新疆刀峰山地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向

周敬勇，秦 松，雷 停，邓关川，丁代国，张剑波

新疆刀峰山地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向

周敬勇1，秦 松1，2，雷 停1，邓关川1，丁代国1，张剑波1

（1. 四川省地矿局区域地质调查队，成都 610213； 2. 成都理工大学地球科学学院，成都 610059）

刀峰山地区位于黄羊岭（前陆盆地）Sb-Hg-Au-Cu矿带，具备优越的构造成矿环境和丰富的成矿物质来源，在其周边已发现一系列大-中型锑汞矿床，具备良好的锑金多金属找矿前景。以该区1:5万水系沉积物测量的17中元素数据为基础，通过对各元素富集系数、变异系数统计，R聚类分析和因子分析，结合研究区成矿地质条件及成矿事实，确定了研究区Sb为主成矿元素，组合特征为Sb-As-Hg-Au；共圈定综合异常8处，找矿靶区4处，优选出A1找矿靶区；新发现11条锑金多金属矿（化）体；并提出主攻矿种为锑、金矿种，找矿类型为低温热液型锑金多金属矿。

刀峰山地区；水系沉积物；地球化学特征；综合异常；找矿方向

刀峰山地区位于木孜塔格RM-Fe-Mn-Pb-Zn-Sb-Hg-Au-Cu-Mo-Zn-水晶成矿带之黄羊岭（前陆盆地）Sb-Hg-Au-Cu矿带。区域上已发现的一系列的大型-超大型锑金多金属矿床，已知的典型矿床有黄羊岭、宿营地、卧龙岗、长山沟等大型-超大型锑汞矿床（图1）[1-6]。然而由于研究区位于中昆仑高寒无人区，开展的工作程度很低，影响了研究区地质找矿的突破。2016-2018年在刀峰山地区开展了1∶5万水系沉积物测量工作。本文以水系沉积物测量成果为基础，通过R型聚类分析、因子分析、综合异常特征分析，结合研究区成矿地质条件及异常查证成果，划分了找矿靶区，旨在为区内矿产资源勘查提供地球化学依据，探讨找矿方向。

1 区域地质概况

研究区位于昆仑山中段，平均海拔4500m，相对高差100~300m。属于昆仑山高山区，起伏中等，水系发育，多为季节性河流，靠高山冰雪融水补给，水量受融化条件控制；水系发育，水系以树枝状水系为主；适宜于开展1∶5万水系沉积物测量工作。

图1 区域成矿单元划分图（据前人资料综合[1-6]，修改）

Ⅳ-29-①：喀拉米兰(复合沟弧带)Cu-Zn-Au-Ag-Pt-石棉-石墨-煤-蛇纹岩-盐类矿带；Ⅳ-31-②：黄羊岭（前陆盆地）Sb-Hg-Au-Cu矿带；Ⅴ-13：宿营地锑矿预测区；Ⅴ-14：黄羊岭锑矿预测区；Ⅴ-101：卡特里西式、色娥子永滚式铜金矿预测区；1、Ⅳ级矿带及编号；2、Ⅴ级成矿远景区；3、锑矿；4、铜锌矿；5、铜金矿；6、铜矿；7、砂金矿；8、岩金矿；9、多金属矿；10、磁铁矿；11、金锑矿；12、研究区范围

研究区纵跨秦祁昆造山系及西藏三江造山系（Ⅰ级），南北两侧进一步划分为阿克苏库勒构造混杂岩带及巴颜喀拉前陆盆地（Ⅳ级）[7,8]。由于其特殊的大地构造位置，研究区经历了多次的裂解和拼合，在其漫长而复杂的构造演化过程中，其北侧的古特提斯演化起始于泥盆纪，石炭纪-二叠纪达鼎盛期的伸展裂解，中二叠世发生汇聚作用使多数洋盆闭合；晚三叠世发生碰撞造山，早侏罗世即进入陆内构造演化阶段[8-11]；具体沉积响应为石炭-二叠纪发育大陆边缘裂谷系沉积，主要为斜坡相碎屑岩、放射虫硅质岩夹潮坪相碳酸盐岩，在早中二叠世发育岛弧安山岩、玄武岩[12-13]，三叠纪末强烈造山，形成大量的同碰撞-碰撞后岗岩[14-15]；与此同时以研究区刀峰山断裂为界，南侧的巴颜喀拉地体处于前陆盆地位置，受金沙江洋盆北向俯冲影响，转换为弧后盆地，从而沉积西长沟组大陆岛弧相的陆源碎屑岩系[16]。

西长沟组地层是区域上乃至整个新疆内著名的Sb、Au矿源层[16-18]，印支期（中晚三叠世）区内发生最为活跃的汇聚碰撞造山活动，使得矿区内沿区域大断裂-刀峰山断裂发育一系列北东向次级断层/裂隙，沿裂隙充填大量2~200cm透镜状石英脉。这一期次构造作用提供了大量的热液，为萃取矿源层成矿物质、运移和富集矿液提供了最为重要的作用，从而在褐铁矿化石英脉及硅化围岩中均可见锑、金等低温热液型矿化。本次研究工作在区内新发现了一系列的锑金多金属矿点，沿北东向带状分布[18]。

表1 刀峰山地区水系沉积物地球化学特征参数

注：Au、Ag、Hg含量单位为10-9，其余10-6

2 样品采集、加工与分析

1∶5万水系沉积物采样工作严格按照相关规范执行。采样点主要分布于长度大于300m的一级水系和二级水系中，覆盖研究区范围内共采集样品1390件，平均采样密度达4.68点/km2。结合邻区已完成化探工作经验[1，17]，选择采样粒径为-10～+80目，这样不仅能有效地排除风成物质及其它不利因素的干扰，又能较好地反映在该粒级段中不同元素地球化学分布的客观规律和异常信息，捕获更多、更丰富的地球化学异常和找矿信息。

样品分析由新疆地矿局物化探大队实验室承担，采用ICP-MS、AFS、ES、GF-AAS配套分析的方法分析了Cu、Zn、Cr、Co、Ni、Pb、W、Mo、Bi、Ag、Sn、As、Sb、Hg、Cd、Fe、Au等17种元素。

图2 水系沉积物中各元素变异系数排序

图3 水系沉积物中各元素富集系数排序

3 地球化学特征

3.1 地球化学参数特征

对研究区水系沉积物各元素地球化学参数进行了统计（表1），相比全国水系沉积物背景值，刀峰山地区水系沉积物中的元素丰度值特征明显，大多数元素均低于全国背景值，但Sb、As元素富集程度明显，高于全国背景值近1.3倍；表明这两种元素在本区成矿的可能性较大。另外，研究区内大部分元素变异系数较小，反映它们在研究区呈均匀状态分布，而Hg、Au元素变异系数分别达1.33、1.52，具备强分异-极强分异特征，表明这两种元素在局部地区可能富集成矿的可能性很大（图2~3）。

结合本区Sb元素富集系数高，离散程度中等以及区内已知及新发现矿床均为锑多金属矿床的特征，认为Sb为研究区最为主要的成矿元素，成矿元素组合为Sb-As-Hg-Au。

3.2 元素的相关性

3.2.1 相关性分析

表2 刀峰山地区水系沉积物因子分析特征参数

表3 刀峰山地区水系沉积物因子相关性分析结果表

对研究区水系沉积物中的17个元素运用R型聚类分析，进行各元素的相关性研究（图4）。取经验置信度0.45[20-23],研究区元素可分为三大簇，①Cu-Zn-Co-Ni-Bi-Cr-W组合，以中-高温元素组合为主，其异常主要呈一级浓度分带，空间对应关系一般；②Mo-As-Hg-Sb组合，以低温元素组合为主，其异常基本均具二级、三级浓度分带，空间分布相关性好，与北东向雁列式断裂相对应，在已发现的一系列锑多金属矿化点具有较强的异常发育；③Cd-Fe组合，其异常基本均为一级浓度分带，呈星点状分布，空间对应关系较好。Pb、Ag、Sn、Au等4种元素表现出较独立的特性。

图4 刀峰山地区17中元素R型聚类分析谱系图

3.2.2 因子分析

因子分析可更清晰揭示研究区复杂研究变量（各元素）间的相关信息，划分各元素共生组合并反映各元素之间内在的成因联系[24-25]。由表2可知：F1-F3主因子的方差贡献值均大于10%，累计贡献值59.661%。选取3个主因子（表3），每个主因子代表1组元素组合：F1因子Co、Ni元素组合属亲铁元素，因子方差贡献35.368%，该组合主要在基性-超基性岩中共生，指示区内刀峰山断裂带存在基性-超基性岩相关的成矿潜力。F2因子As、Sb、Hg元素组合属低温热液元素组合，因子方差贡献13.16%，该组合代表了区内新发现的一系列北东向断裂控矿、含矿的锑矿化、毒砂矿化，Hg元素一般为断裂构造的特征元素，迁移能力较强，显示区内多金属成矿作用与断裂构造具备密切关系[22]，从因子分析结果也印证了区内具备寻找低温热液型锑多金属矿的良好潜力。F3因子Cd、Fe元素，因子方差贡献11.133%，两元素为分散元素，暂未讨论其成矿关系。

因子得分值反映了每个样品在各个地质作用中的属性，是勘查地球化学中经常应用的参数之一，因子得分值越高说明该因子代表的地质过程在样品上的表现越强烈[26]。根据本研究元素聚类分析、因子分析结果，并结合研究区成矿地质条件及已发现的矿产特征，将主成矿元素大致分为Sb-Au-As-Hg、Co-Ni两组。

4 综合异常及找矿靶区

用计算出的异常下限圈定了研究区内各元素的单元素异常，根据单元素异常特征、元素组合特征、聚类分析结果、因子分析结果、成矿地质条件，共圈定综合异常8处。综合异常总体呈北东-南西向椭圆状展布，严格受刀峰山北东向次级断裂控制。结合多种综合异常查证信息，圈定了找矿靶区4处，分别为金锑汞银铜矿找矿靶区A2、金银多金属矿找矿靶区B4、金锑银矿找矿靶区B5、金银矿找矿靶区C4。

表4 刀峰山地区A2靶区地球化学异常特征参数表

注：Au、Ag、Hg含量单位为10-9，其余10-6

对圈定的找矿靶区进行进一步的优选，结合各靶区（A类、B类）内异常各地化指标（表4~6）并结合异常查证情况，选取A2靶区为第一优选区。

该找矿靶区面积为78.84km2。出露地层主要为下三叠统西长沟组一段，根据岩石组合特征进一步划分为两个岩性组合段：一亚段以灰绿色细粒变质砂岩、紫红色变质砂岩、灰黄色变质砂岩为主，偶夹绿色、黑色泥质板岩；二亚段为灰绿色细粒变质长石岩屑砂岩、变质粉砂岩、变质岩屑长石砂岩，夹少量灰-灰绿色绢云母板岩。岩石富含孔隙和活性组分，据地球化学参数分析，区内Sb-As-Hg-Au具高富集系数或高分异系数，其本身即具矿源成分，有利于含矿热液渗透、交代和沉淀富集成矿。受印支期（中晚三叠世）区内最为活跃的汇聚碰撞造山活动影响，区内形成密集的北东-南西向次级断裂/裂隙，沿裂隙同时充填了大量透镜状、厚度不等的石英脉（图5）；该期构造既是含矿热液运移的良好通道，也是含矿体赋存的有利部位，为锑金多金属矿的富集提供了良好的空间。在汇聚碰撞造山作用下，区域大断裂反复活动推力下，深部（推测有岩浆活动残余）含矿热液向低压空间运移，泥质岩形成遮挡层，矿源层中的含矿物质被萃取，在成矿有利地层及构造带经渗滤交代和扩散交代作用形成石英-硫化物矿石[18]。

图5 刀峰山地区地球化学综合异常及找矿靶区划分图

1、第四系冲洪积物；2、路乐河组；3，克孜勒苏组二段；4、克孜勒苏组三段；5、叶尔羌群二岩组；6、西长沟组一段一亚段；7、西长沟组一段二亚段；8、托库孜达坂岩组砂岩岩片；9、刀峰山岩组砂岩岩片；10、区域多断裂；11、性质不明断层；12、遥感解译断层；13、正断层；14、左行走滑断层；15、推测断层；16、以Au为主的组合异常；17、以Sb为主的组合异常；18、以W为主的组合异常；19、以Mo为主的组合异常；20、以Cu为主的组合异常；21、以Ag为主的组合异常；22、以Pb为主的组合异常；23、以Cr为主的组合异常；24、以Ni为主的组合异常；25、以Au为主的综合异常；26、以W为主的综合异常；27、以Sb为主的综合异常；28、以多金属为主的综合异常；29、找矿靶区

靶区内共圈定HS-16-甲2、HS-17-甲1、HS-21-乙1综合异常3处，主元素Sb、Au为主，伴生元素As、Ag、Hg、Cu元素；各异常呈北东-南西向（长轴18.05km，短轴4.43km）展布。主成矿元素异常面积较大、含量高、规模大，基本均具三级浓度分带且套合非常好，浓集中心明显（图6）。Sb异常面积27.7km2，由130个异常点组成，异常峰值11.4×10-6，均值1.99×10-6，异常规模16.62。Au异常面积7.71km2，由30个异常点组成，异常峰值31.9×10-9，均值4.03×10-9，异常规模18.74。As异常面积19.25km2，由75个异常点组成，异常峰值206×10-6，均值28.43×10-6，异常规模162.28。Hg异常面积6.99km2，由26个异常点组成，异常峰值928×10-9，均值119.63×10-9，异常规模528.65（表4）。异常区域位于北东向次级断裂集中发育地段，与区内强蚀变石英脉富集地段基本吻合。

目前靶区内已发现具大型远景锑金多金属矿1处，中型远景锑金多金属矿1处，矿（化）体11条：Ⅺ号锑金多金属矿，通过填图、剖面及探槽工作等工作，控制矿（化）体7条，分别为Ⅺ-1、Ⅺ-2、Ⅺ-3、Ⅺ-4、Ⅺ-5、Ⅺ-6、Ⅺ-7。其中，Ⅺ-1锑金矿体为该矿点规模最大，品位最富的矿体。含矿岩石均为透镜状产出的褐铁矿化石英脉，围岩为褐铁矿化、硅化变质砂岩，矿体总体产状为146°~157°∠61°~77°，宽为1-6m，内控长度约812m。矿化效果好，在石英脉中可见辉锑矿呈团块状充填，Au单工程平均品位为0.61~4.74 g/t，最高可达16.07 g/t；Sb单工程平均品位为8.86%~25.02%，最高可达33.65%。矿石矿物主要为黄铁矿、辉锑矿、磁黄铁矿、自然金等，脉石矿物主要为石英。Ⅺ-2~Ⅺ-7号矿（化）体宽0.2~2.5m不等，长8～40m，仅显示Au矿化，Au品位0.48g/t~8.09g/t。

图6 刀峰山地区A2靶区异常剖析图

表5 刀峰山地区B4靶区地球化学异常特征参数表

注：Au、Ag、Hg含量单位为10-9，其余10-6。

Ⅹ号金锑多金属矿点，通过填图、剖面及探槽等工作，控制矿（化）体4条，分别为Ⅹ-1、Ⅹ-2、Ⅹ-3、Ⅹ-4；含矿岩石均为褐铁矿化石英脉。Ⅹ-1号锑金多金属矿体为该矿点规模最大的矿体。产于产状165°∠65°的石英脉中，石英脉呈透镜状，单脉宽0.4~1.0m，断续出露长度240m。石英脉褐铁矿化、锑矿化明显，可见辉锑矿呈团块状充填，偶可在石英脉的裂隙面见孔雀石化。Sb品位0.27%~56.35%；Au品位0.29~0.65g/t；仅一件显示含Cu，其品位1.18%；仅一件显示含Pb，其品位0.43%。Ⅹ-2～Ⅹ-4号矿（化）体宽0.2～3.5m宽，长6～45m，Au品位0.13g/t～3.95 g/t，最高21.97g/t。

综上所述，该靶区是一个极具找矿潜力的锑金多金属找矿靶区，主攻矿种为Sb、Au等矿种，找矿类型为低温热液型锑金多金属矿床，通过区域典型矿床综合研究，建立找矿预测模型[18]，指导本区找矿工作，一定能取得较大的找矿突破。

注：Au、Ag、Hg含量单位为10-9，其余10-6。

5 结论

1）研究区内Sb、As富集程度明显，Hg、Au变异系数大，Sb为研究区最为主要的成矿元素，成矿元素组合为Sb-As-Hg-Au。

2）共圈定综合异常8处，圈定找矿靶区4处，并优选A1找矿靶区为主要预测区。

3）通过地表填图及探槽揭露工作，发现11条锑金多金属矿（化）体，取得了较好的找矿效果，进一步验证了水系沉积物地球化学测量方法在刀峰山地区直接指导找矿的可靠性。

4）综合成矿地质条件、地球化学特征、矿化特征，提出在刀峰山地区主攻矿种为锑、金矿种，找矿类型为低温热液型锑金多金属矿。

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Stream Sediment Geochemical Characteristics and Range of Reconnaissance in Daofengshan, Qiemo, Xinjiang

ZHOU Jing-yong1QIN Song1,2LEI Ting1DENG Guan-chuan1DING Dai-guo1ZHANG Jian-bo1

(1-Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213; 2-College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059)

The Daofengshan region lies in the Huangyangling (foreland basin) Sb-Hg-Au-Cu ore zone where many large and medium Sb-Hg deposits are found out. Eight comprehensive geochemical anomalies and four targets and A1 target are delineated based on element enrichment coefficient, variation coefficient statistical analysis, R-cluster analysis and factor analysis of analyses of 17 elements from 1:50 000 stream sediment survey. Accordingly, 11 Sb-Au-polymetallic ore (mineralized) zones are found out.

Daofengshan region; stream sediment survey; geochemical characteristic; comprehensive anomaly; range of reconnaissance

2019-01-20

川地矿区调经字(2017)02号；中央返还新疆两权价款资金项目（K16-1-LQ20）

周敬勇（1972-），男，贵州思南人，工程师，研究方向：区域地质调查

秦松(1986-)，男，四川眉山人，高级工程师，研究方向：成矿预测研究，地球化学勘查

632.1

A

1006-0995（2019）03-0496-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.03.030