新疆烏什縣卡恰金礦原生暈地球化學異常特征分析

孫志明

(中鋼集團天津地質研究院有限公司，天津 300061)

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新疆烏什縣卡恰金礦原生暈地球化學異常特征分析

孫志明

(中鋼集團天津地質研究院有限公司，天津 300061)

摘要：卡恰金礦床屬于與火山熱液有關的蝕變巖型金礦床，金礦體多呈規模不大的脈狀、透鏡狀、分支脈狀等形態分布于構造蝕變帶中。文章通過對礦區進行系統的坑道和地表原生暈地球化學取樣，分析研究了主要元素的組合、異常特征；對比坑道和地表元素地球化學主要指標變化特征，推測了元素向深部變化的趨勢，為礦區深部及外圍找礦工作提供了參考依據。

關鍵詞：卡恰金礦；元素異常；原生暈；安山巖；新疆

0引言

卡恰金礦區位于烏恰縣城西北32 km處，礦床受區域性津丹蘇深大斷裂的次級逆斷層控制?？ㄇ〗鸬V床從發現金礦化線索至今，總體研究程度不高。新疆地質礦產勘探開發局第八地質大隊于1996年化探異常檢查時發現，1998—1999年普查為小型金礦床，并對礦區地層、構造作了劃分，對金礦化地質特征、礦化及蝕變特征等進行了初步研究，圈定了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ號金礦體[1]；賦礦地層為下石炭統灰巖、泥質灰巖、粉砂巖、砂巖、凝灰質粉砂巖、凝灰巖、安山巖[2]。張麗紅等[3]曾對卡恰金礦區Au、Ag、As、Cu、Pb、Mn、Mo元素異常進行了研究，異常以Au、As為主，濃集中心十分明顯；在各元素異常中Au、As范圍最大，Cu、Pb、Mn異常范圍相近；異常的分布呈明顯的NE向展布，與區內的地質體和構造展布方向一致。即異常與區內的NE向斷裂和地質體有關，異常濃集中心分布在安山巖及凝灰巖與泥盆系生物灰巖夾粒狀及砂質灰巖接觸帶附近，成礦條件十分有利，但規模不詳。2006—2007年中鋼天津地質院與河南靈寶黃金公司合作開展了新疆阿克蘇地區烏什縣齊甫切克(卡恰)金礦床成礦地質特征研究及深部、外圍找礦預測(評價)工作[4]。

本文在對卡恰金礦床地質特征理解的基礎上，通過坑道和地表原生暈地球化學的系統取樣分析工作[4]，重點研究了主要元素異常特征，圈定多元素地球化學異常，力圖為礦區深部和外圍找礦評價提供地球化學參考依據。

1地質概況

1.1成礦地質背景

1.2礦區地質概況

金礦(化)體形態呈脈狀、透鏡狀、分支脈狀等，產狀與控礦斷裂基本一致，總體走向45°～75°；礦體長40～110 m，平均厚度2～6 m左右；金品位分布不均，總體品位不高，平均w(Au)= 1.14×10-6～2.35×10-6，屬于低品位礦。

金礦石類型以蝕變安山巖為主，安山質構造角礫巖和碎裂巖次之。金屬礦物以黃鐵礦為主，毒砂次之，有少量自然金；非金屬礦物為石英、絹云母、方解石。礦石組構多為他形—自形粒狀結構，交代假象結構等；以浸染狀構造為主。

2方法選擇

卡恰金礦區屬于溫暖大陸半干旱氣候區，地表土層覆蓋稀少，且地形坡度大，不易采到有代表性的土壤樣品。因此，實施地質屬性確切利于對比研究的原生暈方法更有效[5]。地表原生暈采樣選用多點揀塊法采集樣品，采樣線間距40 m，點距10 m(重要地段5 m)；坑道內原生暈采樣選擇主要部位采樣，點距5 m。

參考熱液型金礦床原生暈法找礦有關研究資料[6-7]，結合卡恰金礦區具體情況和實際研究需要，選擇Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、Sn、Co、Ni、Mo、Ba和Sr元素進行分析。

3地球化學異常特征

3.1背景值及異常下限確定

了解和確定元素的背景值及異常下限，對劃分異常區和背景區、正確圈定和解釋地球化學異常意義重大[5]。本次從卡恰金礦區內所獲得的全部樣本中，利用SPSS軟件常用統計手段及分形理論與方法對樣本數據進行篩選分析，最終獲得40個比較理想的背景樣本數據，用篩選后的樣本數據進行背景值的計算及異常下限的確定。

上述40個背景樣品數據進行的統計分析結果顯示，Bi、Cu、Pb、Co、Ni、Zn、Sn、Ba、Sr元素服從或接近正態分布；Au、As、Sb服從或接近對數正態分布；Ag、Mo不服從或不接近正態或對數正態分布?？紤]到背景樣品數據的數量問題，在此不宜再進行篩分，因此按對數正態分布對14個元素的背景值等相關參量進行計算，結果見表1所述。

3.2元素異常特征

3.2.1成礦元素組合特征

本次對卡恰金礦區樣本數據進行了的簡單相關分析、聚類分析和因子分析。相關及聚類分析結果表明，Au元素與As、Sb、Ba、Ag等元素為正相關關系，Au、As元素密切相關；因子分析中，因子的提取方法為主成分法，第一主因子具有最大的方差，隨后的因子方差依次變小，其中第一主因子為金礦化因子，由Au、Sb、Ag、Ba、Co構成。

根據對樣品數據的相關及聚類分析和因子分析，獲得的卡恰金礦區金礦(化)的指示組合元素為Au、As、Sb、Ba、Ag。

3.2.2礦區巖石元素異常特征

根據卡恰金礦區地質工作成果，其已發現的金礦(化)體主要分布在礦區北部的安山巖帶內，即(北)安山巖帶，與金礦化有關的巖石類型也主要是安山巖類，因此，對全區不同巖石類型中元素分散和集中的特點以及在剖面上的變化特點進行分析，對進一步了解和認識礦區金元素異常的分布有重要意義。

(1)不同巖石類型中元素分布

本次工作通過對全區樣品數據進行初步篩分，共獲得263個準背景樣品數據，根據巖性進行歸類，利用各元素含量的中位數除以各元素的背景值來計算區內主要巖石類型的襯度系數，然后確定各元素在各類巖石中的集中和分散程度。圖2為區內不同巖石類型的元素的襯度系數雷達圖，此圖直觀地反映了各元素在不同巖類中的集中和分散特征。

從圖2中不難看出，在安山巖類中，As、Sb、Sr、Sn、Ba、Mo等元素集中，Bi等元素分散；南安山巖Cu元素含量略高，北安山巖As、Sb、Au等元素含量略高。與金礦化相關的巖石類型是凝灰巖、構造角礫巖、熔結凝灰巖、斷層泥和碎裂巖，其特點是As、Sb等元素集中。與金礦化相關的巖性，以集中As(Sb、Ba)為特征；與金礦無關的巖性，以集中Sr(Ni)為特征。

表1　卡恰金礦區背景樣品諸元素異常下限及襯度系數計算表(n=40)

量單位：wB/10-6。

圖2　卡恰礦區主要巖類各元素襯度系數雷達圖Fig.2　Radar map of the contrast parameter for each element ofmain rock types in the Kaqia deposit

(2)沿剖面線元素地球化學指標變化

圖3　卡恰礦區地球化學指標沿剖面變化特征示意圖Fig.3　Sketch showing the variation characteristicsof the geochemical indexes along the sectionin Kaqia gold deposit1.安山巖；2.灰巖；3.大理巖化灰巖；4.構造角礫巖；5.粉砂巖；6.熔結凝灰巖；7.斷裂及編號

本次工作對卡恰金礦區A—A′地質剖面(見圖1)進行了原生暈采樣分析，繪制元素異常折線圖(剖面圖橫坐標與具體地質屬性對應，縱坐標采用元素對數含量標度)，據此可直觀反映各指標在剖面上的變化特征(圖3)。

從圖3中不難得出，元素Au、As、Sb、Ba及w(Au)/w(Ag)值在剖面上表現出由南向北有逐漸增高的趨勢；Au及w(Au)/w(Ag)值除在安山巖表現異常外、在構造角礫巖、粉砂質灰巖和凝灰巖中也呈現有弱異常。Ba元素在安山巖、碎裂狀灰巖和粉砂質灰巖上都有明顯異常，但在北安山巖及其南側的碎裂狀灰巖中其含量交替增高。北安山巖中的Au、As、Sb及w(Au)/w(Ag)值的成礦能[9-10]指標明顯高于南安山巖。

3.2.3礦區成礦元素異常特征

采用研究區各元素異常下限值，并利用Suffer 8.0克里格插值法可繪制主要指示元素地球化學異常等值線圖。本次為了使各元素濃集中心定位清晰、異常含量間隔合理，等值線以1、2、5序列的整數倍于異常下限的間隔繪制，并分析各指示異常特征。

(1)Au 元素異常。Au元素異常的空間分布規律明顯，異?？傮w按NE60°方向沿(北)安山巖及臨近凝灰巖展布，其異常與地表已知的Ⅰ—Ⅳ號礦體對應較好(Au≥26)(圖4)。

(2)Ag、As、Sb、Ba元素異常。通過對與金密切相關的元素作異常等值線圖發現，Ag呈現三級濃集中心(Ag≥0.7)，但異常范圍較小，且Ⅳ號礦體無異常顯示；As三級濃集中心清晰，異常在空間分布上與Ⅰ—Ⅳ號礦體對應較好，且Ⅰ和Ⅱ號礦體、Ⅲ和Ⅳ號礦體的As異常(As≥76)分別相連；Sb、Ba元素均呈現二級異常(Sb≥7.3、Ba≥780)，且Sb異常范圍小(Sb≥3.7)，但對金礦體的定位性良好；Ba異常范圍大(Ba≥390)，呈現前緣或遠程指示元素異常特征。

(3)w(Au)/w(Ag)值。元素對的比值在三維空間的變化是隨其所處的空間位置的變化而變化的，有些元素對的比值具有一定的規律性，對指導找礦具有重要的實際意義?？ㄇ〗鸬V區的w(Au)/w(Ag)值異常與金礦體的空間分布密切相關(見圖3)，其在描述金礦體分布方面不僅保留了Au元素異常較好的礦體定位性，而且還較好地顯示了異常的連續性。

3.2.4元素深部變化趨勢分析

卡恰金礦區2208平硐采樣樣品和與其對應位置的地表采樣樣品各項地球化學分析指標的對比結果如表2所述。

分析結果表明，除元素Sr、Pb、Zn、Ni外，平硐樣品的大部元素分指標都不同程度地低于地表樣品，尤其是Au、As、Ag元素，以及w(Au)/w(Ag)值、w(Ba)/w(Sr)值、累乘指數等示金指標值比相應地表值更低，這說明平硐Au元素富集水平遠低于地表。根據各地球化學指標的這些變化趨勢特點，可推測平硐2208以下一定深度范圍內存在金礦(化)體的可能性很低。

4討論

成礦作用是一個復雜的地質過程，原生暈作為成礦作用的產物，其所表現的元素地球化學信息或特征在Au礦找礦和預測中具有重要的實踐意義，作為一種重要的方法和手段，原生暈地球化學能夠提供直接或間接的找礦信息。

圖4　卡恰礦區地表Au元素異常等值線及礦體空間分布示意圖Fig.4　Sketch showing isoline of Au anomly and spatial distrinution ofore bodies in Kaqia deposit Kaqia deposit

指標AuAsSbBiMoAgCuPbZnCoNiSnBaSrAu/AgPb/ZnCo/NiBa/Sr累乘指數硐表14617125.10.22.80.42218110122147292385890.21.07.512.7平硐4.555.70.90.12.00.116181119213303297580.10.62.00.36比值0.030.030.20.50.70.30.81.01.00.81.00.70.41.30.10.50.60.30.03

注：量單位：wB/10-6；Au/Ag=w(Au)/w(Ag)，Pb/Zn=w(Pb)/w(Zn)，Co/Ni=w(Co)/w(Ni)，Ba/Sr=w(Ba)/w(Sr)；

累乘指數=w(As)×w(Sb)×w(Ba)/10000×w(Bi)×w(Mo)×w(Co)。

卡恰金礦直接指示元素Au的異常受構造及巖性控制特征明顯，整體沿(北)安山巖帶分布，受次級斷裂F0及F1控制，金異常濃集中心和礦體露頭位置逐一對應；與Au密切相關的As、Ag、Sb、Ba等元素異常，以及w(Au)/w(Ag)值異常，其與Au異常有很好的套和性；通過對比平硐和地表對應點的樣品地球化學參數的變化，分析金礦(化)體往深部的變化趨勢特點，結果顯示礦區Au礦(化)體不具備往深部延伸的元素地球化學條件。

5結語

通過對卡恰金礦區原生暈地球化學異常特征分析，并結合平硐地球化學數據進行對比研究，可得出以下幾點認識。

(1)礦區Au礦(化)指示元素組合為Au、Ag、As、Sb、Ba，元素異常濃集中心清楚，濃集中心與已知礦體露頭位置對應良好。

(2)Au礦(化)異常主要受次級斷裂F0和F1控制，沿(北)安山巖分布；主要富集元素具有中低溫熱液蝕變巖型金礦元素組合特征。

(3)Au及相關元素指標平硐內顯示的異常特征相比地表弱化明顯，顯示Au礦(化)體往深部延伸的地球化學信息不充分。

(4)采用相關統計分析軟件對成礦元素地球化學特征進行研究，查明相關元素組合特征，并有效圈定成礦元素異常，可為礦區找礦工作提供科學的參考依據。

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Analysis on characteristics of geochemical anomly in the primary halo of Kaqia gold deposit in Wushi county, Xinjiang

SUN Zhiming

(Sinosteel Tianjin Geological Academy Co.，Ltd.，Tianjin 300061，China)

Abstract：Kaqia gold deposit is a altered rock type deposit related to volcanic hydrothermal fluid. Ore bodies generally occur as vein, lens and dendroid vein in cataclastic alteration zone. Geochemical samples are collected systematically from the primary halo in tunnels and at surface and study are made on combination of elements and anomly characteristics. Characteristics of major geochemical index variation for element in tunnel and at surface are compared. Variation tendency of elements are inferred to depth providing evidence for further ore prospecting in surroundings and to depth of the deposit.

Key Words：Kaqia gold deposit; element anomly; primary halo; andesite; Xinjiang

收稿日期：2015-09-06；改回日期：2016-02-05；責任編輯：王傳泰

作者簡介：孫志明(1983—)，男，工程師，2006年畢業于中國地質大學(北京)，從事礦床地質研究工作。

通信地址：天津市河東區中山門廣寧路友愛東道平房4號，中鋼天津地質院地質研究所；郵政編碼：300181；E-mail：sun_zhiming2016@163.com

doi:10.6053/j.issn.1001-1412.2016.02.014

中圖分類號：P595，P618.51

文獻標識碼：A