巴彦乌拉山1∶50 000地球化学异常特征及找矿远景

卫 俊 陈志耕

(石家庄经济学院地球动力研究所)

巴彦乌拉山1∶50 000地球化学异常特征及找矿远景

卫 俊 陈志耕

(石家庄经济学院地球动力研究所)

通过对巴彦乌拉山地区进行1∶50 000水系沉积物采样，结合该区域的地质特征，对Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Sb、Hg、Y、Mn、Ni、As、Nb、Co等17种元素进行了分析。对元素的富集、元素组合特征、综合异常特征进行了研究，并在部分异常区内发现了多处矿化点，指示出巴彦乌拉山地区有较好的找矿潜力。

地质特征 异常特征 找矿远景

巴彦乌拉山所在的阿拉善地区属全国24个重要成矿远景区之一。区内岩浆、构造活动强烈，变质作用复杂，区域化探异常强度高、面积大、元素套合较好，民采矿点普遍分布。由于该区地域偏远、气候恶劣，基础地质矿产工作程度较低，仅进行过 1∶20万地质调查，矿产资源评价工作也于近年刚启动，地球化学、地球物理及遥感解译等方面的工作大多由相关部门分别进行。自20世纪90年代以来，缺乏整体的、系统的工作，严重制约了该区域成矿规律、找矿方向的研究及资源评价工作的安排。通过对巴彦乌拉山1∶50 000水系沉积物测量，指示出巴彦乌拉山地区有较好的找矿潜力。

1 区域地质特征

巴彦乌拉山处于华北板块北缘西段阿拉善地块的西缘[1]，阿拉善地块北邻中亚造山带，西接塔里木板块，南为祁连—秦岭造山带，西伯利亚板块与塔里木板块、华北板块之间的中亚造山带南缘[2]，属于华北克拉通西部[3]，处于古亚洲构造域与特提斯构造域交汇部位的天山—兴安造山系弧顶部位之北山—内蒙古造山带。该地区地层缺失很多，由老到新仅出露有中太古代乌拉山岩群(Ar2W)、侏罗纪中世龙凤山组(J2l)、白垩纪晚世庙沟组(K1mg)、古近纪渐新世清水营组(E3q)、新近纪上新世苦泉组(N2k)、第四系更新统(Qp3、Qpch)、第四系全新统(Qhl、Qhal、Qheol)。其中新生代地层(第四系更新统Qp3、古近系渐新统E3q)分布最广，遍及全区；其次为中太古代乌拉山岩群(Ar2W.)和中生代白垩纪；侏罗纪等地层均为零星出露，地层总厚大于 7 335 m。

2 化探异常特征

通过对巴彦乌拉山地区进行的1∶50 000的水系沉积物采样分析，对Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Sb、Hg、Y、Mn、Ni、As、Nb、Co等17种元素进行了分析。采用迭代剔除法求出各元素的异常下限，结合地质背景圈定元素异常区域。

2.1 地球化学场背景

此次化探样品分析的17种元素在研究区内的大陆地壳单元地球化学分布特征值见表1。

由表1可知，与地壳丰度相比，浓集克拉克值(K)大于1.0的元素有Pb、As、Bi、Hg、W、Mo、Sn、Au等，其他元素K值小于1，Ni最低，其次为Co、Zn、Y。与华北地台太古宇中—低角闪岩相变质岩元素的丰度值相比，浓集比率(K1)大于1.0的元素有Pb、As、Bi 、Mo等。由D值可以看出，Ni、Pb、Sb、Bi、W、Ag、Au等属强后生叠加(改造)型地球化学矿化富集型元素，其富集分布明显受后期构造与热液活动的控制。

2.2 主要元素组合

2.2.1 与酸性、中酸性岩浆岩及热液相关元素组合

与中性和中酸性岩浆岩及热液有关的元素主要有Hg、Sb、As、Au、Ag、Pb、W、Sn、Mo、Bi、Nb、Y，可细化为2个亚类。

2.2.1.1 Au、Ag、Hg、Sb、As元素组合

Au、Ag、Hg、Sb、As是研究区重要的成矿及成矿指示元素，它们相互间组合紧密，在区内形成较大规模的浓集。该元素组合显著的异常有4个，自巴彦乌拉山北至南近等间距分布。该异常与大面积构造片岩代表的浅深度相韧性剪切带中的石英网脉密切相关，可能是与韧性剪切带后期拉张性富SiO2热液活动有关。尽管它们在研究区内背景差异较大，但在表生活动过程中，Au、Ag、Hg、Sb、As紧密伴生，在研究区多处形成较为吻合的高背景。其中在巴彦乌拉山中部偏北巴音温都尔南、中部哈牟沙图南偏西、巴彦乌拉山南部古腊布陶勒盖—浩尧尔哈尔等3个地区的异常范围较大、异常值高、相关性紧密、浓集中心明显，是具有“高、大、全”特征的异常。4个异常中Au、Ag、Sb、As异常分布范围较大且与大面积构造片岩代表的浅深度相韧性剪切带中石英网脉密切相关。

表1 研究区内17种元素地球化学统计特征值(N=4 143)

元素VaXSCvXgSgKK1DEcR&GMn42～7065484.43270.930.562.630.22469.82193.270.412.630.210.760.611.45620774Ni2.4～33014.1212.540.891.050.2812.396.560.531.050.280.380.212.183359Cu2～13220.778.440.411.290.1619.886.350.321.280.150.900.801.392225Zn5.2～15045.2421.560.481.600.2545.0521.250.471.600.250.700.691.026465Pb3～388819.1669.013.601.200.1814.713.210.221.160.101.051.3428.011411Y1.8～43.611.544.170.361.030.1711.443.960.351.030.170.760.601.061519Nb1.2～58.78.033.480.430.870.167.682.550.330.870.160.790.961.439.78.0As0.5～94.23.032.710.890.410.232.621.130.430.410.221.751.052.781.52.5Sb0.04～17.70.170.311.79-0.840.220.140.050.37-0.860.180.860.697.590.160.2Bi0.04～53.80.191.256.43-1.030.310.080.020.31-1.110.121.621.08120.950.120.18Hg4.2～33610.976.330.581.020.1210.482.590.251.010.111.660.352.566.330W0.18～3221.286.995.47-0.330.410.420.260.62-0.410.251.000.4281.410.421.0Mo0.16～23.91.081.271.17-0.070.270.860.400.47-0.090.232.101.083.960.410.8Sn0.58～3.631.380.370.270.130.111.360.340.250.130.111.050.801.121.31.7Ag0.14～4.350.050.101.74-1.350.230.050.020.43-1.360.210.830.805.980.0540.056Co0.68～57.210.255.970.580.920.319.875.300.540.920.310.660.371.171527Au0.36～1811.405.153.690.000.220.950.290.31-0.030.151.200.7326.040.791.3

注：每一元素的X、S、Cv、Xg、Sg等5组数据中，上格数据为原始数据，下格数据为原始数据经迭代剔除处理之后的数据；N为分析样品总数；Va为样品中元素含量变化范围，×10-6(Au、Hg单位为×10-9)；X为算术均值，×10-6(Au、Hg单位为×10-9)；S为算术离差，×10-6(Au、Hg单位为×10-9)；Xg为几何均值，×10-6(Au、Hg单位为×10-9)；Sg为几何离差，×10-6(Au、Hg单位为×10-9)；Cv为变异系数；K为华北地台太古宇中—低角闪岩相变质岩浓集克拉克值，×10-6(Au、Hg单位为×10-9)；K1为一级浓集比率；D为叠加强度系数；Ec为华北地台太古宇中—低角闪岩相变质岩丰度值，×10-6(Au、Hg单位为×10-9)；R&G为大陆地壳化学元素丰度值，×10-6(Au、Hg单位为×10-9)。

2.2.1.2 W、Sn、Mo、Bi、Pb、Nb、Y元素组合

Mo、W、Bi、Sn、Pb、Nb、Y为研究区内另1组重要的成矿及指示元素，该组元素组合异常主要位于巴彦乌拉山南部，集中反映有2个较大异常区，为研究区内与酸性—中酸性岩有关的高温热液型成矿元素及成矿指示元素。尽管它们在研究区内背景差异较大，但在表生活动过程中，W、Sn 、Mo、Bi、Pb紧密伴生，在研究区形成多处较为吻合的高背景，其中在巴彦乌拉山南部的其尔格南、巴彦乌拉山南端的和屯盐池北与呼都格尚丹等2个地区的异常范围较大、异常值高、相关性紧密，符合“高、大、全”的良好异常条件。

该2个异常区中Mo、W、Bi、Pb异常分布面积大，且与乌拉山群混合岩化的酸性岩体关系密切。空间分布上，W、Sn、Mo、Bi、Pb、Nb、Y都直接或间接地与酸性、中酸性侵入体相关。如在巴彦乌拉山南端的和屯盐池北与呼都格尚丹之间出露的大面积混合花岗岩地区的含量非常高，形成大范围的异常。从含量关系上看，Sn、Nb、Y相对于W、Mo、Bi、Pb相关性稍差，而W、Pb与Mo、Bi相关性较强。相对而言，W、Pb、Bi高背景分布范围大，重合率约80%，与中酸性侵入体及接触带关系密切。Sn、Mo、Pb均与Au密切相关的成矿指示元素。Nb、Y在研究区内分布相对比较分散，高背景和低背景分布范围较小，较高背景和较低背景分布范围大，Nb、Y重合不多且面积不大，但是重合部分套合率很高，形状规则。

巴彦乌拉山南部的其尔格南异常位于黑云母花岗岩出露区，呈长轴NE—SW向的不规则形状，面积约50 km2，异常的形成与该套混合岩化酸性岩密切相关，反映该综合异常组合对多金属矿产具有明显的指示作用。相对而言，低背景分布零散、范围较小。

和屯盐池北与呼都格尚丹南地区的异常，位于混合花岗岩出露区，为1个长轴近EW向展布的似长方形，东西长约8 km，南北宽约5 km，总面积约40 km2，异常的形成与该套混合花岗岩密切相关，可能反映该综合异常对多金属矿的指示作用。

2.2.2 与基性、超基性侵入岩体相关元素组合

该类元素组合主要是指在地球的化学演化中，与基性和超基性岩有十分密切联系的Co、Ni、Cu、Mn、Zn等元素，该类元素多为亲铁元素。

Co、Ni、Cu、Mn、Zn是研究区内重要的成矿及指示元素，该类元素在表生活动中紧密伴生。区域性浓集，形成较大规模的成片、成带的高背景。从元素含量关系上看，Co、Ni、Cu、Mn、Zn显著相关，Co、Ni、Cu、Mn、Zn高背景的分布与前寒武纪绿岩，斜长角闪片麻岩和斜长角闪岩相关，在各地层均有分布。Co、Ni、Cu、Mn、Zn形成几个比较小的高背景区，主要呈NE—SW向分布于巴彦乌拉山中南部苏海图幅的查汗敖包一带和巴彦乌拉山中南段的和屯盐池幅的巴润哈布其格西侧。

2.3 综合元素异常

研究区共圈定出29个综合异常，其中甲1类异常1个，甲2类异常4个、乙1类1个，乙2类4个，乙3类4个，丙类11个，丁类4个。根据研究区矿产种类和成矿特点，求出每个异常中每个异常元素衬度(C)，将各异常中异常元素衬度相加求和(C总)。将各异常元素的衬度乘以异常的面积(NAP)，求规模和(NAP总)。求各异常中的各异常元素的强度(C强度)及强度和(C总强)。将各个异常中异常元素的强度、规模和衬度得分相加，即总分=C总+NAP总+C总强，按总分大小进行排序，结果见表2。

表2 综合异常评序

由表2可知，综合评序的前13个异常，几乎全部为甲、乙类异常。其中2甲1为可扩大已知矿床规模的异常；15甲2、25甲2、12甲2和11甲2等异常为小型矿床引起；27乙3、1乙2、6乙3、5乙2等异常为已知矿(化)点引起或为找矿希望较大的乙类异常。评序靠后的异常，大都为规模较小的乙、丙类异常。

3 讨 论

(1)根据地球化学勘查并结合地质实际资料，Au是主要的成矿元素，主要成矿类型为“变质-热液金矿床”中的古老绿岩系-热液金矿床亚类，绿岩系中的铁镁质和超镁铁质火山岩是成矿的重要矿源层。含矿岩石为中太古宙乌拉山岩群的花岗-绿岩带变质岩系，呈NNE走向，主要为构造蚀变岩，矿化单一，成矿元素主要为Au，个别异常有Ag，与Au重叠的特征元素为Cu、Co、Ni、Mn。Au与孔兹岩系相关性不太大，主要与下部的绿岩带有关。

(2)通过元素组合与地质背景相结合，异常评序更明确的提出，主要成矿元素是Au，同时明确Au成矿类型，北部Au异常强度较低，受风成沙影响，点状分布，南部Au异常与开采出露剥蚀有关，呈面状分布。

(3)注意研究区变质绿岩带中与磁异常代表的基性-超基性岩侵入体有关的Co、Ni、Cu矿化，特别是镍矿主要为该类岩浆熔离型矿床 (如四川力马河元古代镍矿、吉林红旗岭矿)，应注意查证Cu、Ni、Co异常，并注意Pt的重砂异常。

(4)研究区南部和屯盐池图幅西北角呼都格尚丹东的库伦·陶勒盖钼铌异常(27乙3)具有很好的稀有稀土元素成矿前景。该异常组分以Nb、Mo、W、Bi、Sn、Pb为主，重叠有Cu、Mn等异常，异常强度均达二、三级以上，是一套与酸性、中酸性侵入体特别是伟晶岩、花岗伟晶岩密切相关的富集元素组合，各元素组合紧密，有显著浓集中心，浓集分带清楚，为Nb等稀有稀土元素的矿致异常。

(5)注意研究区南部与中酸性岩浆岩高温热液有关的Mo成矿，注意与小岩体密切相关的Mo成矿。研究区南部2个已采金矿附近的哈牟沙图金异常(15甲2)和古腊布陶勒盖金异常(25甲2)旁侧均有Mo异常，且有花岗质岩浆侵入或者混合岩化作用，表明高温的Mo、W与花岗质中酸性岩浆活动及相应的地质构造有关，应注意由此引起的Mo矿化。

[1] 邵和明.内蒙古自治区区域地质志[M].北京：地质出版社，2001.

[2]DobrestsovNL,Berzin,NA,Buslov,MM.OpeningandtectonicevolutionofthePaleo-Asianocean[J].InternationalGeologyReview, 1995,37(4):335-360.

[3] 任纪舜，王作勋，陈炳蔚.1∶500万中国及邻区大地构造图及简要说明——从全球看中国大地构造[M].北京：地质出版社，1999.

2014-10-10)

卫 俊(1989—)，男，硕士研究生，050031 河北省石家庄市槐安东路136号。