新疆且末县米特河地区1∶5万水系沉积物地球化学特征及找矿意义

2020-06-06张中欣

山东国土资源 2020年6期

张中欣

(中化地质矿山总局山东地质勘查院，山东济南 250013)

0 引言

新疆且末县米特河地区位于塔里木盆地和昆仑山过渡部位，北跨阿尔金地块，南跨北昆仑岩浆弧带。行政区划隶属新疆且末县管辖，主要分布在阿羌乡和库拉木勒克乡。涉及库拉木勒克乡幅(J45E016007)、阿羌乡幅(J45E017006)、古大奇幅(J45E017007)3个图幅。2006年，新疆地质调查院完成的1∶20万阿羌幅、银水河幅区域化探扫面，包含了该次调查区南部2个1∶5万图幅；2010年，新疆地质调查院完成了1∶25万且末县一级电站幅(J45C003002)区域化探扫面，包含了该次调查区北部2个1∶5万图幅。由于交通极为困难，在J45E016008幅出现大片空白区，采样密度较低，成果资料利用有限。新疆地矿局第一区域地质调查大队完成了南邻区《新疆且末县甘泉河一带铜多金属矿产远景调查》项目，研究区南侧附近屈库勒克东金矿1∶5万化探综合异常HS-2，主成矿元素为Au，Sb；具Au，Sb，As异常套合好，分带明显，强度高的特点，为矿致异常，已发现屈库勒克东金锑矿一号带，与研究区成矿条件非常相似。

笔者以“新疆且末县米特河一带1∶5万四幅区域地质矿产调查”项目中1∶5万水系沉积物测量成果为基础，通过对区域地质背景、元素地球化学特征、地球化学异常进行分析，圈定了成矿远景区，以期为区域地质调查和矿产勘查提供参考依据。

1 研究区地质背景

区内构造活动频繁，先后经历了加里东运动、华力西运动、印支运动、燕山运动、喜玛拉雅山运动。区内构造线方向整体NEE向至近EW向，属纬向构造带，区内构造变形复杂、强烈。调查区发育多期次不同方向的压性、压扭性断裂构造，部分断裂构造显示厚皮构造的特征。褶皱构造不太发育，晚古生代至中生代多发育宽缓褶皱、中常褶皱。地层区划分归属于东昆仑-中秦岭地层分区，主要在阿尔金南缘大断裂带以南地区出露，呈NNE向展布，出露地层为半深海—深海相细碎屑岩早石炭世托库孜达坂组、滨海相碳酸盐岩夹粗碎屑岩的早二叠世叶桑岗组、河流—湖泊相中粒碎屑岩的早—中侏罗世大煤沟组及第四系等。研究区岩浆活动较强，在华里西期早石炭世和燕山期中三叠世发生了2次较大规模的岩浆侵入事件(图1)。

1—Ⅰ级大地构造单元界线；2—Ⅱ级大地构造单元界线；3—Ⅲ级大地构造单元界线；塔里木南缘隆起区；阿中地块；东昆仑弧盆系；7—全新世风积堆积；8—更新世冲洪积物；9—二叠纪叶桑岗组；10—石炭纪托库孜达坂组；11—中三叠世石英闪长岩；12—中三叠世二长花岗岩；13—早石炭世二长花岗岩；14—早石炭世花岗闪长岩；15—早石炭世英云闪长岩；16—早石炭世石英闪长岩；17—叶桑岗构造蛇绿混杂岩；18—构造破碎带；19—地层界线；20—断裂；21—褶皱构造图1 新疆且末县米特河地区地质简图

研究区位于喀拉米兰(复合沟弧带)Au-Cu-Ag矿带内，大地构造主体处于秦祁昆造山系—东昆仑弧盆系—乌鲁赛赤河弧间裂谷盆地，其基底可能为元古界；晚古生代为造山带前陆盆地，在研究区由石炭纪、二叠纪、侏罗纪的构造层组成；岩浆侵入活动表现为造山期和造山期后均较强烈，研究区出露的侵入岩为二叠纪闪长岩和钾长花岗岩，属岛弧型花岗岩，并有石炭纪超基性岩体产出。研究区一带金属矿产形成时间主要在古生代，这个时期是古板块构造活动的活跃阶段，是喀拉米兰晚古生代弧沟系形成和发育时期。受控于喀拉米兰沟弧带中的成矿系列主要有金、锑、铜、锌、镍矿等，成矿时代主要为石炭纪和三叠纪。

2 水系沉积物测量

该次工作完成1∶5万水系沉积物测量面积730km2，采样点3138件，平均密度4.3点/km2，采样点主要采集在一级水系的沟口和分支水系上，二级水系中适当采集了少量控制点，密度为4.30个点/km2。已知区域化探异常区、矿化集中区分布的找矿靶区进行了加密采集样点，找矿重点区采样密度5.06个点/km2。依据研究区地球化学景观特点，并参考前人在该区及相邻类似景观区地球化学勘查方法技术及应用效果，选择适合于该研究区化探方法技术，开展1∶5万水系沉积物测量，采样粒级-10目～+80目。工作方法及技术要求严格执行《地球化学普查规范(1∶50 000)》DZ/T0011—2015。

样品采集，根据采样点所处位置，选择在活动性流水线上有利水系沉积物各种粒级易于汇集处，避开了风成沙、有机质分布区，采样时未在河漫滩或河边阶地采样。并在水系上下游30m范围内，多点采集数量大致相等的样品合并为一个样品。野外采集样品原始重量以满足野外样品初加工后所需重量为前提，并根据采集样品的粗细程度灵活掌握，确保-10目～+80目截取粒级后，副样、分析样所需之重量要求。

根据区域矿产特征及成矿地质条件，选择定量分析Cu，Pb，Zn，Au，Ag，W，Sn，Mo，Bi，As，Sb，Cr，Co，Ni共14种元素。样品测试由山东省地质矿产勘查开发局第八地质大队试验测试中心完成。按质量管理规范要求共插入318件国家一级水系沉积物标准物质与样品同步分析，各元素数据报出率均不低于99%，分析结果与质量精准可靠(表1)。

表1 分析测试方案

3 水系沉积物地球化学特征

3.1 水系沉积物元素含量特征

根据研究区3138件样品计算的平均值和离差(不剔除高含量数据)，按Cp=X+3S值作为元素剔除界限。从表2中可以看出：剔除200个数据的元素有Ag，Au，Sb，As；其中Au为201个、Ag为210个，Sb为282个、As为227个。Au大于1/2浓幅分位数7个，1/4～1/2浓幅分位数27个，成矿可能性较大。剔除100～200个数据的元素有Cr，Ni，Mo；其中Ni大于1/2浓幅分位数多达45个，1/4～1/2浓幅分位数109个，1/8～1/4浓幅分位数多达1695个，一半都在1/8浓幅分位以上，成矿可能性较大，在异常检查过程中发现多处明显的镍矿化体或矿化线索。Pb，Zn，Cu，Ag等1/8～1/4浓幅分位数占剔除数的一半以上；Pb，Zn甚至超出剔除数据几倍，说明在较低背景情况下局部地段有矿化体存在的可能。

利用区内各元素原始数据的变化系数(CV1)和背景数据变化系数(CV2)分别反映两类数据集的离散程度来进行判断；用CV1/CV2表示背景拟合处理时离散值的削平程度，利用CV1和CV1/CV2制作变化系数图解，作为衡量数据集离散程度的指标，也就是原始数据经削平处理后的具体表现。变化系数特征见表3。

(1)CV1>1.2，CV1/CV2=4～9，包括Au，As，Cr，Ni元素，数据起伏最大，剔除高强数据多，异常显示最好；Au，Ni是区内最有找矿潜力的矿种。Au，As，Cr，Ni在研究区高强数据多，变化幅度也很大，成矿可能性较大；有已知古大哈镍矿化点及HS-04、HS-06异常查证镍矿化点佐证，矿化成因与叶桑岗蛇绿岩带密切相关。Au异常的分布与断裂构造关系较密切。

(2)CV1=0.5～1.2，CV1/CV2=2～4，包括Ag，Sb元素，数据起伏较大，剔除高强数据较多，异常显示较好。异常主要集中在研究区中部地区，发现有银矿化蚀变带，作为伴生元素Ag成矿可能性也较大。

(3)CV1<0.5，CV1/CV2=1～2，包括Co，Cu，Zn，Pb，Sn，W，Bi，Mo元素，剔除的高含量数据少，数据起伏变化不大；但Cu，Mo等元素CV1/CV2=1.2～1.6左右，局部地段有异常存在，在异常检查过程中在HS-06，HS-07，HS-08金异常中发现有明显的铜矿化。总体上，Cu具有一定找矿潜力[1-5]。

表2 区内主要元素浓幅分位特征

表3 元素变异特征值

由变化系数解释图2可知：

图2 变化系数解释图

3.2 水系沉积物元素组合特征

3.2.1 元素的共生组合关系

对原始数据取对数，对数据不变换作R型聚类分析，由图3可知，在γ=0.2862的相关水平上可明显分为4个簇群：

Ⅰ簇由Au单元素组成，与其他元素的相关性较差，反应Au主要受后期热液作用，受NE向断裂控制，且与花岗闪长岩岩体有关。结合异常查证工作，可能主要受NE向断裂控制，且与花岗闪长岩岩体走向分布，反映出中低温成矿元素与F2阿尔金南缘断裂构造密切相关。

Ⅱ簇为Ag，Zn，Sn组合反映该区背景值或略高于背景值，与地层弱富集密切相关。

Ⅲ簇为Cr，Ni，As，Sb组合；Cr，Ni主要是Fe族元素标志性组合。Cr，Ni反映高温热液作用成矿；As，Sb反映中低温热液作用成矿元素间套合较好；Cr，Ni变异系数较大，相关系数最大为0.9288，且与蛇绿岩体关系密切，在蛇绿岩带找矿潜力较大。As，Sb作为找Au的指示性元素，为找Au提供指示性作用，潜力同样较大。

Ⅳ簇为W，Bi，Mo，Pb，Cu，Co组合；W，Mo作为主要的成矿元素，与岩体有密切联系，反映高温热液成矿作用；Cu，Pb，Bi，Co中低温热液作用成矿，与地层局部富集关系密切[6-12]。

图3 聚类分析图

表4 主要因子特征根及结构式

3.2.2 因子分析

因子分析的目的是简化变量，用有限变量所揭示的物质属性及其由量级表达的结构形态、展布趋势来描述区域地球化学场，以地球化学视角认识地质构造和控矿格局[13-20]。

对全区3138件样品14种元素进行因子分析，求得初始因子模型后，对特征根累计百分比大于80%的前6个因子(包含全部的14元素)看作主要因子，并作“方差极大”正交旋转，得出旋转后因子模型。把因子载荷绝对值r>0.1的元素看作该因子主要载荷元素，给出各因子的特征组合(表4)。

R型因子分析成果正交因子载荷矩阵表明(表4)，元素主要受到6个因子的控制。区域地球化学特征与区域地质构造密不可分，根据因子计量图，结合单元素地球化学图，来审视区域地质构造和矿化特征。因子特征根的大小是衡量该因子在数据集中的贡献大小，其中F1，F5因子均为正因子，且F1因子所占的权重较大，在描述地质地球化学性质方面占有主导地位，现就F1，F5因子计量图讨论如图4、图5：

图4 F1因子(Ni+0.9623Cr+0.8861As+0.7889Sb+0.5932Cu+0.2164Bi)计量图

图5 F5因子(Ag+4.2699Zn+0.1953Pb+0.1801)计量图

因子F1：元素以Cr，Ni，Sb，Cu，As，Bi组合；反映低温热液活动和断裂构造活动有关富集特点，Cr，Ni元素的富集，主要与调查区内的叶桑岗蛇绿混杂岩带关系密切。因子F5：元素以Ag，Pb，Zn组合，反映地层低温热液元素局部富集和断裂构造活动密切有关。

综上所述，推测研究区找寻Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Cr，Ni矿化或矿床希望比较大，重点成矿部位在叶桑岗蛇绿混杂岩带、地层低温热液元素局部富集与F2阿尔金南缘断裂及次级构造结合部位。

4 水系沉积物异常特征、查证及找矿意义

4.1 异常圈定方法与结果

根据各元素在该图幅的背景含量，计算剔除X±3S后的平均值与离差，结合区内地层、岩浆岩、构造、已知矿点等特征，原则上采用X±1.65S为异常下限(表5)，并根据异常下限直接在地球化学图上提取，视其异常的多少，再进行调整，最终确定异常下限，以下限值的1，2，4倍划分异常浓集分级。该次工作共圈定综合异常20处：甲类异常2处，乙类异常15处，丙类异常3处。异常查证证明，甲2类、乙1类异常是较好的找矿重点地段。

表5 异常下限取值

除Au，Ag含量单位为ω×10-9；其余元素为ω×10-6。

4.1.1 叶桑岗西多金属异常

异常为HS-04-甲2Au(Ni-Cu-Cr-Co-As-Sb-Pb-Zn-W-Mo-Bi)多金属异常。位于叶桑岗村西部、南部。出露地层：早二叠世叶桑岗组，出露岩体以中三叠世二长花岗岩，早石炭世叶桑岗蛇绿混杂岩带。矿化蚀变带位于蛇绿混杂岩带内，蚀变类型主要为蛇纹石化、褐铁矿化、孔雀石化、绿帘石化。该综合异常面积3.13km2，异常强度∑NAP=57.46，该异常为以Au，Cu，Ni等为主的多金属异常，综合排列第一位，是一个甲2类异常。该异常具有异常面积大、峰值高、元素间套合程度较好，规模较大的特征。其中，Au，As，Sb，Ni，Cr具三级浓度带；Cr，Ni异常形态与发现的2处镍矿化点位置基本一致；Cu异常形态与发现的1处铜矿化点位置基本一致；表明主要成矿元素Cu，Ni异常与叶桑岗蛇绿构造混杂岩带关系密切；As，Sb，Au等其余元素与F2阿尔金南缘断裂构造破碎带关系密切(图6)。

图6 HS-04综合异常剖析图

4.1.2 古大奇多金属异常

异常为HS-06-甲2Au Cu(Ag Cr Ni Co)多金属异常。出露地层主要为早石炭世叶桑岗蛇绿混杂岩；叶桑岗组长石砂岩、岩屑砂岩、灰岩等。区域断裂发育，蚀变现象较强，主要蚀变为褐铁矿化、磁铁矿化、孔雀石化。在古大奇发现一条NE向铜矿化带。该综合异常面积2.33km2，异常强度∑NAP=18.34，该异常以Au，Cu为主成矿元素，伴有中、高温热液元素Cr，Ni，Co，Ag等元素的多金属异常。该异常元素组合复杂，异常面积大，元素间套合程度较好。Au具有三级浓度带，Cu具二级浓度带，其余元素仅具异常外带，Au具该研究区最高值为225.89×10-9，异常强度NAP值9.49，排第一。Cu最高值为50.8×10-6，异常强度NAP值2.21，排第二。从异常空间分布上，Au，Ag套合较好，异常分布形态基本一致，产于叶桑岗组地层中；Cr，Ni，Co，Cu套合较好，异常分布形态基本一致，产于叶桑岗蛇绿混杂岩带中的构造破碎带。

4.1.3 库拉木勒克南金属异常

异常为HS-02-乙2Au(Ag Cu Zn As Sb Cr Ni Mo Bi)多金属异常。主要地层为叶桑岗组陆源碎屑岩段，托库孜达坂组碎屑岩段，托库孜达坂组火山岩段。北部出露第四系及少量早石炭世叶桑岗构造蛇绿混杂岩，南部为中三叠世肉红色中粗粒二长花岗岩。区内NE断裂构造发育，主要出露断层有F2阿尔金南缘大断裂、F3，F4，F5。蚀变带主要位于北部蛇绿混杂岩带中，整体呈NE向透镜体状出露。该综合异常面积8.94km2，异常强度∑NAP=59.04，是一个以Au为主成矿元素，伴有As，Sb，Bi，Ni，Cr，Cu等为主的多金属异常，为一乙2类异常。异常总体沿F2阿尔金南缘断裂构造呈NE—SW向带状展布，该异常北边、东边均未封闭。

4.2 成矿远景分析

在水系沉积物异常评述解译、推断的基础上，结合区域成矿地质条件、路线地质调查及矿点检查的基础上，圈定成矿远景区2处。现将远景区基本特征介绍如下：

4.2.1 古大奇-阿克亚金、铜、铬、镍、银地球化学成矿远景区(Ⅱ级)

(1)地质特征。该远景区位于研究区中部，沿F2阿尔金南缘断裂构造呈NE—SW向展布，区内岩浆活动较为剧烈，并发育有3处(F2，F3，F5)呈NE—SW的断裂，区域动力变质岩较为发育，所处大地构造位置对成矿有利。从区域构造看，NE—SW向断裂构造带，对成矿带内金属矿产控制明显，显示出该区具有良好的成矿地质条件。

出露地层为早二叠世叶桑岗组上段，早二叠世叶桑岗组下段，早石炭世托库孜达坂组上段。侵入岩发育，均呈近NE—SW向展布，以中三叠世肉红色二长花岗岩发育为主，在早石炭世侵入体中早石炭世叶桑岗构造蛇绿混杂岩异常较为发育(图7)。

图7 成矿远景区划分成果图

(2)地球化学特征。根据调查区各类化探异常特征，该成矿远景区总体显示三类化探异常特征，Au，Ag，As，Sb与构造有关的中低温元素异常；Au，Cu，Co，Cr，Ni与基性—超基性岩有关的元素；Au，Cu，Pb等与二叠纪中酸性花岗岩有关的元素。HS-02，HS-04，HS-06，HS-07，HS-08，HS-11，HS-14综合异常套合较好，主要以Au，Ag，Cu，Ni，Cr，Sb，As为主。综合异常展布均呈NE—SW向沿F2阿尔金南缘断裂展布，研究区主要成矿元素高值均在该远景区内。主要综合异常集中分布在早二叠世叶桑岗岩，中二叠世叶桑岗岩，托库孜达坂组火山岩段地层及早石炭世叶桑岗构造蛇绿混杂岩带中。

(3)矿产特征。根据地质成矿背景，该成矿远景区一带的矿产与阿尔金南缘深大断裂密切相关，研究区沿阿尔金南缘深大断裂附近出露蛇绿混杂岩和三叠纪侵入岩，主要受断裂控制，化探信息丰富，显示出该区具有破碎蚀变岩型金矿、岩浆热液型铜矿等多金属矿找矿远景。

4.2.2 阿克其格银、铜地球化学找矿远景区(Ⅲ级)

(1)地质特征。位于研究区西南部，阿尔金南缘断裂带南侧，呈近E向展布。区内主要分布早石炭世托库孜达坂组碎屑岩、火山岩建造。区内早石炭世中酸性侵入岩发育，主要为石英闪长岩、英云闪长岩，岩体与地层接触带处发生强烈角岩化。

(2)地球化学特征。1∶5万水系沉积物测量在该成矿远景区共3个综合异常，分别为综合异常HS-21、HS-22及HS-23，元素较为套合，异常面积相对较小，异常强度较弱，呈弱富集状态。3个综合异常分布地层较简单，且主成矿元素基本上一致。该远景区Ag，Sn，Cu，Zn，As较为富集，整体上高于研究区平均值。Ag最大值348×10-9，变异系数0.56，富集系数为1.39。Cu最大值33.1×10-6，变异系数0.17，富集系数为1.1。Zn最大值143.9×10-6，变异系数0.27，富集系数为1.38。

(3)矿产特征。研究区成矿远景区目前未发现的矿(化)点。区域上，在研究区西南侧早石炭世托库孜达坂组碎屑岩—火山岩建造中发现火山热液型卡特里西铜锌多金属矿和木孜塔格铁铜金多金属矿，在晚石炭世哈拉米兰群滨浅海碎屑岩夹碳酸盐岩建造中发现热液型屈库勒克金锑矿，这2个矿床均达到中型，且距离研究区较近，地球物理背景、地球化学背景和成矿地质背景相似，控矿地质因素主要为早石炭世托库孜达坂组火山岩建造、早二叠世叶桑岗组碎屑岩。