新疆托里县科尔巴依—野马井地区成矿元素分析及异常评价

2016-09-15齐曼古丽铁木尔

西部探矿工程 2016年2期

关键词：尔巴野马成矿

齐曼古丽·铁木尔

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830047）

新疆托里县科尔巴依—野马井地区成矿元素分析及异常评价

齐曼古丽·铁木尔*

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830047）

在科尔巴依—野马井地球化学研究的方法中，对一些成矿元素进行了分析与评价。根据元素的浓集系数（K1）的大小可以将调查区各元素的富集变化序列排序为：Au、Ni、Cr、As、Sb、Mo、Co、Bi、W、Ag、Cu、Pb、Zn、Sn。科尔巴依—野马井地区的地质背景和蚀变矿化特征与西准噶尔区域特征很相似；元素的浓集系数（K1）值中，Au、As、Sb等元素组合与已知调查区金矿化蚀变基本一致，Ni、Cr等元素则反映了本区分布的超基性岩成矿的特征。根据科尔巴依—野马井地区1∶5万化探异常下限圈定单元素异常2073个。经综合研究，共圈定各类综合异常69处。其中，以Au、As为主的综合异常26处，以Cu、Zn为主的综合异常26处，以Mo为主的综合异常3处。

科尔巴依—野马井；化探异常；找矿前景

勘查地球化学是当代重要的找矿方法技术之一，而化探数据处理是勘查地球化学领域的核心内容之一。其目的是有效与合理的区分地球化学背景与异常，从海量数据中发现与成矿有关的地球化学异常，进而配合地质、物探、遥感等综合信息指导找矿。

科尔巴依—野马井构造活动复杂，构造活动与岩浆活动关系密切，火山岩、侵入岩发育。主要矿种金有2种赋存状态，一种是与断层破碎带有关的破碎蚀变岩型，另一种是与石英脉有关的脉岩型，且破碎蚀变岩及石英脉均产于各种不同型式的断裂和裂隙中，并受其严格限制。

该区通过1∶5万化探普查，进行金矿床，特别是隐伏金矿床的找矿评价研究后，为提供接替资源靶区，并为深部找矿探索出一条有效的地球化学勘查方案，并取得了较好的找矿效果。

1　区域地质概况

调查区主要出露石炭系，其次为第四系、奥陶系和泥盆系，二叠系及侏罗系地层出露面积很小，呈零星分布。成矿关系密切的主要为石炭系地层。

地层走向为南北向。出露地层为下石炭统的希贝库拉斯组、包古图组、太勒古拉组。希贝库拉斯组地层分布在复背斜轴部，包古图组、太勒古拉组向两翼依次近对称分布。岩性为一套巨厚的半深海—大陆坡相火山—火山碎屑浊积建造。出露的侵入岩为华力西中期第二次侵入的中酸性花岗闪长斑岩、石英闪长岩、闪长玢岩等8个小岩体。岩体呈小岩株、岩枝状产出，规模较小，一般出露面积小于1km2，并发育有不同程度的蚀变和铜、金矿化。其中斑岩铜矿产于Ⅴ号小岩体中。

调查区构造形迹以褶皱与断裂最为发育，其中褶皱构造在石炭纪最为发育，而断裂发育在各时代地层中，无明显选择性。褶皱在下石炭统包古图组以强烈紧闭的尖棱形态为特征，而希贝库拉斯组、太勒古拉组的褶皱形态则多为宽缓褶皱状。其他出露地层中几乎无褶皱构造，多为单斜地层。

南侧以近南北向、北东向的压性、压扭性逆断层为主。其中主体达尔布特深大断裂是前人研究的重点。

西准噶尔地区侵入岩发育，超基性至酸性侵入体均有出露。区域上，中酸性侵入体主要分为2类，一类为以花岗岩基形式产出，被认为是达尔布特断裂上盘石英脉型金矿重要成矿物质来源。

另一类为分布于达尔布特断裂下盘包古图地区，以岩株或岩枝状产出的中酸性侵入体为主，该类岩体单个规模小，如包古图斑岩型铜（金）矿Ⅴ号岩体。

调查区内的内生金属矿产丰富，多数产于中酸性侵入岩体与围岩的接触带上、产于石炭系地层中的断裂破碎带上，少部分分布于其它地层中的断裂破碎带上，区内矿产的形成及分布与岩体接触带以及一些断层破碎带密切相关。调查区地质略图见图1。

2　地球化学特征

2.1地球化学景观及采样方法

调查区全区地形起伏较小，水系不发育。区内除沟谷底部和洼地外，均为基岩裸露区，年平均降水量约300mm，属半干旱丘陵景观。可进一步划分出3个二级景观区，现简述如下：

中低山半干旱草原荒漠景观区（Ⅰ）：分布于调查区东部和东北部，面积约410.67km2。该区地形切割较强烈，海拔在800～1000m左右，基岩出露较好，水系呈树枝状，沟谷内牧草发育，沉积物主要为洪水搬运的粗碎屑物质。

低山丘陵半干旱荒漠景观区（Ⅱ）：主要分布于调查区北部和南部的广大地区，面积约713.29km2。该区以剥蚀侵蚀作用为主，基岩裸露，沿沟谷生长有稀疏的草本植物，水系呈树枝状，沟谷窄而浅，沉积物主要为洪水搬运的粗碎屑物质，在沟底迎风面聚集有风成沙。

倾斜平原半干旱荒漠景观区（Ⅲ）：分布于调查区西北部，面积约316.16km2。地形较平缓，水系呈平行状，多为长而深的干沟，沉积物主要为洪积沙土和砾石，地表分布零星的风成沙，一般厚20～30cm。

调查区1∶5万化探工作布点方法是：以1km2为网格单元，每个单元布点8个。将1km2网格单元进一步分成等面积的4个小格，每个小格布置1条测线，线距500m，点距250m。在前述基础上，对重点找矿区按对角线法加密样品，每1km2网格单元加密至10个点，对角线的方向大致垂直重点找矿区主要地质体走向，加密样点布置在采样小格内距网格线125m×250m的位置，与原样点构成一个等腰三角形。

调查区采用了不同的采样方法：①基岩出露区，在采样点周围20～30m范围内多点采集，组合成样，采集点一般为3处；②在小片第四系覆盖区，除去地表20～40cm厚的砂砾层和浮土层以后直接采样，采集点一般为3处。

野外工作中采用4目和40目的不锈钢套筛，截取-4～+40目混合粒级的岩屑作为样品。全区共采集岩屑样品12823件（包括重复采样样品777件），平均采样密度8.48个点/km2。

2.2重要元素地球化学特征

根据化探普查区异常元素组合特征选择了Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、Cr、Co、Ni、W、Sn、Mo等14种元素进行测定。

对调查区14种元素原始数据进行统计分析，逐步剔除大于或小于3倍标准离差的异常数据，最终求得Au、Ag、Cu、Pb、Zn等14种元素背景值（C0）、标准离差（S0）和变化系数（Cv）。

由表1可知，各元素的变化系数（Cv）较小，一般在0.5左右，尤其是Ag、Pb、Zn、Sn等4元素变化系数更小（Cv＜0.3）。说明在上述统计条件下，这些元素处于相对均匀分布状态，所计算出的平均值反映了调查区原始地壳形成时的元素分布状态，具有较好的代表性，可以作为这些元素在普查区的局部背景值（Cv）。

从调查区各元素背景值（C0）特征来看，除极个别元素外，大多数元素背景值（C0）与西准噶尔区域背景（RC0）接近或相当；两者相比结果显示，调查区Cu、Sn、Ag、Pb、Zn、Bi等元素区域浓集系数（K0）为0.7～1.2之间，处于相对正常分布状态；Au、As、Sb、W、Mo、Cr、Co、Ni区域浓集系数K0＜0.7。由此可以说明普查区以长期的正常沉积为主，后期低温热液活动和高温岩浆活动的影响较弱。

相对于调查区背景而言，Au、Ni、Cr、As等元素的浓集系数K1≥1.2，处于富集状态，其中Au、Ni元素K1≥1.5，处于显著富集状态；而其他元素K1值在1.0～1.2之间，处于相对正常分布状态。根据K1值大小可以排序调查区各元素的富集变化序列为：Au、Ni、Cr、As、Sb、Mo、Co、Bi、W、Ag、Cu、Pb、Zn、Sn。

相对于整个西准噶尔区域背景而言，Sn、Bi、Cu、Au、Pb、Ag、As等7个元素处于正常分布状态外（K2值在0.8～1.2之间），其它元素K2值≤0.8，处于相对分散分布状态，根据K2值大小可以排序其富集系列为：Sn、 Bi、Cu、Au、Pb、Ag、As、Zn、Co、Cr、Mo、Sb、W、Ni。

综上所述，2个元素富集序列差别较大，K2值总体上反映了科尔巴依—野马井地区的地质背景和蚀变矿化特征与西准噶尔区域特征很相似；K1值中，Au、As、Sb等元素组合与已知调查区金矿化蚀变基本一致，Ni、Cr等元素则反映了本区分布的超基性岩成矿的特征。

总的来说，表1中的变化系数就反映了野马井地区各元素的空间分布、迁移和富集成矿的重要特征。Ag、Mo、W、Pb、Bi、Co、Cu、Sn、Zn等元素变化系数（Cv）较小，Ag元素为1.113，其他在1.0以下，说明这些元素分布相对均匀，起伏变化不大，同时也可能反映本区中高温元素成矿可能性较小。

表1　科尔巴依—野马井地区重要元素背景特征

3　综合异常特征

根据Au、Ag、Cu、Pb、Zn等14种元素的1∶5万地球化学图（略）可知，不同元素在空间上有不同的分布规律，其分布状态明显受地质背景控制（如地质、构造、岩浆活动等）。调查区Cu、Pb、Zn三个元素在空间分布上有一定的相似性，其高背景区及低背景区的分布与含矿岩体关系密切，受次级断裂控制明显；Cr、Co、Ni元素在蛇绿混杂岩、大断裂两侧、中基性火山岩中富集，形成高背景分布；而在中酸性侵入岩、碎屑岩中一般贫化，呈低背景分布。

根据科尔巴依—野马井地区1∶5万化探异常所列异常下限，共圈定单元素异常2073个。经综合研究，共圈定各类综合异常69处。

其中，以Au、As为主的综合异常26处，以Cu、Zn为主的综合异常26处，以Mo为主的综合异常3处，以Cr、Co、Ni为主的综合异常6处，其它元素异常8处。

根据调查区成矿地质背景，筛选了以Au、Cu为主的有找矿价值的乙类异常，总共24个综合异常进行了异常查证，其综合异常编号为Hy-2、9、11、15、18、19、21、24、25、29、30、35、36、37、38、39、41、48、52、55、62、63、65、66号综合异常。下面要说几个代表性的综合异常。

Hy-18号综合异常：该异常位于调查区西部，处于达尔布特大断裂的上盘、哈图成矿带上，异常元素组合简单，由Au、Bi元素异常组成。各单元素异常集中分布于岩体中心的二长花岗岩中，Au、Bi异常套合较好，具有明显分带，Au元素异常多呈单点状分布，分散而不连续；Bi元素异常面积大、连续。由于该区地形平缓，元素迁移距离小，异常元素组合简单，规模小，与含金石英脉受剥蚀程度浅、总体厚度小有关。

Hy-24号综合异常：该异常位于调查区中部、野马井幅西北部，异常元素组合为Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Sb-Bi-Mo-Ni。各单元素异常套合良好，浓集中心明显。异常元素组合为一套中低温热液元素组合，Pb、Zn异常值很高，但为单点异常，上游大面积分布的是Au、Ag，Cu异常、Mo异常出现在综合异常的边缘，推测该异常深部有岩浆活动，含矿热液上侵形成的矿质异常。

Hy-25号综合异常：该异常位于调查区中部、野马井幅西南角。异常区出露地层为下石炭统包古图组灰质粉砂岩、泥质硅质岩、沉凝灰岩等，异常元素组合为Cu-W-Mo-Au-Ag-As-Co-Ni，其中Cu单元素异常有1个，各单元素异常套合较好，特别是Cu-W-Mo元素异常强度高，面积大，浓度分带清晰，吻合良好。异常中心位于岩相变化部位，分析推断其与含矿岩体关系密切。

Hy-29号综合异常：该异常位于调查区东部、克尔巴依幅东部，。异常元素组合为Au-Ag-As-Cu-Zn-Bi-W-Mo-Co-Ni，其中Au单元素异常有6个，该异常元素组合复杂，各单元素异常套合较好，以低温元素异常为主，规模大，浓度分带明显，吻合良好。中高温元素异常显示地层中有热液的活动，分析推断该异常是与构造蚀变有关的矿致异常。

Hy-36号综合异常：该异常位于调查区中部，异常元素组合为Cu-Zn-Au-As-Sb-Sn-Bi-W-Mo-Co-Ni，其中Cu单元素异常有5个，单元素异常多呈点状分布，分散而不连续，但较密集，Cu、W、Mo中高温元素异常强度高、套合很好，主要位于内接触带，异常与含矿岩体有关；Au、As、Ag、Sb低温元素异常套合很好，和中高温元素组合大部分重叠，主要位于外接触带，异常与围岩与岩体的接触部位关系密切。

Hy-39号综合异常：该异常位于调查区中部、克尔巴依幅西北角，异常元素组合为Au-As-Cu-Bi-WMo，其中Au单元素异常有1个，各单元素异常套合较好，特别是Au-As-Cu元素异常强度高，浓度分带清晰，吻合良好。异常位于小岩体及其周围，分析推断其与热液蚀变关系密切。

4　综合异常查证及评价

元素在自然界中的组合，是元素在某种地质环境中是否有相似活动性的一种表现。对本区14种元素进行R型点群聚类分析，在0.2置信度上，大致可以将本区14种元素分为4个多元素组合，1个单元素组合。

Au-Ag-Pb元素组合，该元素组合简单，主要为低温元素的组合，从元素成分上看，为本区的主要成矿元素Au及相关元素组合，表明本区的金成矿的形成，与低温热液活动关系密切。As-Sb-W元素组合，该元素组合较为复杂，低温和高温元素均有分布。表明本区有不同温度的热液活动，低温热液作用为主，相伴有岩浆作用。反映出岩浆活动比较复杂，和调查区热液活动特征相符。Cu-Zn-Mo-Bi元素组合，该元素组合为中高温元素组合，反映了主成矿元素Cu元素在岩体中成晕成矿的地球化学专属性，这一特征与调查区处于包古图斑岩铜矿带上相吻合。Cr-Co-Ni元素组合，该元素组合为铁族元素组合，三元素具有很好的共生关系，特征地反映了超基性岩石地球化学特征，同时也反映了三元素在超基性岩中的成晕成矿的地球化学专属性，这一特征与本区分布着较大面积的超基性岩体的发育相吻合，铬、镍矿（化）点的产出也是一个很好的例证。

根据科尔巴依—野马井地区1∶5万化探异常下限圈定单元素异常2073个。经综合研究，共圈定各类综合异常69处。对于上述异常均采用了踏勘检查的方法。在此基础上，选择了Hy-2、24、29、52、55号综合异常，布置了1∶1万地化剖面进行Ⅲ级异常查证；对于Hy-18、19号综合异常区，已发现金矿点，部属了1∶1万地质填图；对于Hy-25、36、37、38、39号综合异常区，已发现铜矿点，具有斑岩型铜矿找矿前景区，布署了1∶2万面积性岩屑、激电测量及槽探揭露进行Ⅱ级异常查证。其他异常区无明显矿化，所以未进行查证。R型聚类分析谱系图见图2。