西天山夏特乡南部一带地球化学、空间分布及元素组合特征

廖炳勇，何洪伟，曾 强,3，朱礼学，何晓飞，杨剑红，罗 巍,3

西天山夏特乡南部一带地球化学、空间分布及元素组合特征

廖炳勇1，何洪伟1，曾 强1,3，朱礼学2，何晓飞1，杨剑红1，罗 巍1,3

（1．四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队，成都 610213；2.四川省成都市双流县白家地环所，成都 610211；3.成都理工大学地球科学学院，成都 610059）

对区内元素在各地质体的分配与分布特征进行了初步归纳总结，区内15种元素全域分布水平中Au、Pb、Cr、Ni、Mo、As高于西天山背景值，Ag、Cu、Zn、Sb、Hg、W、Sn、Bi、Mn低于西天山背景值。其空间分布特征中，与区内深大断裂构造、地层、岩浆均有不同程度的关联。

元素组合；地球化学；分配与分布；西天山

1 地质背景

研究区位于新疆西天山哈尔克他乌山北坡，构造位置处于塔里木微板块的北缘。总体构造线方向为北东（东）-南西（西）向（图1）。

图1 西天山地区地质背景图

1、第四系；2、阿克沙克组上段灰岩；3、阿克沙克组下段砂岩；4、大哈拉军山组灰岩、凝灰岩；5、巴音布鲁克组凝灰岩、流纹岩；6、科克铁克达坂组大理岩；7、阿克苏群片岩；8、木扎尔特群片麻岩；9、钾长花岗岩；10、二长花岗岩；11、似斑状花岗闪长岩；12、英云闪长岩；13、辉绿岩脉；14、实测地层界线；15、不整合界线；16、脉动界线；17、超动界线；18、断层；19、滑脱构造；20、国界线

西天山夏特南一带地层区划属中天山地层分区－那拉提地层小区和南天山地层分区－哈尔克地层小区。那拉提小区主要出露地层有元古界滹沱系木扎尔特群（Pt1）、长城系阿克苏岩群（Ch）、上－顶统巴音布鲁克组（S3-4）、下石炭统大哈拉军山组（C1）、下石炭统阿克沙克组（C1）；哈尔克地层小区仅见上志留统科克铁克达坂组（S3）。

区内火山岩形成于石炭系、志留系。志留系火山岩为一套由基－中性熔岩和火山碎屑岩组成的岩石；石炭系火山岩为一套浅海相－海陆交互相的由基－酸性熔岩和火山碎屑岩组成的岩石。区内侵入岩分布较广，总体沿70°～80°方向呈带状或长条状展布，与区域构造线一致，时代为华力西期。

区内构造发育，主要以断裂为主。有五条重要的北东东走向－近东西走向的区域性构造线，分别是：马腊尔特断层、艾勒门特断层、哈拉能界辽断层、阿登布拉克深断裂、那拉提深断裂，其余断裂均为上述断裂的次级派生断裂或晚期叠加改造断裂。褶皱构造亦比较发育，主要分布于志留系－石炭系地层中，褶皱构造规模大小不一，形态各异。古生代褶皱形态以闭合－开阔斜歪褶皱为主。

2 元素地球化学参数特征

在开展西天山夏特南一带1：5万地球化学普查成果基础上，对全域15种元素5 248件样品分析数据数理统计成果（表1）显示，元素的分布变异系数在0.319~1.82之间，从其分布概型可分为低离散型元素（CV≤0.5）：Hg、Mn、Zn；高离散型元素（CV＞1.0）：Bi、Sb、Ag、As；中等离散型元素（0.5＜CV≤1.0）：Sn、Pb、Au、Mo、Cu、Ni、Cr、W（图2）。

图2 全域15种元素变异系数柱状图

表1 区内15种元素数据单因素数理统计分析成果一览表

图3 低离散型元素Hg、Mn、Zn对数直方图

图4 低离散型元素中位数、众数与全域平均值、背景值之比对比图

低离散型元素Hg、Mn、Zn近对数正态分布，对数直方图近对称单峰（图3）。Hg、Mn、Zn的中位数接近全域平均值，中位数与全域平均值之比在0.94以上；中位数与全域背景值之比在0.97~0.99之间，中位数接近背景值；众数与平均值之比0.616~0.619之间，众数低于平均值近40%；众数与全域背景值之比0.631~0.637之间，众数低于全域背景值近40%。

低离散型元素中位数、众数与全域平均值、背景值之比特征表现为同比十分接近（图4）。

高离散型元素Bi、Sb、Ag、As对数直方图左侧偏峰，Sb、Ag、Bi、严重左偏，有一定比例严重高出背景值（极端高值）的观测数据存在，等值线图表现为有一定规模区域高强异常场存在；As对数直方图严重右偏，平缓无聚丰趋势，分析数据中极端低值占相当大的比例，众数远小于平均值和背景值（图5）。

图5 高离散型元素Ag、As 、Sb、Bi对数直方图

表2 高离散型元素Bi、Sb、Ag、As中位数、众数一览表

中位数与全域平均值之比在0.643~0.846之间，中位数均低于平均值近35%；Sb、Bi、As元素中位数与背景值之比在0.819~1.938之间，Sb最高达1.94，中位数高出背景值194%，Sb、Ag、Bi中位数略低于背景值。

众数与全域平均值之比在0.188~0.752之间，均低于全域平均值近25%，其中As众数水平不及全域平均值的20%，众数与全域背景值之比在0.210~1.782之间，As元素众数水平近全域背景值的20%、Sb众数是全域背景值1.78倍（表2）。

高离散型元素Bi、Sb、Ag、As中位数、众数与全域平均值、背景值之比特征表现为同比差异极大（图6）。

中等离散型元素Sn、Pb、Au、Mo、Cu、Ni、Cr、W中位数、众数与全域平均值、背景值之比及对比见表3、图7。

图6 高离散型元素中位数、众数与全域平均值、背景值之比对比图

图7 中等离散型元素对比图

受成岩成矿及次生地球化学作用的影响全域15种元素地球化学场多重叠加趋势明显的强叠加元素有：Au、Cr、W、Sb、Bi、Ag等，其叠加强度均大于2.0，其中Ag叠加强度最大达到4.01，其余元素地球化学场多重叠加趋势不甚明显，其叠加强度均小于2.0，其中Hg仅为1.095（图8）。

图8 15种元素叠加强度对比柱状图

图9 15种元素与天山－北山成矿省算术平均值相对浓集比率

表3 中等离散型元素比值表

强叠加作用下元素迁移贫化、富集趋势明显，区域高地球化学场与低场分界明显，浓度梯度大。

3 元素的空间分布特征

表4 区内15种元素与天山－北山及全国水系沉积物算术平均值对比表

3.1 区内15种元素的区域分布特征

区内15种元素全域分布水平仅有Au元素区域分布水平略高于全国水系沉积物平均值，Ni、Mo、Pb略低于全国平均值，Sn、W、Sb远低于全国平均值（不足全国平均值的1/2），见表4。

区内15种元素的背景值中Au、Pb、Ni、Mo高于1∶20万汗腾格里峰幅背景值，Cr、As、Ag、Cu、Zn、Sb、Hg、W、Sn、Bi、Mn低于1∶20万汗腾格里峰幅背景值。与天山-北山成矿省相比（据物化遥信息）区内Pb、Au、Ni、Cr、Mo等元素明显呈高背景分布状态、相对富集，其中Pb相对浓集比率值达1.40；Hg、Sn两元素相对浓集比率均小于0.3，呈低背景分布状态、相对贫化；As、Cu等元素分布水平接近天山-北山成矿省背景分布状态，Ag、W、Sb、Zn、Bi、Mn等元素相对浓集比率值在0.5~0.8之间，略低于天山-北山成矿省背景分布水平，呈微弱贫化分布状态（图9）。

3.2 半金属重矿化剂元素As、Sb的空间分布特征

区内As、Sb元素的高背景异常场的空间分布与深大断裂构造关系密切，阿登布拉克深断裂与哈拉能界辽断裂所围合的近北东向的锐角三角地带，As、Sb有大面积高强度异常分布，在马腊尔特断层以北广大区域As、Sb元素为中高背景场，As、Sb元素在马腊尔特断层与哈拉能界辽断层之间的北东向狭长区域由南西向北东呈低背景分布。从全域背景场分布来看，不同年代、不同岩性的地层As、Sb的空间分布存在区域性的差异，老地层Pt1M主要呈现区域低背景，下石炭统沉积变质岩中呈中低背景场，岩浆与构造双重作用的区域As、Sb呈高背景异常场。此外，在已知Cu、Pb、Ag矿点有大规模高强度As异常场分布。

3.3 主要金属成矿元素Au、Cu、Pb、Zn、Ag的空间分布特征

3.3.1 Au元素空间分布特征

Au元素受多重地质因素影响叠加强度值较大（2.42），总趋势近东西向以阿登布拉克深断裂以北地区高以南低。高背景场主要分布于区内北西和北东角区域，相关地层有C12、C1和Pt1，高背景异常场分布区次级断裂构造较为发育，异常形态与次级小断裂有良好的关联特性，除此在区内部分岩浆岩分布区存在多处Au元素的异常点，其形态近圆形，浓度梯度极大，与构造及地层的关联不明确。

全域已知Au矿化点有2处，但通过对比分析以上含金矿化点所在区域Au均表现为区域中低背景场，浓度梯度变化小。

3.3.2 Cu元素空间分布特征

Cu元素总体表现为北高、南低，Cu的低背景场分布范围与Au十分相近，高背景异常场空间分布较为分散呈小规模多点分布，异常场浓度梯度较大。Cu元素在C12、γδC1H中呈区域低背景分布，Pt1呈区域中高背景分布，区内多处辉绿岩脉分布区有Cu中高背景异常场分布，且分布形态与岩脉关联性好。

区内已知Cu矿化点分布区域均有不同规模和强度的Cu异常场分布，有近一半高背景异常场与断裂及次级构造带相关联。

3.3.3 Pb元素空间分布特征

Pb元素呈北高南低，区内具有一定规模和强度的高背景场主要分布于北西南艾勒门特断层北东区域及北东部哈拉能界辽断层中-北东段区域，除此在区内北东向构造带中局部有独立的高背景异常场，浓度梯度变化大，全域高背景异常场的空间分布及形态与构造断裂带关系密切。Pb元素在Pt1地层区呈现区域性中低背景场，C1地层区近背景场分布，C12地层区呈区域性中高背景场，高背景异常场主要分布于构造发育的岩浆岩分布区，异常规模、强度及浓度变化梯度均比较大。

3.3.4 Zn元素空间分布特征

Zn元素总体具有由南向北有增高的趋势，与表生地球化学环境的分布有较好的关联性，区内南部基岩裸露及冰雪覆盖区主要呈现低背景场，北部浅覆盖草地森林区Zn呈中高背景区。高背景异常场的区域分布与地层岩体的关联性不明显，但与已知断裂构造关系密切，异常场分布区构造较为发育，其形态与构造线走向大体一致。

3.3.5 Ag元素空间分布特征

Ag元素分布变化趋势平缓，在大多数地层和构造带上均表现为中低背景场，局部高背景异常场位于区内北西角C12地质单元中，但有一处小规模独立异常场存在，但规模、强度均不大。

3.4 Mo、Bi、W、Sn、Mn、Cr、Ni、Hg元素的空间分布特征Mo、Bi、W、Sn元素地球化学场在空间分布上变化相对水平比较平缓，其中Mo、Bi中高背景场空间分布与侵入体空间分布形态相近，同时Bi在区内北东向构造带上分布有浓集梯度较大的异常场，Sn在区内北西角区域局部有高背景异常场分布，总体呈北西向高背景场的分布形态与Ag、Pb高背景场吻合较好。

Cr、Ni元素在区内的分布形态与Cu较为相似，从空间套合上Mn、Hg元素的空间分布总体趋势呈北高、南低，地球化学场变化平缓，除此Mn的空间分布形态与Zn的分布形态在局部（区内北西角）有很好的关联性。

图10 区内15种元素-R型聚类分析谱系图

4 元素的组合特征

通过R型聚类分析成果分析（图10），在0.6的相似水平下，区内15种元素可分为2个族群：①Cu、Ni、As、Sb、Zn、Hg、Mn、Pb、Bi族群；②Cr、Mo、Sn、W族群。

在①族群中Cu、Ni组合、As、Sb组合、Zn、Hg、Mn组合、Pb、Bi组合有良好的相关关系相似水平在0.7以上，其中As、Sb组合，Zn、Hg组合，Pb、Bi组合相似水平超过0.92。

区内Ag元素与①族群相关系数在0.3左右，与Cr、Sn、Mo、W、Bi呈负相关；Au元素与①族群呈负相关，相似系数达-0.55，Au元素与其余14中元素成负相关关系，Au元素与Cu、Ni、As、W等元素相关系数均小于0.7（表5）。

表5 全域15种元素相关矩阵表

5 结论

1）对全域15种元素从其分布概型可分为低离散型元素、高离散型元素、中等离散型元素三类；低离散型元素Hg、Mn、Zn中位数、众数与全域平均值、背景值之比特征表现为同比十分接近；高离散型元素Bi、Sb、Ag、As中位数、众数与全域平均值、背景值之比特征表现为同比差异极大；中等离散型元素Sn、Pb、Au、Mo、Cu、Ni、Cr、W中位数、众数与全域平均值、背景值之比特征表现为同比接近。

2）其空间分布特征中，半金属重矿化剂元素As、Sb的空间分布特征与区内深大断裂构造关系密切；主要金属成矿元素Au、Cu、Pb、Zn、Ag的空间分布特征普遍与地层关联密切，与构造关联次之；Mo、Bi、W、Sn、Mn、Cr、Ni、Hg元素的空间分布特征总体趋势呈北高、南低，地球化学场变化平缓。

[1] 新疆国家305项目办公室，《新疆优势金属矿床主要类型、成矿规律及成矿区划研究》，2001。

[2] 伍宗华、古平等，《隐伏矿床的地球化学勘查》，1999。

[3] 焦保权、白荣杰、孙淑梅、潘志恒、李世平，地球化学分区标准化方法在区域化探信息提取中的应用，物探与化探，2009。

[4] 吴承烈、徐外生等，中国主要类型铜矿勘查地球化学模型，地质出版社，1998。

[5] 刘英俊等，元素地球化学，科学出版社，1984。

[6] 任天祥、伍宗华等，区域化探异常筛选与查证的方法技术，地质出版社，1998。

Spatial Distribution and Association of Chemical Elements in the South of Xiate Township, Western Tianshan Mountains

LIAO Bing-yong1HE Hong-wei1ZENG Qiang1,3ZHU Li-xue2HE Xiao-fei1YANG Jian-hong1LUO Wei1,3

(1- Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213; 2-Baijia Institute of Geological nvironment, Chengdu 610201; 3-College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, hengdu 610059)

This paper makes a preliminary summary of spatial distribution and association of chemical elements in the south of Xiate Township, western Tianshan Mountains based on 1:50000 geochemical survey. The study indicates that spatial distribution of chemical elements in this region is related to major fracture, stratigraphy and magnetite. The contents of Au, Pb, Gr, Ni, Mo, As are higher than their background values in the whole western Tianshan Mountains, whereas contents of Ag, Cu, Zn, Sb, Hg, W, Sn, Bi, Mn are lower than their background values in the whole western Tianshan Mountains. Enrichment in main ore-gorming elements such as Au, Cu, Pb, Zn and Ag is related to stratigraphy, secondly, structure. The spatial distribution of Mo, Bi, W, Sn, Mn Cr, Ni, Hg shows a general trend of high in north and low in south with a gentle geochemistry field gradient.

element; geological body; distribution; Xiate Township, western Tianshan

2019-01-05

张宗辉（1992—），男，河南登封人，硕士研究生，主要研究方向为地球物理勘探。

P595

A

1006-0995（2020）01-0152-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.01.030