新疆且末縣米特河地區1∶5萬水系沉積物地球化學特征及找礦意義

張中欣

(中化地質礦山總局山東地質勘查院，山東 濟南 250013)

0 引言

新疆且末縣米特河地區位于塔里木盆地和昆侖山過渡部位，北跨阿爾金地塊，南跨北昆侖巖漿弧帶。行政區劃隸屬新疆且末縣管轄，主要分布在阿羌鄉和庫拉木勒克鄉。涉及庫拉木勒克鄉幅(J45E016007)、阿羌鄉幅(J45E017006)、古大奇幅(J45E017007)3個圖幅。2006年，新疆地質調查院完成的1∶20萬阿羌幅、銀水河幅區域化探掃面，包含了該次調查區南部2個1∶5萬圖幅；2010年，新疆地質調查院完成了1∶25萬且末縣一級電站幅(J45C003002)區域化探掃面，包含了該次調查區北部2個1∶5萬圖幅。由于交通極為困難，在J45E016008幅出現大片空白區，采樣密度較低，成果資料利用有限。新疆地礦局第一區域地質調查大隊完成了南鄰區《新疆且末縣甘泉河一帶銅多金屬礦產遠景調查》項目，研究區南側附近屈庫勒克東金礦1∶5萬化探綜合異常HS-2，主成礦元素為Au，Sb；具Au，Sb，As異常套合好，分帶明顯，強度高的特點，為礦致異常，已發現屈庫勒克東金銻礦一號帶，與研究區成礦條件非常相似。

筆者以“新疆且末縣米特河一帶1∶5萬四幅區域地質礦產調查”項目中1∶5萬水系沉積物測量成果為基礎，通過對區域地質背景、元素地球化學特征、地球化學異常進行分析，圈定了成礦遠景區，以期為區域地質調查和礦產勘查提供參考依據。

1 研究區地質背景

區內構造活動頻繁，先后經歷了加里東運動、華力西運動、印支運動、燕山運動、喜瑪拉雅山運動。區內構造線方向整體NEE向至近EW向，屬緯向構造帶，區內構造變形復雜、強烈。調查區發育多期次不同方向的壓性、壓扭性斷裂構造，部分斷裂構造顯示厚皮構造的特征。褶皺構造不太發育，晚古生代至中生代多發育寬緩褶皺、中常褶皺。地層區劃分歸屬于東昆侖-中秦嶺地層分區，主要在阿爾金南緣大斷裂帶以南地區出露，呈NNE向展布，出露地層為半深海—深海相細碎屑巖早石炭世托庫孜達坂組、濱海相碳酸鹽巖夾粗碎屑巖的早二疊世葉桑崗組、河流—湖泊相中粒碎屑巖的早—中侏羅世大煤溝組及第四系等。研究區巖漿活動較強，在華里西期早石炭世和燕山期中三疊世發生了2次較大規模的巖漿侵入事件(圖1)。

1—Ⅰ級大地構造單元界線；2—Ⅱ級大地構造單元界線；3—Ⅲ級大地構造單元界線；塔里木南緣隆起區；阿中地塊；東昆侖弧盆系；7—全新世風積堆積；8—更新世沖洪積物；9—二疊紀葉桑崗組；10—石炭紀托庫孜達坂組；11—中三疊世石英閃長巖；12—中三疊世二長花崗巖；13—早石炭世二長花崗巖；14—早石炭世花崗閃長巖；15—早石炭世英云閃長巖；16—早石炭世石英閃長巖；17—葉桑崗構造蛇綠混雜巖；18—構造破碎帶；19—地層界線；20—斷裂；21—褶皺構造圖1 新疆且末縣米特河地區地質簡圖

研究區位于喀拉米蘭(復合溝弧帶)Au-Cu-Ag礦帶內，大地構造主體處于秦祁昆造山系—東昆侖弧盆系—烏魯賽赤河弧間裂谷盆地，其基底可能為元古界；晚古生代為造山帶前陸盆地，在研究區由石炭紀、二疊紀、侏羅紀的構造層組成；巖漿侵入活動表現為造山期和造山期后均較強烈，研究區出露的侵入巖為二疊紀閃長巖和鉀長花崗巖，屬島弧型花崗巖，并有石炭紀超基性巖體產出。研究區一帶金屬礦產形成時間主要在古生代，這個時期是古板塊構造活動的活躍階段，是喀拉米蘭晚古生代弧溝系形成和發育時期。受控于喀拉米蘭溝弧帶中的成礦系列主要有金、銻、銅、鋅、鎳礦等，成礦時代主要為石炭紀和三疊紀。

2 水系沉積物測量

該次工作完成1∶5萬水系沉積物測量面積730km2，采樣點3138件，平均密度4.3點/km2，采樣點主要采集在一級水系的溝口和分支水系上，二級水系中適當采集了少量控制點，密度為4.30個點/km2。已知區域化探異常區、礦化集中區分布的找礦靶區進行了加密采集樣點，找礦重點區采樣密度5.06個點/km2。依據研究區地球化學景觀特點，并參考前人在該區及相鄰類似景觀區地球化學勘查方法技術及應用效果，選擇適合于該研究區化探方法技術，開展1∶5萬水系沉積物測量，采樣粒級-10目～+80目。工作方法及技術要求嚴格執行《地球化學普查規范(1∶50 000)》DZ/T0011—2015。

樣品采集，根據采樣點所處位置，選擇在活動性流水線上有利水系沉積物各種粒級易于匯集處，避開了風成沙、有機質分布區，采樣時未在河漫灘或河邊階地采樣。并在水系上下游30m范圍內，多點采集數量大致相等的樣品合并為一個樣品。野外采集樣品原始重量以滿足野外樣品初加工后所需重量為前提，并根據采集樣品的粗細程度靈活掌握，確保-10目～+80目截取粒級后，副樣、分析樣所需之重量要求。

根據區域礦產特征及成礦地質條件，選擇定量分析Cu，Pb，Zn，Au，Ag，W，Sn，Mo，Bi，As，Sb，Cr，Co，Ni共14種元素。樣品測試由山東省地質礦產勘查開發局第八地質大隊試驗測試中心完成。按質量管理規范要求共插入318件國家一級水系沉積物標準物質與樣品同步分析，各元素數據報出率均不低于99%，分析結果與質量精準可靠(表1)。

表1 分析測試方案

3 水系沉積物地球化學特征

3.1 水系沉積物元素含量特征

根據研究區3138件樣品計算的平均值和離差(不剔除高含量數據)，按Cp=X+3S值作為元素剔除界限。從表2中可以看出：剔除200個數據的元素有Ag，Au，Sb，As；其中Au為201個、Ag為210個，Sb為282個、As為227個。Au大于1/2濃幅分位數7個，1/4～1/2濃幅分位數27個，成礦可能性較大。剔除100～200個數據的元素有Cr，Ni，Mo；其中Ni大于1/2濃幅分位數多達45個，1/4～1/2濃幅分位數109個，1/8～1/4濃幅分位數多達1695個，一半都在1/8濃幅分位以上，成礦可能性較大，在異常檢查過程中發現多處明顯的鎳礦化體或礦化線索。Pb，Zn，Cu，Ag等1/8～1/4濃幅分位數占剔除數的一半以上；Pb，Zn甚至超出剔除數據幾倍，說明在較低背景情況下局部地段有礦化體存在的可能。

利用區內各元素原始數據的變化系數(CV1)和背景數據變化系數(CV2)分別反映兩類數據集的離散程度來進行判斷；用CV1/CV2表示背景擬合處理時離散值的削平程度，利用CV1和CV1/CV2制作變化系數圖解，作為衡量數據集離散程度的指標，也就是原始數據經削平處理后的具體表現。變化系數特征見表3。

(1)CV1>1.2，CV1/CV2=4～9，包括Au，As，Cr，Ni元素，數據起伏最大，剔除高強數據多，異常顯示最好；Au，Ni是區內最有找礦潛力的礦種。Au，As，Cr，Ni在研究區高強數據多，變化幅度也很大，成礦可能性較大；有已知古大哈鎳礦化點及HS-04、HS-06異常查證鎳礦化點佐證，礦化成因與葉桑崗蛇綠巖帶密切相關。Au異常的分布與斷裂構造關系較密切。

(2)CV1=0.5～1.2，CV1/CV2=2～4，包括Ag，Sb元素，數據起伏較大，剔除高強數據較多，異常顯示較好。異常主要集中在研究區中部地區，發現有銀礦化蝕變帶，作為伴生元素Ag成礦可能性也較大。

(3)CV1<0.5，CV1/CV2=1～2，包括Co，Cu，Zn，Pb，Sn，W，Bi，Mo元素，剔除的高含量數據少，數據起伏變化不大；但Cu，Mo等元素CV1/CV2=1.2～1.6左右，局部地段有異常存在，在異常檢查過程中在HS-06，HS-07，HS-08金異常中發現有明顯的銅礦化。總體上，Cu具有一定找礦潛力[1-5]。

表2 區內主要元素濃幅分位特征

表3 元素變異特征值

由變化系數解釋圖2可知：

圖2 變化系數解釋圖

3.2 水系沉積物元素組合特征

3.2.1 元素的共生組合關系

對原始數據取對數，對數據不變換作R型聚類分析，由圖3可知，在γ=0.2862的相關水平上可明顯分為4個簇群：

Ⅰ簇由Au單元素組成，與其他元素的相關性較差，反應Au主要受后期熱液作用，受NE向斷裂控制，且與花崗閃長巖巖體有關。結合異常查證工作，可能主要受NE向斷裂控制，且與花崗閃長巖巖體走向分布，反映出中低溫成礦元素與F2阿爾金南緣斷裂構造密切相關。

Ⅱ簇為Ag，Zn，Sn組合反映該區背景值或略高于背景值，與地層弱富集密切相關。

Ⅲ簇為Cr，Ni，As，Sb組合；Cr，Ni主要是Fe族元素標志性組合。Cr，Ni反映高溫熱液作用成礦；As，Sb反映中低溫熱液作用成礦元素間套合較好；Cr，Ni變異系數較大，相關系數最大為0.9288，且與蛇綠巖體關系密切，在蛇綠巖帶找礦潛力較大。As，Sb作為找Au的指示性元素，為找Au提供指示性作用，潛力同樣較大。

Ⅳ簇為W，Bi，Mo，Pb，Cu，Co組合；W，Mo作為主要的成礦元素，與巖體有密切聯系，反映高溫熱液成礦作用；Cu，Pb，Bi，Co中低溫熱液作用成礦，與地層局部富集關系密切[6-12]。

圖3 聚類分析圖

表4 主要因子特征根及結構式

3.2.2 因子分析

因子分析的目的是簡化變量，用有限變量所揭示的物質屬性及其由量級表達的結構形態、展布趨勢來描述區域地球化學場，以地球化學視角認識地質構造和控礦格局[13-20]。

對全區3138件樣品14種元素進行因子分析，求得初始因子模型后，對特征根累計百分比大于80%的前6個因子(包含全部的14元素)看作主要因子，并作“方差極大”正交旋轉，得出旋轉后因子模型。把因子載荷絕對值r>0.1的元素看作該因子主要載荷元素，給出各因子的特征組合(表4)。

R型因子分析成果正交因子載荷矩陣表明(表4)，元素主要受到6個因子的控制。區域地球化學特征與區域地質構造密不可分，根據因子計量圖，結合單元素地球化學圖，來審視區域地質構造和礦化特征。因子特征根的大小是衡量該因子在數據集中的貢獻大小，其中F1，F5因子均為正因子，且F1因子所占的權重較大，在描述地質地球化學性質方面占有主導地位，現就F1，F5因子計量圖討論如圖4、圖5：

圖4 F1因子(Ni+0.9623Cr+0.8861As+0.7889Sb+0.5932Cu+0.2164Bi)計量圖

圖5 F5因子(Ag+4.2699Zn+0.1953Pb+0.1801)計量圖

因子F1：元素以Cr，Ni，Sb，Cu，As，Bi組合；反映低溫熱液活動和斷裂構造活動有關富集特點，Cr，Ni元素的富集，主要與調查區內的葉桑崗蛇綠混雜巖帶關系密切。因子F5：元素以Ag，Pb，Zn組合，反映地層低溫熱液元素局部富集和斷裂構造活動密切有關。

綜上所述，推測研究區找尋Au，Ag，Cu，Pb，Zn，Cr，Ni礦化或礦床希望比較大，重點成礦部位在葉桑崗蛇綠混雜巖帶、地層低溫熱液元素局部富集與F2阿爾金南緣斷裂及次級構造結合部位。

4 水系沉積物異常特征、查證及找礦意義

4.1 異常圈定方法與結果

根據各元素在該圖幅的背景含量，計算剔除X±3S后的平均值與離差，結合區內地層、巖漿巖、構造、已知礦點等特征，原則上采用X±1.65S為異常下限(表5)，并根據異常下限直接在地球化學圖上提取，視其異常的多少，再進行調整，最終確定異常下限，以下限值的1，2，4倍劃分異常濃集分級。該次工作共圈定綜合異常20處：甲類異常2處，乙類異常15處，丙類異常3處。異常查證證明，甲2類、乙1類異常是較好的找礦重點地段。

表5 異常下限取值

除Au，Ag含量單位為ω×10-9；其余元素為ω×10-6。

4.1.1 葉桑崗西多金屬異常

異常為HS-04-甲2Au(Ni-Cu-Cr-Co-As-Sb-Pb-Zn-W-Mo-Bi)多金屬異常。位于葉桑崗村西部、南部。出露地層：早二疊世葉桑崗組，出露巖體以中三疊世二長花崗巖，早石炭世葉桑崗蛇綠混雜巖帶。礦化蝕變帶位于蛇綠混雜巖帶內，蝕變類型主要為蛇紋石化、褐鐵礦化、孔雀石化、綠簾石化。該綜合異常面積3.13km2，異常強度∑NAP=57.46，該異常為以Au，Cu，Ni等為主的多金屬異常，綜合排列第一位，是一個甲2類異常。該異常具有異常面積大、峰值高、元素間套合程度較好，規模較大的特征。其中，Au，As，Sb，Ni，Cr具三級濃度帶；Cr，Ni異常形態與發現的2處鎳礦化點位置基本一致；Cu異常形態與發現的1處銅礦化點位置基本一致；表明主要成礦元素Cu，Ni異常與葉桑崗蛇綠構造混雜巖帶關系密切；As，Sb，Au等其余元素與F2阿爾金南緣斷裂構造破碎帶關系密切(圖6)。

圖6 HS-04綜合異常剖析圖

4.1.2 古大奇多金屬異常

異常為HS-06-甲2Au Cu(Ag Cr Ni Co)多金屬異常。出露地層主要為早石炭世葉桑崗蛇綠混雜巖；葉桑崗組長石砂巖、巖屑砂巖、灰巖等。區域斷裂發育，蝕變現象較強，主要蝕變為褐鐵礦化、磁鐵礦化、孔雀石化。在古大奇發現一條NE向銅礦化帶。該綜合異常面積2.33km2，異常強度∑NAP=18.34，該異常以Au，Cu為主成礦元素，伴有中、高溫熱液元素Cr，Ni，Co，Ag等元素的多金屬異常。該異常元素組合復雜，異常面積大，元素間套合程度較好。Au具有三級濃度帶，Cu具二級濃度帶，其余元素僅具異常外帶，Au具該研究區最高值為225.89×10-9，異常強度NAP值9.49，排第一。Cu最高值為50.8×10-6，異常強度NAP值2.21，排第二。從異常空間分布上，Au，Ag套合較好，異常分布形態基本一致，產于葉桑崗組地層中；Cr，Ni，Co，Cu套合較好，異常分布形態基本一致，產于葉桑崗蛇綠混雜巖帶中的構造破碎帶。

4.1.3 庫拉木勒克南金屬異常

異常為HS-02-乙2Au(Ag Cu Zn As Sb Cr Ni Mo Bi)多金屬異常。主要地層為葉桑崗組陸源碎屑巖段，托庫孜達坂組碎屑巖段，托庫孜達坂組火山巖段。北部出露第四系及少量早石炭世葉桑崗構造蛇綠混雜巖，南部為中三疊世肉紅色中粗粒二長花崗巖。區內NE斷裂構造發育，主要出露斷層有F2阿爾金南緣大斷裂、F3，F4，F5。蝕變帶主要位于北部蛇綠混雜巖帶中，整體呈NE向透鏡體狀出露。該綜合異常面積8.94km2，異常強度∑NAP=59.04，是一個以Au為主成礦元素，伴有As，Sb，Bi，Ni，Cr，Cu等為主的多金屬異常，為一乙2類異常。異常總體沿F2阿爾金南緣斷裂構造呈NE—SW向帶狀展布，該異常北邊、東邊均未封閉。

4.2 成礦遠景分析

在水系沉積物異常評述解譯、推斷的基礎上，結合區域成礦地質條件、路線地質調查及礦點檢查的基礎上，圈定成礦遠景區2處。現將遠景區基本特征介紹如下：

4.2.1 古大奇-阿克亞金、銅、鉻、鎳、銀地球化學成礦遠景區(Ⅱ級)

(1)地質特征。該遠景區位于研究區中部，沿F2阿爾金南緣斷裂構造呈NE—SW向展布，區內巖漿活動較為劇烈，并發育有3處(F2，F3，F5)呈NE—SW的斷裂，區域動力變質巖較為發育，所處大地構造位置對成礦有利。從區域構造看，NE—SW向斷裂構造帶，對成礦帶內金屬礦產控制明顯，顯示出該區具有良好的成礦地質條件。

出露地層為早二疊世葉桑崗組上段，早二疊世葉桑崗組下段，早石炭世托庫孜達坂組上段。侵入巖發育，均呈近NE—SW向展布，以中三疊世肉紅色二長花崗巖發育為主，在早石炭世侵入體中早石炭世葉桑崗構造蛇綠混雜巖異常較為發育(圖7)。

圖7 成礦遠景區劃分成果圖

(2)地球化學特征。根據調查區各類化探異常特征，該成礦遠景區總體顯示三類化探異常特征，Au，Ag，As，Sb與構造有關的中低溫元素異常；Au，Cu，Co，Cr，Ni與基性—超基性巖有關的元素；Au，Cu，Pb等與二疊紀中酸性花崗巖有關的元素。HS-02，HS-04，HS-06，HS-07，HS-08，HS-11，HS-14綜合異常套合較好，主要以Au，Ag，Cu，Ni，Cr，Sb，As為主。綜合異常展布均呈NE—SW向沿F2阿爾金南緣斷裂展布，研究區主要成礦元素高值均在該遠景區內。主要綜合異常集中分布在早二疊世葉桑崗巖，中二疊世葉桑崗巖，托庫孜達坂組火山巖段地層及早石炭世葉桑崗構造蛇綠混雜巖帶中。

(3)礦產特征。根據地質成礦背景，該成礦遠景區一帶的礦產與阿爾金南緣深大斷裂密切相關，研究區沿阿爾金南緣深大斷裂附近出露蛇綠混雜巖和三疊紀侵入巖，主要受斷裂控制，化探信息豐富，顯示出該區具有破碎蝕變巖型金礦、巖漿熱液型銅礦等多金屬礦找礦遠景。

4.2.2 阿克其格銀、銅地球化學找礦遠景區(Ⅲ級)

(1)地質特征。位于研究區西南部，阿爾金南緣斷裂帶南側，呈近E向展布。區內主要分布早石炭世托庫孜達坂組碎屑巖、火山巖建造。區內早石炭世中酸性侵入巖發育，主要為石英閃長巖、英云閃長巖，巖體與地層接觸帶處發生強烈角巖化。

(2)地球化學特征。1∶5萬水系沉積物測量在該成礦遠景區共3個綜合異常，分別為綜合異常HS-21、HS-22及HS-23，元素較為套合，異常面積相對較小，異常強度較弱，呈弱富集狀態。3個綜合異常分布地層較簡單，且主成礦元素基本上一致。該遠景區Ag，Sn，Cu，Zn，As較為富集，整體上高于研究區平均值。Ag最大值348×10-9，變異系數0.56，富集系數為1.39。Cu最大值33.1×10-6，變異系數0.17，富集系數為1.1。Zn最大值143.9×10-6，變異系數0.27，富集系數為1.38。

(3)礦產特征。研究區成礦遠景區目前未發現的礦(化)點。區域上，在研究區西南側早石炭世托庫孜達坂組碎屑巖—火山巖建造中發現火山熱液型卡特里西銅鋅多金屬礦和木孜塔格鐵銅金多金屬礦，在晚石炭世哈拉米蘭群濱淺海碎屑巖夾碳酸鹽巖建造中發現熱液型屈庫勒克金銻礦，這2個礦床均達到中型，且距離研究區較近，地球物理背景、地球化學背景和成礦地質背景相似，控礦地質因素主要為早石炭世托庫孜達坂組火山巖建造、早二疊世葉桑崗組碎屑巖。

5 結論

(1)該次工作共圈定綜合異常20處：甲類異常2處，乙類異常15處，丙類異常3處。異常查證證明，甲2類、乙1類異常是較好的找礦重點地段。推測研究區找尋Au，Cu，Ag，Ni，Pb，Zn礦化或礦床希望比較大，重點成礦部位在葉桑崗蛇綠混雜巖帶、地層低溫熱液元素局部富集及F2阿爾金南緣斷裂及次級構造。

(2)研究區組合較好的異常區與區內NE向F2阿爾金南緣斷裂及其次級構造帶、葉桑崗蛇綠混雜巖帶基性—超基性巖有關。葉桑崗西多金屬異常、古大奇多金屬異常、庫拉木勒克南多金屬異常等成礦綜合異常特征受此控制。

(3)在綜合異常分析和查證的基礎上，結合區域成礦地質條件、區內礦產地質特征，圈定、劃分出2個找礦遠景區，并指出了研究區是以金、銅、銀、鎳為主要優勢礦種，鉛、鋅為潛力礦種。