新疆乌什北山水系沉积物地球化学特征及找矿方向

王威，柳献军，杜晓飞，张雅芳

摘  要：西南天山是新疆南部重要的金、锑成矿远景区，成矿潜力大，是寻找金、锑矿的有利地区。目前仅发现1处大型金矿，勘查工作进展缓慢。2016—2018年在新疆乌什北山乌鲁克也拉克一带开展了1∶5万水系沉积物地球化学普查工作，详细分析了地球化学参数、元素分布特征及元素相关性，圈定综合异常16处，优先出2处金锑、汞、铀矿等不同类型的多金属成矿远景区。地表圈出3条金矿体，发现了乌什北山金矿化点，为区内下一步找矿工作指明了方向。

关键词：乌什北山;金锑;地球化学;综合异常

新疆乌什北山位于西南天山与塔里木盆地接合部位、西南天山金锑成矿远景区中部，西南天山的金-汞-锑-稀有金属成矿带上，成矿地质条件优越，矿床、矿化点具集中带状分布特点，矿体呈层状成群产出，矿化以金、锑、砷等低温元素为主[1]。目前在西南天山发现的原生金、锑矿30多处，其中萨瓦亚尔顿金矿、大山口金矿和布隆金矿达到大型规模[2]。国内学者先后在西南天山大地构造格局、区域地质背景及演化历史[1、3、4]、构造演化及其与成矿的关系[4、6]、成矿机制及矿床预测[1，6、7]、成矿条件、金矿床类型、金成矿规律等方面进行系统研究[1，7]，为工作区金、锑矿勘查工作提供理论支撑。但乌什北山地区近年勘查进展缓慢，勘查工作部署不明确。2016—2017年在该区通过开展1∶5万水系沉积物测量，优选2处多金属成矿远景区，新发现乌什北山金矿，为下一步找矿工作指明了方向。

1  地质特征

工作区位于西南天山与塔里木盆地接合部位的西南天山南缘，属南天山晚古生代造山带[8-10]。地层隶属西南天山地层小区，由老到新依次为：上泥盆统坦盖塔尔组、下石炭统甘草湖组、野云沟组、上石炭统阿依里河组、上石炭—下二叠统康克林组、下二叠统小提坎立克组、下侏罗统阳霞组、中—上新统康村组、上新统库车组等，在山前和沟谷内出露第四系（图1）❶。工作区内岩浆活动微弱，主要为早二叠世火山活动，以裂隙式喷发为主，仅在中北部小范围出露，火山岩主要为玄武安山岩，侵入岩主要为辉长岩脉。工作区NE向断裂极为发育，褶皱形态表现为密集线状褶皱构造、倒转向地台的叠瓦式构造及推覆构造。

2  区域地球化学特征

西南天山地球化学环境与地壳相比，造岩元素Ca，Mg，Al，K，Si，Li相对富集，成矿元素As（k=2.011）地球化学富集、Sb（k=1.5）表现为区域性地球化学富集;与新疆北部相比，成矿元素Au（k=1.02）表现为区域性背景，Hg（k=1.33）表现为弱富集;与西天山元素背景相对比，Au（k=1.06）表现为区域性背景，其余则表现为相对分散或贫化。众多元素偏低和与岩浆活动有关元素的极度贫化，反映了西南天山地区岩浆热液活动弱，分异作用不强烈且分布极少的客观事实。As，Sb元素强烈富集，反映了在推覆造山作用中构造-热液活动相对强烈的地球化学特点。

工作区位于以Au，As，Sb，Bi为主的1∶20万区域地球化学高背景区内，明显高于西南天山背景值的元素有Au，As，Sb，Bi，Cu，Cr，Ni，Co元素。Au，As，Sb，Cu，Bi元素變异系数大于0.5，在空间上呈现出一定的起伏变化，分布相对不均匀，起伏变化不大，迁移、富集能力较强，是寻找这类矿种的有利地区。

3  工作区地球化学特征

3.1  元素参数特征

本次水系沉积物测量，详细统计了17种元素的最高值、最低值、平均值、标准离差、变异系数、富集系数、背景值，具体见表1。

元素含量分布越不均匀，其局部富集成矿的可能性越大。相对于西南天山，As，Sb，Bi，Sn，Hg等元素平均值高于其2倍，As，Sb，Bi富集系数分别为3.24，1.93，6.88，为强富集元素，而变异系数为2.27，3.58，1.01，属强分异型，元素离散程度相对高。Au元素最大值约为西南天山背景值的10倍，具局部富集的可能性。Au，As，Sb等元素离散程度高，富集系数大，说明局部富集成矿的可能性较大。因此在该区应着重寻找Au，As，Sb等矿种。

3.2  元素分布特征

通过对工作区内各地质单元沉积物各元素特征值的统计，下石炭统甘草湖组主要矿化元素为As，Sb，Au，主要反映工作区矿化、地质背景及与之有关的成矿作用特征;上石炭统阿依里河组、下侏罗统阳霞组中As，Sb呈不均匀分布，离散程度较高，在地层中相对较活泼，具有较强的富集迁移能力，局部地段有富集成矿的可能。Au，As，sb等元素异常套合好，异常规模较大，元素极大值或高值多分布在断层破碎带或地层与岩体的接触部位，是As，Sb，Au异常或金矿（化）体的主要富集部位，为找矿的有利部位。

3.3  元素相关性特征

为分析区内元素之间的相关程度，元素组合与地质构造背景的关系，对17种元素进行R型聚类分析和相关性分析[11.12]（图2）。工作区Cu，Ni，Cr元素相关性最好，其相关系数达0.79。在0.2置信度上，将本区17种元素分为2个多元素组合，3个单元素组合：①Cu，Cr，Ni，Co，Sn，Al2O3，W，Pb，Zn，Bi，Au，As等与沉积地层及基性组分热液成矿有关的元素组合，反映了基性、超基性岩类的元素分布、富集特征和相关矿化信息，其中Ni，Co，Cr，Cu属亲铁族元素组合，同时元素组合中出现高温（W，Sn，Bi）-中温（Cu，Pb，Zn）-低温（As）元素，说明与热液关系较为密切，反映了工作区在地质作用过程中，局部热液活动的多期性及复杂性，以及热液活动从高温到低温均较强烈的复杂特点;②Mo，Cd元素与微弱的火山活动、热液活动、断裂构造密切相关;③Sb，Ag，Hg为与低温热液成矿有关的元素组合，具有特殊的地球化学特点，反映与低温岩浆热液有关，尤其是Au，Sb在托库孜康木切-阿其苏一带呈高背景或异常区，受断裂构造控制明显，且二者相关性差别大，应与热液多期次、断裂构造活动关系密切，具独立的成矿作用。综上，Au，As，Sb等元素离散程度高，富集系数大，具明显浓集中心，为工作区内的主成矿元素。

3.4  综合异常特征

利用GeoIPAS V3.2操作系统软件，剔除特高值和特低值，以地球化学图为依据，结合调查区各元素分布特征和地质构造条件，合理确定异常下限值[14-16]，对异常进行了评序（表2）。

Hs-2综合异常是以Au为主的综合异常，面积为3.68 km2。元素组合为Au-W-Cr-Co，异常形态呈带状，长轴呈NE向，北东未闭合（图3）。Au异常规模大，强度高，浓集中心清晰，具有三级浓度分带，各元素套合较好。其中Aumax=7.2×10-9，衬值为2.98;Wmax=2.19×10-6，衬值为1.55;Crmax=70.1×10-6，衬值为1.16;Comax=21.9×10-6，衬值为1.83。出露地层为甘草湖组第一岩性段砂岩、粉砂岩段，中部出露呈近橢圆状，分布二叠纪玄武安山岩。该异常位于火山机构中，断裂构造较为发育，成矿条件极为有利，具寻找与火山作用、构造作用有关的低温热液蚀变型矿的潜力。

Hs-4综合异常是以Sb，Au，Ag等为主的综合异常，面积为11.4 km2。元素组合为Sb-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Cr-Co-Ni-W-Bi，形态为不规则状，长轴近NE向。异常元素组分复杂，以低温前缘元素Au，Sb为主。其中Sb规模大，浓集中心清晰，具3级浓度分带，极大值为异常下限的164倍，且与Au异常套合关系较好。中高温元素Pb，Zn套合关系较好，Zn规模较大;高温元素W，Bi各分布有3个异常， W异常为W-3，W-5，W-6，Bi异常为Bi-2，Bi-5，Bi-9，但异常强度低、规模小。其中Sbmax=79.28×10-6，衬值163.58;Aumax=2.7×10-9，衬值1.48; Znmax=124.2×10-6，衬值1.42;Pbmax=31.6×10-6，衬值1.2。中部出露地层为上石炭统阿依里河组、下侏罗统阳霞组，中—上新统康村组。区内岩浆岩不发育。异常区南、北两侧各分布1条NE向断裂（F8、F10）。该异常组分复杂，反映了多期次多成因的富集作用特点。

4  找矿远景区划分

结合工作区已有的地质矿产、地化信息，根据地球化学异常分布密集、异常强度高、元素组合特征明显、有已知矿床、矿（化）点、矿化线索及成矿地质条件有利等原则，优选出乌鲁克也拉克金（Ⅱ类）、奧依布拉克金铀多金属（Ⅲ类）3个成矿远景区，以乌鲁克也拉克金（Ⅱ类）成矿远景区为例进行叙述。

乌鲁克也拉克金（Ⅱ类）成矿远景区出露地层主要为下石炭统甘草湖组第一岩性段砂岩、粉砂岩与第三岩性段灰岩、下石炭统野云沟组灰岩、碎屑岩和早二叠世小提坎力克组火山岩。区内断裂主要为NE向断裂F5、F6、F8，NE向断裂基本控制地层展布，元素异常主要分布在断裂及次级断裂附近，与成矿关系密切。该远景区面积约29km2，呈近NE向展布。Hs-2综合异常位于其中，面积3.68 km2。位于构造及火山岩出露区域，岩石发生强烈的挤压变形，较破碎，具较强的黄铁矿化、绿帘石化、绿泥石化及少量的黄钾铁矾化，西北紧邻卡什列衣金矿点。通过进一步异常查证、1∶2000地质草测、槽探工程揭露和物探激电剖面测量，地表圈出3条金矿体，长146～166 m，Au平均品位为1.01×10-6～1.13×10-6，新发现乌什北山金矿点。

5  乌什北山金矿特征

矿区出露地层主要为下石炭统干草湖组，岩性主要为灰黑、深灰色中薄层细粒砂岩、粉砂岩，局部夹灰、深灰色薄层灰岩，为一套碎屑岩建造沉积。津丹苏区域深大断裂及次级断裂，活动于晚石炭世阿依里河期以后，沿断裂构造方向分布部分石英脉，石英脉局部褐铁矿化强烈，为矿区主控矿断裂。区内二叠系小堤坎力克组安山岩、凝灰岩中主成矿元素含量偏高，Au最大值1 908.00×10-9、As最大值234 505.9×10-6、Sb最大值104.1×10-6。

金矿体分布于安山岩、火山角砾岩及断裂破碎带中，矿体表面呈红褐、黄褐色。围岩矿化蚀变强烈，主要为强褐铁矿化、黄钾铁矾化、硅化、绿帘石化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化等;矿石结构主要为他形粒状、半自形-自形粒状结构;矿石构造主要为浸染状构造，据硫化物密集程度可分为星点状构造和浸染状构造;金属矿物主要为褐铁矿、黄铁矿、毒砂、白钛石及自然金;脉石矿物由石英、绢云母、方解石等组成。该类矿石的原生矿物出现在残留原生矿石团块中，金矿物主要赋存在矿物颗粒连生部位与包裹体中，包裹金见于褐铁矿中，粒间金则产在褐铁矿与绢云母、石英之间;矿石中有益组分除金外，伴生少量银。

6  结论

（1） 1∶5万化探测量Au，As，Sb，Bi富集系数大，变异系数高，属强分异型，元素离散程度相对高，局部富集成矿可能性较大。

（2） R型聚类分析谱系图显示工作区元素组合较为复杂，同时出现高、中、低温元素，相关性差别大，反映了地质作用、热液活动的多期性及复杂性，以及热液活动从高温到低温均较强烈的复杂特点，具有寻找与火山作用、构造作用有关的低温热液蚀变型矿床的潜力。

（3） 1∶5万水系沉积物测量优选出乌鲁克也拉克金（Ⅱ类）、库鲁克塔克金汞（Ⅱ类）、奧依布拉克金多金属（Ⅲ类）3个成矿远景区。在乌鲁克也拉克金（Ⅱ类）成矿远景区圈出3条金矿体，Au品位为1.01×10-6～1.13×10-6，新发现乌什北山金矿化点，为该区进一步开展地质找矿指明方向。

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Geochemical Characteristics and Prospecting Direction of Stream Sediments in Wushi Beishan of Xinjiang

Wang Wei1，2， Liu Xianjun1，2， Du Xiaofei1，2， Zhang Yafang3

（1.The National 305 Project Office of Xinjiang，Urumqi， Xinjiang，830000，China;2. Xinjiang Natural Resources and Ecological Environment Research Center， Urumqi， Xinjiang，830000，China;3.Xinjiang Geology and Mineral Science and Technology Development Company，Urumqi， Xinjiang，830000，China）

Abstract：Southwest Tianshan is an important gold and antimony metallogenic prospect in southern Xinjiang， it has great metallogenic potential， it is a favorable area for looking for gold and antimony deposits， however， only one large gold deposit has been found， and the exploration progress is slow.From 2016 to 2018， a 1∶50000 geochemical survey of stream sediments was carried out in wulukyalak area of wushibei mountain，detailed analysis of geochemical parameters， element distribution characteristics and element correlation，delineated 16 comprehensive anomalies，prioritied out 2 polymetallic metallogenic prospects of different types such as gold， antimony， mercury and uranium deposits. delineated three gold ore bodies on the surface， Wushibeishan gold mineralization point was found，It points out the direction for the next prospecting work in the area.

Key words：Wushi Beishan;Gold-antimony; Geochemistry; Comprehensive anomaly