第３０卷第４期 地球科学与环境学报 Ｖｏ１．３ ０ Ｎｏ．４ ２ ０ ０ ８年ｔ ２月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｄｅｃ．２ ０ ０ ８ 新疆梧南金矿元素组合特征及地质意义 晁会霞 ，杨兴科 ，姚卫华。，孙继 东 ，梁广林 （１．长安大学地球科学与资源学院，陕西西安７１００５４；２．新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局 第一地质大队，新疆昌吉８３１１００；３．长庆油田勘探开发研究院，陕西西安７１００２１） 摘要：以新疆梧南金矿区地质背景和矿床原生晕研究为基础，以４号勘探线为代表区段，采集４个钻孑Ｌ的１９３ 件地球化学样品进行金、银、砷、锑、汞、铜、铅，锌、铋、钼１Ｏ项元素的测试分析和资料整理、统计制图等，对元素 组合及相关关系进行统计分析。结果表明：金与尾部元素呈正相关，与前缘元素呈负相关。首次建立了该矿床 的原生晕分带，从前缘到尾部为：金一铋一铜一钼一汞一锑一银一砷一铅一锌，从而确定了该矿床的地球化学原 生晕叠加模型：上部矿体的尾晕与下部矿体的前缘晕叠加到一起，形成尖灭再现或尖灭侧现的原生晕叠加形态。 关键词：沉积一构造热液改造型；地球化学；统计分析；原生晕分带；梧南金矿；新疆 中图分类号：Ｐ６１８．５１文献标志码：Ａ文章编号：１６７２—６５６１（２００８）０４—０３４６—０５ Ｅｌｅｍｅｎｔａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｉｎ Ｗｕｎａｎ Ｇｏｌｄ Ｄｅｐｏｓｉｔ，Ｘｉｎｊ ｉａｎｇ ＣＨＡＯ Ｈｕｉ—ｘｉａ ，ＹＡＮＧ Ｘｉｎｇ—ｋｅ ，ＹＡＯ Ｗｅｉ—ｈｕａ。，ＳＵＮ Ｊｉ—ｄｏｎｇ ，ＬＩＡＮＧ Ｇｕａｎｇ—ｌｉｎ。 （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈａｎｇ＇ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｘｉ＇ａｎ ７１００５４，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎｏ．１ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂｒｉｇａｄｅ ｏｆ ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｃｈａｎｇｊｉ ８３１１００，Ｘｉｎｊｉａｎｇ， Ｃｈｉｎａ；３．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，ｘｉ’ａｎ ７１００２１，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｈａｌｏｅｓ ｏｆ Ｗｕｎａｎ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｔｅｓｔｅｄ Ａｕ，Ａｇ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｈｇ，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｂｉ ａｎｄ Ｍｏ ｏｆ １９３ ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｓａｍｐｌｅｓ ｆｒｏｍ ４ ｂｏｒｅｈｏｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ４ｔｈ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｌｉｎｅ ａｎｄ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ Ａｕ ｉｓ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｒｅａｒ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｆｒｏｎｔ ｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｈａｌｏ ｚｏｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｐｏｓｉｔ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｔｉｍｅ，ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅａｒ：Ａｕ－Ｂｉ—Ｃｕ－Ｍｏ— Ｈｇ—Ｓｂ—Ａｇ—Ａｓ—Ｐｂ—Ｚｎ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｐｏｓｉｔ ｗａｓ ｓｅｔ ｕｐ．Ｔｈｅ ｔｒａｉｌｉｎｇ ｈａｌｏ ｏｆ ｕｐｓｉｄｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｈａｌｏ ｏｆ ｕｎｄｅｒｓｉｄｅ ａｒｅ ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ．Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅ ｓｔａｃｋｅｄ ｐｒｉｍａｒｙ ｈａｌｏ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｒｅａｐｐｅａｒａｎｃｅ ａｎｄ ｓｉｄｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｉｓ ｆｏｒｍｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ－ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ；ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｐｒｉｍａｒｙ ｈａｌｏｅｓ ｚｏｎｉｎｇ；Ｗｕｎａｎ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ；Ｘｉｎｊｉａｎｇ ０ 引言 显，又受构造等控矿条件控制，是近年来新疆南天 山发现的一种沉积一构造热液改造型金矿床，对该 梧南金矿区位于新疆南天山东部，是近年来发 矿床矿体深部元素组合及相关关系的研究对探讨 现的一个具有较大潜力的矿产资源区。在矿区外 隐伏矿预测问题至关重要，需要进行深入研究和评 围，前人已发现石英滩金矿、红石金矿、梧桐沟铁 价。因此，选取该矿区有代表性的４号勘探线，采 矿、尖山铁矿等矿产。梧南金矿床受层位控制明 集４个钻孔的岩心样品，进行１０项元素分析，评价 收稿日期：２００８—０３—２０ 基金项目：国家科技攻关项目（８５—９０２—０５；９６—９１５—０５—０４）；新疆维吾尔自治区地质勘查项目（２００２） 作者简介：晁会霞（１９７９一），女，河南南阳人，工学博士研究生，从事盆地分析与数据处理。Ｅ—ｍａｉｌ：ｅｈａｏｈｕｉｘｉａｌ＠１６３．ｃｏｍ 第４期 晁会霞，等：新疆梧南金矿元素组合特征及地质意义 ３４７ 元素组分含量及相关性，建立原生晕分带模式，指 导未来找矿和开发研究［１－３］。 １矿区地质简况 梧南金矿床是新疆地矿局第一地质大队在梧 桐沟一带开展金异常检查时发现的，这是本区首次 １ ０５０ １ ０００ 发现碳酸盐岩型金矿床。该矿床位于塔里木陆块 北缘活动带，属南天山晚古生代陆缘构造单元 ］。 该矿床赋存于下石炭统甘草湖组第２岩性段第 ２层底部的白云岩和砂屑白云岩中 受层位控制明 自 ９５０ ｝４｛１ ９００ 桓 显。矿区构造发育，断裂、褶皱及伊尔托古什布拉克 韧一脆性剪切带使矿区含金岩层的金元素活化浸出、 ８５０ 热液交代、迁移富集，并在有利部位沉淀成矿。矿区 热液活动发育，主要是酸性斑岩脉【６］。脉岩产状基 本与地层一致，其顶部常与第２层底部的矿化蚀变 带直接接触。并且酸性斑岩中金元素质量分数背景 ８００ ７５０ 图ｌ 梧南金矿区４号勘探线剖面和采样位置ｃ 】 Ｆｉｇ．１ Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ４ｔｈ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ ａｎｄ Ｓａｍｐｌｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ 值较高，平均为７．８４×１０＿。。，为地壳中酸性侵入岩丰 度值的１．９６倍，可见该岩脉与金成矿有一定关系口］。 矿床金矿物粒度细小，以微细粒金为主，呈浸染状分 析方法中，铜、铅、锌采用原子吸收分析，银和钼为 布。矿石矿物组合、成矿温度、压力及成矿深度均反 光谱分析，砷、锑、汞、铋采用了原子荧光分析，金 映出矿床具低温浅成特征＿８］。依据现有成矿物理化 采用了化学光谱分析，同时有相当多的高金含量 学条件有关资料和地质条件综合分析，并通过该金 样品采用了容量法定量分析，保证了分析的精确 矿床与国内外卡林型金矿床地质特征对比，探讨了 度和准确度。 该金矿床成因类型，将其划归为以不纯碳酸盐岩容 矿的沉积一构造热液改造型金矿床 ］。 一 ３样品数据分析 根据野外所测４个钻孔数据资料，首先对金元 ２样品采集与分析测试 素进行统计分析，制作含量频率直方图，进而对１０ 梧南金矿床的岩石地球化学采样主要集中在地 个指示元素应用ＳＰＳＳ软件进行相关性统计和聚类 ＿１。。，探讨各元素间的相互关系， 表探槽和浅井及４号勘探线的钻孔中（图１）。４号勘 以及主要成分分析ｌ探线是有代表性的勘探线，在地表有近５０ ｍ长的探 并结合实际地质条件对该矿床原生晕分带性加以 槽控制，横向控制２个金矿体；深部有４个钻孑Ｌ控制， 分析、讨论。 见矿情况较好，对原生晕的控制比较全面。 ２．１样品采集 ３．１金元素统计分析 从图２可看出，各钻孔金元素含量呈多重母体 对梧南金矿床４号勘探线的４个钻孔（４０１、 分布，表明金含量呈几何级数变化，这是成矿作用 ４０３、４０５、４０７）进行了系统的岩心采样，共采集地球 多期次叠加的地球化学特征显示，也反映了金组分 化学样品１９３件。 在找矿成晕中高度分异的特点口川。 表１列出了梧南金矿床４号勘探线原生晕指 示元素相关系数，从中可以看出，金与铋、银相关系 数较大，分别为０．４９８、０．２８６，这种关系说明金与铋 沿钻孔岩心长向连续打块组成样品，样品间距 ３．２元素相关性分析 在矿化段或矿体内按１～３ ｍ组样，在围岩内按５ ｍ 组样。单件样品质量３００ ｇ左右。 ２．２样品分析 所采样品依次分别编号、包装并送长安大学 稳定共生。铜、锑相关系数为０．６５５，铅与砷、锌相 应用化学与分析测试中心测试。选择指示元素为 关系数较大，分别为０．４０２、０．３４１，均为正相关。 金、银、砷、锑、汞、铜、铅、锌、铋 钼１Ｏ个。样品分 金与汞、砷呈负相关，说明二者之间具有消长关系。 ３４８ 地球科学与环境学报 第３Ｏ卷 ２０ １５ 杂１０ ５ Ｏ ｗ（Ａｕ）／１０ ｗ（Ａｕ）／１０ ｗ（Ａｕ）／１０一’ ｗ（Ａｕ）／１０ 图２梧南金矿区４号勘探线各钻孔金元素含量频率直方图 Ｆｉｇ．２ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ｏｆ Ａｕ ｏｆ Ｅａｃｈ Ｄｒｉｌｌ Ｃｏｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ４ｔｈ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ ｉｎ Ｗｕｎａｎ Ａｒｅａ 表１梧南金矿区４号勘探线原生晕指示元素相关系数矩阵 Ｔａｂ．１ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｍａｔｒｉｘ ｏｆ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｈａｌｏ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ４ｔｈ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｗｕｎａｎ Ａｒｅａ 总的来说，金与尾部元素呈正相关，与前缘元素呈 元素进行主成分分析计算的结果，表中右半部是正 负相关，这预示着金矿体受剥蚀已接近尾部，即在 交旋转矩阵结果，左半部是用方差极大法对因子 现代剥蚀面上，金的高含量伴随着前缘组分的低含 载荷矩阵旋转后的结果，原有１０个元素转变为４个 量和尾部元素的高含量。 ３．３主成分分析 因子变量。 在正交旋转矩阵中，第１主因子（Ｆ ）为铜、铋、 表２梧南金矿区４号勘探线钻孔指示元素主成分分析矩阵 表２是应用ＳＰＳＳ统计软件对４号勘探线指示 金、锑，第２主因子（Ｆｚ）为砷、铜，第３主因子（Ｆ。） Ｔａｂ．２ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｍａｔｒｉｘ ｏｆ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ４ｔｈ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｗｕｎａｎ Ａｒｅａ 第４期 晁会霞，等：新疆梧南金矿元素组合特征及地质意义 觚他 №№ ３４９ 为金、银、锌，第４主因子（Ｆ ）为汞、银、钼。各个因 子组合与聚类分析中的统计结果一致。方差极大 ４深部地球化学分带特征 法对因子载荷矩阵旋转后，Ｆ 为铜、锑、铋，Ｆ 为 原生晕元素分带性研究通常是在已知或半已 金、铋、银，Ｆ 为铅、锌、砷，Ｆ 为汞、银、钼。 知矿区［１ ，对勘探剖面上的钻孔进行岩心采样，研 正交旋转矩阵与方差极大法对因子载荷矩阵 究原生晕剖面上的元素分带性，即研究原生晕中异 旋转后，二者所提供的主成分组合基本一致。Ｆ 代 常元素的前后和（或）其上下关系。笔者在此采用 表了主成矿组合及尾部元素组合，该组合的方差贡 Ｃ Ｂ格里戈良的分带指数法，来确定原生晕中各元 献在诸因子组合中最大，达到２２．６ Ａ；Ｆ。组合以前 ｏ素的分带序列（表３）［１ 。 缘元素组分为主，方差贡献达到１７．１ Ａｏ；Ｆ。为多元 （１）计算指示元素原生晕线金属量。 素铅、锌组合，方差贡献为１２．１％；Ｆ 则比较杂乱， （２）对所有断面的指示元素线金属量进行标准化。 前缘及尾部元素共存，方差贡献达到１１．２ ９，６。 （３）计算轴向分带指数，分带指数最大值显示 ３．４聚类分析 出指示元素原生晕的分带序列。 如图３所示，利用聚类分析［１ ，通过Ｒ型聚类， （４）变异性指数的梯度差来确定指示元素的具 将原生晕指示元素分为两组：铜、锑、铋、金、银聚为 体分带序列位置。 一类，铅、砷、锌、钼、汞聚为一类。聚类分析的结果 考虑地表断面所确定的原生晕轴向分带序列 可以对主成分分析结果给予补充。 从前缘到尾部为：金一铋一铜一钼～汞～锑～银一 歇氏距离 砷一铅一锌。这个序列最明显的特点是：金元素处 ０ ５ ｌ０ １５ ２０ ２５ 于前缘，较典型的尾部元素铋、铜也处于前缘，而 砷、铅、锌处于尾部，尾部除砷为典型前缘元素外， 铅、锌一般较典型之中部元素，汞、锑处于序列中部 和中下部。总之原生晕轴向分带序列的逆向特点 已表现出来［１ ］。金元素处于序列前缘，明显与４ 号勘探线地表金的富金矿体有关，地化样品在地表 最高，金质量分数达８８．９９×１０一。除因地表可能 图３梧南金矿区４号勘探线指示元素Ｒ型聚类谱系 的次生富集外，地表出露之金矿体可能受剥蚀较 Ｆｉｇ．３“Ｒ”Ｃｌｕｓｔｅｒ Ｐｅｄｉｇｒｅｅ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ 深，已达矿体之下部。 Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ４ｔｈ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ ｉｎ Ｗｕｎａｎ Ａｒｅａ 原生晕叠加模型（图４）下部为矿体与前缘晕和 表３梧南金矿区４号勘探线指示元素原生晕基本数据 Ｔａｂ．３ Ｄａｔａ ｏｆ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｈａｌｏｅｓ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ４ ｔｈ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｎｅ ｉｎ Ｗｕｎａｎ Ａｒｅａ 往： 为几何平均值，Ｌ为原生晕冤魇（ｍ）；金、汞质量分数／１Ｏ一，其他兀素／ｉ０ ；２００３年由长安大学应用化学与分析测试中心测试 尾晕的空间叠加关系示意图，上部为该区曲线图， 素则相反，至Ｚｋ４０７孔又出现了前缘元素升高、尾 纵坐标为取对数计算得出的各相关元素间质量分 部元素降低的趋势。表明Ｚｋ４０３孔见到的金矿体 数比。由图４分带评价规律图知，在４号勘探线上 为矿体上部，Ｚｋ４０５孔则见到矿体下部或接近原生 由南至北，前缘元素线金属量由Ｚｋ４０１－－￣Ｚｋ４０３孔 晕尾部，Ｚｋ４０７孔又见到矿体上部或原生晕之前缘， 逐渐升高，而尾部元素则逐渐降低，而由Ｚｋ４０３－－－￣ 因而这是一个典型的叠加晕模式（图４）。图４显示 Ｚｋ４０５孔，前缘元素线金属量又逐渐降低，尾部元 地表金矿体已剥蚀到下部，地表原生晕显示尾晕特 ３５０ 地球科学与环境学报 第３Ｏ卷 征，上部矿体的尾晕与下部矿体的前缘晕叠加到一 缘晕叠加到一起，形成尖灭再现或尖灭侧现的原生 起，形成尖灭再现或尖灭侧现的原生晕叠加形态。 晕叠加形态。 图４首次反映出梧南金矿区深部存在盲矿体 野外工作得到新疆地矿局第一地质大队王磊 的信息，对此笔者进行了隐伏矿体预测和深部成矿 教授级高级工程师以及邱斌、王世新高级工程师等 预测的野外验证。目前评价和勘探工作仍在进行 帮助，谨致谢忱。 中，在地表和４０ ｍ深度的中段平硐初步评价已经 参考文献 证实了预测研究结果。矿体呈雁行状斜列展布，基 本上呈尖灭再现或尖灭侧现形态。 韦龙明，吴烈善，李惠．若干类型金矿找矿方法评述与综合 找矿模型ＥＪ］．桂林工学院学报，２００３，２３（１）：５－９． 武子玉，王洪波，徐东海，等．黑龙江黑河三道湾子金矿床地 质地球化学研究［Ｊ］．地质论评，２００５，５１（３）：２６４—２６７． 梁广林，陈刚，李曾民，等．新疆维吾尔自治区鄯善县喜迎、 梧南金矿普查报告［Ｒ］．乌鲁木齐：新疆地矿局，２０００． 马汉峰，张子敏，蔡根庆，等．南天山东段金矿化分带特点及 ［ ［ ［ Ｓ ［ ［ ［ ［ ［［ １ ２ ３ ４ ５ 远景预测［Ｊ］．铀矿地质，２００２，１８（５）：２８２—６ ７ ８ ９ 口口 ２８６． 口 ］ ］ ］ ］ ］ ］ ］ ］］ 梁广林，王世新，陈杰，等．新疆喜迎金矿床地质特征及成 阳 因类型探讨［Ｊ］．新疆地质，２００４，２２（２）：１７８—１８２． 李文明，任秉琛，杨兴科，等．东天山中酸性侵入岩浆作用及 其地球动力学意义［Ｊ］．西北地质，２００２，３５（４）：４１—６４． 王虹，刘拓，王庆明，等．新疆天山一北山成矿带区域地球 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