玉蘇普艾力·喀迪爾

（新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830047）

·地質(zhì)與礦業(yè)工程·

博格達山東段原生暈地球化學(xué)異常特征及評價

玉蘇普艾力·喀迪爾*

（新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830047）

在博格達山東段利用原生暈地球化學(xué)研究的方法，對一些成礦元素的原生暈進行了分析與評價。成礦元素定量分析結(jié)果表明，Cu、Zn、As等3種元素在研究區(qū)為強富集元素，Pb、Co為富集元素；多元統(tǒng)計分析顯示主成礦元素Cu與Zn、Pb具有較強的相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)分別為0.544、0.416，R型聚類劃分出的Cu-Zn-Pb，Hg-Cr-Au組合代表與銅礦化有關(guān)的親硫、中溫環(huán)境；單元素具有水平分帶性，以單元素異常下限值和陸殼克拉克值為劃分標準，圈定了4個Ⅲ級化探異常帶，并根據(jù)原生暈元素富集賦存特征、組合特點及空間分布特征，初步評價認為研究區(qū)Cu-Pb-Zn-Cr-Au-Hg多元素疊加異常為找礦有利地段。

博格達山；化探；原生暈；隱伏礦體

研究區(qū)大地構(gòu)造位置屬于天山造山帶東段、天山—興蒙造山系準噶爾弧盆系與準噶爾—吐哈地塊的銜接地帶，北鄰準噶爾盆地，南為吐哈地塊，東鄰卡拉麥里蛇綠巖縫合帶，是個弧后裂陷盆地Cu-Fe-Au-硼—油頁巖—石油—天然氣—磷—鹽類礦帶［1-5］，該區(qū)已發(fā)現(xiàn)西地銅礦、博斯塘銅礦、克里庫爾銅礦、達烏特薩依銅礦等海相熱液礦床。綜合地質(zhì)資料及實地踏勘發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)晚石炭紀早期形成的輝綠巖與玄武巖為同源產(chǎn)物，形成于拉張環(huán)境，最終呈順層侵入產(chǎn)出［6-7］。博格達山東部銅礦化與中—上石炭統(tǒng)及二疊系中—基性火山巖、火山碎屑巖、及侵入巖關(guān)系密切［8］。新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院在該區(qū)域開展1∶20萬和1∶50萬區(qū)域化探掃面等研究工作（2004），發(fā)現(xiàn)Ag、Au、Cu、Mo、Ni單元素異常發(fā)育廣泛，認為區(qū)內(nèi)同類熱液礦床的形成十分有利。本次研究是在前人區(qū)域地質(zhì)—地球化學(xué)勘查基礎(chǔ)上，對該區(qū)進行大比例尺巖石地球化學(xué)掃面工作，并進行系統(tǒng)的分析，結(jié)合區(qū)域找礦模型，確定研究區(qū)主成礦元素的共生組合關(guān)系和賦存規(guī)律，通過評價原生暈的空間分布特征圈定成礦有利地段，為今后綜合找礦工作提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

1.1地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)出露地層主要為上石炭統(tǒng)柳樹溝組、祁家溝組和上二疊統(tǒng)卡拉崗組。柳樹溝組（C2l）巖性組合為下部灰綠色凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、灰褐色凝灰?guī)r局部夾英安巖；中部灰綠色—紫紅色玄武巖、杏仁狀安山玄武巖、閃長巖、紫紅色火山角礫巖和輝綠巖；上部為灰綠色—灰色凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)礫巖，局部夾灰?guī)r透鏡體。巖性組合總體由火山碎屑巖—火山巖相建造向細碎屑巖建造演化。祁家溝組（C2qj）巖性組合為底部灰黑色粉砂巖、紫紅色細砂巖、砂礫巖、礫巖，頂部灰色—深灰色細砂巖、粉砂巖夾紫紅色安山巖、灰白—青灰色微晶灰?guī)r，局部夾中基性火山巖。巖石組合表現(xiàn)為一套海陸交互相陸源粗碎屑巖—碳酸鹽巖建造，局部夾有火山巖，屬于一套火山巖—粗碎屑巖組合。卡拉崗組（P2k）巖性以酸性火山巖及碎屑巖為主。下部為灰綠色粗砂巖、凝灰礫巖，凝灰砂巖、火山角礫巖夾霏細斑巖、流紋巖、安山玢巖、凝灰?guī)r及粉砂巖；上部為霏細斑巖、流紋巖、酸性凝灰?guī)r夾鈉長斑巖、安山玢巖、火山角礫巖及粉砂巖。含植物化石，下與上石炭統(tǒng)祁家溝組呈斷層接觸（圖1）。博格達山脈廣泛分布貫穿于石炭紀火山巖地層中的層狀輝綠巖侵入體，主要分布于七角井組、柳樹溝組中。輝綠巖單層厚度約0.5～200余米，個別達1000m，延伸數(shù)十到數(shù)千米，最長達20km。區(qū)內(nèi)輝綠巖多為順層巖床，產(chǎn)狀與上下巖層平行，和圍巖一起褶皺。輝綠巖為熱侵入，巖體上下接觸面均有1m左右的角巖化帶。區(qū)域斷裂活動是成礦物質(zhì)活化、遷移的主要動力來源。區(qū)內(nèi)的構(gòu)造主要以斷裂為主，主斷裂的走向西北，與地層走向呈一定的夾角。區(qū)內(nèi)有許多次級斷層，對成礦有一定的控制作用。

1.2區(qū)域地球化學(xué)特征

據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院1∶20萬和1∶50萬區(qū)域化探掃面（水系沉積物測量及少部分巖屑測量）資料處理結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)Ag、Au、Cu、Mo、Ni單元素異常廣泛發(fā)育，其中西段以Cu、Mo為主，東段以Au、Ag、Ni為主。

研究區(qū)作為東天山地球化學(xué)塊體的一部分，其中Au、Mo、Hg、Cu、Sb、Ni、Ag、Pb、Zn、W、Ni元素襯值1.0左右，總體屬正常分布；Au、Mo、Hg等元素襯值大于1.2，趨于明顯富集狀態(tài)。除Zn元素外，Au、Hg、Sb、Cu、Ag、Pb、W、Sn、Mo、Ni等元素均處于不均勻分布（變化系數(shù)大于1.0），尤其是Au、Hg、Sb、Cu、Ag、Pb、 W、Sn等元素變化系數(shù)在1.4以上，Au、Hg、Sb、Cu等個別元素變化系數(shù)大于2.0，說明這些元素很容易在局部地區(qū)富集成礦。

區(qū)域內(nèi)發(fā)育兩處綜合化探異常，博格達—七角井Cu、Au、Zn綜合異常帶和大南湖Cu、Ni、Au綜合異常帶。其中博格達—七角井Cu、Au、Zn綜合異常帶位于東天山博格達—七角井—白石頭一帶，東西向長約500km，以Cu、Au、Zn為主，其次有Pb、Ni、Sb、Sn、As、Hg、Mo等異常。異常強度及面積較小，分布零散，多呈單元素異常分布，僅在少部分地區(qū)形成多元素異常集中區(qū)：如博格多Cu、Pb、Zn、Ni異常集中區(qū)；七角井—吳家莊子Cu、Au、Ni、Sb、Pb異常集中區(qū)；沁城Sn、Sb、Cu、Ni、Pb異常集中區(qū)。

圖1　研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖1.第四系洪積層；2.第四系沼澤沉積層；3.上二疊統(tǒng)卡拉崗組；4.上石炭統(tǒng)祁家溝組；5.上石炭統(tǒng)柳樹溝組；6.下石炭統(tǒng)七角井組；7.石炭紀花崗巖；8.石炭紀輝綠巖；9.石炭紀閃長巖；10.地質(zhì)界線；11.斷層/壓性沖斷裂；12.礦化點/礦點；13.銅礦床；14.研究區(qū)位置

2　成礦元素統(tǒng)計與分析

原生暈找礦方法是利用礦體或其他地質(zhì)體周圍賦存在巖石中的地球化學(xué)分散暈進行找礦的地球化學(xué)方法［9］。國內(nèi)外金屬礦床原生暈研究表明，原生暈方法是地球化學(xué)尋找金屬礦床最有效的方法。應(yīng)用原生暈方法能在礦床不同勘查階段追蹤盲礦體、確定礦體賦存部位，可指導(dǎo)礦區(qū)外圍及區(qū)域成礦帶上的礦點或異常分類評價，提高中大比例尺的礦產(chǎn)預(yù)測水平，還可為研究控礦因素、礦床成因、礦質(zhì)來源、圍巖蝕變等提供地球化學(xué)證據(jù)和基礎(chǔ)資料［9-10］。本次工作首先對研究區(qū)基巖33種元素應(yīng)用高精度X熒光分析儀（innox α-5000）進行測量，分析基巖微量元素特征。前人依據(jù)元素的地球化學(xué)性質(zhì)、異常元素的空間組合及成礦關(guān)系，將Cu-Pb-Zn型多金屬礦床相關(guān)的元素異常劃分為（1）直接指示元素Cu、Pb、Zn；（2）間接指示元素Cd、As、Ag、Bi、Hg等［11］。本文主要對Cu、Pb、Zn、Co、Ni、As、Mo、Cr、Au、Hg等10種元素加以統(tǒng)計和定量分析，研究成礦元素的分布和富集規(guī)律。

2.1成礦元素定量分析

由于地質(zhì)作用過程的長期性、多期性和復(fù)雜性，導(dǎo)致部分元素的含量在地質(zhì)體中呈現(xiàn)富集或貧化。這種富集或貧化是基于區(qū)域元素背景值之上的高低變化，與地質(zhì)體之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系。通過對研究區(qū)中的所有剖面上的巖石化探樣的光譜定量分析結(jié)果統(tǒng)計，將元素的富集與貧化以濃度克拉克值劃分為4個級別，即小于0.8屬貧化，0.8～1.0正常，1.0～2.0富集，大于2.0強富集。

表1　研究區(qū)微量元素地球化學(xué)參數(shù)表

絕大多數(shù)熱液礦床，元素富集地段的礦化蝕變強度高、規(guī)模大、種類多、蝕變復(fù)雜，即值越大、富集程度越高、分異程度越強烈，成礦的潛力越大［12］。由表1可知Pb、Co元素濃度克拉克值均1.0～2.0，說明這兩種元素在研究區(qū)是富集的。Cu、Zn、As元素的濃度克拉克值均大于2，說明Cu、Zn、As等元素在勘查區(qū)為強富集元素。Au、Ag、Cr、Ni、Hg元素均低于克拉克值，屬貧乏元素。

2.2成礦元素組合分析

地球化學(xué)信息是最直接的找礦信息，在地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理中，多元統(tǒng)計分析方法得到越來越廣泛的應(yīng)用。地球化學(xué)元素之間的關(guān)系可以通過其量值之間的統(tǒng)計分析途徑揭示，并通過元素量值的統(tǒng)計分析還可以推測元素在成礦過程中的演化特征，進而為預(yù)測工作提供有用信息，這些分析方法可以從各種復(fù)雜而零亂的數(shù)據(jù)中提取出種種規(guī)律性［13-14］。

相關(guān)性分析相關(guān)分析是研究現(xiàn)象之間是否存在某種依存關(guān)系，并對具體有依存關(guān)系的現(xiàn)象探討其相關(guān)方向以及相關(guān)程度，是研究隨機變量之間的相關(guān)關(guān)系的一種統(tǒng)計方法。本文主要對研究區(qū)上述10種元素（隨機變量）進行相關(guān)性分析，檢驗了各元素之間相關(guān)程度（表2）。

由表2可知，與主成礦元素Cu相關(guān)度較高的元素依次為Zn、Pb、Ni、Hg、Ag、Cr、Co、Au，其中Cu與Zn、Pb具有較強的相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)分別為0.544、0.416。此外，Zn與Co、Ni，Ag與Co、Hg、Au，Hg與Cr、Co、Ni，Cr與Au存在明顯的正相關(guān)，其他元素之間相關(guān)性不明顯，反映了成礦元素與伴生元素的組合特征和大致的成礦環(huán)境。

R型聚類分析聚類分析是根據(jù)分類事物個體間關(guān)系的緊密程度或近似程度而進行的聚合分類。利用SPSS軟件，對研究區(qū)Cu、Pb、Zn、Co、Ni、As、Mo、Cr、Au、Hg等10種元素進行R型層次聚類分析，使用Between-groups linkage（類間平均鏈鎖法），在測量距離上使用適合于R型聚類的Pearson correlation（相關(guān)系數(shù)距離），聚類譜系圖（圖2）。

根據(jù)地球化學(xué)原理，在成礦過程中地球化學(xué)性質(zhì)相近的元素，常共同遷移，共同沉積，首先聚集在一起［15］。從圖2中可以看出，當距離系數(shù)小于等于5時，可把元素聚類為兩類，第一類為Cu-Zn-Pb組合，表明它們的化學(xué)性質(zhì)基本相同，性質(zhì)比較活潑，反映了礦體前緣暈元素的組合特征，第二類是Hg-Cr-Au組合，反映了尾暈元素的組合特征，代表與銅礦化有關(guān)的親硫、中—高溫環(huán)境。當距離系數(shù)大于5時，Ni、As、Co、Ag四個元素各成一類，且分別與其它元素聚類呈現(xiàn)正相關(guān)水平，反映出高溫成礦元素相對于主成礦元素的異常礦化程度較高，其中各元素之間的相關(guān)水平較低可以反映出礦體的形成是一個多階段成礦的過程?？傮w來說，R聚類分析得出的結(jié)果和原生暈相關(guān)性分析中前緣暈元素、尾暈元素的組合特征基本一致，（Cu、Zn、Pb）和（Hg、Cr、Au）關(guān)系密切，隱伏礦體成礦溫度差異較大，這與研究區(qū)成礦在時間上先后，空間上又相互疊加有關(guān)。

表2　研究區(qū)各元素相關(guān)系數(shù)表

圖2　研究區(qū)各元素聚類分析譜系圖

3　原生暈地球化學(xué)異常特征及評價

元素的空間分布規(guī)律研究是勘查地球化學(xué)的核心，它是揭示地球化學(xué)元素空間富集和變化規(guī)律的重要途徑之一［16-17］。統(tǒng)計顯示，研究區(qū)各元素含量概率分布形式基本符合正太分布，滿足元素含量空間分析的條件。本文選擇成礦共生組合關(guān)系密切、相關(guān)程度較高的Cu、Pb、Zn、Hg、Au、Cr等6種元素，進行微量元素空間分析。

3.1單元素異常特征

在Arcgis平臺下，以研究區(qū)異常含量下限值為標準，運用克里金插值法做出了Cu、Pb、Zn、Hg、Au、Cr 等6種元素的含量等值線圖，直觀反映其空間分布規(guī)律和富集程度（圖3）。

Cu異常主要分為3個異常區(qū)，其中，異常1區(qū)分布在C2l地層中，位于主斷裂帶的南側(cè)，異常具有二級分帶性，異常外帶面積較大，異常較明顯，最高值為709× 10-6，該異常在受到北西向斷層控制的同時也受到地層的控制，地層走向近東西，傾向160°，達烏特薩依銅礦位于異常1區(qū)的南側(cè)，說明該區(qū)域成礦條件良好。含有異常的巖石主要為輝綠巖、凝灰?guī)r和閃長巖，地表局部可見褐鐵礦化。異常2區(qū)也分布在C2l地層中，面積相對較小，該異常區(qū)北側(cè)發(fā)現(xiàn)小規(guī)模的黃鉀鐵釩蝕變帶。異常3區(qū)所在的地層為C2qj，發(fā)現(xiàn)大量的硅孔雀石，在博格達—哈爾里克成礦帶上硅孔雀石與孔雀石伴生，是尋找銅礦床的重要標識，但地表未見孔雀石化，巖石主要為玄武巖。Zn異常分布面積較大，異常1區(qū)元素分布受該區(qū)主斷層的控制，斷層北側(cè)一帶的富集程度較高，含有異常的巖石主要為基性—中性火山巖為主，異常2區(qū)和3區(qū)異常面積相對較小，但與Cu異常吻合。Pb異常分布較分散，Pb是Cu的共生元素，Pb異常1區(qū)與Cu異常1區(qū)套合性較好。Hg是熱液活動的指示元素，異常面積較大，主要分為4個異常區(qū)，構(gòu)造和地層對異?？刂戚^明顯，分布于C2l和C2qj地層中，Hg異常1、2、3區(qū)與Cu異常區(qū)套合性顯著，說明異常區(qū)熱液活動強烈。Cr異常相對集中在異常2區(qū)和3區(qū)中，與相應(yīng)的Cu異常相吻合，并異常2區(qū)的異常中心較明顯，具有二級分帶性，最高值為4660×10-6，Cr異常的出現(xiàn)可能和較深部輝綠巖有關(guān)。研究區(qū)Au異常分布比較分散，面積較小，異常2區(qū)元素富集相對集中，與Cu異常2區(qū)相套合。

3.2綜合異常特征及評價

單元素空間分布規(guī)律雖然反映了研究區(qū)內(nèi)成礦的可能性以及具有多期、多源的特點，但單元素的含量異常對于指示礦床所在位置存在著很多不確定性，只有多元素綜合異常才能有效的反映礦體的存在。所以本研究在單元素異常確定的基礎(chǔ)上，根據(jù)成礦元素的共生組合規(guī)律和空間分布特征，初步圈定了四個Ⅲ級化探綜合異常帶。

綜合異常顯示：異常Ⅰ區(qū)位于主斷裂帶的南側(cè)異常面積較大，受到北西斷層和地層控制，異常濃集中心較明顯，Pb、Zn、Hg等多元素異常帶與Cu異常相疊加，其中Cu、Zn為強富集元素，Pb為富集元素，Hg為熱液活動的指示元素，達烏特薩依銅礦位于該異常區(qū)的南側(cè)，說明該區(qū)域成礦條件良好；異常Ⅱ區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量的硅孔雀石，在博格達—哈爾里克成礦帶上硅孔雀石與孔雀石伴生，是尋找銅礦床的直接找礦標志，異常的載體巖石主要為玄武巖，Cu異常與Zn、Hg、Cr、Au等多元素異常帶疊加性較好，元素組合復(fù)雜，呈不規(guī)則狀分布，濃集中心明顯，其中Cu、Zn為強富集元素，Cr為富集元素，Hg為熱液礦床的前緣暈元素，說明銅異常區(qū)熱液活動強烈，為中—高溫熱液成礦元素組合；異常Ⅲ區(qū)的面積相對較小，異常中心明顯，Cu異常與Zn、Pb、Hg、Cr多元素異常套合性較好，其中Cu、Zn為強富集元素，該區(qū)北側(cè)發(fā)現(xiàn)小規(guī)模的黃鉀鐵釩蝕變帶；異常Ⅳ區(qū)內(nèi)Cu、Zn、Pb、Hg異常相疊加，其中Hg異常的面積較大，呈不規(guī)則狀分布，但該區(qū)Cu、Zn、Pb異常均不顯著，地表未發(fā)現(xiàn)礦化蝕變現(xiàn)象，需要進一步查證。

根據(jù)大比例尺巖石地球化學(xué)測量中的成礦元素空間分布規(guī)律和組合特點分析，可以認為礦床的形成與中—基性巖漿巖及成巖后的熱液充填成礦作用有關(guān)。具有親銅性的中—基性巖為銅礦床的形成提供了物質(zhì)來源。在晚石炭紀至早二疊紀期間，該地區(qū)轉(zhuǎn)入碰撞造山階段，逆沖構(gòu)造極為發(fā)育，不僅為成礦過程提供了動力，也為成礦提供了導(dǎo)礦、容礦的空間。另外，該區(qū)剝蝕程度相對較淺，異常Ⅰ區(qū)深部工程驗證發(fā)現(xiàn)礦體主要賦存于24m以下的巖體中。

圖3　研究區(qū)單元素異常圖

4　結(jié)論

（1）研究區(qū)地層和斷裂構(gòu)造對成礦元素異常的空間分布和富集程度的控制較明顯，C2l、C2qj地層和北西向主斷裂為重要找礦標志；區(qū)內(nèi)Ag、Au、Cu、Mo、Ni單元素異常廣泛發(fā)育，并伴隨有銅、金等的礦化，這是銅、金成礦的直接標志。

（2）成礦元素定量分析與多元統(tǒng)計結(jié)果表明，Cu、Zn、As等3種元素在勘查區(qū)為強富集元素，Pb、Co為富集元素，Au、Ag、Cr、Ni、Hg元素屬貧乏元素；（Cu、Zn、Pb）和（Hg、Cr、Au）關(guān)系密切，代表親硫的中—高溫成礦環(huán)境。

（3）根據(jù)成礦元素共生組合特點、空間分布規(guī)律以及所處的地質(zhì)條件，圈定了具有找礦意義的4個化探綜合異常區(qū)。評價認為，Cu-Pb-Zn-Cr-Au-Hg等多元素疊加異常的存在，是博格達東段地區(qū)尋找該類銅礦床的重要地球化學(xué)標志。

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Primary Halo Characteristics and Evaluation of GeochemicalAnomalies of Eastern Bogda Mountains

YUSUPUAili
（Institute of Geology and Mining Engineering Xinjiang University，Urumqi Xinjiang 830047，China）

Primary halos of some ore-forming elements are analyzed and evaluated through the primary halo geochemical methods in eastern Bogda Mountains.The trace quantitative analysis results of ore-forming elements in Eastern Bogda Mountains showed that，three kinds of elements Cu，Zn，As are strong enriched elements in the study area and Pb and Co are enriched elements.Multivariate statistical analysis showed that the main metallogenic elements Cu has a strong correlation with Zn and Pb，the correlation coefficients is 0.544 and 0.416 respectively，R clustering of Cu-Zn-Pb combination and Hg-Cr-Au combination represents copper mineralization related to ore-forming elements combination，near sulfur and medium temperature environment.Single element has the horizontal zoning feature，according to the geochemical primary halo of element enrichment and occurrence characteristics and combined the characteristics and spatial distribution characteristics，with a single element anomaly lower limit and continental crust Clark value as the division standard，fence fourⅢgrade geochemical anomaly belt and the anomaly evaluation result inferred that，existing of Cu-Pb-Zn-Cr-Au-Hg multi elements superimposed anomaly is favorable for prospecting in the study area.

Bogda Mountain；geochemical exploration；primary halo；concealed ore body

P632

A

1004-5716（2016）04-0096-06

2015-04-16

2015-04-20

玉蘇普艾力·喀迪爾（1987-），男（維吾爾族），新疆喀什人，新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向：地球探測與信息技術(shù)。