新疆東天山黑包山鋅礦區地球化學特征及找礦潛力分析

任燕，楊剛剛，胡尊平

(1.新疆維吾爾自治區地質調查院，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆大學地質與礦業工程學院，新疆 烏魯木齊 830000)

新疆鄯善縣黑包山地區位于阿齊山-雅滿蘇-沙泉子(裂陷槽)Fe-Mn-Co-V-Ti-Au-Cu-石膏-煤-硫鐵礦礦帶，該礦帶是新疆重要的鐵、銅、鎳、金等多金屬成礦帶。該地區的工作程度較高，已發現百靈山鐵礦、紅云灘鐵礦、彩霞山鉛鋅礦、維權銀礦以及阿奇山鉛鋅礦等礦床。2014年新疆地質調查院在東天山中段開展1∶5萬化探及異常查證等工作，先后在黑包山地區開展了1∶1萬化探、1∶1萬地質草測及1∶1萬激電測量等工作，并在查證工作中發現了黑包山鋅礦，實現了該地區的找礦突破[1-7]。

1 區域成礦背景

研究區位于環百靈山巖體晚古生代銅銀多金屬礦遠景區西端，大地構造處于覺羅塔格裂谷帶，南以阿奇克庫都克-沙泉子大斷裂為界與卡瓦布拉克-星星峽地塊相臨。區內礦產豐富，以鐵、金為主，銅鉛鋅等礦種成型礦床少(圖1)。

1.1 地層

以阿奇克庫都克-沙泉子大斷裂為界，北部主要有下石炭統雅滿蘇組，以酸(中酸性)火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖、碳酸鹽巖為特征的(中)酸性火山-沉積巖系，正?；鹕剿樾紟r自下而上逐漸減少；上石炭統吐古土布拉克組下部為灰色礫巖、砂巖；中部為流紋質凝灰巖、英安質凝灰巖、安山質凝細巖、安山巖；上部為杏仁狀玄武巖、杏仁狀安山巖、流紋巖夾流紋質熔結凝灰巖，不整合于雅滿蘇組之上，該套層位是區內最重要的鐵礦賦礦層位。南部主要為長城系星星峽巖群黑云母斜長片麻巖、淺粒巖、大理巖及黑云母石英片巖、斜長角閃巖等巖石，變質程度達高綠片巖相-低角閃巖相；薊縣系卡瓦布拉克組，碳酸鹽巖及淺變質砂巖，與長城系星星峽巖群呈斷層接觸。

1.2 侵入巖

區內侵入巖出露面積較廣泛，主要分布于東部及南部，多呈巖基、巖株狀產出，巖性以石英閃長巖為主，巖體接觸帶矽卡巖化發育，時代為石炭紀。此外，區內淺成巖也較發育，主要分布于西北部及東部，多呈不規則脈狀侵入于上石炭統，巖性主要為石英斑巖、石英鈉長斑巖、霏細巖、霏細斑巖等。

1.3 構造

區內有NWW-WE走向的阿奇克庫都克-沙泉子深大斷裂貫穿全區，是準噶爾板塊與塔里木板塊的分界線，受多期構造活動影響，次級斷裂發育。

2 研究區地球化學特征

2.1 1∶5萬地球化探特征

圖1 新疆東天山中段地質礦產及大地構造簡圖Fig.1 Diagram of Geology and mineral resources and Geotectonic map

2013年根據1∶5萬化探成果在研究區圈定了黑包山綜合異常。該綜合異常面積約14.3 km2，呈帶狀近EW向展布，黑包山鋅礦位于異常區西部，為Mo，As，Bi，Cu，Ag，Zn異常疊加區?？傮w上黑包山異常具有面積大，異常強度較高、成礦地質條件好等特點(圖2)。

黑包山異常元素組合為Mo-As-Bi-Au-Cu-Ag-Zn，以Mo，Cu為主，Mo，Cu異常規模較大，但僅部分重疊，兩者重疊面積約5 km2。異常內Mo，As，Bi，Au，Cu(部分)元素高值點均落于二疊紀正長花崗巖中，Ag，Zn，Cu(部分)元素高值點則落于上石炭統吐古土布拉克組中。

從主要元素組合及地質特征來看，該異常具有典型的斑巖型Mo-Cu-Au組合特征，其中，Mo異常呈帶狀近EW向展布，異常面積為7.3 km2，平均值為6.4×10-6，最大值為97.8×10-6，而在該綜合異常內，Zn僅為伴生元素出現，Zn異常呈橢圓狀近EW向展布，異常面積為0.6 km2，最大值為868×10-6。

根據該綜合異常特征，最初確定以Mo，Cu為主要找礦目標，并在綜合異常元素重疊區開展了1∶1萬地球化學測量。

2.2 1∶1萬地球化學特征

為驗證黑包山異常和進一步找礦，2014年在黑包山綜合異常核心區開展1∶1萬化探工作，采樣網度為200 m×40 m，采用-4～+20目巖屑測量，共采集土壤樣616件，測試分析11種元素，分別為Ag，As，Sb，Cu，Pb，Zn，W，Mo，Sn，Bi，Hg。根據1∶1萬化探分析結果，黑包山地區的找礦目標由最初的尋找Mo，Cu轉變為Zn。

2.2.1 地球化學參數特征

成果顯示黑包山地區Zn，Pb，Sb，Ag，As，Mo，Hg，Cu 8種元素全區最高值和顯著濃集區基本出現在前期工作所圈定的礦化地段及東部地區。其中，Zn元素出現特高值12 148×10-6、Pb最高值為410×10-6、Sb最高值為32.6×10-6、Ag最高值為3 050×10-6、As最高值為968×10-6、Mo最高值為63.2×10-6(全區第二高值)、Hg最高值為 36.2×10-9、Cu最高值為1 274×10-6(全區第二高值)。

圖2 黑包山綜合異常剖析圖Fig.2 Synthetic anomaly analysis chart of Heibaoshan

由表1可見，黑包山地區Zn變化系數(Cv)為4，富集系數更高達2.19，元素含量變化大，分布極不均勻、富集程度高，富集成礦可能性較大。

2.2.2 組合異常特征

根據1∶1萬化探成果在黑包山鋅礦區圈定了Zn-Pb-Mo-Cu-Ag-As-Sb-Hg組合異常。由圖3可見，組合異常內元素組合關系復雜，Pb，Ag，Sb，Hg，As元素的異常與主元素Zn異常在空間上高度吻合；Cu，Mo兩元素異常除與Zn異常區重疊外，還向北延伸至Zn異常區外。

與礦區1∶1萬地質草測圖進行對比，發現礦區內最初圈定的礦化蝕變范圍與Zn異常的濃集中心基本一致，且對應為上石炭統吐古土布拉克組火山碎屑巖及火山巖。Mo異常的濃集中心更靠近礦區北部花崗巖與圍巖的外接觸帶，其成因與巖漿熱液有密切關系。Cu，Pb，As 3元素除與Zn異常區重疊外，均向北延伸至Zn異常區外，其成因與巖漿熱液有密切關系。

綜上所述，認為黑包山鋅礦區內元素組合以Zn-Pb-Mo-Cu-Ag-As-Sb-Hg較明顯，反映出礦區以中-低溫熱液活動為主的地球化學特征，與礦區地質對比，認為異常的形成與區內出露的上石炭統吐古土布拉克組熔結凝灰巖、晶屑玻屑凝灰巖、含角礫英安巖及英安斑巖等密切相關。

3 研究區地球物理特征

3.1 激電中梯

由極化率平面等值線圖可見，ηs以3.31%大致圈閉，可劃分出1個圈閉的極化率異常(圖4)。異常形態為橢圓狀，走向近EW，向東向西圈閉，極化率極值7%，異常襯度明顯。異常對應電阻率值-32～121 Ω·m的梯度變化帶，具低阻高極化異常特征。

根據地質成礦特征，推斷異常由局部硫化物含量增高所引起，對于尋找鉛鋅等金屬礦極為有利。

3.2 激電測深

測深點主要針對異常布置，3號線共布置11個測深點。從3號線激電測深斷面圖上看(圖5)：

剖面17～22號點間，AB/2在120～650 m出現高極化率低阻異常，異常呈橢圓狀圈閉，中心在160 m處，ηa值大于7%，最大達9.86%。異常位于低電阻率異常帶上。

表1 黑包山地區1∶1萬土壤測量參數統計表Table 1 Geochemical parameter statistics of Heibaoshan area

圖3 黑包山地區1:1萬地球化學組合異常圖Fig.3 Geochemical anomaly map of Heibaoshan area

測深成果驗證了中梯異常的存在。結合電性參數、磁性參數綜合分析認為，異常由金屬硫化物引起，從異常形態分析，異常可能由球體或有限延深柱體所引起，引起異常的物性體埋深約45 m，中心位置160 m。

4 黑包山鋅礦礦產特征

4.1 地質特征

礦區出露地層主要為上石炭統土古土布拉克組，巖性主要為晶屑玻屑凝灰巖、火山灰凝灰巖、熔結凝灰巖、火山角礫巖等，其中含礦巖石主要為熔結凝灰巖、晶屑玻屑凝灰巖。

礦區內侵入巖較發育，主要有花崗巖、石英二長閃長玢巖及石英斑巖，與圍巖均為侵入接觸關系?；鹕綆r主要為英安斑巖、含角礫安山巖等，均為酸性噴出巖。

礦區內構造不發育，地層主要為北傾單斜構造，推測在礦區西部第一巖性段與第二巖性段間存在一條斷層，由于覆蓋發育等原因未找到確切的斷層證據。此外礦區內未發現有明顯的斷裂構造。

4.2 礦化蝕變特征

根據探槽揭露后的巖石地表特征，可知該礦區礦化主要為閃鋅礦化，蝕變主要為硅化、高嶺土化、脫?；?、陽起石化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、黃鉀鐵礬化、綠泥石化、絹云母化等。

4.3 礦體特征

在黑包山礦區施工探槽一條，長313 m，采集化學樣52件，有15件樣品鋅含量大于0.3%，其中13件大于0.5%，達到邊界品位，其中最高含量達1.16%。根據化學樣分析成果，初步圈定了5個地表礦體。礦體走向推測為東西，視寬2～30 m，礦體主要分布在礦化帶中部。

圖4 黑包山查證區激電極化率（左）、電阻率（右）平面圖Fig.4 IPpolarization(left)and resistivity(right)plane view in Heibaoshan area

圖5 黑包山靶區激電測深極化率（左）、電阻率（右）擬斷面圖Fig.5 Polarization(left)and resistivity(right)pseudo cross section of IPsounding in Heibaoshan area

4.4 礦石特征

礦物組成 礦石中金屬礦物以閃鋅礦和黃鐵礦為主，推測兩者為共生關系。閃鋅礦、黃鐵礦具碎裂化，碎裂隙中分布透明礦物。

礦石結構構造 礦石結構主要有微晶粒狀結構、他形粒狀結構等。構造為斑點狀及脈狀構造。

5 找礦潛力分析

(1)研究區處于新疆重要的成礦帶，是尋找鐵、銅、鎳、金等多金屬礦產的有利地段。

(2)1∶5萬化探成果圈定的黑包山綜合異常，異常元素組合為Cu-Mo-Au-Bi-As-(Ag-Zn)，異常具有面積大，異常強度較高、成礦地質條件好等特點，根據異常特征初步確定Cu，Mo為主要找礦目標。

(3)根據1∶1萬土壤測量結果，進一步圈定了以Zn為主的綜合異常，面積約0.6 km2，異常元素組合為Zn-Ag-Sb-Hg-As-Pb-Cu-Mo-Bi。該異常元素組合關系復雜，各元素濃集趨勢明顯，套合好，成礦及伴生元素均有明顯的濃集中心，梯度變化大，并出現異常特高值點。

(4)黑包山地區地球物理特征顯示為低阻高極化率的激電異常，推斷異常由局部硫化物含量增高所引起，對于尋找鉛鋅等金屬礦極為有利。據激電測深結果可知，異常在深部仍有一定延伸。

(5)通過進一步的地表探槽工程的揭露，在黑包山地區初步圈定了5個鋅礦體，鋅平均品位0.5%～1.11%。工程揭露的礦體位于多元素濃集區西部，也處于激電異常中心區的西部。

6 結論及建議

黑包山地區1∶5萬地球化學特征具較好的Cu-Mo-Au-Bi-As-(Ag-Zn)綜合異常，指明該地區具尋找Cu、Mo礦的潛力；據該地區1∶1萬土壤測量成果，進一步圈定了多元素濃集區，呈Zn-Ag-Sb-Hg-Cu-Pb-As-Mo-Bi組合，除Mo、Bi向NE偏移外，其它元素濃集區重疊程度高，甚至完全重疊；地球物理特征總體特征為高極化率低阻異常，且具一定深部延伸。

綜合認為，研究區處于十分有利的構造部位，找礦潛力巨大?？稍诤诎降貐^進進行全面檢查與評價，整個異常區查證程度滿足詳查要求，找礦目標除已發現的鋅之外，還應將重點放在鉬礦化線索的尋找上。

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