新疆碱泉子一带水系沉积物测量地球化学特征及找矿远景

王奎 何立新 黄庆

摘  要：在1∶5万水系沉积物测量基础上，对新疆碱泉子一带成矿元素分布特征进行研究，认为研究区寻找Au，Cu，Zn，B矿潜力较大。通过元素异常特征，结合成矿地质条件、异常查证结果及已知矿点信息，认为该区成矿类型主要有3类，即构造破碎蚀变岩型金矿、火山岩型铅锌矿、火山岩型铜硼矿，划分出恰坎达坂金铜硼成矿远景区，阿克克尔金铜铅锌多金属成矿远景区。

关键词：博格达;碱泉子;地球化学;找矿远景

研究区涉及依连哈比尔尕-博格达裂谷盆地和吐哈地块两大构造单元❶，主要出露古生代和中生代地层，基性-中酸性岩浆活动较弱，构造活动频繁，横跨博格达Cu-Fe-Au-硼-油页岩-石油-天然气-磷-盐类成矿带、胜金口-小草湖（凹陷）石油-天然气-煤-钠硝石矿带（图1）。区外成矿带发育中低温热液构造破碎蚀变岩型金矿（索尔巴斯陶金矿）、海相火山岩-辉绿岩建造型铜矿（西地铜矿）、沉积改造型硼矿（西西尔塔克硼矿）、陆相沉积型煤矿（煤窑沟煤矿）等矿床[1-5]❶❷❸❹。区内以往1∶20万水系沉积物测量资料发现较多铜矿（化）点，圈定了Au，Cu，As，Sb，Cr，Co，Ni等化探异常，成矿地质条件较优越，但至今未发现成熟矿床。2015年在该区开展了1∶5万水系沉积物测量及一系列异常查证和矿（化）点检查工作，为研究区找矿标志、找矿方向、找矿靶区的划分奠定了基础。

1  地质概况

1.1  地质特征

研究区地层较复杂（图1），属北疆-兴安地层大区南准噶尔-北天山地层分区之博格达地层小区和吐鲁番地层小区❶❷。其中，博格达地层小区出露下石炭统七角井组火山碎屑岩、火山熔岩、细碎屑岩及灰岩小透镜体;上石炭统柳树沟组火山熔岩、火山碎屑岩、细碎屑岩，祁家沟组细碎屑岩夹火山碎屑岩及生物碎屑灰岩;二叠系为一套细碎屑岩夹火山熔岩、砾岩组合;吐鲁番地层小区主要出露三叠—侏罗系，研究区南部山前地带分布有大面积第四系。研究区侵入岩主要分布于调查区北部，呈长轴状或不规则状侵位于石炭系中，主要岩性为辉绿岩、闪长岩，多呈岩株产出，产状与上下岩层近于平行，局部可见切层现象，岩体产状受构造控制明显，辉绿岩为热侵入，外接触带有一米至数米角岩化带。研究区断裂构造发育，以近EW向和近NS向断裂为主，NW向断裂少，其中近EW向断裂规模宏大，以逆断层为主，对区内地层、侵入岩和各类矿产起一定控制作用。

1.2  景观特征及样品采集

研究区位于天山山脉东缘博格达山脉东延部分，山势总体为北高南低，南部为吐鲁番盆地。海拔1 500～3 000 m，地形起伏较大，相对高差100～1 000 m。属大陆性干旱气候，山区气候湿润、降雨量较多，山前地区气候干旱、雨量稀少。区内分支水系发育，一级水系基本代表所在汇水盆地基岩总体情况，适合开展水系沉积物测量工作。采样粒级-10～+80目，采样密度4～6个点/km2。样品分析由承德华勘五一四地矿测试研究有限公司实验室完成，样品严格按《DZ/T 0011—2015地球化学普查规范（1∶50 000）》中分析方法技术要求执行，样品加工、方法检出限、方法准确度、方法精密度均满足“标准”要求。

2  元素地球化学特征

2.1  地球化学参数特征

从水系沉积物元素特征参数可知（表1），调查区水系沉积物测量元素中，Cu，Zn，As，Sb，Bi，W，Sn，Cr，Co，Ni，V，B元素含量高于东天山背景值，Au，Ag，Pb，Mo元素贫化或接近东天山背景值。Au，Cu，Zn，B在研究区局部显示较高含量，具局部富集特点。据元素变异系数特征，Au，As，B变异系数较大，存在较强后期叠加富集特征，易于成矿。富集程度越高、分异程度越强，成矿潜力越大[6]。原始数据集变化系数（Cv1）与背景数据集变化系数（Cv2）分别反映两种数据集的离散程度[7]，采用这两个参数绘制的成矿元素离散程度图可反映元素含量变化程度、高强数据的多少，进一步反映富集成矿的可能性。成矿元素离散程度图显示（图2），区内Au元素变化程度较大，次为Zn，B元素，反映区内以金成矿作用为主，次为Zn，B，说明高含量数据较多，如Zn元素有矿化显示，单值最高1 569×10-6。综上所述，结合区域成矿地质条件、矿床类型，确定 Au，Cu，Zn，B为研究区主要成矿元素。

2.2  元素相关性分析

元素组合是元素亲合性在地质体内的具体表现，元素亲合性与地质环境有关[8]。为了解研究区元素间相关程度，分析元素组合与地质构造背景的依存关系，采用R型聚类分析对全区水系沉积物中元素进行研究（图3）。聚类图上相关性较好的元素组合有两组，Cu，Cr，Co，Ni，V;W，Sn，Mo，Bi，Pb，As，Sb，前者可能与中基性火山岩地层和基性侵入岩有关，与铜成矿作用关系密切;后者可能与中酸性侵入岩及与之相伴的中高温热液活动有关，该元素组合与硼有一定相关性，与金呈弱相关。其中Cr，Co，Ni，V，Cu相关性为0.570， W，Sn，Bi，Mo，Pb，As相关性为0.521，Au与其它元素基本不相关，具独立性。Cu，Cr，Co，Ni，V元素组合主要分布于研究区北部，在研究区西部基性岩体中较弱，Cu元素主要在测区中部呈环状分布于褶皱转折端内火山岩地层中，B元素与Cu元素套合，与区域上已知硼矿床（西西尔塔克硼矿）化学特征及地质条件一致，均属柳树沟组向斜褶皱核部，推测成矿作用与基性岩及构造作用相关。Au，Bi元素组合中Au元素分布无明显规律性，但Au元素高值区主要沿断裂带分布，伴有Bi元素与之套合，推测成矿作用与构造有關。

2.3  元素异常特征

据1∶5万水系沉积物测量成果圈出各类综合异常29处，初步分析认为HT-13、HT-23综合异常较好。

HT-13综合异常（图4 ，表2）  异常区位于恰坎达坂，异常面积14.30 km2，环状分布，异常由Au，Ag，Cu，Pb，Zn，As，Sb，Sn，Mo，V，B元素组成，以Cu元素为主，其中Au，Ag元素主要分布于异常区南部，浓集中心明显，具内、中、外3个浓集分带。异常区处于一向斜构造转折端，由核部向两翼出露地层依次为上石炭统祁家沟组、柳树沟组，南部被第四系覆盖。As，Sb，Sn，Mo，Pb元素主要分布于上石炭统祁家沟组中，Cu，Au，Ag，Zn，V，B元素主要分布于上石炭统柳树沟组中。该异常已发现一条孔雀石矿化带，宽0.3～5 m，断续延伸长约2 000 m，总体走向约160°，带内发现2处铜矿化点，岩性以安山岩、玄武岩为主，玄武岩中见有自然铜，拣块样Cu品位0.51%～1.78%，最高达3%。地表观察孔雀石化沿裂隙分布，严格受裂隙控制，不规则分布在石英脉、绿帘石化带中，推测区内矿化与热液活动及构造有关。

HT-23综合异常（图5，表2）  异常区位于阿克克尔南部，面积11.25 km2，主要由Au，Ag，Pb，Zn，As，Sb，Bi，Sn，Mo元素组成，异常向西未圈闭，总体套合较好，其中Au，Zn，As，Bi具明显浓集中心分带，分为内、中、外3个带。异常区内出露地层主要为上石炭统柳树沟组、祁家沟组，上二叠统锅底坑组。区内断裂发育，石炭系被断裂破坏。Au，As，Bi，Sb，Pb，Zn元素主要沿近EW向断裂分布，断裂附近发现铜矿化带，产于上石炭统柳树沟组流纹岩中，断续出露长约270 m，最宽处约60 m，见有孔雀石化、褐铁矿化，化学拣块样Cu品位0.79×10-2～2.44×10-2。该区于异常检查中另圈出一条蚀变带，走向330°～340°，长约5 km，宽0.5～1.1 km，以碳酸盐化、褐铁矿化为主，局部见孔雀石化、黄铁矿化，蚀变主要与流纹岩、流纹斑岩、流纹质角砾晶屑岩屑凝灰岩有关，进一步探槽揭露，可见锌矿化体，品位0.11%～0.35%，金矿化体品位0.36×10-6。初步认为该异常区有找寻与中酸性火山岩及构造有关的金铜锌多金属矿产前景。

3  成矿远景区划分

在水系沉积物测量数据成果分析基础上，结合区域成矿地质条件、部分高值点异常查证、路线地质调查，圈定具一定找矿潜力的远景区2处（图1）。

3.1  恰坎达坂金铜硼成矿远景区 （①）

遠景区位于恰坎达坂以东，面积约140 km2，主要出露地层为上石炭统祁家沟组、柳树沟组，整体处于一向斜构造内，南部有少许第四系覆盖。远景区有HT-5、HT-7、HT-13、HT-14号综合异常， Au和Cu成矿元素，As和Sb等指示元素在柳树沟组火山岩中均有较高背景值，为金、铜矿的形成提供丰富的物质来源。石炭系晚期大量不同规模的辉绿岩侵入，又为金、铜多金属矿产提供充足的热源和大量的成矿物质、充分的成矿空间。该区异常形态严格受褶皱构造控制，沿褶皱转折端是该异常区找矿重点，褶皱发育的次级构造及有关热液活动，为找矿关键区域。矿产检查于区内上石炭统柳树沟组玄武岩、安山岩中发现多处金、铜矿化信息及铜矿（化）点，显示较好找矿前景。异常区B元素地质特征和地球化学特征与区域上西西尔塔克硼矿地质特征和地球化学特征一致，均位于柳树沟组与祁家沟组界线处，且处于褶皱核部及转折端，因此，除铜外，该区有很好的找寻火山岩型硼矿前景。据HT-13号异常特征及异常查证结果，进一步划分出Ⅰ号找矿靶区。

3.2  阿克克尔金铜铅锌多金属成矿远景区 （②）

远景区位于阿克克尔以西，面积约116 km2，主要出露地层为上石炭统祁家沟组、柳树沟组，南部见少量二叠系锅底坑组，区内见一近EW向断裂通过，N-NW向次级断裂发育。远景区有HT-17，HT-18，HT-19，HT-22，HT-23，HT-24号综合异常，各元素套合较好，规模较大，Au，Zn元素浓集中心、浓集分带明显。晚石炭世中酸性火山岩喷发为Zn，Cu，Au等多金属提供了物质来源，后期断裂构造引起的破碎蚀变带为Au，Cu，Zn的成矿热液迁移提供了通道，是矿质的主要聚集沉淀场所。矿产检查中于HT-23号综合异常发现多处矿化蚀变带、Au，Cu，Zn矿（化）点。综上所述，该区有寻找与酸性火山岩及构造有关的金铜锌多金属矿前景，并圈定Ⅱ号找矿靶区。

4  结论

（1） 研究区元素相关性一般，部分元素变异系数较大，具局部富集特征。该区矿化阶段较集中，找寻构造破碎蚀变岩型金矿、火山岩型铅锌矿、火山岩型铜硼矿潜力较大。

（2） Au元素异常分布较集中，分布特征及异常形态受区域内断裂构造作用明显，Cu，Zn元素异常规模较大，强度高，浓集中心明显，已发现多处铜、锌矿化点及矿化信息;B元素地质特征和地球化学特征与区域上西西尔塔克硼矿地质特征和地球化学特征高度相似，本区亦有异常显示。综合异常及地质特征圈定阿克克尔金铜铅锌多金属成矿远景区及恰坎达坂铜硼成矿远景区，并进一步筛选出两处找矿靶区。

参考文献

[1]    李平，刘伟，朱志新，等.博格达西段三个山石英闪长岩体地球化学特征、年代学及地质意义[J].新疆地质，2013，9（3）：162-166.

[2]    潘桂棠，肖庆辉，陆松年，等.中国大地构造单元划分[J].中国地质，2009，36（1）：1-28.

[3]    汪帮耀，姜常义，李永军，等.新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩的地球化学特征及大地构造意义[J].矿物岩石，2009，29（3）：74-82.

[4]    李文铅，马华东，王冉，等.东天山康古尔塔格蛇绿岩SHRIMP年龄、Nd-Sr同位素特征及构造意义[J].岩石学报，2008，24（4）：773-780.

[5]    董连慧，冯京.新疆成矿单元划分方案研究[J].新疆地质，2010，28   （1）：1-15.

[6]    戴慧敏，代雅键，马振东，等.大兴安岭查巴奇地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向[J].现代地质，2016，26（5），3-4.

[7]    周晓中，范丽琨.沟里地区地质地球化学特征及找矿方向[J].黄金科学技术，2009，17（3）：17-19.

[8]    戚长谋.元素地球化学分类探讨[J].吉林大学学报（地球科学版），1997，21（4）：361-365.

Abstract：On the basis of 1：50 000 stream sediment measurements，the distribution characteristics of ore-forming elements in the Jianquanzi area of Xinjiang are studied.It is considered that there is a great potential to search for Au，Cu，Zn and B deposits in the study area.According to the characteristics of element anomalies，combined with the ore-forming geological conditions， verification of geochemical anomaly and the information of known ore spots，it is considered that the metallogenic types in this area mainly include three types： constructure altered rock type gold deposit， Volcanic type lead-zinc deposit，Volcanic type copper boron ore. The study area is divided into two metallogenic remote areas： the Chakandaban gold copper and boron metallogenic prospects and Akekel gold copper lead zinc polymetallic metallogenic prospects.

Key word：  Bogda Region; Jianquanzi area;Geochemistry;Prospecting Potential