陳宏強(qiáng), 馬生明, 岑　況, 李景運(yùn)

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北 廊坊　065000；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京　100083)

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新疆東準(zhǔn)噶爾拉伊克勒克斑巖型銅礦床巖石地球化學(xué)勘查及成礦預(yù)測(cè)

陳宏強(qiáng)1,2, 馬生明1, 岑況2, 李景運(yùn)1

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北 廊坊065000；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083)

拉伊克勒克銅礦床位于新疆東準(zhǔn)噶爾瓊河壩礦集區(qū)中南部，具有良好的找礦前景，因此對(duì)拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行深入的研究很有意義。通過(guò)對(duì)拉伊克勒克斑巖型銅礦床中15種微量元素和9種常量元素含量的系統(tǒng)研究，總結(jié)出元素富集貧化特征，并對(duì)這些元素含量隨著主成礦元素Cu含量變化的規(guī)律性進(jìn)行了探討，篩選出勘查指標(biāo)。以試驗(yàn)區(qū)K0、K1勘探線剖面為例，對(duì)英云閃長(zhǎng)巖、凝灰?guī)r中元素質(zhì)量遷移特征與規(guī)律進(jìn)行了初步討論。結(jié)果表明：富集元素Cu、Ag、Mo、S、Se等帶入形成的正異常與銅礦體吻合度很高，凝灰?guī)r中Ba、Cs、Rb、K2O等與英云閃長(zhǎng)巖中Ba、MgO、Na2O、CaO等帶出形成的負(fù)異常涵蓋了整個(gè)剖面。重點(diǎn)討論了英云閃長(zhǎng)巖中MgO、Na2O、CaO負(fù)異常的形成機(jī)制。以多維異常體系理論為指導(dǎo)，對(duì)元素空間分布特征和成礦與未成礦地段地球化學(xué)特征的差異進(jìn)行探討，綜合運(yùn)用不同屬性的異常，確定找礦方向。

負(fù)異常；成礦指示元素；質(zhì)量遷移；多維異常體系；成礦預(yù)測(cè); 斑巖型銅礦; 新疆東準(zhǔn)噶爾

0　引　言

新疆東準(zhǔn)噶爾瓊河壩地區(qū)及其鄰區(qū)斑巖型礦床數(shù)量眾多(如：哈臘蘇、希勒庫(kù)都克、蒙西、和爾賽、銅華嶺等礦床)，但不同礦床中成礦主巖和成礦特征的差異均較大。近年來(lái)隨著在瓊河壩地區(qū)找礦工作的進(jìn)行并取得的重大進(jìn)展，顯示該地區(qū)有很好的找礦前景。拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)就是最近兩年新發(fā)現(xiàn)的斑巖型銅礦床。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)英云閃長(zhǎng)巖中絹云母化、絹英巖化和硅化等蝕變分布之廣是其他幾個(gè)斑巖型礦床遠(yuǎn)不能比的，蝕變礦化深度達(dá)800 m，長(zhǎng)達(dá)5 000 m的走向上蝕變均存在[1]。銅礦化基本以浸染狀或細(xì)脈浸染狀分布在絹英巖化和硅化發(fā)育的部位，這和典型的斑巖型銅礦成礦特征十分一致，說(shuō)明中—深成中酸性巖體在適合的環(huán)境中也可形成具斑巖成礦特征的礦床。因此拉伊克拉克試驗(yàn)區(qū)值得進(jìn)一步深入研究。本文系統(tǒng)地研究了礦床中元素的富集貧化特征，并對(duì)各元素含量隨成礦元素Cu含量的變化規(guī)律進(jìn)行討論，篩選出地球化學(xué)勘查指標(biāo)。利用Grant質(zhì)量平衡方程計(jì)算出元素的遷移量，利用元素的遷移量作出地球化學(xué)異常圖。以凝灰?guī)r和英云閃長(zhǎng)巖為研究對(duì)象，討論富集元素Cu、Ag、Mo、Se、S等帶入形成的正異常和凝灰?guī)r中Ba、Cs、Rb、K2O等與英云閃長(zhǎng)巖中Ba、MgO、Na2O、CaO帶出形成的負(fù)異常與礦體位置的關(guān)系，綜合運(yùn)用正異常與負(fù)異常能直接指示礦體位置。近年來(lái)，負(fù)異常在地球化學(xué)找礦中的作用越來(lái)越被重視[2-5]，故本文對(duì)英云閃長(zhǎng)巖中MgO、Na2O、CaO負(fù)異常的形成機(jī)制及成礦指示作用進(jìn)行討論。以多維異常體系理論[6]為指導(dǎo)，對(duì)英云閃長(zhǎng)巖中成礦與未成礦地段的地球化學(xué)特征差異進(jìn)行解釋，利用不同屬性的異常對(duì)試驗(yàn)區(qū)成礦進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定找礦方向。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)位于瓊河壩東南部，構(gòu)造上處于哈薩克斯坦準(zhǔn)噶爾板塊(Ⅰ級(jí))，準(zhǔn)噶爾微板塊(Ⅱ級(jí))，謝米斯臺(tái)—庫(kù)卡蘭卡干—紙房古生代復(fù)合島弧帶(Ⅲ級(jí))中[7]，成礦區(qū)帶屬古亞洲成礦域(Ⅰ)準(zhǔn)噶爾成礦區(qū)(Ⅱ)薩吾爾—二臺(tái)—淖毛湖銅、鎳、金、鐵、稀有金屬成礦帶(Ⅲ)瓊河壩鐵銅金成礦區(qū)(Ⅳ)[8]。試驗(yàn)區(qū)出露地層主要為泥盆系下統(tǒng)托讓格庫(kù)都克組下段，巖性為生物碎屑灰?guī)r、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、凝灰?guī)r等。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)侵入巖為華力西期英云閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、黑云母二長(zhǎng)花崗巖。巖體侵位為中淺深度，剝蝕深度為淺—中等，巖石系列為鈣堿性系列，巖石成因類型為殼源、殼?；旌显础⑨Ｔ淳邪l(fā)育[8]。相當(dāng)大的部分被第四系覆蓋，地層和侵入巖出露不理想。礦體主要賦存在凝灰?guī)r中，英云閃長(zhǎng)巖體內(nèi)部的礦(化)體以浸染狀或細(xì)脈浸染狀分布，品位較低(圖2)。

圖1　拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)及工程布置圖　Fig.1　Map showing geology and engineering deploying ofthe Layikeleke experimental area1.第四系沖積物；2.第四系洪沖積物；3.泥盆系下統(tǒng)托讓格庫(kù)都克組砂巖；4.泥盆系下統(tǒng)托讓格庫(kù)都克組生物碎屑灰?guī)r；5.泥盆系下統(tǒng)托讓格庫(kù)都克組凝灰質(zhì)細(xì)砂巖；6.安山巖；7.英云閃長(zhǎng)巖；8.斷層；9.鉆孔及編號(hào)

圖2　拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)K0、K1勘探線礦體剖面示意圖Fig.2　Profile of ore body along exploration lines K0,K1 in the Layikeleke experimental area1.第四紀(jì)；2.泥盆系下統(tǒng)托讓格庫(kù)都克組凝灰?guī)r；3.英云閃長(zhǎng)巖；4.二長(zhǎng)花崗巖；5.推測(cè)地質(zhì)界線；6.銅、鐵礦(化)體

2　樣品采集與測(cè)試

試驗(yàn)樣品采自鉆孔巖石，包括4條勘探線的12個(gè)鉆孔。采樣方式參照鉆孔原生暈樣品采集方法，連續(xù)撿塊，采樣間距5～8 m。采集樣品中主要包括：英云閃長(zhǎng)巖458件、凝灰?guī)r191件、二長(zhǎng)花崗巖56件。分析測(cè)試了24 項(xiàng)指標(biāo)，用來(lái)研究礦床中元素富集貧化特征和規(guī)律。所有元素分析測(cè)試由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所中心實(shí)驗(yàn)室完成，結(jié)晶水的測(cè)定由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所完成。樣品分析質(zhì)量監(jiān)控結(jié)果表明分析測(cè)試數(shù)據(jù)質(zhì)量 100%合格。

本文將微量元素歸并為親銅成礦元素、鎢鉬族元素、礦化劑元素、親石分散元素和常量組分5類。

3　數(shù)據(jù)處理及分析

3.1元素富集貧化特征

從表1中可以看出：凝灰?guī)r中親銅成礦元素Cu、Ag、As、Se均表現(xiàn)為不同程度的富集特征，Sb則為惰性特征。鎢鉬族元素中Mo表現(xiàn)為富集特征，Sn表現(xiàn)為惰性特征，W表現(xiàn)為弱富集。親石分散元素中Ba達(dá)到了貧化特征，Sr表現(xiàn)為弱富集特征，Li表現(xiàn)為惰性特征，Rb、Cs表現(xiàn)為明顯貧化特征。礦化劑元素S表現(xiàn)為明顯富集，C則為惰性特征。常量組分中Al2O3表現(xiàn)為惰性特征，CaO、Fe2O3、MgO、FeO表現(xiàn)為顯著富集，H2O+表現(xiàn)為中等富集，Na2O表現(xiàn)為弱富集特征，K2O表現(xiàn)為明顯貧化，SiO2表現(xiàn)為弱貧化。

表1拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)不同巖性中常量元素平均含量特征統(tǒng)計(jì)表

Table 1Statistics of element content for different lithology in the Layikeleke experimental area

元素分類元素凝灰?guī)r(n=191)平均化學(xué)組成xq英云閃長(zhǎng)巖(n=458)平均化學(xué)組成xq親銅成礦元素Cu6.42112330.023108947.3Ag58201534.745120326.7As4.513.73.01.624.715.4Se0.030.4013.30.050.6012.0Sb0.480.811.70.171.428.4鎢鉬族元素 Mo1.212.110.10.350.8169.3Sn1.82.61.41.12.32.1W1.02.12.10.354.312.3親石分散元素Ba7303510.55204270.8Sr1704122.44404281.0Li20201.016130.8Rb135230.243411.0Cs5.41.50.31.73.31.9礦化劑元素 S170523530.812013802115.0C0.550.991.80.461.062.3常量組分Al2O313.8613.290.9615.9016.701.05CaO1.257.796.234.753.480.73Fe2O32.085.492.642.301.660.72K2O4.021.060.261.742.371.36MgO0.894.605.172.561.340.52Na2O2.703.501.293.602.400.67SiO270.6652.620.7463.2763.291.00FeO0.965.545.783.002.670.90H2O+2.093.191.531.593.282.07

注：巖石平均化學(xué)組成據(jù)鄢明才等(1997)[9]；x.元素含量平均值；q.富集系數(shù)；微量元素含量單位：Ag為10-9，其余元素為10-6；常量組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-2。

英云閃長(zhǎng)巖中親銅成礦元素Cu、Ag、As、Sb、Se均表現(xiàn)出富集特征。鎢鉬族元素Mo發(fā)生了顯著富集，Sn為弱富集，W也達(dá)到富集的程度。親石分散元素中只有Ba、Li表現(xiàn)出弱貧化特征；Sr、Rb、Cs都表現(xiàn)為惰性特征。礦化劑元素S達(dá)到了顯著富集程度，C表現(xiàn)出弱富集特征。常量組分中Al2O3、SiO2、FeO表現(xiàn)為惰性特征，H2O+表現(xiàn)為顯著富集，K2O表現(xiàn)為弱富集，MgO、Na2O表現(xiàn)為中等貧化，CaO、Fe2O3表現(xiàn)為弱貧化。

3.2元素富集貧化與Cu礦化關(guān)系

試驗(yàn)區(qū)斑巖型銅礦床主要產(chǎn)出于英云閃長(zhǎng)巖和凝灰?guī)r中，分別對(duì)2種不同巖性中元素的富集貧化與Cu礦化關(guān)系進(jìn)行研究。按主成礦元素Cu含量升序方式將試驗(yàn)區(qū)其他元素含量進(jìn)行排序，然后依據(jù)Cu含量水平將試驗(yàn)區(qū)Cu含量劃分為依次遞增的含量段，用來(lái)表示Cu礦化增強(qiáng)[10-11]。由于二長(zhǎng)花崗巖采樣較少，并且通過(guò)分析得知，其只起到隔擋層的作用，故不適合做規(guī)律性研究。

如表2所示，凝灰?guī)r中親銅成礦元素中Ag、Se與Cu礦化增強(qiáng)呈正相關(guān)性。鎢鉬族元素中Mo、Sn、W隨著Cu礦化的增強(qiáng)，3種元素富集程度都與Cu含量呈正相關(guān)性。親石分散元素Ba、Cs、Rb與Cu礦化無(wú)相關(guān)性；Sr、Li隨著Cu礦化增強(qiáng)，呈負(fù)相關(guān)性。礦化劑元素S隨著Cu礦化的增強(qiáng)，呈現(xiàn)出正相關(guān)性；C與Cu礦化無(wú)關(guān)。常量組分中Al2O3含量與其在凝灰?guī)r中的豐度相比表現(xiàn)出惰性，但是不排除個(gè)別含量段上出現(xiàn)例外的情況。隨著Cu礦化的增強(qiáng)，F(xiàn)e2O3與Cu礦化呈正相關(guān)性。CaO、MgO、FeO、K2O、SiO2、 Na2O、H2O+都與Cu礦化強(qiáng)度無(wú)關(guān)。

表2拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)凝灰?guī)r中元素平均含量隨Cu含量變化統(tǒng)計(jì)表

Table 2Statistics of the variations of average element contents with the increasing copper content in tuff of the Layikeleke experimental area

元素分類元素凝灰?guī)r平均化學(xué)組成Cu含量段<100(n=38)xq100～500(n=107)xq500～1000(n=21)xq1000～2000(n=13)xq>2000(n=12)xq親銅 成礦 元素 Cu6.466.010.3243.338.0566.288.51366213.4287604493.7Ag5873 1.31702.92193.875112.929139502.4As4.514.93.313.33.014.93.39.52.115.33.4Se0.030.155.00.248.10.7123.60.7324.31.3946.3Sb0.480.851.80.641.30.741.51.663.50.791.6鎢鉬族元素 Mo1.22.01.77.66.416.113.418.415.361.751.4Sn1.81.70.92.31.32.61.53.41.97.24.0W1.01.11.11.91.92.42.43.23.25.15.1親石 分散 元素 Ba7304040.63400.53080.42920.44300.6Sr1705233.14122.43472.03332.02611.5Li2024.01.2211.1170.9170.911.20.6Rb135300.2220.2220.2250.2130.1Cs5.41.70.31.50.31.80.31.40.30.80.2礦化劑元素 S170225713.2319818.8735943.2960056.41342578.9C0.551.713.10.721.31.031.90.811.50.951.7常量 組分 Al2O313.8613.660.9913.881.0013.450.9712.930.939.790.71CaO1.259.407.527.786.227.175.746.255.0010.608.48Fe2O32.082.901.394.051.954.372.104.852.3316.928.14K2O4.021.430.361.130.281.090.271.310.320.830.21MgO0.894.685.254.775.364.084.583.674.123.233.62Na2O2.703.531.313.571.323.561.322.701.001.460.54SiO270.6649.910.7154.100.7755.920.7956.720.8033.910.48FeO0.964.805.005.545.774.704.904.624.818.408.75H2O+2.094.141.983.301.583.341.603.251.563.621.73

注：巖石平均化學(xué)組成據(jù)鄢明才等(1997)[9]；x.元素含量平均值；q.富集系數(shù)；微量元素含量單位：Ag為10-9，其余元素為10-6；常量組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-2。

表3拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)英云閃長(zhǎng)巖中元素平均含量隨Cu含量變化統(tǒng)計(jì)表

Table 3Statistics of the variations of average element contents with the increasing copper content in tonalite of the Layikeleke experimental area

元素分類元素英云閃長(zhǎng)巖平均化學(xué)組成 Cu含量段<100(n=13)xq100～500(n=147)xq500～1000(n=121)xq1000～2000(n=139)xq>2000(n=38)xq親銅 成礦 元素 Cu23622.734715.174132.2138760.34297186.8Ag45902.050011.148010.7168037.34860108.0As1.613.78.533.020.619.212.021.213.326.816.8Se0.050.132.50.357.00.7815.60.7615.20.6813.6Sb0.170.543.20.855.00.673.90.834.92.6815.8鎢鉬族元素 Mo0.31.96.421.973.150.2167.365.5218.3125.0416.7Sn1.11.51.41.71.62.22.02.72.5 3.3 3.0W0.351.544.43.329.54.0511.64.8013.7 7.5621.6親石 分散 元素 Ba5204040.83800.74330.84590.94750.9Sr4405471.25451.24130.93390.83130.7Li16110.7130.8130.8130.8130.8Rb43330.8370.9390.9441.0511.2Cs1.71.71.03.21.93.21.93.42.03.72.2礦化劑元素 S120168314.0858671.615173126.416245135.424503204.2C0.460.441.00.831.81.082.41.162.51.914.2常量 組分 Al2O315.9014.800.9316.731.0516.781.0616.781.0616.701.05CaO4.754.110.863.930.833.260.693.240.683.110.66Fe2O32.301.580.691.190.521.610.701.900.832.781.21K2O1.741.670.962.011.152.391.372.651.522.931.68MgO2.561.530.601.490.581.330.521.210.471.120.44Na2O3.603.811.062.810.782.400.672.030.561.680.47SiO263.2765.781.0462.380.9964.551.0263.641.0160.760.96FeO3.002.590.862.710.902.620.872.540.853.161.05H2O+1.592.491.573.352.113.111.963.362.113.542.23

注：巖石平均化學(xué)組成據(jù)鄢明才等(1997)[9]；x.元素含量平均值；q.富集系數(shù)；微量元素含量單位：Ag為10-9，其余元素為10-6；常量組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-2。

英云閃長(zhǎng)巖中親銅成礦元素Cu、Ag、As、Se、Sb中只有Ag與Cu礦化呈正相關(guān)性。鎢鉬族元素Mo、W、Sn隨著Cu礦化的增強(qiáng)呈正相關(guān)性。親石分散元素Rb、Cs隨著Cu礦化增強(qiáng)呈正相關(guān)性；Ba、Li與Cu礦化強(qiáng)度無(wú)相關(guān)性；Sr 與Cu礦化強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)性；礦化劑元素S、C隨著Cu礦化的增強(qiáng)呈正相關(guān)性。常量組分Al2O3、SiO2在各個(gè)含量段沒(méi)有明顯變化。K2O含量隨著Cu礦化增強(qiáng)呈正相關(guān)；MgO、CaO、Na2O隨著Cu礦化增強(qiáng)呈負(fù)相關(guān)性； FeO、Fe2O3、H2O+隨著Cu礦化增強(qiáng)沒(méi)有表現(xiàn)出相關(guān)性。

4　拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)Cu礦床元素質(zhì)量遷移規(guī)律

礦床中元素的富集和貧化是成礦作用中元素分布分配規(guī)律的客觀反映，元素的富集貧化規(guī)律是篩選地球化學(xué)勘查指標(biāo)的前提和基礎(chǔ)。凝灰?guī)r中可作為反映成礦作用和礦(化)體產(chǎn)出位置的富集指標(biāo)為Cu、Ag、Mo、Se、S、CaO、Fe2O3、MgO、FeO、H2O+，貧化指標(biāo)為Ba、Cs、Rb、K2O。凝灰?guī)r中有鐵礦體產(chǎn)出，產(chǎn)出位置基本與Cu礦體重合，故Fe2O3、FeO表現(xiàn)出很強(qiáng)的富集特征。本文主要研究對(duì)象是元素與銅礦化的關(guān)系，所以不考慮Fe2O3、FeO的富集特征。CaO與MgO雖然都表現(xiàn)出強(qiáng)烈的富集特征，但是與Cu礦化強(qiáng)度無(wú)相關(guān)性，故不能作為勘查指標(biāo)。結(jié)合隨Cu礦化增強(qiáng)呈現(xiàn)的規(guī)律性，篩選出富集元素Cu、Ag、Mo、Se、S，貧化元素Ba、Cs、Rb和貧化常量組分K2O，作為凝灰?guī)r中銅礦床地球化學(xué)勘查指標(biāo)。英云閃長(zhǎng)巖中銅礦床勘查指標(biāo)的篩選采用與凝灰?guī)r中銅礦床同樣的方法，篩選出富集元素Cu、Ag、Mo、Se、S，貧化元素Ba和貧化常量組分MgO、Na2O、CaO，作為地球化學(xué)勘查指標(biāo)。

試驗(yàn)區(qū)Cu礦床元素質(zhì)量遷移規(guī)律的研究利用了地球化學(xué)開(kāi)放系統(tǒng)中惰性元素質(zhì)量守恒原理，將系統(tǒng)質(zhì)量變化轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)中惰性元素濃度變化，進(jìn)而為估算其他元素遷移量提供度量標(biāo)準(zhǔn)。變換過(guò)程簡(jiǎn)述如下：假設(shè)成礦前原巖總質(zhì)量為MO、原巖中惰性元素j的濃度為CjO，礦化蝕變巖的總質(zhì)量為MA，礦化蝕變巖中惰性元素j的濃度為CjA，因?yàn)槎栊栽卦诘V化蝕變前后沒(méi)有發(fā)生明顯的質(zhì)量變化，即礦化蝕變前后惰性元素j的質(zhì)量總體保持不變，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，則有：

MO×CjO=MA×CjA

(1)

由式(1)可得：

MO/MA=CjA/CjO

(2)

式(2)表示的意義是系統(tǒng)的質(zhì)量變化與惰性元素濃度變化呈反比，由此可以通過(guò)系統(tǒng)中惰性元素的濃度變化將系統(tǒng)質(zhì)量變化反映出來(lái)，這就為成礦過(guò)程中元素遷移定量計(jì)算奠定了基礎(chǔ)，為定量評(píng)估系統(tǒng)中元素帶出、帶入量以及富集、貧化特征提供了有效手段。元素遷移量ΔCi=ΔMi/MO=(MA/MO)CiA-CiO=(CjO/CjA)CiA-CiO，其中i為活動(dòng)元素，i≠j；CiO、CiA為原巖和蝕變巖中活動(dòng)元素i的濃度；ΔCi為元素i的質(zhì)量變化。當(dāng)ΔCi>0時(shí)，表示元素在蝕變過(guò)程中帶入；ΔCi<0時(shí)，則表示帶出。

在應(yīng)用Grant質(zhì)量平衡方程[12-17]進(jìn)行元素遷移量計(jì)算過(guò)程中，惰性組分的選擇十分重要。在文獻(xiàn)資料中，多選擇Al2O3、TiO2作為惰性組分[18-25]。通過(guò)研究試驗(yàn)區(qū)中不同巖性中的Al2O3特征與規(guī)律，認(rèn)為其符合惰性元素要求。原巖中i元素的濃度CiO即為i元素背景值，英云閃長(zhǎng)巖、凝灰?guī)r背景值的算法采用中位數(shù)法(表4)。利用Grant方程計(jì)算鉆孔剖面上各元素遷移量的值，繪制出遷移量異常圖(圖3，圖4)。

表4拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)英云閃長(zhǎng)巖和凝灰?guī)r元素背景值統(tǒng)計(jì)表

Table 4Statistics of tonalite and tuff element background values in the Layikeleke experimental area

元素英云閃長(zhǎng)巖背景值平均化學(xué)組成元素凝灰?guī)r背景值平均化學(xué)組成Cu74523Cu2266.4Ag25050Ag13058Mo30.10.3Mo3.41.2S9400120S1100170Se0.400.05Se0.180.03Ba404520Ba413730CaO3.264.75Cs2.05.4MgO1.202.56Rb32135Na2O2.433.60K2O1.484.02

注：巖石平均化學(xué)組成據(jù)鄢明才等(1997)[9]；微量元素含量單位：Ag為10-9，其他微量元素單位為10-6；常量組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位為10-2。

從表4中可以看出，英云閃長(zhǎng)巖中成礦元素Cu及其伴生元素Ag、Mo、Se以及礦化劑元素S的背景值明顯高于其平均化學(xué)組成，說(shuō)明英云閃長(zhǎng)巖存在初始富集，是成礦母巖；凝灰?guī)r中成礦元素Cu及其伴生元素Ag、Mo、Se以及礦化劑元素S的背景值高于其平均化學(xué)組成，說(shuō)明其是成礦圍巖。英云閃長(zhǎng)巖中親石分散元素Ba及常量組分MgO、Na2O、CaO和凝灰?guī)r中親石分散元素Ba、Cs、Rb及常量組分K2O背景值都明顯小于其平均化學(xué)組成。

在成礦地球化學(xué)系統(tǒng)中，是否存在元素的負(fù)異常不僅是判斷能否成礦的前提，而且負(fù)異常反映的是整個(gè)成礦地球化學(xué)環(huán)境范圍[26]。由于巖性的不同，在成礦過(guò)程中的負(fù)異常也是由不同元素帶出形成的(圖3)。圖3表明凝灰?guī)r中Ba、Cs、Rb、K2O等與英云閃長(zhǎng)巖中Ba、CaO、MgO、Na2O等帶出強(qiáng)烈，范圍廣闊，包圍了整個(gè)剖面。在K1勘探線剖面凝灰?guī)r中，尤其是礦(化)體產(chǎn)出位置各個(gè)元素帶出更為強(qiáng)烈，帶出量更巨大。這些元素帶出形成的負(fù)異常是巖漿期后熱液活動(dòng)的體現(xiàn)，為Cu礦床的形成提供了有利的前提。

英云閃長(zhǎng)巖中MgO、Na2O達(dá)到中等貧化，富集系數(shù)分別為0.52和0.67，CaO富集系數(shù)為0.73，表現(xiàn)為弱貧化特征(表1)。元素的貧化與成礦熱液活動(dòng)、圍巖礦物蝕變具有內(nèi)在的成因聯(lián)系。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)巖漿期后熱液對(duì)英云閃長(zhǎng)巖的改造經(jīng)歷了鉀化、絹云母化、絹英巖化、硅化等[1]。

鉀化過(guò)程中表現(xiàn)為K的帶入和Ca、Na的帶出，6[NaAlSi3O8(鈉長(zhǎng)石)+CaAl2Si2O8(鈣長(zhǎng)石)]+5K2O→10KAlSi3O8(鉀長(zhǎng)石)+6CaO+3Na2O+4Al2O3。

緊接著發(fā)生絹云母化，主要有兩種表現(xiàn)形式控制Na、K元素行為[27]。一種形式是氫的交代作用：3KAlSi3O8(鉀長(zhǎng)石)+2H+→KAl3Si3O10(OH)2(絹云母)+2K++6SiO2(石英)；另一種形式是由熱液帶入K交代斜長(zhǎng)石，形成絹云母和石英，伴隨黃鐵礦的生成：3NaAlSi3O8(鈉長(zhǎng)石)+2H++K+→KAl3Si3O10(OH)2(絹云母)+6SiO2+3Na+，2Fe3++2H2S→FeS2(黃鐵礦)+Fe2++4H+。

絹英巖化：發(fā)生絹英巖化過(guò)程中表現(xiàn)為Fe、Mg的帶出，K(MgFe)3(AlSi3O10)(OH)2(黑云母)+Si(OH)4→KAl3Si3O10(OH)2(絹云母)+(FeMg)2++2H2O，3KAlSi3O8(鉀長(zhǎng)石)+H2O→KAl3Si3O10(OH)2(絹云母)+6 SiO2+K2O。

最后發(fā)生了硅化：硅化過(guò)程中表現(xiàn)為K的帶入與Ca、Na的帶出。0.75Na2CaAl4Si8O24(中長(zhǎng)石)+K++2H+→KAl3Si3O10(OH)2(絹云母)+1.5Na++ 0.75Ca2++3SiO2(石英)。綜上所述，英云閃長(zhǎng)巖中MgO、Na2O、CaO帶出形成的負(fù)異常，是巖石在巖漿期后熱液蝕變過(guò)程中元素質(zhì)量遷移形成的。

礦化劑元素S及親銅成礦元素Se在凝灰?guī)r中的帶入量很大，且與礦(化)體吻合度較好。Se在巖漿熱液成因的礦床中具有親硫性，以類質(zhì)同像進(jìn)入硫化物的晶格中，所以Se與S在英云閃長(zhǎng)巖和凝灰?guī)r中都表現(xiàn)出相同的遷移規(guī)律。

從圖4中可以看出，在K1勘探線的凝灰?guī)r中，成礦元素Cu及其伴生元素Ag、Mo在礦(化)體產(chǎn)出部位表現(xiàn)為帶入特征，且?guī)肓烤薮?，與礦體產(chǎn)出位置相吻合；英云閃長(zhǎng)巖中成礦元素Cu帶入量較小，且分布不集中，只在ZK0-4鉆孔頂部有大于10 000 g/t的帶入，這也印證了英云閃長(zhǎng)巖中礦(化)體品位低、呈浸染狀和細(xì)脈狀分布的特點(diǎn)。

根據(jù)凝灰?guī)r和英云閃長(zhǎng)巖中元素遷移量及遷移方向的研究結(jié)果推測(cè)：(1)凝灰?guī)r和英云閃長(zhǎng)巖中成礦元素、礦化劑元素的初始富集為成礦提供了有利的物質(zhì)條件；(2)區(qū)內(nèi)銅礦床的形成是在Cu、S初始富集前提下再經(jīng)歷后期熱液成礦作用的結(jié)果；(3)結(jié)合凝灰?guī)r中Ba、Cs、Rb、K2O等與英云閃長(zhǎng)巖中Ba、CaO、MgO、Na2O帶出特征分析，英云閃長(zhǎng)巖體后期成礦熱液來(lái)源于本身的冷凝、結(jié)晶、分異和熱液作用過(guò)程；凝灰?guī)r中成礦熱液來(lái)源于其被英云閃長(zhǎng)巖加熱了的原始賦存的水。拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)成礦機(jī)制為：英云閃長(zhǎng)巖中銅礦體的形成是由于初始富集的成礦物質(zhì)，在巖漿期后熱液活動(dòng)的影響下，成礦物質(zhì)重新活化運(yùn)移，向合適的部位運(yùn)移并沉淀成礦。凝灰?guī)r中銅礦體的形成有兩種可能：一種是成礦物質(zhì)來(lái)源于英云閃長(zhǎng)巖，巖漿期后熱液將巖體內(nèi)部初始富集的成礦物質(zhì)重新活化，運(yùn)移到凝灰?guī)r中沉淀成礦；另一種是英云閃長(zhǎng)巖作為一個(gè)熱場(chǎng)，提供熱的來(lái)源，使凝灰?guī)r中初始富集的成礦物質(zhì)重新活化運(yùn)移聚集成礦。筆者結(jié)合瓊河壩礦集區(qū)其他斑巖型銅礦床的成礦機(jī)制，分析拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)成礦主巖與圍巖的元素質(zhì)量遷移規(guī)律，更傾向于第二種成礦機(jī)制。

5　成礦預(yù)測(cè)

多維異常體系理論[6]表明負(fù)異常體系的存在是成礦的前提，S異常體系指示礦化強(qiáng)度，S與Fe和成礦元素協(xié)同平衡體系為S與Cu的結(jié)合創(chuàng)造條件，成礦元素Cu及其伴生元素的異常體系直接指示金屬礦化程度。

以多維異常體系理論為指導(dǎo)，對(duì)試驗(yàn)區(qū)成礦與不成礦地段的地球化學(xué)特征進(jìn)行對(duì)比，來(lái)確定找礦方向。凝灰?guī)r中Ba、Cs、Rb、K2O等和英云閃長(zhǎng)巖中Ba、MgO、Na2O、CaO的大范圍帶出形成的負(fù)異常為成礦提供了前提。在凝灰?guī)r中礦化劑元素S大量帶入形成的正異常是成礦的必要條件，也是礦化強(qiáng)度的體現(xiàn)；英云閃長(zhǎng)巖中同樣也存在礦化劑元素S的大量帶入的地段。凝灰?guī)r中雖然有鐵礦體產(chǎn)出，但是并不存在成礦元素Cu和Fe與礦化劑元素S結(jié)合的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制；英云閃長(zhǎng)巖中Fe的大范圍帶出為S與Cu的結(jié)合創(chuàng)造了條件。凝灰?guī)r中成礦元素Cu及其伴生元素Ag、Mo、Se帶入作用強(qiáng)烈且?guī)肓烤薮螅幌喾?，英云閃長(zhǎng)巖中成礦元素Cu及其伴生元素帶入量較小，且分布較分散，異常相對(duì)較弱。以多維異常體系理論為指導(dǎo)，解釋了英云閃長(zhǎng)巖內(nèi)礦(化)體品位低、細(xì)脈狀的現(xiàn)象。雖然英云閃長(zhǎng)巖中成礦多為品位低、細(xì)脈狀，但其成礦及其伴生元素背景值很高，說(shuō)明英云閃長(zhǎng)巖是一個(gè)成礦物質(zhì)源區(qū)，區(qū)內(nèi)英云閃長(zhǎng)巖是成礦的重點(diǎn)部位。英云閃長(zhǎng)巖侵位于凝灰?guī)r之下，其提供的熱源是凝灰?guī)r中初始富集的成礦物質(zhì)重新活化運(yùn)移的良好條件，裂隙發(fā)育的凝灰?guī)r是熱液運(yùn)移并儲(chǔ)存成礦物質(zhì)的有利場(chǎng)所，因此凝灰?guī)r具有良好的成礦前景。

圖4　拉伊克勒克試驗(yàn)區(qū)K0、K1勘探線富集元素質(zhì)量遷移地球化學(xué)異常圖

根據(jù)典型斑巖礦床成礦理論[29-32]，如果在英云閃長(zhǎng)巖體邊部能發(fā)現(xiàn)良好的阻隔層，那么在英云閃長(zhǎng)巖體內(nèi)或與圍巖接觸帶上極有可能聚集成礦。試驗(yàn)區(qū)內(nèi)與英云閃長(zhǎng)巖有直接接觸關(guān)系的還有二長(zhǎng)花崗巖，二長(zhǎng)花崗巖致密、堅(jiān)硬，因此在英云閃長(zhǎng)巖與二長(zhǎng)花崗巖的接觸帶也是找礦的重點(diǎn)。

6　結(jié)　論

本文通過(guò)對(duì)新疆拉伊克勒克斑巖型銅礦床中元素富集貧化特征及規(guī)律的研究，確定了以英云閃長(zhǎng)巖為侵入巖，凝灰?guī)r作為圍巖的斑巖型銅礦床的地球化學(xué)勘查指標(biāo)。凝灰?guī)r中銅礦床勘查指標(biāo)包括Cu、Ag、Mo、Se、S、Ba、Cs、Rb、K2O，英云閃長(zhǎng)巖中銅礦床勘查指標(biāo)包括Cu、Ag、Mo、Se、S、Ba、MgO、Na2O、CaO。

通過(guò)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)成礦與未成礦地段的地球化學(xué)特征差異的討論，結(jié)果表明英云閃長(zhǎng)巖中Ba、MgO、Na2O、CaO與凝灰?guī)r中Ba、Cs、Rb、K2O負(fù)異常體系、礦化劑元素S的異常體系、S與Fe和成礦元素Cu協(xié)同體系均存在，而英云閃長(zhǎng)巖中成礦元素Cu及其伴生元素Ag、Mo、Se異常較弱。以多維異常體系理論為指導(dǎo)，解釋了英云閃長(zhǎng)巖中銅礦床多為品位低、細(xì)脈狀，且查明了試驗(yàn)區(qū)內(nèi)英云閃長(zhǎng)巖中MgO、Na2O、CaO等負(fù)異常的形成機(jī)制。

以多維異常體系理論為指導(dǎo)，通過(guò)對(duì)英云閃長(zhǎng)巖中銅礦床和凝灰?guī)r中銅礦床不同屬性異常的研究，綜合運(yùn)用地球化學(xué)和礦床地質(zhì)學(xué)的理論和方法，確定試驗(yàn)區(qū)的找礦方向。凝灰?guī)r和英云閃長(zhǎng)巖與二長(zhǎng)花崗巖接觸帶是今后找礦的重點(diǎn)方向。

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The Rock Geochemical Exploration and Metallogenic Prediction in the Layikeleke Porphyry Copper Deposit，Eastern Junggar，Xinjiang

CHEN Hongqiang1,2,MA Shengming1,CEN Kuang2,LI Jingyun1

(1.InstituteofGeophysicalandGeochemicalExploration,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Langfang,Hebei065000，China;2.SchoolofEarthSciencesandResources，ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083，China)

The Layikeleke copper deposit located in the south central part of Qiongheba ore concentration area in eastern Junggar of Xinjiang has good prospecting potential. Therefore, the Layikeleke deposit is worthy to be further researched. Through systematic study of 15 kinds of trace elements and 9 major elements in the deposit, this study summed up the characteristics of element enrichment and depletion, and the regularity of the contents of these elements changing with main ore-forming elements of Cu to select index elements. Taking No.K0, K1 prospecting sections as examples, the characteristics and regularities of mass transfer in tonalite and tuff are discussed. The results show that the positive anomalies of enrichment elements including Cu, Ag, Mo, S, Se are well corresponded with the copper ore bodies, the negative anomalies of depleted elements including Ba, Sr, Rb, K2O in tuff and Ba, MgO, Na2O, CaO in tonalite cover the prospecting section. This article discusses emphatically the formation mechanism of negative anomalies of MgO, Na2O, CaO in tonalite. Using the theory of multidimensional anomaly system as the guide, we analyzed the spatial distribution characteristics of metallogenic elements and geochemical characteristics and difference of the area without mineralization. Comprehensive utilization of different attributes of the anomalies can indicate the direction of ore-prospecting.

negative anomaly; indicator element;mass transfer; multidimensional anomaly system; metallogenic prediction；porphyry copper deposit； eastern Junggar of Xinjiang

2015-09-11；改回日期：2015-12-29；責(zé)任編輯：樓亞兒。

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014BAB05B00)；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目(1212011120525)。

陳宏強(qiáng)，男，碩士研究生，1991年出生，地質(zhì)工程專業(yè)，主要從事礦產(chǎn)資源勘查與評(píng)價(jià)的研究工作。

Email：1207815740@qq.com。

P595；P614；P632

A

1000-8527(2016)03-0503-11