新疆西凤山金矿床q6含金石英脉原生晕特征

高雅宁，杨兴科，张康，何虎军，张晓龙，孙继东

(1.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安　710054；2.陕西省地矿局第二综合物探大队，陕西 西安　710016；3.中国建材工业地勘中心陕西总队，陕西 西安　710003)



新疆西凤山金矿床q6含金石英脉原生晕特征

高雅宁1，杨兴科1，张康2，何虎军1，张晓龙3，孙继东1

(1.长安大学地球科学与资源学院，陕西 西安710054；2.陕西省地矿局第二综合物探大队，陕西 西安710016；3.中国建材工业地勘中心陕西总队，陕西 西安710003)

摘要：在调研西凤山金矿床地质特征的基础上，选择有代表性的q6含金石英脉进行原生晕地球化学测量和异常建模评价工作。对该含金石英脉10项元素的测试分析结果表明：地表Au原生晕强度大于钻孔和坑道Au原生晕强度；q6主矿脉地表原生晕Au2极度清晰，且达到矿体原生晕规模；q6矿脉地表原生晕横向分带总体呈对称分布，并指示了矿体具有向北陡倾的趋势，横向分带序列显示出主成矿元素具异常高强度与较大线规模等特点。该主矿脉中元素的分布及变化规律的研究，对该矿区进一步的矿体追索与工程布置具有指导意义。

关键词：西凤山金矿床；含金石英脉；指示元素；原生晕

新疆西凤山金矿床分布于东天山造山带的觉罗塔格构造带，许多学者对该矿床进行过研究(姬金生等，1994，1995)。虽然地表显示Au元素次生富集，但其深部的矿体分布特征与含矿储量并不明确。而通过原生晕地球化学测量方法并建立起相关指示元素的分带序列模型能够有效地进行隐伏矿体预测，对矿体的形态、产状、规模及深度的研究均有着良好的效果(晁会霞等，2006；曹洁等，2010；王义天等，2006)。因此，笔者在充分搜集和研究已有地质资料基础上，选择矿床内最具代表性的q6含金石英脉，采集地表、钻孔和1 036 m中段共计280件地球化学样品进行Au、Ag、As、Sb、Hg、Bi、Pb、Zn、Cu、Mo十项元素的测试分析，展开含矿石英脉中金元素为主的原生晕分布及变化规律研究，其成果对该区进一步的矿体追索与工程布置将提供有力依据(李惠等，1999，2001，2006，2010；代西武等，2000；刘家远等，2006)。

1矿床地质概况

东天山造山带为中亚造山带的一部分，其长约600 km，呈东西向展布，为晚古生代准噶尔与塔里木板块碰撞而成。造山带的中部呈东西向分布有康古尔塔格金矿带，矿带总长近300 km，自西向东依次分布有石英滩、环耳山、康古尔、马头滩、西凤山、翠岭以及白干湖等数十处规模不等的金矿床。西凤山金矿田向北靠近雅满苏-苦水大断裂带，向南约20 km为阿其克库都克断裂带，其岩性单元隶属阿奇山-雅满苏火山岩带。西凤山金矿田出露地层以下石炭统雅满苏组为主，其主要岩性有砂岩、砾岩等碎屑沉积岩，安山岩、凝灰岩等火山(碎屑)岩，以及少量的碳酸盐岩与角砾熔岩等。此外，砂岩与安山岩、凝灰岩与安山岩常以互层状呈现。矿田内地层大体以255 °～85 °方向延伸，中间主要为凝灰岩，南北两侧为大面积分布的安山岩，再向南则变为砂岩与安山岩互层。砾岩出露范围较小，主要集中于矿田西北部，而碳酸盐岩与角砾熔岩则广泛出露于矿田的东南部(姬金生等，1994，1995；姜寒冰等，2012；李强等，2005；赵玉社等，2010)。

矿田内断裂较为发育，可依展布方向的不同划分为3组，即NEE—SWW向、NE—SW向与NW—SE向。其中NEE—SWW向两条断裂位于西凤山矿田北端，是区内最早一组断裂，其不仅控制着该区北侧火山岩的分布，同时也制约了沉积岩相分带，但其与区内金矿成矿作用关系不大。而位于矿田中央的NE—SW向断裂是本区最重要的控矿断裂构造，其沿花岗岩体边部分布，与成矿作用密切相关，在其两侧发育有边幕式断裂，含金石英脉即充填于其中。分布于矿田南部的一组NW—SE向平移断裂，在该区内形成时代最晚，虽然其与成矿作用关系不大，但控制了闪长岩脉与石英斑岩脉的展布。西凤山金矿床地质略图见图1。

2样品采集与分析

本次研究主要选择西凤山金矿床进行野外构造调研和地球化学勘查，并重点选取该q6矿脉作为研究对象，通过布置7条近南北向、垂直q6矿脉的岩石地球化学剖面进行样品采集。其中，探槽中所采集的样品主要为槽内，并采集了部分探槽延长线上剖面穿越地表的岩石。

其中1 036 m中段与钻孔采样的点距为2.5～5 m，而地表样则是以2～15 m为点距，针对矿化强烈的部位以较小的点距进行加密，一般对于围岩进行则以点距10～15 m进行采样。而采样线布置的间距大体介于40～100 m，其是基于地表工程密度而定。

本次样品采集共计280件，其中地表样品147件，钻孔样品71件以及1 036 m中段样品62件。依据常规金矿床的原生晕组合规律，选取10项指示元素进行分析，即Au、Ag、As、Sb、Hg、Bi、Pb、Zn、Cu、Mo 等，测试工作由新疆维吾尔自治区地质矿产局第六队实验室来完成。

3指示元素特征

研究表明，西凤山金矿床深部Au元素含量相对背景概率分布基本上同地表一致，只是Au元素几何增量相比地表要低一个数量级。同Au元素类似，Ag元素在深部位置的含量水平往往要比地表更偏低。而同样与地表进行对比，一般Sb元素与As元素相对于背景概率分布则较为相似，其中As元素含量水平略微低于地表，而Sb元素同地表较为接近。虽然Hg元素在深部的含量水平同地表相比也要低一个数量级，但其同地表一样，为负异常母体，且呈显著多母体分布特征。此外，对于Cu、Pb、Zn等3个元素而言，其在深部的含量同地表相比，水平差异以及概率分布均较小，且含量水平要略微低于地表。而Bi元素与Mo元素相似，其在深部总体含量水平均要略低于地表，且相对概率母体特征也基本上和地表一致。这些特点表明，一方面矿化受较深的剥蚀，地表工程中的Au含量已出现100×10-6的品位，就足以说明问题；另一方面，深部可能不存在具一定规模的盲矿体。指示元素地球化学参数见表1。

表1　矿区指示元素地球化学参数表

注：Au、Hg含量为10-9，其他元素含量为10-6。Co：背景平均值(几何平均)；S：几何标准差；T：异常下限。

4原生晕特征

4.1地表原生晕特征

西凤山金矿床的q6矿脉带的原生晕指示元素Ag、As、Hg、Sb、Cu、Mo、Bi都形成了不同规模的组合，构成地表Au2原生晕的21件样品中共有11件样品的Au元素含量高于16×10-9(表2)。

原生晕共生组合显示，在原生晕轴向上，相关元素对中前缘元素与尾部元素的相关性较为明显，同时Au元素也显示出其前缘元素与尾部元素间有着显著的相关性。依据含金石英脉北西向雁列式排列与右形等特点，并结合相关元素对的指示特征可以推断在剖面上可能会存在雁列式分布的矿体，且极有可能指示了地表被剥蚀过的矿体的原生晕，与在更深部位可能存有的盲矿体的原生晕在轴向上存在首尾相连的信息。一般当矿体在地表的剥蚀指数大于0.5时，指示元素对的相关系数显著且并无负相关性，则现代剥蚀水平的指示元素的线性关系即可由回归方程所代表，同时其在三度空间预测方面也具备一定程度的效用(朱先波等，2010)。从原生晕横向分带的特点来看，其横向分带总体上呈对称，并指示出矿体具有向北陡倾的趋势。此外，原生晕横向分带也表明主成矿元素具有高强度、线规模较大等异常特点。而原生晕的纵向分带的情况比较复杂，其与相关矩阵信息较为一致，并综合考虑控矿构造特点，指示了在沿总构造线，即NEE—SWW向以及顺矿脉带方向，都有不同的热值渗滤与扩散作用体现。此外，原生晕的纵向分带呈对称性这一特点反映了矿体或矿化带的总趋势很有可能不存在侧伏的情况。然而因单个石英脉体为右形斜列且呈北西走向，所以并不能仅靠原生晕纵向分带特征即确定矿体或矿化体是否存在侧伏。

表2　Au2原生晕指示元素组合表

注：Au含量为10-9，其他元素含量为10-6。

表3　Au2指示元素相关矩阵表

4.2钻孔原生晕特征

(1)Au元素原生晕。钻孔原生晕剖面选择勘探线1上的ZK332与ZK331两例钻孔。通过与地表作对比，钻孔Au元素原生晕总体显示其宽度接近地表，但强度显著变弱。其中Au元素存在2个明显的富集中心，分别位于钻孔ZK332地表附近与ZK331孔中约60～67 m处，其样品中Au的含量又分别达到50×10-9与40×10-9。在原生晕剖面上，这2个Au元素富集中心又以雁列式方式相排列(图2)。

在钻孔ZK332中，Au原生晕范围为：-35～0 m(地表)，铅直厚超过35 m，Au元素含量为3.8×10-9～30×10-9，其几何均值为9.66×10-9，衬度2.89，NAP值为101。Au原生晕具有外、中、内3个浓度带，然而并未达到工业矿化。此外，在近地表处，Au富集中心在2个钻孔间尖灭。

在钻孔ZK331中，Au原生晕范围为：-70～-19 m，铅直厚约55 m，Au元素含量为1.8×10-9～50×10-9，其几何均值为9.23×10-9，衬度2.89，NAP值为157，略大于ZK332孔，但与地表地球化学

1.浓度内带; 2.浓度中带; 3.浓度外带; 4.安山岩; 5.钾长花岗岩; 6.破碎蚀变花岗岩; 7.断层; 8.矿脉及编号; 9.钻探线(图中0.5、1.3、…代表元素含量值)图2　西凤山金矿床q6脉1线指示元素(钻孔)原生晕图Fig.2　Indicator elements (drilling) primary halo of exploration line1of q6 vein in Xifengshan gold deposit

剖面4线(相当于1勘探线)Au的线金属量(1 729.3)相比，要小的多，该勘探线地表富矿已采空，地球化学剖面在采空地段中的样品最高Au含量为1×10-6，因为样品是连续捡块，在样品控制线段上有平均意义，因此地球化学样Au含量1×10-6属极强异常值。

然而从Au元素钻孔原生晕剖面来看，其最大值显示仅有50×10-9(0.05×10-6)，富集中心变化特点是在钻孔ZK332与ZK331间逐渐尖灭，因此，可以认为此为已经遭受了彻底剥蚀的矿体尾部原生晕。此外可以推测，第二个富集中心极有可能为同第一个富集中心呈斜列的金矿体之前缘，并且其位于破碎的、由断裂构造所控制的花岗岩内部。

(2)Hg元素原生晕。由图2原生晕勘探线剖面可以看出，Hg元素原生晕特点最为显著同时也最为发育。从地表起到完钻位置，存在6个带状Hg元素原生晕，其呈现向下显著增强的特点，并且显示出一个有趣现象，即呈雁列式分布的两个Au元素浓集中心分别在上下盘存在与其相对应的Hg元素原生晕，它们与Au富集体的尾部与头部相对应，后者与前者相比较弱。

(3)其他指示元素原生晕。As元素原生晕的2个钻孔中铅直厚度分别为8 m与33 m，几何均值分别达到1.7×10-6和2.92×10-6。而其与地表As元素原生晕几何均值含量5.94×10-6相比，明显减弱。尽管钻孔NAP值为62.16，地表值为61.4，它们较为接近，然而考虑到地表采用了水平厚度而钻孔采用的是铅直厚度，所以在陡倾斜矿体中NAP值地表要小于钻孔。

Sb元素原生晕在钻孔剖面上显示其同地表相比强度有所下降。钻孔NAP值显示为35，同地表Sb的NAP值76.1相比，显然较低。同时可以看出，Sb钻孔剖面原生晕浓度只是外带，且在中部与下部并未有分布。

Ag元素原生晕钻孔剖面显示其在两个钻孔中铅直厚度分别达到35 m与29 m，几何均值分别是0.143×10-6和0.141×10-6，标准差值不大，仅分别是1.28×10-6和1.2×10-6，衬度分别是1.59和1.56。Ag元素原生晕浓度分带仅为外带，且并不十分清楚。钻孔中Ag的最高含量达0.15×10-6，而与其相对应的地表剖面中Ag元素最高值达2.3×10-6。

Pb元素原生晕在钻孔剖面上与地表一样，都没能形成明显异常，而Zn元素在钻孔剖面显示其存在外、中与内的原生晕分带，并且在Au元素第二个浓集中心同样也存在Zn元素的对应浓集，然而其在地表剖面上所对应的矿体并未见明显异常。此外，Cu元素在钻孔剖面上显示，只在上部见到具浓度外带的原生晕。

Bi元素原生晕在钻孔剖面中表现出的较为强烈，尤其是在第二浓集中心可以见到浓度较高的Bi原生晕发育，同时Bi元素与Hg元素的原生晕是在同一时间、同一空间所富集。而Mo元素的原生晕在钻孔剖面上所表现出的样式是分散的、浓度较低的点异常。

4.31 036中段原生晕特征

(1)Au元素原生晕。如图3所示，金矿脉在1 036中段的Au元素原生晕主要包括Au1和Au2原生晕，而该两个原生晕只是以一个背景样品来分隔。其中Au1为东西方向，规模较大，长度达87 m，宽度为4～17m，其面积可达1 092 m2，是以3条穿脉、7件异常样品所控制，其Au元素的值为5.5×10-9～600×10-9，几何均值为29.53×10-9，衬度为9.84，呈现出特别明清晰的Au元素原生晕。其中，其最大含量值0.6×10-6已经达到矿化水平，而标准差值5.10×10-9也显示出其原生晕具有在局部浓集的趋势。Au元素跨越花岗岩与安山的岩接触带，东部则进入正长石英斑岩，其富集中点位于安山岩与花岗岩的接触带上。其中，外接触带有一件样品，其Au元素达80×10-9，而内接触带富集中心共由3件样品组成，它们的Au元素含量分别是600×10-9、12.0×10-9、13×10-9。此外，在位于西南端的蚀变花岗岩中，Au1原生晕内还有一件样品，其Au元素含量为9.5×10-9。

在指示元素形成的所有原生晕中，NAP值达到10 745的Au1标准化金属量是最大的，紧靠其南侧则是Au2原生晕。而Au元素含量是1.6×10-9的背景样品分布于CM3与CM0等穿脉之中，它们将Au1与Au2分隔开来。由于样品密集，使得原生晕的圈定显得十分精细，但按Au矿化特征，有意义的异常也是不均匀的，原生晕中出现个别背景含量也不奇怪，何况还有分析随机误差的干扰。Au2原生晕是由3件样品所组成，其分布范围达348 m2，长度58 m，宽约5～8 m，Au元素含量几何均值为13.15×10-9，标准差为4.28×10-9，衬度为4.38，同样具备极为清晰的原生晕特征。Au2中最高Au含量70×10-9，最低5×10-9。

Au3原生晕为Au西端SW部与之斜列之单线控制Au原生晕，受CM7穿脉坑道控制，4个样品组成其中一个背景样，面积212 m2，形态规则，椭圆状，含Au最高为60×10-9，最低1.3×10-9。在某中程度上，Au3也可以与Au1和Au2作为一个整体，它与Au1西端同处于破碎蚀变花岗岩中。

(2)Ag元素原生晕。Ag元素原生晕是由两件样品所组成，其富集中心位于CM3穿脉，其两件样品中Ag含量分别为0.145×10-6与0.152×10-6，它们所对应的Au含量分别为600×10-9和13×10-9，并且在Au元素的异常上总体呈背景范围。

1.Au异常区及编号；2. Ag异常区及编号；3.As异常区及编号；4.勘探线 图3　西风山金矿床q6脉1 036中段Au、Ag、As原生晕组合图Fig.3　Au, Ag and As primary halo combination drawing of 1 036 midpiece in q6 vein of Xifengshan gold deposit

此外，位于Au1与Au2原生晕的南边约十余米处为Ag3原生晕，它是1 036中段内Ag元素最大的一个原生晕，其面积可达1 380 m2，为东西向分布。尽管面积较大，然而其Ag含量并不高，且只形成浓度外带，并未形成富集中心，也未表现出较为清晰的富集趋。其几何均值为0.139×10-6，标准差值1.25反映其原生晕起伏不大，衬度1.54，不难看出，Ag原生晕仅是其元素在花岗岩中的高背景起伏。Ag1原生晕大体位于CM0穿脉坑道的最北侧，属于异常点，其Ag元素达0.15×10-6。Ag1、Ag2、Ag3呈NEE雁行式排列，具有平行应力场特点，与地表含金石英脉排列之应力场相似，但应力方向不同。地表石英呈NW展布，而Ag1、Ag2原生晕仅单线控制，考虑到Au原生晕之主体方向，按NEE向延伸匀绘比较协调。除此之外，Ag4为CM3穿脉坑道南端之单线控制的原生晕，有3个样品组成，最高Ag含量为0.19×10-6，最低0.16×10-6，相差无几，无浓度分带。

(3)As、Hg、Sb元素原生晕。As原生晕在Au1、Au2分布带上与Au总体上呈现水平展布等特点。其中，Au主体原生晕的北边分布有As1与As2，其南边为As4与As5，而As同Au原生晕大体上为平行样式。其中As1属于点异常，As值达3.9×10-6，是外中浓度分带；As2共计为5件样品所组成，其分布范围约400 m2，As几何均值2.86×10-6，标准差为1.62×10-6，As含量为5.6×10-6～1.7×10-6，属于小中浓度带。而Au原生晕南边的As4是由3个穿脉所控制，其只在东部与Au原生晕有所叠加，展布方向为NEE，面积可达550 m2，As几何均值2.49×10-6，标准差1.61，衬度1.66，显示其原生晕起伏不大，清晰度也不高，As含量最大值仅为4.7×10-6，属于点状中浓度带。再往南则是As5原生晕，它与As4原生晕呈平行展布，距As4大约10～15 m，且与As4在特征上大体相似，总体以高背景起伏为主。

在Hg元素原生晕中的Hg1基本为全部指示元素中最大的原生晕，其面积达到了3 100 m2，甚至为Au主体原生晕的3倍。在东西方向展布的Hg1原生晕长约125 m，其面积略大于Au主体原生晕，但二者特点较为相近。Hg1原生晕共有5个富集中心，具有散矿化前缘指示等特点。

同地壳中Hg的平均值0.09×10-6相比，Hg1原生晕最高Hg含量仅为0.070 4×10-6，且其几何均值甚至仅达到0.006 5×10-6，要远低于地壳。而其衬度为2.32，略清晰；其中Hg原生晕中有一个背景窗，恰好同Au原生晕最高含量重合；总体来看，Hg原生晕西部分布的要小于东部，这点恰好同Au原生晕的分布特征相异，而东部高强度的Hg原生晕分布于蚀变花岗岩和正长石英斑岩中。

Sb原生晕除了在南端区域形成了长度58 m，分布面积120 m2的线状Sb3，在其他区域极不发育，尤其在Au元素主体原生晕区域几乎未现，而Sb3是由2件含Sb分别为0.33×10-6与0.64×10-6的样品所组成。

(4)Cu、Pb、Zn元素原生晕。Cu原生晕所表现出的多是点异常，其中只有Cu1形成了一定的规模，其面积达560 m2，且与Au元素原生晕呈现了相对较好的叠加特点。其中Cu几何均值为18.55×10-6，标准差1.21×10-6，衬度1.24， Cu含量的最高值可达24.7×10-6。可以看出，Cu的含量变化不大，明显出现富集，即形成高背景。而Pb元素并未见到明显的异常富集存在，Zn则与成晕及成矿的关系不大，呈现出局部位置的背景起伏。

(5)Bi、Mo元素原生晕。Bi元素与Mo元素形成的原生晕特点较为相似，其中Bi元素形成了9个点异常原生晕，而同地表特征相比，Bi与Mo的浓集程度显然更低。可以看出，在地表矿Bi与Mo元素现Au的矿化关系较为密切，而在深部位置由此矿化程度变弱，导致Bi与Mo元素原生晕显得比较分散且与Au原生晕之间并未表现出较为明显的关系。

5结论

(1)西凤山金矿床q6含金石英脉呈现出极具意义的原生晕带；其指示元素Ag、As、Hg、Sb、Cu、Mo、Bi都分别形成不同规模的原生晕组合；其总共有27对指示元素的相关系数超过了系数临界值，显示了岩浆期后热液的特点。

(2)q6矿脉地表Au原生晕强度大于钻孔和坑道Au原生晕强度，Au含量频率直方图横向几何增量相差一个数量级，As、Hg、Bi、Mo也低一个数量级。其他指示元素含量大多在深部工程中(统计)低于地表。

(3)q6主含金石英脉在地表的Au2原生晕极度清晰，其内带达2 800 m2，几何均值达32.67×10-9，标准差为8.64×10-9，衬度8.64，其中有2件样品的Au含量超过1×10-6，因此达到矿体原生晕规模。此外在1 036中段，Au元素原生晕面积接近1 000 m2，其几何均值为33.71×10-9，标准差为4.5×10-9，这些同地表原生晕特征相比，显然要相差许多。尽管二者衬度差别不大，但1 036中段的NAP值11 240要远远小于地表的82 746。总的来说，1 036中段同地表相比，其Au原生晕不论是在规模还是在强度方面均差了许多。

(4)q6矿脉地表原生晕横向分带基本呈对称分布，并显示了矿体具有向北陡倾的趋势，横向分带序列表明主成矿元素具异常高强度与较大线规模等特点；而纵向分带之对称性表明矿脉带无明显侧伏。

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收稿日期：2015-07-23；修回日期： 2016-02-20

基金项目：中国地质调查局地质调查工作 “新疆北部晚古生代大规模岩浆作用与成矿耦合关系研究”(1212011121092)

作者简介：高雅宁(1984-)，男，陕西榆林市人，博士研究生，研究方向为矿产普查与勘探。E-mail:gaoyaning2000@163.com

中图分类号：P618.51

文献标志码：A

文章编号：1009-6248(2016)02-0124-10

Study on Primary Halo Characteristics of q6Gold-bearing Quartz Veinsin Xifengshan Gold Deposit, Xinjiang

GAO Yaning1, YANG Xingke1, ZHANG Kang2, HE Hujun1, ZHANG Xiaolong3, SUN Jidong1

(1. School of Earth Science and Resources, Chang’an University, Xi’an 710054,Shaanxi,China;2. No. 2 Comprehensive Geophysical Prospecting Brigade,Shaanxi Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources, Xi’an 710016,Shaanxi,China; 3. Shaanxi General Office of China Building Material Industry Geological Prospecting Center, Xi’an 710003,Shaanxi,China)

Abstract：Based on the investigation for geological characteristics of Xifengshan gold deposit, the significant q6 gold-bearing quartz veinhas been selected to implement the primary halo geochemistry measure and abnormalities modeling. After testing and analyzing the 10 elements of q6 gold-bearing quartz vein, the results show that the strength of Au primary halo in earth surface is greater than that in drilling and trench. The Au primary halo of q6 in earth surface is extremely clear, which reaches the scale of primary halo in ore-body. And the horizontal zoning of Au primary halo in q6 quartz vein is basically symmetrical, indicating the northern tendency to incline of ore-body. In addition, the sequence of the horizontal zoning above also reveals that the main elements formed mines have mighty strength as well as large scale line. The research on element distribution and change regularity in this major auriferous quartz vein can provide mighty proof of ore-body chase as well as project design in this area.

Keywords：Xifengshan gold deposit; gold-bearing quartz vein;indicator element; primary halo