丁汝福，潘东，王颖维 ，游军

（1.有色金属矿产地质调查中心，北京 100012；2.陕西省矿产地质调查中心，陕西 西安 710068；3.陕西省地质调查院，陕西 西安 710054）

0 引言

为了寻找掩埋矿或隐伏矿，前人开展了多种化探方法技术试验与应用。土壤热释汞、壤中汞气测量（杨岳衡等，2002；王桂琴等，2003；余阳先等，2004；李赟等，2007；周子俣等，2018）、植物地球化学测量（刘英俊和程承旗，1985；高平，1987；江振洋和刘金成，1989；杨永德，1989；丁矢勇，1989；刘玉民，1990；季峻峰和崔卫东，1992；张景荣等，1992；孔令韶和高平，1992；胡西顺和刘金成，1993；王平等，1995；宋慈安和雷良奇，2009）和土壤偏提取地球化学测量等方法为比较有效的化探方法。本文选择荒漠草原景观区新疆富蕴县阿克塔斯金矿（Cui et al.,2019；丁汝福和张西平，1996；丁汝福，1999；王京彬等，1999；王登红等，2002；陈毓川等，2007；刘猛，2010；宋慈安等，2017；崔世超等，2019）开展土壤（岩屑）地球化学、植物地球化学和土壤偏提取等化探方法试验与找矿应用。

1 区域地质背景与矿区地质

1.1 区域地质背景

新疆阿克塔塔斯金矿位于西伯利亚板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块结合部位的额尔齐斯聚矿带东段喀拉通克—沙尔布拉克铜镍金矿集区，喀拉通克东10 km。区域出露地层主要有中泥盆统北塔山组（D2b）、蕴都喀拉组（D2y）以及下石炭统姜巴斯套（C1j）。岩浆岩主要有辉绿岩、闪长岩等岩体（脉）和石炭纪中基性岩体和酸性岩体（脉）。区域典型矿床包括萨尔布拉克金矿、喀拉通克铜镍矿、希勒库都克铜钼矿和乔夏哈拉铁铜矿等。

1.2 地形地貌与地表植被

研究区属典型大陆性干旱半干旱气候。该区属山前平原荒漠地貌，地形相对平坦，海拔高度为900～980 m。区内无常年性地表水体和地下水露头，残山丘陵发育有干沟，春季冰雪消融或夏季暴雨时，有短暂性的流水。地势平坦的戈壁荒漠广泛分布第四系松散堆积覆盖物，主要由风积沙土、冲洪积砂砾或二者混合组成，呈半胶结状。风积沙土通常为粉砂质；砂砾石从细砂到粒径大于20 cm的漂石均有，呈次棱角状，磨圆度及分选性差。疏松覆盖物最大厚度超过100 m，一般厚度3～5 m。覆盖较厚处形成孔隙潜水，其矿化度0.25 g/L，水化学类型为SO4-K+Na·Ca型水或CO3-K+Na·Ca型。

研究区植被属土砾质荒漠植被类型，具有植物群落种属组成少、覆盖度低及旱生的特征。广泛分布占优势的植物群落为白茎绢蒿（Seriphidium terrae-albae（Krasch.）Poljak.），其覆盖度为20%～25%。白茎绢蒿属菊科，绢蒿属，多年生小半灌木。主根粗，木质，根状茎粗大；直立或斜向上生长，高10～35 cm；其根系发达，叶片细小，遍体柔毛，是典型超旱生沙生植物，具有极强的抗旱、耐热、抗风沙和耐土壤瘠薄的能力。

1.3 矿区地质特征

矿区地层主要为中泥盆统北塔山组第三岩性段（D2b3）火山碎屑岩、沉积岩，下部岩性主要为片理化凝灰岩、钙质砂岩、绿泥绢云千枚岩夹透镜状灰岩，上部岩性主要为安山质火山角砾岩、集块岩和安山岩、次火山岩安山玢岩。下石炭统姜巴斯套组（C1j）火山碎屑岩、沉积岩，岩性主要为粉砂岩、砂岩、炭质砂岩。矿区侵入岩呈岩株状复式岩体，出露面积约为0.1～0.3 km2，岩性主要为二长花岗岩、黑云母花岗岩。矿区构造变形形迹主要为断裂和节理，断裂主要呈北西向、北东向和近东西向三组方向。

矿化带总体呈NE→EW→NW呈“S”型展布。矿体单体控制长度一般40～100 m，最长 480 m；延深一般100～200 m，最深350 m；厚度一般1～2 m，最厚4.0 m。为受构造破碎蚀变带控制的岩浆期后热液石英脉型金矿床。

2 样品采集与处理分析

1∶1万土壤（岩屑）地球化学测量采样线距100 m，点距40 m，采集 30 cm以下粒度4～40目之间的土壤（岩屑）。

植物地球化学测量主要采集植物为优势建群植物白茎绢蒿，在采样点周围2～10 m2范围内取数株植物不同部位组合为1个样，采集时除去泥沙，样重0.25 kg。本区白茎绢蒿既是主要植物，又是优势植物，易于采样。植物样品采集后，适当截断，送加工房；清洗、晾干、烘干（60℃）、粉碎（至0.2 mm）、送样至分析室。

土壤偏提取就是将土壤样品加弱酸、弱酸盐提取剂浸泡，离心机分离提取剂，提取剂测试相关元素。样品经加工处理后分析测试Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Bi、As和Sb等元素。

3 地球化学异常特征

3.1 地球化学综合异常与壤中汞气异常

3.1.1 土壤（岩屑）地球化学异常

矿区1∶1万土壤（岩屑）地球化学测量，圈定出H-1号、H-2号两处地球化学综合异常（图1）。H-1号综合异常位于矿区西北侧，综合异常规模较小，呈面状延展，异常元素组合为Cu、Co、As、Ag、Zn和Pb元素，各元素异常浓集中心重合，异常浓度分带较明显。H-2号综合异常位于矿区中西侧，为规模较大的多元素综合异常，呈近似面状，异常元素组合为Au、Cu、Co、As、Ag和Sb元素，异常元素峰值较高，异常三级浓度分带明显，Au异常内带区偏东侧，Cu异常内带偏西侧，分别形成了以Cu和Au为主的两处异常浓集中心区。

图1 阿克塔斯土壤地球化学综合异常图

3.1.2 壤中气汞异常

前人在阿克塔斯金矿开展了壤中气汞测量，以20～40 m为点距，用螺旋锥形采样器和大气采样器在50 cm深的土壤坑内抽气2分钟，抽取气体1 L，用捕汞管富集汞，用XG-4型测汞仪测试。壤中气汞测量显示，壤中气汞按内带≥0.20 ng/L、中带0.10～0.20 ng/L、外带0.05～0.10 ng/L圈定异常，壤中气汞异常东西长约2.5 km，南北宽0.6～1.0 km，呈带状展布。异常的浓度分带清晰，共圈出4条异常带，经前期工作，已经查明一条异常带与矿化带基本吻合，说明壤中气汞测量在矿区有效（图2，王福同等，1992；芮行健等，1993）。

图2 阿克塔斯壤中气汞异常图（据王福同等，1992修改）

3.2 地球化学异常剖面

3.2.1 15线地球化学异常

（1）土壤地球化学异常

15线土壤地球化学异常（图3a）显示，在金矿体上方及南侧发育多元素土壤地球化学高值异常，异常元素组合为Au、Cu、Mo、Bi、W、As、Ag和Sb等元素，异常清晰，衬度较高。Zn元素异常不明显。

（2）土壤偏提取地球化学异常

15线土壤偏提取地球化学异常显示（图3b），在金矿体及其南侧上部发育土壤偏提取多元素地球化学高值异常，在矿体上方和南侧显示2 处异常，呈现出双峰特征。异常元素组合为Au、Cu、As、Zn、Ag、Sb和W，异常清晰，异常衬度高。Pb和Ag元素异常不明显。

图3 阿克塔斯金矿15线土壤地球化学异常（a）和土壤偏提取异常剖面图（b）

（3）植物地球化学异常

阿克塔斯金矿15线的蚀变带及其南侧附近上部发育两处植物地球化学综合异常（图4），异常元素组合为Au、Cu、Hg、Mo、Zn、As、Sb和Ag。综合异常在空间上分为北侧和南侧两处，异常宽度分别约75 m和60 m。北侧异常为与金矿体有关的异常反映，Au、Cu、Hg和Mo异常强度较高，异常清晰度和连续性也较好；而Zn、As、Sb和Ag异常强度较低（宋慈安等，2017）。

图4 阿克塔斯金矿15线植物（白茎绢蒿）地球化学异常剖面图（宋慈安等，2017）

3.2.2 27线地球化学异常

（1）土壤地球化学异常

27 线土壤地球化学异常显示，在金矿体上方形成土壤地球化学综合异常，异常元素组合为Au、As、Ag、Mo、Zn 和Sb 等元素，异常较宽，呈现出多峰特征。其中Au、Cu、Zn、Sb 和As 强度较高，异常较清晰，而Mo、W、Bi 和Cu 异常衬度较低（图5a）。

（2）土壤偏提取地球化学异常

27线土壤偏提取地球化学异常（图5b）显示，在金矿体上方异常元素Au、Zn、Sb、As和W强度较高，清晰度和连续性也较好，综合异常宽度较大。Cu和Pb元素异常不明显。

图5 阿克塔斯金矿27线土壤地球化学（a）和土壤偏提取异常剖面图（b）

（3）植物地球化学异常

27线植物地球化学综合异常元素组合主要为Au、As、Sb、Bi、Ag、Zn和W等元素，呈现出多峰特征，多个异常峰值对应多条金矿脉，元素Au、As、Sb和Bi异常衬度高，异常清晰（图6）。Mo元素异常不明显。

图6 阿克塔斯金矿27线植物（白茎绢蒿）地球化学异常剖面图

4 试验与找矿效果

通过阿克塔斯金矿区1：1万土壤（岩屑）地球化学测量、壤中汞气测量、土壤偏提取地球化学测量、植物地球化学测量等多种化探综合异常研究，结合地质物探成果研究，对综合异常进行了槽探、钻探工程验证。目前圈定金矿化蚀变带宽约800 m，长约2000 m，发现多条金矿体。值得注意的是，在27线南部发现的隐伏金矿体与其上方土壤、植物、偏提取地球化学异常对应。

5 结论

（1）针对干旱荒漠景观的阿克塔斯金矿区，开展1∶1万土壤（岩屑）地球化学测量、壤中气汞测量、土壤偏提取地球化学测量、植物地球化学测量等多种化探工作方法的综合运用研究，发现与圈定了金矿体，表明这几种化探方法能用于定位找矿预测，对勘探工作有着重要的指导意义。

（2）通过15、27线土壤、植物和土壤偏提取地球化学剖面试验，土壤、植物、土壤偏提取地球化学异常范围与矿体的位置相吻合，反映土壤地球化学、植物（白茎绢蒿）和土壤偏提取地球化学方法在干旱荒漠区进行找矿是可行的。