西天山夏特鄉(xiāng)南部一帶地球化學(xué)、空間分布及元素組合特征

廖炳勇，何洪偉，曾 強(qiáng),3，朱禮學(xué)，何曉飛，楊劍紅，羅 巍,3

西天山夏特鄉(xiāng)南部一帶地球化學(xué)、空間分布及元素組合特征

廖炳勇1，何洪偉1，曾 強(qiáng)1,3，朱禮學(xué)2，何曉飛1，楊劍紅1，羅 巍1,3

（1．四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，成都 610213；2.四川省成都市雙流縣白家地環(huán)所，成都 610211；3.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059）

對(duì)區(qū)內(nèi)元素在各地質(zhì)體的分配與分布特征進(jìn)行了初步歸納總結(jié)，區(qū)內(nèi)15種元素全域分布水平中Au、Pb、Cr、Ni、Mo、As高于西天山背景值，Ag、Cu、Zn、Sb、Hg、W、Sn、Bi、Mn低于西天山背景值。其空間分布特征中，與區(qū)內(nèi)深大斷裂構(gòu)造、地層、巖漿均有不同程度的關(guān)聯(lián)。

元素組合；地球化學(xué)；分配與分布；西天山

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于新疆西天山哈爾克他烏山北坡，構(gòu)造位置處于塔里木微板塊的北緣。總體構(gòu)造線方向?yàn)楸睎|（東）-南西（西）向（圖1）。

圖1 西天山地區(qū)地質(zhì)背景圖

1、第四系；2、阿克沙克組上段灰?guī)r；3、阿克沙克組下段砂巖；4、大哈拉軍山組灰?guī)r、凝灰?guī)r；5、巴音布魯克組凝灰?guī)r、流紋巖；6、科克鐵克達(dá)坂組大理巖；7、阿克蘇群片巖；8、木扎爾特群片麻巖；9、鉀長(zhǎng)花崗巖；10、二長(zhǎng)花崗巖；11、似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖；12、英云閃長(zhǎng)巖；13、輝綠巖脈；14、實(shí)測(cè)地層界線；15、不整合界線；16、脈動(dòng)界線；17、超動(dòng)界線；18、斷層；19、滑脫構(gòu)造；20、國(guó)界線

西天山夏特南一帶地層區(qū)劃屬中天山地層分區(qū)－那拉提地層小區(qū)和南天山地層分區(qū)－哈爾克地層小區(qū)。那拉提小區(qū)主要出露地層有元古界滹沱系木扎爾特群（Pt1）、長(zhǎng)城系阿克蘇巖群（Ch）、上－頂統(tǒng)巴音布魯克組（S3-4）、下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組（C1）、下石炭統(tǒng)阿克沙克組（C1）；哈爾克地層小區(qū)僅見(jiàn)上志留統(tǒng)科克鐵克達(dá)坂組（S3）。

區(qū)內(nèi)火山巖形成于石炭系、志留系。志留系火山巖為一套由基－中性熔巖和火山碎屑巖組成的巖石；石炭系火山巖為一套淺海相－海陸交互相的由基－酸性熔巖和火山碎屑巖組成的巖石。區(qū)內(nèi)侵入巖分布較廣，總體沿70°～80°方向呈帶狀或長(zhǎng)條狀展布，與區(qū)域構(gòu)造線一致，時(shí)代為華力西期。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，主要以斷裂為主。有五條重要的北東東走向－近東西走向的區(qū)域性構(gòu)造線，分別是：馬臘爾特?cái)鄬?、艾勒門(mén)特?cái)鄬?、哈拉能界遼斷層、阿登布拉克深斷裂、那拉提深斷裂，其余斷裂均為上述斷裂的次級(jí)派生斷裂或晚期疊加改造斷裂。褶皺構(gòu)造亦比較發(fā)育，主要分布于志留系－石炭系地層中，褶皺構(gòu)造規(guī)模大小不一，形態(tài)各異。古生代褶皺形態(tài)以閉合－開(kāi)闊斜歪褶皺為主。

2 元素地球化學(xué)參數(shù)特征

在開(kāi)展西天山夏特南一帶1：5萬(wàn)地球化學(xué)普查成果基礎(chǔ)上，對(duì)全域15種元素5 248件樣品分析數(shù)據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)成果（表1）顯示，元素的分布變異系數(shù)在0.319~1.82之間，從其分布概型可分為低離散型元素（CV≤0.5）：Hg、Mn、Zn；高離散型元素（CV＞1.0）：Bi、Sb、Ag、As；中等離散型元素（0.5＜CV≤1.0）：Sn、Pb、Au、Mo、Cu、Ni、Cr、W（圖2）。

圖2 全域15種元素變異系數(shù)柱狀圖

表1 區(qū)內(nèi)15種元素?cái)?shù)據(jù)單因素?cái)?shù)理統(tǒng)計(jì)分析成果一覽表

圖3 低離散型元素Hg、Mn、Zn對(duì)數(shù)直方圖

圖4 低離散型元素中位數(shù)、眾數(shù)與全域平均值、背景值之比對(duì)比圖

低離散型元素Hg、Mn、Zn近對(duì)數(shù)正態(tài)分布，對(duì)數(shù)直方圖近對(duì)稱(chēng)單峰（圖3）。Hg、Mn、Zn的中位數(shù)接近全域平均值，中位數(shù)與全域平均值之比在0.94以上；中位數(shù)與全域背景值之比在0.97~0.99之間，中位數(shù)接近背景值；眾數(shù)與平均值之比0.616~0.619之間，眾數(shù)低于平均值近40%；眾數(shù)與全域背景值之比0.631~0.637之間，眾數(shù)低于全域背景值近40%。

低離散型元素中位數(shù)、眾數(shù)與全域平均值、背景值之比特征表現(xiàn)為同比十分接近（圖4）。

高離散型元素Bi、Sb、Ag、As對(duì)數(shù)直方圖左側(cè)偏峰，Sb、Ag、Bi、嚴(yán)重左偏，有一定比例嚴(yán)重高出背景值（極端高值）的觀測(cè)數(shù)據(jù)存在，等值線圖表現(xiàn)為有一定規(guī)模區(qū)域高強(qiáng)異常場(chǎng)存在；As對(duì)數(shù)直方圖嚴(yán)重右偏，平緩無(wú)聚豐趨勢(shì)，分析數(shù)據(jù)中極端低值占相當(dāng)大的比例，眾數(shù)遠(yuǎn)小于平均值和背景值（圖5）。

圖5 高離散型元素Ag、As 、Sb、Bi對(duì)數(shù)直方圖

表2 高離散型元素Bi、Sb、Ag、As中位數(shù)、眾數(shù)一覽表

中位數(shù)與全域平均值之比在0.643~0.846之間，中位數(shù)均低于平均值近35%；Sb、Bi、As元素中位數(shù)與背景值之比在0.819~1.938之間，Sb最高達(dá)1.94，中位數(shù)高出背景值194%，Sb、Ag、Bi中位數(shù)略低于背景值。

眾數(shù)與全域平均值之比在0.188~0.752之間，均低于全域平均值近25%，其中As眾數(shù)水平不及全域平均值的20%，眾數(shù)與全域背景值之比在0.210~1.782之間，As元素眾數(shù)水平近全域背景值的20%、Sb眾數(shù)是全域背景值1.78倍（表2）。

高離散型元素Bi、Sb、Ag、As中位數(shù)、眾數(shù)與全域平均值、背景值之比特征表現(xiàn)為同比差異極大（圖6）。

中等離散型元素Sn、Pb、Au、Mo、Cu、Ni、Cr、W中位數(shù)、眾數(shù)與全域平均值、背景值之比及對(duì)比見(jiàn)表3、圖7。

圖6 高離散型元素中位數(shù)、眾數(shù)與全域平均值、背景值之比對(duì)比圖

圖7 中等離散型元素對(duì)比圖

受成巖成礦及次生地球化學(xué)作用的影響全域15種元素地球化學(xué)場(chǎng)多重疊加趨勢(shì)明顯的強(qiáng)疊加元素有：Au、Cr、W、Sb、Bi、Ag等，其疊加強(qiáng)度均大于2.0，其中Ag疊加強(qiáng)度最大達(dá)到4.01，其余元素地球化學(xué)場(chǎng)多重疊加趨勢(shì)不甚明顯，其疊加強(qiáng)度均小于2.0，其中Hg僅為1.095（圖8）。

圖8 15種元素疊加強(qiáng)度對(duì)比柱狀圖

圖9 15種元素與天山－北山成礦省算術(shù)平均值相對(duì)濃集比率

表3 中等離散型元素比值表

強(qiáng)疊加作用下元素遷移貧化、富集趨勢(shì)明顯，區(qū)域高地球化學(xué)場(chǎng)與低場(chǎng)分界明顯，濃度梯度大。

3 元素的空間分布特征

表4 區(qū)內(nèi)15種元素與天山－北山及全國(guó)水系沉積物算術(shù)平均值對(duì)比表

3.1 區(qū)內(nèi)15種元素的區(qū)域分布特征

區(qū)內(nèi)15種元素全域分布水平僅有Au元素區(qū)域分布水平略高于全國(guó)水系沉積物平均值，Ni、Mo、Pb略低于全國(guó)平均值，Sn、W、Sb遠(yuǎn)低于全國(guó)平均值（不足全國(guó)平均值的1/2），見(jiàn)表4。

區(qū)內(nèi)15種元素的背景值中Au、Pb、Ni、Mo高于1∶20萬(wàn)汗騰格里峰幅背景值，Cr、As、Ag、Cu、Zn、Sb、Hg、W、Sn、Bi、Mn低于1∶20萬(wàn)汗騰格里峰幅背景值。與天山-北山成礦省相比（據(jù)物化遙信息）區(qū)內(nèi)Pb、Au、Ni、Cr、Mo等元素明顯呈高背景分布狀態(tài)、相對(duì)富集，其中Pb相對(duì)濃集比率值達(dá)1.40；Hg、Sn兩元素相對(duì)濃集比率均小于0.3，呈低背景分布狀態(tài)、相對(duì)貧化；As、Cu等元素分布水平接近天山-北山成礦省背景分布狀態(tài)，Ag、W、Sb、Zn、Bi、Mn等元素相對(duì)濃集比率值在0.5~0.8之間，略低于天山-北山成礦省背景分布水平，呈微弱貧化分布狀態(tài)（圖9）。

3.2 半金屬重礦化劑元素As、Sb的空間分布特征

區(qū)內(nèi)As、Sb元素的高背景異常場(chǎng)的空間分布與深大斷裂構(gòu)造關(guān)系密切，阿登布拉克深斷裂與哈拉能界遼斷裂所圍合的近北東向的銳角三角地帶，As、Sb有大面積高強(qiáng)度異常分布，在馬臘爾特?cái)鄬右员睆V大區(qū)域As、Sb元素為中高背景場(chǎng)，As、Sb元素在馬臘爾特?cái)鄬优c哈拉能界遼斷層之間的北東向狹長(zhǎng)區(qū)域由南西向北東呈低背景分布。從全域背景場(chǎng)分布來(lái)看，不同年代、不同巖性的地層As、Sb的空間分布存在區(qū)域性的差異，老地層Pt1M主要呈現(xiàn)區(qū)域低背景，下石炭統(tǒng)沉積變質(zhì)巖中呈中低背景場(chǎng)，巖漿與構(gòu)造雙重作用的區(qū)域As、Sb呈高背景異常場(chǎng)。此外，在已知Cu、Pb、Ag礦點(diǎn)有大規(guī)模高強(qiáng)度As異常場(chǎng)分布。

3.3 主要金屬成礦元素Au、Cu、Pb、Zn、Ag的空間分布特征

3.3.1 Au元素空間分布特征

Au元素受多重地質(zhì)因素影響疊加強(qiáng)度值較大（2.42），總趨勢(shì)近東西向以阿登布拉克深斷裂以北地區(qū)高以南低。高背景場(chǎng)主要分布于區(qū)內(nèi)北西和北東角區(qū)域，相關(guān)地層有C12、C1和Pt1，高背景異常場(chǎng)分布區(qū)次級(jí)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，異常形態(tài)與次級(jí)小斷裂有良好的關(guān)聯(lián)特性，除此在區(qū)內(nèi)部分巖漿巖分布區(qū)存在多處Au元素的異常點(diǎn)，其形態(tài)近圓形，濃度梯度極大，與構(gòu)造及地層的關(guān)聯(lián)不明確。

全域已知Au礦化點(diǎn)有2處，但通過(guò)對(duì)比分析以上含金礦化點(diǎn)所在區(qū)域Au均表現(xiàn)為區(qū)域中低背景場(chǎng)，濃度梯度變化小。

3.3.2 Cu元素空間分布特征

Cu元素總體表現(xiàn)為北高、南低，Cu的低背景場(chǎng)分布范圍與Au十分相近，高背景異常場(chǎng)空間分布較為分散呈小規(guī)模多點(diǎn)分布，異常場(chǎng)濃度梯度較大。Cu元素在C12、γδC1H中呈區(qū)域低背景分布，Pt1呈區(qū)域中高背景分布，區(qū)內(nèi)多處輝綠巖脈分布區(qū)有Cu中高背景異常場(chǎng)分布，且分布形態(tài)與巖脈關(guān)聯(lián)性好。

區(qū)內(nèi)已知Cu礦化點(diǎn)分布區(qū)域均有不同規(guī)模和強(qiáng)度的Cu異常場(chǎng)分布，有近一半高背景異常場(chǎng)與斷裂及次級(jí)構(gòu)造帶相關(guān)聯(lián)。

3.3.3 Pb元素空間分布特征

Pb元素呈北高南低，區(qū)內(nèi)具有一定規(guī)模和強(qiáng)度的高背景場(chǎng)主要分布于北西南艾勒門(mén)特?cái)鄬颖睎|區(qū)域及北東部哈拉能界遼斷層中-北東段區(qū)域，除此在區(qū)內(nèi)北東向構(gòu)造帶中局部有獨(dú)立的高背景異常場(chǎng)，濃度梯度變化大，全域高背景異常場(chǎng)的空間分布及形態(tài)與構(gòu)造斷裂帶關(guān)系密切。Pb元素在Pt1地層區(qū)呈現(xiàn)區(qū)域性中低背景場(chǎng)，C1地層區(qū)近背景場(chǎng)分布，C12地層區(qū)呈區(qū)域性中高背景場(chǎng)，高背景異常場(chǎng)主要分布于構(gòu)造發(fā)育的巖漿巖分布區(qū)，異常規(guī)模、強(qiáng)度及濃度變化梯度均比較大。

3.3.4 Zn元素空間分布特征

Zn元素總體具有由南向北有增高的趨勢(shì)，與表生地球化學(xué)環(huán)境的分布有較好的關(guān)聯(lián)性，區(qū)內(nèi)南部基巖裸露及冰雪覆蓋區(qū)主要呈現(xiàn)低背景場(chǎng)，北部淺覆蓋草地森林區(qū)Zn呈中高背景區(qū)。高背景異常場(chǎng)的區(qū)域分布與地層巖體的關(guān)聯(lián)性不明顯，但與已知斷裂構(gòu)造關(guān)系密切，異常場(chǎng)分布區(qū)構(gòu)造較為發(fā)育，其形態(tài)與構(gòu)造線走向大體一致。

3.3.5 Ag元素空間分布特征

Ag元素分布變化趨勢(shì)平緩，在大多數(shù)地層和構(gòu)造帶上均表現(xiàn)為中低背景場(chǎng)，局部高背景異常場(chǎng)位于區(qū)內(nèi)北西角C12地質(zhì)單元中，但有一處小規(guī)模獨(dú)立異常場(chǎng)存在，但規(guī)模、強(qiáng)度均不大。

3.4 Mo、Bi、W、Sn、Mn、Cr、Ni、Hg元素的空間分布特征Mo、Bi、W、Sn元素地球化學(xué)場(chǎng)在空間分布上變化相對(duì)水平比較平緩，其中Mo、Bi中高背景場(chǎng)空間分布與侵入體空間分布形態(tài)相近，同時(shí)Bi在區(qū)內(nèi)北東向構(gòu)造帶上分布有濃集梯度較大的異常場(chǎng)，Sn在區(qū)內(nèi)北西角區(qū)域局部有高背景異常場(chǎng)分布，總體呈北西向高背景場(chǎng)的分布形態(tài)與Ag、Pb高背景場(chǎng)吻合較好。

Cr、Ni元素在區(qū)內(nèi)的分布形態(tài)與Cu較為相似，從空間套合上Mn、Hg元素的空間分布總體趨勢(shì)呈北高、南低，地球化學(xué)場(chǎng)變化平緩，除此Mn的空間分布形態(tài)與Zn的分布形態(tài)在局部（區(qū)內(nèi)北西角）有很好的關(guān)聯(lián)性。

圖10 區(qū)內(nèi)15種元素-R型聚類(lèi)分析譜系圖

4 元素的組合特征

通過(guò)R型聚類(lèi)分析成果分析（圖10），在0.6的相似水平下，區(qū)內(nèi)15種元素可分為2個(gè)族群：①Cu、Ni、As、Sb、Zn、Hg、Mn、Pb、Bi族群；②Cr、Mo、Sn、W族群。

在①族群中Cu、Ni組合、As、Sb組合、Zn、Hg、Mn組合、Pb、Bi組合有良好的相關(guān)關(guān)系相似水平在0.7以上，其中As、Sb組合，Zn、Hg組合，Pb、Bi組合相似水平超過(guò)0.92。

區(qū)內(nèi)Ag元素與①族群相關(guān)系數(shù)在0.3左右，與Cr、Sn、Mo、W、Bi呈負(fù)相關(guān)；Au元素與①族群呈負(fù)相關(guān)，相似系數(shù)達(dá)-0.55，Au元素與其余14中元素成負(fù)相關(guān)關(guān)系，Au元素與Cu、Ni、As、W等元素相關(guān)系數(shù)均小于0.7（表5）。

表5 全域15種元素相關(guān)矩陣表

5 結(jié)論

1）對(duì)全域15種元素從其分布概型可分為低離散型元素、高離散型元素、中等離散型元素三類(lèi)；低離散型元素Hg、Mn、Zn中位數(shù)、眾數(shù)與全域平均值、背景值之比特征表現(xiàn)為同比十分接近；高離散型元素Bi、Sb、Ag、As中位數(shù)、眾數(shù)與全域平均值、背景值之比特征表現(xiàn)為同比差異極大；中等離散型元素Sn、Pb、Au、Mo、Cu、Ni、Cr、W中位數(shù)、眾數(shù)與全域平均值、背景值之比特征表現(xiàn)為同比接近。

2）其空間分布特征中，半金屬重礦化劑元素As、Sb的空間分布特征與區(qū)內(nèi)深大斷裂構(gòu)造關(guān)系密切；主要金屬成礦元素Au、Cu、Pb、Zn、Ag的空間分布特征普遍與地層關(guān)聯(lián)密切，與構(gòu)造關(guān)聯(lián)次之；Mo、Bi、W、Sn、Mn、Cr、Ni、Hg元素的空間分布特征總體趨勢(shì)呈北高、南低，地球化學(xué)場(chǎng)變化平緩。

[1] 新疆國(guó)家305項(xiàng)目辦公室，《新疆優(yōu)勢(shì)金屬礦床主要類(lèi)型、成礦規(guī)律及成礦區(qū)劃研究》，2001。

[2] 伍宗華、古平等，《隱伏礦床的地球化學(xué)勘查》，1999。

[3] 焦保權(quán)、白榮杰、孫淑梅、潘志恒、李世平，地球化學(xué)分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化方法在區(qū)域化探信息提取中的應(yīng)用，物探與化探，2009。

[4] 吳承烈、徐外生等，中國(guó)主要類(lèi)型銅礦勘查地球化學(xué)模型，地質(zhì)出版社，1998。

[5] 劉英俊等，元素地球化學(xué)，科學(xué)出版社，1984。

[6] 任天祥、伍宗華等，區(qū)域化探異常篩選與查證的方法技術(shù)，地質(zhì)出版社，1998。

Spatial Distribution and Association of Chemical Elements in the South of Xiate Township, Western Tianshan Mountains

LIAO Bing-yong1HE Hong-wei1ZENG Qiang1,3ZHU Li-xue2HE Xiao-fei1YANG Jian-hong1LUO Wei1,3

(1- Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213; 2-Baijia Institute of Geological nvironment, Chengdu 610201; 3-College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, hengdu 610059)

This paper makes a preliminary summary of spatial distribution and association of chemical elements in the south of Xiate Township, western Tianshan Mountains based on 1:50000 geochemical survey. The study indicates that spatial distribution of chemical elements in this region is related to major fracture, stratigraphy and magnetite. The contents of Au, Pb, Gr, Ni, Mo, As are higher than their background values in the whole western Tianshan Mountains, whereas contents of Ag, Cu, Zn, Sb, Hg, W, Sn, Bi, Mn are lower than their background values in the whole western Tianshan Mountains. Enrichment in main ore-gorming elements such as Au, Cu, Pb, Zn and Ag is related to stratigraphy, secondly, structure. The spatial distribution of Mo, Bi, W, Sn, Mn Cr, Ni, Hg shows a general trend of high in north and low in south with a gentle geochemistry field gradient.

element; geological body; distribution; Xiate Township, western Tianshan

2019-01-05

張宗輝（1992—），男，河南登封人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)榈厍蛭锢砜碧健?/p>

P595

A

1006-0995（2020）01-0152-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.01.030