西準噶爾達爾布特蛇綠巖帶地球化學特征與成礦遠景

李雙江，葉征宇，李慶陽

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西準噶爾達爾布特蛇綠巖帶地球化學特征與成礦遠景

李雙江1,2，葉征宇3，李慶陽4

（1.四川省地質學會，成都 610081；2.西南交通大學 土木工程學院，成都 610000；3.四川省核工業(yè)地質調查院，成都 610000；4.四川省核工業(yè)地質局，成都 610000）

通過研究新疆西準噶爾達爾布特蛇綠巖南段地質特征、地球化學及異常特征、蛇綠巖與礦產的分布關系等，探討了其成礦遠景。研究區(qū)內Cr、Co、Ni等元素分布與蛇綠巖的分布具有極好的相關性，形成了多處鉻和石棉等礦產。該研究對新疆西準噶爾達爾布特地區(qū)的地質工作及找礦具有重要意義。

蛇綠巖；地球化學特征；成礦遠景；達爾布特

蛇綠巖是一類特殊的巖石，為一組由蛇紋石化超鎂鐵巖、基性侵入雜巖、基性熔巖及海相沉積物構成的巖套，又稱蛇綠巖套。與蛇綠巖有關的礦產主要有鐵、銅、鎳、鉻、鈷等，一般主要為巖漿熔離型礦床。新疆西準噶爾達爾布特一帶發(fā)育有數(shù)十平方公里的蛇綠混雜巖，其分布范圍內已有中-大型的鉻礦和石棉礦分布，近年有多處新發(fā)現(xiàn)的礦（化）點，顯示其具有良好的找礦前景。

1 蛇綠巖分布范圍及地質特征

1.1 地質概況

研究區(qū)位于新疆成吉思汗山東北段，克拉瑪依市以北的扎依爾山區(qū)，南距克拉瑪依市約50km。達爾布特蛇綠巖帶呈NE－SW向展布，全長約25km，寬約2～4km。帶內發(fā)育了蛇紋石化基性-超基性巖，巖性包括橄欖巖、鎂鐵質堆晶輝長巖、碎裂輝長巖、碎裂巖、糜棱巖、輝綠巖、碎裂強蝕變玄武巖、枕狀玄武巖以及硅質巖。受后期構造作用，巖石變質變形強烈，各巖塊混雜堆積，原始“基本層序”已不復存在，但蛇綠巖的各組成單元出露仍然較為齊全，它們與圍巖地層均為構造接觸[1,2]。

圖1 達爾布特蛇綠巖帶分布情況簡圖

備注：1 主要研究區(qū)；2—細碧質火山巖；3—超基性巖；4—花崗巖；5—地質界線；6—左行走滑斷裂；7—逆沖斷層；8—正斷層；9—性質不明與推測斷層；10—向斜；11—背斜

達爾布特蛇綠巖帶分布于達爾布特斷裂的北西側，蛇綠巖帶和斷裂的關系密切。達爾布特蛇綠巖帶形成之后，隨著達爾布特斷裂的左行走滑作用[3]，超基性巖巖體沿著斷裂上盤（即北側）派生的北東向斷層（構造破碎帶）和逆沖推覆構造，從北西向的深部向南東向的上部構造“冷侵位”，促使超基性巖在北東向、近東西向斷裂的復合部位聚集。北東、北西、近東西向斷層控制了超基性巖巖體的分布。

蛇綠巖帶以片狀蛇紋巖為基質，各構造巖塊為其組成部分的構造混雜巖帶，受后期構造破壞，巖石變形變質強烈，出現(xiàn)大量的糜棱巖化碎粉條帶，蛇綠巖中各巖塊混雜堆積，巖塊上有方向不同的擦痕和滑動鏡面，特別是蛇紋巖表面，可知在其形成過程中發(fā)生過多次不同方向的滾動，乃多次構造作用的產物。

1.2 巖石地球化學特征

達爾布特蛇綠巖中蛇紋巖主量元素總體表現(xiàn)為低Al2O3、CaO和全堿，富MgO特征，屬鎂質超鎂鐵巖，代表了原始地幔發(fā)生部分熔融的虧損地幔巖?！芌EE總量較低，總體上幾乎接近于球粒隕石標準值，輕稀土較重稀土富集，顯正銪異常。輝長巖具有相對較低的TiO2、K2O和全堿含量（Na2O+K2O），具有亞堿性拉斑質特征。稀土總量大約是球粒隕石的10倍，相對虧損HFSE，與N－MORB相似，表現(xiàn)為負斜率并且有弱的Eu異常。在多元素蛛網(wǎng)圖上，具有的明顯的Nb、Ta負異常。玄武巖既有鈣堿性拉斑玄武巖，也有堿性玄武巖。鈣堿性拉斑玄武巖具有相對低TiO2、K2O、高Mg2+的特征，輕稀土富集模式，類似于E-MORB，輕稀土相對于重稀土分餾更為明顯，具有弱的Nb、Ta負異常。堿性玄武巖具有相對高TiO2、K2O、低Mg2+的特征，輕稀土元素強烈富集，沒有明顯的Nb、Ta負異常。

達爾布特蛇綠巖帶的超基性巖構造“冷”侵位于下石炭統(tǒng)地層，并被區(qū)域鉀質花崗巖（如阿克巴斯套巖體）、黑云母花崗巖所侵入，因此，蛇綠巖的超基性巖形成時代應早于太勒古拉組（C1）。

圖2 達爾布特蛇綠巖異常地質特征及異常平面圖

達爾布特蛇綠混雜巖大地構造位置處于哈薩克斯坦一準噶爾板塊唐巴勒一卡拉麥里古生代復合溝孤帶內，達爾布特蛇綠巖地球化學的研究，確認其形成于弧后盆地的構造環(huán)境，表明西準噶爾西南曾演化為板塊俯沖消減的溝～弧一盆體系。區(qū)域地質研究表明，西準噶爾達爾布特斷裂是由一組傾向北西的上陡下緩的犁狀斷層組成，被后期構造變形疊加改造，具有左行陡傾走滑斷層的特點。斷裂兩側石炭紀地層具有可比性，而非重要的巖相古地理、生物組合、變質作用、巖漿活動的分界線。說明達爾布特斷裂不是洋盆閉合后的板塊縫合帶，可能是在弧后盆地拉張過程形成的深大斷裂，為鎂鐵一超鎂鐵質巖漿上涌的通道，或是在弧后盆地閉合過程中形成的推覆構造。

圖3 達爾布特一帶全區(qū)R型聚類分析譜系圖

2 蛇綠巖地球物理特征

1∶5萬高精度磁測，圈定了M9異常，異常地質特征及異常平面圖見圖2。該異常區(qū)地表發(fā)現(xiàn)有糜棱巖化的玄武巖和輝長巖塊，小部分區(qū)域為第四系沖擊物，對應Cu、Cr、Ni、Pb、Zn化探異常HS-25。異常查工作在布置了一條重磁剖面LM9-1，將M9-1磁法剖面與磁法掃面資料對比，套合較好。由于連續(xù)測量的加密，磁異常強度最高達到了3 800nT以上。剖面重力測量發(fā)現(xiàn)兩處重力高異常，分別位于3 800點～5 200點（GM9-2）和1 000點～2 400點（GM9-1），重力異常強度分別為2.32×10－5m/s2mGal和0.55×10－5m/s2。位于3 800點～5 200點之間的重力異常強度高，與高磁異常對應較好，呈典型的重磁同高；位于1 000點～2 400點之間的重力異常對應的磁異常強度不超過300nT。從標本物性統(tǒng)計結果可知蛇綠巖的密度不高，所以重磁同高很可能是超基性巖引起的。

3 蛇綠巖地球化學特征

3.1 元素相關性

對研究區(qū)內16種元素分析成果進行了R型聚類分析，其譜系圖見圖3。從分析譜系圖可看出：

相關性最好的一組元素為Cr、Ni組合，相關系數(shù)為0.935；Cr、Ni、Co相關系數(shù)約為0.87；其次為親銅元素組合Cu、Zn、Mn組合，相似系數(shù)均在0.80左右。Bi和Mo組合、Sn和Pb組合、Au和As元素組合，相似系數(shù)均在0.630左右。大致反映了巖石氣成-高溫熱液、中溫熱液、低溫熱液不同的地球化學行為。代表高溫-氣成熱液活動的元素與巖漿期的元素同時出現(xiàn)，又反映出該區(qū)多期多階段的熱液活動，但總體來看熱液活動強度不大，該區(qū)經歷了復雜多樣的變質變形與成礦作用。反映出該區(qū)Cu、Au、Cr、Ni、W等元素局部強烈富集的現(xiàn)象。

Cr、Co、Ni、Mn元素共生組合，相關系數(shù)為0.81，該組元素主要為鐵族元素，與工作區(qū)中出露的蛇綠巖混雜帶關系密切。蛇綠巖帶是主成礦元素Cr及其他元素Ni、Co、Mn等的主要富集地層，以Cr、Ni、Co、Mn元素高背景以分布與地層出露較為吻合為主要特征，泥盆系蛇綠混雜巖中Cr、Ni、Co、Mn元素均高于全區(qū)背景值，說明泥盆系蛇綠質混雜巖中該幾種元素具有一定的富集趨勢。Mo、Pb、Sb、Sn、W、As、Bi等顯示低背景特征，顯示較為貧化特征；

3.2 單元素異常特征

達爾布特河蛇綠巖帶Ni、Cr、Co異常分布一致性較好，沿蛇綠巖呈北東向展布。Cr最高值為1 615.43×10-6，Ni最高值為1 949.48×10-6，異常與蛇綠巖分布范圍基本吻合；多呈不規(guī)則狀，異常的形成主要與區(qū)內蛇綠巖、哈圖斷裂與安齊斷裂相關。達爾布特河蛇綠巖一帶Mn也呈現(xiàn)高背景值，其他異常主要呈帶狀分布，相對比較分散，與地層及構造方向基本一致。

圖4 研究區(qū)各元素地球化學圖

另外，蛇綠巖套與鎢族元素：W、Sn、Mo、Bi分布也有一定的一致性。W異常分布于蛇綠巖帶及圍巖接觸帶，異常面積不大，多為孤立的高值點引起，最高值為299.92×10-6。

3.3 組合異常特征

蛇綠巖帶是主成礦元素Cr及其他元素Ni、Co、Mn等的主要富集地層，以Cr、Ni、Co、Mn元素高背景以分布與地層出露較為吻合為主要特征，泥盆系蛇綠混雜巖中Cr、Ni、Co、Mn元素均高于全區(qū)背景值，說明泥盆系蛇綠質混雜巖中該幾種元素具有一定的富集趨勢。Mo、Pb、Sb、Sn、W、As、Bi等顯示低背景特征，顯示較為貧化特征；

依據(jù)異常元素分布特征，可沿蛇綠混雜巖地層分布劃出Cr、Co、Ni、Mn、Cu多元素富集帶，主要為基性－超基性巖，呈NE－SW向展布，全長約25km，寬為2~4km。帶內發(fā)育了蛇紋巖、蛇紋石化橄欖巖、鎂鐵質堆晶輝長巖、碎裂輝長巖、碎裂巖、糜棱巖、輝綠巖、碎裂強蝕變玄武巖、枕狀玄武巖、以及硅質巖。巖石變質變形強烈，各巖塊混雜堆積，其地球化學特征以Cr、Co、Ni、Mn、Cu的高背景或異常分布為特征（圖4），各元素異常濃集中心明顯、規(guī)模大、強度高。主要表現(xiàn)為受地層及斷裂控制，與蛇綠巖帶特征相吻合。

從元素組合異常圖分析，各元素的主要異常與達爾布特、薩爾托海大斷裂及其次級斷裂、蛇綠混雜巖關系密切，是多期熱液活動疊加與構造運動的結果。

1.第四系沖積層：礫石、沙土、泥；2.上石炭統(tǒng)成吉思汗組；3.下石炭統(tǒng)希貝庫拉斯組；4.泥盆系蛇綠混雜帶；5.產狀；6.糜棱巖化超基性巖塊；7.糜棱巖化玄武巖巖塊；8.糜棱巖化輝長巖巖塊；9.糜棱巖化硅質巖塊；10.鈣質粉砂巖；11.硅質巖；12.地質界線；13.逆斷層；14.石棉礦點位置及編號；15.鉻鐵礦點位置及編號；16.河流；17.異常范圍

3.4 綜合異常特征

達爾布特蛇綠巖帶南段發(fā)育綜合異常3處，分別為HS-6、HS-24、HS-25。其中，HS-25異常呈近北東-南西向展布，異常不規(guī)則狀，具有面大，強度高，元素種類復雜等特點。該異常元素組分較復雜，異常的主要元素組合為Cu、Zn、Cr、Co、Ni、Sn、Sb、Mn、B，各元素異常套合較好，濃集中心明顯和濃度分帶特征（圖5），主成礦元素中Mn最大值為3 725.80×10-6，襯值1.38，具一級濃度分帶；Cu最大值為153.00×10-6，襯值2.39，具一級濃度分帶；Zn最大值為175.63×10-6，襯值1.39，具一級濃度分帶；Co最大值為92.66×10-6，襯值2.41，具二級濃度分帶；B最大值為165.50×10-6，襯值5.41，具一級濃度分帶；Sn最大值為1.70×10-6，襯值1.21，具一級濃度分帶；Sb最大值為2.90×10-6，襯值1.84，具二級濃度分帶；Cr最大值為1 311.73×10-6，襯值4.82，具三級濃度分帶；Ni最大值為1949.48×10-6，襯值8.22，具三級濃度分帶。該異常濃集中心不太明顯。

根據(jù)該綜合異常各元素地球化學特征，確定其為以Cu、Zn、Cr、Co、Ni、Sn、Sb、Mn、B為主成礦元素的綜合異常。通過地面查證，查明了主要異常元素在不同地層巖石中的含量變化及礦化情況。

該異常為以Cr、Co、Ni、Mn等元素為主的化探綜合異常，與M-9物探磁異常套合較好。工作中首先在異常區(qū)中部布置了踏勘路線TL10，通過路線踏勘，推測該異常系蛇紋石化輝橄巖、輝綠輝長巖與石英脈所引起，蛇紋石化輝橄巖主要出露于達爾布特河附近，巖石中蛇紋石化、綠泥石化較強；石英脈出露規(guī)模較小，礦化蝕變較弱。為進一步查明蛇綠巖及其圍巖接觸關系及含礦性，之后在該區(qū)域東北角測制了1︰1萬地化剖面DH19、DH20。共采集光譜樣230件。Cr、Ni元素為富集元素，在該區(qū)域平均含量相對較高，在蛇綠巖中Cr峰值達1 311.00×10-6，Ni峰值達1 949.00×10-6，主要賦存于蛇紋石化輝橄巖中，蛇紋石化輝橄巖為找Cr、Ni的重要巖性段，可以針對該地質體進行進一步工作。

從異常的地球化學特征及異常所處的地質背景看，區(qū)內較強的的構造活動與基性-超基性巖漿巖為各元素活化提供了成礦條件，基性-超基性巖漿作用提供了物源與熱源，而斷裂構造提供了儲礦空間。達爾布特蛇綠巖中蛇紋巖主量元素總體上幾乎接近于球粒隕石標準值，輕稀土較重稀土富集，顯正銪異常。輝長巖具有亞堿性拉斑質特征，玄武巖既有鈣堿性拉斑玄武巖，也有堿性玄武巖特征。

4 成礦遠景區(qū)特征及找礦方向

4.1 成礦遠景區(qū)特征

根據(jù)蛇綠巖的分布特征、地球物理特征、地球化學特征及礦產分布特征，圈定了1處成礦遠景區(qū)—石棉礦鉻鎳礦成礦遠景區(qū)（圖6）。該遠景區(qū)呈北東-南西向，往北東扇狀，面積約62.89km2。

遠景區(qū)出露巖漿巖為泥盆紀蛇綠巖（達爾布特蛇綠混雜巖），巖性以糜棱巖化輝綠輝長巖、糜棱巖化玄武巖、糜棱巖化硅質巖、糜棱巖化砂巖等為主，混雜帶層間斷層極為發(fā)育，斷裂主要受達爾布特斷裂影響。

區(qū)內發(fā)育4處1︰5萬化探綜合異常與3處1︰5萬物探磁異常。分別為HS-6 甲1、HS-24 乙2、HS-25乙1、HS-37 丙1化探綜合異常和物探磁異常M-8、M-9、M-10。主要為以鉻為主成礦元素的綜合異常，主要異常元素組合為Cr、Co、Ni、Cu、Au、W、Mn等，Cr、Ni異常套合較好，主要為與超基性巖型相關的元素，鉻成礦地球化學條件較好，該區(qū)是尋找鉻、鎳礦的有利部位。前人在區(qū)內已發(fā)現(xiàn)有4、20號石棉礦點，4號石棉礦已經開采過現(xiàn)今暫時廢棄，該兩處石棉礦均為與超基性巖相關的石棉礦。27、31、33號鉻鐵礦點亦位于該遠景區(qū)內，鉻鐵礦主要賦存于蛇紋石化輝橄巖中，與超基性巖相關，三處礦點出露規(guī)模不大。該遠景區(qū)位于新疆最為主要的鉻礦成礦帶（薩爾托海鉻礦成礦帶）位置。薩爾托海鉻礦位于該遠景區(qū)東部（工作區(qū)外），該礦已開采多年現(xiàn)今暫時停產在做進一步的勘查工作。該遠景區(qū)為工作區(qū)內尋找鉻礦產最為有利地帶。

綜上所述，該遠景區(qū)鉻找礦前景較好，以蛇綠巖建造型鉻鐵礦為主。Cr單元素異常+斜輝橄欖巖+方輝橄欖巖+純橄欖巖+二輝橄欖巖、鉻鐵礦、蛇紋石、滑石、鉻石榴子石等發(fā)育是很好的金礦找鉻鐵礦標志，同樣當注意通過物探異常尋找該區(qū)深部鉻鐵礦。

4.2 與蛇綠巖有關的礦產找礦標志及礦床成因

工作區(qū)內超基性巖型鉻鐵礦、石棉礦主要分布在泥盆系蛇綠混雜帶中，重點找礦部位為與超基性巖相關的巖塊。

圖6 遠景區(qū)劃分簡圖

主要標志：①超基性-基性巖塊是該區(qū)鉻鐵礦與石棉礦的直接找礦標志，鉻鐵礦與斜方輝石橄欖巖、輝長巖等具有密切的成生關系，石棉礦主要與蛇紋石化輝橄巖、蛇紋巖關系密切；②構造發(fā)育處成礦較好；③Cr、Ni、Co、Mn等元素組合化探異常和物探磁異常對找鉻鐵礦與石棉礦具有較好的指示意義，該類礦物探磁異常顯示更為明顯；④鉻鐵礦圍巖蝕變中見烙尖晶石、綠泥石、蛇紋石，共生礦物有：針鎳礦、黃鐵礦、鉻綠泥石、鉻石榴石、角閃石及赤鐵礦等。

代表性礦床（點）為薩爾托海鉻鐵礦床、4號石棉礦床等。

礦床成因：區(qū)內以片狀蛇紋巖為基質，各構造巖塊為其組成部分的構造混雜帶，受后期構造破壞，巖石變形變質強烈，出現(xiàn)大量的糜棱巖化碎粉條帶，蛇綠構造混雜體中各巖塊混雜堆積，巖塊上有方向不同的擦痕和滑動鏡面。整體巖石具蛇紋石化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、鉀長石化、高嶺土化等。達爾布特斷裂為成礦物質的運移提供了通道，蛇綠巖中基性－超基性巖為成礦物質的活化帶來了熱源，混雜帶中發(fā)育的次級構造為成礦物質的儲存提供了空間，為Cr、Ni等元素的遷移富集創(chuàng)造了有利條件。區(qū)內分布有石棉礦礦床、薩爾托海鉻礦礦床及一系列鉻鐵礦點、礦化點。

5 結論

1）達爾布特蛇綠巖南段具有典型的蛇綠巖套的巖石組合。

2）達爾布特蛇綠巖南段發(fā)育多處套合性好的物化探異常，強度較高，濃集中心明顯，分帶清楚。

3）達爾布特蛇綠巖南段分布有多處與蛇綠巖有關的鉻、石棉等礦（化）點，礦床成因類型一致，有擴大資源儲量的前景，成礦遠景良好。

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Geochemical Characteristics and Metallogenetic Prospective of the Daerbute Ophiolite Zone, West Junggar

LI Shuang-jiang1,2YE Zheng-yu3

(1-Geological Society of Sichuan Province, Chengdu 610081; 2-School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031; 3- Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610061)

This paper makes an approach to metallogenetic prospective of the Daerbute ophiolite zone, west Junggar based on geological features of the ophiolite, geochemical anomalous characteristics and relationship of mineral resources with the ophiolite. Distribution of Cr, Co, Ni is related to the ophiolite. Chromite and asbestos occur in this region. This study is of great significance to geological and prospecting work in the Daerbute region, west Junggar, Xinjiang.

ophiolite; geochemical characteristic; metallogenetic prospective; Daerbute, west Junggar

2018-12-12

李雙江（1986-），女，四川廣元人，工程師，主要從事固體礦產勘查、巖土工程勘察相關工作

P584

A

1006-0995（2019）01-0034-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.01.008