全 文 ：第 26卷　第 6期
2010年 3月
甘肃科技
GansuScienceandTechnology
Vol.26　No.6
Mar.　2010
新疆西地 -小红柳峡水系沉积物
地球化学特征与成矿意义＊
王玉玺1 ,第鹏飞 1 ,王晓伟 1, 2 ,欧阳京1 ,于　漫 1 ,王怀涛1 ,赵志雄 1
(1.兰州大学 资源环境学院 , 甘肃 兰州 730000;2.甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院 ,甘肃 兰州 730050)
摘　要:西地 -小红柳峡地区位于博格达造山带东段北缘 , 主要分布有石炭纪和二叠纪的火山岩系 , 可划分为早石
炭世七角井组基性火山岩(玄武岩)、晚石炭世柳树沟组双峰式火山岩及其酸性火山碎屑岩和卡拉岗组酸性火山岩
系 , 地层走向受区域构造控制 , 呈北东东 -东西向分布。此外 , 也见有侵入石炭纪地层中的花岗岩类。笔者通过该
区地层地球化学特征 、水系沉积物地球化学特征进行了分析和研究 , 进而探讨了该区 Cu-Au成矿意义。
关键词:西地;小红柳峡;水系沉积物地球化学;岩石地球化学;浓度克拉克值;成矿作用
中图分类号:P616.14
　　1∶5万水系沉积物测量区主要在三个重点找
矿靶区内 ,经过筛选 ,选出两个区域作为 1∶5万水
系沉积物测量区 ,分别为 H2区 -西地和 H3区 -小
红柳峡地区。西地化探异常以 Cu、Pb、Zn、Au、Sb、
As、Hg、Ti等元素组合为主 ,异常分布面积大 ,强度
高 ,重叠性较好。小红柳峡地区根据水系沉积物的
地球化学特征 ,化探异常以 Co、Ni、Pb、Sb、Zn;Hg、
Mo、As和 Au、Ag、Cu元素组合 ,这些多元素组合异
常分布区是今后找矿的重要靶区。地球化学异常特
征与地层 、岩浆岩 、构造 、矿(化)点都有密不可分的
联系。
1　成矿地质背景
1.1　区域地质背景
调查区位于博格达晚古生代弧后盆地内 ,大地
构造隶属于哈萨克斯坦板块之博格达晚古生代弧后
盆地东段 [ 1] 。博格达弧后盆地铜金矿带东段达坂
城成矿带 ,形成于裂谷环境 ,开始于早石炭世 ,结束
于晚石炭世末期 [ 2、3] ,主要出露地层有第四系沉积
物及下二叠统卡拉岗组(P1kl)、上石炭统柳树沟组
(C2l)、下炭统七角井组(C1q)。柳树沟组以浅海相
的枕状(块状)玄武岩 -流纹岩建造及其相应的火
山碎屑岩为主 ,其次为正常沉积的富含生物碎屑灰
岩 ,局部发育砾岩及砂岩。岩相有火山爆发空落相 、
溢流相及正常沉积相 。区内华力西岩浆活动强烈 ,
主要发育有辉绿岩 、斑状花岗岩 、钾质花岗岩及基性
-酸性火山岩 ,具有良好的找矿前景 。在构造上 ,调
查区主要构造活动为石炭纪的博格达裂谷的开张与
闭合 [ 4] 。岩浆及其岩浆晚期的热液活动十分强烈 ,
火山岩 、基性次火山岩 、辉绿岩十分发育 ,岩浆活动
次序为基性喷发—酸性喷发及其伴随而来的基性侵
入 ,具有良好的成矿地质条件 [ 5] 。
1.2　区域地球化学特征
区域基岩主成矿元素含量与新疆博格达地区背
景值对比 ,见表 1,火山碎屑岩富集 Cu、Pb、 Zn、Ni、
Co、Mo、As、Sb、Au等元素 ,玄武岩富集 Cu、Zn、Ni、
Co、Mo、Sb、Au等元素 ,英安岩富集 Pb、Zn、Mo、As、
Sb、Au等元素 ,流纹岩富集 Mo、As、Sb、Au等元素 ,
辉绿岩富集 Cu、Zn、Ni、Co、Mo、Au等元素 ,其中 ,辉
绿岩和玄武岩中 Cu、Ni、Co、Au平均含量高于背景
值好几倍 ,且标准差大 ,离散程度也高 ,具有一定的
富集 。火山碎屑岩中各元素均接近背景值 ,英安岩
和流纹岩 Mo、As、Sb含量也较高 ,具有富集的可能 。
2　分析方法
基岩光谱 、岩石化学样采用 M6原子吸收分光
光度计 、ZSXPrimusⅡ X荧光光谱仪 、AFS-820双
道原子荧光分光光度计 、WPP2平面光栅摄谱仪 、JP
-303极普分析仪进行半定量分析;化学样采用
DZG93-06 Z2300原子吸收分光光度计进行分析;
水系沉积物采用硼氢化钾 /氯化亚锡还原法(王水
分解后用原子荧光测定)检测 As、Sb、 Hg,粉末压饼
法 X荧光测定 Cu、Pb、Zn、Co、Ni,缓冲剂 、深孔电极
2m光栅法检测 Ag,王水溶矿 、泡塑吸附石墨炉测定
＊ 新疆国土资源厅资助项目(编码:QD200509)。
表 1　主成矿元素含量与背景值对比
岩石
名称
样品
数 含量
Cu
10-6
Pb
10 -6
Zn
10 -6
Ni
10-6
Co
10-6
Mo
10-6
As
10-6
Sb
10-6
Hg
10-6
Au10-9Ag
10-6
火山碎
屑岩 61
平均值 34.67 12.05 81.78 14.92 12.02 1.49 7.14 0.66 0.03 2.13 0.28
最大值 193 26.6 137 187 62.6 4.38 28.6 2.75 0.14 18.1 1.93
最小值 10.7 3.48 28.4 0.89 0.81 0.58 0.33 0.09 0.01 0.09 0.01
玄武岩 25
平均值 56.99 8.36 95.55 57.29 32.05 1.13 2.70 0.32 0.03 2.22 0.25
最大值 109 23.8 139 128 60.1 2.21 12.1 1.09 0.12 10.2 1.42
最小值 8.48 2.44 38.9 1.29 0.81 0.49 0.18 0.05 0.01 0.09 0.04
英安岩 4
平均值 13.78 13.35 84.25 2.53 2.06 1.40 6.74 0.79 0.04 2.23 0.05
最大值 16.2 19.6 118 3.93 3.35 1.9 14 1.04 0.09 3.08 0.1
最小值 11.5 6.1 55.3 0.91 1.55 0.8 1.66 0.44 0.01 1.58 0.02
流纹岩 2
平均值 14.5 10.2 50.4 3.01 1.75 1.43 9.99 0.83 0.05 2.49 0.08
最大值 14.5 10.2 51.3 3.49 1.86 1.5 13.4 1.11 0.05 2.78 0.12
最小值 14.4 10.1 49.4 2.52 1.64 1.35 6.57 0.54 0.04 2.19 0.04
辉绿岩 18
平均值 74.60 4.05 88.38 92.27 45.57 0.76 1.29 0.24 0.02 4.85 0.13
最大值 120 10.2 116 154 59 1.17 5.29 1.29 0.06 14.9 0.51
最小值 22.4 1.94 57.4 11.7 17.9 0.46 0.06 0.04 0 1.18 0.01
背景值(据杜佩轩 1997) 22.8 11.5 65 12.1 9.64 0.5 3.74 0.29 10.3 0.54 58.7
　　测试单位:国土资源部宜昌地质矿产研究所实验室测试室。
检测 Au,碱熔吸清液催化极谱测定检测 Mo,四酸溶
矿石墨炉测定检测 Cd。激电测量采用重庆奔腾数
控技术研究所生产的 WDF5— A型时间域中功率智
能发射机和相配套的 WDJS— 2型直流数字激电接
收机激电工作采用中间梯度装置 。激电测深采用
WDF5— A型时间域中功率智能发射机和配套的
WDJS— 2直流数字激电接收机。四极对称的温纳
装置 ,标本物性测定 ,采用 WDJD— 2型直流数字激
电仪 ,以 “强迫电流法 ”测定 。
3　地质地球化学特征
3.1　地质特征
3.1.1　西地铜矿(H2)地质特征
矿区出露地层为上石炭统柳树沟组 ,如图 1所
示 ,岩性为灰绿色 、浅灰黑色凝灰岩 、灰绿色流纹质
晶屑凝灰岩 、凝灰质砂岩夹极少量玄武岩等 ,多被后
期辉绿岩侵入破坏。与辉绿岩接触带附近见有硅化
凝灰岩 、绿泥石片岩等蚀变岩石 ,矿区内辉绿岩侵入
体 ,按粒度可分为粗粒 、中粒及细粒 ,以细粒居多 。
据人工重砂成果 ,辉绿岩的副矿物有:磁铁矿 、钛铁
矿 、黄铜矿 、白铅矿等 ,但含量均甚微 。据 38个辉绿
岩光谱分析成果 [ 5] , 其中有 8个含铜 , 含量为
0.01% ～ 0.052%,从辉绿岩中的含铜情况看来 ,其
与西地铜矿的生成具有密切的依赋关系 ,矿(化)体
主要赋存于断裂破碎带次级裂隙及辉绿岩边部 [ 6] 。
图 1西地铜矿点地质矿产草图
1.凝灰岩 , 2.辉绿岩 , 3.侵入接触关系 , 4.小断层 ,
5.探槽位置及编号 , 6.孔雀石化蚀变带
3.1.2　小红柳峡地区地质特征
小红柳峡区位于博格达大陆裂谷带东段 ,出露
的地层主要为柳树沟组 d段(C2ld),主要岩石类型
为灰绿色流纹质晶屑凝灰岩 、灰绿色凝灰质砂岩 、灰
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绿色含砾凝灰质砂岩 、凝灰岩 、灰绿色硅化凝灰岩 、
灰绿色凝灰质粗砂岩 、少量强碳酸岩化玄武岩 、枕状
玄武岩夹生物碎屑灰岩等 。蚀变作用主要发生在凝
灰岩类中 ,有强烈的面型硅化 、黄铁矿化 、绢云母化
及少量的绿泥石化和绿帘石化 。岩体主要有晚石炭
世末期侵入的细晶花岗岩 、辉绿岩墙 [ 5] 。细晶花岗
岩体与局部构造线一致 ,总体为近东西向展布 。晚
石炭世末期的酸性岩浆及其分异的热液活动可能与
本区金矿成矿作用关系紧密。
3.2　地球化学特征
3.2.1　水系沉积物地球化学特征
(1)西地水系沉积物地球化学特征
HS2异常位于西地铜矿西侧 ,主要表现为 Sb异
常 ,元素组合为 Sb、As、Au、Cu、Pb、Zn、Ag,呈椭圆展
布 ,有明显的浓集中心 ,中心异常面积约 2km2 , Sb
含量最大值为 11 ×10-6。 Sb、As、Au与 Cu异常吻
合较好 , Pb、Zn、Ag向东偏移 。异常区位于七角井组
与柳树沟组 f段逆冲走滑断层接触带上。七角井组
岩性主要为灰绿色 、灰褐色的玄武岩 、凝灰岩 、火山
角砾岩 、凝灰质砂岩等酸性火山碎屑岩及正常碎屑
岩组合。柳树沟组 f段岩石类型主要以基性火山岩
及酸性火山碎屑岩建造为主 ,极少量的沉积碎屑岩
(仅数米厚),岩相有火山爆发空落相 、溢流相及正
常沉积相 。
异常具一定的规模 ,浓集中心明显 , Pb、Zn、Cu
与矿化关系密切;KK>1的元素有 Ag、As、Cd、Cu、
Mo、Pb、Sb为显著富集元素 , KK<1的元素有 Au、
Co、Hg、Ni、Zn为较贫化元素;cv>1,具有强分异的
元素为 Cu, 1>cv>0.7具有弱分异的元素有 Ag、
As、Co、Hg、Mo、Pb、Zn, cv<0.3的均匀元素为 Zn。
以上特征反映了各元素的活动程度的差异较大 ,特
别 Cu具有明显的富集 ,且变异系数较大 ,为本区的
主要成矿元素 。
(2)小红柳峡地区水系沉积物地球化学特征
表 2　西地铜矿水系沉积物地球化学参数
元素 样品数 C1 Cmax Cmin S1 cv V1 C1/cv KK k
Ag 113 0.13 0.35 0.06 0.04 0.31 3.25 0.42 1.63 0.08
As 113 12.92 40.9 2.98 7.57 0.59 1.71 22.05 5.87 2.2
Au 112 0.51 2.1 0.3 0.31 0.61 1.65 0.84 0.15 3.5
Cd 111 0.27 0.52 0.14 0.07 0.26 3.86 1.04 1.35 0.2
Co 113 16.77 31.6 9.2 5.07 0.30 3.31 55.47 0.67 25
Cu 113 65.68 152.7 7.8 87.01 1.32 0.76 49.76 1.04 63
Hg 114 23.22 92.6 7.22 13.33 0.57 1.74 40.45 0.26 90
Mo 114 1.35 6.7 0.25 0.95 0.70 1.42 1.92 1.04 1.3
Ni 113 31.51 83 14.4 11.35 0.36 2.78 87.48 0.35 89
Pb 112 17.44 45.3 6.1 5.46 0.31 3.19 55.71 1.45 12
Sb 113 0.93 2.62 0.26 0.43 0.46 2.16 2.01 1.55 0.6
Zn 113 85.07 164 41.6 19.36 0.23 4.39 373.81 0.91 94
　　注:ω(Au、Hg)/10-9;其它 ω/10-6;C1为剔除 C±3S范围外样品计算的平均值;S1剔除 C±3S范围外样品计算的标准
离差;变异系数(cv)为 S1/C1;变化系数(V1)为 1/变异系数;中位数为 C1/变异系数;浓度克拉克值(KK)为 C1/k;k为全球地
壳丰度。测试单位:国土资源部宜昌地质矿产研究所实验室测试室。
　　HS3异常位于小红柳峡地区 , 主要表现为 Au
异常 ,元素组合为 Au、Ag、As、Sb、Pb、Zn、Mo、Cd,呈
椭圆展布 , 有明显的浓集中心 , 异常中心面积约
2km2 , Au含量最大值为 10.10×10-9 , Ag含量最大
值为 0.95×10-6 , Au与 Ag异常吻合较好。异常区
位于柳树沟组 ,岩性为玄武岩 ～流纹岩双峰式火山
岩 ,火山碎屑岩 ,其次为正常沉积的富含生物碎屑灰
岩 。岩相有火山爆发空落相 、溢流相及正常沉积相 。
根据浓度克拉克值 K可以有效判断元素富集
与贫化 [ 7] ,在表 3中 K>1.5的元素有 Ag、 As、 Cd、
Sb为显著富集元素;K<0.5的元素有 Au、 Cu、 Hg、
Ni为显著贫化元素。变异系数(CV)大于 1 ,具有强
分异的元素为 Au;变异系数(CV)为 0.7 ～ 1,具有分
异的元素为 As、Mo;其它元素具有弱分异。
3.2.2　岩石地球化学特征
调查区基岩中元素含量平均值与地壳克拉克值
相对比(表 4),浓度克拉克值(KK)大于 1,具相对
富集和和较强富集的元素有 Cu、Pb、Zn、Cd、As、Ag,
其中 Cu、As的 kk大于 1.5,较贫化的有 Ni、Co、Mo、
Sb、Hg、Au。变异系数(CV)大于 1,具有强分异的元
素为 Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、As、Sb;变异系数(CV)为
0.7 ～ 1,具有分异的元素为 Co、Ag;变异系数(CV)
为 0.3 ～ 0.7,具有弱分异的元素为 Mo、Hg、Au。由
此可见 ,本区地壳基性度较高 , Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、As
等具有明显的富集 ,且变异系数较大 ,具有后期改造
的特征 ,为本区的主要成矿元素和伴生指示元素 。
27第 6期　　　　　　王玉玺等:新疆西地 -小红柳峡水系沉积物地球化学特征与成矿意义
表 3　新疆小红柳峡地区水系沉积物地球化学参数
元素 样品数 C1 Cmax Cmin S1 cv V1 C1/cv KK k
Ag 113 0.13 0.35 0.06 0.04 0.33 3.02 0.39 1.74 0.08
As 113 12.92 40.90 2.98 7.57 0.59 1.71 22.05 6.37 2.2
Au 112 0.51 2.10 0.30 0.31 0.60 1.66 0.85 0.23 3.5
Cd 111 0.27 0.52 0.14 0.07 0.24 4.15 1.12 1.53 0.2
Co 113 16.77 31.60 9.20 5.07 0.30 3.31 55.48 0.68 25
Cu 113 25.68 52.70 7.80 8.20 0.32 3.13 80.42 0.46 63
Hg 114 23.22 92.60 7.22 13.33 0.57 1.74 40.45 0.22 90
Mo 114 1.35 6.70 0.25 0.95 0.70 1.42 1.92 0.95 1.3
Ni 113 31.51 83.00 14.40 11.35 0.36 2.78 87.48 0.38 89
Pb 112 17.44 45.30 6.10 5.46 0.31 3.19 55.71 1.25 12
Sb 113 0.93 2.62 0.26 0.43 0.46 2.17 2.02 1.82 0.6
Zn 113 85.07 164.00 41.60 19.36 0.23 4.39 373.73 1.12 94
　　测试单位:国土资源部宜昌地质矿产研究所实验室测试室 。
表 4　岩石地球化学参数
元素 样品数(n)
报出率
(%)
平均值
(10 -6)
峰值
max
标准离差
tgx
变异系数
CV
浓度克拉克值
kk
地壳克拉克值
W(10-6)
Cu 101 100 47.64 >1000 86.07 1.81 1.76 63
Pb 101 100 14.32 243 29.61 2.07 1.19 12
Zn 101 100 101.02 >1000 132.65 1.31 1.07 94
Ni 101 100 46.51 244.76 56.5 1.21 0.52 89
Co 101 100 20.07 54.4 17.2 0.86 0.80 25
Cd 101 100 0.4 20.66 2.04 5.10 2.00 0.2
Mo 101 100 0.64 1.99 0.39 0.61 0.49 1.3
As 101 100 6.1 54 7.69 1.26 2.77 2.2
Sb 101 100 0.41 10 1.02 2.49 0.68 0.6
Hg 101 100 0.024 0.06 0.01 0.42 0.27 0.09
Au 101 100 0.49 1.46 0.19 0.39 0.14 3.5
Ag 101 100 0.117 5 0.11 0.94 1.46 0.08
　　注:Au单位为 10-9,测试单位:甘肃地矿局中心实验室。
3.2.3　表生地球化学特征
由于元素性质不同 ,地表环境不同 ,导致元素在
表生环境下表现出不同的贫化富集趋势。西地区水
系沉积物中 Mo、As、Sb次生富集系数(水系沉积物
地球化学测量平均值与相应地层的岩石地球化学测
量平均值之比)g值大于 1.5,具次生富集;Cu、Pb的
g值为 1.2 ～ 1.5,具次生弱富集;Ni、Cd的 g值小于
0.8,具次生贫化;其余元素 g值在 0.8 ～ 1.2,次生
作用微弱 。小红柳峡地区水系沉积物中 Au、Mo、
As、Pb的 g值大于 1.5,具次生富集;Hg的 g值为
1.2 ～ 1.5,具次生弱富集;Ni、Cd、Sb的 g值小于
0.8,具次生贫化;其余元素 g值在 0.8 ～ 1.2,次生
作用微弱。
4　成矿意义
新疆西地 -小红柳峡地区具有特殊的大地构造
位置 、频繁的火山喷发及沉积地层之间有机的结合 ,
为成矿元素的活化转移和沉淀富集提供十分有利的
地质部位 [ 8] 。宏观上的构造破碎蚀变带 ,以及微观
上的孔雀石化 、褐铁矿化 、绿泥石化 、绿帘石化等矿
化和蚀变 ,提供清晰的找矿标志 。岩石地球化学测
量异常元素组分复杂 ,以 Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、As等具
有明显的富集 ,且变异系数较大 ,具有后期改造的特
征。
1)西地研究区成矿物质的地球化学性状表现比
较活跃 ,具有一定的规模和强度 ,其伴生元素及前缘
挥发性元素发育。水系沉积物测量异常元素组分较
为复杂 ,以 Cu、Pb、Zn、As、Sb为主 ,成矿元素 Cu异常
规模大 ,浓集中心明显 ,在测区内多期的构造动力学
转换以及裂谷岩浆作用 、晚期热液活动是铜(金)多金
属成矿的重要因素 ,中低温热液型(石英脉型)铜 、金
矿床是本区主要的找矿方向。 (下转第 15页)
28 　　　　　　　　　　　甘　肃　科　技　　　　　　　　　　　　　　　　第 26卷
表 2　改造前后高压变频器室温度的对比
　　　年
月份　　　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 10 12 15 18 22 26 29 28 28 21 15 -1
2007 11 14 15 17 20 26 30 29 31 23 18 16
2008 15 15 15 16 18 22 24 24 23 20 16 16
4.2　操作简单 、维护方便
高压变频器的风冷系统安装在高压变频器室的
外面 ,根据高压变频器室内的温度来调节风阀的大
小 ,调整出风筒的出风量。便于操作。一般有三台
风机运行 ,即使高压变频器长期处于运行状态 ,风机
的维护 、以及维修都很方便 。
5　结语
通过以上分析 ,以及采取的相应的改造 ,解决了
变频器运行中的温度报警问题 。使高压变频器运行
可靠性提高 ,节能效果更加明显。满足了工艺及变
频器运行工况的要求 ,提高了功效 ,降低备品备件的
损耗[ 6] 。从根本上解决了因高压变频器超温跳闸
造成的装置非计划停工 ,避免了火炬燃烧 ,减少了环
境的污染 ,取得了良好的社会效益。
参考文献:
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(上接第 28页)西地深部可能具有与基性 -超基性
杂岩体有关的 Cu、Ni硫化物矿的成矿潜力 。
2)小红柳峡研究区的元素主要划分 Co、Ni、Pb、
Sb、Zn;Hg、Mo、As和 Au、Ag、Cu三组元素组合 ,这
三种元素组合恰恰显示出三种矿床类型 , Co、Ni、
Pb、Sb、Zn和 Au、Ag、Cu两种元素组合中元素高值
区或正异常区主要分布在玄武岩出露区 ,而凝灰岩
区与火山角砾岩区却未有元素正异常 。在小红柳峡
研究区右下角分布有大面积的流纹岩 ,说明晚期热
液活动强烈 [ 9、 10] ,其特征显示该地区具有良好的成
矿地质条件 。
综上所述 ,晚石炭世末期的酸性岩浆及其分异
的热液活动可能与金 、铜矿成矿作用关系紧密 。结
合调查区内岩浆岩与构造环境 、构造演化以及与成
矿作用的关系等研究 ,可更好的指导找矿 。
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15第 6期　　　　　　　　　　　　陈桂萍等:高压变频器冷却系统改造