甘肅省舟曲-沙灣一帶水系沉積物地球化學特征及找礦靶區預測*

朱 勇

（甘肅省核地質二一三大隊，甘肅 天水 741020）

舟曲—沙灣一帶位于秦嶺褶皺系和松潘—甘孜褶皺系的結合部位，主體位于秦嶺褶皺系（Ⅱ）之南秦嶺印支褶皺帶（Ⅲ）白龍江復背斜（Ⅳ）中，北接中秦嶺海西褶皺帶，南鄰松潘—甘孜褶皺系的若爾蓋陸塊。區域上已發現大量的金礦（床）點、銅、鐵礦（化）點及汞銻礦（化）點等。主要有坪定金礦、九源金砷礦等，以及一批金、鈾、鐵、銅等礦（化）點?；疆惓Ｒ訟u、Cu、Zn、Pb、Hg 為主的綜合異常，呈近北西向帶狀展布，異常面積大，強度高，重疊性好，與地層、構造關系密切，因元素組合不同，故成礦類型不同[1]。

1 成礦地質背景

1.1 區域地質背景

研究區位于華南地層大區、南秦嶺—大別山地層區、迭部—旬陽地層分區，出露地層主要有志留紀、泥盆紀、石炭紀和二疊紀、三疊紀，少量的侏羅紀、白堊紀及第四紀，志留紀地層主要沿白龍江兩岸大面積分布，橫貫調查區中部。

研究區位于興?！獫蓭烊B紀弧后前陸盆地與南秦嶺印支期增生雜巖帶的夾持區，大面積處于西傾山—南秦嶺古生代陸緣裂谷帶內，總體分布于南秦嶺白龍江復式背斜的兩翼，褶皺及斷裂構造較為發育，總體構造線呈NWW向，與地層展布方向一致。

研究區巖漿巖位于秦—祁—昆構造巖漿巖省[2]，區域上巖漿活動十分強烈，區內受構造演化分異、構造剝蝕等因素制約，與區域巖漿作用比較，區內巖漿活動相對弱，巖體規模較小，僅出露海西期安札梁變輝綠巖體和印支期新寨黑云母花崗閃長巖體，但中酸性脈巖分布廣泛。

研究區位于南秦嶺白龍江金、鈾、鐵、銅、砷、汞、銻成礦帶中段，是尋找金及多金屬礦的有利部位，地球化學塊體信息以Au 為主，Hg、Sb、Au、Ag、Mo、Zn、Ni、U、Pb、W、Cu 等多元素組合為特征[3]，異常主要沿志留系、泥盆系地層呈NWW向展布，顯示出良好的地球化學成礦地質背景。

1.2 區域地球化學特征

1∶20萬化探資料顯示，區域中部石門—巴藏一線，形成親銅元素（Ag、As、Au、Hg、Sb、Cd 等）、親鐵元素（Mo、Ni 等）、親石元素（Ba、Cr、Mn、V、U 等）的高背景地球化學帶，其展布方向與志留系、泥盆系地層的走向一致，反映出了這套地層的沉積建造特征；從地層單元中富集元素分布特征來看，區域上主要成礦元素Au、Ag、Hg、Cu、U 及其伴生元素Ba、Cd、Mo、Ni、Zn 等在各時代地層中都有富集，但在志留系地層中高度富集，大多數呈分異型，是富集元素種類最多、含量相對最高的同生富集層位，形成了明顯的地球化學異常帶，后期在構造及成礦有利條件地段發生疊加改造至富集形成工業礦床。

2 地球化學特征

2.1 元素豐度特征

舟曲—沙灣一帶位于甘肅南部中高山景觀區，區內水系較發育，白龍江自西向東斜穿全區，溝谷常年流水，主要以化學風化和物理風化為主，水侵蝕和水搬運作用明顯，風化與剝蝕處于動態平衡，多數元素在次生作用中富集，元素表生地球化學活動性較強[4]，有利于開展1∶5萬地球化學水系沉積物測量。研究區完成1∶5萬水系沉積物測量1 171.27 km2，采集點5 881 個，平均采樣密度5.02 點/km2，采樣點分布于一級、二級水系上游、溝口及分支口，采樣物質以溝谷細沙、砂質黏土為主，采樣粒度為-10～＋60目。在1∶5 萬水系沉積物測量的基礎上，對區內各元素豐度估計值（-X1）與區域各元素均值（-XC）的比值-X1/-XC、剔除離群數集前后的均值比值-X1/-X2，以及剔除離群數集前后的標準化方差比值Cv1/Cv2的對比分析，是從不同尺度和不同角度上判定各元素在舟曲—沙灣一帶中離異傾向的指標。根據地球化學元素相對豐度，按地球化學背景場-X1/-XC（表1），將元素分為以下背景場元素。

表1 全區地球化學參數統計表

區內高背景（-X1/-XC≥1.3）元素：Au、Cu、As、Pb、W、Mo、Cd、U。

區內正常背景（1.0≤-X1/-XC＜1.3）元素：Ag、Zn、Sb、Co、Mn。

區內低背景（-X1/-XC＜1.0）元素：Bi、Ni、Cr、V、Sn、Hg。

圖1中顯示的-X1/-X2曲線，是19種元素離群數集剔除前后統計平均值的比值變化曲線。19 種元素的-X1/-X2均大于1，意味著其被剔除離群數集中，高端離群數據明顯。把-X1/-X2比值為1±0.1內的元素看作它們在地殼中的分布相對均化，≥1.1的看作是相對異化，就出現局部富集。把-X1/-X2比值曲線看作反映剔除效應的畸變曲線，那么偏離1 愈遠且大于1 的元素有著愈大的異化傾向，形成局部富集就愈大，-X1/-X2比值大于1.1 的元素有Au、Cu、Pb、As、Sb、W、Cd、Mo。

圖1 舟曲—沙灣地區19種元素豐度與背景比值

2.2 元素富集離散特征

以各元素原始數據變化系數（Cv1）和剔除離群數據后變化系數（Cv2）分別反映兩類數據的離散程度，Cv1/Cv2反映背景擬合處理時離散值的削平程度。利用Cv1和Cv1/Cv2制作的變化系數圖，同時對背景擬合處理時剔除的特高值進行濃幅分位統計計算。

根據圖2、表2，可以得到以下結論：

圖2 各元素變化系數解釋圖

表2 區內主要元素濃幅分位特征一覽表

（1）含量變化幅度很大，高強數據很多，Cv1/Cv2比值很大的元素有Au。剔除1/4 濃幅值為117 個，Au 峰值為1 220.7×10-9，遠高于1/2 濃幅值，Au 比值很大反映了該地區斷裂發育。剔除1/8以上的點有251 個，空間分布相對更集中。Au 元素具有上述特征與元素地球化學特征關系密切，本地區斷裂發育，因此Au 變化幅度很大，高強數據很多，與其吻合。

（2）含量變化幅度較大，高強數據多，成礦性大的元素有Cu、Cd、W，大于濃幅1/4 點分別有114、154、26 個。Cu 元素峰值2 140×10-6，大于1/2 濃幅分位值，剔除1/8 濃幅值點也較多，空間上集中，易于發現礦產。Cu 元素在廟兒溝—狼頭山—拉斯成礦遠景區形成較多異常，這些異常區將具有較大的找礦潛力。

（3）含量變化幅度中等，高強數據較多，富集成礦較大的元素有Sb、Mo，大于1/4濃幅分位的樣點個數分別為0、348，有發現礦化的潛力，Sb、Mo 異常在元素在廟兒溝—狼頭山—拉斯成礦遠景區具有較好找礦前景，尤其Sb 異常在洛地坪一帶，已發現了銻礦化。

（4）含量變化幅度很小，高強數據少，成礦小的元素有Hg、Pb、As、Zn、V、Ni、Mn、Co、Cr、Ag等。Zn、V、U 剔除1/4 以上的點分別為51、30、10 個點，反映出區內找Zn、V、U元素異常有一定找礦前景。Zn元素的高值點剔除數據較多，但空間上不集中，在廟兒溝發現礦化現象，異常查證工作中發現有鋅礦（化）體，說明在局部地區成礦潛力較大。

2.3 主要地層巖石單元中地球化學元素分布特征

區內志留紀（S）地層主要為卓烏闊組（Szw）、舟曲組（Sz?）和迭部組（Sd），其中卓烏闊組（Szw）匯水域采集水系沉積物樣品140件，舟曲組（Sz?）匯水域采集水系沉積物樣品2 180 件，迭部組（Sd）匯水域采集水系沉積物樣品551件。

（1）卓烏闊組（Szw）。卓烏闊組地層主要出露巖性為：含炭千枚巖、千枚狀板巖。

相對富集元素（-X1/-XC≥1.2）元素：Mo、Sb。

趨于背景含量（0.8≤X1/XC＜1.2）元素：Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Cd、Cr、Mn、V、W、Sn、U、As、Sb、Bi、Hg。

該套地層中Mo 元素相對富集，初步認為是由新寨黑云母花崗閃長巖體引起的，其他水系沉積物各元素變化系數不大，元素離散性差，元素富集成礦性?。ū?、圖3）。

圖3 志留紀卓烏闊組匯水域水系沉積物中各元素相對豐度圖

（2）舟曲組（Sz?）。舟曲組地層主要出露巖性為：深灰色含炭灰巖、中厚層灰巖、砂質板巖、灰白色絹云母千枚巖、少量的含炭板巖、硅質巖類。

W、Au、Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Cd、Sn、Bi元素變化系數較大，尤其是Au的Cv1值達到2.68，Cv1/Cv2值大于3.08，Cu 的Cv1值達到1.91，Cv1/Cv2值大于3.23，Au、Cu 離散顯著，Cu、Au 元素相對豐度高于全區，且Cu元素相對富集，有利于形成銅礦，通過數據分析研究Cu、Au元素特征與舟曲組硅質巖類關系密切（表4、圖4），W為高溫元素，在該地層中富集，初步認為是由中酸性脈巖引起。

圖4 志留紀舟曲組匯水域水系沉積物中各元素相對豐度圖

表4 志留紀舟曲組匯水域水系沉積物各元素分布特征一覽表

（3）迭部組（Sd）。迭部組地層主要出露巖性為：炭質灰巖、硅質灰巖、砂質板巖、深灰色含炭鈣質板巖、灰黑色碳硅質板巖、灰色絹云母千枚巖、少量條帶狀白云質灰巖。

Cu、Pb、Cd、Sn、Bi 元素變化系數較大，尤其是Cu 的Cv1值達到2，Cv1/Cv2值大于3.42，Cu 離散顯著，Cu、Au元素相對豐度高于全區，且Cu、Au元素相對富集，有利于形成銅、金礦，及Cu、Au元素特征分析與迭部組灰黑色碳硅質板巖關系密切（表5、圖5）。

圖5 志留紀迭部組匯水域水系沉積物中各元素相對豐度圖

表5 志留紀迭部組匯水域水系沉積物各元素分布特征一覽表

3 地球化學異常及成礦遠景分析

通過1∶5 萬水系沉積物測量，在區內共圈出單元素異常326 處，組合元素異常61 處，綜合元素異常57處，初步劃分出3個成礦遠景區，1個找礦靶區（圖6）。

1—金礦床（化）點；2—銅銻礦點；3—釩礦點； 4—鐵礦（化）點；5—赤鐵礦點；6—銅礦化點；7—汞礦化點；8—鋅礦化點；9—煤礦；10—砷礦化點；11—甲類綜合異常及編號；12—乙類綜合異常及編號；13—丙類綜合異常及編號；14—找礦遠景區及編號；15—找礦靶區及編號。圖6 舟曲—沙灣一帶綜合異常圖

在對大地構造背景、成礦地質條件、已知礦床（點）的分布和礦化分帶及區域成礦規律綜合研究的基礎上，結合地球化學異常、遙感異常特征，將成礦地質背景環境、成礦作用基本相似或一致，具有一定成因聯系，屬于同一成礦系統的相關類型的礦床（點），相對集中區及相關化、遙異常密集區，圈定了3個成礦遠景區。

3.1 九源—坪定金成礦遠景區（A）

該遠景區處于白龍江復背斜北翼九源—坪定一帶，區內出露地層主要為泥盆系下吾那組，巖性為鈣質板巖、千枚巖、粉砂巖、泥質粉砂質板巖夾薄層灰巖，褶皺和斷裂構造比較發育，呈NWW向呈帶狀展布，屬壓扭性斷裂，規模較大，控制區域金礦化分布，區域斷裂派生的次級扭張性斷裂，呈近NW向，傾向南，規模較小，是礦體主要賦存空間，與礦化有關的圍巖蝕變主要有硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、黏土化等。該遠景區內圈出1∶5 萬水系沉積物綜合元素異常3 個，其中甲類異常1 個，丙類異常2個。HS-1甲2異常位于坪定金礦，以Au、As、Sb、Hg元素異常為主，金異常面積約1.77 km2，具內、中、外分帶，異常展布方向與控礦構造方向一致，并在該異常內新發現了2個金礦化點。遙感解譯鐵染異常發育，帶狀展布，與構造展布方向相吻合。結合水系沉積物綜合異常特征、鐵染異常的展布和已知礦床的分析研究，該遠景區成礦地質條件好，具有尋找金、汞礦的前景，顯示出較好的找礦潛力[5]。

3.2 廟爾溝—狼頭山—拉斯銅、金、銻成礦遠景區（B1）

該遠景區處于白龍江復式背斜的南翼，區內主要含礦地層為迭部組第二巖性段和舟曲組第二巖性段，總體呈北西—南東向展布，迭部組第二巖性段巖性組合為灰色絹云母千枚巖、鈣質板巖、炭質灰巖、硅質灰巖、灰色砂質板巖及少量的白云質灰巖；舟曲組第二巖性段巖性組合為深黑色含炭粉砂質千枚狀板巖夾灰黑色薄層狀灰巖，為一套淺變質具復理石的碎屑巖建造。遠景區總體構造線呈北西向展布，規模較大，形成時間較早，常被晚期較小規模的北東向斷層切割，這些斷層為成礦熱液的運移和富集提供了有利通道及場所。該遠景區內圈出1:5 萬水系沉積物綜合元素異常14 個，其中乙類異常13 個，丙類異常1 個。主要異常有HS-7 乙3、HS-16乙2、HS-17乙2、HS-21乙2、HS-30乙2、HS-28 乙2、HS-43 乙2 等異常，各異常Au、Cu、Pb、Zn、Mo、Ag、As等多種元素相對富集，元素套合較好、規模大、襯度高，濃集中心比較明顯，具內、中、外分帶，異?？傮w分布與地質體展布方向基本一致。在HS-21 乙2 異常中發現洛地坪銅銻礦點、磨兒坪銅礦化點。在HS-30乙2異常內發現了狼頭山銅礦化點。在HS-43 乙2 異常內發現了拉斯金礦化點，主要含礦地質體為構造破碎帶，其中蝕變石英脈金品位0.95～1.08 g/t，蝕變砂質板巖金品位0.4～0.8 g/t?？傮w來看，已發現的礦化與化探異?；疚呛?，認為該遠景區成礦地質條件良好，具有較好的銅、金、銻及多金屬找礦潛力。

3.3 火燒溝—百草溝銅、鐵成礦遠景區（B2）

該遠景區處于白龍江復式背斜的北翼，主要含礦地層為舟曲組第二巖性段、第三巖性段及卓烏闊組第一巖性段。其中舟曲組第三巖性段巖性為灰白色千枚狀板巖夾條帶狀硅質板巖和少量的砂巖條帶、灰白色細粒砂巖、深黑色炭質千枚巖，卓烏闊組第一巖性段主要巖性為千枚巖、粉砂質板巖、含鐵千枚巖夾石英砂巖、含鐵石英砂巖的透鏡體，整體巖性中鐵質含量背景較高。遠景區內斷裂構造不發育，表現為不同巖性接觸部位的層間次級構造破碎帶或裂隙，為成礦有利部位。鐵礦成因類型多樣，一是沉積型，礦化體為含鐵石英砂巖的局部富集，如李家石赤鐵礦化點，斷續出露，此層礦沿石膏層上部呈東西向分布；二是冷水淋濾型，如百草溝、半山村等鐵礦點，礦點均受巖性和裂隙控制，產于灰巖與千枚巖、硅質巖接觸帶，礦化賦存于走向裂隙及橫切裂隙中。圍巖一般無蝕變現象，僅有不同程度的鐵染現象，個別圍巖具輕微的碳酸鹽化、角礫巖化。該遠景區內共圈出10個綜合異常，其中乙類異常9個，丙類異常1個。主要綜合異常有HS-49乙2、HS-50 乙2、HS-53 乙2、HS-54 乙3、HS-56 乙3，異?？傮w呈帶狀展布，與含礦地層展布基本一致，其中富子坪異常HS-49 乙2 以Au、Cu、Pb、Zn、Hg、As、Cd、Bi 等元素組合為主，Au 元素峰值達58.4×10-9，其他各異常彼此套合較好、規模大、襯度高，有明顯的濃集中心等特征，遙感解譯羥基、環形構造發育，并且已知礦化點分布廣泛，認為該遠景區成礦地質條件良好，具有較好的鐵、銅礦找礦潛力。

4 找礦靶區預測

在成礦遠景區內，結合地層、構造、化探異常、遙感蝕變信息特征，選取了重要成礦前景地段，通過稀疏的工程揭露，圈定了1處找礦靶區。

狼頭山找礦靶區（B1）位于白龍江復式背斜的南翼武坪幅狼頭山一帶，處于廟爾溝—狼頭山—拉斯銅、金、銻成礦遠景區（B1）東段，呈東西向展布，面積約10 km2，區內地層為志留紀舟曲組，地層總體產狀20°～30°∠15°～35°，主要巖性為灰白色絹云母千枚巖、砂質板巖、厚層灰巖、中-薄層含炭硅質灰巖，其中絹云母千枚巖中小褶皺發育，砂質板巖中普遍見有褐鐵礦化、黃鐵礦化、硅化等蝕變。該靶區位于1：5萬水系沉積物測量HS-30乙2綜合異常中，元素組合為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb等，其中Au、Cu、Zn、As、Sb 在狼頭山一帶富集，Cu 濃積中心值在狼頭山高達536×10-6；Au最高值為65×10-9。異常初步查證已發現了1條銅礦化體，受（F12-2）構造控制，構造長約900 m，寬4～6 m，產狀216°∠35°，該斷層形成于含炭硅質板巖和含炭硅質灰巖接觸部位，為順層蝕變破碎帶，斷層產狀與上盤圍巖產狀一致，構造巖石破碎程度強，裂隙發育，形成碎裂狀含碳硅質灰巖和含碳硅質板巖。通過2個剝土工程控制銅礦化體長120 m，寬2～4 m，含礦巖石為碎裂狀蝕變含碳硅質板巖，礦石為土狀結構，塊狀構造，主要由孔雀石（5%）、銅藍（1%）、褐鐵礦（2%）、黃鐵礦（1%）及少量黃銅礦和非金屬礦物（91%）構成，銅藍為集合體狀，呈不規則小團狀，不均勻分布于團霧狀的孔雀石中，黃銅礦呈小團狀，零星分布，褐鐵礦為土膠狀，呈團霧狀，黃鐵礦呈星點狀，不均勻分布，孔雀石氧化為土狀，呈絲線狀、條狀、不規則團霧狀，銅品位分布在0.22%～3.40%，其中在硅化、孔雀石化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等蝕變發育地段，及細脈狀石英細脈密集地段銅品位最高可達6.94%～8.48%。

5 結論

舟曲—沙灣一帶隸屬西秦嶺鉛-鋅-銅(鐵)-金-汞-銻成礦帶（Ⅲ-28）及迭部—隴南金-鐵-錳-鎂-銅-銻-汞-砷-硒（鈾）-灰巖-大理巖-石膏-磷成礦亞帶（Ⅳ-28），成礦地質條件優越，是尋找金及多金屬礦產資源潛力較大的地區。本文選擇主要地層巖石單元中地球化學元素特征，通過統計背景元素及相對富集元素含量，得出志留系卓烏闊組Mo-Sb 元素富集、舟曲組Cu-Zn-Ni 等元素富集、迭部組Au-Cu-Sb 等元素富集，并結合綜合異常的展布、工作區礦產的分布，以及遠景區的成礦前景分析和找礦靶區的圈定，為今后進一步找多金屬礦提供了翔實的基礎資料。