馬忠勝，張廣平

(1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪地理信息院，河南 鄭州 450006；2.河南省自然資源科技創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450006)

0 引言

新疆托里縣阿克塔木金礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于巴爾喀什—準(zhǔn)噶爾—蒙古南戈壁華力西期陸緣活動帶，為哈薩克斯坦巴爾喀什斑巖型成礦帶的東延部分，屬哈圖山金成礦帶的西南緣。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)金礦床(點)近300處，是新疆北部最重要的金成礦帶之一，具有很好的金礦區(qū)域成礦地質(zhì)背景[1-4]。前人在哈圖金礦帶北東部開展了大量地質(zhì)、物化探及科研工作，并取得了較好的找礦成果，發(fā)現(xiàn)有哈圖(齊Ⅰ)、齊Ⅱ、齊Ⅲ、齊Ⅳ、齊Ⅴ、別魯阿嘎希和提依爾等金礦床。在哈圖金礦帶西南緣廟爾溝巖體西、南部投入地質(zhì)勘查工作雖然較少，近年來也發(fā)現(xiàn)了吉爾吾沙克[5-6]和阿達(dá)依[7]兩個小型金礦床。

土壤地球化學(xué)測量是金礦勘查最有效的手段之一[8-10]，2017年河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪地理信息院在該研究區(qū)開展1∶1萬土壤地球化學(xué)測量及異常查證，發(fā)現(xiàn)了阿克塔木金礦。同在廟爾溝環(huán)形構(gòu)造帶上西北有吉爾吾沙克金礦，東南有阿達(dá)依金礦，預(yù)示該區(qū)可能是一個新的金礦基地。

1 區(qū)域地質(zhì)及地球化學(xué)特征

區(qū)域上出露大面積古生代海相沉積巖和火山巖地層，以泥盆系—石炭系為主。泥盆系為一套火山、陸源碎屑巖系，主要分布在瑪依勒斷裂兩側(cè)；石炭系為火山碎屑及基性火山熔巖，主要分布在達(dá)拉布特河兩岸。石炭系內(nèi)又以下石炭統(tǒng)太勒古拉組(C1t)、包古圖組(C1b)、希貝庫拉斯組(C1x)分布最為廣泛，為一套巨厚的半深海-大陸坡相火山-火山碎屑濁積建造[11-12]。在石炭系之上覆蓋有小面積的二疊系陸相碎屑沉積建造，主要分布于達(dá)拉布特斷裂帶和廟爾溝環(huán)狀構(gòu)造帶上。新生界陸相碎屑沉積見于區(qū)內(nèi)一些低洼處。

構(gòu)造自北向南有巴爾魯克、瑪依勒、哈圖和達(dá)拉布特等一系列具推覆性質(zhì)的大斷裂，構(gòu)成區(qū)域NE向構(gòu)造格架(圖1)，該系列斷裂傾向NW。

西準(zhǔn)噶爾地區(qū)巖漿活動強(qiáng)烈，該區(qū)發(fā)育兩類花崗巖類巖體(圖1)，一類為海西中晚期巨大的花崗巖體，呈巖基狀產(chǎn)出，有鐵廠溝、哈圖、阿克巴斯套、廟爾溝、紅山、克拉瑪依花崗巖等，分布于瑪依勒與達(dá)拉布特斷裂之間及達(dá)拉布特斷裂東南一帶，侵位于下石炭統(tǒng)地層中；另一類為規(guī)模較小的中酸性巖體，分布于達(dá)拉布特斷裂以南包古圖地區(qū)和廟爾溝巖體外圍，呈小巖株狀，有包古圖、沙爾巴克特、塔斯闊臘巖體，侵位時代為300～320 Ma[13-14]。目前發(fā)現(xiàn)大型巖基狀巖體很少成礦，中—小型侵入體與金礦有關(guān)，阿克塔木金礦床的含礦巖體塔斯闊臘巖體屬于第二類巖體。

根據(jù)托里縣幅1∶20萬水系沉積物測量成果，圈定綜合異常72個，其中14個可做為找礦靶區(qū)，19個可做找礦線索，發(fā)現(xiàn)具有進(jìn)一步工作價值的礦點和礦化點7處，其中金礦點3處，礦化點1處，查明了哈圖金礦成礦帶的西延情況，巴爾魯克斷裂南是金富集區(qū)[15]。托里幅1∶20萬水系沉積物測量圈定的“61丙”綜合異常在本研究區(qū)內(nèi)，Au元素異常展布方向與塔斯闊臘巖體走向一致，呈NW向，異常面積6.0 km2，主要異常元素組合為 Au-As-Bi-Ag，Au異常具有二級濃度分帶 (金含量：外帶4×10-9～8×10-9，內(nèi)帶≥8×10-9)，該研究區(qū)屬有利找礦靶區(qū)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)出露地層主要為下石炭統(tǒng)包古圖組(C1b)(圖2)。包古圖組分布在巖體的西南和東北部，屬一套深海—半深海濁流沉積相，主要巖性以深灰—灰黑色厚層狀硅質(zhì)巖、硅質(zhì)粉砂巖為主，夾有少量深灰色硅質(zhì)泥巖，受侵入巖影響，在巖體兩側(cè)接觸帶附近角巖化。

礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有EW向、NW向、NE向3組，其中EW向的有F4(塔斯闊臘斷裂)，為區(qū)域性斷裂，規(guī)模最大，延長約4.2 km，NW向和NE向斷層多交匯在F4斷層上，NW向斷層及其次級斷裂或裂隙為區(qū)內(nèi)主要控礦和容礦構(gòu)造。NE向斷層規(guī)模較小，不含礦，主要分布在巖體北接觸帶。

區(qū)內(nèi)侵入巖主要為塔斯闊臘巖體，出露于研究區(qū)中部，呈NW—SE向展布(圖2)，總體形態(tài)中部窄兩端寬呈似啞鈴狀，呈巖株產(chǎn)出，長約6 km，寬0.2～1.4 km，長短軸之比約6∶1，區(qū)內(nèi)出露面積約3.56 km2。巖體侵入最新地層為下石炭統(tǒng)包古圖組，黑云母 K-Ar 法測定絕對年齡值為(306.4±3.7)Ma[16]，鋯石 U-Pb 年代學(xué)研究顯示塔斯闊臘巖體花崗閃長巖的成巖年齡為(314.9±1.9)Ma，屬晚石炭世早期[17]。巖體巖性主要為花崗閃長巖，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，主要有灰黑色細(xì)晶閃長巖、閃長玢巖呈群產(chǎn)出，走向多與巖體一致，為NW向。

圍巖蝕變類型主要為硅化和鉀化，硅化主要分布于巖體北接觸帶和巖體內(nèi)構(gòu)造發(fā)育部位，鉀化與硅化分帶較明顯，尤其在東部巖體大體上呈現(xiàn)中心鉀化，兩側(cè)硅化的分布特征。此外巖體內(nèi)還見有孔雀石化、黃鐵礦化、電氣石化等蝕變現(xiàn)象。

通過地表槽探及一定的鉆探工程，初步圈定了4個金礦體，礦體主要分布于金礦化蝕變帶中，其中Ⅱ、Ⅲ號礦體礦化較好，礦體整體形態(tài)呈厚度穩(wěn)定的似層狀、脈狀，走向長230～750 m，傾向SW，平均傾角70°，平均厚度為1.0～6.28 m，金平均品位為(1.05～3.04)×10-6。

礦體主要礦石礦物成分中金屬礦物有自然金，金屬硫化物有黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、方鉛礦、輝鉬礦、磁黃鐵礦，金屬氧化物有褐鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、孔雀石、藍(lán)銅礦；脈石礦物主要為石英、斜長石。礦石結(jié)構(gòu)主要有自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)及他形晶粒狀結(jié)構(gòu)，以塊狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造為主。

3 土壤地球化學(xué)特征

研究區(qū)位于新疆托里縣廟爾溝巖體南部，以中山淺切割地形為主，為干旱—半干旱高寒山區(qū)景觀區(qū)。為了有效地分解1∶20萬區(qū)域化探異常，采用1∶1萬土壤地球化學(xué)測量方法圈定異常區(qū)，縮小找礦靶區(qū)。

3.1 樣品采集與處理

采樣線布設(shè)垂直地質(zhì)體和主構(gòu)造線方向，采樣線方位為40°，在區(qū)域異常核心區(qū)開展1∶1萬土壤地球化學(xué)測量，工作面積6 km2。采樣介質(zhì)為新鮮基巖頂部B+C層土壤；采樣方法為在采樣線上20 m點距內(nèi)，基本均勻選擇5處樣坑采集后混合成一個樣品，野外現(xiàn)場過20目至40目篩，及時稱重，樣品重量過篩后不小于250 g裝入紙袋。采集土壤樣1529件，分析項目為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、W、Mo、Sn共11項元素。樣品在河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院化驗室分析，采用石墨爐原子吸收光譜儀測定Au；采用平面光柵攝譜儀測定Ag；采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定Cu、Pb、Zn；采用原子熒光光譜儀測定As、Sb、Bi；采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定W、Mo、Sn。

為了保證樣品分析質(zhì)量，每50個樣為一批，每批以密碼插入4個省控制樣 (GRD) (痕量Au每批插入2個國家Ⅰ級標(biāo)樣，計算相對誤差RE)，計算ΔlogC和標(biāo)準(zhǔn)偏差S。實驗室按5%比例密碼抽內(nèi)檢，每批樣品分析完畢，對部分特高或特低含量樣品，按2%～3%比例進(jìn)行異常點檢查(痕量Au不低于10%)，計算相對雙差RD。

3.2 地球化學(xué)參數(shù)特征

本次以1∶1萬土壤地球化學(xué)測量樣品分析化驗的各元素原始數(shù)據(jù)為依據(jù)，采用全區(qū)統(tǒng)計計算法，計算各元素的算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)離差。通過統(tǒng)計計算，得出研究區(qū)各元素地球化學(xué)特征參數(shù)(表1)。

表1 元素土壤地球化學(xué)特征參數(shù)

由表1可知，研究區(qū)Au、Bi、Cu、W、Ag、As、Sb、Mo元素富集程度高，富集系數(shù)均大于2，為2.29～33.88，尤其是成礦元素Au最高，為準(zhǔn)噶爾地區(qū)平均值的33.88倍；Pb、Zn元素豐度接近準(zhǔn)噶爾地區(qū)背景值，Sn元素略有富集。Cu、Zn、As、Sn、Mo元素變化系數(shù)為0.51～0.89，屬均勻至較均勻；Au、Bi、W、Ag、Pb、Sb元素變化系數(shù)大于1，為1.51～10.15，主成礦元素Au變化系數(shù)為2.72，屬分布極不均勻元素，標(biāo)準(zhǔn)離差也大。以上參數(shù)表明，研究區(qū)Au元素的分布極不均勻，富集強(qiáng)度和富集能力比較高，有利于成礦。

3.3 分析元素相關(guān)特征

對研究區(qū)內(nèi)樣品分析的11種元素原始數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果顯示主成礦元素Au與Bi、Cu、W、Ag、As相關(guān)性較高，Au與Bi相關(guān)性最大，為0.598(表2)。以上特征在R型聚類分析圖譜上更為明顯(圖3)，由圖3可見，當(dāng)取0.30相似水平時，可將11種元素劃分成5個點群：①Pb、Zn、Ag；②Au、Bi、Cu、W；③As、Sb；④Sn；⑤Mo。從主成礦元素來看，Au先與Bi聚類，再與Cu、W聚類，Bi與Au相關(guān)性最好。其次Pb、Zn、Ag相關(guān)性較好；As與Sb相關(guān)性較好。

表2 元素相關(guān)系數(shù)矩陣

綜上所述，認(rèn)為Au、Bi、Cu、W、Ag、As元素是礦區(qū)重要的成礦及指示元素，可作為異常組合來圈定靶區(qū)，作為找礦的指示元素。

3.4 元素組合異常特征

從元素綜合異常圖可明顯看出區(qū)內(nèi)Au元素與其他元素異常套合性較好(相關(guān)性較弱)。本次共圈出Au異常7個(圖4)，Au異常分布比較集中，主要分布在礦區(qū)的中東部及西部，其中較大異常Au-1、Au-2、Au-3均具內(nèi)、中、外濃度分帶，與其他異常元素Ag、Cu、Bi、W、Sb套合較好。Au元素異常地球化學(xué)特征參數(shù)見表3。

表3 Au元素異常特征參數(shù)

Au-1號異常：位于研究區(qū)西北角，整體呈不規(guī)則形，面積0.66 km2。該異常Au與Ag、Bi、Cu元素異常范圍套合較好，Au元素峰值為422×10-9，Cu異常最大值328×10-6，Bi元素峰值25.33×10-6。該異常規(guī)模大，異常強(qiáng)度較強(qiáng)，具有進(jìn)一步找礦價值。

Au-2號異常：位于研究區(qū)中東部，區(qū)內(nèi)塔斯闊臘巖體的東部，整體呈NW向不規(guī)則狀，異常圈閉較好，存在濃集中心，面積0.65 km2。異常元素組合Au、Ag、Cu、Bi、W、Mo、Sn，在空間分布上，Au、Ag異常面積較大，Au、Ag、Cu、Bi套合較好。Au元素峰值為2589×10-9，Ag元素峰值為0.38×10-6；Cu元素峰值為1409×10-6，Bi元素峰值為22.90×10-6。該異常范圍內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，具有明顯的硅化、褐鐵礦化等礦化蝕變現(xiàn)象。Au元素具有明顯濃度分帶特征，金元素異常與硅化、褐鐵礦化、孔雀石化套合較好。通過少量探槽和鉆孔驗證，發(fā)現(xiàn)了金礦體，其中地表探槽TC302中Au最高品位為14.04×10-6，鉆孔ZK1101中，Au最高品位為6.22×10-6，因此該異常為礦致異常。

Au-3號異常：位于研究區(qū)東部，呈港灣狀展布，異常清晰，異常規(guī)模較大，面積0.54 km2。該異常元素組合為Au、Ag、Cu、Bi、As、W、Sn、Mo，其中Au元素峰值1503×10-9；Ag元素峰值3.25×10-6，Cu元素峰值920×10-6。通過踏勘與巖石剖面測量進(jìn)行異常檢查，地表Au最高品位為7.40×10-6，鉆孔ZK2001中，Au最高品位為4.10×10-6，該異常為礦致異常。

根據(jù)組合異常分布特征及地質(zhì)特征，在研究區(qū)劃分3個找礦靶區(qū)(圖4)，其中AKTM-2號和AKTM-3號靶區(qū)位于塔斯闊臘花崗閃長巖中，異常的形成與NE向斜交的NW向次級斷裂有關(guān)；且與硅化、褐鐵礦化、孔雀石化等蝕變套合較好，AKTM-2號和AKTM-3號靶區(qū)異常規(guī)模大，異常峰值高，找礦前景好；其他綜合異常與前兩個異常相比，地球化學(xué)特征與地質(zhì)特征相似，可以作為下步找礦靶區(qū)，進(jìn)一步擴(kuò)大找礦成果。

4 巖石地球化學(xué)剖面測量驗證

根據(jù)對土壤地球化學(xué)異常及異常位置地質(zhì)情況研究，決定先對Au-2號異常采用巖石剖面測量進(jìn)行檢查驗證。2條巖石剖面按NE40°方位布設(shè)，全部穿過土壤異常區(qū)，巖石剖面測量長度共3.56 km，樣品采自基巖，樣品間距為5 m，共采集巖石化探樣136件。

11線巖石剖面穿過2級濃度帶1處，在土壤異常濃集中心東南部低緩異常區(qū)發(fā)現(xiàn)礦化點1處，該處巖石化探樣Au含量峰值為1221×10-9、433×10-9，該處巖石較破碎，主要為NW向的閃長巖脈，見孔雀石化、硅化、鉀化。

3線巖石剖面穿過4級濃度帶1處，經(jīng)分析測試，在距2處土壤異常濃集中心50～175 m處均出現(xiàn)巖石化探高值區(qū)，2處峰值分別為5256×10-9、1758×10-9，并且在剖面測量時發(fā)現(xiàn)2條硅化細(xì)晶閃長巖脈，通過追索采樣，蝕變巖石地表品位最高達(dá)14.04×10-6。說明土壤化探樣受地形、風(fēng)力等因素影響有位移，但位移不大，也證明土壤地球化學(xué)測量在該區(qū)的適用性和可靠性。

通過2條巖石剖面測量對Au-2號異常的檢查，驗證Au-2號異常為礦致異常，并且驗證土壤地球化學(xué)測量在本區(qū)的適用性和可靠性。

5 找礦遠(yuǎn)景分析

阿克塔木金礦處于達(dá)拉布特—卡拉麥里鉻金成礦亞帶，是重要的金礦化集中區(qū)。其西北部32 km處即為吉爾吾沙克金礦 (該礦有望達(dá)到中型規(guī)模)，兩者均位于廟爾溝巖體西南，NE向的瑪依勒和達(dá)拉布特大斷裂之間，均與中酸性侵入體密切相關(guān)，巖體內(nèi)接觸帶均為礦化的主要部位。總體來看，阿克塔木金礦與吉爾吾沙克金礦具有類似的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境特征。地球化學(xué)方面，礦體處于Au、Ag、Cu、Bi、As多元素富集帶，展布方向基本與構(gòu)造線方向吻合，一般情況下，異常規(guī)模與金礦床規(guī)模成正比[19]。沿廟爾溝巖體南側(cè)NW向的次級斷裂帶，仍有多個金銀綜合異常發(fā)育。而此區(qū)以往工作程度較低，通過進(jìn)一步工作，該區(qū)有望實現(xiàn)尋找大—中型金礦的突破。

礦區(qū)1∶1萬地球化學(xué)異常顯示，礦體及周邊地質(zhì)體中發(fā)育較好的Au、Ag、Cu、Bi、As組合異常，圈定的3個找靶區(qū)中有多個Au特高值點有待進(jìn)一步查證。AKTM-2號靶區(qū)中Ⅲ號礦體沿走向和傾向有分枝復(fù)合現(xiàn)象，該礦體向西側(cè)伏，礦體向西應(yīng)有較遠(yuǎn)延伸。對3個找礦靶區(qū)投入進(jìn)一步查證和驗證工作，有望擴(kuò)大阿克塔木金礦規(guī)模并發(fā)現(xiàn)新礦體。

6 找礦標(biāo)志

據(jù)阿克塔木金礦地質(zhì)、地球化學(xué)特征，總結(jié)出以下幾點找礦標(biāo)志：①區(qū)內(nèi)巖體、巖脈較為發(fā)育，內(nèi)接觸帶是找礦的有利位置；②地表發(fā)育有以黃鐵礦化、孔雀石化、毒砂化、硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化為主的蝕變現(xiàn)象，硅化、絹云母化和黃鐵礦化蝕變疊合部位是找礦的重要位置；③斷裂構(gòu)造標(biāo)志：含金石英脈都產(chǎn)于剪切帶之中，因此NWW向、近EW向剪切帶是尋找金礦的一個重要標(biāo)志；④脈巖就位需要空間、通道，與成礦條件基本一致，蝕變閃長玢巖脈是尋找含金礦化帶的一個重要標(biāo)志，可做為直接找礦標(biāo)志；⑤地球化學(xué)方面：化探普查顯示礦區(qū)具有明顯的Au、Ag、Cu、Bi組合異常，屬于一套典型的中—低溫元素組合，局部元素異常強(qiáng)度高、異常規(guī)模大、元素套合性好。Au、Ag、Cu、Bi元素可做為找金礦的指示元素。

7 結(jié)論

1) 阿克塔木金礦位于NE向的瑪依勒和達(dá)拉布特大斷裂之間，處于廟爾溝巖體西南側(cè)，金礦體與中酸性侵入體密切相關(guān)，區(qū)內(nèi)花崗閃長巖成礦元素Au含量最高，為準(zhǔn)噶爾地區(qū)平均值的33.88倍，具有優(yōu)越的成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境。NW向斷層及其次級斷裂或裂隙為區(qū)內(nèi)主要控礦和容礦構(gòu)造，花崗閃長巖內(nèi)接觸帶附近硅化、鉀化帶為主要的礦化區(qū)域。

2)通過1∶1萬土壤地球化學(xué)測量方法對1∶20萬托里縣幅“61丙”號Au異常進(jìn)行查證，并結(jié)合巖石剖面測量驗證，確定了土壤地球化學(xué)測量方法在該區(qū)尋找金礦工作中的適用性和可靠性。為土壤地球化學(xué)測量方法在新疆其他相似景觀區(qū)的應(yīng)用提供指導(dǎo)意義。

3)研究區(qū)發(fā)育明顯的Au、Ag、Cu、Bi綜合異常，異常元素套合性好，具有典型金礦床的元素組合特征。Au元素異常強(qiáng)度高、異常面積大，其中3號和5號異常屬于礦致異常。異常分布范圍及延伸方向與NW向斷層及其次級斷裂具有明顯的相關(guān)性。

4)研究區(qū)通過土壤地球化學(xué)測量，圈定3個異常帶找礦靶區(qū)(7個Au異常區(qū))，其中AKTM-2號和AKTM-3號找礦靶區(qū)找礦前景最好，具有擴(kuò)大礦體規(guī)模和發(fā)現(xiàn)新礦體的潛力。

5)通過地質(zhì)、化探綜合分析，總結(jié)了塔斯闊臘巖體尋找金礦的找礦標(biāo)志，包括以地質(zhì)、礦化蝕變、地球化學(xué)特征為主的找礦標(biāo)志。

6)阿克塔木金礦的發(fā)現(xiàn)為在哈圖山金成礦帶西南緣，尤其是廟爾溝巖體西南部尋找金礦提供找礦線索和依據(jù)。