西天山夏特鄉南部一帶地球化學、空間分布及元素組合特征

廖炳勇，何洪偉，曾 強,3，朱禮學，何曉飛，楊劍紅，羅 巍,3

西天山夏特鄉南部一帶地球化學、空間分布及元素組合特征

廖炳勇1，何洪偉1，曾 強1,3，朱禮學2，何曉飛1，楊劍紅1，羅 巍1,3

（1．四川省地質礦產勘查開發局區域地質調查隊，成都 610213；2.四川省成都市雙流縣白家地環所，成都 610211；3.成都理工大學地球科學學院，成都 610059）

對區內元素在各地質體的分配與分布特征進行了初步歸納總結，區內15種元素全域分布水平中Au、Pb、Cr、Ni、Mo、As高于西天山背景值，Ag、Cu、Zn、Sb、Hg、W、Sn、Bi、Mn低于西天山背景值。其空間分布特征中，與區內深大斷裂構造、地層、巖漿均有不同程度的關聯。

元素組合；地球化學；分配與分布；西天山

1 地質背景

研究區位于新疆西天山哈爾克他烏山北坡，構造位置處于塔里木微板塊的北緣。總體構造線方向為北東（東）-南西（西）向（圖1）。

圖1 西天山地區地質背景圖

1、第四系；2、阿克沙克組上段灰巖；3、阿克沙克組下段砂巖；4、大哈拉軍山組灰巖、凝灰巖；5、巴音布魯克組凝灰巖、流紋巖；6、科克鐵克達坂組大理巖；7、阿克蘇群片巖；8、木扎爾特群片麻巖；9、鉀長花崗巖；10、二長花崗巖；11、似斑狀花崗閃長巖；12、英云閃長巖；13、輝綠巖脈；14、實測地層界線；15、不整合界線；16、脈動界線；17、超動界線；18、斷層；19、滑脫構造；20、國界線

西天山夏特南一帶地層區劃屬中天山地層分區－那拉提地層小區和南天山地層分區－哈爾克地層小區。那拉提小區主要出露地層有元古界滹沱系木扎爾特群（Pt1）、長城系阿克蘇巖群（Ch）、上－頂統巴音布魯克組（S3-4）、下石炭統大哈拉軍山組（C1）、下石炭統阿克沙克組（C1）；哈爾克地層小區僅見上志留統科克鐵克達坂組（S3）。

區內火山巖形成于石炭系、志留系。志留系火山巖為一套由基－中性熔巖和火山碎屑巖組成的巖石；石炭系火山巖為一套淺海相－海陸交互相的由基－酸性熔巖和火山碎屑巖組成的巖石。區內侵入巖分布較廣，總體沿70°～80°方向呈帶狀或長條狀展布，與區域構造線一致，時代為華力西期。

區內構造發育，主要以斷裂為主。有五條重要的北東東走向－近東西走向的區域性構造線，分別是：馬臘爾特斷層、艾勒門特斷層、哈拉能界遼斷層、阿登布拉克深斷裂、那拉提深斷裂，其余斷裂均為上述斷裂的次級派生斷裂或晚期疊加改造斷裂。褶皺構造亦比較發育，主要分布于志留系－石炭系地層中，褶皺構造規模大小不一，形態各異。古生代褶皺形態以閉合－開闊斜歪褶皺為主。

2 元素地球化學參數特征

在開展西天山夏特南一帶1：5萬地球化學普查成果基礎上，對全域15種元素5 248件樣品分析數據數理統計成果（表1）顯示，元素的分布變異系數在0.319~1.82之間，從其分布概型可分為低離散型元素（CV≤0.5）：Hg、Mn、Zn；高離散型元素（CV＞1.0）：Bi、Sb、Ag、As；中等離散型元素（0.5＜CV≤1.0）：Sn、Pb、Au、Mo、Cu、Ni、Cr、W（圖2）。

圖2 全域15種元素變異系數柱狀圖

表1 區內15種元素數據單因素數理統計分析成果一覽表

圖3 低離散型元素Hg、Mn、Zn對數直方圖

圖4 低離散型元素中位數、眾數與全域平均值、背景值之比對比圖

低離散型元素Hg、Mn、Zn近對數正態分布，對數直方圖近對稱單峰（圖3）。Hg、Mn、Zn的中位數接近全域平均值，中位數與全域平均值之比在0.94以上；中位數與全域背景值之比在0.97~0.99之間，中位數接近背景值；眾數與平均值之比0.616~0.619之間，眾數低于平均值近40%；眾數與全域背景值之比0.631~0.637之間，眾數低于全域背景值近40%。

低離散型元素中位數、眾數與全域平均值、背景值之比特征表現為同比十分接近（圖4）。

高離散型元素Bi、Sb、Ag、As對數直方圖左側偏峰，Sb、Ag、Bi、嚴重左偏，有一定比例嚴重高出背景值（極端高值）的觀測數據存在，等值線圖表現為有一定規模區域高強異常場存在；As對數直方圖嚴重右偏，平緩無聚豐趨勢，分析數據中極端低值占相當大的比例，眾數遠小于平均值和背景值（圖5）。

圖5 高離散型元素Ag、As 、Sb、Bi對數直方圖

表2 高離散型元素Bi、Sb、Ag、As中位數、眾數一覽表

中位數與全域平均值之比在0.643~0.846之間，中位數均低于平均值近35%；Sb、Bi、As元素中位數與背景值之比在0.819~1.938之間，Sb最高達1.94，中位數高出背景值194%，Sb、Ag、Bi中位數略低于背景值。

眾數與全域平均值之比在0.188~0.752之間，均低于全域平均值近25%，其中As眾數水平不及全域平均值的20%，眾數與全域背景值之比在0.210~1.782之間，As元素眾數水平近全域背景值的20%、Sb眾數是全域背景值1.78倍（表2）。

高離散型元素Bi、Sb、Ag、As中位數、眾數與全域平均值、背景值之比特征表現為同比差異極大（圖6）。

中等離散型元素Sn、Pb、Au、Mo、Cu、Ni、Cr、W中位數、眾數與全域平均值、背景值之比及對比見表3、圖7。

圖6 高離散型元素中位數、眾數與全域平均值、背景值之比對比圖

圖7 中等離散型元素對比圖

受成巖成礦及次生地球化學作用的影響全域15種元素地球化學場多重疊加趨勢明顯的強疊加元素有：Au、Cr、W、Sb、Bi、Ag等，其疊加強度均大于2.0，其中Ag疊加強度最大達到4.01，其余元素地球化學場多重疊加趨勢不甚明顯，其疊加強度均小于2.0，其中Hg僅為1.095（圖8）。

圖8 15種元素疊加強度對比柱狀圖

圖9 15種元素與天山－北山成礦省算術平均值相對濃集比率

表3 中等離散型元素比值表

強疊加作用下元素遷移貧化、富集趨勢明顯，區域高地球化學場與低場分界明顯，濃度梯度大。

3 元素的空間分布特征

表4 區內15種元素與天山－北山及全國水系沉積物算術平均值對比表

3.1 區內15種元素的區域分布特征

區內15種元素全域分布水平僅有Au元素區域分布水平略高于全國水系沉積物平均值，Ni、Mo、Pb略低于全國平均值，Sn、W、Sb遠低于全國平均值（不足全國平均值的1/2），見表4。

區內15種元素的背景值中Au、Pb、Ni、Mo高于1∶20萬汗騰格里峰幅背景值，Cr、As、Ag、Cu、Zn、Sb、Hg、W、Sn、Bi、Mn低于1∶20萬汗騰格里峰幅背景值。與天山-北山成礦省相比（據物化遙信息）區內Pb、Au、Ni、Cr、Mo等元素明顯呈高背景分布狀態、相對富集，其中Pb相對濃集比率值達1.40；Hg、Sn兩元素相對濃集比率均小于0.3，呈低背景分布狀態、相對貧化；As、Cu等元素分布水平接近天山-北山成礦省背景分布狀態，Ag、W、Sb、Zn、Bi、Mn等元素相對濃集比率值在0.5~0.8之間，略低于天山-北山成礦省背景分布水平，呈微弱貧化分布狀態（圖9）。

3.2 半金屬重礦化劑元素As、Sb的空間分布特征

區內As、Sb元素的高背景異常場的空間分布與深大斷裂構造關系密切，阿登布拉克深斷裂與哈拉能界遼斷裂所圍合的近北東向的銳角三角地帶，As、Sb有大面積高強度異常分布，在馬臘爾特斷層以北廣大區域As、Sb元素為中高背景場，As、Sb元素在馬臘爾特斷層與哈拉能界遼斷層之間的北東向狹長區域由南西向北東呈低背景分布。從全域背景場分布來看，不同年代、不同巖性的地層As、Sb的空間分布存在區域性的差異，老地層Pt1M主要呈現區域低背景，下石炭統沉積變質巖中呈中低背景場，巖漿與構造雙重作用的區域As、Sb呈高背景異常場。此外，在已知Cu、Pb、Ag礦點有大規模高強度As異常場分布。

3.3 主要金屬成礦元素Au、Cu、Pb、Zn、Ag的空間分布特征

3.3.1 Au元素空間分布特征

Au元素受多重地質因素影響疊加強度值較大（2.42），總趨勢近東西向以阿登布拉克深斷裂以北地區高以南低。高背景場主要分布于區內北西和北東角區域，相關地層有C12、C1和Pt1，高背景異常場分布區次級斷裂構造較為發育，異常形態與次級小斷裂有良好的關聯特性，除此在區內部分巖漿巖分布區存在多處Au元素的異常點，其形態近圓形，濃度梯度極大，與構造及地層的關聯不明確。

全域已知Au礦化點有2處，但通過對比分析以上含金礦化點所在區域Au均表現為區域中低背景場，濃度梯度變化小。

3.3.2 Cu元素空間分布特征

Cu元素總體表現為北高、南低，Cu的低背景場分布范圍與Au十分相近，高背景異常場空間分布較為分散呈小規模多點分布，異常場濃度梯度較大。Cu元素在C12、γδC1H中呈區域低背景分布，Pt1呈區域中高背景分布，區內多處輝綠巖脈分布區有Cu中高背景異常場分布，且分布形態與巖脈關聯性好。

區內已知Cu礦化點分布區域均有不同規模和強度的Cu異常場分布，有近一半高背景異常場與斷裂及次級構造帶相關聯。

3.3.3 Pb元素空間分布特征

Pb元素呈北高南低，區內具有一定規模和強度的高背景場主要分布于北西南艾勒門特斷層北東區域及北東部哈拉能界遼斷層中-北東段區域，除此在區內北東向構造帶中局部有獨立的高背景異常場，濃度梯度變化大，全域高背景異常場的空間分布及形態與構造斷裂帶關系密切。Pb元素在Pt1地層區呈現區域性中低背景場，C1地層區近背景場分布，C12地層區呈區域性中高背景場，高背景異常場主要分布于構造發育的巖漿巖分布區，異常規模、強度及濃度變化梯度均比較大。

3.3.4 Zn元素空間分布特征

Zn元素總體具有由南向北有增高的趨勢，與表生地球化學環境的分布有較好的關聯性，區內南部基巖裸露及冰雪覆蓋區主要呈現低背景場，北部淺覆蓋草地森林區Zn呈中高背景區。高背景異常場的區域分布與地層巖體的關聯性不明顯，但與已知斷裂構造關系密切，異常場分布區構造較為發育，其形態與構造線走向大體一致。

3.3.5 Ag元素空間分布特征

Ag元素分布變化趨勢平緩，在大多數地層和構造帶上均表現為中低背景場，局部高背景異常場位于區內北西角C12地質單元中，但有一處小規模獨立異常場存在，但規模、強度均不大。

3.4 Mo、Bi、W、Sn、Mn、Cr、Ni、Hg元素的空間分布特征Mo、Bi、W、Sn元素地球化學場在空間分布上變化相對水平比較平緩，其中Mo、Bi中高背景場空間分布與侵入體空間分布形態相近，同時Bi在區內北東向構造帶上分布有濃集梯度較大的異常場，Sn在區內北西角區域局部有高背景異常場分布，總體呈北西向高背景場的分布形態與Ag、Pb高背景場吻合較好。

Cr、Ni元素在區內的分布形態與Cu較為相似，從空間套合上Mn、Hg元素的空間分布總體趨勢呈北高、南低，地球化學場變化平緩，除此Mn的空間分布形態與Zn的分布形態在局部（區內北西角）有很好的關聯性。

圖10 區內15種元素-R型聚類分析譜系圖

4 元素的組合特征

通過R型聚類分析成果分析（圖10），在0.6的相似水平下，區內15種元素可分為2個族群：①Cu、Ni、As、Sb、Zn、Hg、Mn、Pb、Bi族群；②Cr、Mo、Sn、W族群。

在①族群中Cu、Ni組合、As、Sb組合、Zn、Hg、Mn組合、Pb、Bi組合有良好的相關關系相似水平在0.7以上，其中As、Sb組合，Zn、Hg組合，Pb、Bi組合相似水平超過0.92。

區內Ag元素與①族群相關系數在0.3左右，與Cr、Sn、Mo、W、Bi呈負相關；Au元素與①族群呈負相關，相似系數達-0.55，Au元素與其余14中元素成負相關關系，Au元素與Cu、Ni、As、W等元素相關系數均小于0.7（表5）。

表5 全域15種元素相關矩陣表

5 結論

1）對全域15種元素從其分布概型可分為低離散型元素、高離散型元素、中等離散型元素三類；低離散型元素Hg、Mn、Zn中位數、眾數與全域平均值、背景值之比特征表現為同比十分接近；高離散型元素Bi、Sb、Ag、As中位數、眾數與全域平均值、背景值之比特征表現為同比差異極大；中等離散型元素Sn、Pb、Au、Mo、Cu、Ni、Cr、W中位數、眾數與全域平均值、背景值之比特征表現為同比接近。

2）其空間分布特征中，半金屬重礦化劑元素As、Sb的空間分布特征與區內深大斷裂構造關系密切；主要金屬成礦元素Au、Cu、Pb、Zn、Ag的空間分布特征普遍與地層關聯密切，與構造關聯次之；Mo、Bi、W、Sn、Mn、Cr、Ni、Hg元素的空間分布特征總體趨勢呈北高、南低，地球化學場變化平緩。

[1] 新疆國家305項目辦公室，《新疆優勢金屬礦床主要類型、成礦規律及成礦區劃研究》，2001。

[2] 伍宗華、古平等，《隱伏礦床的地球化學勘查》，1999。

[3] 焦保權、白榮杰、孫淑梅、潘志恒、李世平，地球化學分區標準化方法在區域化探信息提取中的應用，物探與化探，2009。

[4] 吳承烈、徐外生等，中國主要類型銅礦勘查地球化學模型，地質出版社，1998。

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[6] 任天祥、伍宗華等，區域化探異常篩選與查證的方法技術，地質出版社，1998。

Spatial Distribution and Association of Chemical Elements in the South of Xiate Township, Western Tianshan Mountains

LIAO Bing-yong1HE Hong-wei1ZENG Qiang1,3ZHU Li-xue2HE Xiao-fei1YANG Jian-hong1LUO Wei1,3

(1- Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213; 2-Baijia Institute of Geological nvironment, Chengdu 610201; 3-College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, hengdu 610059)

This paper makes a preliminary summary of spatial distribution and association of chemical elements in the south of Xiate Township, western Tianshan Mountains based on 1:50000 geochemical survey. The study indicates that spatial distribution of chemical elements in this region is related to major fracture, stratigraphy and magnetite. The contents of Au, Pb, Gr, Ni, Mo, As are higher than their background values in the whole western Tianshan Mountains, whereas contents of Ag, Cu, Zn, Sb, Hg, W, Sn, Bi, Mn are lower than their background values in the whole western Tianshan Mountains. Enrichment in main ore-gorming elements such as Au, Cu, Pb, Zn and Ag is related to stratigraphy, secondly, structure. The spatial distribution of Mo, Bi, W, Sn, Mn Cr, Ni, Hg shows a general trend of high in north and low in south with a gentle geochemistry field gradient.

element; geological body; distribution; Xiate Township, western Tianshan

2019-01-05

張宗輝（1992—），男，河南登封人，碩士研究生，主要研究方向為地球物理勘探。

P595

A

1006-0995（2020）01-0152-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.01.030