0 引言

牛苦头铅锌矿床位于祁漫塔格中西段，属于祁漫塔格 Fe、Pb、Zn、Cu、Au、W、Sn 地球化学成矿带 （张洪瑞等，2012；贾建团等，2015），是近年来在青海祁漫塔格地区发现的重要矽卡岩型铁铅锌多金属矿床（阮菊华等，2012）。目前牛苦头铅锌矿床已探明 M1+M4矿段铅+锌金属量（推断及以上）115万 t，为祁漫塔格地区最具成矿潜力的矽卡岩型铅锌矿床之一（李双龙等，2022）。前人对该矿床的矿床地质特征、地球物理、成矿时代、成矿构造、成矿流体等方面开展了大量的研究工作（姚磊等，2016；赵献昆等，2018；蔡亚伟和郭天军，2020；蒋斌斌等， 2021；李双龙等，2021；王新雨等，2021）。其中部分学者认为该矿床成因为与印支期酸性岩浆侵入活动有关的矽卡岩型矿床（贾建团，2013；蒋成伍， 2013），研究显示牛苦头矿床存在两期成矿作用，其中 M1、M4 矿段对应海西期岩浆成矿作用，M2 矿段对应印支期岩浆成矿作用（李加多等，2019a，2019b；王新雨等，2021）。基于此探讨该矿床的成因类型，认为牛苦头矿区 M1和 M4矿段为与海西期岩浆热液有关的矽卡岩型铅锌矿床，M2矿段为与印支期岩浆热液活动有关的矽卡岩型铁铅锌多金属矿床（王新雨等，2020）。两者共同构成一个岩浆热液矽卡岩型成矿系统。以上这些研究对牛苦头矿床的勘查及下一步工作具有重要的指导意义。

随着牛苦头铅锌矿床 M1 矿段的不断开发，确定矿床深边部的找矿方向和成矿潜力成为下一步工作重点。如何在原有矿山周边或深部找到新矿体难度很大，需要有效的技术方法（李惠等，2006）。 M1矿段作为牛苦头矿床工作程度最高的矿段，拥有大量的钻孔数据。本文通过对 M1矿段钻孔资料的收集，对钻孔中矿化数据提取并进行地球化学数据统计分析，利用各钻孔基本分析测试数据中成矿元素 S、Fe、Pb、Zn、Cu 对各钻孔矿体的厚度、品位、矿化强度进行统计形成等值线图，并对 M1 矿段深边部找矿方向进行了分析，以期为下一步地质找矿和勘探工程布置提供地球化学依据，并取得找矿突破。

1 地质概况

1.1 区域地质概况

牛苦头铅锌矿床位于东昆仑造山带西段，北至昆北断裂，南部以那陵郭勒断裂为界，处于祁漫塔格结合带与东昆仑北坡复合岩浆弧的交接地带（图1a）。区域地层以元古宇、古生界及中生界为主，前者主要分布于东昆仑西段，由一套中深变质的片麻岩、变粒岩、角闪岩及白云岩、大理岩组成，后者则主要分布于东昆仑中东段，由一套海相沉积的碎屑岩、碳酸盐岩或火山岩、火山碎屑岩组成（党兴彦等，2006）。区域内岩浆活动强烈主要可划分为加里东晚期和印支期。加里东晚期侵入岩在区内出露面积较广，岩性较复杂，多为中深成相产物，多呈大小不同岩株状产出，岩体总体展布方向为北西西向，岩体长轴方向基本与构造线方向一致（阮菊华等，2012）。印支期侵入岩在区内出露较少，呈小岩株状产出，多形成一些中酸性岩体，与石炭系、二叠系的灰岩、大理岩接触形成含矿矽卡岩，为区内主要成矿期岩浆活动（李洪普等，2009）。

1 —第四系；2—上奥陶统滩间山群；3—花岗闪长岩；4—断裂；5—牛苦头铅锌矿床M1矿段；6—勘探线及编号；7—钻孔

1.2 矿区地质特征

矿区出露地层主要为滩间山群和第四系（图1b、c）。滩间山群岩性为一套以轻变质为主的碎屑岩、火山岩及碳酸盐岩，主要分布在矿区南、东侧，地层总体北东倾，产状 10°～20°∠20°～50°，厚度>140 m。第四系区内广泛分布，主要为冲洪积物、坡积物体和风成砂，沉积厚度较大，介于几米至数十米之间。岩浆岩主要为晚泥盆世花岗闪长岩和印支期晚三叠世二长花岗岩。矿区构造主要为北西西向区域构造和北东—南西向构造，北西西构造属于昆中断裂的次级构造，以断裂和剪切带为主要构造形式，倾角普遍大于 50°（蔡亚伟和郭天军，2020； 王新雨等，2020；吴锦荣等，2021）。北东—南西向构造在矿区内主要体现为北东向沟壑，以矿区内四角羊沟和牛苦头沟最为明显（蔡亚伟和郭天军， 2020；）。

1.3 矿床地质特征

牛苦头 M1矿段内共圈定出不同规模的铁多金属矿体 50 余条，以中部的 1 号及深部的 5 号矿体为主（图2）。最下部的矿体靠近花岗岩体，距岩体最远的矿体在岩体之上约80 m处，这些矿体在岩体上方构成厚50～80 m的含矿带（贾建团等，2015）。根据矿体特征及分带性，在垂向上大致可划分为上下两个矿带：浅部矿体以方铅矿、闪锌矿为主，多顺地层或硅钙面产出，而深部磁黄铁矿体、磁铁矿体、闪锌矿体等多受控于岩体顶界面。总体来看，深部矿带直接与岩体接触，蚀变标志以石榴子石、辉石矽卡岩为主，矿化以磁铁矿化、黄铜矿化、磁黄铁矿化为主。向上，随之与岩体的距离加大，成矿温度逐渐降低，蚀变以阳起石、黑柱石矽卡化为主，矿化以闪锌矿化、方铅矿化、黄铁矿化为主（贾建团等， 2015；李加多等，2019a，2019b；李双龙等，2022）。

水平方向上 M1 矿段自西南至北东，呈现出中心石榴子石-钙铁辉石矽卡岩带，外围的锰钙铁辉石-阳起石-黑柱石矽卡岩带，矿化以中心的磁黄铁矿、黄铜矿为主，向外依次发育硫铁铅锌矿化带，最外围为铅锌矿化带，显示了良好的矽卡岩铅锌矿化分带性。

1 号矿体分布于26—4号勘探线之间，其主要由 1 号铅锌矿体和 1 号硫铁铅锌矿体构成了矿区的 1 号隐伏主矿体。矿体赋存于上部的矽卡岩带内，矿体上盘围岩为大理岩、硅化大理岩等、下盘围岩为角岩（图2）。矿体中主要矿石矿物为方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿和黄铁矿，脉石矿物以透辉石、绿泥石、透闪石、石英和方解石为主。

5 号矿体主要分布于 22—11 号勘探线之间，该矿体为矿区内规模最大的一条由硫铅锌、铅锌、硫铜和硫铁相互镶嵌穿插的复合型多金属矿体（图2），产出于深部矽卡岩带内，形态受下盘二长花岗岩顶界面控制，矿体形态一般为似层状、透镜状。矿体中主要矿石矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿，脉石矿物以透辉石、绿帘石、绿泥石、透闪石、石英和方解石为主。

1 —第四系；2—角岩；3—大理岩；4—花岗闪长岩；5—钻孔及编号；6—矿体编号；7—工业Pb、Zn矿体；8—工业S、Pb、Zn矿体； 9—工业S、Cu矿体；10—工业S矿体

2 数据来源与分析处理

2.1 数据来源

牛苦头M1采矿权区面积约5.23 km²，为矿区内勘查程度最高的矿段，在此基础上收集了该矿段自南东至北西的07、03、01、00、02、04、06、+06、08、10、 12、14、16、18、20、22、24（共计17条勘探线）上的154 处钻孔数据，钻孔数据以该矿段主要含铅锌、铜、硫、铁的矿（化）体数据为主，共收集原始钻孔深部矿（化）体基本分析数据2002组。

2.2 数据相关性分析

通过对 M1矿段 154处钻孔 2002组成矿元素相关性分析（表1）。可见成矿元素普遍相关，其中 Pb 与Zn相关性最强，相关系数为0.87；次为Fe与S，相关系数为 0.83；Cu 与 Fe 和 S 均有一定程度的相关性，相关系数分别为0.59、0.54；Cu和Pb、Zn相关性较差，相关系数分别为0.25和0.33。

2.2 数据分类与计算

为了方便计算和对比，根据牛苦头矿床 M1 矿段主要矿种成矿元素组合特征和相关性（表1）将数据主要分为两类：矿化体厚度数据和矿化强度数据。细分为 Pb、Zn 矿体厚度数据、Cu 矿体厚度数据、S、Fe 矿体厚度数据、Pb 矿化强度数据、Zn 矿化强度数据、Cu矿化强度数据、S矿化强度数据、Fe矿化强度八组数据。

式（1）中：K—矿化强度；A—钻孔矿（化）体单样品位（%）；L—钻孔矿（化）体单样样长（m）。

式（2）中：H—矿体（化）厚度（m）；L—钻孔矿 （化）体单样样长（m）。

3 多金属矿化强度特征及找矿预测

3.1 地球化学特征

根据矿区内Pb、Zn、S、Cu、Fe共5类主要成矿元素组合特征和相关性得知，Pb、Zn 为相关性最强的元素组合、次为S、Fe组合、Cu为单独一类，与S和Fe 也有着一定程度的相关性。根据以上组合特征，利用 Surfer 制图软件编制了 Pb+Zn、S+Fe 和 Cu 共 3 种成矿组合的矿（化）体等直线厚度图和Pb、Zn、S、Cu、 Fe共5种元素的矿化强度图（图3）。

通过牛苦头矿床 M1 矿段 154 处钻孔矿（化）体厚度等直线图和各成矿元素的矿化强度等值线图 （图3）可见，铅锌矿（化）体的厚度与其对应的铅矿化强度晕和锌矿化强度晕具有一致性。其浓集中心主要沿04、06、+06、08、10、12、14、16、18勘探线中心部位呈北西向带状展布，高矿化强度异常晕和矿 （化）体厚度晕在北西向 18 号勘探线处呈高强浓度带且未闭合形态，具有明显北西向延伸趋势，具有较好的北西向深部找矿前景，南东向02、01、07勘探线控制的多处钻孔矿化线索较差，铅锌的矿化体厚度和矿化强度趋于尖灭，是否具有找矿前景需进一步研究探索。

由于 Cu和 Pb、Zn与 S均具有较好的亲和性，所以硫也是区内分布最为广泛的元素异常，通过图3 可见硫铁的矿（化）体厚度等值线与硫、铁矿化强度晕具有相似分布特征。（1）层厚和矿化强度的浓集中心集中在矿区中部，与铅锌层厚和矿化强度对应一致；（2）浓集中心位于矿区西南侧与铜矿化对应较好。

铜的矿（化）体厚度晕和矿化强度晕主要分布在矿区西南侧，与硫铁的矿体厚度晕、矿化强度晕有着较好的对应，这与上述聚类分析结果一致，二者具有较好的相关性。而与铅锌的矿（化）体厚度等值线和矿化强度对应较差，存在明显分带特征，铜的浓集中心分布于矿区的西南侧，铅锌的浓集中心则分布于铜异常浓集中心的北东侧，通过上述相关性和聚类分析得知，二者存在明显低相关。通过矿区地质特征得知，M1矿段西南侧靠近岩体，而矿区内黄铜矿成矿温度相对铅锌较高，多靠近成矿岩体边部产出，这也与上述的钻孔矿化地质分带特征具有一致性，深部矿带与岩体接触的矿石矿物以黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿为主，成矿温度相对较高，向上，随之与岩体的距离加大，成矿温度逐渐降低，则以方铅矿、闪锌矿为主，形成了显著的下铜上铅锌的地质矿化分带特征。

1 —铅矿化强度等值线；2—锌矿化强度等值线；3—铜矿化强度等值线；4—铁矿化强度等值线；5—硫矿化强度等值线；6—勘探线及编号；7— 钻孔及编号；8—找矿预测区；9—元素矿化强度图切剖面

根据牛苦头 M1矿段 17条勘探线 154处钻孔的矿体厚度及矿化强度研究分析，Pb 和 Zn 矿化强度异常的展布具有高度的相似性，南东向尾部矿化强度异常晕趋于尖灭，北西向 Pb、Zn 矿化强度异常晕存在较明显高浓度异常晕并存在未封边的特征，且 18号勘探线北西向未有工程控制，初步说明18号勘探线北西向Pb、Zn异常晕仍存在延伸趋势。

为进一步了解 M1 矿段北西向是否存在 Pb、Zn 高强度异常晕的延伸趋势，沿 Pb、Zn 高矿化强度中心划定一条北西向横切剖面（图3、图4）。自南东至北西剖面线涉及的钻孔依次为 ZK0405—ZK0604— ZK0810—ZK1003—ZK1206—ZK1408—ZK1607— ZK1806共8处钻孔。通过8处钻孔Pb、Zn、S、Cu、Fe 各矿化强度的折线图可见（图4），铅和锌的矿化强度具有相似的起伏特征，钻孔的铅锌矿化强度自南东—北西具有较明显抬升趋势，尤其位于横切剖面尾部的ZK1607和ZK1806钻孔铅锌矿化强度存在明显的上伏特征。铜则在ZK0405、ZK1003、ZK1206处存在一定程度的矿化显示，通过铜的矿化强度与铅锌的矿化强度对应性来看，铜发育较高矿化强度的钻孔，铅和锌的矿化强度则存在着一定程度的下伏，初步说明矿区铜矿化强度制约着铅锌的矿化规模。通过图4可见钻孔 ZK1408、ZK1607、ZK1806钻孔中均为未见铜的矿化信息，而铅锌的矿化则存在明显抬升趋势，进一步说明 M1 矿段 18 勘探线北西侧边部仍然具有较大成矿的可能，应作为下一步勘查工作重点。

3.2 钻孔验证

为取得深边部找矿突破，综合矿区地质特征结合本次地球化学预测，在18号勘探线北西向布设了 ZK2011、ZK2205、ZK2410 等多处验证钻孔，均取得了较好的找矿效果。以远端 ZK2410 为例，该钻孔倾角90°，钻孔孔深80.88 m。钻孔岩性自上至下分别为第四系沉积物砂砾石、大理岩、矽卡岩、角岩、花岗岩（图5）。

该钻孔矿（化）体主要分为 3 段：（1）35. 04～36.51 m为灰色角岩，蚀变为矽卡岩化，矿化主要为褐铁矿化、铅锌矿化。矿（化）体视厚度 1.47 m，Pb 平均品位 0.46%、Zn 平均品位 0.21%；（2）51.69～53.88 m为灰绿色矿化矽卡岩，蚀变为矽卡岩化、绿泥石化，矿化为铅锌矿化和黄铁矿化、磁黄铁矿化。细粒铅锌矿呈星点状和浸染状分布于矽卡岩中；黄铁矿和磁黄铁矿主要集中于该层 51.69～52.28 m，呈致密的块状、浸染状分布。矿（化）体视厚度2.19 m，Pb 平均品位 2.40%、Zn 平均品位 3. 02%；（3） 56.31～72.85 m 为灰绿色矿化矽卡岩夹灰黑色角岩，蚀变为矽卡岩化和角岩化，矿化为黄铁矿化和磁黄铁矿化、铅锌矿化。黄铁矿主要呈细粒浸染、星点状、致密块状产出；铅锌矿呈细脉状和浸染状产出。矿（化）体视厚度 16.54 m，Pb 平均品位 1.43%、Zn平均品位2.80%。

综合来看，通过布置的多处验证钻孔，进一步控制了多金属矿（化）体的延伸情况，取得了较好的找矿效果。

4 结语

通过本次研究显示，牛苦头铅锌矿床 M1 矿段各矿种的矿（化）体厚度等直线图以及矿化强度等值线图的异常展布特征对矿区深边部找矿预测有良好的指示作用，但最终确定找矿靶区仍需综合矿区地质、构造、地球物理等系列探测信息进行综合分析，建立地质—物探—化探等综合找矿方法，为深部找矿预测及工作布置进一步提供可靠依据。

参考文献