青海柴北缘滩间山地区地球化学勘查找矿效果

Prospecting Effect of Geochemical Exploration in Tanjianshan Area on the Northern Margin of Qaidam Basin，Qinghai Province

摘要

运用不同比例尺地球化学勘探方法在青海柴北缘滩间山地区开展勘查找矿工作，并剖析取得的找矿效果，研究成果对类似地区金矿勘查工作具有借鉴意义。在柴北缘滩间山地区开展1∶20万区域化探扫面工作，以少量采样点位快速圈定2处水系化探金异常，选定找矿靶区。1∶5万化探普查进一步分解异常，圈定以Au为主的8处次级异常。利用大比例尺（1∶5 000和1∶1万）岩石地球化学剖面测量对8处异常进行查控，通过槽探工程揭露，坑道和钻探工程沿走向和倾向追溯，最终在滩间山地区发现大型金矿床2处，中型金矿床2处，小型金矿床4处，累计提交金资源量达大型规模。研究表明，小比例尺水系沉积物测量能够快速筛选异常并确定勘查方向，大比例尺水系沉积物测量和化探剖面测量可进一步缩小找矿范围，结合工程验证能够有效发现矿体，进一步明确了不同尺度化探方法在金矿找矿中的有效性和重要性。

Abstract

To enhance the efficiency of gold exploration in areas characterized by complex landscapes, this study conducted a systematic evaluation of the effectiveness of multi-scale geochemical methods applied in the Tanjianshan region, located on the northern margin of the Qaidam Basin in Qinghai Province. The research elucidated the role and technical outcomes of geochemical techniques at various stages of exploration, with the objective of providing scientific guidance for gold prospecting in analogous geological and geomorphological settings. Initially, a 1∶200 000 scale regional geochemical survey was conducted, which enabled the rapid delineation of two gold anomalies in stream sediments through sparse sampling, thereby identifying key prospecting targets. Subsequently, a more detailed 1∶50 000 scale geochemical survey was performed to further resolve the anomaly structures, leading to the identification of eight sub-anomalies predominantly associated with gold. To validate these anomalies and delineate their extension along both strike and dip directions, extensive rock geochemical profiles at scales of 1∶5 000 and 1∶10 000 were developed. These were com-plemented by trenching exposure, adit engineering, and drilling verification. The findings reveal the discovery of two large-sized, two medium-sized, and four small-sized gold deposits within the study area, with the cumulative gold resources attaining a large-scale magnitude. This research substantiates that small-scale stream sediment surveys are effective for the rapid identification of geochemical anomalies and can guide the overall prospecting direction. In contrast, large-scale stream sediment surveys, combined with geochemical profile verification, can systematically refine prospecting targets. When integrated with engineering verification, these multi-scale geochemical methodologies prove to be highly effective in the discovery and delineation of ore bodies. This underscores their efficacy and practical significance in gold exploration within the Tanjianshan area and analogous regions.

Graphical abstract

关键词

找矿效果 / 地球化学勘查 / 滩间山地区 / 柴北缘 / 青海省

Key words

prospecting effect / geochemical exploration / Tanjianshan area / northern margin of Qaidam Basin / Qinghai Province

我国岩金矿资源丰富，传统找矿方法主要有地球化学勘探法（化探）、地球物理勘探法（物探）和地质学找矿法等（林晓琳，2015；Groves et al，2020；Wang et al，2022）。进入21世纪以来，随着区域地球化学测量在全国范围内的系统推进，化探技术在岩金矿勘查中的作用日益显著（牟绪赞等，1996；胡云沪等，2013；De Caritat et al，2021；魏生云等，2023）。运用该方法，研究人员在全国范围内识别出大量地球化学异常区，并据此发现了一批具有重要经济价值的金矿床。

作为我国重要的矿产资源富集区，青海省成矿地质条件优越，找矿潜力巨大。近年来，在青海省五龙沟和沟里等地区相继探明多个大型—超大型金矿，这些重大找矿突破均以化探方法为先导，凸显了化探在金矿勘查中的实际效果（赖华亮等，2020；Wang et al，2020；Li et al，2021）。实践表明，化探不仅是寻找各类金矿的有效技术手段，而且能够贯穿于金矿勘查的各个阶段，从区域预测到矿区评价，均有相应的地球化学方法与之配套。

研究区地处柴达木北缘Pb-Zn-Au-Mn-Ti-Cu-Cr-煤—石棉—石灰岩—盐类—稀土成矿带（王进寿等，2022a），是青海省重要的成矿单元。该金矿田已发现金龙沟、青龙沟和细晶沟等金矿床（李治华等，2020；王进寿等，2023），累计提交金资源量已达大型规模。自20世纪80年代起，该区开展的地球化学测量已覆盖1∶20万、1∶5万和1∶2.5万全区，找矿范围逐步缩小。同时，1∶5 000和1∶1万地球化学剖面测量为金矿找矿提供了直接依据，探槽和钻探工程则在揭露和扩大矿体规模方面发挥着重要作用。

尽管以往在柴北缘滩间山地区的地质勘查过程中，运用地球化学勘查方法取得了一定的成效，但尚未对运用地球化学测量方法在滩间山地区金矿找矿的成效进行深入系统探讨。基于此，本文在全面收集并充分利用以往研究资料的基础上，结合最新勘查成果，对该地区地球化学测量找矿成效进行深入研究，旨在明确该方法在柴北缘滩间山地区的应用价值，为我国金矿勘查工作提供更具针对性和实用性的参考和借鉴。

1 区域地质概况

滩间山地区大地构造位置处于秦祁昆成矿域（Ⅰ-2）—昆仑（造山带）成矿省（Ⅱ-6）—柴达木北缘Pb-Zn-Mn-Cr-Au-白云母—石棉—煤成矿带（Ⅲ-24）—锡铁山—布果特山Pb-Zn-Au-Cu-Mn-煤成矿亚带（Ⅳ-24-2）（李波等，2024），其南部与绿梁山—阿尔茨托山Pb-Zn-Au-Mn-Cr-Fe-W-稀有—金红石—石灰岩—黏土成矿亚带接壤（王进寿等，2022b）。

研究区出露地层包括古元古界达肯大坂岩群（Pt₁D）、中元古界万洞沟群（Pt₂W）、寒武—奥陶系滩间山群（∈OT）、晚泥盆统牦牛山组（D₃m）及少量早石炭统怀头他拉组（C₁h）、早—中三叠统隆务河组（T_1-2l）、早—中侏罗统大煤沟组（J_1-2dm）、古—新近系（E-N）和第四系（Q）（张延军，2017）。研究范围内主要赋矿地层是万洞沟群，其次为达肯大坂岩群和滩间山群（图1）。

区内岩浆岩活跃，可划分为侵入岩和喷出岩2种类型。岩石的活动时间和分布空间与柴达木盆地北缘古裂谷活动密切相关，该地质活动对该区金矿化过程具有重要意义（陈晓琳，2019）。

该区域中元古代、早—晚奥陶世、中泥盆世和晚三叠世均有侵入岩出露（图1）。中元古代环斑花岗岩（γRPt₂）主要分布于小紫山—独尖山—玉石沟—金红沟一带；早—晚奥陶世辉长岩（νO₁）、蛇纹石化辉橄岩（ψσO₁）、强蚀变超基性岩（\mathrm{\Sigma }{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}}）、闪长岩（δO₂）、英云闪长岩（γδοO₂）和花岗闪长岩（γδO₃）分布在万洞沟—汇通沟—绿石岭—滩间山一带；中泥盆世石英闪长岩（δοD₂）分布于红柳沟和触麦腾呼图森—嗷崂山一带。喷出岩以寒武—奥陶系滩间山群（∈OT）为主体，主要分布在红柳沟—彩虹沟—二旦沟—火烧泉沟—海合沟—联合沟—龙柏沟一带。

该区域构造十分发育，主要有断裂和褶皱2种，其中断裂总体方向呈NW-SE向，以万洞沟—汇通沟—青龙沟—滩间山—细晶沟和青山—嗷崂山、红柳沟—二旦沟—独龙沟—海合沟一带为主，其次为NE-SW和近EW向，具有多期活动特性。褶皱主要为滩间山复式向斜（杨佰慧，2019；安生婷等，2020）和青龙沟复式向斜（呼格吉勒等，2018；王显真等，2022）。滩间山复式向斜是本区最大的褶皱，西南翼主要涵盖青龙沟和金龙沟2个次级向斜，青龙沟和金龙沟金矿坐落在与之对应的向斜和NW向断裂中。

2 地球化学异常特征

地壳和上地幔中元素含量一直是变动的，这种变动可能会造成元素分散，也可能造成元素集中（徐萌萌，2013）。上述元素迁移，造成地壳中每种元素的丰度存在一定差异，有些比地壳丰度值高，有些则偏低。如：化探异常中Au元素在某地质体内的平均含量大于地壳中金丰度值2 500倍（表1），这种地质体具有寻找金矿的实际意义，反之在这种地质体内则无寻找金矿的意义（侯长才等，2019）。

由表1可知，研究区内金含量（化探异常）的背景平均值比全省和柴北缘的丰度值高很多，该现象与滩间山地区万洞沟群中出现的金矿床相关，与富金矿石的含量相差甚远，但应考虑研究区内金丰度值比地壳中金丰度值高2 500倍的地质体，同时需要考虑含有富金矿石的各种地质体。

研究区内锁定的1∶20万和1∶5万化探异常，以及1∶5 000和1∶1万岩石地球化学剖面高含量区段基本能够圈定Au元素富集成矿的范围。化探异常特征如下：凭借少数采样点的分析成果来把握大面积矿化信息，进而开展全面分析，精准筛选出找矿靶区，为后续勘查工作提供有价值的参考依据。

前人对柴达木北缘成矿带内与Au元素相关性较强的Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb和Zn共7种元素进行相关性和聚类分析（图2），将成矿元素划分为2个具有地质意义的簇群，第Ⅰ簇为Au、Ag、As和Sb元素组合，相关性大于0.8，反映出研究区以Au为主的中低温成矿元素组合，Ag、As和Sb为伴生元素，伴生元素与Au元素呈密切正相关关系。

2.1 1∶20万区域化探异常特征

研究区位于柴达木盆地干旱荒漠区，20世纪90年代研究人员采用1∶20万区域化探水系沉积物测量方法在该区开展了找矿工作，采样点密度平均为1~2个点/km²，采样介质为粗砂，采样粒级为-10~+40目，在研究区共圈定化探异常2处。该方法以少量的采样点和分析成果快速圈定找矿区带，在综合分析异常区地质背景、异常规模、面积和浓度分带等要素的基础上，对比五龙沟地区典型金矿床的异常特征，筛选出2处异常（AS41和AS44），认为其具有巨大的找矿潜力。本研究共收集滩间山地区850 km²范围内的矿化信息，准确选择了下一步地质勘查方向。

AS41异常内出露地层为中元古界万洞沟群和寒武—奥陶系滩间山群，岩浆岩为中元古代环斑花岗岩（余吉远等，2021）、早奥陶世辉长岩、超基性岩和晚奥陶世花岗闪长岩。异常呈不规则状，呈现为南西突出的弧形分布图像。主元素Au由9个点位组成，峰值为17×10^-9，具有三级浓度分带，自北西向南东呈串珠状，与研究区断裂和地层分布方向一致，总体上呈现北低南高的特征（表2）。As元素由16个点位组成，峰值为73.6×10^-6，具有三级浓度分带。主元素Au与As、Sb元素嵌套良好，As和Sb元素为指示元素，Au与As、Sb元素具有明显的正相关性。参照图3中的7种元素异常和地质体的分布模式，初步判断引发地球化学异常的地质体走向呈NW-SE向。

AS44异常内出露地层主要为中元古界万洞沟群，其次为寒武—奥陶系滩间山群，岩浆岩为早奥陶世辉长岩和中奥陶世英云闪长岩，次生晕整体呈NW-SE向，与异常内断裂分布方向一致。异常主元素为Au，由1个浓集中心和21个点位组成，峰值为35×10^-9，具有三级浓度分带；As元素由22个点位组成，峰值为89.4×10^-6，具有三级浓度分带，Au与As、Sb元素套合较好。根据图4中的7种元素异常和地质体的分布形态，初步推断引起地球化学化探异常的地质体走向呈NW-SE向。次生晕整体形态完整，规模大，强度高，浓度梯度陡，内带面积大（表3）。

AS41和AS44异常内出露地层有中元古界万洞沟群和寒武—奥陶系滩间山群，异常主元素Au展布形态与地质体和构造方向一致，且异常内Au与指示元素As、Sb嵌套良好，呈显著正相关关系，但从Au元素峰值和面积对比AS44和AS41异常发现，AS44异常更具优势，初步判断AS44异常找矿潜力更大。

2.2 1∶5万普查化探异常特征

21世纪初，1∶5万地球化学普查仍使用水系沉积物测量方法，采样介质为细砂，采样粒级为-10~+60目，相比1∶20万测量采样粒级更细，点密度加密至平均5~6个点/km²，重新统计确定Au元素下限为4×10^-9（表4），为1∶20万测量Au元素下限的一倍，异常面积由113 km²（AS41和AS44异常面积之和）缩小至21.9 km²（8处1∶5万异常面积之和）。研究区共圈定8处以Au为主的化探异常，包括4处甲级异常（编号为HS72、HS88、HS126和HS127）和4处乙级异常（编号为HS77、HS79、HS121和HS127）。将4处甲级异常与五龙沟地区典型金矿床异常特征和地质背景进行对比，认为其具有较大的找矿前景。4处甲级异常Au元素峰值和平均值均比2处1∶20万异常高，局部最高可达300倍。通过分解1∶20万区域化探异常进一步缩小次生晕面积，提高Au元素含量值，使得找矿范围更小、更精确，且更接近异常源，同时下一步找矿方向更加明确。异常呈串珠状，与1∶20万金异常对应性好，异常区域出露地层有中元古界万洞沟群硅质白云石大理岩和（斑点状）碳质绢云千枚岩，以及寒武—奥陶系滩间山群安山岩和绿泥石英片岩。岩浆岩为中元古代环斑花岗岩、中奥陶世英云闪长岩和早奥陶世辉长岩。构造主要为NNW-SSE和NW-SE向断裂、滩间山复式向斜和青龙沟复式向斜。异常主要分布于红柳沟—二旦沟、青龙沟、龙柏沟和回头沟—绝壁沟—小红柳沟—细晶沟一带，典型异常有HS88、HS126和HS127次生晕异常。

2.3 HS88异常特征

HS88异常分布于青龙沟地区，出露地层主要为中元古界万洞沟群碳酸盐组硅质白云石大理岩和碎屑岩组斑点状碳质绢云千枚岩，还出露有少量寒武—奥陶系滩间山群变砂岩。岩浆岩为中奥陶世闪长岩、早奥陶世辉长岩和超基性岩。断裂以NW-SE向为主，与区域构造方向一致，褶皱以青龙沟复式向斜为主（魏占浩等，2015）。异常主元素为Au，由34个点位组成，峰值为40.4×10^-9，面积为4.91 km²；As元素由22个点位组成，峰值达225×10^-6，面积为3.55 km²，Au和As均具有三级浓度分带，主元素Au与组合元素As、Sb嵌套较好，由3个面积大且强度高的浓集中心组成（图5）。异常特征值见表5。

由图5可以推断出：Au、As和Sb元素的异常分布形态与断裂走向方向一致，且2组NW向断裂交会处为元素浓集中心，说明断裂交会处容易富集成矿，也是寻找矿体的有利部位。对异常浓集中心开展查证工作，发现多条金矿体，在该异常中发现青龙沟金矿床，证实异常为矿致异常。

2.4 HS126异常特征

HS126异常分布在滩间山地区，异常内分布有万洞沟群白云石大理岩和碳质绢云千枚岩地层。岩浆岩为中泥盆世斜长花岗斑岩（姜芷筠等，2020）和中侏罗世闪长玢岩（戴荔果，2019）。断裂以NW-NWW向为主，其次为近EW向（文相正等，2020）。异常主元素为Au，由17个点位组成，峰值为1 060×10^-9，面积为2.33 km²；As元素由27个点位组成，峰值为315×10^-6，面积为3.14 km²，Au和As元素均具有三级浓度分带，主元素Au与组合元素As和Sb嵌套好，由2个浓集中心组成（图6），异常特征值见表6。由图6可以看出：Au、As和Sb元素的异常分布形态与NWW向断裂方向一致。针对异常浓集中心的NWW向构造开展查证工作发现多条金矿体，并在该异常中发现金龙沟金矿床，证实了水系沉积物异常浓集中心与构造套合部位是寻找矿体的有利位置，同样也证实该异常为矿致异常。

2.5 HS127异常特征

HS127异常分布于细晶沟地区，出露地层为中元古界万洞沟群碳酸盐组硅质白云石大理岩和碎屑岩组斑点状碳质绢云千枚岩、钙质片岩（崔林，2011；李健等，2022），岩浆岩为中泥盆世斜长花岗斑岩和中侏罗世闪长玢岩。断裂以NW-SE向为主，与区域构造方向一致，褶皱以滩间山复式向斜为主。异常主元素Au由2个子异常组成（Au93和Au94），共27个异常点位，异常峰值分别为226×10^-9和11 300×10^-9，面积为1.25 km²和3.74 km²；As元素由2个子异常组成（As51和As52），异常峰值分别为358×10^-6和1 668×10^-6，面积为3.11 km²和2.08 km²，Au元素与组合元素As、Sb完全套合，其中涵盖9个面积相对较广、强度最强的浓集中心（图7）。异常特征值见表7。由图7可以看出，Au、As和Sb元素的异常分布形态与NW向断裂方向一致，多组NW向断裂交会处为元素浓集中心，说明断裂交会处容易富集成矿，也是寻找矿体的有利部位。对浓集中心开展查证工作发现多条金矿体，最终在该异常中发现了细晶沟金矿床，同样证实水系沉积物异常浓集中心与断裂套合部位和断裂交会部位是寻找金矿体的有利位置，并证实该异常是矿致异常。

对比发现HS72、HS77、HS126和HS127水系沉积物异常内的Au元素峰值均大于2 500倍（100×10^-9）的地壳中金丰度值，这4处异常均具有内、中、外三级浓度分带，异常内发育多条NW-SE向断裂，出露地层为中元古界万洞沟群。4处矿致异常内均发现金矿床。综上可知，面积性化探异常寻找金矿的效果很好，为进一步开展大比例化探剖面测量工作提供了重点靶区（任燕等，2019）。

在滩间山地区已有金矿床发现并陆续开采后，开展了大面积1∶2.5万水系地球化学测量工作，因此由于受矿床开采的影响，1∶2.5万地球化学测量范围基本未包含本研究中的典型矿床。

3 化探异常找金成果

投入1∶5 000和1∶1万地球化学剖面约40 km的工作量，对1∶5万水系沉积物异常浓集中心/靶区实施严格检查，在异常浓集中心锁定了多处金含量大于100×10^-9的金高含量点（区段），1∶5 000和1∶1万地球化学剖面测量方法为连续拣块法，采样介质为原地岩石小碎块，粒级小于1 cm。其中，细晶沟HS127异常的检查效果最佳。

在细晶沟HS127异常浓集中心，选择1∶5 000地球化学剖面管控锁定的金高含量点（区段）超过20处，如：针对该异常在瀑布沟地区测制的DP72地球化学剖面圈定了Au元素含量大于100×10^-9的区段2处（图8），经槽探工程揭露验证圈定金矿体1条。就金高含量区域而言，借助探槽共揭露锁定9条金矿体，借助坑道和钻探工程的走向及倾向实施精准的追踪控制，矿体规模得到有效拓展，并在细晶沟找到一处中型金矿床。

就红柳沟HS72异常浓集中心，选择1∶1万地球化学剖面管控锁定的金高含量点（区段）共10处，其中，在AP8-Au8土壤原生晕异常内找到宽度为60 m的含金蚀变带，利用槽探工程揭露锁定的金矿体共6条，借助探槽、坑道和钻探工程沿走向实施精准的追踪管控，使得矿体规模明显扩大，剩余的异常均选择相同的方法加以核验。最后在红柳沟区域找到一处小型金矿床，在外围的白云滩地区找到一处小型金矿床，二旦沟发现多条金矿（化）体。

针对区内其他异常浓集中心，同样运用大比例尺地球化学剖面进行控制检查，全区累计圈定百余处Au元素高含量点（区段），经槽探、钻探等工程揭露验证在滩间山地区已找到24处金矿（床）点。其中，在HS126和HS88异常内分别发现金龙沟和青龙沟大型岩金矿床各1处，在HS127和HS91_甲3 PbZn（AuAg）异常内分别发现细晶沟和青山中型岩金矿床各1处，在HS72异常内发现红柳沟小型岩金矿床1处，在HS56_乙1Au（WPbZn）异常内发现胜利沟和白云滩小型岩金矿床各1处，在HS107_乙2Ag（AuZn）异常内发现独树沟小型岩金矿床1处。从水系沉积物异常与矿床的对应性分析，以Au为主元素的甲级异常对寻找金矿具有较强的指示效果，且最终勘查到金矿床（体）的成功率很高。

4 结论

（1）不同比例尺的化探技术在滩间山地区金矿勘查中逐级发挥了关键作用。1∶20万水系沉积物测量以少量采样点位和分析成果快速圈定2处区域异常，为下一步勘查找矿指明方向；1∶5万地球化学普查通过加密采样点密度、提升异常下限和缩小异常面积的方法进一步圈定了8处金异常，其中4处甲级异常内已发现金矿床或矿体，验证了该方法的有效性。

（2）利用1∶5 000和1∶1万大比例尺的地球化学剖面对圈定的1∶5万水系沉积物异常靶区进行严格查控，结合槽探、坑探及钻探工程验证，在滩间山地区发现了大型金矿床2处、中型金矿床3处和小型金矿床4处，进一步证实了多尺度化探技术方法在金矿找矿、矿体快速定位和追索中的重要作用。

（3）在滩间山地区不同勘查阶段，系统运用多尺度地球化学方法，显著提升了找矿成效，该找矿方法和思路为我国类似地区的金矿勘查提供了借鉴。

（4）针对不同覆盖区深部矿产勘查，应采用不同的化探找矿方法技术，如：浅—中覆盖区（0~200 m）针对成矿潜力区域可利用反循环钻探（RC钻）技术快速识别覆盖层之下的岩性和含矿性，采用穿透性地球化学技术方法圈定深部异常。对于深覆盖区，可采用物探圈定异常区+钻孔深部验证的方法开展找矿工作。

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基金资助

青海省地质矿产勘查开发局基金项目“青海东昆仑大格勒沟—五龙沟金铌镍萤石矿大型资源基地找矿突破工作部署研究”(青地矿科［2025］107号)