衛(wèi) 俊 陳志耕

(石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院地球動力研究所)

巴彥烏拉山1∶50 000地球化學(xué)異常特征及找礦遠(yuǎn)景

衛(wèi) 俊 陳志耕

(石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院地球動力研究所)

通過對巴彥烏拉山地區(qū)進(jìn)行1∶50 000水系沉積物采樣，結(jié)合該區(qū)域的地質(zhì)特征，對Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Sb、Hg、Y、Mn、Ni、As、Nb、Co等17種元素進(jìn)行了分析。對元素的富集、元素組合特征、綜合異常特征進(jìn)行了研究，并在部分異常區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了多處礦化點(diǎn)，指示出巴彥烏拉山地區(qū)有較好的找礦潛力。

地質(zhì)特征 異常特征 找礦遠(yuǎn)景

巴彥烏拉山所在的阿拉善地區(qū)屬全國24個(gè)重要成礦遠(yuǎn)景區(qū)之一。區(qū)內(nèi)巖漿、構(gòu)造活動強(qiáng)烈，變質(zhì)作用復(fù)雜，區(qū)域化探異常強(qiáng)度高、面積大、元素套合較好，民采礦點(diǎn)普遍分布。由于該區(qū)地域偏遠(yuǎn)、氣候惡劣，基礎(chǔ)地質(zhì)礦產(chǎn)工作程度較低，僅進(jìn)行過 1∶20萬地質(zhì)調(diào)查，礦產(chǎn)資源評價(jià)工作也于近年剛啟動，地球化學(xué)、地球物理及遙感解譯等方面的工作大多由相關(guān)部門分別進(jìn)行。自20世紀(jì)90年代以來，缺乏整體的、系統(tǒng)的工作，嚴(yán)重制約了該區(qū)域成礦規(guī)律、找礦方向的研究及資源評價(jià)工作的安排。通過對巴彥烏拉山1∶50 000水系沉積物測量，指示出巴彥烏拉山地區(qū)有較好的找礦潛力。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

巴彥烏拉山處于華北板塊北緣西段阿拉善地塊的西緣[1]，阿拉善地塊北鄰中亞造山帶，西接塔里木板塊，南為祁連—秦嶺造山帶，西伯利亞板塊與塔里木板塊、華北板塊之間的中亞造山帶南緣[2]，屬于華北克拉通西部[3]，處于古亞洲構(gòu)造域與特提斯構(gòu)造域交匯部位的天山—興安造山系弧頂部位之北山—內(nèi)蒙古造山帶。該地區(qū)地層缺失很多，由老到新僅出露有中太古代烏拉山巖群(Ar2W)、侏羅紀(jì)中世龍鳳山組(J2l)、白堊紀(jì)晚世廟溝組(K1mg)、古近紀(jì)漸新世清水營組(E3q)、新近紀(jì)上新世苦泉組(N2k)、第四系更新統(tǒng)(Qp3、Qpch)、第四系全新統(tǒng)(Qhl、Qhal、Qheol)。其中新生代地層(第四系更新統(tǒng)Qp3、古近系漸新統(tǒng)E3q)分布最廣，遍及全區(qū)；其次為中太古代烏拉山巖群(Ar2W.)和中生代白堊紀(jì)；侏羅紀(jì)等地層均為零星出露，地層總厚大于 7 335 m。

2 化探異常特征

通過對巴彥烏拉山地區(qū)進(jìn)行的1∶50 000的水系沉積物采樣分析，對Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Sb、Hg、Y、Mn、Ni、As、Nb、Co等17種元素進(jìn)行了分析。采用迭代剔除法求出各元素的異常下限，結(jié)合地質(zhì)背景圈定元素異常區(qū)域。

2.1 地球化學(xué)場背景

此次化探樣品分析的17種元素在研究區(qū)內(nèi)的大陸地殼單元地球化學(xué)分布特征值見表1。

由表1可知，與地殼豐度相比，濃集克拉克值(K)大于1.0的元素有Pb、As、Bi、Hg、W、Mo、Sn、Au等，其他元素K值小于1，Ni最低，其次為Co、Zn、Y。與華北地臺太古宇中—低角閃巖相變質(zhì)巖元素的豐度值相比，濃集比率(K1)大于1.0的元素有Pb、As、Bi 、Mo等。由D值可以看出，Ni、Pb、Sb、Bi、W、Ag、Au等屬強(qiáng)后生疊加(改造)型地球化學(xué)礦化富集型元素，其富集分布明顯受后期構(gòu)造與熱液活動的控制。

2.2 主要元素組合

2.2.1 與酸性、中酸性巖漿巖及熱液相關(guān)元素組合

與中性和中酸性巖漿巖及熱液有關(guān)的元素主要有Hg、Sb、As、Au、Ag、Pb、W、Sn、Mo、Bi、Nb、Y，可細(xì)化為2個(gè)亞類。

2.2.1.1 Au、Ag、Hg、Sb、As元素組合

Au、Ag、Hg、Sb、As是研究區(qū)重要的成礦及成礦指示元素，它們相互間組合緊密，在區(qū)內(nèi)形成較大規(guī)模的濃集。該元素組合顯著的異常有4個(gè)，自巴彥烏拉山北至南近等間距分布。該異常與大面積構(gòu)造片巖代表的淺深度相韌性剪切帶中的石英網(wǎng)脈密切相關(guān)，可能是與韌性剪切帶后期拉張性富SiO2熱液活動有關(guān)。盡管它們在研究區(qū)內(nèi)背景差異較大，但在表生活動過程中，Au、Ag、Hg、Sb、As緊密伴生，在研究區(qū)多處形成較為吻合的高背景。其中在巴彥烏拉山中部偏北巴音溫都爾南、中部哈牟沙圖南偏西、巴彥烏拉山南部古臘布陶勒蓋—浩堯爾哈爾等3個(gè)地區(qū)的異常范圍較大、異常值高、相關(guān)性緊密、濃集中心明顯，是具有“高、大、全”特征的異常。4個(gè)異常中Au、Ag、Sb、As異常分布范圍較大且與大面積構(gòu)造片巖代表的淺深度相韌性剪切帶中石英網(wǎng)脈密切相關(guān)。

表1 研究區(qū)內(nèi)17種元素地球化學(xué)統(tǒng)計(jì)特征值(N=4 143)

元素VaXSCvXgSgKK1DEcR&GMn42～7065484.43270.930.562.630.22469.82193.270.412.630.210.760.611.45620774Ni2.4～33014.1212.540.891.050.2812.396.560.531.050.280.380.212.183359Cu2～13220.778.440.411.290.1619.886.350.321.280.150.900.801.392225Zn5.2～15045.2421.560.481.600.2545.0521.250.471.600.250.700.691.026465Pb3～388819.1669.013.601.200.1814.713.210.221.160.101.051.3428.011411Y1.8～43.611.544.170.361.030.1711.443.960.351.030.170.760.601.061519Nb1.2～58.78.033.480.430.870.167.682.550.330.870.160.790.961.439.78.0As0.5～94.23.032.710.890.410.232.621.130.430.410.221.751.052.781.52.5Sb0.04～17.70.170.311.79-0.840.220.140.050.37-0.860.180.860.697.590.160.2Bi0.04～53.80.191.256.43-1.030.310.080.020.31-1.110.121.621.08120.950.120.18Hg4.2～33610.976.330.581.020.1210.482.590.251.010.111.660.352.566.330W0.18～3221.286.995.47-0.330.410.420.260.62-0.410.251.000.4281.410.421.0Mo0.16～23.91.081.271.17-0.070.270.860.400.47-0.090.232.101.083.960.410.8Sn0.58～3.631.380.370.270.130.111.360.340.250.130.111.050.801.121.31.7Ag0.14～4.350.050.101.74-1.350.230.050.020.43-1.360.210.830.805.980.0540.056Co0.68～57.210.255.970.580.920.319.875.300.540.920.310.660.371.171527Au0.36～1811.405.153.690.000.220.950.290.31-0.030.151.200.7326.040.791.3

注：每一元素的X、S、Cv、Xg、Sg等5組數(shù)據(jù)中，上格數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，下格數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)經(jīng)迭代剔除處理之后的數(shù)據(jù)；N為分析樣品總數(shù)；Va為樣品中元素含量變化范圍，×10-6(Au、Hg單位為×10-9)；X為算術(shù)均值，×10-6(Au、Hg單位為×10-9)；S為算術(shù)離差，×10-6(Au、Hg單位為×10-9)；Xg為幾何均值，×10-6(Au、Hg單位為×10-9)；Sg為幾何離差，×10-6(Au、Hg單位為×10-9)；Cv為變異系數(shù)；K為華北地臺太古宇中—低角閃巖相變質(zhì)巖濃集克拉克值，×10-6(Au、Hg單位為×10-9)；K1為一級濃集比率；D為疊加強(qiáng)度系數(shù)；Ec為華北地臺太古宇中—低角閃巖相變質(zhì)巖豐度值，×10-6(Au、Hg單位為×10-9)；R&G為大陸地殼化學(xué)元素豐度值，×10-6(Au、Hg單位為×10-9)。

2.2.1.2 W、Sn、Mo、Bi、Pb、Nb、Y元素組合

Mo、W、Bi、Sn、Pb、Nb、Y為研究區(qū)內(nèi)另1組重要的成礦及指示元素，該組元素組合異常主要位于巴彥烏拉山南部，集中反映有2個(gè)較大異常區(qū)，為研究區(qū)內(nèi)與酸性—中酸性巖有關(guān)的高溫?zé)嵋盒统傻V元素及成礦指示元素。盡管它們在研究區(qū)內(nèi)背景差異較大，但在表生活動過程中，W、Sn 、Mo、Bi、Pb緊密伴生，在研究區(qū)形成多處較為吻合的高背景，其中在巴彥烏拉山南部的其爾格南、巴彥烏拉山南端的和屯鹽池北與呼都格尚丹等2個(gè)地區(qū)的異常范圍較大、異常值高、相關(guān)性緊密，符合“高、大、全”的良好異常條件。

該2個(gè)異常區(qū)中Mo、W、Bi、Pb異常分布面積大，且與烏拉山群混合巖化的酸性巖體關(guān)系密切。空間分布上，W、Sn、Mo、Bi、Pb、Nb、Y都直接或間接地與酸性、中酸性侵入體相關(guān)。如在巴彥烏拉山南端的和屯鹽池北與呼都格尚丹之間出露的大面積混合花崗巖地區(qū)的含量非常高，形成大范圍的異常。從含量關(guān)系上看，Sn、Nb、Y相對于W、Mo、Bi、Pb相關(guān)性稍差，而W、Pb與Mo、Bi相關(guān)性較強(qiáng)。相對而言，W、Pb、Bi高背景分布范圍大，重合率約80%，與中酸性侵入體及接觸帶關(guān)系密切。Sn、Mo、Pb均與Au密切相關(guān)的成礦指示元素。Nb、Y在研究區(qū)內(nèi)分布相對比較分散，高背景和低背景分布范圍較小，較高背景和較低背景分布范圍大，Nb、Y重合不多且面積不大，但是重合部分套合率很高，形狀規(guī)則。

巴彥烏拉山南部的其爾格南異常位于黑云母花崗巖出露區(qū)，呈長軸NE—SW向的不規(guī)則形狀，面積約50 km2，異常的形成與該套混合巖化酸性巖密切相關(guān)，反映該綜合異常組合對多金屬礦產(chǎn)具有明顯的指示作用。相對而言，低背景分布零散、范圍較小。

和屯鹽池北與呼都格尚丹南地區(qū)的異常，位于混合花崗巖出露區(qū)，為1個(gè)長軸近EW向展布的似長方形，東西長約8 km，南北寬約5 km，總面積約40 km2，異常的形成與該套混合花崗巖密切相關(guān)，可能反映該綜合異常對多金屬礦的指示作用。

2.2.2 與基性、超基性侵入巖體相關(guān)元素組合

該類元素組合主要是指在地球的化學(xué)演化中，與基性和超基性巖有十分密切聯(lián)系的Co、Ni、Cu、Mn、Zn等元素，該類元素多為親鐵元素。

Co、Ni、Cu、Mn、Zn是研究區(qū)內(nèi)重要的成礦及指示元素，該類元素在表生活動中緊密伴生。區(qū)域性濃集，形成較大規(guī)模的成片、成帶的高背景。從元素含量關(guān)系上看，Co、Ni、Cu、Mn、Zn顯著相關(guān)，Co、Ni、Cu、Mn、Zn高背景的分布與前寒武紀(jì)綠巖，斜長角閃片麻巖和斜長角閃巖相關(guān)，在各地層均有分布。Co、Ni、Cu、Mn、Zn形成幾個(gè)比較小的高背景區(qū)，主要呈NE—SW向分布于巴彥烏拉山中南部蘇海圖幅的查汗敖包一帶和巴彥烏拉山中南段的和屯鹽池幅的巴潤哈布其格西側(cè)。

2.3 綜合元素異常

研究區(qū)共圈定出29個(gè)綜合異常，其中甲1類異常1個(gè)，甲2類異常4個(gè)、乙1類1個(gè)，乙2類4個(gè)，乙3類4個(gè)，丙類11個(gè)，丁類4個(gè)。根據(jù)研究區(qū)礦產(chǎn)種類和成礦特點(diǎn)，求出每個(gè)異常中每個(gè)異常元素襯度(C)，將各異常中異常元素襯度相加求和(C總)。將各異常元素的襯度乘以異常的面積(NAP)，求規(guī)模和(NAP總)。求各異常中的各異常元素的強(qiáng)度(C強(qiáng)度)及強(qiáng)度和(C總強(qiáng))。將各個(gè)異常中異常元素的強(qiáng)度、規(guī)模和襯度得分相加，即總分=C總+NAP總+C總強(qiáng)，按總分大小進(jìn)行排序，結(jié)果見表2。

表2 綜合異常評序

由表2可知，綜合評序的前13個(gè)異常，幾乎全部為甲、乙類異常。其中2甲1為可擴(kuò)大已知礦床規(guī)模的異常；15甲2、25甲2、12甲2和11甲2等異常為小型礦床引起；27乙3、1乙2、6乙3、5乙2等異常為已知礦(化)點(diǎn)引起或?yàn)檎业V希望較大的乙類異常。評序靠后的異常，大都為規(guī)模較小的乙、丙類異常。

3 討 論

(1)根據(jù)地球化學(xué)勘查并結(jié)合地質(zhì)實(shí)際資料，Au是主要的成礦元素，主要成礦類型為“變質(zhì)-熱液金礦床”中的古老綠巖系-熱液金礦床亞類，綠巖系中的鐵鎂質(zhì)和超鎂鐵質(zhì)火山巖是成礦的重要礦源層。含礦巖石為中太古宙烏拉山巖群的花崗-綠巖帶變質(zhì)巖系，呈NNE走向，主要為構(gòu)造蝕變巖，礦化單一，成礦元素主要為Au，個(gè)別異常有Ag，與Au重疊的特征元素為Cu、Co、Ni、Mn。Au與孔茲巖系相關(guān)性不太大，主要與下部的綠巖帶有關(guān)。

(2)通過元素組合與地質(zhì)背景相結(jié)合，異常評序更明確的提出，主要成礦元素是Au，同時(shí)明確Au成礦類型，北部Au異常強(qiáng)度較低，受風(fēng)成沙影響，點(diǎn)狀分布，南部Au異常與開采出露剝蝕有關(guān)，呈面狀分布。

(3)注意研究區(qū)變質(zhì)綠巖帶中與磁異常代表的基性-超基性巖侵入體有關(guān)的Co、Ni、Cu礦化，特別是鎳礦主要為該類巖漿熔離型礦床 (如四川力馬河元古代鎳礦、吉林紅旗嶺礦)，應(yīng)注意查證Cu、Ni、Co異常，并注意Pt的重砂異常。

(4)研究區(qū)南部和屯鹽池圖幅西北角呼都格尚丹東的庫倫·陶勒蓋鉬鈮異常(27乙3)具有很好的稀有稀土元素成礦前景。該異常組分以Nb、Mo、W、Bi、Sn、Pb為主，重疊有Cu、Mn等異常，異常強(qiáng)度均達(dá)二、三級以上，是一套與酸性、中酸性侵入體特別是偉晶巖、花崗偉晶巖密切相關(guān)的富集元素組合，各元素組合緊密，有顯著濃集中心，濃集分帶清楚，為Nb等稀有稀土元素的礦致異常。

(5)注意研究區(qū)南部與中酸性巖漿巖高溫?zé)嵋河嘘P(guān)的Mo成礦，注意與小巖體密切相關(guān)的Mo成礦。研究區(qū)南部2個(gè)已采金礦附近的哈牟沙圖金異常(15甲2)和古臘布陶勒蓋金異常(25甲2)旁側(cè)均有Mo異常，且有花崗質(zhì)巖漿侵入或者混合巖化作用，表明高溫的Mo、W與花崗質(zhì)中酸性巖漿活動及相應(yīng)的地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)，應(yīng)注意由此引起的Mo礦化。

[1] 邵和明.內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，2001.

[2]DobrestsovNL,Berzin,NA,Buslov,MM.OpeningandtectonicevolutionofthePaleo-Asianocean[J].InternationalGeologyReview, 1995,37(4):335-360.

[3] 任紀(jì)舜，王作勛，陳炳蔚.1∶500萬中國及鄰區(qū)大地構(gòu)造圖及簡要說明——從全球看中國大地構(gòu)造[M].北京：地質(zhì)出版社，1999.

2014-10-10)

衛(wèi) 俊(1989—)，男，碩士研究生，050031 河北省石家莊市槐安東路136號。