馮 亮

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第八地質(zhì)大隊(duì)，新疆 阿克蘇 843000）

哈爾里克山地處新疆東部，以條狀帶的形式分布于吐哈盆地兩側(cè)，該地區(qū)的礦產(chǎn)資源豐富，具有較大的找礦潛力。國內(nèi)外的地球化學(xué)勘查方法研究從二十世紀(jì)六十年代開始，經(jīng)過一個世紀(jì)的沉淀與發(fā)展，在找礦領(lǐng)域中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。地球化學(xué)勘查方法在我國的主要發(fā)展過程可以概括為兩個階段，在九十年代以前以技術(shù)較為落后的地球化學(xué)勘查方法為主；此后的發(fā)展主要集中在信息找礦期。針對相關(guān)的捕集介質(zhì)、采樣方法和分析方法的研究成果也已經(jīng)積累了一些。捕集介質(zhì)先后經(jīng)歷了聚苯乙烯等固態(tài)物體和不同濃度的液態(tài)介質(zhì)發(fā)展；采樣方法也從曾經(jīng)的被動埋置逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃映闅猓蟠筇岣吡斯ぷ餍?；等離子質(zhì)譜分析法有著較高的靈敏度和容錯度，成為目前的主要分析方法。我國關(guān)于地球化學(xué)勘查方法的研究成果已經(jīng)積累了一些，但是對勘查方法的有效性分析得還不夠全面，有待深入探討[1]。

1 設(shè)計(jì)新疆哈爾里克地區(qū)礦床深部應(yīng)用地球化學(xué)勘查方法

1.1 分析新疆哈爾里克地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

新疆哈爾里克地區(qū)的地質(zhì)簡圖如圖1 所示。

圖1 哈爾里克地區(qū)地質(zhì)簡圖

哈爾里克地區(qū)在天山山脈西段，哈爾里克山的西南坡以及山脊兩側(cè)，海拔范圍在2825m ～4892m 左右，具體形狀呈現(xiàn)出中間高山、兩側(cè)深谷狹窄的地勢。哈爾里克地區(qū)礦床深部構(gòu)造單元屬于新疆東部的地槽褶皺南部邊緣，距地表較近的地質(zhì)表層構(gòu)造單元為塔里木中間地塊，中生代位于南天山碰撞帶的北緣。根據(jù)地球動力學(xué)的運(yùn)動規(guī)律和板塊構(gòu)造特征判斷，哈爾里克地區(qū)的主要發(fā)育地帶是早生代侏羅世的火山噴發(fā)層。研究區(qū)的大陸地殼是以原始陸殼為基礎(chǔ)，通過板塊運(yùn)動不斷發(fā)生結(jié)構(gòu)變化演化而成。以古大陸板塊和周圍板塊邊緣地區(qū)作為中心，將哈爾里克地區(qū)的地塊及大陸邊緣的礦床地帶分為隆起和塌陷兩種。以匯集和凝固時(shí)間為依據(jù)，對礦床深部進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造分析。哈爾里克地區(qū)在整體上跨越了天山山脈的西北部，其地質(zhì)構(gòu)造經(jīng)歷了不同時(shí)代的地質(zhì)運(yùn)動階段。哈爾里克地區(qū)的基底地質(zhì)構(gòu)造演化階段長達(dá)2200Ma ～3500Ma，在此過程中，寒武紀(jì)礦物質(zhì)結(jié)晶在研究區(qū)內(nèi)陸續(xù)出露。早期和中期太古代主要集中在中天山微陸塊，由于后中期的古生界地層的受剝蝕程度比較嚴(yán)重，導(dǎo)致該時(shí)期的前寒武紀(jì)地層出露面積較多。哈爾里克地區(qū)的北側(cè)主要是集中在變質(zhì)碳酸巖和碎屑巖地層的新元古界。在長時(shí)間的地殼運(yùn)動過程中，自震旦紀(jì)開始就已經(jīng)出現(xiàn)了超大陸裂解現(xiàn)象，這種現(xiàn)象直接導(dǎo)致了塔里木陸間洋流的形成。由于地質(zhì)構(gòu)造一直從震旦紀(jì)延伸到奧陶紀(jì)，至此標(biāo)志著大陸板塊和海洋并存的格局形成[2]。

1.2 提取礦床深部元素特征

哈爾里克地區(qū)自從晚生代末期進(jìn)入到陸內(nèi)演化階段之后，該時(shí)期的礦床開始發(fā)生淺構(gòu)造層次的脆性沖斷層普遍發(fā)育。這種現(xiàn)象導(dǎo)致哈爾里克地區(qū)的含煤層廣發(fā)發(fā)育成相應(yīng)的巖漿和酸性巖體。基于對新疆哈爾里克地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造分析，對研究區(qū)的主要典型礦床進(jìn)行元素特征提取。哈爾里克地區(qū)的主要成礦建造包括含鐵沉積變質(zhì)、含金火山巖和含銅多金屬火山巖構(gòu)造。含鐵沉積變質(zhì)構(gòu)造的一部分成因是成礦階段受到了地質(zhì)改變和熔巖熱液的交叉影響，其礦床性質(zhì)為變質(zhì)碳酸巖和硅質(zhì)碎屑巖建造。含金火山巖建造是哈爾里克地區(qū)最為常見的成礦建造，在地質(zhì)構(gòu)造上屬于覺羅塔格韌性剪切帶。主要是以石炭系綠片巖地層出露為標(biāo)志，礦床中以火山灰玄武巖和砂礫巖為主要巖性。在遭受區(qū)域變質(zhì)作用后，含金火山巖通常是受到韌性剪切帶的影響較大，并逐漸被斷裂破碎帶所控制，特征是含有多種化學(xué)元素。含銅多金屬火山巖建造在巖性上與含金火山巖建造有一定關(guān)聯(lián)，主要以石炭系火山巖出露為標(biāo)志，含銅元素較多。

哈爾里克地區(qū)礦床深部的主要化學(xué)元素相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。

表1 哈爾里克地區(qū)主要化學(xué)元素參數(shù)

根據(jù)表1 可以看出在同樣的樣本數(shù)據(jù)中，哈爾里克地區(qū)礦床主要化學(xué)元素的檢出限最大值與最小值的差距較大，這說明該地區(qū)礦床深部的化學(xué)元素活躍性較高，并且容易受到外部環(huán)境影響。在經(jīng)歷長時(shí)間的復(fù)雜地殼構(gòu)造演化之后，哈爾里克地區(qū)的巖漿活動更加頻繁，直接導(dǎo)致了研究區(qū)內(nèi)的板塊拼接與超基性斷裂火山巖發(fā)育特征明顯。這種復(fù)雜的礦床變化過程也形成了較大規(guī)模的多種類成礦區(qū)域。

1.3 搭建地球化學(xué)勘查方法應(yīng)用平臺

哈爾里克地區(qū)礦床深部的地球化學(xué)勘查方法應(yīng)用平臺搭建，主要依托地球化學(xué)勘查數(shù)據(jù)的處理。在獲取相關(guān)的地球化學(xué)數(shù)據(jù)之后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步檢查與篩選。由于哈爾里克地區(qū)礦床深部的元素變量較多，并且各元素之間的關(guān)系也頗為復(fù)雜，Y 型因子分析方法更加適用于搭建地球化學(xué)勘查方法應(yīng)用平臺。該方法的主要工作原理是分析因子載荷數(shù)據(jù)特征，從整體和個體角度研究單一元素在礦床深部的多個因子軸的不同表現(xiàn)形式。Y型因子分析的典型因子載荷數(shù)值如下表所示。

表2 典型因子載荷數(shù)據(jù)

根據(jù)表2 可知，Y 型因子分析的典型因子載荷數(shù)值反映出了哈爾里克地區(qū)礦床深部的元素相關(guān)性，在0.1 ～0.5 范圍內(nèi)進(jìn)行地球化學(xué)勘查方法平臺搭建，為分析該方法的有效性奠定基礎(chǔ)。

2 實(shí)驗(yàn)分析

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為了測試勘查方法的有效性，對研究地區(qū)的礦床深部進(jìn)行全方位勘查，準(zhǔn)備如下參數(shù)的勘查設(shè)備。

表3 化探設(shè)備參數(shù)

保證設(shè)備可識別礦床深部的相關(guān)化學(xué)元素，選取三種傳統(tǒng)勘查方法與文中勘查方法的有效性進(jìn)行對比，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)值越大，找礦效率越高。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

表4 3 種傳統(tǒng)勘查方法與本文勘查方法實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，文中地球化學(xué)勘查方法比傳統(tǒng)勘查方法的找礦效率均高出3.931%～5.017%不等，因此，應(yīng)用文中勘查方法找礦效率更高。四種勘查方法找礦效率對比情況如下圖所示。

圖2 四種勘查方法找礦效率

根據(jù)圖2 可以更直觀地看出，文中地球化學(xué)勘查方法的找礦效率更高[3]。

3 結(jié)語

本文通過分析新疆哈爾里克地區(qū)礦床深部應(yīng)用地球化學(xué)勘查方法的有效性，推動了該地區(qū)的礦產(chǎn)資源開發(fā)進(jìn)度。同時(shí)，也為學(xué)術(shù)界開展相關(guān)研究提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。由于研究條件有限，文章對新疆哈爾里克地區(qū)的礦井深部的化學(xué)元素收集得還不夠全面，未來將不斷完善。