西昆侖隱伏礦床地球化學(xué)異常特征和指示意義

張玉龍

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地球物理化學(xué)探礦大隊，新疆 昌吉 831100）

西昆侖隱伏礦床西南緣是我國Mo-Cu 多金屬礦床集中產(chǎn)出區(qū)，從北到南，有眾多礦床在此產(chǎn)出，不過金屬成礦物質(zhì)來源不清，從而對礦體開采產(chǎn)生異常影響[1]。Pb 同位素被認(rèn)為是金屬成礦物質(zhì)來源的有效判別工具，前人也大多運(yùn)用Pb 同位素來對本礦床金屬成礦物質(zhì)進(jìn)行來源示蹤。不過在西昆侖礦床中，存在含量過高的異Pb，這種元素已經(jīng)大大超過了礦場中Pb 穩(wěn)定值，因此造成了異常狀況，在建立物質(zhì)研究曲線時需要使用適合西昆侖礦區(qū)現(xiàn)狀的同位素曲線。在進(jìn)行成礦壓力與深度的估算時還需要根據(jù)當(dāng)前地質(zhì)條件進(jìn)行針對性估算，從而得出更加趨近于真實情況的數(shù)據(jù)指標(biāo)。

1 西昆侖隱伏礦床區(qū)域地質(zhì)特征

圖1 西昆侖隱伏礦床地質(zhì)特征圖

西昆侖隱伏礦床處于塔里木地塊西南方向，其構(gòu)造發(fā)育較為完整，橫截面斷層自西向東延展，整體褶皺展布南北方向。大觀上看，東西向的斷層布局對礦體形成存在較高優(yōu)勢，主要是對礦體產(chǎn)出有著明顯控制能力，南北構(gòu)向則讓礦體改造更加富集。依據(jù)不同礦巖石類型，西昆侖礦床可以劃分為多種巖石類型，分別是金屬礦物、黑云母片巖型礦石、由脈石礦物、鈉長變粒巖型礦石、充填熱液脈狀礦石、磁鐵石英鈉長巖型礦石等[2]。在整個區(qū)域礦石構(gòu)造中，主要由帶狀構(gòu)造礦石、脈狀-網(wǎng)脈狀礦石、角礫狀構(gòu)造造礦石組成，其余次要礦石類型主要是浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，以及層紋狀構(gòu)造礦石等。根據(jù)大陸一系列裂解、增生、碰撞的演化歷程，構(gòu)造不同的成礦領(lǐng)域逐漸匯聚，進(jìn)而在動力學(xué)的基礎(chǔ)上碰撞融合，在這一過程中分散元素通過獨立礦床類型或者伴生模式生產(chǎn)出來，分散元素的出現(xiàn)對西昆侖隱伏礦床地球化學(xué)異常特征和指示意義的研究分析具有重要作用。

2 西昆侖礦區(qū)中分散元素的異常狀況

深入剖析西昆侖礦區(qū)的分散元素遍布情況，發(fā)現(xiàn)其中鐵、鉛鋅、銅礦、金等元素較為集中，礦床類型多、成礦條件好、礦種數(shù)量大，這三種因素造就了西昆侖礦區(qū)成礦潛力巨大的前景[3]。目前來看，這一金屬元素密集區(qū)域主要位于塔里木地塊盆地西南方向。西昆侖礦區(qū)的中間位置有一個盆地，也就是如今的甜水海區(qū)域，這一水域在分散元素的影響下成礦異常較為明顯，這一異常規(guī)模足以影響幾萬平方千米的面積。其中主要造成異常情況的分散元素為Zn 與Pb,在發(fā)生異常時會伴有較為廣泛的Cd異常，這些元素異常時空置不會發(fā)生明顯改動，與之前基本上一致。根據(jù)對礦床內(nèi)元素整體分析，可以推導(dǎo)出礦床內(nèi)元素存在Sr-Tl-Pb-Ag-Zn-Ba-Cd 元素組合的特征。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，西昆侖礦區(qū)中鍶礦與石膏礦圍繞著鋅礦，繼而為推導(dǎo)結(jié)果提供支撐[4]。礦區(qū)的東北方向如今發(fā)現(xiàn)了小型規(guī)模的銅礦，在這個銅礦區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了鉬異?，F(xiàn)象，隨后陸續(xù)出現(xiàn)諸多鉬礦點結(jié)構(gòu)，并在這些鉬礦點結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了Se-Re-Mo 的分散元素組合。

3 礦床介質(zhì)中微量元素與原生暈的分布特征

通過對西昆侖隱伏礦區(qū)的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)其中主要活躍的分散元素為Mo、Zn 和Cu,而As、Ag、Au 的含量則相對較少。礦床中分散元素的具體含量特征如表1 所示。

表1 巖石介質(zhì)中微量元素含量特征表

根據(jù)巖石介質(zhì)中微量元素含量特征表所展示的數(shù)據(jù)信息，可以發(fā)現(xiàn)，其中Mo 的濃集克拉克值可達(dá)2 拉克，Cu 的濃集克拉克值將近40。礦床中Zn 的含量最大，可以達(dá)到將近80 的均值，它也是西昆侖礦床中濃度含量最高的元素。

因為地球化學(xué)性質(zhì)存在差異性，所以各元素間也是不盡相同。巖石在成礦的過程中，會受到沉淀富集部位和遷移速度的影響，致使所得礦體發(fā)生改變，因此不同構(gòu)造帶、不同標(biāo)高的原生暈，分布范圍與含量變化都有相對差異。在探礦工程中，原生暈各元素的含量會隨著標(biāo)高的變化而改變，具體變化如圖1 所示。

圖2 成礦工程中原生暈分布曲線圖

可以在圖中看到多條礦構(gòu)造帶，展示了礦床中的多個元素，特別是在金礦體上均有不同程度的異常顯示.而在圍巖中多數(shù)元素含量明顯下降。標(biāo)高1643m 的TCL 槽中，Ag 含量曲線和 Cu、Mo、Pb、Zn 含量曲線存在較密切的關(guān)系，曲線形態(tài)較為一致。在礦體上，Pb、Cu、Mo、Zn 存在明顯異常，而As、Au、Ag 則顯示較弱。在已經(jīng)鉆孔的實驗礦體中，Au、Ag 顯示其低含值相對清晰。所以可以觀測到，隨著標(biāo)高的降低，礦體中各元素的含量會有不同程度的波動，在實驗期間，可以發(fā)現(xiàn)逐漸增高的為Cu含量；逐漸減少的是As、Au、Ag 含量。

4 早晚階段成礦深度與壓力的研究估算

在巖石成礦時期，根據(jù)巖漿巖、巖石特質(zhì)，還有地質(zhì)構(gòu)造情況，對巖石成礦深度的判定方法存在兩種，分別是定量與定性[5]。首先是定量方法，其中較為廣泛的方法為流體包裹體壓力計法、共生礦物對平衡壓力計法。其次為定性方法，這種方法包括巖石物理性質(zhì)法、地層或地質(zhì)重建法，以及巖漿侵位深度法。在具體深入研究時可以根據(jù)差別地質(zhì)情況，針對性選擇地質(zhì)成礦的研究方式[6]。

西昆侖隱伏礦區(qū)的成礦主要依靠人工合成包裹體技，選擇氣成一熱液成礦模式。成礦早階段時，設(shè)成礦壓力為p，單位為Mpa；氣液均一溫度為E，石鹽溶解溫度為F，單位為℃；擬合參數(shù)為a、b、c。得出早期估算公式如下：

設(shè)D 為均一致液相，T 為常壓下CO2的臨界溫度,t 為平均溫度。將均一溫度帶入公式中求出CO2的密度，得出公式如下：

在均一致液相的情況下，CO2的密度如公式（2）所示，設(shè)平均溫度為t；P 為壓力，單位是MPa;W 為成礦溫度，單位是K;R為氣體常數(shù)，v 為CO2摩爾體積;a、b 為擬合常數(shù)；L 為成礦溫度。其次采用CO2狀態(tài)方程將成礦壓力計算出來，具體帶入公式為：

通過以上步驟估算壓力后，可以得出該階段成礦壓力為368.21～215.94Mpa，平均值是301.06Mpa，表明利用氣成一熱液成礦方法所得的壓力較高。

5 西昆侖礦床成礦的指示意義

西昆侖礦床存在花崗質(zhì)巖漿，這種巖漿的氧化還原條件對于巖漿熱液成礦作用具有重要影響，氧化型花崗巖往往與銅、鉛、鋅以及鋁等金屬礦床伴生，而還原型花崗巖往往形成鎢和錫礦床。因而明確西昆侖礦區(qū)花崗閃長斑巖形成的氧化還原條件對于理解其成礦能力具有重要意義[7]。通過電子探針技術(shù)的探測，對結(jié)果深入研究可得，西昆侖礦區(qū)的黑云母斑晶MF 值較高，含量為0.39～0.94，這一含量的均值為0.64。而TiO2含量為2.13%～2.98%，平均為2.39%，這一數(shù)值處于中等水平。Al2O3含量相對較低，含量小于22%。CaO 含量是0.52%～0.73%。根據(jù)西昆侖礦區(qū)花崗閃長斑巖中黑云母礦物化學(xué)成分，經(jīng)過一系列計算，根據(jù)得出的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)含礦巖漿氧逸度相對較高，含量為-14.71～-16.86，平均值為2.76。含錫花崗巖和西昆侖礦區(qū)花崗閃長斑巖差別明顯，其指示西昆侖礦區(qū)花崗閃長斑巖成礦潛力巨大。

6 結(jié)束語

本文根據(jù)西昆侖礦區(qū)產(chǎn)出眾多金屬分散元素的地理優(yōu)勢，對其地球化學(xué)異常表現(xiàn)特征進(jìn)行研究與調(diào)查，通過數(shù)據(jù)調(diào)取與曲線比對，得出成礦壓力與深度的估算公式，從而明確指示意義，減輕礦床成礦時期的異常影響。在分散元素異常的情況下，無論是巖石本身、甜水湖水系沉積物，還是土壤的異常條件，所得結(jié)果都具有多元素異常組合的特征。礦區(qū)分散元素的多樣性為西昆侖成礦奠定了優(yōu)良基礎(chǔ)，使西昆侖礦區(qū)具備了良好的成礦潛力。