化探对东天山阿齐山铅锌矿发现的作用及意义

田江涛，杨屹，张小军，李涛，刘超

(新疆维吾尔自治区地质调查院，新疆 乌鲁木齐 830000)

东天山觉罗塔格成矿带是新疆最重要的铜、镍、金、铁、钼成矿带[1]。20世纪80年代，特别是1999年以来,国家“三○五”项目办和中国地质调查局组织实施的一系列地质找矿与科研攻关工作，大大提升了该成矿带研究程度和成矿特征认识[2-16]。2013年，阿齐山地区1∶5万化探成果显示，该带西段阿齐山及以东一带，Zn，Pb，Ag，Cu及As，Sb，Bi，Mo，Co普遍富集，异常查证发现的阿齐山铅锌矿，经后续评价达大型规模，阿齐山铅锌矿是继2012年五堡幅区域化探发现白鑫滩铜镍矿后[17]，化探工作又一项重要成果，这将有力推进东天山地质找矿工作。

1 矿床发现

阿齐山铅锌矿位于新疆鄯善县东南，距县城直线距离130 km，是新疆东天山阿齐山地区1∶5万化探项目直接找矿成果。2012年，中国地质调查局启动新疆东天山阿齐山地区1∶5万化探项目，周期3年，承担单位为新疆地质调查院，范围2 300 km2,化探方法采用土壤测量，技术要点包括采样位置必须是基岩表层残坡积层和采样介质应为原地基岩风化的、未经过风蚀作用搬运的残坡积物质。通过开展成矿区带1∶5万化探，查明主要成矿元素地球化学分布和浓集特征，缩小找矿靶区和查证有重要找矿意义的异常，为资源潜力评价提供依据。

2012年完成野外采样、样品加工整理和送样分析，2013年3月完成数据处理、异常圈定与优选。成果显示，普查区以富集Zn，Pb，Ag，Cu，Mo及A，Sb为特征。圈定的85个综合异常中以Ht-55（命名为阿齐山异常）最典型，该异常元素组合为Zn-Pb-Ag-Cu-As-（Sb-Hg-Mo-Bi-Co-Au）,面积约 4.4 km2，属传统意义上典型的高、大、全异常，优于彩霞山铅锌矿区同类异常[18]。部署工作包括1∶1万土壤测量、1∶1万地质草测和1∶1万激电剖面。成果显示，查证区存在一宽300～880 m、走向长3 600 m的异常体，Zn含量400×10-6～56 543×10-6，平均2 240×10-6，高含量连续稳定。相同测线上激电测量表明，宽800 m、视极化率3%～7%、视电阻率小于300 Ω·m的高激化低阻异常，垂向上与化探Zn高含量段完全对应，预示区内高激化、低阻异常体有一定延深。

据查证工作进展，2013年7月，又追加了7.04 km2的1∶1万大功率激电、高精度磁法测量、高精度重力测量。在面积性工作基础上，最终选择0、24、47 3条勘探线剖面实施了激电测深、瞬变电磁法测量和可控源音频大地电磁测深测量，指导深部验证工作。同时按200 m间距施工的3条探槽锌矿化普遍，连续矿体视厚最大为120 m。不同物性参数，指向同一物性体，形态规整，延伸稳定，规模大，与地表化探异常、矿化体对应。平面上构成长3 600 m、中间宽800 m、沿走向收窄至300 m的综合异常体。3条勘探线综合物探测量结果表明,阿齐山异常区激化体稳定延深400 m，低阻体延深800 m。地质、化探、物探信息表明，阿齐山异常无疑属矿致异常，可能存在大型铅锌矿，该推断得到深部验证结果和后续工作的支持。

验证工作于2013年10月进行。首个验证孔选在24线，工程编号ZK2401，位置24线1400测深点，钻孔方位角330°，倾角80°，设计孔深600 m，实际终孔深度614.5 m，自40.3 m开始见闪锌矿化至终孔，矿化厚574.2 m。见矿17层，厚1.3～43.5 m，累计厚度142.54 m。另一验证孔ZK0001,位于0线，终孔深度538.66 m,见矿12层，累计厚度31.31 m。

2 成矿地质背景

新疆阿齐山位于东天山觉罗塔格成矿带西段，大地构造位置属准噶尔-吐哈地块觉罗塔格裂谷带，北以吐哈盆地南缘断裂为界与哈尔里克-大南湖古生代岛弧相接，南以阿齐克库都克-沙泉子大断裂为界与卡瓦布拉克-星星峡地块相临（图1）。区内矿产丰富，以铁、金为主，铜铅锌等矿种成型矿床少。区内广泛发育石炭纪浅海相中-酸性、基性熔岩、火山碎屑岩、陆源碎屑岩和碳酸盐岩等一套相变复杂的沉积物。主要有下石炭统阿齐山组中酸性火山碎屑岩-熔岩和火山碎屑岩-熔岩-火山碎屑沉积岩；其上的雅满苏组为酸（中酸性）火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩、碳酸盐岩为特征的（中）酸性火山-沉积岩系，正常火山碎屑岩自下而上逐渐减少，岩相变化快，岩性复杂，阿齐山铅锌矿产出于该套层位中。上石炭统吐古土布拉克组为一套中基性火山熔岩，中酸性火山碎屑岩组合，不整合于雅满苏组之上。区内侵入岩大面积出露，多呈岩基、岩株状产出，岩石类型为花岗闪长岩、斜长花岗岩、二长花岗岩、钾长花岗岩，少量闪长岩、石英闪长岩、二长花岗斑岩、闪长玢岩、斜长花岗斑岩等。阿齐山铅锌矿西部有红云滩岩体，主要岩性为晚石炭世二长花岗岩、花岗闪长岩；东南部为百灵山岩体，岩性为早二叠世花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩，该岩基北距阿齐山铅锌矿3.5 km。

3 地球化学特征

阿齐山地区1∶5万化探，分析 Cu，Pb，Zn，Ag，Au，As，Sb，Hg，W，Sn，Mo，Bi，Cr，Ni，、Co等 15 个元素，主要是与热液成矿密切相关的元素及基性度元素。对2 300 km2范围内的数据进行分析处理，发现阿齐山及以东地区存在以锌为主的多元素富集带，延伸方向与地层走向一致，为58°。对应地质体为石炭系雅满苏组和吐古土布拉克组中酸性火山岩、火山碎屑岩夹少量灰岩。阿齐山异常属该富集带的组成部分，是锌富集程度最大的浓集区。

3.1 富集带特征

图1 东天山地区大地构造简图Fig.1 The geotectonic sketch map in East Tianshan region

阿齐山地区以锌为主的多元素富集带，长20 km，宽6 km，走向58°，与地层走向一致。东北延出工作区，东南进入百灵山岩体，元素含量显著降低，构成平直的梯度带。西北部石炭系分布区元素含量逐渐降低。富集带15种元素地球化学参数列于表1。由表1可看出，主要富集元素Zn含量5×10-6～6 612×10-6，平均值227×10-6，中位数106×10-6，平均值是新疆东天山的4.53倍，上地壳克拉克值的3.2倍，属高度富集元素；富集区面积120 km2，为典型区域富集。共同富集元素有Pb，Ag，Cu，As，Sb，Bi，Mo，Co，全为亲硫元素，均出现特高含量。相对富集在1.27～2.59，浓集克拉克值多为1.20～5.55。富集带内Au，Hg，W，Sn，Cr，Ni显著贫化。聚类分析将15个元素分成Pb-Zn-As-Sb-Mo、Cu-Ag、W-Sn-Bi、Cr-Ni-Co 4组。Au，Hg各自独立，两者间与其它元素不相关。

表1 阿齐山锌富集带1∶5万化探主要参数Table 1 The main parameters of the geochemical measurement of five ten-thousandth scale to Zinc enrichment zone in Aqishan

3.2 异常特征

阿齐山以锌为主的多元素富集带内，圈定Zn，Pb，Cu，Ag为主的综合异常8处，以阿齐山异常为特征（图2）。阿齐山综合异常形态规整，呈纺锤状，长4.7 km，宽0.6～1.5 km,长轴方向55°,面积4.4 km2。元素组合为Zn-Pb-Cu-As-Ag-（Sb-Hg-Mo-Bi-Co-Au）。其中Zn，Pb，Cu，As，Ag异常面积基本相当，为2.4～3.1 km2，吻合程度高，是异常主要元素；Sb，Hg，Mo，Bi，Co，Au异常仅在局部出现异常含量，最大值分别为Sb 6.8×10-6、Hg 33.4×10-9、Mo 14.6×10-6、Bi 12×10-6、Co 104×10-6、Au 104×10-9，是异常次要元素。异常主要元素普遍出现特高含量（表2），衬值2.8～4.94，具三级浓度分带，变化系数0.70～3.47，具多浓集中心等特点。其中Zn有6个浓集中心，面积0.08～0.4 km2，在异常区内相对均匀分布，各中心极大值依次为 3 861×10-6、2 777×10-6、3 419×10-6、5 214×10-6、2 285×10-6、6 090×10-6，处于同一数量级含量，推测是矿化强度相对均匀的反映。

单元素异常形态与多元素富集带相反，异常边界在西北部形态规整，东南部形成不规则凸起或凹陷，这些凸起或凹陷不一致，因元素不同存在明显差异。各元素浓集中心多集中在异常西北部。异常区地层为石炭系雅满苏组第四岩性段，为一套中基性火山碎屑岩、火山熔岩夹陆源碎屑岩、碳酸盐岩建造，东南有玄武玢岩分布，西南有花岗斑岩出露，西北进入第四系冲洪积层。

4 矿床地质特征

4.1 地质特征

矿床位于阿齐山背斜南翼，阿齐克库都克-沙泉子大断裂北侧，矿区地层走向NE，倾向SE，出露地层为下石炭统雅满苏组第四岩性段（图3），为一套中基性火山碎屑岩、火山熔岩夹陆源碎屑岩、碳酸盐岩建造。据岩性组合，自上而下分3个层位，第一层位为细砂岩、粉砂岩、凝灰质砂岩夹灰岩；第二层位主要岩性为中部为安山岩、安山质凝灰岩、英安质凝灰岩、含角砾凝灰岩等，矽卡岩化普遍强烈，是矿区最重要赋矿层位；第三层位主要岩性为上部为玄武岩、黄铁矿化晶屑凝灰岩、玄武岩、英安质晶屑凝灰岩、安山质晶屑凝灰岩夹灰岩透镜体矿区内NE向和NW向两组断裂构造较发育，NE向为主断裂，NW向为次级断裂。NE向主要有F1，为一倾向NW向高角度逆断层，分布矿体南侧，F2、F3、F4、F5为次级左旋走滑断裂。矿区内侵入岩不发育，仅见石英钠长斑岩、闪长岩、安山玢岩、辉绿玢岩，呈岩枝、岩脉状产出。

图2 阿齐山铅锌矿1∶5万综合异常剖析图Fig.2 The profile chart of 1∶50000 comprehensive anomalies in Aqishan Pb-Zn Deposit

表2 阿齐山异常1∶5万化探主要参数Table 2 The main parameters of the geochemical measurement of five ten-thousandth scale to anomalies in Aqishan

4.2 矿体特征

铅锌矿化集中在山前缓坡带，长3 600 m、宽180～800 m，总体呈透镜状。地表圈出矿体42条，铅锌矿体长80～3 000 m、视厚2～106.4 m，Zn平均品位0.5%～1.21%，Pb平均品位0.3%～0.9%，Pb+Zn平均0.63%～1.77%。矿体呈层状、似层状、透镜状，中部矿体数量多，厚度小，矿化厚度大，向两端矿体数量减少，矿体厚度增大，矿化范围趋于集中。矿体总体倾向SE、倾角43°～48°，与地层一致。赋矿岩石主要为石榴石矽卡岩、蚀变火山灰凝灰岩，顶板围岩为岩屑凝灰岩、矽卡岩，底板岩石为含砾砂岩、角砾凝灰岩。矿石结构主要为半自形-它形粒状结构，自形粒状结构，浸染状、细脉状构造及角砾状构造。矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、赤铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿；脉石矿物石榴子石、透辉石、绿帘石及大量凝灰质成份。主要蚀变有石榴石化、透辉石化、黝帘石化、绿帘石化、绿泥石化、葡萄石化、榍石化、绢云母化、硅化、方解石化。

图3 阿齐山铅锌矿区地质简图Fig.3 The geological sketch map of Aqishan Pb-Zn deposit

5 找矿意义

（1）东天山是新疆地质工作程度最高地区，已实现1∶5万区域地质调查和1∶2.5万航空综合物探全覆盖。白鑫滩铜镍矿和阿齐山铅锌矿的相继发现表明，工作程度高的东天山地区，面积性化探工作，作为地质找矿有效重要手段，提供的找矿信息是直接的，能快速把握全区，有效缩小找矿靶区，在地质找矿、开辟新区、发现新矿床类型等方面，具不可替代的作用。

（2）在地质工作程度如此高的地区，化探工作还能获得可喜找矿成果，正确有效的方法是关键。东天山地区为干旱戈壁景观，地貌类型以低缓山丘、石质戈壁和宽缓冲沟及封闭洼地为特征。阿齐山铅锌矿处于裸露山丘与宽缓冲沟之间的平坦缓坡，白鑫滩铜镍矿处于面积不足0.3 km2的洼地内，属典型薄层（覆盖厚度0.2～1 m）覆盖区，也是以往地质找矿易忽略地区。本次化探采用新的工作方法，强调采样位置须是基岩面上的残坡积层和采样介质，能代表下伏基岩成分、未经风蚀作用搬运、棱角状或半棱角状岩石碎屑物质，有效解决了薄层覆盖区化探采样难题。

（3）阿齐山铅锌矿是快速发现、综合查证、工程验证、当年见矿并推断其规模的一个典型案例，异常圈定到钻探验证在2013年完成。投入工作手段最初为1∶1万土壤测量、1∶1万地质草测、1∶1万激电剖面和槽探。查证过程中引进了1∶1万大功率激电、高精度磁法测量、高精度重力测量及勘探线剖面的激电测深、瞬变电磁法测量和可控源音频大地电磁测深测量及钻探工程。因此，也是综合手段查证化探异常的一个成功范例。

（4）物探在阿齐山铅锌矿的发现和验证过程中发挥的积极作用，是其它方法不可替代的。综合物探圈定的高重、高激化、低阻异常体的存在及与化探异常、矿化体的对应关系，坚定了异常区寻找大型矿床的信息；不同方法测深结果对异常体延深的推断，是确定600 m深孔验证的直接依据。

（5）含矿岩系雅满苏组属以火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩、碳酸盐岩为特征的（中）酸性火山-沉积岩系，火山碎屑岩自下而上逐渐减少，铅锌矿产出于该组的上部层位，赋矿岩石主要为火山灰凝灰岩、凝灰质砂岩，层控特征明显。觉罗塔格成矿带中的雅满苏组，东西长400 km，火山碎屑岩分布稳定，Zn，Pb含量普遍较高。阿齐山铅锌矿的发现与评价，将有力推动觉罗塔格成矿带铅锌矿找矿工作。

（6）阿齐山铅锌矿位于阿齐山地区以锌为主的多元素富集带西南部，带内圈定以Zn，Pb，Cu，Ag为主的综合异常8处，无论异常强度、元素组合，还是成矿地质背景，均具极大相似性。阿齐山铅锌矿的发现，证实多元素富集带的找矿意义。因此，阿齐山铅锌矿东北部，是下一步地质找矿重点区域。

致谢：论文编写过程中得到杨万志教授级高级工程师、王君良高级工程师审阅和指导，在此深表感谢!