新疆大草湖地區(qū)水系沉積物測量地球化學特征及找礦方向

康鵬宇，馮愛平，劉傳朋，劉同

(1.山東省第七地質礦產(chǎn)勘查院,山東 臨沂 276006；2.山東省地礦局金剛石成礦機理與探測重點實驗室,山東 臨沂 276006)

0 引言

大草湖地區(qū)位于塔里木盆地北緣，南天山東段，處于塔里木-華北板塊之塔里木微板塊，處于塔里木板塊北緣(復合溝弧帶)鐵-鈦-錳-銅-鎳-鉬-鉛-鋅-錫-金-銻-白云母-菱鎂礦-鋁土礦-石墨-硅灰石-紅柱石-白云母-石油-天然氣-煤-玉石成礦區(qū)、塔里木陸塊北緣隆起(地塊)銅-鎳-金-鐵-鈦-釩-鉛-鋅-稀有金屬-稀土-蛭石-磷成礦區(qū)[1-2]。

區(qū)內(nèi)巖漿活動較弱，地質構造發(fā)育，成礦地質條件有利，具有較好的找礦遠景。在對1∶5萬水系沉積物測量的基礎上，分析了大草湖地區(qū)成礦元素地球化學特征，根據(jù)異常特征及成礦地質條件，預測了該區(qū)的成礦遠景。

1 區(qū)域地質概況

大草湖地區(qū)位于南天山東段，據(jù)《新疆維吾爾自治區(qū)礦產(chǎn)資源潛力評價》，大致以辛格爾斷裂為界，北部屬艾爾賓晚古生代殘余盆地，南部屬塔里木北緣隆起。

區(qū)域地層主要有晚南華世阿勒通溝組、特瑞愛肯組，早震旦世扎摩克提組、育肯溝組，晚震旦世水泉組、漢格爾喬克組，早寒武世西大山組，中寒武世莫合爾山組，晚寒武世-早奧陶世突爾沙克塔格組，泥盆世阿拉塔格組，晚泥盆世破城子組，早石炭世甘草湖組，古新世—始新世喀什群等[3]。區(qū)域巖漿巖主要發(fā)育中基性巖脈[4]。區(qū)域性斷裂為辛格爾深斷裂，控制了地層分布(圖1)。

2 水系沉積物測量

2.1 地球化學景觀劃分

地球化學景觀劃分為中山干旱荒漠景觀區(qū)、低山干旱荒漠景觀區(qū)和沖積平原干旱荒漠景觀區(qū)3個地球化學景觀區(qū)。其中，沖積平原干旱荒漠景觀區(qū)為第四系覆蓋區(qū)，本次工作不取樣。中、低山干旱荒漠景觀區(qū)，水系主要成樹枝狀和平行狀分布，多為季節(jié)性干谷，河床底積物主要來源于沖洪積，溝谷中多聚集有風成黃土，排除風成物質等外來物質的干擾是該景觀區(qū)地球化學勘查的關鍵。

2.2 樣品采集及測試

根據(jù)地球化學景觀特征，參考區(qū)內(nèi)1∶20萬及鄰幅1∶5萬化探的采樣粒級，確定采樣粒級為-4目～+20目。樣品布設遵循最有效控制匯水域且大致均勻的原則，以有限的采樣點，取得最佳效果，主要布置在一級水系口上，適當控制二、三級水系。研究區(qū)水系沉積物測量面積904km2，共采集水系沉積物樣品4624件，平均采樣密度5.1點/km2。樣品測試由山東省第七地質礦產(chǎn)勘查院實驗室承擔，分析Au，Ag，Cu，Pb，Zn，W，Sn，Mo，As，Bi，Sb，Cr，Ni，Co，P，V共16種元素。各元素的分析方法及檢出限見表1。分析方法的檢出限、精密度和準確度均能滿足或優(yōu)于規(guī)范要求。

在內(nèi)部質量控制上，按照或嚴于規(guī)范要求對分析過程中準確度、精密度、重復性檢驗和異常點檢驗進行了全過程控制。測試任務過程中，同步測試的國家一級標準物質、監(jiān)控樣分析的對數(shù)標準偏差合格率全部達到了100%，每組監(jiān)控樣的標準差均滿足規(guī)范要求，全圖幅元素報出率均滿足規(guī)范要求，重復性檢驗和異常點抽查合格率滿足規(guī)范要求。

注：檢出限單位為μg/g。

3 地球化學特征

3.1 地球化學參數(shù)特征

對大草湖地區(qū)水系沉積物測量樣品地球化學參數(shù)進行了統(tǒng)計(表2)[5-6]，其特征為：P，V，Au，Cu，W，Zn，Co，Cr，Ni元素明顯偏高，為區(qū)域上此類元素的高背景區(qū)。Ag，Sn，Mo，Bi元素顯著偏低，是區(qū)域上此類元素的低背景區(qū)。Pb，As，Sb元素與區(qū)域背景大致相當。

表2 地球化學參數(shù)特征統(tǒng)計

元素含量單位：Au，Ag×10-9，其余元素×10-6。

成礦元素離散程度圖顯示：W含量變化幅度很大、高強數(shù)據(jù)很多、富集成礦可能性很大，發(fā)現(xiàn)礦床可能性大，但地質調查未發(fā)現(xiàn)明顯W礦化特征；Mo，Bi，Sb含量變化幅度大，高強數(shù)據(jù)多，成礦可能性大，地質調查顯示，Bi，Sb元素為中酸性巖漿巖組成成分，大草湖地區(qū)已發(fā)現(xiàn)多處Mo礦(化)，反映了沉積作用的特點；Pb，As，Au，Ag，Ni，Cu，Cr，Zn，V，Zn，Co，P等元素含量變化幅度小，高強數(shù)據(jù)少，成礦可能性小，但P，V元素與Mo元素富集相關性高，且已知大草湖地區(qū)及周邊寒武紀西大山組為開采Mo，P，V礦層，結合區(qū)域成礦地質條件和成礦類型可以確定Mo，P，V元素為大草湖地區(qū)主要成礦元素(圖2)[7]。

圖2 成礦元素離散程度圖

3.2 元素相關性及因子分析

3.2.1 相關性分析

為了解大草湖地區(qū)元素之間的相關程度，分析元素組合與地質構造背景的依存關系，采用R型聚類分析(圖3)[8-10]，對大草湖地區(qū)水系沉積物中的元素進行研究。R型聚類分析在α=0.01，γ=0.2的相似水平上，可分為9大聚類，第1簇反應構造熱液活動引起的Ag，Bi，Sb礦化；第2簇反應構造熱液活動引起的Au，As礦化；第3簇反應高溫熱液活動伴隨的Sn礦化；第4簇指示工作區(qū)存在基性、超基性巖脈或隱伏地質體；第5簇反應熱液活動伴隨的Cu礦化；第6簇反應寒武紀碎屑巖組成成分及其伴隨的P礦化；第7簇反應寒武紀碎屑巖組成成分及其伴隨的Mo，V礦化；第8簇反應了構造活動熱液伴隨的Pb礦化；第9簇反應了構造活動熱液伴隨的W礦化。

圖3 元素R型聚類分析譜系圖

3.2.2 元素因子分析

成礦元素的因子分析表明(表3)[11-12]，大草湖地區(qū)成礦元素來源主要為寒武紀地層、高溫熱液。F3，F(xiàn)6因子控制Mo，V，P；根據(jù)因子得分分布圖(圖4)，因子受地層控制明顯，主要分布寒武紀碎屑巖地層，區(qū)內(nèi)構造較發(fā)育，反應寒武紀碎屑巖組成成分及其伴隨的Mo，V，P礦化，局部成礦條件較好；具尋找沉積型Mo，V，P礦找礦前景。F1，F(xiàn)2因子控制Au，As，Ag，Bi，Sb；主要分布于斷裂構造交叉或發(fā)育部位，構造熱液活動應引起該異常，分析為構造熱液型礦化。F5，F(xiàn)7，F(xiàn)8因子控制Pb，W，Cu；主要分布于斷裂構造交叉部位，與地層無明顯相關性，分析為構造熱液型伴隨元素富集礦化。

表3 因子結構式及特征根

注:單位為%。

圖4 因子分布圖

4 異常圈定、評序及特征

4.1 異常圈定

4.2 綜合異常分類及評序

根據(jù)異常區(qū)成礦事實、異常特征、地質背景等進行綜合異常找礦意義的分類。主要根據(jù)綜合異常面積、主成礦元素規(guī)模、特征組合元素平均襯度、異常套合程度、成礦地質條件等對各綜合異常進行評序、篩選(表4)。

表4 綜合異常評序

4.3 綜合異常特征

4.3.1 HS2號綜合異常特征

HS2號綜合異常區(qū)大面積出露晚泥盆世破城子組二段、三段，巖性主要為酸至中酸性火山巖及碎屑巖夾灰?guī)r(圖5)，區(qū)內(nèi)自北向南發(fā)育2條NW向斷層。異常總體上呈橢圓狀，SN走向，長約3km，寬約2.3km，面積約7km2。異常主元素為Au,Mo;異常特征組合為Sb,As,Pb,Ag,Bi。異常元素組分較復雜，包括中溫熱液元素、高溫熱液元素，各元素異常相互套合較好，具有明顯的濃集中心，異常規(guī)模、強度中等。該異常具尋找火山巖型金、銅礦找礦前景[13-16]。

4.3.2 HS35號綜合異常特征

HS35號綜合異常區(qū)大面積出露早震旦世扎摩克提組、育肯溝組，晚震旦世水泉組、漢格爾喬克組，早寒武世西山布拉克組、西大山組，中寒武世莫合爾山組，為一套碎屑巖沉積建造，區(qū)內(nèi)構造極為發(fā)育，發(fā)育多條NW,SE走向斷層(圖6)。區(qū)內(nèi)分布磷礦點1處、鉬礦化點1處。異常總體上呈EW向帶狀展布，長約10km，寬約3.5km，面積約25.8km2。異常主元素為P,Mo,V;特征組合元素為Zn,Ag,Sb,Co,Ni。異常元素組分較復雜，包括中溫熱液元素、親鐵族熱液元素，各元素異常相互套合較好，具有明顯的濃集中心，異常規(guī)模、強度均較強。該異常主要為早寒武世西大山組硅質巖引起，層控明顯。具尋找大中型沉積型鉬釩磷礦的找礦前景。

4.3.3 HS50號綜合異常特征

該異常區(qū)大面積出露晚南華世特瑞愛肯組，早震旦世扎摩克提組、育肯溝組，晚震旦世水泉組、漢格爾喬克組，早寒武世西山布拉克組、西大山組，中寒武世莫合爾山組，為一套碎屑巖沉積建造，區(qū)內(nèi)北部斷裂發(fā)育，為多條NW，SE向斷層，區(qū)內(nèi)分布1處磷礦點，1處鉛礦化點(圖7)。異常總體上呈NW向帶狀展布，長約4.7km，寬約3.1km，面積約11.91km2。異常主元素為Pb,Mo,V;特征組合元素為Ag,Zn,Co,Sb,As,Ni。異常元素組分較復雜，包括中溫熱液元素，親鐵族熱液元素，各元素異常相互套合較好，具有明顯的濃集中心，異常規(guī)模、強度均較強。該異常具尋找小型沉積型鉬釩磷礦的找礦前景。

1—新疆群；2—喀什群；3—破城子組二段；4—破城子組三段；5—斷層圖5 HS2異常剖析圖

1—特瑞愛肯組；2—扎摩克提組；3—育肯溝組；4—水泉組；5—漢格爾喬克組；6—西山布拉克組；7—西大山組；8—莫合爾山組；9—突爾沙克塔格組；10—第四系；11—平行不整合界線；12—斷層界線；13—綜合異常及編號；14—磷塊巖礦點圖6 HS35綜合異常剖析圖

1—特瑞愛肯組；2—扎摩克提組；3—育肯溝組；4—水泉組；5—漢格爾喬克組；6—西山布拉克組；7—西大山組；8—莫合爾山組；9—第四系；10—平行不整合界線；11—斷層及產(chǎn)狀；12—綜合異常及編號；13—磷塊巖礦點；14—鉛礦化點圖7 HS50綜合異常剖析圖

5 成礦遠景區(qū)劃分

在水系沉積物(組合)異常評序及對主要異常解釋、推斷的基礎上，結合區(qū)域成礦地質條件、路線地質調查、異常查證成果，圈定具有一定找礦潛力的成礦遠景區(qū)3處(圖8)[17-20]。

1—綜合異常范圍；2—成礦遠景區(qū)范圍界線；3—綜合異常編號；4—研究區(qū)范圍圖8 大草湖地區(qū)成礦遠景區(qū)分布簡圖

5.1 喬龍庫圖克南磷、鉬、釩、鐵、銅成礦遠景區(qū)

遠景區(qū)位于大草湖地區(qū)奧帕能塔格山南部，面積約98.2km2，主要出露地層為晚南華世阿拉通溝組、特瑞愛肯組碎屑巖和火山巖；震旦紀扎摩克提組碎屑巖和火山巖、育肯溝組碎屑巖、水泉組碳酸鹽巖和火山巖、漢格爾喬克組碳酸鹽巖和碎屑巖；寒武紀西大山組硅質巖、莫合爾山組灰?guī)r、突爾沙克塔格組白云質灰?guī)r。斷裂構造十分發(fā)育，近NW向斷裂為主要構造，發(fā)育多條平行狀斷裂構造。成礦遠景區(qū)由2處綜合異常組成，其中HS35異常主元素為Mo和P;特征組合元素為V,Zn,Ag。異常元素組分較復雜，各元素異常相互套合較好，具有明顯的濃集中心和3個濃度分帶，異常規(guī)模、強度均較強。異常濃集中心部位有多組斷裂交叉，異常濃集中心與已發(fā)現(xiàn)礦床位置完全套合，異常由早寒武世西大山組引起。遠景區(qū)內(nèi)地層、斷裂構造等成礦地質條件有利，礦化蝕變發(fā)育，成礦潛力巨大。

5.2 大草湖南磷、鉬、鉛成礦遠景區(qū)

遠景區(qū)位于大草湖地區(qū)的南東部，面積約為92km2，主要出露地層：晚南華世特瑞愛肯組碎屑巖和火山巖；震旦紀扎摩克提組碎屑巖和火山巖、育肯溝組碎屑巖、水泉組碳酸鹽巖和火山巖、漢格爾喬克組碳酸鹽巖和碎屑巖；寒武紀西大山組硅質巖、莫合爾山組灰?guī)r、突爾沙克塔格組白云質灰?guī)r。構造以NW方向和NE向斷裂為主。成礦遠景區(qū)由5個綜合異常組成，其中HS50綜合異常主元素為Mo，特征組合元素為V、Pb、Zn和Co，各元素異常相互套合較好，具有濃集中心和濃度分帶，異常規(guī)模、強度較強。異常濃集中心與已發(fā)現(xiàn)礦化體位置完全套合，異常由早寒武世西大山組引起，成礦條件十分有利，具備沉積型鉬磷等礦產(chǎn)的成礦遠景。

5.3 銅礦山金、銅、鎢多金屬成礦遠景區(qū)

遠景區(qū)位于大草湖地區(qū)銅礦山東部一帶，面積約為70km2，主要出露地層為晚泥盆世破城子組二段和三段、早石炭世甘草湖組二段。破城子組二段巖性為綠色凝灰砂巖、凝灰?guī)r，破城子組三段為綠泥石化石英片巖夾凝灰?guī)r；甘草湖組二段巖性為鈣質砂巖、石英砂巖。區(qū)內(nèi)為一背斜，南部為辛格爾深斷裂，為分開塔里木地臺和天山褶皺系的區(qū)域性斷裂。成礦遠景區(qū)由4個綜合異常組成。其中HS04綜合異常主元素為Au和W，特征組合元素為Bi，As，Sb，各元素異常相互套合較好，具有明顯的濃集中心和3個濃度分帶，異常規(guī)模、強度較強。銅礦山地區(qū)破城子組主要巖性為火山碎屑巖，并有硅化、孔雀石化，遠景區(qū)火山巖型多金屬礦成礦潛力較大。

6 結論

(1)大草湖地區(qū)成礦元素離散程度結合區(qū)域成礦地質條件和成礦類型可以確定鉬磷等元素為大草湖地區(qū)主要成礦元素。元素相關性、因子分布表明，在早寒武世西大山組地層背景下，尋找與早寒武世西大山組地層相關的鉬釩磷層控沉積型礦床潛力較大。金銅等元素在晚泥盆世破城子組地層背景下，尋找與晚泥盆世破城子組相關火山巖型金銅礦床潛力較大。

(2)大草湖地區(qū)綜合異常多以磷鉬釩元素為主，組合元素銀、鋅等，異常規(guī)模較大、異常強度高，套合較好，為尋找沉積型鉬釩磷礦有利部位；其次以金銅鎢為主，組合元素鉬、砷、秘、鉛、銀等，異常規(guī)模較大、異常強度高，套合較好，為尋找火山巖型金銅多金屬礦有利部位。

(3)大草湖地區(qū)各成礦遠景區(qū)地層、斷裂構造等成礦地質條件有利，礦化蝕變發(fā)育，成礦潛力巨大，其中喬龍庫圖克南磷、鉬、釩、鐵、銅成礦遠景區(qū)和大草湖南磷、鉬、鉛成礦遠景區(qū)已發(fā)現(xiàn)不同規(guī)模的磷礦床，對遠景區(qū)內(nèi)相似地質成礦條件尋找磷鉬釩礦十分有利。