新疆且末县屈库勒克金矿地球化学原生晕找矿预测

2021-02-27扈景程高健强古丽格尼娜

西部探矿工程 2021年3期

陈威，藏梅，扈景程，高健强，古丽格尼娜

（1.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队，新疆乌鲁木齐830011；2.新疆工程学院，新疆乌鲁木齐830091）

且末县屈库勒克金矿处于新疆且末县西南约150km 东昆仑主峰以北的中高山地带，是新疆东昆仑一带重要的金矿床，新疆第一区域地质调查大队于2009年发现并开始评价。目前对该矿的评价工作已进入尾声，由于传统地质方法的局限性，深部找矿工作缺乏技术指导和理论依据，很难取得找矿突破。近年来原生晕（原生地球化学）找矿在勘查领域中得到了广泛的应用，并取得了显著的找矿效果。原生晕特征找矿具有其自身的优势，通过总结成矿元素在空间上的组合分布规律，进行找矿预测。笔者对本矿床开展地球化学研究，了解成矿元素在成矿作用过程中的迁移和富集规律及其空间分带特征,总结矿区原生晕控矿规律,结合成矿构造、岩浆活动和地球化学等方面资料的分析,为矿区深部找矿预测提供依据。

1 地质概况

矿区位于塔里木陆块南缘活动带喀拉米兰晚古生代弧沟带之中，北隔阿尔金深大断裂与塔里木中央地块相邻，其南隔木孜塔格—鲸鱼湖大断裂与华南板块之木孜塔格中生代陆内裂陷盆地相邻（图1）。从区域上来看，矿区处于喀拉米兰晚古生代弧沟系的哈拉米兰河群上亚群，由多种成矿活动共同作用，形成了该区种类繁多的各种矿产[1-2]。

1.1 矿区地质

矿区位于屈库勒克达坂以东，区内构造线呈近东西向，处于屈库勒克复式向斜构造之中，主要以碎屑岩、火山碎屑岩等沉积岩层，以及断裂构造发育为特征。勘查区出露地层主要有下石炭统托库孜达坂群（C1Tk）、上石炭统哈拉米兰河上亚群（C2H2）、中—下二叠统树维门科组（P1-2s）。矿区内侵入岩不发育（图1）。主要发育有闪长玢岩脉、石英脉、石英方解石脉，脉体规模较小，多沿断裂构造带发育。周边地区见有花岗闪长岩、闪长岩、二长花岗岩等出露。

图1 屈库勒克金矿矿区地质图

1.2 矿床地质

矿床主要由一条近东西向的矿带组成。产于哈拉米兰河群上亚群第一岩性段(C2H2-1)地层之中，整体呈东西向带状分布。目前，屈库勒克金矿区共圈出矿体9条，其中金矿体8 条，其中主矿体长度595m，平均厚度3.43m，金平均品位3.80g/t。

矿床出露地层主要为深灰色粉砂岩、灰岩、砂岩的不均匀互层，岩层呈高角度出露，并出露有灰白色大理岩，局部夹浅灰绿色火山角砾岩。矿区内构造控矿特征非常明显，褶皱、断裂和节理具有多级控矿作用，断层的发育为矿体的形成提供了有利部位，层间断裂控制了矿体的分布规律和大小，羽状节理控制着网脉矿体的分布和规模。破碎蚀变带是金矿赋存的最佳部位。矿床内侵入岩不发育，

带内蚀变以硅化、角砾岩化、绢云母化、碳酸岩化等为主，局部高岭土化；矿化以褐铁矿化、黄铁矿化、黄钾铁矾化为主，其中硅化、黄钾铁矾化、黄铁矿化、褐铁矿化与金矿化密切相关。矿石结构主要为自形—他形的细粒结构、充填结构，其次有各种交代结构以及后期应力作用所形成的压碎结构等。矿石构造以浸染状、松散土状、角砾状、团块状为主，其次有脉状—网脉状等。

2 矿床成因简述

屈库勒克东金锑矿主要赋存于上石炭统哈拉米兰河群上亚群（C2H2）地层中,在晚华力西—印支期的强烈俯冲及碰撞作用，不但形成了区域深断裂、大型剪切带及次一级的褶皱和断裂—裂隙控矿构造，而且还促使了成矿流体的活化和成矿物质的富集。区内大型剪切带一般都经历过由韧性向韧—脆性和脆性的构造演化，同时伴随有相应的金矿化作用。其形成机制为：与碰撞有关的热事件(包括造山花岗岩的侵位)，不断提高地热梯度，驱使被加热的建造水和大气降水等热液流体沿碰撞带和大型剪切带做远距离的运移，并在途中不断淋取围岩的成矿元素，形成含金流体。当这些流体进入到矿床或矿体构造后，由于构造性质的转换(韧性—韧—脆性或脆性)，温、压等物理化学条件亦随之改变，流体发生不混溶，于是含金成矿流体沉淀，形成金矿体。

3 矿床原生晕特征

利用典型剖面对整个矿床进行研究，建立本矿床热液矿床原生晕轴向分带模型。热液矿床原生晕具有明显的组分分带特征,特别是原生晕轴向分带,即每个矿体都有自己的前缘晕、近矿晕和尾晕,其前缘晕在矿体前缘可达100～300m,为寻找盲矿提供了重要信息[3],这就是本矿床应用原生晕找盲矿的最基本的依据。

KT03勘探线是屈库勒克矿中最为典型的剖面，矿体向深部呈尖灭在现特征，累计控制矿体斜深近500m（图2），控矿构造比较稳定，未出现矿体受后期构造破坏的情况。目前勘探线后排ZK0303显示矿体已尖灭，是否继续向深部施工钻孔缺乏依据，本文旨在利用原生晕轴向分带特征为地质探矿工作提供可供参考的资料。

图2 KT03勘探线矿体分布示意图

3.1 矿床元素富集特征

选择矿床比较典型的KT03勘探线，对各类工程中的435 件光谱样进行分类统计，求得相关元素平均含量，将其与整个普查区的元素背景值进行对比，可以反映矿床相关元素的富集特征（表1），样品来源于新疆第一区域地质调查大队屈库勒克金矿详查工作。

从表1可见，Au、Sb、As、W富集系数较高，是矿床主要的成矿元素和找矿指示元素，Cu、Ag、Mo 一般富集，具有一定的研究意义，而Pb、Bi、Sn富集系数较小，含量略高于普查区背景值，说明这几种元素对矿床的指示意义不大。由此推断矿床热液来源较为简单，成矿热液中多以中低温元素为主，携带少量的Zn、Mo、W等元素。因此，本矿床地球化学的主要研究对象为Cu、Au、Sb、As、W、Ag、Mo。

表1 矿床元素异常特征表

3.2 矿床原生晕轴向分带规律

在确定了矿床指示元素以后，对KT03 号勘探线进行原生晕分带特征研究，主要根据钻孔中光谱分析成果了解勘探线深部各相关元素大致的分布趋势，并掌握元素轴向分带序列，为原生晕预测盲矿体提供依据[4-5]。

屈库勒克金矿体受东西向断裂控制，矿体延深呈尖灭在现特征，形成的原生晕位于断裂附近，并且异常形态呈串珠状。矿床主成矿元素以Au 为主，以Au 分布特征为参考，判断出各元素在空间上的相互关系（图3）。

图3 KT03勘探线剖面单元素地球化学图

从勘探线ZK0304孔至近地表，存在Au、Sb、W、Cu等多元素异常，且异常浓度中心重合，无法确定原生晕分带序列，且无As、Zn 元素异常，推测矿体存在剥蚀。因此主要通过深部矿体晕来分析各元素之间的关系

从ZK0305 孔至勘探线深部，存在两个主要的矿晕，各元素均表现出浓度分带，具体特征如下：

As、Au元素的异常强度高，异常范围大，在整个图面区域内，大多数区域的异常值都要高于普查区背景值，多级浓度分带特征明显，各元素浓度中心和异常分布趋势一致，显示出这两种元素化学性质相似的特点。2 种元素的关系为，Au 的浓度中心位置最上，As的浓度中心位于Au之后。

Ag、Zn、Mo 的分布趋势非常相似，Ag、Zn 异常强度一般，Mo 的异常强度较低，主要在勘探线下部形成浓度分带，浓度中心位置重合，但Zn的一级、二级浓度分带范围要大，位置更靠上，判断Zn的序列应位于Ag、Mo 之上。Ag、Mo 的序列从单个矿晕中很难判断，但从勘探线整体分布趋势来看，其浓度中心位置要高于Mo，因此本组元素的从上向下的序列应为Zn-Ag-Mo。其次Zn-Ag-Mo 各级浓度带在向深部趋于封闭，沿水平向主断裂南侧敞开。

由于地表矿体可能被剥蚀，W 的分布规律比较反常，主要ZK0304 孔至近地表出现异常，并形成多级浓度分带。

Cu 和Sb 的分布趋势较为相似，异常浓度低，异常范围大，未见高浓度中心，其高异常区主要集中在深部ZK0303 孔，向深部大范围敞开，而Sb 的浓度系数要大于Cu，即Sb更为富集，其浓度中心位置要在Cu之上。

通过直观法对KT03 勘探线各元素分布趋势的对比，结合我国热液型金矿床原生晕轴向分带序列[4-5]，大致得出本矿矿床各指示元素的分带序列有上到下依次为为Zn-Ag-Mo-As-Au-Sb-Cu-W。

根据元素特性以及各元素在勘探线的分布趋势的相似性，大致对矿床指示元素划分为前晕、矿中晕、矿下晕、尾晕四个类型。其中Au 为矿中晕元素，也具有矿下晕元素特征，Ag、Zn、Mo表现出密切的关系，总体分布趋势比Au、As靠上，属于前缘晕元素；Au、As则属于矿中晕元素；Cu和Sb的分布趋势较Au、As靠下，属于尾晕元素；而W的分布趋势在近地表和Au、As很相似，浓度中心重合，但沿轴向向深部未见异常，因此推测其深部浓度中心还未被揭露，其异常分布位置要较所有元素靠下。在本矿床中归为尾晕元素，具有探矿指示作用。

整体来看，矿床成矿阶段形成的原生晕分带较为规律，原生晕叠加效应不明显，高异常元素主要为Au、As、Sb、W,矿床指示元素较少。这与矿床内未见侵入岩活动，成矿热液来源较为单一、成矿阶段所携元素较少有关。

矿区成矿元素形成的矿晕沿轴向呈串珠状，每个串珠状矿晕都存在特定的原生晕分带。由于近地表矿晕因为剥蚀被破坏，勘探线上部至近地表出现Sb、Au、Mo、W、Ag、Zn 多类元素异常，即有前缘晕元素高异常、也有尾晕元素高异常（图4）。

在勘探线深部，主要表现为前缘晕晕元素和矿中晕元素的高异常，并形成多级浓度分带；尾晕元素表现为低异常浓度分带。各类元素异常强度的判断基于研究部位与整个普查区相对比而产生的元素富集系数。勘探线整体表现出上部为多晕高异常，下部为前缘晕和矿中晕元素的高异常（表2）。

表2 KT03勘探线元素异常特征

需要特别说明的是深部矿晕只存在前缘晕和矿中晕元素高异常，尾晕元素异常强度较低，部分尾晕元素如W 未见异常，而W 元素作为矿床主要的指示元素，其高异常主要为成矿热液所携带而导致，正常情况下应该与前缘晕元素相匹配而分布，因此W 在深部未见异常较为反常，反映了W 的高异常区域还未揭露和探知。

4 结论

从组合晕的分布特征来看，前缘晕和矿中晕向深部出现闭合，但尾晕元素的低异常反映了成矿热液活动形成的原生晕分带现象还未探知，成矿热液形成的原生晕向深部还会继续存在。目前工程控制范围内的矿中晕向深部闭合，但不排除深部未探知部位继续存在串珠状矿晕的可能，指示深部仍具备探矿潜力。其次深部矿晕也表现出向南水平延伸的特征，说明了深部矿体发育的复杂性，可能存在其他由主控矿断裂发展而来的次级裂隙，预示着主矿体存在分支现象。同时对KT03 线浅部和深部矿晕中心的光谱样品进行整理，并对比研究，与浅部元素浓度值相比，以As、Au 为代表的前缘晕元素在深部矿晕中浓度相对高，而以Cu、W 为代表的尾晕元素相对较低（表2）。这种情况说明与矿体相配套的原生晕结构依然比较稳定。指示深部未探测部位找矿前景较好。