王澤晶，唐媛

（1.寧夏回族自治區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查院，銀川 750021；2.寧夏回族自治區(qū)地質(zhì)博物館，銀川 750011）

香山位于寧夏中西部，地處鄂爾多斯高原與黃土高原的銜接地帶，具有較好的地質(zhì)條件，長(zhǎng)期以來(lái)都是寧夏開(kāi)展礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)的重點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)了眾多的找礦線索。此前研究區(qū)地球化學(xué)調(diào)查程度有限，有必要對(duì)其地球化學(xué)特征和找礦前景進(jìn)行研究，以查明區(qū)內(nèi)元素分布和地球化學(xué)異常特征，探討找礦方向，為今后的基礎(chǔ)地質(zhì)和礦產(chǎn)勘查工作提供地球化學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造處于阿拉善地塊南緣之騰格里早古生代增生楔之香山斷褶帶，東接鄂爾多斯地塊，南與祁連早古生代造山帶相接。早奧陶世中期，本區(qū)處于被動(dòng)陸緣裂陷階段，形成了與華北陸塊腹地相似的天景山組（O1-2t）臺(tái)地型碳酸鹽巖沉積[1]。至晚奧陶世初中期，本區(qū)進(jìn)入強(qiáng)烈拉張沉陷階段，形成了以重力流為主的米缽山組（O2-2m）、香山群斜坡及海底扇沉積。該區(qū)域形成了香山群黃河井段深海硅質(zhì)巖，并出現(xiàn)了輝綠巖體的侵入[2]。晚奧陶世末期，伴隨著南側(cè)祁連造山帶的開(kāi)始隆起，阿拉善地塊南緣也開(kāi)始抬升隆起，結(jié)束早古生代被動(dòng)大陸邊緣沉積建造歷史[3-4]。泥盆紀(jì)，研究區(qū)演化為前陸盆地，沉積了磨拉石建造。石炭紀(jì)至二疊紀(jì)，伸展型上疊盆地型淺海-海陸交互沉積。燕山晚期，研究區(qū)遭到近東西向擠壓，產(chǎn)生近南北向中小型寬緩褶皺和逆沖斷層。上新世末，喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)強(qiáng)烈，形成了自西南向東北的擠壓推覆，形成了向東北凸起呈弧形的斷裂構(gòu)造帶——香山北緣弧形斷裂構(gòu)造。

研究區(qū)出露古生界、中生界和新生界。奧陶系主要為天景山組、米缽山組、徐家圈組（O3x）、狼嘴子組（O3lz）和磨盤(pán)井組（O3mp），其中后三者合稱(chēng)香山群（O3X），由臺(tái)地相碳酸鹽巖、斜坡相碎屑巖、碳酸鹽巖和深海濁流相碎屑巖等組成[5]。泥盆系出露中寧組（D3z），下部為灰紫、紫紅色薄-中厚層鈣質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖與紫紅色粉砂巖、泥巖互層，上部以灰白色巨厚層礫巖、砂礫巖為主，局部發(fā)育砂巖型銅礦[6]。石炭系出露前黑山組（C1q）、臭牛溝組（C1c）、靖遠(yuǎn)組（C2j）、羊虎溝組（C2y）、太原組（C2P1t），為一套濱淺海-三角洲相以碎屑巖和黏土巖類(lèi)為主的沉積。侏羅系延安組（J2y）巖性為橘紅-褐紅色厚-巨厚層鈣質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖與淺黃灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及炭質(zhì)頁(yè)巖不等厚互層。在新生界，寺口子組（E2s）為一套以粗碎屑巖為主的沉積；清水營(yíng)組（E3q）為一套以棕紅、紫紅色泥巖、粉砂巖為主的沉積；彰恩堡組（N1z）巖性為橘黃色中-厚層中-細(xì)粒石英砂巖、橘紅色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖夾灰色厚-中層中-粗礫巖、灰白色含礫粗粒巖屑石英砂巖；干河溝組（N1g）巖性以灰、淺磚紅色礫巖、含礫砂巖為主，夾少量橘黃、淺土紅色粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。

研究區(qū)內(nèi)出露輝綠巖脈兩處，呈帶狀展布。露頭長(zhǎng)度約為12.5 km，最大寬度約為450 m，呈東北—西南向延伸，傾向東北，傾角較陡[7]。

2 地球化學(xué)背景研究

2.1 樣品采集與分析

研究區(qū)地球化學(xué)景觀主要是半干旱荒漠區(qū)-干旱荒漠區(qū)，該區(qū)鄰近騰格里沙漠，為排除風(fēng)成沙對(duì)樣品的不利影響，確定采樣粒級(jí)為-5～20 目。采樣點(diǎn)密度為8 個(gè)點(diǎn)/km2，1 km2為一采樣大格，每個(gè)大格再劃分成0.25 km2的四個(gè)小格，每個(gè)小格布置兩個(gè)或兩個(gè)以上樣點(diǎn)。土壤樣品布置于每一采樣小格的坡面中下部，以增強(qiáng)樣品的代表性。部分土壤不發(fā)育而水系發(fā)育的地段采集水系沉積物樣品作為替代。水系樣點(diǎn)原則上布置在能控制一定匯水面積的位置，樣點(diǎn)主要分布在一級(jí)水系口和二級(jí)水系中，三級(jí)以上水系僅布置少量控制樣。黃土覆蓋較深而無(wú)法取樣的區(qū)段僅以0.5～1.0 個(gè)點(diǎn)/km2的采樣密度，布置少量樣點(diǎn)。全區(qū)共布置樣點(diǎn)8 571個(gè)，采樣密度為6.9 個(gè)點(diǎn)/km2。樣品測(cè)試由承德華勘五一四地礦測(cè)試研究有限公司承擔(dān)，依據(jù)《地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范》（DZ/T 0130—2006），采用6 種分析方法完成Au、Ag、Sn、Cu、Pb、Zn、Co、Mn、Mo、Ni、Ti、V、W、Sb、As、Hg、Ba、Fe 共18 種元素的測(cè)試工作。各方法的報(bào)出率、精密度、準(zhǔn)確度等指標(biāo)均優(yōu)于規(guī)范要求。

2.2 元素分布特征

研究區(qū)Au、Ag、Hg、Mo、Pb 呈強(qiáng)分異，在地層中分布極不均勻，Cu、As、Ba、Sb、W、Zn 呈較強(qiáng)分異。As、Au、Ba、Co、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Sn、Fe、V 有明顯富集，存在一定的礦化作用，這與區(qū)內(nèi)已知的成礦、伴生元素基本一致。Zn、Ag、Au、Co 在區(qū)內(nèi)為貧化元素，呈相對(duì)較低的背景。Ag、As、Au、Ba、Cu、Hg、Mo、Pb、Sb、W 呈極強(qiáng)后生疊加特征。

各時(shí)代地層在沉積環(huán)境、物質(zhì)來(lái)源方面存在差異，并受到后期構(gòu)造-熱流體的疊加影響，使得不同地層的元素集散變化產(chǎn)生差異，構(gòu)成研究區(qū)相對(duì)復(fù)雜的地球化學(xué)場(chǎng)[8-9]。根據(jù)時(shí)代及元素分配特征，對(duì)主要地質(zhì)單元進(jìn)行分類(lèi)。

2.2.1 奧陶系天景山組、米缽山組

大部分元素具有明顯的分異趨勢(shì)，但富集程度和后生疊加作用并不明顯，Ba、As、Sb、Hg 等低溫元素較為活躍。該類(lèi)地層元素的分配特征與推覆構(gòu)造關(guān)系密切，但成礦背景較差。

2.2.2 奧陶系香山群（徐家圈組、狼嘴子組、磨盤(pán)井組）

Ba、Sb、Ag 等低溫元素較為活躍，且有貧化的趨勢(shì)，其表征斷裂構(gòu)造、熱液活動(dòng)具有一定強(qiáng)度。Pb、Au、Mo 具有極強(qiáng)分異、強(qiáng)后生疊加的趨勢(shì)，具有較好的成礦背景。需要注意的是，狼嘴子組黃河井巖段的元素分配特征明顯不同于香山群其他地層。基性元素的富集說(shuō)明該地層元素分配受到基性巖體的顯著影響。Cu、Co、Ni 顯示明顯富集、強(qiáng)分異、強(qiáng)后生疊加的特征，具有較好的成礦背景。

2.2.3 泥盆系中寧組

低溫元素不活躍，熱液活動(dòng)有限。Cu具有強(qiáng)分異、強(qiáng)后生疊加的特征，具有一定的成礦背景。這是沉積背景的反映。

2.2.4 石炭系臭牛溝組、前黑山組

Cu、Mo、Pb 具有強(qiáng)分異、高富集、強(qiáng)后生疊加的特征，具有一定的成礦背景。低溫元素Ba、Hg、Ag、As 活動(dòng)較活躍。這是熱液作用的結(jié)果。

2.2.5 石炭系靖遠(yuǎn)組、羊虎溝組

As、Mo 具有強(qiáng)分異、強(qiáng)后生疊加的特征，Co、Ni、Fe、Zn 有富集趨勢(shì)。這主要是沉積背景的反映。

2.3 地球化學(xué)異常特征

1 ∶5 萬(wàn)比例尺土壤測(cè)量在研究區(qū)共圈定單元素異常513 個(gè)、綜合異常21個(gè)，對(duì)各綜合異常進(jìn)行分類(lèi)，并依找礦價(jià)值對(duì)異常進(jìn)行評(píng)序。

2.3.1 單元素異常

采用迭代剔除法，迭代剔除特異值點(diǎn)。經(jīng)多次迭代剔除所有特異值后，計(jì)算各元素的異常下限，并按照異常下限的1 倍、2 倍、4倍，圈定單元素異常，統(tǒng)計(jì)各單元素異常的面積、強(qiáng)度、規(guī)模、濃度分帶級(jí)數(shù)等主要參數(shù)[10]。

2.3.2 綜合異常

根據(jù)各單元素異常分布規(guī)律，將空間上和成因上有密切聯(lián)系的一組單元素異常圈定為一個(gè)綜合異常[11]。圈定范圍以主成礦元素異常為主，兼顧其他伴生、指示元素異常。全區(qū)圈定綜合異常21個(gè)，其中Cu、Pb、Zn 類(lèi)異常8個(gè)，Au、As、Sb、Ag、Hg 類(lèi)異 常1個(gè)，W、Sn、Bi、Mo 類(lèi)異常4個(gè)，F(xiàn)e、Ni、Co、V、Ti 類(lèi)異常8 個(gè)。研究區(qū)綜合異常分布如圖1所示。

圖1 研究區(qū)綜合異常分布

2.3.3 異常評(píng)序

異常評(píng)序的目的是評(píng)價(jià)研究區(qū)綜合異常找礦意義的大小及找礦遠(yuǎn)景。評(píng)序以地球化學(xué)信息為主導(dǎo)，以地質(zhì)背景為基礎(chǔ)，并參考其他已知的物化探資料，利用綜合信息加權(quán)積分的方法，建立異常評(píng)序模型[12]。針對(duì)地球化學(xué)、地質(zhì)環(huán)境條件及其他數(shù)據(jù)等信息，逐項(xiàng)打分，分類(lèi)累積求合，然后分別與其權(quán)重系數(shù)相乘，求出各類(lèi)加權(quán)得分值，之后將各類(lèi)加權(quán)得分值相加得出異常得分，最后按異常得分大小進(jìn)行排序[13]。排序結(jié)果如表1 所示。

表1 綜合異常組成及價(jià)值分類(lèi)（排名前10）

2.4 主要綜合異常解釋推斷

對(duì)于狼嘴子銅礦化區(qū)（AS9-乙2 類(lèi)），該綜合異常位于研究區(qū)東北部狼嘴子一帶，處于狼嘴子復(fù)式向斜中心地段。該復(fù)式向斜由自西向東展布的3個(gè)背斜構(gòu)造和3 個(gè)向斜構(gòu)造組成。背斜、向斜構(gòu)造相間產(chǎn)出。各褶皺軸向基本一致，均為北北東—北東向。褶皺緊閉，兩翼產(chǎn)狀陡立。異常域內(nèi)主要出露奧陶系徐家圈組、狼嘴子組、磨盤(pán)井組，泥盆系出露中寧組，古近系出露寺口子組和加里東期輝綠巖體。

該異常綜合評(píng)序?yàn)榈?位，異常面積為8.61 km2，共包括Au-16、Ni-26、W-7、Ti-1、Fe-19、Co-20、Mn-7、Cu-14 等8 個(gè)單元素異常。Au-16、W-7 異常達(dá)到內(nèi)帶含量，其他單元素異常達(dá)到外帶含量。Au-16異常平均強(qiáng)度為23.7 ng/g，最高強(qiáng)度為225 ng/g，呈不規(guī)則狀，異常面積為1.85 km2；Ni-26 異常平均強(qiáng)度為61.7 μg/g，最高強(qiáng)度為97.3 μg/g，呈不規(guī)則狀，異常面積為3.78 km2；W-7異常平均強(qiáng)度為14.8 μg/g，最高強(qiáng)度為29 μg/g，呈近圓形，異常面積為0.46 km2；Ti-1 異常平均強(qiáng)度為8 408 μg/g，最高強(qiáng)度為11 880 μg/g，呈不規(guī)則狀，異常面積為3.51 km2；Fe-19 異常平均強(qiáng)度為9.8%，最高強(qiáng)度為13.3%，呈不規(guī)則狀，異常面積為5.29 km2；Co-20 異常平均強(qiáng)度為32.3 μg/g，最高強(qiáng)度為41.7 μg/g，呈不規(guī)則狀，異常面積為3.65 km2；Mn-7異常平均強(qiáng)度為1 252.5 μg/g，最高強(qiáng)度為1 419 μg/g，呈不規(guī)則狀，異常面積為2.2 km2；Cu-14 異常平均強(qiáng)度為73.4 μg/g，最高強(qiáng)度為112 μg/g，呈不規(guī)則狀，異常面積為4.42 km2；Au、W 異常套合性好，Co、Cu、Mn、Ni、V、Fe、Ti 異常套合較好。綜合異?？傮w表現(xiàn)出面積大、強(qiáng)度中等、元素組合復(fù)雜的特點(diǎn)。

綜合分析已取得的各類(lèi)資料，本研究認(rèn)為，AS-9 異常域內(nèi)分布3 類(lèi)礦化點(diǎn)（共6 個(gè)）。與輝綠巖有關(guān)的銅礦化體礦化對(duì)應(yīng)影響力最強(qiáng)的第一因子，反映該期礦化作用規(guī)模較大，成礦可能性較高。前人已施工的鉆孔在深部探索到銅的硫化礦體。所以，該區(qū)應(yīng)注重對(duì)深部硫化礦體的探索。

2.5 找礦預(yù)測(cè)區(qū)圈定

綜合考慮地質(zhì)依據(jù)、有無(wú)礦床點(diǎn)、預(yù)測(cè)資源量大小、成礦概率高低、地理交通條件、經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件等因素，劃分出找礦預(yù)測(cè)區(qū)并評(píng)定優(yōu)選級(jí)別。找礦預(yù)測(cè)層級(jí)劃分如表2 所示，香山Fe-Cu 礦集區(qū)劃分為7個(gè)找礦預(yù)測(cè)區(qū)，如表3 所示。

表2 找礦預(yù)測(cè)層級(jí)劃分

表3 找礦預(yù)測(cè)區(qū)劃分

3 結(jié)論

研究區(qū)As、Au、Ba、Co、Cu、Mn、Ni、Pb 具有較高的背景含量，成礦可能性較大；Zn、Ag 則為貧化元素，顯示出較低的背景；Ag、As、Au、Ba、Cu、Pb、Sb 具有極強(qiáng)后生疊加作用，反映地質(zhì)作用使其發(fā)生了明顯的富集。分布于狼嘴子-地川子一帶的輝綠巖則明顯富集Au、Sn、Cu、Mo、Ni、As、Ba、Fe 等元素，分布較大面積的異常，地表和深部均發(fā)現(xiàn)了銅礦（化）體，具有形成與基性巖體相關(guān)礦床的地質(zhì)條件，是研究區(qū)重要的成礦有利地質(zhì)體；奧陶系香山群及石炭系臭牛溝組中Cu、Ni、Zn、Mn、Mo、Co、Pb、Au 等元素顯示高背景，可作為潛在的礦源層；泥盆系A(chǔ)g、As、Cu、Pb 具有極強(qiáng)分異性，Cu、Ba、Mo 具有強(qiáng)后生疊加作用，具有砂巖型銅礦的成礦條件。

研究區(qū)圈定甲1 類(lèi)異常1個(gè)，其分布于腰峴子，擴(kuò)大找礦遠(yuǎn)景或發(fā)現(xiàn)新礦種的前景不大；圈定乙1 類(lèi)異常1 個(gè)、乙2 類(lèi)異常8 個(gè)、乙3 類(lèi)異常5個(gè)，乙類(lèi)異常具有發(fā)現(xiàn)新的中小型礦床的可能性，是查證工作的重點(diǎn)；圈定丙類(lèi)異常6個(gè)，該類(lèi)異常無(wú)找礦前景。研究區(qū)綜合異?？煞譃槿箢?lèi)：受斷裂構(gòu)造控制的異常；與輝綠巖體有關(guān)的異常；與地層有關(guān)的異常。前兩類(lèi)異常域內(nèi)礦化的強(qiáng)度和規(guī)模較大，綜合認(rèn)為，輝綠巖體和斷裂構(gòu)造是最重要的控礦地質(zhì)因素。通過(guò)綜合異常分析，研究區(qū)被劃分為7 個(gè)找礦預(yù)測(cè)區(qū)：崾峴子一帶Cu-Ag 找礦預(yù)測(cè)區(qū)、上石棚一帶Pb-Au找礦預(yù)測(cè)區(qū)、峽子溝一帶Cu 找礦預(yù)測(cè)區(qū)、黑龍井一帶Pb 找礦預(yù)測(cè)區(qū)、狼嘴子-地川子一帶Cu 找礦預(yù)測(cè)區(qū)、尹家灣-干柳樹(shù)一帶Pb 找礦預(yù)測(cè)區(qū)、新水一帶Co-Fe 找礦預(yù)測(cè)區(qū)。根據(jù)區(qū)內(nèi)的成礦地質(zhì)條件和工作程度，建議針對(duì)崾峴子一帶Cu-Ag 找礦預(yù)測(cè)區(qū)、峽子溝一帶Cu 找礦預(yù)測(cè)區(qū)加強(qiáng)成礦規(guī)律與成礦模式的研究；建議優(yōu)先針對(duì)狼嘴子-地川子一帶Cu 找礦預(yù)測(cè)區(qū)、新水一帶Co-Fe 找礦預(yù)測(cè)區(qū)開(kāi)展進(jìn)一步的勘查工作。