夏日哈木西地區找礦前景地球化學預測

保善東， 趙明福， 熊壽加， 李得順， 李方成， 祝克祿

(1.青海省地質調查院 青海省青藏高原北部地質過程與礦產資源重點實驗室，西寧 810012；2.青海省地質調查局，西寧 810008)

0 引言

夏日哈木西地區地處青海省格爾木市西部烏圖美仁鄉南一帶(圖1)，橫跨祁漫塔格-都蘭成礦亞帶和伯喀里克-香日德成礦亞帶[1]。區域上成礦事實較多，已發現夏日哈木銅鎳硫化物礦床、拉陵灶火中游銅鉬礦床、拉陵高里河溝腦銅鉬多金屬礦床、哈西亞圖鐵多金屬礦床、拉陵高里河下游鐵銅鋅礦床及口口爾圖石墨礦床等。

圖1 研究區位置圖Fig.1 Location map of study area

研究區開展過1∶50 000水系沉積物測量，因采樣方法偏簡單，致樣品介質單一，代表性不夠，找礦效果欠佳[2]，對異常源無法直接指示和定位。在東昆侖成礦帶上，類似研究區地球化學景觀下開展的1∶25 000地球化學測量具有能夠快速、準確定位異常源的特征[3]。

為了改變研究區找礦工作的被動局面，2019年-2020年，實施了“青海省格爾木市夏日哈木西地區 1∶25 000 地球化學測量”項目。本文是該項目的重要成果之一，以新獲得的分析數據為基礎，通過研究，試圖對研究區的找礦前景做出地球化學預測。

1 地質礦產背景

1.1 地層

研究區位于東昆侖造山帶西段，地質構造單元上劃分為祁漫塔格蛇綠混雜巖帶和北昆侖巖漿弧[4]。各地層出露情況(圖2)如下：

圖2 研究區地質礦產簡圖Fig.2 Brief map of geology and mineral resources in study area

1)古元古代金水口巖群(Pt1J3)大理巖組出露于研究區西南部開木棋河上游至拉陵高里河溝腦一帶。片麻巖組(Pt1J2)集中分布于北昆侖地層分區，也是出露面積最大的構造-巖石地層單位，礦產產出部位看，大理巖建造是矽卡巖型鐵多金屬礦產主要賦礦地層。

2)奧陶紀祁漫塔格群(OQ)分布局限，出露在開木棋河下游、拉陵高里河、拉陵灶火下游一帶。該區硅質巖中圈定有金礦化蝕變帶，而大理巖與巖體的接觸帶圈定鐵多金屬礦體數條，已發現有小圓山及拉陵高里河東鐵多金屬礦床。

3)早石炭世大干溝組(C1d)主要分布在研究區東北部拉陵高里河兩岸一帶。拉陵高里河東多出露該組地層的碳酸巖段(C1d2)，與中酸性侵入體接觸形成具一定規模的鐵多金屬礦體。

1.2 構造

夏日哈木西主要發育北西向斷裂構造，次有近東西向和北東向(圖2)。北西向斷裂被北北西向斷裂錯斷，控制改造祁漫塔格群和大干溝組地層，同時控制改造晚三疊世、早侏羅世侵入巖體。近東西向斷裂對研究區地質體的形成沒有控制作用，形成于早石炭世晚期的華力西運動時[5]。北東向斷裂組發育在研究區南部，規模相對較小。綜合認為，近東西向和北西向構造控制礦化作用較突出，表現出極為有利的成礦控制體系。

1.3 巖漿巖

研究區巖漿作用極為強烈，巖漿侵入活動從新元古代至侏羅紀均有反映，以晚加里東期(S)和華力西-印支期(P3-T3)為主體，并有少量燕山期侏羅紀花崗巖分布。尤其以中晚三疊世中酸性侵入體與古元古代金水口巖群、奧陶紀祁漫塔格群、早石炭世大干溝組碳酸鹽建造的接觸帶部位形成矽卡巖型鐵銅鉬多金屬礦產[6]，而中三疊世侵入體(T2)本身已發現有輝鉬礦產出，具備尋找斑巖型礦產的條件，在晚志留世超基性雜巖體(S3)中發現的夏日哈木銅、鈷、鎳礦床緊鄰研究區東側[7]，也顯示出研究區具有尋找巖漿熔離型礦產的潛力。研究區屬祁漫塔格-北昆侖火山巖帶，主要為海相火山巖，時代歸屬為早奧陶世，僅在玄武巖中有少量銅礦化信息發現。

1.4 變質作用

變質作用以接觸變質作用及動力變質作用為主，其中接觸變質作用是區內接觸交代礦化形成的重要因素之一，受變質巖石單位為金水口巖群、祁漫塔格群碳酸鹽巖巖組、早石炭世大干溝組，是區內形成矽卡巖型鐵多金屬礦產的最主要巖石。動力變質作用與銅、鋅、金礦化的形成關系緊密。

1.5 礦產

開展本次研究之前，研究區內分布有各類金屬礦(床)點6處(K1-K6)，礦種為鐵和鉬，以鐵成礦最為突出，有成規模、成型的礦床(K2、K3、K4、K6)[8]，其次為鉬礦(化)點。礦床類型以矽卡巖型[9]為主，其次為熱液型。

通過1∶25 000地球化學測量及異常檢查，研究區新發現以銀、銅、鈷、鉛、鋅、金礦種為主的礦(化)點、礦化線索共計13處(K7-K19)，其中礦點5處(銀多金屬礦點2處、鈷多金屬礦點2處、金多金屬礦點1處)，礦化點5處(金礦化點1處、銅鋅礦化點1處、銅鐵礦化點1處、鋅礦化點1處、銅礦化點1處)，礦化線索3處(銅礦化線索1處、鐵礦化線索2處)。礦化類型有矽卡巖型、斑巖型、熱液型、構造蝕變巖型、巖漿熔離型等。

預測主攻礦床類型為矽卡巖型多金屬礦、熱液型銀多金屬礦，兼顧構造蝕變巖型(石英脈型)金多金屬礦、巖漿熔離型鎳多金屬礦[10]。

2 樣品采集與分析

2.1 景觀特征

研究區屬青海省Ⅱ級景觀中的高寒山區。海拔高度3 000 m～4 500 m，年平均氣溫低于3℃。區內水系屬柴達木盆地內陸水系，近南北向展布，主要水系為拉陵高里河主溝及支溝；其次為開木棋河東側支溝和拉陵灶火河西側支溝。

微景觀劃分為荒漠區-丘陵區、中切割中山區、中深切割高山區(圖3)。地勢平緩區以荒漠區為主，表現為地表風成沙覆蓋，該地貌所屬區為本次地球化學測量不可采樣區。丘陵區局部發育一級水系或微水系。中切割中山區水系多呈樹枝狀、羽毛狀和梳狀等。中深切割高山區水系多為“V”型季節性沖溝，沖蝕強烈，呈樹枝狀、羽毛狀和梳狀等。

圖3 研究區微景觀劃分圖Fig.3 Microlandscape division map of the study area

2.2 樣品采集

參照《地球化學普查規范(1∶50 000)(DZ/T0011)》中的要求，結合前人研究成果，確定樣品采集及加工粒級采用-10目～+60目。采樣點密度為20.67個/km2。

采樣點主要布置在二級水系或較長的一級水系中，可直接定位元素濃集區[11]。采樣介質以水系沉積物為主，輔以巖屑和殘坡積土壤，均能代表上游匯水域基巖物質成分。

研究區實際采樣面積為413 km2，采集樣品8 538件(不含重復樣品89件)。

2.3 分析測試

樣品由青海省地質礦產測試應用中心測試；分析元素20種：Au、Ag、As、Be、Bi、Co、Cr、Cu、Hg、La、Li、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Sn、W、Y、Zn。

分析質量控制采用一級、二級標樣監控方法，其中內檢樣376件，異常點抽檢575件，各元素合格率均為100%，測試結果可靠。

3 地球化學特征

3.1 豐度特征

通過對1∶25 000地球化學測量數據統計分析，以各元素平均值作為豐度值，與全省、不同地質單元豐度對比分析后，研究區各元素豐度特征(表1)表現如下：

表1 豐度值對比統計表Tab.1 Comparative table of abundance values

研究區As、Bi、Be、Co、Mo、Pb、Sb、Sn、W、Zn、Li、Y等元素豐度不同程度高于全省豐度，特別是Mo、Bi、W的富集度(全區豐度/全省豐度)>1.5。表明這些元素在研究區得到了不同程度的富集。Ag、Au、Cr、Cu、Hg、La、Mn、Ni等元素不同程度低于全省豐度，特別是Cr的富集度僅0.475。說明這些元素在研究區將具有低的地球化學背景。

Ag、As、Au、Ni、Sb元素豐度在大干溝組和祁漫塔格群地層中明顯較高，同時，在大干溝組中還富集了Bi和Hg，在祁漫塔格群中還富集了Cr、Cu、Mo、Zn；這些元素的富集度(單元豐度/全區豐度)均>1.5，且這些元素都是研究區的成礦元素。表明Ag、Au、Hg含量/10﹣9，其他元素含量/10﹣6

這兩個地質單元在研究區具有良好的成礦物質條件。As和W元素在晚志留世閃長巖中明顯富集，Sn略有富集。三元素的富集度(單元豐度/全區豐度)分別為2.09、1.68和1.42，表明這期閃長巖中具有一定的As、W、Sn成礦物質條件。Be和W元素豐度在早侏羅世二長花崗巖中略有富集，其富集度(單元豐度/全區豐度)分別為1.29、1.32，顯示這期二長花崗巖中存在較豐富的Be和W成礦物質。

其他地質單元中，基本上沒有出現明顯富集的元素，顯示出與成礦關系不大的狀態。

總之，在大干溝組和祁漫塔格群地層及晚志留世閃長巖中，Ag、As、Au、Ni、Sb、Cu、Mo、Zn、Bi、Hg、Cr、W、(Co、Pb、Sn)等元素在研究區富集程度較高，與研究區已知礦化類別吻合程度很高，是成礦的有利地質單元，具有良好的成礦物質條件，有較好找礦潛力。

3.2 富集離散特征

區內各元素原始數據集的變化系數(Cv1)和背景數據變化系數(Cv2)分別反映兩類數據集的離散程度；用Cv1/Cv2反映背景擬合處理時對離散值(特高值、特低值)削平程度[12]。利用Cv1和Cv1/Cv2制作了變化系數解譯圖(圖4)，從中可見：

圖4 元素變異系數解譯圖Fig.4 Interpretation chart of element coefficient of variation

1)含量變化幅度很大、高強數據多、成礦潛力很大的元素[13]只有Au和Sb。在K8、K14、K16礦(化)點已發現金礦化，顯示出強勁的找金潛力。Sb則可能是測區金礦化的最重要指示元素。

2)含量變化幅度大、高強數據較多、成礦可能性大的元素有As、Hg、W、Bi、Ag、Pb。其中Ag、Pb元素局部富集，已發現4處礦點(K9、K10、K17、K19)；As、Hg、W、Bi則可能作為Ag、Pb、Au元素成礦的指示元素存在；同時，W、Bi還與巖漿活動關系密切，顯示這類礦化的熱液成礦特征。

3)Cr、Ni、Cu、Zn、Mo、Sn元素含量變化幅度中等，富集成礦可能性較大，其中Cu、Zn、Mo、Sn與已有拉陵高里河西(K1)等多金屬成礦事實一致；Ni元素在東鄰區已發現1處大型鎳礦(夏日哈木鎳礦床)，區內有三叉溝鎳多金屬礦點(K5)產出。Cr、Sn則可能是這類礦化的成礦特征指示元素，顯示巖漿熔離+后期熱液疊加成礦的特征。

4)Co、Mn、Li、Y、La、Be含量變化幅度很小，成礦的可能性很小。這里只有Co例外，Co在區內已發現2處礦化點(K9、K12)，這個元素組合可能顯示這里的Co礦化特點與東鄰區有差別，大概以熱液型Co礦化為主。

3.3 元素組合特征

通過R型聚類分析(圖5)解讀出各元素共生組合特點如下：

圖5 R型聚類分析譜系圖Fig.5 R-type cluster analysis pedigree

1)在相關系數γ=0.25水平上，顯示出有三組元素組合：①Pb、Zn、Ag、Cu、Hg、Mo、Sb、As、Au—囊括了研究區絕大部分的已知成礦元素及其伴生元素；②Co、Cr、Ni、Mn—基性-超基性巖類及有關礦化(Co)的反映；③Be、La、Y、Li—花崗巖類元素組合。另外，Sn、Bi、W三元素各自獨立，既與成巖有關，也與成礦有關；反映研究區既存在花崗巖類侵入體，也存在巖漿期后中高溫熱液活動。

2)在γ=0.35水平上，進一步分離出了多金屬礦化(Pb、Zn、Ag、Cu)、鉬礦化和金礦化(Au、As、Sb)相關的元素組合。

3)宏觀反映研究區不同地質環境下各元素相關性和成礦特點。區內巖漿巖與地層侵入接觸是引起富集成礦的主要因素，同時又指出斷裂構造和成礦的關系。

3.4 綜合異常特征

3.4.1 異常下限的確定

表2 各元素異常下限統計結果表

3.4.2 綜合異常的圈定

1)綜合異常圈定方法。按照各元素所確定的異常下限，圈定各元素的單元素異常；以異常套合好、元素組合與礦產或地質體關系密切的多個單元素異常進行重疊，構成綜合異常。其中對于全區中的單點異常、及異常元素組合差，成礦地質條件差的異常，進行選擇性的剔除；另外，對個別分布面積較大的綜合異常，根椐地質條件及其相互連接薄弱處，對其進行人為分割；最終圈定綜合異常158處。

選擇相對規模較大、具有一定成礦事實或成礦地質條件有利，作為該綜合異常主元素。再進行異常組合特征值計算，取累計相對規模達70%～80%以上的前若干元素作為綜合異常伴生元素。

2)綜合異常分類標準。按異常所處地質環境、地質找礦意義和工作研究程度，以特征組合中的主元素或組合元素為依據進行排隊評序。按其找礦意義的大小分為甲、乙、丙、丁四個類別，①甲類異常：

括號內為第二主元素數

由已知礦床或新發現礦體、礦化帶及新發現礦床所引起的礦致異常(甲1類異常，據以發現了礦體、礦床或擴大了已知礦床規模的異常，對新礦種或新礦體發現尚具一定找礦潛力。甲2類異常，僅反映已知礦體和礦床的異常)；②乙類異常：異常地球化學特征清晰、明顯，由已知礦(化)點引起或推斷的礦致異常，具有良好的成礦地質條件和找礦意義的異常(進一步分為乙1、乙2、乙3三個亞類。乙1類異常：發現由已知礦(化)點及礦化線索，如含礦轉石，或對找礦有直接控制的地質體。乙2類異常：無已知礦(化)點，異常反映可能是含礦、控礦或對找礦有其它指示作用的地質體，經進一步工作推測能找到礦的異常。乙3類異常：經進一步工作有可能找到礦的異常，或與一定的巖漿巖體有關，指示某種巖體存在的異常)；③丙類異常：根據異常特征和地質背景，目前尚難以確定其找礦意義的異常，需要進一步開展化探工作，查明其異常性質；④丁類異常：無找礦意義的異常。根據上述分類標準，研究區劃分出甲2類異常7個(表3)，乙1類異常11個，乙2類異常l5個，乙3類異常40個，丙類異常85個。此外Ag、As、Cu、La、Li、Mo、Zn、Sn還以第二主元素出現在若干異常中(表3)。

3.5 異常對比分析

前人分解出1∶50 000水系沉積物測量圈定異常28處，本次分解出1∶25 000地球化學異常68處(圖6)，異常對比重現性極好，有效驗證了前人異常及礦化信息(K1-K6)。

圖6 綜合異常對比及預測成果圖Fig.6 Synthetic abnormal contrast and forecast result chart

在1∶50 000異常空白區新圈定異常90處。于異常濃集中心部位新發現鈷、金銀、銅、鉛鋅等礦種的礦(化)點及礦化線索13處(K7-K19)，綜合異常與礦化點響應情況極好。經后續勘探以后，K9、K10、K14、K16、K17、K19等多金屬礦點具有找到小型以上礦床的潛力。

上述對比表明：1∶25 000水系沉積物測量具有發現更多礦(化)點及礦化線索的潛力，較好地指導后續找礦工作，值得在類似景觀區推廣使用。

4 找礦靶區預測

在異常分類基礎上，對區內圈定的綜合異常依其元素組合特征、主元素規模，異常地質成礦條件是否有利，并結合區域異常內已發現的礦床、礦(化)點、礦化線索等進行綜合類比，綜合評價其找礦潛力，按找礦價值及意義劃分出找礦靶區。

總結新發現礦點和礦化線索的成礦地質條件和成礦模式，結合地球化學成礦信息綜合研究分析，在研究區預測出4個找礦靶區(BQ1～BQ4)。

4.1 拉陵高里河溝口銅鋅多金屬找礦靶區BQ1

靶區位于研究區西北部，出露地層主要為金水口巖群，東北側出露祁漫塔格群和大干溝組地層，北西向斷裂構造發育。圈定以Pb、Zn、Sn、Ag等為主元素的1∶25 000化探綜合異常19處，主體反映出與巖漿熱液成礦相關的元素組合。南側發現有1∶50 000 地磁異常1處和與礦化蝕變帶對應極好的中低阻高極化激電異常。發現褐鐵礦化等蝕變帶4條，與異常查證的土壤剖面中Sn、Au、Pb、Zn、Ag高含量地段相對應。原有鉬礦點1處(K1)，新發現銅鋅礦點1處(K7)。

綜上所述，靶區內祁漫塔格群火山巖為主要賦礦地層，后期發育的斷裂構造為深部熱液提供了運移通道，各類侵入巖為成礦提供了充足物源及熱源，成礦條件十分有利，具有尋找火山巖型銅鋅等多金屬礦床的潛力。

4.2 拉陵灶火上游鈷多金屬找礦靶區BQ2

該靶區位于研究區東部，北側出露金水口巖群，南側大面積分布中-晚三疊世花崗閃長巖，東側分布晚志留世閃長巖和早侏羅世花崗斑巖。北西向、北東東向斷裂構造發育。圈定以Au、Cu、Zn、Co等為主元素的1∶25 000化探綜合異常27處。伴有1∶50 000 地磁異常3處和與矽卡巖帶較好對應的中低阻中高極化激電異常[15]。原有鐵礦點1處(K6)，新發現矽卡巖帶為主的礦化蝕變帶7條，金、鈷多金屬礦點3處(K9、K10、K14)，銅鋅鐵等礦化線索4條(K8、K11、K12、K13)。

綜合研究認為，區內金水口巖群為主要賦礦地層，尤其與后期中酸性侵入體接觸交代部位形成的矽卡巖化巖層為儲礦空間[16]。三位一體成礦條件優越，成礦事實清楚，主攻矽卡巖型鈷金、鐵礦床，兼顧熱液型銅鋅多金屬礦。

4.3 拉陵高里河溝腦銀多金屬找礦靶區BQ3

該靶區位于研究區南緣中部，西側出露金水口巖群，東側大面積分布中三疊世花崗閃長巖，西南分布有晚二疊世石英閃長巖,局部發育中三疊世輝長巖。區內北西向斷裂構造發育，其次為北東向斷裂。圈定以Ag、Pb、Cu等為主元素的1∶25 000化探綜合異常18處，異常整體呈現出高值點密集、元素組合多、襯度規模大等特征，主體反映出與巖漿熱液成礦相關的元素組合。伴有3處1∶50 000航磁異常。新發現銀多金屬礦點2處，(K17、K19)，鐵礦化線索1條(K18)。

綜上所述，靶區內金水口巖群大理巖組為主要賦礦地層，具成礦事實，成礦條件優越，主攻構造-熱液型銀、銅鉛鋅等多金屬礦產。

4.4 拉陵灶火河西金銅找礦靶區BQ4

靶區位于研究區東南角，區內出露中三疊世花崗閃長巖，多發育北東向和近東西向斷裂。圈定以Cu、Au、As等為主元素的1∶25 000化探綜合異常5處，主體反映出與巖漿熱液成礦相關的元素組合。南側圈定1∶50 000航磁異常1處。新發現褐鐵礦化蝕變帶和褐鐵礦化黃鐵礦化石英脈各1條，與土壤剖面中Au、Cu高含量地段位置相對應。發現金銅礦化點1處(K16)，銅礦化點1處(K15)。

綜上所述，區內花崗閃長巖為主要賦礦巖層，成礦條件有利，成礦事實明顯，主攻礦種為金銅，主攻礦床類型為構造-熱液型，兼顧石英脈型金礦。

5 結論

1)研究區大干溝組和祁漫塔格群地層及閃長巖中，Ag、As、Au、Ni、Sb、Cu、Mo、Zn、Bi、Hg、Cr、W、(Co、Pb、Sn)等元素富集程度較高，以上元素具有變異系數大且離群子集較大的特點，與研究區已知礦化類別吻合程度很高，具有良好的成礦物質條件，構成成礦有利地質單元，有較好找礦潛力。

2)確定出研究區不同類型成礦成巖的指示元素組合：多金屬礦化為Pb、Zn、Ag、Cu、Hg、(Mo)，金礦化為Au、As、Sb；基性-超基性巖類及有關礦化(Co)為Co、Cr、Ni、Mn，花崗巖類為Be、La、Y、Li，巖漿期后熱液活動為Sn、Bi、W。

3)本次1∶25 000地球化學測量與前人1∶50 000 水系沉積物測量異常對比重現性極好，有效驗證了前人異常及礦化信息，且在1∶25 000地球化學測量新發現的異常濃集中心部位找到了鈷、金銀、銅、鉛鋅等礦種的礦(化)點及礦化線索13處，綜合異常與礦(化)點響應情況極好；其中K9、K10、K14、K16、K17、K19等多金屬礦點具有尋找小型以上礦床的潛力。

4)根據地質和地球化學資料，預測出4個找礦靶區：①拉陵高里河溝口(BQ1)，主要尋找火山巖型銅鋅礦床；②拉陵灶火上游(BQ2)，主要尋找矽卡巖型多金屬礦；③拉陵高里河溝腦(BQ3)，主要尋找構造-熱液型多金屬礦；④拉陵灶火河西(BQ4)，主要尋找熱液型銅礦床和石英脈型金礦床。為進一步地質找礦工作提供借鑒。