文章快速检索    
  地质通报  2017, Vol. 36 Issue (10): 1867-1873  
0

引用本文 [复制中英文]

祝大伟, 何玉燕, 郝延海, 王海军. 新疆塔什库尔干县赞坎铁矿外围水系沉积物地球化学特征及找矿方向[J]. 地质通报, 2017, 36(10): 1867-1873.
[复制中文]
Zhu D W, He Y Y, Hao Y H, Wang H J. Geochemical characteristics of stream sediments and prospecting orientation in the periphery of the Zankan iron ore deposit, Taxkorgan, Xinjiang[J]. Geological Bulletin of China, 2017, 36(10): 1867-1873.
[复制英文]

基金项目

中国地质调查局项目《新疆塔什库尔干县赞坎铁矿区外围矿产地质调查》(编号:12120113045800)

作者简介

祝大伟(1986-), 男, 本科, 工程师, 从事区域地质调查及矿产普查。E-mail:503505395@qq.com

文章历史

收稿日期: 2016-11-17
修订日期: 2017-08-22
新疆塔什库尔干县赞坎铁矿外围水系沉积物地球化学特征及找矿方向
祝大伟1, 何玉燕1, 郝延海2, 王海军2    
1. 四川省核工业地质局二八二大队, 四川 德阳 618000;
2. 新疆地矿局第二地质大队, 新疆 喀什 844002
摘要: 通过塔什库尔干县赞坎铁矿外围地区水系沉积物地球化学特征及其元素相关性的研究表明,元素(地球化学)异常(高值区)严格受塔阿西-色克布拉克断裂带,以及泥盆纪地层、热液活动、岩脉等因素联合控制。根据异常特征与成矿地质条件,圈定了4处成矿远景区,即赞格尔铅银钨多金属成矿远景区(Ⅰ1)、西若钨锡钼铜多金属成矿远景区(Ⅱ2)、盖家克铬镍铜金多金属成矿远景区(Ⅱ3)和哈尼沙里地金多金属成矿远景区(Ⅱ4),为下一步找矿工作指明了方向。
关键词: 赞坎铁矿    塔阿西-色克布拉克断裂带    水系沉积物    成矿远景区    
Geochemical characteristics of stream sediments and prospecting orientation in the periphery of the Zankan iron ore deposit, Taxkorgan, Xinjiang
ZHU Dawei1, HE Yuyan1, HAO Yanhai2, WANG Haijun2     
1. No. 282 Geological Party, Sichuan Geological Bureau of Nuke Industry, Deyang 618000, Sichuan, China;
2. No.2 Geological Party, Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources, Kashi 844002, Xinjiang, China
Abstract: In this paper, the authors report the geochemical prospecting results around the margins of the Zankan iron deposit and discussed the relationship between elements as well as their coupling with the regional geology. Studies reveal that the geochemical anomalies are obviously constrained by the Taaxi-Sekebulake fault, the lithology of Devonian strata and the igneous activities. According to the features of the geochemical anomalies, in combination with regional geology, the authors delineated four ore prospecting areas, i.e., the Zanger Pb-Ag-W prospective area, the Xinuo W-Sn polymetallic prospective area, the Gaijiake Cr-Ni-Cu prospecting area, and the Halishali Au polymetallic prospective area. The results point out the prospecting locations in the feature.
Key words: Zankan iron deposit    Taaxi-Sekebulake fault    stream sediments    prospective area    

区域地球化学勘查是区域矿产评价的基本方法之一[1]。在区域地球化学勘查中,地球化学异常的形成受到多重因素控制,包括地层和岩浆岩岩石组合、区域构造、变质作用等。笔者在最新完成的新疆塔什库尔干县赞坎铁矿外围2个图幅的1:5万水系沉积物地球化学测量中,获得了各种地质、地球化学参数,圈定综合异常13处,对该地区的找矿具有良好的指示意义。同时本文从水系沉积物测量数据入手,分析了水系沉积物地球化学异常与地层、构造、矿床间的关系,阐明了地球化学异常的控制因素,指明了该区的找矿方向。

1 地质概况

研究区位于西昆仑西段的塔什库尔干铁矿矿集区,该矿集区内最主要的铁矿为赞坎铁矿。该矿集区位于康西瓦-瓦恰结合带南部,该结合带是分隔西昆仑构造带与喀喇昆仑构造带的构造边界;其次,塔阿西-色克布拉克断裂构成喀喇昆仑构造带内部塔什库尔干陆块和明铁盖陆块的构造边界,总体构造线呈北西—南东向展布(图 1)。

图 1 调查区构造区划 Fig.1 Simplified tectonic map of the study area ①—柯岗断裂;②—康西瓦构造带;③—塔阿西-色克布拉克断裂

塔阿西-色克布拉克断裂位于塔什库尔干县达布达尔乡西若—赞格尔达坂西—塔阿西一线,塔什库尔干河谷(塔什库尔干断裂)以西,向南延出调查区。该结合带呈北西向延伸,走向300°~350°,总体约325°,在图幅内出露长度约80km,宽数百米至20km,主构造界面为北东侧古元古界布伦阔勒岩群与南西侧志留系温泉沟组之间的逆冲推覆断裂,为一条规模巨大的脆韧性逆冲推覆型剪切带,发育宽数十米至百余米的破碎带和构造片理化带,局部见糜棱岩,其构造界面均向北东缓倾,多呈波状起伏,倾角一般为20°~30°,局部叠加有后期脆性高角度逆冲断层,倾角较陡,可达60°~80°,岩石破碎强烈,由碎粉岩、碎斑岩及碎裂岩化岩石组成。

目前在该地区发现的赞坎铁矿、赞坎西铁矿、赞坎北铁矿等均位于塔阿西-色克布拉克断裂以北。总之,塔阿西-色克布拉克断裂是区内又一条重要的构造边界,它是塔什库尔干陆块向明铁盖陆块俯冲、拼贴的产物,也可能是原特提斯的闭合边界

2 地球化学数据处理 2.1 水系沉积物概述

调查区属西昆仑高山区,地球化学景观总体以中高山高寒山区为主。该区已开展1:5万水系沉积物测量820km2,采集样品总数为3101件,采样密度4.03件/km2,确定15种元素为本区指示元素。采样深度为20cm,采样粒级为-10~80目,在“V”字形沟谷(盖家克达坂等地)中采样时,沿水系上下游方向20~50m范围内多点采集(3~5点);在“U”字形沟谷(赞坎铁矿南部等地)中采样时,横切沟谷方向多点采集(3~5点)。

2.2 数据处理方法

将原始数据转换为对数值,剔除大于(X)均值+ 3S(标准离差),用以计算异常下限(参考值)。其中,异常下限值的确定综合考虑了计算值、累计频率值、本地区的地质背景等因素,各单元素的异常下限及个数见表 1,全区共圈定综合异常13处,分布情况如图 2所示。

图 2 综合异常分布 Fig.2 Distribution of geochemical anomalies in the adjacent areas of the Zankan iron ore deposit
表 1 异常个数统计 Table 1 Geochemical anomalies of stream sediments in the adjacent areas of the Zankan iron ore deposit
2.3 区内地球化学参数统计

(1)全区水系沉积物中元素的平均含量普遍较低,其中浓集克拉克值大于1的有Pb、As、Sb、W、Mo、Bi,表明这些元素处于区域高背景值区,其中Pb、As、Sb、Bi大于2,显示较强的地球化学活性。W、Mo、Cr、Cu近于1,表明这些元素处于正常场;Cr、Au、Ni、Cu、Sn、Zn、Ag、Co、Cd均小于1,表明这些元素处于区域低背景区(表 2)。

表 2 赞坎铁矿区外围1:5万水系沉积物测量元素背景统计 Table 2 Geochemical background values of stream sediments in the adjacent areas of the Zankan iron ore deposit

(2)变异系数在0.365~0.906之间,大部分元素的变异系数如Pb、As、Mo、Bi、Ni、Cu、Cr、Sb、Au、W为强分异型元素,最大的是Pb,其变异系数达到0.906,其次为As,其变异系数达0.841。从而可知,Pb、As、Mo、Bi、Ni、Cu、Cr、Sb、Au、W元素的分散富集程度较高,更易成矿或成为矿化剂,为其他元素运移提供载体。

2.4 元素的相关性分析

就全区水系沉积物样品而言,结合全区R-型聚类分析谱系图(图 3)可看出,全区各组元素间相关系数值偏低,彼此间相关性较差,说明区域内背景极为复杂,分属多个不同的地质单元,无法按照单一的背景进行元素的相关性研究。图 3表明,相关性最好的一组元素为Cr与Ni,其次为Cr与Co组合,在相似系数为0.55的水平上,上述元素可以分为一组;在相关系数r=0.1的相似水平上,工作区元素大致可以分为4组,即W、Sn、Mo,Co、Cr、Ni,Pb、Ag、Bi、Zn、Cu、Cd,Au、As、Sb。大致反映了气成-高温热液、中温热液、低温热液不同的地球化学行为,但代表高温-气成热液活动的元素与岩浆期的元素同时出现,又反映了该区多期多阶段的热液活动。但总体看,热液活动强度不大,该区经历了复杂多样的变质变形与成矿作用,反映出该区Pb、Zn、W、Mo、Cu、Ag等元素局部强烈富集的现象。

图 3 调查区R-型聚类分析谱系图 Fig.3 Dendrogram of geochemical data of stream sediments in the adjacent areas of the Zankan iron ore deposit
3 元素地球化学分析

前人在调查区内已发现了赞坎、赞坎西、赞坎北等磁铁矿床,本次在盖家克达坂一带新发现1处铜矿点,Cu品位在0.1%~5.7%之间,平均品位为3.79%,其中铜矿点中伴生较高品位的Ag元素,因此确定本区主成矿元素组合为Pb、W、Mo、Au、Cu。根据本次地球化学数据,将该5种主成矿元素总结如下。

Pb高值区主要分布在赞北铁矿与赞坎铁矿之间,塔阿西-色克布拉克逆冲推覆断裂以北,东部的细粒霓辉二长花岗岩(N1ηγ)中也有少量高值区,呈椭圆状分布;W、Mo高值区分布较相似,主要分布在赞北、赞西和赞坎铁矿附近,但在西若达坂西侧高值区较集中,呈带状分布;Au高值区主要分布在赞北铁矿与赞坎铁矿之间,塔阿西-色克布拉克逆冲推覆断裂南侧,以及调查区南侧的剥离断层两侧;Cu高值区主要分布在盖家克达坂一带,在调查区南侧的剥离断层两侧亦有分布,多呈串珠状分布。

4 地球化学异常及解译

各元素的异常分布规律明显受地层岩石组合、构造、热液、岩脉等因素联合控制。某种元素在某个部位的异常由何种因素控制,主要取决于具体的地质、地球化学环境。有的异常由几种因素联合控制,如构造、热液、地层等;有的异常控制因素以一种因素为主,其他因素为辅;也有的异常由某个单一因素控制。

4.1 各地质体地球化学异常及其地质解译

(1)赞坎铁矿:发育Mo-W-Sn高值区,其次为Co-Au-Cu高值区。说明:①赞坎铁矿指示元素为Mo-W-Sn-Co-Au-Cu;②前缘晕、近矿晕和尾晕都发育,说明该矿床具有相当大的找矿潜力。

(2)塔阿西-色克布拉克次级断裂:发育WBi-Mo-Cd高值区,其次为Au-Sn-Ag高值区,高-中-低温元素皆有发育,说明:①该处指示元素为W-Bi-Mo-Cd-Au-Sn-Ag;②前缘晕、近矿晕和尾晕[2]都发育,说明该处具有相当大的找矿潜力。

(3)盖家克铜矿点:发育有Au-Cr-Sb-Ni高值区,其次为Cu-As高值区、串珠状高值区。表明:①铁族元素具有较好的异常显示,指示该区异常可能由各种岩脉(辉长岩脉、花岗闪长岩脉)引起;②Cr、Ni等元素强异常的出现,推测该处不仅有构造、热液活动,还有深部物质的加入。因此,虽然目前地表还未找到较大规模的矿体,但是仍具有找到矿体、盲矿体的较大找矿潜力。

(4)布伦阔勒岩群:大部分元素在此层位中呈高值区,仅有Cr、Co、Ni、Cu形成低背景区。表明:①其物缘区内成矿物质丰富;②前人在该区内发现的铁矿床大部分与该层位有关,同时说明该层位为矿缘层,在受到后期构造、热液条件改造后在有利部位富集成矿。

4.2 地球化学异常控制因素探讨

(1)赞坎铁矿(HS-3)异常控制因素:①构造:逆冲推覆断裂,发育大量的构造节理;②地层:布伦阔勒岩群;③热液活动:中-细粒霓灰碱长正常岩体。

(2)塔阿西-色克布拉克及次级断裂异常控制因素:①构造:逆掩断裂,发育大量的节理裂隙;②热液活动:二长花岗岩体。

(3)盖家克铜矿点异常控制因素:①构造:规模较大的剥离断层;②基性岩脉的活动,如辉长岩脉;③地层:南华系;④热液活动:褐铁矿化、硅化、黄铁矿化、黄铜矿化、碳酸盐化。

(4)布伦阔勒岩群地层异常控制因素:①大部分元素成正值区,而Cr、Co、Ni元素形成低背景区;②大部分异常与构造无关,而与岩石的变质程度密切;③在形成矿点的地段,同时受地层、构造、热液活动的联合控制,如赞坎西铁矿附近;④在形成局部异常而不发育矿床(点)地段,可能受次级构造、节理和裂隙控制。

5 成矿远景区及找矿方向

经过初步的筛选评价,本次共圈定成矿远景区4处,即赞格尔铅银钨多金属成矿远景区(Ⅰ1),西若钨锡钼铜多金属成矿远景区(Ⅱ2)、盖家克铬镍铜金多金属成矿远景区(Ⅱ3)、哈尼沙里地金多金属成矿远景区(Ⅱ4),现分述如下。

5.1 赞格尔铅银钨多金属成矿远景区(Ⅰ1)

该异常区包括HS-1、HS-2、HS-3、HS-4(图 4)四处综合异常,地质环境基本相同,特征相近。以HS-1为例进行描述:该异常面积为80.47km2,元素组合为Pb、Bi、Ag、Mo、Au、Cd,异常呈椭圆状,沿北西向展布。主成矿元素Pb浓集中心极大值为1734×10-6,平均值为275.79×10-6,衬值为3.58,具三级浓度分带。异常区内地层为布伦阔勒岩群、吉尔铁克组1、2、3岩性段;侵入岩以中-细粒霓辉碱长正长岩、石英闪长岩为主。该远景区处于塔阿西-色克布拉克附近,受构造影响,岩石已经发生强烈片理化,多呈板状。在片理间可见石英脉分布,规模较小,呈条带状顺层发育。因各种因素影响,对本区未能进行异常查证工作,通过对该区地层、岩浆岩、构造等分析,以及前人已在该区内发现赞北、赞西和赞坎铁矿床,加之由本次圈定的1:5万化探成果可知,该处找矿潜力巨大,特别是在赞西铁矿南侧,还可能有新的发现。

图 4 赞格尔成矿远景区 Fig.4 Prospective area of Zanger region 1—全新统冰积层;2—神仙湾组第3岩性段;3—神仙湾组第2岩性段;4—神仙湾组第1岩性段;5—落石沟组砂岩段;6—吉尔铁克组第2岩性段;7—吉尔铁克组第1岩性段;8—布伦阔勒下岩群第2岩组;9—中-细粒霓辉碱长正长岩;10—细粒花岗闪长岩;11—细粒二长花岗岩;12—辉石闪长岩;13—黑云英云闪长斑岩;14—石英闪长岩;15—铁矿(床)点;16—平移逆断层;17—塔阿西-色克布拉克逆冲推覆断裂;18—1/5万综合异常;19—成矿远景区
5.2 西若钨锡钼铜多金属成矿远景区(Ⅱ2)

该远景区包括HS-6、HS-7、HS-10、HS-11、HS-13五处综合异常,元素组合为W、Bi、Mo、Cd、Au、Sn、Ag,异常呈条带状,呈近北西向展布(图 5)。异常区内地层为泥盆系落石沟组、二叠系神仙湾组、南华系库下艾尔组。该远景区处于塔阿西-色克布拉克断裂及其次级断裂附近,受构造影响,岩石已经发生强烈片理化,多呈板状。主成矿元素中Mo浓集中心极大值为119×10-6,衬值为8.16,具三级浓度分带;W浓集中心极大值为237×10-6,衬值为7.28,具三级浓度分带。目前前人已在该成矿远景区内共发现8条褐铁矿化蚀变带,并对其中的2条蚀变带进行采样分析,Mo品位有4个样品达到0.01%,因此结合本次1:5万化探成果可知,该异常的形成与断裂关系十分密切,具良好的找矿前景,应做进一步的地质勘查工作。

图 5 西若成矿远景区 Fig.5 Prospective area of Xiruo region 1—全新统冲积层;2—温泉沟组上段;3—神仙湾组第2岩性段;4—落石沟组砂岩段;5—库下艾尔组大理岩段;6—库下艾尔组砂岩段;7—库下艾尔组火山岩段;8—吉尔铁克组第1岩性段;9—沙尔别列达坂岩群B岩组;10—沙尔别列达坂岩群A岩组;11—布伦阔勒岩群下岩群第1岩组;12—中-细粒霓辉碱长正长岩;13—细粒霓辉二长花岗岩;14—细粒花岗闪长岩;15—中粗粒二长花岗岩;16—中粒英云闪长岩;17—辉长岩;18—铁矿(床)点;19—铜多金属矿(化)点;20—逆断层;21—剥离断层;22—不整合界线;23—1:5万综合异常;24—成矿远景区
5.3 盖家克铬、镍、铜、金多金属成矿远景区(Ⅱ3)

该成矿远景区以Cr、Ni、Cu、Au、As、Sb元素为主,包括HS-8、HS-9、HS-12三处异常,地质环境基本相同,特征相近。以HS-12为例叙述如下:该异常面积为31.62km2,出露地层主要为库下艾尔岩组砂岩段,岩性主要为变质中粒长石石英砂岩、变质石英杂砂岩;其次为库下艾尔组大理岩段,岩性主要为石英大理岩、变钙质石英砂岩;下志留统温泉沟组上段,岩性为长石石英杂砂岩和温泉沟组下段,岩性为长石石英杂砂岩、石英砂岩。在异常区北侧剥离断层北侧发育数条基性岩脉和酸性岩脉,其中基性岩脉以辉长岩为主,酸性岩脉以细粒二长花岗岩、中粗粒二长花岗岩为主,呈透镜状、条带状分布,与主构造线方向基本一致。

异常内Au元素浓度分带及浓集中心明显,极大值为79.4×10-9,衬值为3.43;异常的形成与断裂构造及次级小断裂有关,成矿条件有利,具有一定的找矿潜力。在对HS-12异常查证时新发现盖家克铜银多金属矿(化)体(图 6)。

图 6 盖家克成矿远景区 Fig.6 Prospective area of Gaijiake region 1—全新统冲洪积层;2—达坂沟组;3—温泉沟组上段;4—温泉沟组下段;5—库下艾尔组大理岩段;6—库下艾尔组砂岩段;7—库下艾尔组火山岩段;8—沙尔别列达坂岩群B组;9—沙尔别列达坂岩群A组;10—细粒霓辉二长花岗岩;11—细粒二长花岗岩;12—中粗粒二长花岗岩;13—中粒英云闪长岩;14—辉长岩;15—铜多金属矿(化)点;16—逆断层;17—剥离断层;18—1:5万综合异常;19—成矿远景区

该矿(化)体受北西—南东向剥离断层严格控制,矿(化)体走向近北西西向,倾向为北东东,倾角约为48°。矿体视厚度约为10.3m,Cu品位为0.1%~5.7%,平均约为3.79%,其中品位大于4.58%的约5.3m。伴生Ag品位为13.3×10-6~171×10-6,伴生Au品位为0.04×10-6~0.53×10-6。矿点处矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿等,由于该处工作程度较低,故目前暂将其成因类型定为岩浆热液型。总之,该处具有元素组合齐全、元素套合好、面积大等特点。因此,该处找矿潜力较大,特别是在盖家克达坂西侧可以作为下一步工作的重点。

5.4 哈尼沙里地金多金属成矿远景区(Ⅱ4)

即HS-5,异常面积3.67km2,该远景区以Au、Co元素为主,呈椭圆状,近南北向展布(图 7)。Au浓集中心极大值为25.2×10-9,衬值为5.13,具三级浓度分带;Co浓集中心极大值为43.6×10-6,衬值为1.11,具一级浓度分带。该异常区出露地层较简单,主要为沙尔别列达坂岩群A、B、C岩组,岩性为钠长绿泥绿帘片岩,其次为神仙湾组第1、2岩性段,岩性为长石砂岩、粉砂岩;岩石变质变形作用强,蚀变矿化现象较明显。异常区西侧的沙尔别列达坂岩群B岩组(Chsb)中有已知金矿(化)点。

图 7 哈尼沙里地成矿远景区 Fig.7 Prospective area of Hanishalidi region 1—全新统冲洪积层;2—神仙湾组第2岩性段;3—神仙湾组第1岩性段;4—库下艾尔组大理岩段;5—库下艾尔组砂岩段;6—库下艾尔组火山岩段;7—沙尔别列达坂岩群C岩组;8—沙尔别列达坂岩群B岩组;9—沙尔别列达坂岩群A岩组;10—辉长岩;11—中粒英云闪长岩;12—金矿(化)点;13—逆断层;14—剥离断层;15—不整合界线;16—1:5万综合异常;17—成矿远景区

异常区北部发育有辉长岩体(Nhv),岩体规模大,呈脉状穿插于地层中,部分岩体中见弱褐铁矿化蚀变,因此,推断金矿(化)点与辉长岩体有关,因此该处成矿条件十分有利。

6 结语

(1)本次共圈定4处成矿远景区,即赞格尔成矿远景区、西若成矿远景区、盖家克成矿远景区和哈尼沙里地成矿远景区,为该地区下一步找矿工作指明了方向。

(2)在成矿远景区中,西若成矿远景区内构造发育、成矿地质条件最好。

(3)该区地球化学异常严格受塔阿西-色克布拉克断裂及次级断裂、热液活动、岩脉等因素联合控制,在多种控制因素结合地带,地球化学异常内发现矿床(点)的概率极大。

致谢: 新疆地矿局物化探大队毕武高级工程师在化探数据处理过程中给予帮助,在成文过程中得到南京地质调查中心张传林研究员的悉心指导,在此一并表示衷心的感谢。

参考文献
[1] 宋贺民, 张辉, 顾松松, 等. 新疆哈拉齐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): 72–78.
[2] 刘崇民, 马生明, 胡树起, 等. 金属矿床原生晕勘查指标[J]. 物探与化探, 2010, 34(6): 766–770.
祝大伟, 陈备战, 王海军, 等. 新疆塔什库尔干县赞坎铁矿区外围矿产地质调查项目野外工作总结. 2016.
陕西省地质调查院. 拉甫拉甫尤尔提幅(J43E017015)、西若达坂幅(J43E018015)1∶5万区域地质调查报告. 2008.
河南省地质调查院. 克克吐鲁克幅(J43C003002)、塔什库尔干塔吉克自治县幅(J43C003003)1∶25万区域地质调查报告. 2004.