青海省都兰县丘吉东沟金矿水系沉积物地球化学特征及找矿远景

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.06.084

青海省都兰县丘吉东沟金矿水系沉积物地球化学特征及找矿远景

刘铭^,¹, 王仔章^,²

1.山东省鲁南地质工程勘察院（山东省地勘局第二地质大队），山东济宁 272000

2.河南中核五院研究设计有限公司，河南郑州 450000

Geochemical Characteristics of Stream Sendiments and Exploration Prospective of the Qiujidonggou Gold Deposit in Dulan County，Qinghai Province

LIU Ming^,¹, WANG Zizhang^,²

1.Shandong Lunan Institute of Geo-Engineering Exploration （No. 2 Geological Team，Shandong Geological Prospecting Bureau of Geology & Mineral Resources），Jining 272000，Shandong，China

2.Henan Fifth Research ＆ Design Corporation of CNNC，Zhengzhou 450000，Henan，China

通讯作者: 王仔章（1986-），女，湖北随州人，工程师，从事地质工程方面的工作。zizhangwang@163.com

收稿日期: 2020-05-02 修回日期: 2020-07-28 网络出版日期: 2021-01-29

基金资助:

新理论支撑右江成矿带锡钨金找矿勘查

Received: 2020-05-02 Revised: 2020-07-28 Online: 2021-01-29

作者简介 About authors

刘铭（1969-），男，山东济宁人，工程师，从事区域地质矿产调查和矿产勘查工作1290278570@qq.com , E-mail：1290278570@qq.com

摘要

都兰县丘吉东沟金矿区位于东昆仑成矿省，具有良好的成矿地质背景。由于矿区面积较大，区内成矿的有利部位难以圈定，从而限制了矿山的找矿与开采工作。为了揭露研究区矿体的成矿特征及找矿方向，通过对青海省都兰县丘吉东沟金矿开展1∶25 000水系沉积物地球化学特征研究，探讨矿床成矿特征并圈定成矿靶区。通过开展水系沉积物研究发现：Ag、Pb、As和Sb元素与成矿元素相关性较高，可作为成矿的指示性元素；运用衬度异常圈定法，在研究区圈定了4个综合异常区，其中Ⅰ级异常1处，为AS-4号综合异常；Ⅱ级异常2处，分别为AS-1和AS-3号综合异常；Ⅲ级异常1处，为AS-2号综合异常。研究结果将为区域找矿理论研究和找矿方向提供依据。

关键词： 水系沉积物 ; 地球化学特征 ; 衬度异常圈定法 ; 东昆仑成矿省 ; 丘吉东沟金矿 ; 青海省

Abstract

The Qiujidonggou gold deposit in Dulan County is located in the middle of the east Kunlun metallogenic province，so it is necessary to carry out research on the reverse side of mineral exploration.The area has developed structures，frequent research activities，and a good metallogenic geological background.There are famous Wulonggou gold deposit and Tanjianshan gold deposit around the mine.Due to the good metallogenic background in this area，the area has attracted the attention of scholars at home and abroad.Most of the previous studies have focused on the geological characteristics of the deposits and the metallogenic age，and there are few studies on regional mineral exploration，which has led to no breakthrough in regional prospecting. Because the mining area is large and the coverage is serious，general physical and chemical exploration methods are difficult to meet the exploration needs，which limits the prospecting and mining work of the mine.In order to reveal the metallogenic characteristics of the ore bodies in the study area and the prospecting direction，this paper explores the 1∶25 000 water system sediments in the Qiujidonggou gold deposit，to explore the mineralization characteristics and delineation of the deposit mine target area.Through research，it is found that the four elements Ag，Pb，As and Sb are highly correlated with metallogenic elements and can be used as indicator elements for metallogenic.Using the method of contrast anomaly delineation，four comprehensive anomalies were delineated in the study area.One type I anomaly is the AS-4 comprehensive anomaly and the second type anomaly is the AS-1 and AS-3 anomalies，third type anomaly is the AS-2 anomalies.This will provide a theoretical basis for the theoretical research and prospecting direction of regional prospecting.

Keywords： stream sediment survey ; geochemical characteristics ; contrast anomaly delineation method ; east Kunlun metallogenic province ; Qiujidonggou gold deposit ; Qinghai Province

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本文引用格式

刘铭, 王仔章. 青海省都兰县丘吉东沟金矿水系沉积物地球化学特征及找矿远景[J]. 黄金科学技术, 2020, 28(6): 837-845 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.06.084

LIU Ming, WANG Zizhang. Geochemical Characteristics of Stream Sendiments and Exploration Prospective of the Qiujidonggou Gold Deposit in Dulan County，Qinghai Province[J]. Gold Science and Technology, 2020, 28(6): 837-845 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.06.084

近年来，随着人类对矿产资源需求量的增加，矿产勘查手段也在不断完善。水系沉积物地球化学勘查作为地球化学勘查中较为有效的一种方法，被广泛运用于大区域综合找矿中^［1-3］，取得了良好的找矿效果^［4-5］。水系沉积物地球化学勘查通过研究水系沉积物中某些元素的分布、富集和变化规律，圈定与研究区成矿作用相关的地球化学异常来进行成矿重点区域的划分，指导区域找矿研究^［6-7］。都兰县丘吉东沟金矿区位于东昆仑成矿省，矿产资源丰富^［8-11］。前人对该区矿床地质特征和成矿时代开展了较多研究，认为金矿的形成集中在早印支期，即237 Ma，成矿温度在195~319 ℃之间，金矿体主要受NW、NWW向断裂构造的控制^［12-14］。由于该区地质条件复杂，在区域找矿方面一直未取得突破，找矿方向不明确，极大地限制了区域成矿理论的研究。本文在1∶25 000水系沉积物测量的基础上，对都兰县丘吉东沟金矿成矿元素地球化学特征及异常特征进行分析评价，在研究区圈定成矿预测靶区，以期为区域找矿指明方向。

1 区域地质概况

研究区位于青海省东昆仑山系中部，秦祁昆加里东造山系柴达木南缘分区，属东昆仑成矿省喀里克—香日德金、铅、锌多金属成矿带中部（图1），是青海省著名的金矿成矿带^［15］。区域内岩浆岩大面积分布，受岩浆活动的影响，研究区地层缺失较多，仅发育新太古—古元古界金水口群白沙河组（结晶基底）、中元古界蓟县系冰沟群狼牙山组（盖层）、新元古界青白口系冰沟群丘吉东沟组、中生界下侏罗统羊曲组和第四系。地层总体沿昆中和昆北断裂呈带状分布^［16-17］。

图1

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图1 都兰县丘吉东沟金矿区域地质简图

Ⅰ-秦祁昆地层区：Ⅰ₁-北祁连山分区；Ⅰ₂-中祁连山分区；Ⅰ₃-南祁连山分区；Ⅰ₄-拉脊山分区；Ⅰ₅-柴达木北缘分区；Ⅰ₆-柴达木盆地分区；Ⅰ₇-柴达木南缘分区；Ⅰ₈-东昆仑山南坡分区；Ⅰ₉-宗务隆—泽库分区；Ⅰ₁₀-西倾山分区；Ⅱ-巴颜喀拉—羌北地层区：Ⅱ₁-阿尼玛卿山分区；Ⅱ₂-巴颜喀拉山分区；Ⅱ₃-西金乌兰—玉树分区；Ⅱ₄-乌丽—杂多分区；Ⅱ₅-赤布张错—雁山坪分区；Ⅲ-羌南—保山地层区：Ⅲ₁-索县—左贡分区

Fig.1 Regional geological map of Qiujidonggou gold deposit in Dulan County

自元古宙结晶基底形成以来，研究区经历了加里东期、华力西期和印支期多期次构造运动，奠定了该区的构造格局^［11］。该区构造形迹多样化，褶皱和断裂十分发育，断裂以NE向为主，其次为NWW和NW向断裂，其中NW-NWW向构造为主要的容矿和导矿构造。

研究区花岗岩分布较广，主要分布在昆北和昆中断裂之间，表现为多次叠加的陆缘、陆内岩浆弧^［11］。区内岩浆活动极为强烈，以花岗闪长岩、黑云母花岗岩和二长花岗岩出露较多。岩浆活动从前晋宁期至燕山期均有表现，以华力西—印支期岩浆活动占主导地位，加里东期次之，具有多旋回构造—岩浆活动的特点。带内发育多条NW-NWW向断裂和剪切带，控制了带内矿床（点）的展布，这是区域岩浆多期次活动的结果^［18-19］。

受一系列构造及岩浆活动的影响，研究区矿体主要形成于花岗岩体内构造蚀变岩带中，金矿的规模受蚀变带强弱的影响。矿体在倾向及走向上表现出尖灭再现和分支复合等现象，在收缩复合部位由于受到多期成矿流体物质叠加扰动，矿体局部富集。由于该区构造发育且岩浆活动频繁，从而形成了一系列金矿床，如：洪水河口、阿斯哈、乌龙沟和瓦勒尕等金矿。

2 样品采集与分析方法

在研究区开展1∶25 000水系沉积物测量工作，共采集样品341个，采样密度为16.5个点/km²。部分采样点分布如图2所示，采样介质深度约为10 cm，采样点根据水系发育情况、地质和地球化学特征，结合前人的研究成果进行布设。采样点均匀布置在地形图上可以辨认出来的最小水系上（大于300 m），即一级、二级水系沟口和分支水系上。采样部位多为水系沉积物粗重颗粒易于滞留的部位，如：支沟口水道落差梯度变缓处、河道变宽处、水系拐弯沙嘴前缘，以及跌水窝下方砂砾停留处等。样品均在现场进行初步过筛，原始样品的重量有一定要求，即需保证室内样品加工时，过筛后样品重量不低于300 g。此次样品的测试分析由天津SGS公司化验实验室承担，测定仪器为电感耦合等离子原子发射光谱仪，检测环境温度为25 ℃，相对湿度为70%。

图2

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图2 丘吉东沟金矿区水系沉积物元素异常区及采样位置图

Jxl²-蓟县纪狼牙山组中段硅质条带白云岩；Jxl¹sl¹-蓟县纪狼牙山组下段板岩夹层；Ar₃Pt₁b¹-新太古代—古元古代白沙河组灰黑色斜长角闪岩；P₃oγ-晚二叠世灰色中细粒英云闪长岩；C₁γ^a-早石炭世肉红色中细粒花岗岩；D₁γ-早泥盆纪肉红色中细粒花岗岩；S₄εγ-晚志留纪肉红色中粗粒正长花岗岩；Q₄-第四系；1.异常范围；2.金矿点；3.铅锌银矿点；4.采样点

Fig.2 Element anomaly area and sampling location map of stream sediments in Qiujidonggou gold deposit

3 水系沉积物地球化学异常与找矿方向

3.1 元素背景值和异常下限值的确定

元素异常下限的计算方法众多，常见的方法有元素含量—面积模式法、长剖面法、众值法、直方图法、分形法和迭代法等^［20-22］。基于此次水系沉积物化探数据的分布特征，采用均值—标准差法计算元素异常下限。该方法是基于元素数据在地质体中呈正态分布或其对数呈正态分布的计算方法，因而需在数据处理前对原始数据进行分析，使之满足计算的要求^{［3-4，13］}。在计算过程中所有元素值均不服从正态分布特征，因而对所有元素进行对数正态分布处理，然后以平均值 $\bar{X}$ ±3δ作为元素异常的区间，依次剔除大于 $\bar{X}$ +3δ或小于 $\bar{X}$ -3δ的值，直到无离群数值可剔除为止，形成背景数据集，求出平均值（ $\bar{X}$ ）、标准离差（δ）和变化系数（CV）等参数（表1）。

表1 研究区水系沉积物元素异常下限计算结果

Table 1 Calculation results of lower limit of elemental anomalies of stream sediments in the study area

元素	对数平均值	对数标准差	对数异常下限	异常下限反算	全区元素均值	最终异常下限
Au	0.03	0.22	0.47	2.35	1.41	2.30
Ag	-1.20	0.14	-0.92	0.11	0.07	0.15
Cu	1.38	0.20	1.78	55.52	26.78	55.00
Pb	1.23	0.11	1.45	25.97	17.38	28.00
Zn	1.81	0.14	2.09	110.00	67.20	105.00
As	1.06	0.18	1.42	22.51	12.43	22.00
Sb	0.03	0.14	0.31	1.88	1.13	1.80
Hg	-1.71	0.26	-1.19	0.06	0.02	0.05
W	0.17	0.19	0.55	3.01	1.62	3.00
Sn	0.46	0.11	0.68	4.44	2.99	4.40
Mo	0.03	0.18	0.39	2.28	1.18	2.30
Ni	1.47	0.17	1.81	58.23	31.86	58.00
Bi	-0.61	0.15	-0.31	0.43	0.26	0.43
V	1.93	0.14	2.21	151.36	88.91	150.00
Co	1.08	0.16	1.40	23.50	12.95	24.00
Ti	3.52	0.17	3.86	6 384.11	3 569.39	6 300.00
Cd	-0.72	0.16	0.40	0.36	0.20	0.35
Ba	2.69	0.14	2.97	881.79	512.35	880.00
Te	-1.21	0.14	-0.93	0.10	0.06	0.09
Y	1.39	0.11	1.61	37.24	25.17	38.00

注：以上计算的数据均经过正态化处理并剔除异常值；Au和Ag元素含量单位为×10^-9，其余元素为×10^-6

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统计计算区内各地质单元汇水域20种元素的特征值 $\bar{X}$ 和CV（即：标准差/平均值），以全域元素平均值为基准，计算各地质单元汇水域不同元素的衬度（富集系数）K，了解不同地质单元中各元素相对富集离散特征。此次对研究区AS-1、AS-2、AS-3和AS-4号水系沉积物异常开展研究，根据不同区域的差异及元素的相关组合特征的差异性，最终确定在AS-1异常区对Mo、Cd、Te、Cu和Au等5种元素进行衬度的研究；在AS-2异常区对Mo、Sb、As、Au、Ag、Bi、W、Cd、Pb、Zn和Sn共11种元素进行衬度的研究；在AS-3异常区对Au、As、Hg、Sb、Cu、Co、Ni、Ti和V共9种元素进行衬度的研究；在AS-4异常区对Au、Ag、Pb、Zn、W、Mo、Cu、Sb、Cd、Ni、As和Sn共12种元素进行衬度的研究。同时对4个异常区元素的样点数、面积、均值、峰值、浓度分带和规模等参数统计计算（表2），最后进行化学异常的圈定。

表2 水系沉积物地球化学异常特征组合基本地球化学参数统计

Table 2 Statistical of basic geochemical parameters of geochemical anomaly of stream sediments

异常编号	异常元素	异常点数	异常下限（T）	峰值（C_max）	异常均值（ $\bar{C_{a}}$ ）	标准离差（δ）	面积（S） /km²	衬度 K== $\frac{\bar{C a}}{T}$	异常规模 D=K·S
AS-1	Mo	26	2.30	5.1	2.72	0.55	0.45	0.75	0.34
	Cd	17	0.35	1.20	0.48	0.08	0.38	0.80	0.30
	Te	14	0.09	0.14	0.11	0.02	0.20	0.81	0.16
	Cu	11	55.00	118.00	63.88	14.37	0.038	0.80	0.03
	Au	11	2.30	3.00	2.76	0.57	0.063	0.77	0.05
AS-2	Mo	20	2.30	5.40	2.65	0.55	0.92	1.15	1.06
	Sb	16	1.80	2.70	1.81	0.38	0.56	1.01	0.57
	As	22	22.00	126.00	44.15	5.04	1.94	2.01	3.90
	Au	15	2.30	6.40	2.75	0.57	1.19	1.20	1.43
	Ag	8	0.15	0.23	0.18	0.02	0.73	1.20	0.88
	Bi	9	0.43	1.30	0.68	0.09	0.68	1.58	1.07
	W	14	3.00	22.2	4.67	0.69	0.57	1.56	0.89
	Cd	14	0.35	0.62	0.43	0.08	1.23	1.23	1.51
	Pb	13	28.00	52.3	34.59	4.29	1.22	1.24	1.51
	Zn	4	105.00	112.00	105.5	21.40	0.02	1.01	0.02
	Sn	3	4.40	5.50	5.07	0.73	0.42	1.15	0.48
AS-3	Au	10	2.30	39.1	5.43	0.55	0.61	2.36	1.44
	As	9	22.00	497.00	72.01	5.04	0.64	3.27	2.09
	Hg	11	0.05	0.70	0.15	0.02	0.58	3.00	1.74
	Sb	1	1.80	2.30	2.30	0.38	0.014	1.28	0.02
	Cu	16	55.00	92.4	62.68	14.37	0.34	1.14	0.39
	Co	16	24.00	38.00	29.3	5.28	0.60	1.22	0.73
	Ni	16	58.00	97.10	68.25	13.18	0.563	1.18	0.66
	Ti	24	6 300.00	8 894.00	7 108.25	1 407.36	0.54	1.13	0.61
	V	18	150.0	220.00	162.27	31.23	0.33	1.08	0.36
AS-4	Au	8	2.30	5.60	3.45	0.55	0.49	1.80	0.88
	Ag	32	0.15	13.10	0.85	0.02	1.15	5.67	6.52
	Pb	34	28.00	769.00	69.16	4.29	1.31	2.47	3.24
	Zn	18	105.00	309.00	122.16	21.40	1.04	1.16	1.21
	W	53	3.00	71.30	6.54	0.69	2.06	2.18	4.49
	Mo	15	2.30	9.30	3.21	0.55	0.45	1.40	0.63
	Cu	3	55.00	154.00	100.73	14.37	0.16	1.83	0.30
	Sb	12	1.80	10.2	2.93	0.38	0.67	1.63	1.09
	Cd	36	0.35	2.60	0.74	0.08	1.71	2.11	3.61
	Ni	3	58.00	136.00	88.73	13.18	0.11	1.53	0.17
	As	6	22.00	110.00	48.38	5.04	0.65	2.20	1.43
	Sn	2	4.4	5.3	5.2	0.73	0.04	1.18	0.05

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3.2 找矿靶区

此次研究共圈定4个水系沉积物元素异常区，即AS-1、AS-2、AS-3和AS-4（图2）。根据异常强度，将研究区水系沉积物异常划分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三级。其中Ⅰ级异常区1处，为AS-4号综合异常；Ⅱ级异常区2处，为AS-1、AS-3号综合异常；Ⅲ级异常区1处，为AS-2号综合异常。

（1）AS-4号综合异常。该处综合异常位于研究区东南部，以Pb和Ag元素异常为主。总体形态呈不规则的扁豆状，南北长约2 200 m，东西宽约1 000 m，较宽地段位于异常区的北部，面积约为2.2 km²。异常相互套合较好，但浓集中心不明显，Ag和Pb元素具明显的三级浓度分带，异常规模大，强度高，伴有Au、As和Sb等元素的弱异常。其中Ag元素峰值为13.1×10^-9，均值为0.12×10^-9；Pb元素峰值为769×10^-6，均值为19.9×10^-6。

研究认为，北部异常中的低温元素异常应为银铅矿化，中温元素异常与该区多期次的岩浆活动有关。南部的Ba、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、Sb、As和Mo等元素异常可能与中部的石英闪长岩及F₂断裂带的活动有关，在石英闪长岩外接触带已发现有金矿化，虽然化探异常中无金异常，但从元素组合分析来看，其与金矿成矿关系密切。

（2）AS-3号综合异常。该综合异常位于研究区中部，异常总体形态呈不规则椭圆形，东西长约1 800 m，南北宽800～1 200 m，较宽地段位于异常区的东部，面积约为1.5 km²。该异常东部以Co、Ni、As和Hg元素异常为主，Cu、Co、Ni、Ti和V元素套合较好；西部以Au、As、Hg和Sb元素异常为主，4种元素均具明显的三级浓度分带，异常规模较大且强度较高。其中Au元素峰值为39.1×10^-9，均值为1.31×10^-9；As元素峰值为497×10^-6，均值为14.60×10^-6；Hg元素峰值为39.1×10^-6，均值为0.028×10^-6（图3）。

图3

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图3 研究区水系沉积物异常解析图

（a）（b）（c）AS-3；（d）（e）AS-4；（f）（g）AS-1；（h）（i）AS-2

Fig.3 Analytical chart of anomalies in water system sediments of study area

经检查，异常分布区为狼牙山组下段地层，地表出露岩石主要为钙质、泥质板岩和白云质大理岩，地层中发育多条闪长岩脉。该异常区蚀变构造破碎带较发育，以NW向和NE向为主。蚀变构造破碎带内多为黄铁矿化，黄钾铁矾局部非常发育。在异常西部浓集中心附近的白云质大理岩裂隙内可见细脉状或网脉状的赤铁矿，部分蚀变破碎带内可见孔雀石化。

该异常西部的Au、As、Hg和Sb异常，应为低温热液活动所致，地表的白云质大理岩中赤铁矿化发育，表明该处存在中低温热液活动，可能与金矿化有关，该区是寻找中低温热液型金矿的有利部位。推测其东部的Cu、Co、Ni、Ti和V异常为岩浆活动导致黑色钙泥质板岩中的元素局部富集所致，其强度较低，找矿意义不大。

（3）AS-1号综合异常。异常区总体形态呈不规则的椭圆状，NE-SW向展布，异常以Mo和Cd为主，组合元素为Au、Te、Ba和Cu，其中Au、Te、Ba、Cd、Mo和Cu 6种元素套合较好，无显著的浓集中心，各元素均仅有一级浓度分带。Mo元素峰值为5.1×10^-6，均值为1.26×10^-6。地表出露岩性主要为钙质和泥质板岩，局部出露规模较小的闪长岩脉和辉绿岩脉。NW和NE向构造破碎带较为发育，带内可见褐铁矿化、碳酸盐化、硅化和黄铁矿化，地表黄钾铁矾发育。异常主体处于NW向与NE向构造交会地段，推测其为构造活动促使相关元素迁移富集所形成。从异常形态分析表明，异常区的分布受NE向构造控制，但异常元素中的Au、Te和Cu与NE向构造关系不大，认为是NW向与NE向构造共同作用的结果。异常范围地表矿化弱，显示其应是深部矿化的地表反映。

（4）AS-2号综合异常。异常区呈扁豆状，走向为近EW向，异常区套合较差，强度低，其中W元素峰值为22.2×10^-6，均值为2.60×10^-6。该区出露的岩石主要为硅质岩、燧石条带硅质岩、硅质白云岩和粉砂质板岩。在异常南部，发育一石英闪长岩小岩株，与丘吉东沟组接触带发育有矽卡岩化和铜矿化。

该异常只有套合趋势，异常值较高，但未见明显浓集中心，浓度分带不好，推测异常源比较远。从地质特征分析，在研究区南侧发育有矽卡岩化带，距离本异常较远，与该异常所反映的地质特征相吻合。由于异常源不在研究区内，故本异常区内未开展进一步地质工作。

4 结论

（1）水系沉积物元素异常的浓集中心和异常形态展布明显受NW和NE向断裂控制，与构造展布一致，构造交会部位通常是异常的浓集中心，同时也是找矿的有利部位。

（2）不同元素衬度的分析结果表明，Ag、Pb、As和Sb元素与成矿元素衬度值较为接近，可作为成矿的指示性元素。

（3）此次研究共圈定了4个化探异常区，其中Ⅰ类异常1处，为AS-4号综合异常；Ⅱ类异常2处，为AS-1和AS-3号综合异常；Ⅲ类异常1处，为AS-2号综合异常。

（4）在研究区，元素异常面积大且强度高，元素异常展布与构造形态套合较好，研究结果为区内找矿工作指明了方向。

http://www.goldsci.ac.cn/article/2020/1005-2518/1005-2518-2020-28-6-837.shtml

参考文献

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被引期刊影响因子

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