东天山阿奇山地区定量成矿预测探讨

杨屹 田江涛 唐毅

摘   要：近年来通过中国地调局在新疆东天山浅覆盖区开展1∶5万化探示范项目，圈定了一批具找矿价值的铅锌银铜为主成矿元素的化探异常，通过异常查证和矿产评价工作，采用化探、物探、探槽工程揭露、钻探验证等综合技术方法，在阿奇山一带浅覆盖地区相继发现了一批以铅锌银铜为主的矿产地，发现了阿奇山火山沉积-叠加热液交代改造型铅锌矿床、屹立火山热液型富银铅矿（黑矿型）、1288高点铜矿点等十余处。通过矿产资源评价工作，目前确定阿奇山铅锌矿资源量达大型矿床规模。屹立富银铅矿以其品位高、埋藏浅、开采经济价值高为特点。阿奇山地区铅锌矿找矿成果揭示了阿奇山一带浅覆盖区有巨大的找矿潜力。

关键词：东天山浅覆盖区;阿奇山地区;铅锌矿;MRAS系统;成矿靶区预测

1  成矿地质背景

1.1  区域地质背景

研究区处于哈萨克斯坦-准噶尔板块（Ⅱ）与塔里木板块（Ⅲ）的结合部位，主体位于哈萨克斯坦-准噶尔板块（Ⅱ）一侧，觉罗塔格晚古生代沟弧带之雅满苏岛弧，岛弧内出露下石炭统阿齐山组、雅满苏组和上石炭统吐古土布拉克组。依据构造环境判别，阿奇山组、雅满苏组皆为典型岛弧火山岩区。岛弧区阿齐山组、雅滿苏组以中酸性夹基性火山熔岩和火山碎屑岩为主，夹正常沉积的砂页岩和灰岩，突出特点是岛弧带中火山机构较多且保存完整。火山岩为中酸性火山岩为主的岛弧火山岩建造，以火山碎屑岩、熔岩类及火山碎屑沉积岩类为主。宏观上岩层形态、产状特征稳定，具海相火山岩-细碎屑岩组合的层序地质特征。阿奇山组、雅满苏组、吐古土布拉克组火山岩从岩性组合、沉积环境、岩石地球化学等方面的研究，显示火山岩具同源岩浆演化特征，在时间上具继承性火山盆地喷发特征，在空间分布上则具相伴产出的特点，共同构成觉罗塔格沟弧带的岛弧型火山岩建造。此次在阿奇山组第一岩段辉石安山岩获锆石U-Pb年龄数据351 Ma，地质时代为早石碳世1234。

侵入岩主要发育在岛弧带上，以华力西中期为主，并出现部分华力西晚期的小岩体。前者为闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩建造的侵入体，后者主要是钾长花岗岩。

阿奇山地区火山机构形成时代以早石炭世为主，兼具晚石炭世火山活动，三叠纪岩浆火山活动仍有发现。阿齐山地区火山岩喷发为海陆交互相环境。从矿区火山机构年龄测试成果可见，矿区火山机构较复杂，岩石年龄从早石炭世到三叠纪均有分布，其中花岗斑岩和石英斑岩应属同一期火山机构，而英安岩、英安斑岩属于中石炭世火山岩，安山玢岩、玄武安山岩和辉长岩属于三叠纪岩石。阿齐山铅锌矿南缘沿阿其克库鲁克断裂分布的百灵山花岗岩体U-Pb年龄为（329.4±1） Ma，属于早石炭世，与阿奇山铅锌矿区南侧小东山测试的花岗斑岩年龄（327.4±2.7 Ma）一致。矿区南侧小东山火山机构辉长岩岩体谐和年龄为（237.5±1.9） Ma，属于三叠纪（图1）。

1.2  阿奇山铅锌矿地质特征

阿齐山铅锌矿矿区出露地层为下石炭统阿齐山组、雅满苏组和上石炭统吐古土布拉克组。矿区内出露地层主要为下石炭统雅满苏组第一、二、三岩性段和上石炭统吐古土布拉克组，二者呈不整合接触。矿体主要赋存于下石炭统雅满苏组第二岩性段和第三岩性段中酸性火山岩夹碎屑岩中。凝灰岩、矽卡岩化凝灰岩为矿区重要的含矿地层。

通过对矿区激电、视电阻率、重力异常呈高极化率、中低电阻率、高密度的物探特征，圈定的激电异常范围与化探元素异常及地表矿（化）体具很好的一致性。异常与深部隐伏的以高品位硫化物为主的原生黄铁矿化铜矿体和铅锌矿体吻合。在深部找矿取得了较大进展。

铅锌矿化集中在长4 200 m，宽300～800 m范围内，地表矿体37个，深部隐伏矿体8个，合计矿体45条。矿体呈层状、似层状、脉状，向NE两端矿化整体趋于尖灭，矿体厚度、品位变化比较稳定。矿体总体倾向150°，倾角32°～45°，与地层基本一致。矿区内围岩蚀变整体较强烈，矿区内围岩蚀变主要为石榴子石化、硅化、绿帘石化、绿泥石化、黄铁矿化、褐铁矿化、黄钾铁钒化、硅化、钾化、方解石化等。其中石榴子石化强烈发育，规模最大，是主矿体的分布中心，其与方解石化、钾化与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿化密切相关，为矿区主要的围岩蚀变类型。

阿奇山铅锌矿西侧及北部火山机构均具单体中心式火山喷发类型特征。古火山机构爆发相、喷发-沉积相韵律层序特征明显，具侵出相-爆发相-喷发沉积相的韵律组合，属于层状火山喷发类型。矿区硫化物的硫同位素测试结果表明，具典型火山热液硫同位素特征。结合地质特征，硫同位素和流体包裹体证据，说明阿齐山铅锌矿为中低温火山期后热液型矿床，为火山沉积-火山热液交代叠加改造型铅锌矿床。同时，在阿奇山铅锌矿北部雅满苏组火山机构发现的屹立富银（金）铅锌矿也是一处块状硫化物矿。综合表明阿奇山地区极有可能是形成火山沉积-热液改造型铅锌矿和火山块状硫化物矿VMS的有利地区123。

1.3  铅锌矿找矿模型建立

以阿齐山铅锌矿为典型矿床，通过对其成矿地质特征、航磁、重力、化探特征总结，建立调查区海相火山岩型铅锌矿找矿模型（表1）[1，2]。

2  成矿靶区优选及预测

2.1  成矿靶区预测方法

此次成矿靶区预测采用中国地质科学院成矿远景区划室开发的矿产资源评价系统MRAS软件提供的特征分析法进行预测区优选，是基于以矢量数据结构为主体的MapGIS平台上二次开发的软件，其处理的主要对象是点文件、线文件、面文件及其所对应的数据库，这三类文件基本涵盖了地质、矿产、物探、化探、遥感等所要表达的信息[3，4]。

在MRAS软件平台中，采用人工输入变化区间法，通过地质标志提供给研究问题的信息量大小来衡量，也就是用信息量法研究变量之间的相互关系。采用MRAS软件中提供的平方和法、矢量长度法进行定位预测变量权重计算。根据本区实际情况，预测的地质单元采用综合信息地质单元法圈定的预测区，用矿产点位图层矿床（点）中的规模字段作为矿化等级选项，矿化等级设置根据矿床点规模确定[5]，圈定铅锌铜钼成矿靶区24个（图2）。

2.2  成矿预测区资源量定量估算

矿床模型综合地质信息预测方法体系是全国重要矿产资源潜力评价的核心技术方法。体积法是基于矿床模型综合地质信息预测方法中的定量预测方法之一，该方法针对传统体积法的计算精度问题、估算对象问题等进行了改进，使其更适合于中、大比例尺度的预测评价。

2.2.1  体积法计算公式及意义

2.2.2  预测区资源量估算

在阿奇山-康南地区选了7处A类靶区进行计算。根据各找矿靶区相关计算参数，按地质体积法计算公式，估算各找矿靶区资源量（表2，3）。

3  找矿远景区结论

总体上阿奇山一带金属矿产主要是铅锌矿，并具铜、铅、银、铁、钛矿化特征，呈NEE走向带状展布，与区域构造线方向一致。区内火山沉积-热液改造型铅锌矿受控于阿奇山火山建造（层控）及热液蚀变作用特征明显，热液型富银铅金铜多金属矿点则受控于火山构造和后期热液。

新疆主要造山带都有拉张阶段或汇聚阶段海相火山岩发育，特别是发育酸性至中性、基性的喷发-侵入活动，具備了形成海相火山岩型矿床的基本地质条件。其中一些矿带具大型-超大型海相火山岩型铅锌矿床发育所需要的成矿物质的定位条    件[6]。阿奇山地区为海陆交互相火山岩建造，侵入岩早石炭世到三叠纪均有广泛分布，处于康古尔塔格韧性剪切带与那拉提-卡瓦布拉克缝合带之间，成矿地质背景有利。本次成矿资源量预测显示：对康南、屹立、彩云岭、月牙山、阿奇山、望齐、黑包山等7个找矿靶区共估算铅资源量339×104 t，锌资源量   1 469×104 t。因此，阿奇山一带找矿靶区铅锌资源量潜力巨大。

通过上述工作成果的引领，新疆地调院在矿区周围又新立了数个地质项目，发现了一批铜镍、金、铅锌矿。

致谢：本次论文的编写工作得到了新疆地质调查院王宏君高级工程师的指导和帮助，在此深表谢意。

参考文献

[1]   吕志成，戴自希，芮宗瑶，等.国内外铅锌矿床成矿理论与找矿方法[M].中国地调局发展研究中心，2004.

[2]   毛景文，杨建民，韩春明，等.东天山铜金多金属矿床成矿系统和成矿地球动力学模型[J].地球科学中国地质大学学报，2002，27（4），413-424.

[3]  中国地调局.矿床远景调查技术要求（试行）（DD2010-05）.北京，2010.

[4]   董连慧，冯京，刘德权，等.新疆铁矿床成矿规律及成矿预测评价[M].北京：地质出版社，2013：407.

[5]   楼德波，肖克炎，丁建华，等.矿产资源评价系统（MRAS）在全国矿产资源潜力评价中的应用[J].地质通报，2010，29（11）：1677-1684.

[6]   李博泉，王京彬.中国新疆铅锌矿床[M].北京：地质出版社，2006.