主要礦產有小西弓金礦床、金場溝金礦床、紅山井鉬多金屬礦床、二口井金礦床等。

1.1 地 層

研究區地層屬于塔里木—南疆地層大區，以紅柳園—大奇山—帳房山深大斷裂為界，北部屬于中、南天山—北天山地層區，中天山—北山地層分區，紅柳園地層小區，南部屬于塔里木地層區、塔南地層分區[8]。出露地層由老至新依次為太古宇—古元古界敦煌巖群（Ar-PtD），細分為B、C、D 3個巖組，巖性主要為眼球狀混合巖、角閃斜長片麻巖、二長淺粒巖、黑云二長變粒巖、斜長角閃巖、角閃斜長變粒巖、云母石英片巖;泥盆系三個井組（D1-2sg），巖性主要為絹云碳質泥巖、黑云母化石英長石雜砂巖、透閃片巖和絹云母板巖;泥盆系墩墩山群（D3D），巖性主要為杏仁狀安山巖、石英安山巖、玄武巖透鏡體、變安山巖，以及杏仁狀安山質、英安質碎屑巖;石炭系紅柳園組（C1h），巖性主要為石英砂巖、長石石英砂巖、含礫砂巖、灰巖、微晶灰巖、砂質灰巖、硅質灰巖、大理巖;石炭系石板山組（C2sb），巖性主要為凝灰質細砂巖、長石質細砂巖、粉砂巖、千枚巖、千枚狀板巖;二疊系雙堡塘組（P1-2sp），巖性主要為變質砂巖、石英巖、含礫白云二長變粒巖、白云石英片巖、黑云斜長變粒巖;二疊系金塔組（P2j），巖性主要為灰綠色玄武巖、凝灰巖、火山角礫巖、凝灰質砂礫巖;二疊系方山口組（P3f），可細分為一段和二段，巖性主要為流紋巖、英安巖、安山巖、 凝灰巖、火山角礫巖。此外，新近系苦泉組（N2k）和第四系（Q）在研究區內零星分布（見圖1-B）。

1.2 侵入巖

研究區基性—酸性侵入巖均有產出，且以中酸性侵入巖為主，常見花崗巖、花崗閃長巖、二長花崗巖、堿長花崗巖、石英二長閃長巖等，局部地段可見輝長巖、輝綠巖，一般呈較大規模的復式巖基產出。大部分侵入巖具有同源巖漿演化特征，常常是多期次、多階段侵入巖相伴產出，組成一個巨大的巖漿弧帶。從形成時代上看，侵入活動主要發生于二疊紀，其次為奧陶紀。

1.3 構 造

研究區地處塔里木板塊敦煌地塊之柳園裂谷和敦煌基底雜巖隆起的結合部位，不同地質體均經歷了多期構造運動的疊加，構造變形十分復雜，構造類型以褶皺和斷裂為主。發育4條一級褶皺，分別為石板墩北復背斜、大奇山—大紅山復背斜、標桿子井—紅泉復背斜及黃崗倒轉背斜，褶皺樞紐走向均為近東西向，兩側產狀較陡，傾角集中在50°～78°。斷裂發育，按走向分為近東西向、北西向、北東向3組。其中，近東西向斷裂規模最大，是區域構造基本格架的主體;北西向與北東向斷裂多為規模不大的扭性斷裂，屬于近東西向斷裂的派生構造，位移較普遍。

2 樣品采集與分析

研究區位于甘肅北山干旱荒漠、半荒漠景觀區，總體北高南低，海拔1 600～2 300 m，相對高差一般為100～300 m，巖石風化較強，溝谷發育，適合開展水系沉積物測量。采樣點主要布置在一級水系中，其次為二級、三級水系，樣品采集選擇在主河道或間歇性、季節性流水的河道底部，水流停滯處或河道轉彎內側，大石頭背后等有利于沉積處。采樣介質為代表匯水域基巖的粗砂及細礫，避免采集表層物質。采樣粒度-4目至+20目，用“套篩取樣法”取樣。研究區采樣面積1 510 km2，采集樣品10 567件，采樣密度為7.00點/km2。分析了Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb、Hg、W、Sn、Bi、Mo、Ni、Co、Cr、Nb等16種元素。 本次樣品分析測試在甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院化驗室完成，樣品的加工及測試嚴格按照DZ/T 0011—2015 《地球化學普查規范（1 ∶ 50 000）》執行， 樣品加工、分析精度滿足相關要求。

3 地球化學特征

3.1 元素含量特征

利用元素平均值（X）、標準離差（S）、變異系數（Cv）、濃集系數（K k）、疊加值（D）、背景值（T）等參數討論研究區水系沉積物地球化學特征和規律。研究區水系沉積物地球化學參數統計結果見表1。

從表1可以看出：除Cu、Sn元素的Kk外，其余均高于1.00，表明這些元素具有一定的次生富集傾向，尤其Zn元素Kk值為1.85，證明研究區有很好的Zn富集區段。從元素離散程度分析，Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Ag元素標準離差大于25.00，成礦可能性較大。從元素疊加程度來看，Au、Pb、Bi、Ag元素后期構造熱液改造元素疊加富集程度較高，成礦潛力較好。元素的變異系數由Au→Bi→Pb→Cu→W→Ag→Ni→Mo→Sb→As→Co→Cr→Zn→Sn→Nb→Hg依次下降，顯示研究區由Au至Hg成礦能力逐漸減弱。從變異系數圖解（見圖2）可看出以下特征：

1）Au元素在水系沉積物中分異極強（Cv/Cv0>20.00，Cv>7.00），說明Au元素在研究區分布極不均勻，局部富集程度極高，成礦可能性較大。

2）Bi、Ag、Pb、Cu、W、Mo 6種元素具有較強的分異性（5.00

3）Ni、As、Sb等9種元素分異性一般（Cv/Cv0<5.00，Cv<2.00），說明在研究區分布較均勻，局部富集不明顯或范圍小，主要表現為大面積低背景值特征，這些元素在研究區的成礦概率小，找礦潛力不大。

綜上所述，Au、Pb、Zn、W、Mo元素具有高背景值、高變異系數、高峰值等特征，成礦潛力較大，應作為研究區主攻礦種。

3.2 元素相關性

利用GeoIPAS化探專業軟件進行R型聚類分析，以了解研究區元素相關性，結果見圖3。

由圖3可知：①Cr、Co、Ni元素相關性最好，其中Cr、Co元素相關系數達0.81，可能與研究區內基性、超基性巖漿活動有關，對尋找與基性、超基性巖有關的Cr、Co、Ni等礦產具有一定指導意義;②Cu、Pb、Au元素相關性較好，Cu、Pb元素相關系數達0.80，此外Au與Bi、Ag元素也具很好的相關性，這反映了研究區中低溫熱液元素組合特征，該套元素組合出現的地方是很好的找礦區段;③W、Mo元素具有一定的相關性，說明研究區高溫元素具有組合出現的分布特征，對尋找高溫元素礦產具有很好的指示意義。

3.3 單元素異常特征

根據各元素異常下限，結合研究區地質特征及礦產分布特征，共圈出單元素異常744 處。其中，Au、Pb、W元素異常面積大、數量多、分布集中，多具有內、中、外三級濃度分帶;Ag、Cu、Zn、Mo元素異常數量多，異常面積中等，一般具有內、中、外三級濃度分帶;其余9種元素異常面積小、數量少，且分帶性差。

3.4 組合異常特征

以單元素異常為基礎，綜合分析元素的相關性、成礦元素組合特征，以及成礦地質背景等，在研究區劃分了4類組合異常。

1）Au-Ag-Cu-Pb-Bi組合異常。研究區共圈定Au異常69處、Ag異常42處、Cu異常41處、Pb異常42處、Bi異常70處，主成礦元素為Au、Ag。該組合異常展布方向和區域構造線方向基本一致，主要分布在石板墩—金場溝一帶和標桿子井—紅山架子一帶。

石板墩—金場溝一帶組合異常沿金場溝斷裂分布，組合異常寬度較大，總體呈近東西向—北西向展布，元素套合較好，尤其在紅山井—金場溝一帶各元素強度高、面積大、套合好，均具有三級濃度分帶，Au元素峰值為98.40×10-9，Ag元素峰值為2 210.0×10-9，Pb元素峰值為4 113.2×10-6，該組合異常內已發現金場溝金礦床，并圈出了銀、鉛礦體。經異常查證，發現了金多金屬礦點2處，表明該組合異常具有較大的找礦潛力。

標桿子井—紅山架子一帶組合異常元素套合一般，以Ag異常為主，Au、Ag、Pb異常濃集較明顯，具有二級分帶。該組合異常內出露地層為敦煌巖群老變質巖，有小西弓韌性剪切帶穿過，為成礦提供了有利的導礦、容礦空間。經異常查證，發現了金礦化線索，表明該組合異常具有較大尋找韌性剪切帶型金礦床的潛力。

2）W-Mo-Sn組合異常。研究區共圈定W異常62處、Mo異常42處、Sn異常33處，主成礦元素為W、Mo。該組合主要分布在新月山—金場溝一帶。該組合異常代表高溫成礦元素組合，主要分布在華力西期二長花崗巖、花崗閃長巖內外接觸帶，沿金場溝斷裂分布，總體呈近北西向狹長帶狀展布，異常強度高、濃集中心明顯，異常峰值高，Mo元素峰值為76.86×10-6，W元素峰值為191.84×10-6，該組合異常內已發現紅山井鉬多金屬礦床，礦體賦存在二疊系金塔組火山巖和二疊紀中酸性侵入巖中，受構造控制明顯，在礦區外圍仍具有良好的找礦前景。

3）As-Sb-Hg-Zn-Nb組合異常。研究區共圈定As異常60處、Sb異常45處、Hg異常34處、Zn異常41處、Nb異常17處，主成礦元素為Zn。該組合異常主要分布在石板墩—金場溝一帶、大奇山—駱駝房一帶。

石板墩—金場溝一帶組合異常沿金場溝斷裂分布，呈近東西向展布，以As、Sb異常為主，異常規模中等，峰值較高，As元素峰值為101.40×10-6，Sb元素峰值為68.60×10-6，與Au元素套合較好，為Au的指示元素，在尋找砷、銻礦的同時應注意尋找金礦。

大奇山—駱駝房一帶組合異常呈近東西向分布，與區域主構造線方向基本一致。以As異常為主，As元素峰值為76.18×10-6， 與Sb、Hg元素套合較好，濃集中心較明顯，一般具有二級、三級濃度分帶。該組合異常內圈出3條金礦體，As和Au元素具有明顯的正相關，As異常可作為尋找金的重點勘查區。

4）Cr-Co-Ni組合異常。研究區共圈出Cr異常50處、Co異常47處、Ni異常49處。該異常組合主要分布在石板墩一帶，呈近南北向分布。Cr、Co、Ni元素套合較好，異常面積大、強度高，異常峰值高，Cr 元素峰值為757.80×10-6，Co元素峰值為85.70×10-6， Ni元素峰值為85.70×10-6。該組合異常與基性巖脈關系密切。

綜上所述，金場溝一帶組合異常分布密集，分布范圍大，各元素之間套合較好，多種元素具有三級濃度分帶。各組合異常與金場溝斷裂展布方向基本一致，出露地層為二疊系金塔組地層，兩側華力西期中酸性侵入巖發育，褐鐵礦化、硅化等蝕變發育，具有良好的找礦前景。此外，標桿子井—紅山架子南一帶出露地層為敦煌巖群老變質巖，韌性剪切帶發育，Au、W等元素套合好，具有較好的找礦潛力。

3.5 綜合異常特征

研究區內共劃分綜合異常24處（見圖1、表2）。根據異常特征及初步查證結果，劃分出甲1類異常2處、甲2類異常2處、乙1類異常1處、乙2類異常4處、乙3類異常4處、丙2類異常4處、丙3類異常7處 。在綜合分析異常特征和成礦地質背景的基礎上，對異常進行評序，排序靠前的綜合異常AS-4、AS-2、AS-13、AS-15、AS-6、AS-20找礦前景較大，各綜合異常特征見表3。

4 找礦遠景

在1 ∶ 5萬水系沉積物測量成果的基礎上，結合研究區地質背景、礦產信息，在研究區圈定Au、Pb、Zn、W、Mo等找礦潛力突出的找礦遠景區4處（見圖1）。其中，A類遠景區2處（A-1、A-2），B類遠景區2處（B-1、B-2）。

1）紅珊瑚—新月山金、銅、鉬找礦遠景區（A-1）。

該遠景區位于紅珊瑚—新月山一帶，面積約73 km2，出露地層為太古宇—古元古界敦煌巖群、泥盆系墩墩山群、石炭系紅柳園組。侵入巖為二疊紀花崗巖及輝長巖，脈巖發育。金場溝斷裂從該遠景區中部穿過。該遠景區包含的綜合異常有AS-2、AS-7、AS-10，已發現礦床為紅珊瑚銅鐵礦床、新月山銅鉬礦床，通過對AS-2綜合異常進行查證，發現了大紅山銅金礦點，在地表共圈定5條金礦體和4條銅礦體。其中，金礦體長125～395 m，厚0.88～2.53 m， 平均品位0.70×10-6～4.14×10-6，最高品位12.75×10-6; 銅礦體長125～278 m，厚0.60～4.21 m，平均品位0.24 %～0.78 %，最高品位1.27 %。礦體位于糜棱巖化帶內，賦礦巖性為二云石英片巖及含金石英脈，蝕變為黃鐵礦化、硅化、絹云母化，頂底板為二云石英片巖。

綜合以上特征，該遠景區Au、Cu、Mo元素成礦潛力巨大，是尋找破碎帶蝕變巖型金礦床及巖漿熱液型銅鉬礦床、矽卡巖型銅金多金屬礦床的有利地段。

2）紅山井—金場溝金、銀、鉛找礦遠景區（A-2）。

該遠景區位于紅山井—金場溝一帶，面積約78 km2，出露地層為二疊系金塔組，呈狹長帶狀分布。該遠景區內巖漿活動強烈，地層南北兩側均被晚二疊世花崗閃長巖、二長花崗巖、石英閃長巖、堿長花崗巖等酸性巖體侵入。構造發育，金場溝斷裂從該遠景區穿過，成礦地質條件與金場溝金銀礦床較為相似。該遠景區包含綜合異常AS-4、AS-6，已發現礦床有金場溝金銀礦床、紅山井鉬多金屬礦床。通過對綜合異常AS-4進行查證，發現了月亮山金多金屬礦點、紅崗金礦點。

月亮山金多金屬礦點共圈定金、銀、鉛礦體6條。其中，金礦體長80～790 m，厚1.07～1.80 m，平均品位1.07×10-6～3.08×10-6，共生銀、鉛礦體。銀礦體厚1.27～2.14 m，品位62.62×10-6～248.37×10-6。 鉛礦體厚2.18～2.77 m，品位0.82 %～1.75 %。 礦體均產于破碎蝕變帶內，賦礦巖性為碎裂蝕變含金石英脈，蝕變為黃鐵礦化、硅化，頂底板為凝灰質板巖、英安巖。

紅崗金礦點圈定金礦體5條，厚0.85～1.78 m，品位1.23×10-6～9.87×10-6，共生銅、鉛礦體，Cu品位0.53 %～0.69 %，Pb品位0.81 %。

綜合以上特征，該遠景區為Au、Ag、Pb成礦有利地段，是尋找破碎帶蝕變巖型金礦床及巖漿中高溫熱液型鎢鉬礦床的有利地段。

3）駱駝房—大旗山鉛、鋅、金找礦遠景區（B-1）。

該遠景區位于駱駝房—大旗山一帶，面積約92 km2，出露地層為二疊系方山口組、雙堡塘組。該遠景區內巖漿巖不發育，僅在東南部出露少量晚二疊世石英閃長巖、二長花崗巖。構造為區域性近東西向、北東向斷裂， 2組斷裂交匯處為成礦有利部位。該遠景區包含綜合異常AS-13、AS-14、AS-15、AS-16、AS-17。 通過分別對綜合異常AS-15、AS-13進行查證，發現了駱駝房金礦點和大旗山鉛鋅礦點。

駱駝房金礦點圈定金礦體3條，長105～110 m，厚0.83～1.50 m，品位1.00×10-6～1.98×10-6，賦礦巖性為蝕變英安巖。

大旗山鉛鋅礦點為甘肅北山地區發現的首例陸相火山—次火山熱液型鉛鋅多金屬礦點。目前，圈定各類礦體39條。其中，鉛鋅礦體25條，銅錫銀礦體13條，金礦體1條。鉛鋅礦體長120～2 500 m，厚1.01～23.65 m，Pb品位0.303 %～3.160 %，Zn品位0.503 %～13.020 %[9-10]。

綜合以上特征，該遠景區Pb、Zn、Au具有較大找礦潛力，為尋找破碎帶蝕變巖型金礦床、陸相火山—次火山熱液型鉛鋅多金屬礦床的有利地段。

4）紅山架子南金、鎢找礦遠景區（B-2）。

該遠景區位于紅山架子南一帶，面積約29 km2，出露地層為敦煌巖群、二疊系方山口組。該遠景區內巖漿巖較為發育，主要有二疊紀花崗閃長巖、二長花崗巖、堿長花崗巖。區域性韌性剪切帶從該遠景區穿過，為小西弓韌性剪切帶東延部分。該遠景區包含的綜合異常為AS-20，通過查證發現紅山金鎢礦點。

紅山金鎢礦點圈定金礦化體1條，長300 m，寬1.5～2.0 m，品位0.64×10-6～1.06×10-6，賦礦巖性為英安質糜棱巖。此外，還發現了多處鎢礦化線索，其中規模最大的鎢礦化1處，走向延伸1 km，寬1～3 m，賦存于敦煌巖群黑云斜長變粒巖及斜長角閃巖中，品位0.28 %～2.66 %。

綜合以上特征，該遠景區Au、W成礦條件有利，是尋找受韌性剪切帶控制的金（鎢）礦床有利地段。

5 結 論

1）在研究區共圈定1 ∶ 5萬水系沉積物單元素異常744處，綜合異常24處，發現多處金、鉛鋅、鎢、銅等多金屬礦床（點），說明水系沉積物測量在甘肅北山地區具有良好的找礦效果。

2）通過地質與統計分析，認為Au、Ag、Pb、Cu、W、Mo等元素相對富集，分異性好，成礦潛力較大。結合區域地質背景分析，研究區巖漿活動頻繁，構造活動強烈，為該區提供了較好的成礦運移通道及儲存場所，成礦地質條件極為有利，具有尋找破碎帶蝕變巖型金礦床、火山—次火山熱液型鉛鋅多金屬礦床、巖漿熱液型鎢鉬礦床的潛力。

3）在總結元素地球化學特征基礎上，初步圈定出了4處找礦遠景區，分別為紅珊瑚—新月山金、銅、鉬找礦遠景區，紅山井—金場溝金、銀、鉛找礦遠景區，駱駝房—大旗山鉛、鋅、金找礦遠景區，紅山架子南金、鎢找礦遠景區。

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Geochemical characteristics of stream sediments and prospecting prospects

in Dahongshan-Xijianquan Area，Beishan，Gansu

Xu Peibin，Fan Zongfu，Dong Guoxiang，Zhang Xu

（ Fourth Institute of Geological and Mineral Exploration of Gansu Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources ）

Abstract： 1 ∶ 50 000 stream sediment survey was carried out in Dahongshan-Xijianquan Area，and 10 567 samples were collected with sample grain size varying from -4 meshes to +20 meshes.Through sample analysis and mathematical statistics，the geochemical characteristics of the oreforming elements were studied，in total delineating 744 single element anomalies，4 combination anomalies and 24 comprehensive anomalies.The comprehensive anomalies are classified and ranked according to the anomaly inspection and evaluation results.Based on that，4 prospecting prospects dominated by Au，Pb，Zn，W and Mo were divided according to geological background and mineral distribution characteristics，and their oreforming potentials were preliminarily evaluated，pointing out that the alterated rock type gold deposits，continental facies volcanic-subvolcanic thermal fluids type lead zinc polymetallic deposits and magmatic thermal fluids type tungsten molybdenum deposits are the deposit types that have oreforming potentials.

Keywords： stream sediment;alterated rock type gold deposit;magmatic thermal fluids type tungsten molybdenum deposit;prospecting prospect;Dahongshan-Xijianquan Area