新疆哈爾里克地區礦床深部應用地球化學勘查方法有效性分析

馮 亮

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第八地質大隊，新疆 阿克蘇 843000）

哈爾里克山地處新疆東部，以條狀帶的形式分布于吐哈盆地兩側，該地區的礦產資源豐富，具有較大的找礦潛力。國內外的地球化學勘查方法研究從二十世紀六十年代開始，經過一個世紀的沉淀與發展，在找礦領域中的應用愈發廣泛。地球化學勘查方法在我國的主要發展過程可以概括為兩個階段，在九十年代以前以技術較為落后的地球化學勘查方法為主；此后的發展主要集中在信息找礦期。針對相關的捕集介質、采樣方法和分析方法的研究成果也已經積累了一些。捕集介質先后經歷了聚苯乙烯等固態物體和不同濃度的液態介質發展；采樣方法也從曾經的被動埋置逐漸轉變為主動抽氣，大大提高了工作效率；等離子質譜分析法有著較高的靈敏度和容錯度，成為目前的主要分析方法。我國關于地球化學勘查方法的研究成果已經積累了一些，但是對勘查方法的有效性分析得還不夠全面，有待深入探討[1]。

1 設計新疆哈爾里克地區礦床深部應用地球化學勘查方法

1.1 分析新疆哈爾里克地區地質構造

新疆哈爾里克地區的地質簡圖如圖1 所示。

圖1 哈爾里克地區地質簡圖

哈爾里克地區在天山山脈西段，哈爾里克山的西南坡以及山脊兩側，海拔范圍在2825m ～4892m 左右，具體形狀呈現出中間高山、兩側深谷狹窄的地勢。哈爾里克地區礦床深部構造單元屬于新疆東部的地槽褶皺南部邊緣，距地表較近的地質表層構造單元為塔里木中間地塊，中生代位于南天山碰撞帶的北緣。根據地球動力學的運動規律和板塊構造特征判斷，哈爾里克地區的主要發育地帶是早生代侏羅世的火山噴發層。研究區的大陸地殼是以原始陸殼為基礎，通過板塊運動不斷發生結構變化演化而成。以古大陸板塊和周圍板塊邊緣地區作為中心，將哈爾里克地區的地塊及大陸邊緣的礦床地帶分為隆起和塌陷兩種。以匯集和凝固時間為依據，對礦床深部進行地質構造分析。哈爾里克地區在整體上跨越了天山山脈的西北部，其地質構造經歷了不同時代的地質運動階段。哈爾里克地區的基底地質構造演化階段長達2200Ma ～3500Ma，在此過程中，寒武紀礦物質結晶在研究區內陸續出露。早期和中期太古代主要集中在中天山微陸塊，由于后中期的古生界地層的受剝蝕程度比較嚴重，導致該時期的前寒武紀地層出露面積較多。哈爾里克地區的北側主要是集中在變質碳酸巖和碎屑巖地層的新元古界。在長時間的地殼運動過程中，自震旦紀開始就已經出現了超大陸裂解現象，這種現象直接導致了塔里木陸間洋流的形成。由于地質構造一直從震旦紀延伸到奧陶紀，至此標志著大陸板塊和海洋并存的格局形成[2]。

1.2 提取礦床深部元素特征

哈爾里克地區自從晚生代末期進入到陸內演化階段之后，該時期的礦床開始發生淺構造層次的脆性沖斷層普遍發育。這種現象導致哈爾里克地區的含煤層廣發發育成相應的巖漿和酸性巖體?；趯π陆柪锟说貐^地質構造分析，對研究區的主要典型礦床進行元素特征提取。哈爾里克地區的主要成礦建造包括含鐵沉積變質、含金火山巖和含銅多金屬火山巖構造。含鐵沉積變質構造的一部分成因是成礦階段受到了地質改變和熔巖熱液的交叉影響，其礦床性質為變質碳酸巖和硅質碎屑巖建造。含金火山巖建造是哈爾里克地區最為常見的成礦建造，在地質構造上屬于覺羅塔格韌性剪切帶。主要是以石炭系綠片巖地層出露為標志，礦床中以火山灰玄武巖和砂礫巖為主要巖性。在遭受區域變質作用后，含金火山巖通常是受到韌性剪切帶的影響較大，并逐漸被斷裂破碎帶所控制，特征是含有多種化學元素。含銅多金屬火山巖建造在巖性上與含金火山巖建造有一定關聯，主要以石炭系火山巖出露為標志，含銅元素較多。

哈爾里克地區礦床深部的主要化學元素相關數據如下表所示。

表1 哈爾里克地區主要化學元素參數

根據表1 可以看出在同樣的樣本數據中，哈爾里克地區礦床主要化學元素的檢出限最大值與最小值的差距較大，這說明該地區礦床深部的化學元素活躍性較高，并且容易受到外部環境影響。在經歷長時間的復雜地殼構造演化之后，哈爾里克地區的巖漿活動更加頻繁，直接導致了研究區內的板塊拼接與超基性斷裂火山巖發育特征明顯。這種復雜的礦床變化過程也形成了較大規模的多種類成礦區域。

1.3 搭建地球化學勘查方法應用平臺

哈爾里克地區礦床深部的地球化學勘查方法應用平臺搭建，主要依托地球化學勘查數據的處理。在獲取相關的地球化學數據之后，對數據進行初步檢查與篩選。由于哈爾里克地區礦床深部的元素變量較多，并且各元素之間的關系也頗為復雜，Y 型因子分析方法更加適用于搭建地球化學勘查方法應用平臺。該方法的主要工作原理是分析因子載荷數據特征，從整體和個體角度研究單一元素在礦床深部的多個因子軸的不同表現形式。Y型因子分析的典型因子載荷數值如下表所示。

表2 典型因子載荷數據

根據表2 可知，Y 型因子分析的典型因子載荷數值反映出了哈爾里克地區礦床深部的元素相關性，在0.1 ～0.5 范圍內進行地球化學勘查方法平臺搭建，為分析該方法的有效性奠定基礎。

2 實驗分析

2.1 實驗準備

為了測試勘查方法的有效性，對研究地區的礦床深部進行全方位勘查，準備如下參數的勘查設備。

表3 化探設備參數

保證設備可識別礦床深部的相關化學元素，選取三種傳統勘查方法與文中勘查方法的有效性進行對比，得出實驗結果，實驗結果數值越大，找礦效率越高。

2.2 實驗結果

實驗結果如下表所示。

表4 3 種傳統勘查方法與本文勘查方法實驗對比結果

實驗結果表明，文中地球化學勘查方法比傳統勘查方法的找礦效率均高出3.931%～5.017%不等，因此，應用文中勘查方法找礦效率更高。四種勘查方法找礦效率對比情況如下圖所示。

圖2 四種勘查方法找礦效率

根據圖2 可以更直觀地看出，文中地球化學勘查方法的找礦效率更高[3]。

3 結語

本文通過分析新疆哈爾里克地區礦床深部應用地球化學勘查方法的有效性，推動了該地區的礦產資源開發進度。同時，也為學術界開展相關研究提供理論基礎和技術支撐。由于研究條件有限，文章對新疆哈爾里克地區的礦井深部的化學元素收集得還不夠全面，未來將不斷完善。