0 引言

地球化学是矿产地质调查中重要的手段之一，长期以来为区域地质找矿提供主要的找矿依据，在矿产资源勘查中发挥了重要作用（蒋永建等，2010）。传统方法是将化探数据处理之后，利用数据的高低或结构特征来圈定异常，存在一定的主观性，过程受评价者专业基础和对评价区地质条件掌握程度等人为因素影响，很可能导致高背景下的大范围外带异常或可能具有找矿前景的隐伏低缓异常的遗漏（李瑜等，2015）。深入挖掘勘查地球化学数据隐藏的成矿信息，强调成矿作用与地球化学信息的关联性，如何定性、定量地对异常进行客观的综合评价，消除异常评价的多解性问题，是化探数据处理的前沿课题（龚鹏和马振东，2013）。致矿异常并非数值的高低，而是元素的富集能力，即衬度的高低。元素衬值强调元素内部变量之间的相互关系，衬值累加更能直观的表达多种元素在同一点的内在关联，前人在实践中已经证实其有效性和直观性（祁昌炜等，2016；高永伟等，2018；江宜，2018；邱炜等， 2018；赵志飞等，2020）。

近年来哈日扎—那更地区在银矿找矿方面取得重大突破，其中那更银矿床最具代表性，银资源量超过 5000 t，是青海省首次发现的超大型规模的独立银矿床，且矿床规模还在不断扩大。克贡玛地区位于哈日扎—那更银矿带中部延伸地段，是又一处继那更银矿床发现后最具找矿前景的地区。前人先后开展过地质填图、局部水系沉积物测量、土壤测量、槽探、钻探等工作（唐健等，2012^①；谢祥镭等，2018；叶小春等，2019），受工作手段等因素影响，认识有待进一步提高，如何快速有效地评价该区找矿前景成为亟待解决的科学问题。

1 研究区成矿地质背景

研究区地处柴达木盆地南缘断褶带、东昆仑造山带东段与鄂拉山构造带接壤的北昆仑岩浆弧。地理坐标极值为东经98°42′～98°49′，北纬35°48′～35°54′。

研究区地层受北西向、近南北向、北东向3组断裂和加里东期—燕山期岩浆活动影响而残缺不全。主要出露古元古界金水口群和上三叠统鄂拉山组 （图1a）。金水口群多以岩片、残留体、断块形式出现，具典型的造山带地层构造特征；岩性组合为片麻岩、大理岩、混合岩等。鄂拉山组为一套陆相喷发的中基性—中酸性溢流相、喷发沉积相组成的杂色火山岩系，具有较典型的高钾钙碱性系列岩石组合特征；岩性主要由安山岩、安山质晶（岩）屑凝灰岩、流纹英安质凝灰熔岩、火山角砾岩、凝灰岩、英安斑岩、闪长玢岩等组成。岩浆岩以中酸性—酸性中深成侵入岩为主，局部发育花岗斑岩等浅成岩系 （图1b）。

研究区内已知3处银矿点，矿体主要呈北西向、北东向脉状分布于断裂构造中，对围岩没有明显选择性，这一特征与那更银矿具有相似性。矿石类型可以划分为银矿石、银金矿石和银铅锌矿石，金属矿物主要见自然银、辉银矿、淡红银矿、黄铁矿、方铅矿、软锰矿，脉石矿物主要为绿泥石、绿帘石、斜长石、白云石、石英。地球化学异常组合元素主要为Au-Ag-As-Sb-Pb-Zn，反映为一套中低温元素组合特征（窦光源等，2018；谢升浪等，2020）。

2 样品采集与分析测试

2.1 样品采集

样品成分均为水系沉积物，工作比例尺 1∶2.5 万，采样点密度为 27.44 点/km²，控制面积 50 km²，样品总数 1402 件，重复样品 30 件。采样介质为代表汇水域基岩成分的细沙、粉砂等物质成分，样品截取粒度-10～+60 目。重复样采集由质量检查人员在同点不同时采集，用来衡量采样误差。采样时间集中在一个月内，采样间隔时限较小，所有样品为同一批次送实验室检测。

1—第四系；2—古近系—新近系；3—上三叠统鄂拉山组；4—中新元古界万保沟群；5—古元古界金水口群；6—印支期二长花岗岩；7—印支期花岗闪长岩；8—华力西期闪长岩；9—华力西期二长花岗岩；10—晋宁期变质闪长岩；11—鄂拉山组陆相火山岩；12—金水口群片麻岩、大理岩；13—侏罗纪花岗斑岩；14—侏罗纪正长花岗岩；15—侏罗纪二长花岗岩；16—侏罗纪花岗岩；17—二叠纪花岗闪长岩；18—二叠纪二长花岗岩；19—奥陶纪二长花岗岩；20—地质界线；21—断裂构造；22—超大型银矿床；23—大型银矿床；24—小型银矿床；25—河流

2.2 样品加工

样品加工前在小于 60℃恒温箱内进行充分烘干，并在实验室进行细碎加工。为防止样品污染，采用无污染的磨样机进行加工，样品的加工场所进行严格隔离，细碎加工的粒度小于 0. 074 mm，符合粒度要求的样品重量不少于加工前样品重量的 90％。

2.3 分析方法

根据研究区区域地球化学特征，结合成矿地质条件及近年化探普查元素分析项目的情况，本研究确定的分析元素为 Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、 W、Sn、Mo 11 种元素（唐健等，2012^①；谢祥镭等， 2018），由四川西冶检测科技有限公司完成分析测试。Au元素采用电感耦合等离子体质谱法测定，仪器为 NexION 300x ICP-MS。Hg、As、Sb 元素采用原子荧光光谱法测定，仪器为 AFS2202E原子荧光仪。Ag、Sn元素采用发射光谱法测定，仪器为AES-8000 全谱交直流电弧发射光谱仪。Cu、Mo、Pb、W元素采用等离子体质谱法测定，仪器为 NexION 300x ICP-MS。Zn元素采用电感耦合等离子体发射光谱法测定，仪器为iCAP7400全谱仪。

样品测试通过重复样、二级标样等进行测试质量控制，测试元素的报出率均为93.58％（＞90％）。二级标样精密度合格率为 99.10％（＞98％），内检分析、异常点检查和密码抽查结果的合格率大于 90. 00％，样品分析结果合格可靠。

3 数据分析与处理

从元素的统计特征（表1）可以看出，除 Sn 呈近似正态分布外，其余元素均呈对数正态分布（或近似）（图2），变化系数为0.38～2.73。热液成矿元素或呈对数正态分布，变化系数较大，显示出与矿化的联系。元素分布型态与地球化学进程初期型态较为相似，但随着进程的推进，元素可能出现正偏差，呈混合分布，引起偏斜，甚至多峰分布（汪等等，2013）。

为进一步探究元素的结构关系，利用SPSS对研究区样品数据进行相关性分析和 R 型聚类分析（表2），在 0.5相关系数以上可以将 11种元素划分为第 Ⅰ簇 Pb-Zn 和第Ⅱ簇 Ag-As-Sb-Cu-Sn-Mo 组合成矿元素（图3），但相关度不高，采用传统统计方法圈定综合异常可能会出现综合异常吻合性不佳的现象（图4a~d），影响找矿工作部署。

地球化学背景的确定是勘查地球化学的一个基本问题，传统的方法采用经典统计法，如果元素数据服从（近似）正态分布或对数正态分布，则迭代剔除数据后计算其背景值（$\stackrel{-}{X}$）和标准离差（S）（陈明和李金春，1999；熊超等，2012）。元素背景值计算公式为$\stackrel{-}{X}=\sum _{i=1}^n{X}_i÷n$，式中 $\stackrel{-}{X}$为元素背景值，X_i为迭代剔除后元素值，n为迭代剔除后样品数量；传统方法异常下限公式为$T=\stackrel{-}{X}+2S$。传统地球化学方法过程较为繁琐，需分别计算各个元素并进行异常图绘制，形成的异常经常出现面积过大或浓集中心不明显，或是浓集中心明显但无法在同一张图上体现其他指示元素。

衬值计算公式为$K=X_i÷\stackrel{-}{X}$，X_i为原始数据值，$\stackrel{-}{X}$为背景值；衬值累加计算公式为$K_n=\sum K_i$，K_i为采样点各元素衬值。多元素衬值数据标准化方法繁多，目前没有统一认识，其基本原理在于数据的归一化处理（Grunsky，1986；刘大文，2004）。本文样品为同一地球化学景观、同一时限、同一批次，保证分析结果不会存在较大的系统误差，故仅需将原始数据归一到背景值上，通过背景值变换的衬值数据集作为新的数据源，新的数据体现同一点上不同元素的富集能力，从而达到可以累加的条件。

元素表生分散迁移富集又是一个复杂的过程，受原始矿体剥蚀、矿物（元素）理化特性、古地貌、古气候、地表水以及不同地质单元元素丰度的影响 （孙忠军，2005）。衬值累加既能反映成矿过程本质、又相对合理简洁的数学模型，成矿能耗主要取决于矿石中关系密切且浓集克拉克值较高的几个元素（徐锡华，2002）。在选择成矿相关元素上需要充分研究区内成矿地质作用，如 Hg通常反映断裂，可以很好的展示断裂空间分布，为异常定位提供依据；低温—高温热液作用密切相关元素（As、Sb、Pb、 Zn、Cu、Mo、W、Sn）不同组合的出现，可以判别矿体剥蚀程度，也能预测隐伏矿体。

4 数据网格化与成图

计算出各元素异常下限和多元素累加衬值后，采用GeoChem Studio软件对数据值网格化。由于研究区已发现有多条矿体（叶小春等，2019），样品采集时设定了一般工作区和重点控制区不同采样密度区域。利用“距离幂函数反比加权网格化”中幂指数的变化对具有疏密差异的数据进行分区网格化，使得距离较大的点利用较小点的网格化参数时，也能获得可靠的网格数据。距离幂指数1.398，几何异向性参数比率为 1，角度为 0，搜索扇形类型为四方向搜索，搜索半径485 m，每搜索方向最多点数为 6，网格间距 97 m×97 m。在 GeoChem Studio 软件中分别绘制 Au、Ag、Pb、Zn 元素传统地球化学异常图和多元素累加衬值异常图，传统地球化学异常图按异常下限1倍、2倍、4倍、8倍绘制等值线图（图4a~d）；多元素累加衬值地球化学异常图按累加值 11、22、33、44、55绘制等值线图（图4e）。

多元素衬值累加大于 11 的异常范围占研究区总面积的 61.57％，金水口群、岩浆岩（二叠纪二长花岗岩除外）整体为高背景区域，火山岩区为低背景区域，大于22占7.79％，大于33占2.82％。通过与成矿地质背景叠加，异常核心形态与断裂构造、岩体接触带高度拟合，克特休玛银矿点、克特贡玛银矿点、拉窝银矿点等已知矿点均位于异常浓集中心位置，值得注意的是拉窝银矿点异常核部衬值累加仅为15.6。

5 靶区优选及验证结果

多元素衬值累加大于11的范围较大，不能达到有效缩小找矿靶区的目的。晚三叠世火山岩在大于11的范围内异常面积大幅缩小，非火山岩区域在衬值累加大于22的范围才大幅缩小，但二者在不同的下限上异常的变化趋势均较为明显。通过简单调整衬值累加值下限即可以显著区分研究区内不同地质背景的差异，较好地反映区内部分弱小异常，细化较大异常。该方法类似地质子区划分，在然乌幅化探数据处理中得到应用，并取得较好效果 （汪等等，2013）。

对比3处已知矿点（表3），考虑不同成矿地质背景，建立具有一定规模和强度的异常区域为找矿靶区。选择火山岩区衬值累加大于11，非火山岩区衬值累加大于 22，异常面积大于 0.2 km²，研究区优选了13处（含已知矿点）找矿靶区（图4e）。

利用土壤（岩石）剖面测量、地表调查和少量槽探等工作对靶区进行查证，在 2、5、6、7、8 号靶区异常浓集中心新发现具一定规模的矿体或矿带，在克特贡玛（YC10）靶区新发现平行矿带（图4f），具有进一步的工作价值，直接见矿率达 69.2％；其余靶区亦发现有土壤高含量段或含矿蚀变带，具有进一步检查的价值（表4）。结果表明多元素衬值累加法圈定地球化学异常在克贡玛地区具有显著有效性。

6 结论

本文以克贡玛地区1∶2.5万水系沉积物测量成果为基础，编制完成了衬值累加地球化学异常图，通过对比典型矿点，优选了找矿靶区，并对靶区进行了查证工作，根据检查结果形成如下结论：

（1）相对于传统方法而言，利用衬值累加法可以快速圈定异常，省去单元素异常的圈定、筛选、套合、评序等工作，极大地节约时间，提高工作效率。

1—第四系；2—鄂拉山组火山岩；3—金水口群片麻岩、大理岩；4—二长花岗岩；5—花岗闪长岩；6—正长花岗岩；7—花岗岩；8—花岗斑岩；9— 地质界线；10—断裂构造；11—已知矿点；12—新发现矿点；13—传统异常等值线；14—衬值异常等值线；15—极值；16—衬值异常及靶区编号

（2）利用衬值累加法可以增强低背景区的异常识别，又可以降低高背区异常范围过大或者综合异常套合性不好的影响，结果显示这样圈定的异常分布规律性更强，浓集中心明显，实现了多元素异常 “一张图”，为后期查证工作提供明确目标。

（3）通过衬值累加异常分布特征研究和典型矿点对比，优选了13处找矿靶区，通过查证工作，均取得了较理想成果，实现了研究区快速找矿突破。

（4）衬值累加法与通过圈定化探综合异常确定找矿靶区具有一定相似性，但本方法从背景变化趋势和异常分布特点来反映与地质体、地质作用之间的关系，更直观简洁。

致谢 野外工作得到了四川省冶金地质勘查局水文工程大队总工程师许远平和克贡玛项目组全体同志的大力支持和帮助，两位匿名审稿人提出了非常宝贵的意见，在此一并感谢！

注释

① 唐健，任晋祁，王磊 .2012. 青海省都兰县察汗乌苏河地区六幅 1∶5万区域矿产地质、水系沉积物地球化学及磁法测量综合调查报告[R]. 西宁：青海省地质矿产勘查开发局

参考文献