土壤地球化學測量在玉門市大風溝金礦中的應用

李永慶，崔凱

（1.甘肅省地礦局第二勘查院，甘肅 蘭州 730020）

大風溝金礦位于甘肅省祁連山地區，隸屬玉門市管轄。通過開展1：1萬土壤測量工作，圈出土壤異常，縮小了工作靶區。本文分析了大風溝金礦的地層、構造等地質特征，總結了區內元素分布特征，重點對區內的化探異常進行了評價，為后續的地質工作提供了依據。

1 勘查區地質特征

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

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

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

測區內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，標志性地層為一套雜砂巖，原巖中粒長石砂巖，褐黃色，變余中粒砂狀結構，塊狀構造。主要由石英、長石、少量巖屑、白云母、鐵白云石、綠泥石和少量鐵質組成，巖石后期熱液蝕變強烈，原巖成分和結構構造強烈改造，巖石強烈碳酸鹽化、絹云母化，長石大多已經完全絹云母化僅保留晶形。該層在小風溝口南出露厚度約100m，沿測區邊部南東方向展布，其間為斷層錯位，侵入巖體肢解，呈斷塊狀分布。

（3）上志留統旱峽組（Sh）：旱峽組全部出露在大風溝口南，測區西北邊部被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，具粉砂質結構，塊狀構造，粉砂質為主要組分，鈣鐵膠結，含較高錳質，呈紫紅色，黑褐色。

（4）上石炭統-下二疊統羊虎溝組（CPy）：大風溝南側，殘積物大面積覆蓋，溝南F5北零星出露的綠色細砂巖，與大風溝西，F3北出露的灰黑色雜砂巖，均為上石炭統羊虎溝組地層。北南均以大斷裂為界，控制了上石炭統羊虎溝組展布范圍和展布方向。

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

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

勘查區地層中總體表現為單斜，但局部波浪式褶皺的行跡依然清晰可見。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向等斷裂構造的控制?？辈閰^內侵入巖巖石類型較多，有脈狀超鎂鐵質巖，中酸性巖瘤、巖脈等。巖體分布多呈北西—南東走向，與區域構造線方向基本一致?？辈閰^內脈巖發育，主要為閃長巖脈及石英脈，閃長巖脈發育于粉砂質板巖中，大多伴有斷裂構造發育，靠近斷裂一側具褐鐵礦化，顏色上表現為黃褐色，遠離斷層則在顏色上表現為灰綠色。走向大致與地層、構造方向基本一致，寬度1m～30m不等。區內的金礦化與閃長巖脈關系密切，金礦化多發育于閃長巖脈與斷裂構造接觸部位?？辈閰^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系最為密切。

2 地球化學特征

2.1 地球化學景觀

勘查區屬中高山地形，海拔一般在2460m～3336m 左右，相對高差為500m～900m，屬中高山地形。區內地形切割強烈，坡度較陡，植被覆蓋少。屬大陸性干旱氣候，冬季寒冷、多風少雨，晝夜溫差較大。殘坡積物以機械方式搬運，物理化學風化作用明顯，有利于元素在土壤中富集，有開展土壤測量的物質環境條件。

2.2 土壤測量方法及元素組合

（1）樣品采集、加工及測試。本次采用100×40m網度，樣品采自殘積層（C層），采樣深度地表以下20cm～110cm，樣品一般在測點附近多點取樣，礦化地段加密采取,測點上無法采取時，在其附近5m～10m范圍內取樣；測線一般垂直于地層、構造、礦化體走向。樣品自然風干后過過+4～-40目篩，樣重大于150克，樣品測試由甘肅省地礦局二勘院實驗室承擔。

（2）元素組合。通過對區內全部土壤樣品分析數據進行R型聚類分析見圖1。當相似水平取0.4時，可分為兩類，即：Au、As、Sb低溫熱液成礦元素組合與Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、Mo等中溫熱液成礦元素組合；與金元素相關性最強的元素是As（r=0.65）,說明金礦化與低溫熱液有關。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

根據勘查區地層、構造等特征，測區選了Au、As、Sb等3種元素在原始數據圖上按上述元素平均值加1.65倍的標準離差后取整數，其余元素按各元素的平均值加1.4倍標準離差后取整；異常中帶選擇為異常下限的2倍，異常內帶選擇異常下限的4倍（見表1）。

表1 大風溝土壤測量單元素異常統計表

Au、As、Sb等低溫元素異常主要分布于勘查區中西部，與區域斷裂構造走向基本一致的次級斷裂構造及脈巖控制，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北、南部。北部主要由出露寬約40cm的石英脈及閃長巖脈引起；南部主要位于超基性巖、閃長巖接觸帶，在巖體旁側的斷裂構造中，伴有Ni、Ag、Bi、Mo、Hg等異常分布。

3.2 1：1萬土壤測量綜合異常特征

根據區內地層、構造和元素分布特征，在區內共圈出綜合異常8處。經異常篩選，勘查區內主要異常為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。位于大風溝溝口南側，綜合異常主要元素為Cu、Pb、Ag。元素組合復雜，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異常具內中外帶，As、Cd、Pb、Mo具中外帶；Cu、Ag、Pb、Zn、As、Au元素套合好。結合地質背景來看，異常處于志留系上統旱峽組中，其巖性以紫紅色砂巖為主；異常受F5、F6斷裂構造控制；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孔雀石化、銅藍等；但規模不大。

（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。元素組合復雜，以Au、As、Sb、Zn、Pb、Ag、Hg、Mo、Cd為主，低-中溫元素組合為主；結合地質背景來看，異常處于志留系下統骯臟溝組二段中，其巖性主要為砂巖、粉砂巖及砂質板巖；異常受近EW向展布斷裂構造控制；該異常中脈巖發育，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701×10-9，As峰值達921×10-6，Cu峰值達321×10-6。異常濃集中心明顯，其中Au、As、Sb、Cu、Pb具內中外濃度分帶，Hg具中外帶。Au、As、Sb、Hg元素套合好；結合地質背景來看，異常處于志留系下統骯臟溝組二段中，其巖性主要為粉砂巖及板巖；異常內有近EW向、NW向等斷裂構造發育；脈巖主要以閃長巖、石英脈等為主，異常內發現金礦體，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具內中外帶，Au、As、Sb、Ag元素套合好；結合地質背景來看，異常處于志留系下統骯臟溝組二段中，其巖性主要為粉砂巖及粉砂質板巖；異常內發育NEE向斷裂構造；異常中脈巖主要以閃長巖、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具內中外帶，Ag、Pb、Bi具中外帶，Au、Sb、As、Ag元素套合好；結合地質背景來看，異常處于志留系下統骯臟溝組二段中，其巖性主要為粉砂巖、中細粒砂巖及粉砂質板巖；異常內發育有近NS向及NW-SE向斷裂構造。

（6）At-6綜合異常面積為0.08平方千米，異常呈北西-南東向不規則狀展布。該綜合異常主要元素為Au、Ag。元素組合復雜，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（異常參數見表3-9，圖3-4）；結合地質背景來看，異常處于志留系下統骯臟溝組二段中，其巖性主要為粉砂巖及粉砂質板巖；異常西北部發育閃長巖巖株，脈巖主要以閃長巖脈、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；結合地質背景來看，異常處于志留系中統泉腦溝山組中，其巖性主要為砂巖、粉砂巖及少量灰巖；異常明顯受NW向斷裂構造控制；異常中發育有條帶狀超基性巖體及閃長巖等。

（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具內中外帶，As、、Sb、Bi具中外帶， Au、As、Sb元素套合好；結合地質背景來看，異常處于志留系下統骯臟溝組二段中，其巖性主要為砂巖、粉砂巖及砂質板巖。

3.3 異常查證情況

通過對圈定的綜合異常進行查證，取得了較好的找礦成果。

在At-3中施工探槽10條，發現金礦體5條礦體。礦體長度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，為區內的勘查找礦提供了必要的地球化學前提。

4 結論

（1）1：1萬土壤測量在本區可以快速縮小找礦靶區，為地質找礦提供直接可靠的信息，在祁連山的淺覆蓋區可以成為方便、有效的找礦方法。

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