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  • CN 62-1112/TF 
  • ISSN 1005-2518 
  • 创刊于1988年
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黄金科学技术, 2019, 27(6): 816-825 doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2019.06.816

矿产勘查与资源评价

青海滩北雪峰地区土壤地球化学异常特征及找矿前景

杨宝凯,1, 徐美君1, 曹瑞1, 于洋1, 解永健1, 何安全2

1. 青岛地质工程勘察院,山东 青岛 266100

2. 青海省第三地质勘查院,青海 西宁 810029

Characteristics of Soil Geochemical Anomalies and Prospecting Potential of Tanbeixuefeng Area in Qinghai Province

YANG Baokai,1, XU Meijun1, CAO Rui1, YU Yang1, XIE Yongjian1, HE Anquan2

1. Qingdao Geological Engineering Investigation Institute,Qingdao 266100,Shandong,China

2. The Third Institution of Qinghai Geological Prospecting,Xining 810029,Qinghai,China

收稿日期: 2019-03-19   修回日期: 2019-06-24   网络出版日期: 2019-12-20

基金资助: 中国地质调查局西安地质调查中心项目“青海省茫崖行委滩北雪峰地区多金属矿调查评价”.  12120113032700

Received: 2019-03-19   Revised: 2019-06-24   Online: 2019-12-20

作者简介 About authors

杨宝凯(1986-),男,山东青岛人,工程师,从事地质矿产勘查工作yangbaokai@126.com , E-mail:yangbaokai@126.com

摘要

滩北雪峰位于祁漫塔格地区西段,是利用化探手段新发现的构造蚀变岩型金矿,探讨该金矿的化探异常特征及其找矿前景,对在祁漫塔格地区寻找金矿具有重要指导意义。在滩北雪峰地区开展了1/1万土壤地球化学测量,结果显示Au为富集元素,变异系数较大,R型聚类分析显示Au与Bi呈显著正相关,表明该区金成矿可能与中低温热液活动有关。进一步分析元素地球化学特征,并结合矿区地质背景,圈定出13个土壤综合异常,选择AP7、AP9异常区开展了异常查证工作,发现1条金矿化蚀变带,带内圈定出3条金矿体,地表亦发现多处金矿化线索。结合成矿地质条件,初步建立了地质、地球化学和构造等方面的找矿标志,探讨了矿床成因,指出今后找矿方向。土壤地球化学研究表明:该区具有良好的找矿前景,是寻找构造蚀变岩型金矿的有利地区。

关键词: 土壤测量 ; 化探异常 ; 找矿标志 ; 矿床成因 ; 找矿方向 ; 滩北雪峰 ; 青海省

Abstract

Qimantage metallogenic belt is located in the western part of the East Kunlun Mountains.It is an important metallogenic belt in the western part of China.Superior metallogenic geological conditions have resulted in abundant mineral resources in this region.In recent years,a large number of mineral deposits related to intermediate-acid magmatic activities have been discovered in the Qimantage metallogenic belt.The genetic types of the deposits are mainly skarn,porphyry,high temperature hydrothermal,sedimentary metamorphic,sedimentary,hot water sedimentary-reformed and volcanic rock type.The minerals include copper,iron,lead,zinc and other metals.Tanbeixuefeng is a newly discovered tectonic altered type gold deposit in the region, which is located in the Qimantage back-arc rift basin,and the metallogenic geological conditions are very favorable.In this study,through 1∶10 000 soil geochemical survey in Tanbeixuefeng area,the results shows that Au is an important enriched element with a large coefficient of variation,indicating that there is superimposition of late stage mineralization.Moreover,R-type cluster analysis shows that Au and Bi are significantly positively correlated,indicating that Au mineralization may be related to mesothermal and low-temperature hydrothermal activities.Further analysis of geochemical characteristics of elements,combined with geological background,13 comprehensive soil anomalies dominated by gold have been delineated, trench prospecting has been carried out in AP7 and AP9 anomalous areas.A gold mineralization alteration zone has also been found,and three gold orebodies have been delineated in the zone.The gold orebodies are developed in the NW-trending structural fracture zone,as well as joint structure.The ore-hosting lithology is silicified altered rock and strong limonization.Several gold mineralization clues have been found on the surface,such as silicification,sericitization,and pyritization.Furthermore,based on the analysis of metallogenic geological conditions,the prospecting criteria of geology,geochemistry and structure are preliminarily established.Moreover,the genesis of the deposit is discussed and analyzed.Therefore,this study point out the prospecting direction in the Tanbeixuefeng area as follows:(1) The Au is already found in the No.1 mineralized alteration zone,thus the drilling should be carried out;(2) Compared the No.1 mineralized alteration zone,the prospecting should be focussed on the NWW fault;(3) Other unidentified Au high-value points in soil anomalies;(4) Other unchecked Au high-value points in soil anomalies,and Au and As combination anomalies should be strengthen prospecting work.It is a favorable area of prospecting for structural altered type gold deposits.Surface tracing and deep verification work in this area are expected to make breakthrough prospecting progress.

Keywords: soil survey ; geochemical anomaly ; prospecting criteria ; genesis of deposit ; prospecting direction ; Tanbeixuefeng ; Qinghai Province

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本文引用格式

杨宝凯, 徐美君, 曹瑞, 于洋, 解永健, 何安全. 青海滩北雪峰地区土壤地球化学异常特征及找矿前景[J]. 黄金科学技术, 2019, 27(6): 816-825 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2019.06.816

YANG Baokai, XU Meijun, CAO Rui, YU Yang, XIE Yongjian, HE Anquan. Characteristics of Soil Geochemical Anomalies and Prospecting Potential of Tanbeixuefeng Area in Qinghai Province[J]. Gold Science and Technology, 2019, 27(6): 816-825 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2019.06.816

祁漫塔格成矿带位于东昆仑西段,是我国西部重要的成矿带,位于祁漫塔格—都兰华力西期铁、钴、铜、铅、锌、锡(锑和铋)成矿带乌兰乌珠尔华力西期铜成矿亚带上[1]。优越的成矿地质条件造就了该区丰富的矿产资源,近年来在该区发现了一大批与中酸性岩浆活动有关的铁铜铅锌多金属矿床,如卡尔却卡、尕林格、虎头崖、野马泉、肯德可克和克停哈尔等,矿床成因类型主要有矽卡岩型、斑岩型、热液型、沉积变质型、热水沉积—改造型、火山岩型和构造蚀变岩型等[2,3,4,5,6,7,8,9,10]。然而该区金矿找矿工作鲜有突破,滩北雪峰为区域上新发现的构造蚀变岩型金矿。

研究区属于祁漫塔格中西部高原高寒山区,基岩上大多覆盖有土壤层,土壤厚度为0.1~5.0 m[11],比较适宜开展土壤地球化学测量工作。前人曾在该区相继开展过地球化学基础研究工作,1985年青海省地质矿产局区调综合地质大队在该区开展了1/20万化探扫面工作,圈定了一系列以金、铜为主的综合异常;2009年青海省地质调查院开展了1/5万水系沉积物测量工作,圈定了多处以金、镍、锡为主的综合异常。为进一步查证并缩小找矿靶区,在前人研究成果的基础上,对研究区开展了1/1万土壤地球化学测量工作,综合分析矿区地质地球化学特征,总结找矿标志,分析矿床成因,指出下一步找矿方向,为滩北雪峰地区乃至祁漫塔格地区金矿找矿工作提供了新思路。

1 区域地质概况

研究区大地构造位置处于北昆仑(祁漫塔格)岩浆弧带上(图1[12,13]。区域内出露地层有古元古界金水口岩群片麻岩,下古生界祁漫塔格群陆源碎屑岩和中基性火山岩,上古生界下石炭统石拐子组、大干沟组碎屑岩和含生物碎屑碳酸盐岩,上石炭统缔敖苏组和下—中二叠统打柴沟组含生物碎屑碳酸盐岩,新生界古近系路乐河组陆相碎屑岩和第四系。区域变质岩归属于祁漫塔格群,岩性为斜长角闪岩和斜长角闪片岩,原岩为基性火山岩。区域上主要发育有NW向和NE向断裂。主构造线方向为NW向,发育压性、脆性断裂,以逆断层为主。区域岩浆活动频繁,从元古宙至中生代的岩浆活动形成了岩石类型各异、时空不同及规模不等的各类侵入岩和喷出岩,尤以似斑状二长花岗岩、二长花岗岩和花岗闪长岩分布范围最广。区域内矿床类型多样,尤以矽卡岩型和热液型最为常见,矿种组合以铁、铜多金属最为常见,成矿期次与华力西—印支期中酸性岩浆侵入活动密切相关。

图1

图1   区域构造简图[5]

Ⅰ-塔里木陆块;Ⅱ-塔北—敦煌地块;Ⅲ-阿尔金造山带;Ⅲ-1-红柳沟—拉配泉蛇绿混杂岩带;Ⅲ-2-阿中地块;Ⅲ-3-阿帕—茫崖早古生代蛇绿混杂岩带;Ⅳ-昆仑造山带;Ⅳ-1-北昆仑岩浆弧;Ⅳ-2-中昆仑微地块;Ⅳ-3-昆南增生楔杂岩带;Ⅴ-巴颜喀拉褶皱带;Ⅵ-柴达木陆块;Ⅶ-祁连造山带;Ⅵ-1-柴达木盆地北缘;Ⅵ-2-柴达木盆地;①-阿尔金北缘断裂;②-阿尔金南缘断裂;③-昆北断裂带;④-黑山—那陵格勒断裂带;⑤-白干湖断裂;⑥-昆中断裂带;⑦-昆南断裂带;⑧-柴北缘断裂;1.区域断裂;2.区域推测断裂;3.省界

Fig.1   Sketch map of regional teoctonic[5]


2 研究区地质概况

研究区地层较单一,主要岩性为祁漫塔格群碎屑岩,呈NNW向展布,倾向NE,倾角一般为45°~70°,岩性以粉砂质板岩为主;区内断裂发育,呈NW向展布,走向延伸大于2 km,倾向NE,倾角为60°~80°,局部近于直立。断层性质为正断层,断层内有较好的金矿化显示,断层内及硅化碎裂状大理岩中见有褐铁矿化、磁黄铁矿化和黄铜矿化,并伴有硅化,含矿碎裂岩带即位于该断裂带内(图2),地表延伸长度约为1.1 km,宽度为5~100 m,带内岩石十分破碎,硅化和褐铁矿化强烈,碎裂岩裂隙极为发育,且多为石英脉充填,石英脉亦破碎,可见错断贯穿现象,局部有热液蚀变及矿化现象。

图2

图2   滩北雪峰地区地质简图[11]

1.第四系;2.奥陶系祁漫塔格群;3.大理岩;4.二长花岗岩;5.花岗闪长岩;6.金矿带编号;7.金矿体编号;8.矿体品位/矿体厚度;9.地质界线;10.断层;11.褐铁矿化;12.绢英岩化;13.硅化;14.黄铜矿化;15.黄铁矿化;16.磁黄铁矿化;17.捡块样及分析结果;18.土壤测量范围;19.土壤异常及编号

Fig.2   Geological sketch map of Tanbeixuefeng area[11]


3 土壤地球化学特征

3.1 样品采集和测试方法

样品采集测线方向为30°,采样网度为100 m×20 m,采用72H型GPS定位,对采样点及周围的地形地貌和地质特征进行了详细记录。样品的采样层位为残积层和残坡积层(C层),采样深度为20~60 cm,样品处理加工严格按照干燥—碎样—过筛(0.42 mm)拌匀—称重(≥150 g)—装袋—装箱的工序,杜绝样品相互污染,最后送化验室进行分析,分析测试由青海省地质矿产测试应用中心完成。分析项目为Ag、As、Au、Bi、Cr、Cu、Mo、Pb、Sb、Sn、W和Zn。其中Au和Mo采用电感耦合等离子体质谱法分析,As、Sb和Bi采用氢化物—原子荧光光谱法分析,Ag和Sn采用垂直电极—原子发射光谱法(ES)分析,Zn采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)分析,Cu、Pb和Cr采用X射线荧光光谱法分析,W采用催化极谱法(POL)分析。

3.2 土壤地球化学特征

根据勘查地球化学中有关定义和计算公式,变异系数主要描述元素的分异特征[14,15,16,17,18],当变异系数CV≥0.8时,元素为强分异型;当0.4≤CV<0.8时,元素为分异型;当CV<0.4时,元素为弱分异型。该区土壤中Au和Bi变异系数均大于0.8,分异程度很高,属于强分异型,表明金成矿可能有后期成矿作用叠加;Ag、Cu、Mo和W变异系数介于0.4~0.8之间,属于分异型;Cr、Pb、Sn和Zn变异系数小于0.4,属于弱分异型(表1)。

表1   滩北雪峰地区土壤地球化学元素含量参数统计

Table 1  Statistics of geochemical element content parameters in soil of the Tanbeixuefeng area

元素平均值/(×10-6)最大值/(×10-6)最小值/(×10-6)标准离差变异系数
Ag*735822530.4450.42
Au*2.28102.000.264.301.82
Bi0.5530.400.101.001.82
Cr42.67168.008.7015.800.37
Cu22.58131.007.579.200.41
Mo1.0211.200.290.730.72
Pb22.9970.709.305.300.23
Sn3.388.801.601.000.29
W1.4227.600.381.030.72
Zn62.44151.0025.4013.000.21

注:Au、Ag元素含量单位为×10-9

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运用SPSS软件对土壤元素含量进行相关性分析(表2),可以看出Au与Bi呈显著正相关,Au与Ag、Mo、W呈较显著正相关,表明金成矿可能与中低温热液活动有关。

表2   土壤地球化学数据相关系数矩阵

Table 2  Correlation coefficient matrix of soil geochemical data

元素AuAgBiCrCuMoPbSnWZn
Au1
Ag0.211
Bi0.870.191
Cr-0.100.11-0.071
Cu0.120.240.130.491
Mo0.190.140.160.260.591
Pb0.190.040.14-0.26-0.10-0.041
Sn0.04-0.030.01-0.28-0.08-0.200.011
W0.190.080.220.260.180.11-0.07-0.061
Zn-0.010.19-0.020.350.470.140.200.230.101

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3.3 异常圈定

首先,统计计算全域元素数据的平均值(X̅)和标准离差(S)。运用迭代法剔除极值,使剔除后的数据符合小于(X̅+3S)或大于(X̅-3S)的要求,所余数据服从正态分布或对数正态分布后,统计计算背景平均值(X̅0)和标准离差(S0)。所得剔除极值后的算术平均值即为该元素的区内地球化学背景值。采用背景场的算术均值(X̅0)和算术标准离差(S)计算理论异常下限:

T=Co+K×S

式中:T为异常下限;Co为背景平均值;S为标准离差;K为可靠性系数,取值在1~3之间,本区K取值为2。

然后,结合地球化学等量线、地质背景及圈定效果确定出实用异常下限,并以此实用异常下限值在数据图上直接圈定单元素异常,按T、2T、4T的含量值对异常数据进行分级,并以此划分异常的外、中、内带。

在单元素地球化学异常图的基础上,根据元素的相关分析和聚类分析等统计结果,以及元素地球化学特征和所处地质环境,全区共圈定以Au为主的土壤地球化学综合异常13个,编号为AP1~AP13。本文仅对AP7和AP9异常进行了较系统的查证。

4 异常查证

4.1 AP7异常

AP7异常位于研究区西北部,呈不规则状,面积为0.057 km2,因异常西侧未开展土壤测量工作,异常西侧未圈闭。异常主元素为Au和Bi,伴生元素为Cu、Mo、Ag、W和Cu,各元素之间套合较好。主元素Au和Bi具有内、中、外3个浓度分带,异常峰值分别为102×10-9和30.4×10-6,浓集中心明显;Mo元素具有中、外2个浓度分带,显示出一定的浓集趋势;Cu、Ag、W、Zn元素虽然与主元素套合较好,但只具有外带,无明显异常浓集趋势(表3图3)。

表3   AP7综合异常参数统计

Table 3  Statistics of AP7 composite anomaly parameters

单元素异常元素异常点数面积/km2极大值/(×10-6)平均值/(×10-6)标准离差衬度值规模浓度分带数/个
Bi240.0230.4010.3913.448.660.193
Au240.02102.0047.9337.607.990.803
Cu110.01127.00127.0004.231.091
Mo480.025.493.391.512.260.042
Ag1380.02181.00126.3835.001.410.751
W420.018.685.744.162.870.031
Cu1060.0161.2042.4311.471.410.151
Zn130.0198.0086.8311.251.240.141

注:Au、Ag元素含量单位为×10-9

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图3

图3   AP7异常剖析图

1.大理岩;2.二长花岗岩;3.花岗闪长岩;4.金矿体编号;5.矿体品位/厚度;6.地质界线

Fig.3   Analysis diagram of AP7 anomaly


通过对AP7异常进行查证,异常区主要出露有花岗闪长岩岩体和条带状硅化大理岩。花岗闪长岩与大理岩接触带部位发育有Ⅰ号金矿化蚀变带,带内发育强褐铁矿化、硅化、绢英岩化和黄铁矿化,针对该破碎带施工探槽1条,圈定出1条金矿体,金品位为1.29×10-6。AP7异常由Ⅰ号金矿化蚀变带引起。

4.2 AP9异常

AP9异常位于研究区南部,呈不规则状,面积为0.243 km2。异常主元素为Au和Bi,伴生元素为Ag、Mo、W、As、Zn、Sb和Pb。主元素Au和Bi套合较好,具有中、外2个浓度分带,显示出一定的浓集趋势;W、Mo、Bi、Ag元素与主元素套合较好,具有中、外2个浓度分带,显示出一定的浓集趋势;Pb、Sn、As异常规模较小,无浓度分带,异常浓集趋势不明显(表4图4)。

表4   AP9综合异常参数统计

Table 4  Statistics of AP9 composite anomaly parameters

单元素异常元素异常点数/个面积/km2极大值/(×10-6)平均值/(×10-6)标准离差衬度值/(×10-6)规模浓度分带数/个
Au7180.1040.3013.889.232.310.772
Bi5130.067.382.782.002.320.102
Ag1570.04582.00232.71201.052.595.532
Mo6150.054.482.660.911.780.062
Au570.0333.0016.1610.162.690.322
W620.0210.209.251.344.630.112
Bi450.026.643.192.162.660.052
W710.0110.7010.7005.350.092
Mo530.015.572.952.271.970.012
As1030.0122.1016.774.771.400.041
Ag1610.0198.0098.0001.090.071
Zn1720.01116.00103.2018.101.470.161
Au620.0113.6011.353.181.890.022
Sb810.012.082.0802.080.012
Pb510.0131.6031.6001.050.011

注:Au、Ag元素含量单位为×10-9

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图4

图4   AP9异常剖析图

1.大理岩;2.二长花岗岩;3.花岗闪长岩;4.金矿体编号;5.矿体品位/厚度;6.地质界线;7.褐铁矿化;8.绢英岩化

Fig4   Analysis diagram of AP9 anomaly


通过对AP9异常进行查证,异常区分布有大面积的花岗闪长岩,局部出露有条带状硅化大理岩。花岗闪长岩与大理岩接触带处发现一条矿化蚀变带,为Ⅰ号金矿化蚀变带的延伸,受NNW向断裂控制,带内发育有磁黄铁矿化、硅化、绢英岩化和黄铁矿化,局部发育少量黄铜矿化。施工2条探槽对该蚀变带进行地表控制,圈定出2条金矿体,金品位为2.42×10-6~2.53×10-6。AP9异常由Ⅰ号矿化蚀变带引起。

4.3 Ⅰ号金矿化蚀变带特征

Ⅰ号金矿化蚀变带位于AP7、AP9异常区内,受NNW向断裂控制,发育于大理岩与花岗闪长岩接触带上,该带由3条探槽地表揭露控制,长度大于1 100 m,宽度为5~100 m,走向300°,倾角大于60°,局部近于直立。

蚀变带内岩石岩性主要由硅化碎裂岩、硅化大理岩和蚀变花岗闪长岩组成,矿化以褐铁矿化、硅化和绢英岩化为主,局部见磁黄铁矿化、黄铜矿化和黄铁矿化,赋矿岩性为硅化碎裂岩(图5)。蚀变带内圈定出3条金矿体,编号分别为AuⅠ-1、AuⅠ-2和AuⅠ-3,矿体控制长度均为100 m,宽度为0.77~1.79 m,金品位为1.29×10-6~2.53×10-6,地表捡块样金品位为0.20×10-6~1.76×10-6,赋矿岩性为硅化碎裂岩,金矿体与AP7、AP9异常对应良好。

图5

图5   Ⅰ号矿带宏观特征、矿石标本及显微照片(据文献[11]修改)

(a)Ⅰ号矿化蚀变带宏观特征;(b)黄铁矿化和硅化特征;(c)磁黄铁矿化特征;(d)镜下显微照片Mt-磁黄铁矿;Ccp-黄铜矿;Bi-黑云母

Fig.5   Macroscopic characteristics of Ⅰ ore belt,mineral specimen and micrograph(modified after reference [11])


5 矿床成因及找矿前景

5.1 矿床成因

研究区地处祁漫塔格—都兰华力西期铁、钴、铜、铅、锌、锡及硅灰石(锑、铋)成矿亚带[19,20,21,22]。区内一级断裂为著名的昆北断裂,NW向断裂是区内主要的控(导)矿构造,其附近的次级断裂则是明显的容矿构造,含矿建造主要为古元古界金水口岩群及下古生界祁漫塔格群,各类多金属矿化和异常主要分布于NW向昆北断裂带及其次级断裂附近;区域化探异常呈带状分布,印支期花岗岩的侵入不仅为成矿提供了成矿物质,而且提供了热源,使昆北地区形成了众多矽卡岩—热液脉型多金属矿化,金矿大多呈伴生状态产于其中,局部大理岩不发育地段生成构造蚀变岩型金矿。岩浆侵入活动频繁,断裂具有多期活动特点,说明区域成矿条件良好。

研究区内矿床的空间展布明显受NW向断裂控制,结合其他地区构造蚀变岩型金矿的特征[23,24,25],从地质背景、矿体空间展布特征和找矿标志等方面分析认为该区金矿床成因类型为构造蚀变岩型金矿床。金水口岩群金含量背景值较高,是金成矿的有利地层,NW向断裂既是金矿的容矿构造又是导矿构造,富含金质的成矿流体进入NW向断裂或其次级断裂中,与周围金水口岩群地层发生强烈的蚀变交代,成矿流体中的金质释放沉淀,在适宜的物化条件下,Au等成矿元素在有利空间富集成矿,形成构造蚀变岩型金矿。

5.2 找矿标志

(1)构造标志。NWW向断裂(走向300°~310°)、次级层间构造和节理裂隙发育地段是寻找金矿的有利部位。

(2)蚀变标志。构造蚀变带中强褐铁矿化(黄褐色)、硅化,以及普遍发育的绢英岩化和星点状、团块状黄铁矿化是重要的直接找矿标志,尤其是褐铁矿化、硅化和绢英岩化伴生部位,金矿化更好。

(3)地球化学标志。1/1万土壤异常中Au元素含量越高,金矿化越好,Au-As组合异常中具明显浓集中心且套合较好的异常是寻找金矿的重要地球化学标志。

5.3 找矿方向

(1)Ⅰ号矿化蚀变带已有成矿事实,利用探槽进一步追溯控制Ⅰ号金矿化蚀变带,并选择矿化较好的地段进行深部验证。

(2)类比已圈定的Ⅰ号矿化蚀变带,将找矿重点放在寻找NWW向断裂。

(3)土壤地球化学异常中其他未查证的Au高值点,Au-As组合异常具明显浓集中心的异常部位,应加强找矿工作。

6 结论

(1)滩北雪峰地区土壤中Au为富集元素,变异系数较大,表明有后期成矿作用叠加,通过R型聚类分析发现,Au与Bi呈显著正相关,与Ag、Mo、W元素呈较显著正相关,表明金成矿可能与中低温热液活动有关。

(2)通过1/1万土壤地球化学测量,在研究区内圈定以Au为主的13个土壤综合异常,重点对AP7、AP9异常进行查证,发现了Ⅰ号金矿化蚀变带。

(3)Ⅰ号金矿化蚀变带内初步圈定了3条金矿体,同时地表捡块样有多处金矿化显示,通过系统分析该区找矿标志及矿床成因,显示区内具有寻找构造蚀变岩型金矿床的巨大潜力。

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