新疆哈尔里克地区矿床深部应用地球化学勘查方法有效性分析

冯 亮

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第八地质大队，新疆 阿克苏 843000）

哈尔里克山地处新疆东部，以条状带的形式分布于吐哈盆地两侧，该地区的矿产资源丰富，具有较大的找矿潜力。国内外的地球化学勘查方法研究从二十世纪六十年代开始，经过一个世纪的沉淀与发展，在找矿领域中的应用愈发广泛。地球化学勘查方法在我国的主要发展过程可以概括为两个阶段，在九十年代以前以技术较为落后的地球化学勘查方法为主；此后的发展主要集中在信息找矿期。针对相关的捕集介质、采样方法和分析方法的研究成果也已经积累了一些。捕集介质先后经历了聚苯乙烯等固态物体和不同浓度的液态介质发展；采样方法也从曾经的被动埋置逐渐转变为主动抽气，大大提高了工作效率；等离子质谱分析法有着较高的灵敏度和容错度，成为目前的主要分析方法。我国关于地球化学勘查方法的研究成果已经积累了一些，但是对勘查方法的有效性分析得还不够全面，有待深入探讨[1]。

1 设计新疆哈尔里克地区矿床深部应用地球化学勘查方法

1.1 分析新疆哈尔里克地区地质构造

新疆哈尔里克地区的地质简图如图1 所示。

图1 哈尔里克地区地质简图

哈尔里克地区在天山山脉西段，哈尔里克山的西南坡以及山脊两侧，海拔范围在2825m ～4892m 左右，具体形状呈现出中间高山、两侧深谷狭窄的地势。哈尔里克地区矿床深部构造单元属于新疆东部的地槽褶皱南部边缘，距地表较近的地质表层构造单元为塔里木中间地块，中生代位于南天山碰撞带的北缘。根据地球动力学的运动规律和板块构造特征判断，哈尔里克地区的主要发育地带是早生代侏罗世的火山喷发层。研究区的大陆地壳是以原始陆壳为基础，通过板块运动不断发生结构变化演化而成。以古大陆板块和周围板块边缘地区作为中心，将哈尔里克地区的地块及大陆边缘的矿床地带分为隆起和塌陷两种。以汇集和凝固时间为依据，对矿床深部进行地质构造分析。哈尔里克地区在整体上跨越了天山山脉的西北部，其地质构造经历了不同时代的地质运动阶段。哈尔里克地区的基底地质构造演化阶段长达2200Ma ～3500Ma，在此过程中，寒武纪矿物质结晶在研究区内陆续出露。早期和中期太古代主要集中在中天山微陆块，由于后中期的古生界地层的受剥蚀程度比较严重，导致该时期的前寒武纪地层出露面积较多。哈尔里克地区的北侧主要是集中在变质碳酸岩和碎屑岩地层的新元古界。在长时间的地壳运动过程中，自震旦纪开始就已经出现了超大陆裂解现象，这种现象直接导致了塔里木陆间洋流的形成。由于地质构造一直从震旦纪延伸到奥陶纪，至此标志着大陆板块和海洋并存的格局形成[2]。

1.2 提取矿床深部元素特征

哈尔里克地区自从晚生代末期进入到陆内演化阶段之后，该时期的矿床开始发生浅构造层次的脆性冲断层普遍发育。这种现象导致哈尔里克地区的含煤层广发发育成相应的岩浆和酸性岩体。基于对新疆哈尔里克地区地质构造分析，对研究区的主要典型矿床进行元素特征提取。哈尔里克地区的主要成矿建造包括含铁沉积变质、含金火山岩和含铜多金属火山岩构造。含铁沉积变质构造的一部分成因是成矿阶段受到了地质改变和熔岩热液的交叉影响，其矿床性质为变质碳酸岩和硅质碎屑岩建造。含金火山岩建造是哈尔里克地区最为常见的成矿建造，在地质构造上属于觉罗塔格韧性剪切带。主要是以石炭系绿片岩地层出露为标志，矿床中以火山灰玄武岩和砂砾岩为主要岩性。在遭受区域变质作用后，含金火山岩通常是受到韧性剪切带的影响较大，并逐渐被断裂破碎带所控制，特征是含有多种化学元素。含铜多金属火山岩建造在岩性上与含金火山岩建造有一定关联，主要以石炭系火山岩出露为标志，含铜元素较多。

哈尔里克地区矿床深部的主要化学元素相关数据如下表所示。

表1 哈尔里克地区主要化学元素参数

根据表1 可以看出在同样的样本数据中，哈尔里克地区矿床主要化学元素的检出限最大值与最小值的差距较大，这说明该地区矿床深部的化学元素活跃性较高，并且容易受到外部环境影响。在经历长时间的复杂地壳构造演化之后，哈尔里克地区的岩浆活动更加频繁，直接导致了研究区内的板块拼接与超基性断裂火山岩发育特征明显。这种复杂的矿床变化过程也形成了较大规模的多种类成矿区域。

1.3 搭建地球化学勘查方法应用平台

哈尔里克地区矿床深部的地球化学勘查方法应用平台搭建，主要依托地球化学勘查数据的处理。在获取相关的地球化学数据之后，对数据进行初步检查与筛选。由于哈尔里克地区矿床深部的元素变量较多，并且各元素之间的关系也颇为复杂，Y 型因子分析方法更加适用于搭建地球化学勘查方法应用平台。该方法的主要工作原理是分析因子载荷数据特征，从整体和个体角度研究单一元素在矿床深部的多个因子轴的不同表现形式。Y型因子分析的典型因子载荷数值如下表所示。

表2 典型因子载荷数据

根据表2 可知，Y 型因子分析的典型因子载荷数值反映出了哈尔里克地区矿床深部的元素相关性，在0.1 ～0.5 范围内进行地球化学勘查方法平台搭建，为分析该方法的有效性奠定基础。

2 实验分析

2.1 实验准备

为了测试勘查方法的有效性，对研究地区的矿床深部进行全方位勘查，准备如下参数的勘查设备。

表3 化探设备参数

保证设备可识别矿床深部的相关化学元素，选取三种传统勘查方法与文中勘查方法的有效性进行对比，得出实验结果，实验结果数值越大，找矿效率越高。

2.2 实验结果

实验结果如下表所示。

表4 3 种传统勘查方法与本文勘查方法实验对比结果

实验结果表明，文中地球化学勘查方法比传统勘查方法的找矿效率均高出3.931%～5.017%不等，因此，应用文中勘查方法找矿效率更高。四种勘查方法找矿效率对比情况如下图所示。

图2 四种勘查方法找矿效率

根据图2 可以更直观地看出，文中地球化学勘查方法的找矿效率更高[3]。

3 结语

本文通过分析新疆哈尔里克地区矿床深部应用地球化学勘查方法的有效性，推动了该地区的矿产资源开发进度。同时，也为学术界开展相关研究提供理论基础和技术支撑。由于研究条件有限，文章对新疆哈尔里克地区的矿井深部的化学元素收集得还不够全面，未来将不断完善。