新疆東天山黑包山鋅礦區(qū)地球化學(xué)特征及找礦潛力分析

任燕，楊剛剛，胡尊平

(1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830000)

新疆鄯善縣黑包山地區(qū)位于阿齊山-雅滿蘇-沙泉子(裂陷槽)Fe-Mn-Co-V-Ti-Au-Cu-石膏-煤-硫鐵礦礦帶，該礦帶是新疆重要的鐵、銅、鎳、金等多金屬成礦帶。該地區(qū)的工作程度較高，已發(fā)現(xiàn)百靈山鐵礦、紅云灘鐵礦、彩霞山鉛鋅礦、維權(quán)銀礦以及阿奇山鉛鋅礦等礦床。2014年新疆地質(zhì)調(diào)查院在東天山中段開展1∶5萬化探及異常查證等工作，先后在黑包山地區(qū)開展了1∶1萬化探、1∶1萬地質(zhì)草測及1∶1萬激電測量等工作，并在查證工作中發(fā)現(xiàn)了黑包山鋅礦，實現(xiàn)了該地區(qū)的找礦突破[1-7]。

1 區(qū)域成礦背景

研究區(qū)位于環(huán)百靈山巖體晚古生代銅銀多金屬礦遠景區(qū)西端，大地構(gòu)造處于覺羅塔格裂谷帶，南以阿奇克庫都克-沙泉子大斷裂為界與卡瓦布拉克-星星峽地塊相臨。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)豐富，以鐵、金為主，銅鉛鋅等礦種成型礦床少(圖1)。

1.1 地層

以阿奇克庫都克-沙泉子大斷裂為界，北部主要有下石炭統(tǒng)雅滿蘇組，以酸(中酸性)火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖、碳酸鹽巖為特征的(中)酸性火山-沉積巖系，正?；鹕剿樾紟r自下而上逐漸減少；上石炭統(tǒng)吐古土布拉克組下部為灰色礫巖、砂巖；中部為流紋質(zhì)凝灰?guī)r、英安質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)凝細(xì)巖、安山巖；上部為杏仁狀玄武巖、杏仁狀安山巖、流紋巖夾流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，不整合于雅滿蘇組之上，該套層位是區(qū)內(nèi)最重要的鐵礦賦礦層位。南部主要為長城系星星峽巖群黑云母斜長片麻巖、淺粒巖、大理巖及黑云母石英片巖、斜長角閃巖等巖石，變質(zhì)程度達高綠片巖相-低角閃巖相；薊縣系卡瓦布拉克組，碳酸鹽巖及淺變質(zhì)砂巖，與長城系星星峽巖群呈斷層接觸。

1.2 侵入巖

區(qū)內(nèi)侵入巖出露面積較廣泛，主要分布于東部及南部，多呈巖基、巖株狀產(chǎn)出，巖性以石英閃長巖為主，巖體接觸帶矽卡巖化發(fā)育，時代為石炭紀(jì)。此外，區(qū)內(nèi)淺成巖也較發(fā)育，主要分布于西北部及東部，多呈不規(guī)則脈狀侵入于上石炭統(tǒng)，巖性主要為石英斑巖、石英鈉長斑巖、霏細(xì)巖、霏細(xì)斑巖等。

1.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)有NWW-WE走向的阿奇克庫都克-沙泉子深大斷裂貫穿全區(qū)，是準(zhǔn)噶爾板塊與塔里木板塊的分界線，受多期構(gòu)造活動影響，次級斷裂發(fā)育。

2 研究區(qū)地球化學(xué)特征

2.1 1∶5萬地球化探特征

圖1 新疆東天山中段地質(zhì)礦產(chǎn)及大地構(gòu)造簡圖Fig.1 Diagram of Geology and mineral resources and Geotectonic map

2013年根據(jù)1∶5萬化探成果在研究區(qū)圈定了黑包山綜合異常。該綜合異常面積約14.3 km2，呈帶狀近EW向展布，黑包山鋅礦位于異常區(qū)西部，為Mo，As，Bi，Cu，Ag，Zn異常疊加區(qū)。總體上黑包山異常具有面積大，異常強度較高、成礦地質(zhì)條件好等特點(圖2)。

黑包山異常元素組合為Mo-As-Bi-Au-Cu-Ag-Zn，以Mo，Cu為主，Mo，Cu異常規(guī)模較大，但僅部分重疊，兩者重疊面積約5 km2。異常內(nèi)Mo，As，Bi，Au，Cu(部分)元素高值點均落于二疊紀(jì)正長花崗巖中，Ag，Zn，Cu(部分)元素高值點則落于上石炭統(tǒng)吐古土布拉克組中。

從主要元素組合及地質(zhì)特征來看，該異常具有典型的斑巖型Mo-Cu-Au組合特征，其中，Mo異常呈帶狀近EW向展布，異常面積為7.3 km2，平均值為6.4×10-6，最大值為97.8×10-6，而在該綜合異常內(nèi)，Zn僅為伴生元素出現(xiàn)，Zn異常呈橢圓狀近EW向展布，異常面積為0.6 km2，最大值為868×10-6。

根據(jù)該綜合異常特征，最初確定以Mo，Cu為主要找礦目標(biāo)，并在綜合異常元素重疊區(qū)開展了1∶1萬地球化學(xué)測量。

2.2 1∶1萬地球化學(xué)特征

為驗證黑包山異常和進一步找礦，2014年在黑包山綜合異常核心區(qū)開展1∶1萬化探工作，采樣網(wǎng)度為200 m×40 m，采用-4～+20目巖屑測量，共采集土壤樣616件，測試分析11種元素，分別為Ag，As，Sb，Cu，Pb，Zn，W，Mo，Sn，Bi，Hg。根據(jù)1∶1萬化探分析結(jié)果，黑包山地區(qū)的找礦目標(biāo)由最初的尋找Mo，Cu轉(zhuǎn)變?yōu)閆n。

2.2.1 地球化學(xué)參數(shù)特征

成果顯示黑包山地區(qū)Zn，Pb，Sb，Ag，As，Mo，Hg，Cu 8種元素全區(qū)最高值和顯著濃集區(qū)基本出現(xiàn)在前期工作所圈定的礦化地段及東部地區(qū)。其中，Zn元素出現(xiàn)特高值12 148×10-6、Pb最高值為410×10-6、Sb最高值為32.6×10-6、Ag最高值為3 050×10-6、As最高值為968×10-6、Mo最高值為63.2×10-6(全區(qū)第二高值)、Hg最高值為 36.2×10-9、Cu最高值為1 274×10-6(全區(qū)第二高值)。

圖2 黑包山綜合異常剖析圖Fig.2 Synthetic anomaly analysis chart of Heibaoshan

由表1可見，黑包山地區(qū)Zn變化系數(shù)(Cv)為4，富集系數(shù)更高達2.19，元素含量變化大，分布極不均勻、富集程度高，富集成礦可能性較大。

2.2.2 組合異常特征

根據(jù)1∶1萬化探成果在黑包山鋅礦區(qū)圈定了Zn-Pb-Mo-Cu-Ag-As-Sb-Hg組合異常。由圖3可見，組合異常內(nèi)元素組合關(guān)系復(fù)雜，Pb，Ag，Sb，Hg，As元素的異常與主元素Zn異常在空間上高度吻合；Cu，Mo兩元素異常除與Zn異常區(qū)重疊外，還向北延伸至Zn異常區(qū)外。

與礦區(qū)1∶1萬地質(zhì)草測圖進行對比，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)最初圈定的礦化蝕變范圍與Zn異常的濃集中心基本一致，且對應(yīng)為上石炭統(tǒng)吐古土布拉克組火山碎屑巖及火山巖。Mo異常的濃集中心更靠近礦區(qū)北部花崗巖與圍巖的外接觸帶，其成因與巖漿熱液有密切關(guān)系。Cu，Pb，As 3元素除與Zn異常區(qū)重疊外，均向北延伸至Zn異常區(qū)外，其成因與巖漿熱液有密切關(guān)系。

綜上所述，認(rèn)為黑包山鋅礦區(qū)內(nèi)元素組合以Zn-Pb-Mo-Cu-Ag-As-Sb-Hg較明顯，反映出礦區(qū)以中-低溫?zé)嵋夯顒訛橹鞯牡厍蚧瘜W(xué)特征，與礦區(qū)地質(zhì)對比，認(rèn)為異常的形成與區(qū)內(nèi)出露的上石炭統(tǒng)吐古土布拉克組熔結(jié)凝灰?guī)r、晶屑玻屑凝灰?guī)r、含角礫英安巖及英安斑巖等密切相關(guān)。

3 研究區(qū)地球物理特征

3.1 激電中梯

由極化率平面等值線圖可見，ηs以3.31%大致圈閉，可劃分出1個圈閉的極化率異常(圖4)。異常形態(tài)為橢圓狀，走向近EW，向東向西圈閉，極化率極值7%，異常襯度明顯。異常對應(yīng)電阻率值-32～121 Ω·m的梯度變化帶，具低阻高極化異常特征。

根據(jù)地質(zhì)成礦特征，推斷異常由局部硫化物含量增高所引起，對于尋找鉛鋅等金屬礦極為有利。

3.2 激電測深

測深點主要針對異常布置，3號線共布置11個測深點。從3號線激電測深斷面圖上看(圖5)：

剖面17～22號點間，AB/2在120～650 m出現(xiàn)高極化率低阻異常，異常呈橢圓狀圈閉，中心在160 m處，ηa值大于7%，最大達9.86%。異常位于低電阻率異常帶上。

表1 黑包山地區(qū)1∶1萬土壤測量參數(shù)統(tǒng)計表Table 1 Geochemical parameter statistics of Heibaoshan area

圖3 黑包山地區(qū)1:1萬地球化學(xué)組合異常圖Fig.3 Geochemical anomaly map of Heibaoshan area

測深成果驗證了中梯異常的存在。結(jié)合電性參數(shù)、磁性參數(shù)綜合分析認(rèn)為，異常由金屬硫化物引起，從異常形態(tài)分析，異?？赡苡汕蝮w或有限延深柱體所引起，引起異常的物性體埋深約45 m，中心位置160 m。

4 黑包山鋅礦礦產(chǎn)特征

4.1 地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層主要為上石炭統(tǒng)土古土布拉克組，巖性主要為晶屑玻屑凝灰?guī)r、火山灰凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r、火山角礫巖等，其中含礦巖石主要為熔結(jié)凝灰?guī)r、晶屑玻屑凝灰?guī)r。

礦區(qū)內(nèi)侵入巖較發(fā)育，主要有花崗巖、石英二長閃長玢巖及石英斑巖，與圍巖均為侵入接觸關(guān)系?；鹕綆r主要為英安斑巖、含角礫安山巖等，均為酸性噴出巖。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，地層主要為北傾單斜構(gòu)造，推測在礦區(qū)西部第一巖性段與第二巖性段間存在一條斷層，由于覆蓋發(fā)育等原因未找到確切的斷層證據(jù)。此外礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有明顯的斷裂構(gòu)造。

4.2 礦化蝕變特征

根據(jù)探槽揭露后的巖石地表特征，可知該礦區(qū)礦化主要為閃鋅礦化，蝕變主要為硅化、高嶺土化、脫?；?、陽起石化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、黃鉀鐵礬化、綠泥石化、絹云母化等。

4.3 礦體特征

在黑包山礦區(qū)施工探槽一條，長313 m，采集化學(xué)樣52件，有15件樣品鋅含量大于0.3%，其中13件大于0.5%，達到邊界品位，其中最高含量達1.16%。根據(jù)化學(xué)樣分析成果，初步圈定了5個地表礦體。礦體走向推測為東西，視寬2～30 m，礦體主要分布在礦化帶中部。

圖4 黑包山查證區(qū)激電極化率（左）、電阻率（右）平面圖Fig.4 IPpolarization(left)and resistivity(right)plane view in Heibaoshan area

圖5 黑包山靶區(qū)激電測深極化率（左）、電阻率（右）擬斷面圖Fig.5 Polarization(left)and resistivity(right)pseudo cross section of IPsounding in Heibaoshan area

4.4 礦石特征

礦物組成 礦石中金屬礦物以閃鋅礦和黃鐵礦為主，推測兩者為共生關(guān)系。閃鋅礦、黃鐵礦具碎裂化，碎裂隙中分布透明礦物。

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造 礦石結(jié)構(gòu)主要有微晶粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)等。構(gòu)造為斑點狀及脈狀構(gòu)造。

5 找礦潛力分析

(1)研究區(qū)處于新疆重要的成礦帶，是尋找鐵、銅、鎳、金等多金屬礦產(chǎn)的有利地段。

(2)1∶5萬化探成果圈定的黑包山綜合異常，異常元素組合為Cu-Mo-Au-Bi-As-(Ag-Zn)，異常具有面積大，異常強度較高、成礦地質(zhì)條件好等特點，根據(jù)異常特征初步確定Cu，Mo為主要找礦目標(biāo)。

(3)根據(jù)1∶1萬土壤測量結(jié)果，進一步圈定了以Zn為主的綜合異常，面積約0.6 km2，異常元素組合為Zn-Ag-Sb-Hg-As-Pb-Cu-Mo-Bi。該異常元素組合關(guān)系復(fù)雜，各元素濃集趨勢明顯，套合好，成礦及伴生元素均有明顯的濃集中心，梯度變化大，并出現(xiàn)異常特高值點。

(4)黑包山地區(qū)地球物理特征顯示為低阻高極化率的激電異常，推斷異常由局部硫化物含量增高所引起，對于尋找鉛鋅等金屬礦極為有利。據(jù)激電測深結(jié)果可知，異常在深部仍有一定延伸。

(5)通過進一步的地表探槽工程的揭露，在黑包山地區(qū)初步圈定了5個鋅礦體，鋅平均品位0.5%～1.11%。工程揭露的礦體位于多元素濃集區(qū)西部，也處于激電異常中心區(qū)的西部。

6 結(jié)論及建議

黑包山地區(qū)1∶5萬地球化學(xué)特征具較好的Cu-Mo-Au-Bi-As-(Ag-Zn)綜合異常，指明該地區(qū)具尋找Cu、Mo礦的潛力；據(jù)該地區(qū)1∶1萬土壤測量成果，進一步圈定了多元素濃集區(qū)，呈Zn-Ag-Sb-Hg-Cu-Pb-As-Mo-Bi組合，除Mo、Bi向NE偏移外，其它元素濃集區(qū)重疊程度高，甚至完全重疊；地球物理特征總體特征為高極化率低阻異常，且具一定深部延伸。

綜合認(rèn)為，研究區(qū)處于十分有利的構(gòu)造部位，找礦潛力巨大?？稍诤诎降貐^(qū)進進行全面檢查與評價，整個異常區(qū)查證程度滿足詳查要求，找礦目標(biāo)除已發(fā)現(xiàn)的鋅之外，還應(yīng)將重點放在鉬礦化線索的尋找上。

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