巖屑測量在新疆卡特巴阿蘇金銅礦勘查中的應(yīng)用

尹高科，神 元，衛(wèi)江旗，呂星海

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第四地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001)

2004—2005年，新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)在阿爾夏騰別力其爾幅新源林場地區(qū)開展過2幅1∶10萬化探普查，圈定出綜合異常29個，其中的“14乙”綜合異常顯示出高—中—低溫?zé)嵋涸夭⒋娴慕M合特征，具明顯濃集中心，地表查證發(fā)現(xiàn)銅藍(lán)，認(rèn)為有必要進(jìn)一步評價(jià)該異常[1-3]。根據(jù)礦區(qū)地貌景觀特征，此次化探工作采用1∶2萬巖屑測量，以200 m×20 m的網(wǎng)度、4～20目采樣粒級及采樣層位為C層的工作技術(shù)方法。此工作方法技術(shù)組合不僅能有效地排除風(fēng)成物質(zhì)的干擾，又能較好地反映不同元素在該粒級段中的元素含量，捕獲更多、更豐富的地球化學(xué)異常信息。共采集巖屑樣3 082件，圈出單元素異常341個，綜合異常11個；分解1∶10萬“14乙”綜合異?？s小了找礦靶區(qū)，提出地球化學(xué)找礦標(biāo)志；通過地質(zhì)剖面實(shí)測、中—大比例尺地質(zhì)測量、槽探等評價(jià)工作，圈出長2.1 km、寬160～680 m金銅礦化蝕變帶，初步圈定金礦體11個[4-5]，標(biāo)志著卡特巴阿蘇特大型金銅礦的發(fā)現(xiàn)。

1 地質(zhì)背景

礦區(qū)位于哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊和塔里木—華北板塊之間的那拉提—紅柳河縫合帶，大地構(gòu)造上屬于中天山構(gòu)造帶那拉提早古生代島弧帶，以那拉提南緣斷裂為界，北部為中天山構(gòu)造帶，南部為塔里木板塊被動大陸邊緣[6-7]。在伊犁地塊內(nèi)以那拉提北緣斷裂為界，北部為伊犁地塊二疊紀(jì)裂谷帶，南部為中天山構(gòu)造帶。區(qū)內(nèi)出露地層主要為下元古界、石炭系和長城系(圖1)[4]。區(qū)內(nèi)二疊—泥盆紀(jì)巖漿侵入活動強(qiáng)烈，主要以石炭紀(jì)侵入巖為主，主要分布于那拉提山一帶，南北分別以那拉提南緣、北緣斷裂為界。區(qū)內(nèi)斷裂主要為那拉提南、北緣斷裂，主要沿那拉提山一帶發(fā)育，總體呈NEE向。

圖1 新疆卡特巴阿蘇一帶區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.1 Simplified geological map of Katba′asu area，Xinjiang

礦區(qū)位于那拉提北緣斷裂南側(cè)，出露地層主要有上志留統(tǒng)巴音布魯克組和第四系。巴音布魯克組主要巖性有基性—中酸性凝灰?guī)r、灰?guī)r、大理巖等。礦區(qū)古生代侵入巖極為發(fā)育，主要分布于研究區(qū)的東南部，巖性主要為中細(xì)粒堿長花崗巖、中粗粒二長花崗巖、花崗閃長巖、閃長(玢)巖等(圖2)[2，4]。

圖2 新疆卡特巴阿蘇金礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Simplified geological map of the Katba′asu gold deposit，Xinjiang

2 區(qū)域地球化學(xué)特征

2004—2005年，新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)在阿爾夏騰別力其爾幅開展了2幅1∶10萬化探普查，圈定出單元素異常356個、綜合異常29個。其中 “14乙”綜合異常位于該區(qū)，該異常以Au、Cu為主，伴生有Ag、Bi、Pb、W、Sn等元素異常，Au異常強(qiáng)度高、規(guī)模大，具有多個明顯的濃集中心，濃度分帶清晰，極大值分別為581.6×10-9、319.1×10-9、6.1×10-9和3.5×10-9。

南部Au異常極大值分別為319.1×10-9，平均值71.33×10-9，具有三級濃度分帶，面積2.26 km2，在其上游發(fā)現(xiàn)卡特巴阿蘇金銅礦床；北部Au異常極大值僅為3.5×10-9，但異常面積較大，其內(nèi)發(fā)現(xiàn)銅金礦化線索。

Cu異常面積較大，達(dá)15.41 km2，極大值僅為378.93×10-6，平均值87.96×10-6，具有二級濃度分帶，在其上游發(fā)現(xiàn)環(huán)形山銅鐵多金屬礦化蝕變帶；Ag、Bi、W、Sn等元素異常強(qiáng)度較高、規(guī)模較大，具有多個較明顯的濃集中心和清晰濃度分帶特征；Pb異常強(qiáng)度低、規(guī)模小，且分布零星。

該異常元素組合較為復(fù)雜，顯示高—中—低溫?zé)嵋涸亟M合特征，具有較好的找礦前景(表1)。

表1 “14乙”綜合異常特征Tab.1 "14B" comprehensive anomaly characteristics

3 1∶2萬巖屑地球化學(xué)測量工作方法

巖屑地球化學(xué)測量是以巖屑為采樣介質(zhì)的地球化學(xué)勘查工作，主要應(yīng)用在區(qū)域地球化學(xué)勘查與背景研究、成礦帶地球化學(xué)勘查、礦區(qū)地球化學(xué)勘查以及礦床成因研究等。此次巖屑地球化學(xué)測量主要針對區(qū)域化探異常開展工作，確定礦體空間部位、追蹤盲礦，依據(jù)典型礦床成礦地球化學(xué)分帶特征判別找礦靶區(qū)剝蝕程度和賦礦深度，為實(shí)施深部工程驗(yàn)證提供依據(jù)。

礦區(qū)地處新疆維吾爾自治區(qū)西天山西段那拉提山北坡，為高寒山區(qū)，屬北溫帶大陸性半干旱高寒山地球化學(xué)景觀區(qū)特征，切割強(qiáng)烈、溝壑發(fā)育、交通不便。根據(jù)前人在類似景觀區(qū)的地球化學(xué)勘查方法技術(shù)研究成果和勘查效果，為了更有效地排除風(fēng)成沙和風(fēng)成土的干擾，此次化探工作采用1∶2萬巖屑地球化學(xué)測量，測量網(wǎng)度參照1∶1萬化探測量標(biāo)準(zhǔn)，確定測線間距為200 m、測點(diǎn)間距20 m。采樣粒級為4～20目。樣品一般采集在距地表20～50 cm深處土壤的C層(母質(zhì)層)中的細(xì)粒物質(zhì)，盡量采自同一介質(zhì)、同一層位物質(zhì)，在測定的采樣點(diǎn)線距的1/10范圍內(nèi)采樣，由3～5個點(diǎn)采樣組合成一個樣。過篩后的質(zhì)量應(yīng)不少于150 g。取樣面積20 km2，采巖屑樣3 038件。分析項(xiàng)目為Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi共11種元素。

此工作方法技術(shù)組合不僅能有效地排除風(fēng)成物質(zhì)的干擾，又能反映不同元素在該粒級段中的元素含量，捕獲更多、更豐富的地球化學(xué)異常信息。

4 礦區(qū)地球化學(xué)特征

此次化探工作主要針對卡特巴阿蘇地區(qū)1∶10萬水系沉積物“14乙”綜合異常中Au、Cu異常開展1∶2萬巖屑測量。通過1∶2萬巖屑地球化學(xué)測量，Cu、Au、Pb、Zn、Ag、As等元素明顯富集(表2)。

表2 1∶2萬巖屑測量元素化探參數(shù)Tab.2 Geochemical parameters of 1∶ 20 000 cuttings survey

Cu平均值33.36×10-6，最大值達(dá)11 024.00×10-6，Au平均值為6.67×10-9，最大值大于1 500×10-9，Cu、Au等元素濃集中心進(jìn)一步明確。在工作區(qū)共圈定單元素異常341個，綜合異常11個，以Au為主綜合異常5個、以Cu為主綜合異常6個。

4.1 元素的分布特征

(1)Au元素高背景分布在礦區(qū)東南角金礦區(qū)和西北部環(huán)形山一帶，出露下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二巖性段第一巖層和酸性侵入巖，主要受北東向和北北東向斷裂構(gòu)造控制；背景和低背景多分布于工區(qū)中部和南部，出露下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二巖性段第二巖層、第三巖層和上志留統(tǒng)巴音布魯克組。

(2)Cu、Ag、Pb、Zn、Mo五種元素的分布具有很強(qiáng)的相似性，高背景多分布在工區(qū)中部，出露下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二巖性段和上志留統(tǒng)巴音布魯克組，主要受北東向斷裂構(gòu)造和地層控制；背景和低背景多分布于工區(qū)東部和西北部，出露下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二巖性段第二巖層、第三巖層和酸性侵入巖。

(3)W、Sn、Bi三種元素的分布有一定的相似性，高背景多分布在工區(qū)中部，出露下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二巖性段第一巖層、第二巖層和酸性侵入巖，主要受北東向斷裂構(gòu)造控制；背景和低背景多分布于工區(qū)東部和西北部，出露下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二巖性段第二巖層、第三巖層和上志留統(tǒng)巴音布魯克組。

(4)As、Sb二種元素的分布有一定的相似性，高背景多分布在工區(qū)中部和南部，出露下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二巖性段第一巖層、第二巖層和上志留統(tǒng)巴音布魯克組，主要受地層控制；背景和低背景多分布于工區(qū)東部和西北部，出露下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二巖性段第二巖層、第三巖層和酸性侵入巖。

4.2 單元素異常圈定

以單元素地球化學(xué)圖和原始數(shù)據(jù)圖為基礎(chǔ)，按照累積頻率>90%確定異常下限，結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)特征圈定各單元素異常，工區(qū)內(nèi)共圈出單元素異常341個(表3)。

表3 單元素異常Tab.3 Single-element exceptions

4.3 綜合異常特征

礦區(qū)內(nèi)共圈出綜合異常11個(表4)，以Au為主綜合異常5個、以Cu為主綜合異常6個。通過異常查證，在YS-10異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)卡特巴阿蘇金銅礦床，現(xiàn)將YS-10異常(表5)詳述如下。YS-10綜合異常位于工區(qū)東南角，呈北東東向條帶狀分布，長2.1km，寬160～680m，面積0.859km2，異常區(qū)巖性以晚泥盆世碎裂巖化花崗巖、二長花崗巖為主和花崗閃長巖為主，局部見有上志留統(tǒng)巴音布魯克組的大理巖化灰?guī)r、凝灰?guī)r，分布有那拉提北緣斷裂以南的北東東向次級斷裂破碎帶，蝕變以褐鐵礦化、黃鐵礦化、硅化、黃鉀鐵礬化為主，絹云母化和綠簾石化次之。該異常以Au為主，伴生Ag、Cu、Pb、Zn、W、As異常，異常南西端未封閉。其中，Au-36號異常，面積為0.321 km2，最大值為1 400×10-9，平均值為203.4×10-9，具有強(qiáng)度高、規(guī)模大和三級濃度分帶特征，與Ag、Cu、Pb、W異常相互套合較好；Au-50號異常，面積為0.056 km2，最大值>1 500×10-9，平均值678.7×10-9，具有強(qiáng)度高和三級濃度分帶特征，與Cu、Zn、W異常相互套合較好。通過異常查證，發(fā)現(xiàn)了卡特巴阿蘇金銅礦床。

表4 1∶2萬巖屑測量綜合異常特征Tab.4 Comprehensive anomaly characteristics of 1∶20 000 cuttings survey

表5 YS-10綜合異常特征Tab.5 Comprehensive anomaly characteristics of YS-10

4.4 礦區(qū)微量元素特征

在遠(yuǎn)離礦區(qū)未受熱液活動影響的區(qū)域，對1∶2萬巖屑樣進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，在巴音布魯克組灰?guī)r內(nèi)選擇了97件樣品，凝灰?guī)r內(nèi)選擇了59件樣品，在晚泥盆世二長花崗巖內(nèi)選擇了69件樣品，堿長花崗巖內(nèi)選擇了119件樣品；針對Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi等11種元素背景特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(表6)。

表6 主要巖性微量元素背景值特征Tab.6 Background value characteristics of trace elements in major lithologies

通過與西天山和新疆全區(qū)背景值進(jìn)行對比[8-11](表6)，可以看出金礦區(qū)大哈拉軍山組凝灰?guī)r中11種元素整體富集；在金礦區(qū)晚泥盆世堿長花崗巖中，除Au富集外，其他10種元素整體虧損；在金礦區(qū)晚泥盆世二長花崗巖和巴音布魯克組灰?guī)r中，11種元素與區(qū)域背景值相似，未見明顯的異常。

與礦區(qū)主要巖性背景值相比，卡特巴阿蘇金礦床內(nèi)與金相關(guān)元素明顯富集，說明了是由于熱液活動使成礦元素活化、遷移，并在有利部位富集成礦。

5 結(jié)論

(1)區(qū)內(nèi)通過巖屑地球化學(xué)測量方法較為準(zhǔn)確地驗(yàn)證了1∶10萬地球化學(xué)普查中的“14乙”綜合異常；并發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)11個綜合異常，其中YS-10綜合異常直接為卡特巴阿蘇金銅礦的發(fā)現(xiàn)指明了方向。YS-10綜合異常內(nèi)，各個元素異常清晰，異常顯示明顯，呈北東向條帶狀分布，與區(qū)內(nèi)北東向的主要含礦、控礦構(gòu)造走向基本一致，且與實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)容相符。

(2)YS-10綜合異常元素主要為Au、Ag、As、Cu、Pb、Zn、W、Bi，中溫元素含量較為突出，其中一般認(rèn)為的As、Sb低溫元素和W、Mo高溫元素含量不高；根據(jù)綜合異常圖分析可知，含礦熱液可能沿構(gòu)造由西南向東北方向運(yùn)移，導(dǎo)致異常區(qū)內(nèi)東北方向中溫異常顯示較為明顯，或者可能東北向西南方向逐步埋藏變深。

(3)通過區(qū)內(nèi)巖屑地球化學(xué)測量結(jié)果分析，區(qū)內(nèi)不同地層各個元素含量之間也存在明顯差異。區(qū)內(nèi)二長花崗巖顯示了本質(zhì)特征，總體上與新疆全區(qū)、西天山地區(qū)元素含量較為一致，W、Mo元素含量較高。凝灰?guī)r中的各個元素含量都高于其他對比區(qū)內(nèi)的元素含量，可能為區(qū)內(nèi)凝灰?guī)r成巖階段、地質(zhì)背景等因素導(dǎo)致其本身元素含量較高，與區(qū)內(nèi)其他綜合異常的發(fā)現(xiàn)較為吻合；區(qū)內(nèi)的堿長花崗巖除了Au元素含量富集外，其他元素含量有明顯缺失。筆者認(rèn)為，這主要是熱液運(yùn)移與沉淀過程中，對堿長花崗巖進(jìn)行了改造，使得其充分分異，并在局部富集，對成礦起到了積極作用。

(4)巖屑測量研發(fā)于20世紀(jì)80年代，針對其方法和找礦效果，前人做過大量研究。依據(jù)巖屑地球化學(xué)測量的異常特征，可以快速、準(zhǔn)確、有效地圈定礦化蝕變帶的范圍，結(jié)合地質(zhì)、物探手段可為進(jìn)一步勘查評價(jià)及深部鉆探驗(yàn)證工程提供依據(jù)。實(shí)踐證明，巖屑測量在該區(qū)礦產(chǎn)勘查中效果顯著，能快速確定找礦靶區(qū)，為地質(zhì)找礦提供直接可靠的信息，在找礦勘查中具有良好的應(yīng)用價(jià)值。此次巖屑測量在高寒山區(qū)中大比例尺找礦中行之有效，為同類型地球化學(xué)景觀區(qū)找礦提供了借鑒。