引用本文
谢渝, 陶玲, 李惠, 谢显刚, 赵森, 赵同寿. 西昆仑甜水海地区地球化学普查及其找矿效果[J]. 物探与化探, 2017,41(3): 410-420.
XIE Yu, TAO Ling, LI Hui, XIE Xian-Gang, ZHAO Sen, ZHAO Tong-Shou. The application of geochemical exploration to geological prospecting in Tianshuihai area of Western Kunlun Mountains[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017,41(3): 410-420.
Doi:10.11720/wtyht.2017.3.04  
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西昆仑甜水海地区地球化学普查及其找矿效果
谢渝1, 陶玲1, 李惠1, 谢显刚2, 赵森1, 赵同寿1
1.新疆维吾尔自治区 地质矿产勘查开发局物化探大队,新疆 昌吉 831100
2.成都理工大学 地球科学学院,四川 成都 610059

作者简介: 谢渝(1963-),男,高级工程师,从事地球化学勘查及地质矿产勘查工作。

收稿日期: 2016-04-05
基金: 中国地质调查局项目“新疆西昆仑甜水海地区1:5万化探”(1212010050326); 新疆地质勘查中央专项资金项目”新疆和田县卡孜勒一带铜多金属矿预查”(ZYZXKC2011-13)
摘要

为西昆仑乔尔天山—岔路口铅锌富集带取得找铅锌新突破,以该区1:50万水系沉积物测量成果为基础,部署1:5万化探普查项目,根据化探异常,筛选出以Pb为主的HS-10和HS-27综合异常,结合景观地球化学特征进行1:1万土壤测量,通过分析主要成矿元素地球化学特征,推断铅矿化体空间赋存位置,经系统地表和深部工程验证,发现甜水海铅锌矿和天柱山铅锌矿。甜水海地区找矿实践证明,重视区域化探异常筛选,逐步聚焦异常查证,选择最佳成矿有利部位进行地质调查和工程揭露,能有效提高找矿效率,缩短勘查周期。

关键词: 西昆仑; 甜水海地区; 地球化学普查; 化探异常; 找矿效果
中图分类号:P632 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2017)03-0410-11
The application of geochemical exploration to geological prospecting in Tianshuihai area of Western Kunlun Mountains
XIE Yu1, TAO Ling1, LI Hui1, XIE Xian-Gang2, ZHAO Sen1, ZHAO Tong-Shou1
1. Geophysical and Geochemical Exploration Group of Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Exploitation, Changji 831100, China
2. Earth's Academy of Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
Abstract

To make new breakthrough in lead-zinc exploration in the Qiao'er Tianshan-Chalukou lead and zinc ore concentration area of the Western Kunlun Mountains, the authors arranged 1:50 000 survey project of geochemical exploration based on the results of 1:500 000 stream sediment survey, and picked out the integrated anomalies of HS-10 and HS-27 which are mainly composed of Pb according to the anomalies delineated in 1:50 000 geochemical exploration. Then, together with the geochemical characteristics of the landscape and the results of 1:10 000 soil survey as well as the analysis of the geochemical characteristics of the main ore-forming elements, the distribution positions of lead orebodies were estimated. At last, according to the exterior and deep engineering verification, the Tianshuihai lead-zinc deposit and the Tianzhushan lead-zinc deposit were found. The experience gained from prospecting work in Tianshuihai area indicates that the means put forward by the authors will effectively improve the prospecting rate and shorten the period of exploration by paying attention to picking out regional geochemical anomalies, focusing on abnormity-testing step by step, and selecting the most favorable ore-forming position for geological survey and engineering revealing.

Keyword: Western Kunlun Mountains; Tianshuihai area; geochemical exploration; geochemical anomaly; ore-prospecting effect
0 引言

新疆西昆仑岔路口— 甜水海地区位于新藏公路黑卡— 甜水海一线以南, 构造位置处于阿克赛钦古生代陆缘盆地和喀喇昆仑中生代陆缘盆地的结合部位, 两者之间以乔尔天山— 岔路口断裂分隔, 该断裂在区域上归属喀喇昆仑深断裂。沿此断裂及两侧, 集中了全新疆最大的铅异常(块体)、第二大的锌异常(块体)、第二大的汞异常(块体)及与之对应的镉、锑等元素区域异常[1, 2]。前人已发现了落石沟、祥云沟、长蛇沟等铅锌矿化点, 主要分布于乔尔天山— 岔路口深大断裂两侧, 呈NW向展布。以铅、锌、镉为主的1:50万化探元素含量值累加后, 选取合适的下限值圈定的综合异常呈带状沿乔尔天山— 岔路口断裂及两侧分布, 异常稳定而连续。为推动岔路口— 甜水海地区地质找矿工作, 2010年中国地质调查局基础调查部在该区域部署了两个1:5万化探项目, 甜水海1:5万化探项目是其中之一。该项目工作取得了良好的找矿成果, 圈定了一批有价值的铅锌异常, 并先后发现卡孜勒铜银矿、甜水海铅锌矿、天柱山铅锌矿等矿床。笔者从1:5万化探扫面及异常圈定、异常查证出发, 总结其找矿成果, 侧重强调1:5万化探异常在地质找矿中的应用和效果, 以供地质工作者参考、交流[3]。

1 地质背景

甜水海地区位于甜水海— 北羌塘微陆块群, 北部为甜水海微陆块, 南部为神仙湾二叠— 三叠纪边缘裂陷带。 甜水海微陆块呈北西— 南东向延伸, 过渡基底为长城系甜水海岩群, 岩石变形强烈, 发育一系列顺层掩卧褶皱、尖棱褶皱及韧性剪切带。古生界及其后的盖层总体以北西— 南东向褶皱构造为主构造线, 晚期叠加了北东— 南西向构造, 形成一系列短轴背、向斜, 并发育由北向南的叠瓦状逆冲推覆断裂。过渡基底、古生界变质达到低绿片岩相, 中生界未变质。

神仙湾二叠— 三叠纪边缘裂陷带沉积建造主要为二叠系深水浊积岩和少量三叠系细碎屑岩, 岩石组合主要由细碎屑浊积岩夹少量硅质岩组成, 其上为侏罗系— 白垩系碳酸盐岩建造, 地层发生浅变质, 变形较强, 主要表现为一系列北西— 南东向短轴背、向斜构造, 同时发育近北西— 南东向断裂构造。

甜水海地区出露地层有石系炭、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、新近系和第四系(图1)。岩浆岩不发育。

图1 甜水海地质矿产分布
1— 第四系湖积物; 2— 第四系冲积层、洪积层、河床阶地; 3— 白垩系灰岩组; 4— 白垩系砂砾岩组; 5— 侏罗系灰岩段; 6— 侏罗系砂岩段; 7— 三叠系石英砂岩、长石石英杂砂岩夹粉砂岩、硅质岩等; 8— 石炭系生物灰岩、砂质灰岩夹钙质砂岩; 9— 石炭系砂板岩组; 10— 辉长岩脉、辉绿岩脉; 11— 主要边界断裂(缝合带); 12— 逆断层及产状; 13— 走滑断层; 14— 不整合界线; 15— 动物及孢粉化石采集地点; 16— 铜银矿; 17— 铅锌矿; Ⅵ -4-①-北昆仑(裂谷带)Fe-Cu-Au-硫铁矿矿带; Ⅶ -1-①— 慕士塔格-阿克赛钦(陆缘盆地)Fe-Cu-Au-Pb-Zn-RM-Sn-Sb-白云母-宝玉石矿带; Ⅶ -2-①— 大红柳滩(陆缘盆地)RM-Fe-Pb-Zn-Cu-白云母矿带(区); Ⅷ -1-①— 林济塘(陆缘盆地)Fe-Cu-Au-Mo-石膏矿带; Ⅷ -1-②— 乔戈里(陆缘盆地)Cu-Au-Sn矿带; (5)— 康西瓦断裂; (7)— 红柳潍断裂; (14)— 肖尔布拉克断裂; (15)— 泉水沟断裂; (16)— 冲塔什断裂; (17)— 天神达坂断裂; (18)— 河尾滩断裂; (19)— 温泉断裂

侏罗系龙山组(J2l)和白垩系铁龙滩群(K2tl)是区域性Pb富集带的主要地层, 也是目前已知的容矿地层, 地层沿断裂两侧分布。龙山组依据岩石组合特征划分为上部的灰岩段和下部的砂砾岩段, 灰岩段为一套浅海碳酸盐岩夹火山岩建造, 中间夹有厚约15 m的玄武质角砾岩和杏仁状玄武岩; 砂砾岩段岩性主要为灰绿色— 紫红色钙质砂岩、复成分砾岩夹含砾钙质岩屑砂岩等。铁龙滩群与龙山组类似, 由上部灰岩段和下部砂砾岩段构成, 上部为浅灰色厚层块状及层状含砂屑、生屑灰岩、生屑泥晶灰岩; 下部为碎屑灰岩, 亮晶生屑、藻屑灰岩, 褐红色中部为黄褐色、紫红色钙质砂岩, 灰黄、褐红色砾岩、块状砾岩[4, 5]。

2 野外工作方法

甜水海地区位于西昆仑山腹地, 区内海拔在 4 800~6 300 m之间, 地理景观区为高寒山区, 地形起伏较大, 水系发育, 对开展水系沉积物测量比较有利。该地区和东昆仑的地理景观条件类似, 结合邻区1:5万化探使用-10~+80目粒级样品得到的化探成果显著, 因此样品粒级定为-10~+80目[6, 7]。

采样布局为宽缓沟谷景观区, 采样密度1个/km2, 浅切割极高山景观区采样密度4~8个/km2, 中切割极高山景观区采样密度4个/km2。采样点主要布置在长度大于500 m的一级水系, 少数点位于二级水系中, 从而达到定位元素浓集区的效果。采样介质要求代表汇水域基岩物质成分, 采样部位在活动性流水线上粗细物质混合堆积处, 多点采集组合样品, 并对样品进行无污染加工处理。测区面积为2 951 km2, 共采集样品11 718件, 分析元素15种, 由国土资源部乌鲁木齐矿产资源监督检测中心承担。15种元素的检出限均高于1:5万化探普查的要求; 除Bi、Hg报出率分别为99.56%、99.99%外, 其他元素的报出率均为100%; 说明所采用的分析方法完全可以满足1:5万化探成图要求。

3 地球化学特征
3.1 含量特征

甜水海地区1:5万水系沉积物测量元素含量参数统计见表1。从表中可以看出, 在区内地层以碳酸盐岩为主体的背景上:① Pb、Zn、Ag、As、Sb的背景(平均值)普遍较高; ② 15种元素的平均值普遍且明显高于对应元素的中位数; ③ Pb、Zn、Cu、Sb、As等出现特高含量; ④ W、Sn、Bi的背景含量不高, 但仍出现高含量; ⑤ 元素变化系数在0.33~2.72之间, 大于1的元素有Cu、Pb、Ag、As、Sb、Hg、Bi, 变化系数最大的是Pb。因此, 该区元素含量极不均匀, 在此背景下, Pb、Zn、Ag、As、Sb等背景含量较高, 是主要找矿目标; W、Sn、Cu尽管处于低背景, 因出现特高含量且在空间上局部集中, 其找矿意义同样值得重视。

表1 甜水海地区水系沉积物元素主要参数
3.2 元素组合

R型聚类分析结果可以反映出甜水海地区元素组合的复杂性。就Pb而言, 其富集特征表现在在空间上与大部分元素发生关联, 既包括高温元素W、Sn, 也包括低温元素As、Sb, 推测是该区Pb成矿作用复杂性的表现。

从元素聚类分析谱系(图2)可以看出, As-Sb、W-Sn、Ag-Bi及Cr-Ni-Co密切关系, 表现清晰, 而作为该区主要找矿目标的Pb、Zn则表现出相对的独立性。出现这种状况的原因推测是不同成因总体叠加的结果。

图2 甜水海地区水系沉积物元素R型聚类分析谱系

从异常元素组合来看, 以主成矿元素Pb而言, 出现了Pb-Zn、Pb-Zn-Mo、Pb-Zn-Au、Pb-Zn-Ag-Sb、Pb-Zn-Ag-W、Pb-Zn-Ag-Sb-Bi、Pb-Zn-W-Cu-Mo、Pb-Zn-As-Ag-Au-Cu-Sb、Pb-Zn-Ag-As-Sb-Bi-W乃至Pb-Zn-Ag-Cu-W-Sn-Mo-Bi-As-Sb等复杂组合, 几乎每个异常元素组合都不一样。组合的多样性同样指向控制因素的复杂性。

3.3 异常特征

3.3.1 异常的确定

以累积频率95.5%对应的含量值为异常下限圈定单元素异常。综合异常是15种单元素异常叠加在一起, 依据各元素地球化学性质、元素组合特征(元素组合至少2种以上)、套合情况以及异常所处的地质背景等因素进行综合异常圈定的。本区共圈出综合异常45个[8], 根据评序结果和工作区矿产特征, 划分出甲1类综合异常2处、甲2类综合异常2处、乙1类综合异常1处、乙2类综合异常7处、乙3类综合异常10处、丙类综合异常23处。

3.3.2 异常空间分布

按照区内的构造单元特征、各区域间异常发育程度、异常规模、元素组合差异, 可将综合异常划分为5组。

以Pb、Zn为主的综合异常:区内共圈定以Pb、Zn为主的综合异常18处, 该组综合异常数量多, 分布广泛, 在区内由西北向东南, 主要沿乔尔天山— 岔路口断裂两侧分布, 另外在东北部和西南部也有少量分布。异常主要与侏罗系龙山组(J2l)和白垩系铁隆滩群(K2tl)地层有关, 其次与北西— 南东向的乔尔天山— 岔路口大断裂有关。已发现的多宝山铅锌矿和新发现的甜水海铅锌矿、天柱山铅锌矿就位于白垩系铁隆滩群(K2tl)地层中。

以Cu、Ag为主的综合异常:区内共圈出以Cu、Ag为主的综合异常9处, 主要分布在侏罗系龙山组(J2l)和石炭系恰提尔群(C2qt)地层中。新发现的卡孜勒铜银矿点就位于侏罗系龙山组(J2l)地层中。

以As、Sb为主的综合异常:区内共圈出该类综合异常4处, 均分布在侏罗系龙山组(J2l)地层中, 是一组低温热液元素。

以W、Sn为主的综合异常:区内共圈出该类综合异常5处, 异常主要发育在石炭系恰提尔群(C2qt)和白垩系铁隆滩群(K2tl)灰岩组地层, 并受北西— 南东向区域断裂控制。总体来看该组元素异常在区内较弱, 但一些强度高及发现有矿点的异常, 均伴有该组元素的弱异常出现, 这种特征有待进一步研究。

以Cr、Ni、Co为主的综合异常:区内共圈出该类综合异常6处, 异常主要分布在石炭系恰提尔群(C2qt)和白垩系铁隆滩群(K2tl)灰岩组地层中, 有多条断裂通过。它们共同的特点是套合好, 浓度分带明显, 多以铁族元素为主。

3.4 异常筛选

如何从地球化学异常中筛选出具有找矿意义的异常, 是评价化探异常的关键, 筛选异常不仅看异常值高低、异常强度大小及异常元素组合是否齐全, 还应注重异常所处的地质构造部位、成矿地质条件等[9]。西昆仑甜水海地区1:5万水系沉积物测量圈出的HS-10异常, 元素组合为Pb、As、Zn、Ag、Cu、Au、Co、Sb, 异常浓集中心明显, Pb、As、Zn、Ag、Sb异常均有内、中、外三级浓度分带; HS-27异常元素组合仅为Pb、Zn、Cu, 元素虽少, 但套合较好, 该异常西北面距多宝山铅锌矿约6 km, 位于乔尔天山— 岔路口大断裂上的Pb、Zn高背景异常区, 次级断裂构造发育。乔尔天山— 岔路口NW向大断裂是区域性控岩、控矿构造, 控制了本区沉积岩容矿的层控Pb-Zn矿空间带状分布[10]。沿乔尔天山— 岔路口断裂两侧, 广泛分布的侏罗系、白垩系地层中Pb普遍富集, 为成矿提供了良好条件。侏罗系、白垩系地层既是找矿的标志层[11], 又是1:5万水系沉积物Pb及多元素密集分布地层。因此认为, HS-10、HS-27异常所处地质环境有利, 成矿地质条件良好, 发现新的Pb-Zn矿床可能性较大。

4 找矿效果

对筛选出的HS-10、HS-27等多处异常进行了异常查证工作, 本次查证工作主要以土壤测量、地质草测配合地表槽探及稀疏钻探工程为主。在发现一定的地表矿化信息后, 进行稀疏的地表工程揭露和深部钻探验证[12]。

4.1 甜水海铅锌矿

4.1.1 地球化学异常特征

1) 1:5万水系沉积物异常特征

本区共圈定以Pb-Zn为主的综合异常18处, HS-10的异常就是其中之一。该异常面积约7.88 km2, 以80× 10-6圈定的Pb异常面积为7.10 km2, Pb最高值6 670× 10-6, 两个相邻特高值分别为 3 003× 10-6和1 782× 10-6, Pb异常与As、Zn、Ag异常套合较好, 属Pb、As、Zn、Ag、Cu、Au、Co、Sb综合异常(图3)。异常区Pb平均值为791.97× 10-6, 是背景值的22倍; As平均值为138.96× 10-6, 是背景值的12倍; Zn平均值为891× 10-6, 是背景值的12倍; Ag平均值为1.2× 10-6, 是背景值的20倍; Cu平均值为157× 10-6, 是背景值的11倍。Pb、As、Zn、Ag、Cu含量较高, 且离散程度极高。

图3 甜水海HS-10综合异常剖析

HS-10综合异常呈长条状, NE向展布, 位于乔尔天山— 岔路口NW向大断裂以北。异常区出露地层西南为白垩系铁龙滩群(K2tl), 中部为侏罗系龙山组(J2l), 东北部进入第四系(Q)。白垩系铁龙滩群、侏罗系龙山组同为甜水海地区富Pb地层, Pb、As、Zn、Ag、Cu、Sb异常浓集中心明显, 具明显浓度分带, 异常范围较大, 异常值高, 为典型的与Pb矿化有关的中低温热液元素综合异常。找矿实践表明, Pb矿化异常为多元素组合, Pb矿化和伴生元素浓集中心吻合程度高或组分分带明显, 元素的离散程度高。因此, HS-10异常成矿潜力巨大, 为工作重点。

2) 1:1万土壤异常

在HS-10号异常的多元素浓集区, 采用200 m× 40 m网度, 在7 km2范围内进行土壤地球化学测量。样品采自碎石层或残积层, 样品粒级-10~+80 目, 分析Pb、Zn、Ag、Cu、As、Sb、W、Sn、Mo、Co共10种元素, 圈定了Pb、Zn、Ag、As、Sb、Mo异常区。该异常规模大, Pb、Zn、Ag、As、Sb异常强度高、套合好, 对1:5万异常重现性良好[13]。异常区浓集中心位于白垩系铁龙滩群(K2tl)地层中, 并且发现了一条北东向的褐铁矿化蚀变带, 该带长600 m, 最宽达74 m, 主要蚀变类型为褐铁矿化、泥化、硅化、绢云母化、弱碳酸盐化。从表2和图4可以看出, Pb、Zn、Ag、As、Sb异常规模较大, 空间吻合程度较高, Pb、Ag、As、Sb异常浓集中心明显, 与赋存Pb矿化体形态套和最好[14]。

图4 甜水海HS-10综合异常1:1万土壤异常剖析

表2 甜水海铅锌矿土壤异常参数特征

4.1.2 矿床发现

根据1:1万土壤化探异常进行异常源追踪, 并开展1:1万地质草测工作, 发现了疑似硫化物的氧化露头, 采用伊诺思lnno-X便携式矿石分析仪获得Pb含量33 813× 10-6、Zn含量4 641× 10-6的数据后, 进行工程揭露, 发现地表矿体。进而按100 m工程间隔进行系统的槽探揭露, 矿化地段连续刻槽采样, 圈定了地表矿体。

4.1.3 矿床特征

1) 含矿地层特征

矿区出露地层主要为白垩系铁龙滩群、侏罗系龙山组。白垩系铁龙滩群砂砾岩组是矿区主要赋矿容矿地层, 含矿地层为碎屑岩— 碳酸盐岩建造, 主要岩性为褐红色中— 厚层状含砾不等粒岩屑砂岩、灰岩角砾岩, 与下覆绢云母千枚岩为角度不整合接触。为碳酸盐岩台地浅滩环境的沉积物。

2) 含矿构造特征

矿区位于乔尔天山— 岔路口NW向大断裂以北, 无明显断裂构造, 但在绢云母千枚岩与褐红色中— 厚层状含砾不等粒岩屑砂岩角度不整合接触部位, 绢云母千枚岩出现褶皱现象, 产状混乱, 绢云母千枚岩受构造影响较大。绢云母千枚岩节理裂隙发育, 见有石英脉充填于其中。

3) 围岩蚀变特征

矿床围岩蚀变较弱, 主要出现在灰岩角砾岩、褐红色中— 厚层状含砾不等粒岩屑砂岩中。蚀变为硅化、黄铁矿化、泥化、碳化蚀变, 其中硅化与灰岩角砾岩块状方铅矿化、脉状闪锌矿化关系密切相关, 泥化、碳化、黄铁矿化与褐红色中— 厚层状含砾不等粒岩屑砂岩中方铅矿、闪锌矿的氧化物关系密切相关。

4) 矿体特征

矿区地表共圈定矿体4条, 呈NE向平行展布, 最长达600余米, 宽数米至数十米, 倾向SE, 倾角24° ~71° 。矿体地表共有6个工程控制, 单样Pb含量在0.31%~27.3%, 单工程见矿厚3.9~50.04 m。深部共施工钻孔7个, 除一孔Pb矿化弱、一孔未见明显矿化外, 其余5个钻孔均见到了视厚6.93~19.38 m的Pb-Zn矿体, 其中ZK0001见到视厚43.49 m、Pb含量0.17%~58.5%、平均含量6.36%的矿化体。Pb矿体视厚27.4 m, Pb含量0.32%~58.5%, 平均含量9.91%。矿体沿走向向两端变细并趋于尖灭, 地表具明显的褐铁矿化、黄钾铁钒化、泥化、硅化、弱碳酸盐化等矿化现象。探槽碎裂岩中, 氧化带颜色由黄色、红褐色到黑红色, 矿化明显增强。

4.1.4 矿床成因

甜水海铅锌矿主要产于白垩系铁龙滩群、侏罗系龙山组灰岩、砾岩、砂岩中, 矿体呈层状、似层状。硫化物矿石为块状、角砾状、网脉状, 围岩蚀变为碳酸盐化、泥化、硅化、褐铁矿化。在矿床成矿过程中, 乔尔天山— 岔路口断裂及次级断裂为成矿流体提供运移通道, 初步认定为碎屑岩型Pb-Zn硫化物矿床。

4.2 天柱山铅锌矿

4.2.1 地球化学异常特征

1) 1:5万水系沉积物异常

该区采用的工作方法、布点原则、采样介质、采样部位、样品加工、采样密度、样品粒级、分析元素均与甜水海铅锌矿区相同。

天柱山铅锌矿位于HS-27异常之中, 异常面积约1.89 km2, 以80× 10-6圈定的Pb异常面积为 1.86 km2, Pb最高值364× 10-6, Zn最高值232× 10-6, 异常元素组合虽少, 但套合较好。异常区Pb平均值为179.72× 10-6, 是背景值的5倍; Zn平均值为226× 10-6, 是背景值的3倍。两元素离散程度较高。

HS-27综合异常西北面距多宝山铅锌矿约 6 km, 位于乔尔天山— 岔路口大断裂上的Pb、Zn高背景异常区, 次级断裂构造发育, 成矿地质条件有利(图5)。异常区主要出露白垩系铁隆滩群灰岩组(K2tl), 南部有少量的龙山组灰岩段(J2l)地层, 都为富Pb地层, 推断异常由构造热液活动所致, 具有一定的找矿潜力[15]。

图5 天柱山HS-27综合异常剖析

2) 1:1万土壤异常

对HS-27号异常所在区域采用200 m× 40 m网度, 在16.8 km2范围内进行土壤地球化学测量, 样品采自碎石层或残积层, 样品粒级-10~+80目, 分析Pb、Zn、Ag、Cu、As、Sb、W、Sn共8种元素。圈定的Pb、Zn异常区与地表矿体的分布基本一致, 且伴有弱的W、Sn异常。Pb异常最高值16 063× 10-6, Zn异常最高值5 707× 10-6, 次高值3 726× 10-6, 浓集中心的位置也大体相当, 位于白垩系铁龙滩群地层中, 地表见有一条较弱的蚀变带, 该带长500 m, 最宽达100 m, 呈北西向, 主要蚀变类型为褐铁矿化、泥化、硅化、碳酸盐化。

4.2.2 矿床发现

天柱山铅锌矿的发现经历了一个较长的过程。2011年在对1:5万化探异常进行筛选时, HS-27异常被定为一般检查异常, 布置1:1万地球化学剖面测量, 其中一条剖面Pb含量普遍较高, 最高达1 153× 10-6。2012年对该区域布置了1:1万土壤测量和1:1万地质草测工作, 在地质填图中发现了一条弱的蚀变带, 土壤测量成果也显示在该区域有Pb、Zn富集区, 并且Pb、Zn出现了特高值。2013年布置了槽探工程, 在Pb特高值上游施工了一条探槽, 发现了70多米的矿(化)体。进而按100 m工程间隔施工了3条探槽, 矿化地段连续刻槽采样, 圈定了地表矿体。

4.2.3 矿体特征

区内出露地层主要为白垩系铁龙滩群, 也是含矿地层, 岩性为灰色泥晶灰岩、白色亮晶灰岩、含生物碎屑灰岩、红色粉砂岩等。

矿区断裂构造较发育, 乔尔天山— 岔路口断裂在矿区北部呈北西— 南东向展布(图6), 发育的断裂构造为矿体成矿物质来源提供了通道。区内未见有岩浆活动。

图6 天柱山地质草测

矿化带呈北西— 南东走向, 含矿岩性为白垩系铁龙滩群灰黑色灰岩, 上部围岩为白色生物碎屑灰岩, 下部围岩为红色砂岩, 主要蚀变类型为褐铁矿化、泥化、硅化、碳酸盐化。灰色泥晶灰岩见方铅矿化、闪锌矿化, 矿化呈细脉状沿灰岩裂隙产出, 局部矿化强烈。

经探槽工程初步控制, 地表矿体长200 m, 宽64~76 m, Pb平均含量0.48%~10.6%, 最高23.72%; Zn平均含量0.28%~3.68%, 最高Zn 17.59%。矿石矿物主要以方铅矿、白铅矿为主; 脉石矿物主要有方解石、石英、铁质泥、透明矿物。矿石结构构造为泥晶结构、自形— 半自形粒状结构, 块状构造、细脉浸染状构造。

4.2.4 矿床成因

天柱山铅锌矿矿体呈层状、似层状、脉状产出于白垩系铁隆滩群碳酸盐岩岩溶角砾岩、生物碎屑灰岩、灰色泥晶灰岩、白色亮晶灰岩、红色粉砂岩中, 细粒硫化物矿石为块状、细脉侵染状, 主要蚀变类型为褐铁矿化、泥化、硅化、碳酸盐化。发育的断裂构造为矿体成矿物质来源提供了通道, 具MVT型Pb-Zn矿床成矿特点, 可作为本区层控铅锌矿重要找矿方向。

4.3 卡孜勒铜银矿

4.3.1 异常特征

卡孜勒铜银矿位于HS-23号综合异常内, 异常区广泛出露龙山组灰岩段(J2l)地层, 岩性为灰色微晶灰岩、深灰色含生物碎屑灰岩、灰色砂质微晶灰岩、灰色亮晶鲕粒灰岩、生物灰岩夹玄武岩等。异常面积6.81 km2, 元素组合为Cu、Ag、Bi、Sb、W、Hg、Zn等, 异常呈似椭圆状, 各元素异常套合较好, 强度高, 具有明显的浓集中心(图7), 其中Cu含量峰值最高为2 584× 10-6, Ag含量峰值4× 10-6, Sb含量峰值15.5× 10-6, Bi含量峰值32.8× 10-6。异常区Cu平均值为939.83× 10-6, 是背景值的69倍; Ag平均值为2.16× 10-6, 是背景值的36倍; Sb平均值为5.65× 10-6, 是背景值的5.5倍; Bi平均值为11.32× 10-6, 是背景值的54倍。Cu、Ag、Sb、Bi含量较高, 且离散程度极高, 其单元素异常特征见表3。

图7 HS-23综合异常剖析

表3 卡孜勒HS-23号综合异常元素特征参数统计

从异常所处的地质背景看, 异常区处于该地区侏罗系龙山组地层中, 异常区内次级断裂构造发育, 为成矿热液的运移、富集创造了良好条件, 各元素套合好, 元素的离散程度高, 其中Cu、Ag、Sb异常强度高, 且浓度分带明显, 因此, 该异常成矿潜力大。

4.3.2 矿床发现

2010年在采集水系沉积物样品过程中, 发现了散落在山坡的孔雀石化转石, 后沿着山坡向上追索, 发现了自然露头和铜矿化蚀变带。该蚀变带宽15~30 m, 长约150 m, 走向北西。随后布置化探短剖面5条, 剖面间距100 m, 点距20 m, 其中2号剖面1~3号点Cu含量2 840× 10-6~56 445× 10-6, Ag含量3 000× 10-6~3 200× 10-6; 3号剖面2~5号点Cu含量1 915× 10-6~59 789× 10-6, Ag含量3 000× 10-6~3 200× 10-6, 后命名为卡孜勒铜银矿。

4.3.3 矿床特征

矿区出露地层主要为侏罗系中统龙山组和第四系。侏罗系中统龙山组岩性为灰白色生物灰岩、灰黑色生物灰岩、红色细— 中粒砂岩, 以生物灰岩为主, 灰岩局部夹少部分砂岩; 第四系以全新统冰劈作用形成的残坡积物、坡积物以及全新统河流相、湖相洪冲积物为主。

矿区内断裂主要为次级断裂。矿化位于碳酸盐岩中的破碎带中, 在矿化带中辉铜矿化、蓝铜矿化、孔雀石矿化转石普遍, 矿化强度高, 矿化转石以孔雀石为主体(图8)。

图8 卡孜勒铜银矿矿化转石及块状矿石

根据化探剖面于2011年进行了剥土揭露, 通过工程揭露控制的铜矿体厚度为2~4 m, 走向长度24 m, 岩石破碎, 明显受构造控制。Cu含量24.32%~42.79%。矿化带位于蚀变破碎带中, 矿体呈脉状、鸡窝状。矿石主要为网脉状孔雀石辉铜矿矿石, 矿石矿物有辉铜矿、孔雀石、铜蓝。脉石矿物有方解石、生物碎屑及陆缘碎屑, 矿体围岩为含生物碎屑粉晶泥晶灰岩。

5 远景评价

岔路口— 甜水海地区处于阿克赛钦古生代陆缘盆地和喀喇昆仑中生代陆缘盆地的结合部位。古生代北部以碳酸盐岩、碎屑岩建造为主, 南部为深水浊积岩沉积, 中生代南北沉积环境趋于统一, 侏罗— 白垩系下部为陆相碎屑岩, 上部为碳酸盐岩建造。两者之间为区域性乔尔天山— 岔路口深大断裂。该区从二叠系开始一直到白垩系普遍富集Pb、Zn、Hg, 异常富集程度最高的地层是侏罗系龙山组, 其Pb含量是地壳克拉克值的3倍。区内发现的多处铅锌矿(点)及区域化探Pb、Zn多元素异常均沿乔尔天山— 岔路口断裂两侧呈带状展布, 构成乔尔天山— 岔路口Pb-Zn富集带(图9)。

图9 乔尔天山— 岔路口铅锌富集带与矿点分布
1— 第四系; 2— 铁龙滩群; 3— 龙山组; 4— 巴颜喀拉山群; 5— 加温达坂组; 6— 克勒青土布拉克组; 7— 黄羊岭群; 8— 神仙湾群; 9— 红山湖组; 10— 卡提尔群; 11— 帕斯群; 12— 落石沟组; 13— 温泉沟群; 14— 冬瓜山群; 15— 甜水海群; 16— 甜水湖组; 17— 白垩系花岗闪长岩; 18— 白垩系二长花岗岩; 19— 侏罗系二长花岗岩; 20— 断裂; 21— 铅锌矿点; 22— 铅异常

该地区通过1:5万化探工作圈定了大量Pb、Zn、Ag、Cu异常, 这些异常沿乔尔天山— 岔路口断裂及两侧呈带状分布, 尤其是在二叠系神仙湾组、侏罗系龙山组和白垩系铁龙滩群地层内又形成了Pb-Zn异常的集中分布区。HS-10、HS-27、HS-23异常只是其中3个, 待查证异常还很多。因此, 在岔路口— 甜水海地区随着查证工作深入, 将不断有新的发现。

6 结论

地球化学勘查在金属矿产找矿中发挥着重要作用[9], 地球化学异常查证, 即是地球化学勘查必不可少的组成部分, 又是检验地球化学勘查效果的试金石[16]。通过化探异常发现的甜水海地区铅锌及

铜矿床总结出以下几点经验:

1) 在野外采样过程中, 对地质现象的仔细观察是取得找矿发现的快捷途径, 卡孜勒铜银矿的发现就是佐证。

2) 重视区域化探异常筛选是发现甜水海铅锌矿和天柱山铅锌矿的关键。西昆仑甜水海地区1:5万化探HS-10和HS-27异常就是依据景观地球化学特征, 充分研究化探异常与西昆仑岔路口— 甜水海地区地质成矿规律的关系, 最终确定了找矿靶区。

3) 甜水海铅锌矿和天柱山铅锌矿的发现, 经历了由甚稀密度区域化探圈定Pb富集带、化探普查圈定Pb浓集带、化探详查定位矿化地段、钻探验证确定矿床价值的勘查、发现过程。

4) 通过在化探异常圈定的范围内进行工程验证, 发现了较好的矿体, 表明土壤测量方法在找矿过程中的准确性、高效性及实用性, 找矿效果显著, 是一个系统的异常查证过程。

地球化学普查在甜水海地区找矿的成功, 充分说明其在高原高海拔地区中大比例尺找矿中行之有效, 为同类地区及同类型地球化学景观区找矿提供了借鉴意义。

致谢:本项目野外工作得到新疆地矿局物化探大队同仁的大力支持,同时也得到了新疆地质调查院专家的关心和指导;文章审稿过程中得到杨万志教授级高级工程师的指导及修改意见,在此表示衷心感谢!

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 杨万志, 周军, 庄道泽, 等. 新疆西昆仑—阿尔金成矿带区域地球化学勘查进展[J]. 西北地质, 2013, 46(1): 110-118. [本文引用:1]
[2] 周军, 任燕. 新疆西昆仑岔路口—甜水海地区铅锌资源地球化学定量预测[J]. 物探与化探, 2014, 38(2): 220-226. [本文引用:1]
[3] 周斌, 王峰, 王明志, 等. 水系沉积物测量在新疆霍什布拉克地区找矿应用[J]. 物探与化探, 2014, 38(5): 872-878. [本文引用:1]
[4] 新疆维吾尔自治区地质矿产局. 新疆维吾尔自治区区域地质志[M]. 北京: 地质出版社, 1993. [本文引用:1]
[5] 新疆维吾尔自治区地质矿产局. 新疆维吾尔自治区岩石地层 [M]. 北京: 中国地质大学出版社, 1993. [本文引用:1]
[6] 宋贺民, 张辉, 顾松松, 等. 新疆哈拉奇地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向[J]. 地质通报, 2014, 33(1): 71-78. [本文引用:1]
[7] 崔晓亮, 刘婷婷, 王文恒, 等. 东昆仑布青山地区水系沉积物测量地球化学特征及及找矿方向[J]. 物探与化探, 2011, 35(5): 573-578. [本文引用:1]
[8] 谢渝, 陶玲, 朱相北, 等. 西昆仑甜水海地区铅锌矿成矿特征与找矿潜力[J]. 西北地质, 2014, 47(4): 237-244. [本文引用:1]
[9] 李国廉, 孙肇祥, 单承恒. 勘查地球化学在吉林省溜河地区地质找矿中的应用[J]. 矿产与地质, 2005, 19(6): 629-633. [本文引用:2]
[10] 李博泉, 王京彬. 中国新疆铅锌矿床[M]. 北京: 地质出版社, 2006. [本文引用:1]
[11] 赵晓健, 伍跃中, 王泰山, 等. 西昆仑乔尔天山—岔路口地区铅锌矿成矿特征及找矿标志[J]. 西北地质, 2014, 47(4): 245-255. [本文引用:1]
[12] 景宝盛, 潘维良, 单金忠, 等. 新疆祁漫塔格东段区域化探及其找矿效果[J]. 中国地质, 2014, 41(1): 264-284. [本文引用:1]
[13] 彭头平. 土壤地球化学找矿试验性研究[J]. 大地构造与成矿学, 2002, 26(4): 442-447. [本文引用:1]
[14] Yang W Z, Xie Y, Fu S H, et al. The Tianshuihai lead-zinc deposit, Xinjiang province, NW China: A successful case of multi-scale geochemical mapping[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2014, 139: 136-143. [本文引用:1]
[15] 杜红星, 魏永峰, 薛春纪, 等. 多宝山铅锌矿地质特征及地球化学研究[J]. 新疆地质, 2012, 30(1): 52-57. [本文引用:1]
[16] 薛水根. 地球化学异常的查证方法及效果[J]. 江苏地质, 2002, 26(1): 13-18. [本文引用:1]