新疆查崗諾爾鐵礦上覆蓋層地球化學元素垂向分布特征

李國濤， 謝淑云， 張忠良， 周興家， 張隴和， 孫艷鈴

(1.山東正元地質(zhì)勘查院，山東濟南250013； 2.中國地質(zhì)大學(武漢)地球科學學院，湖北武漢430074)

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新疆查崗諾爾鐵礦上覆蓋層地球化學元素垂向分布特征

李國濤1,2， 謝淑云2， 張忠良2， 周興家2， 張隴和2， 孫艷鈴2

(1.山東正元地質(zhì)勘查院，山東濟南250013； 2.中國地質(zhì)大學(武漢)地球科學學院，湖北武漢430074)

摘要：我國西北部地區(qū)被戈壁荒漠廣泛覆蓋，這一地帶在地質(zhì)上處于我國古亞洲成礦域及其兩側(cè)地區(qū)，成礦條件優(yōu)越，進一步找礦勘探尤其是尋找隱伏礦的潛力巨大，是西部大開發(fā)的重要金屬資源遠景區(qū)。分析了查崗諾爾鐵礦某礦體上方土壤覆蓋層中不同深度、不同粒徑中元素含量的分布規(guī)律，旨在為覆蓋區(qū)地球化學找礦提供參考。在土壤剖面采集自地表至基巖5、15、30、45、60、75、90、105、120、135、150 cm處的土壤樣品，共11件。研究發(fā)現(xiàn)，在粒徑>2.00 mm的粗顆粒中，元素可分為2類：As、Cu、Co、Fe、Zn為第一類；Sb、Sn、Ni為第二類。第一類總體表現(xiàn)為自底部至頂部元素含量呈逐漸增加的趨勢，可能受后期作用影響較大；第二類表現(xiàn)為由底部至頂部，元素含量逐漸降低。在粒徑2.00～0.850、0.850～0.425、0.425～0.250、0.250～0.180、<0.180 mm較細顆粒中，As、Zn漸變模式與大于2.00 mm的粗顆粒表現(xiàn)一致，亦為從底部至頂部元素含量呈逐漸增加的趨勢；而另一些元素Sb、Sn、Ni、Cu、Co、Fe表現(xiàn)為底部元素含量較高、頂部元素含量較低、中間振蕩變化的復(fù)合型變化模式。這種復(fù)合型變化可能說明該地區(qū)土壤中主要元素含量受下部隱伏礦的影響顯著，繼承了下部基巖的特征，元素在成土過程中呈現(xiàn)逐步貧化的趨勢，預(yù)示該地區(qū)在覆蓋區(qū)隱伏礦找礦過程中，可以參考土壤層中元素含量遞減區(qū)域的分布特征進行進一步勘探。

關(guān)鍵詞：戈壁荒漠覆蓋區(qū)；隱伏礦；縱向地球化學特征；查崗諾爾鐵礦；新疆西天山

0引言

近年來，國內(nèi)外尋找隱伏礦所采用的地球化學方法涉及多種采樣介質(zhì)的勘探，其中土壤地球化學測量受到了地學工作者的極大關(guān)注。在地球化學勘探過程中，傳統(tǒng)的找礦方法已經(jīng)不能滿足目前在厚覆蓋區(qū)的找礦需求，深部找礦方法的研究日益引起人們的關(guān)注(智超等,2014; Cohen et al., 2010)。國內(nèi)研究如張必敏等(2011)在新疆金窩子金礦對戈壁覆蓋區(qū)景觀演化與Au的分散遷移做了大量工作；趙善定等(2005)對土屋銅礦上方覆蓋層元素分布規(guī)律進行了詳細的研究。

國外自20世紀50年代、我國自20世紀六七十年代就開始發(fā)展適合于隱伏礦勘查的深穿透技術(shù)，深穿透地球化學是通過檢測來自覆蓋區(qū)深部礦體或地質(zhì)體發(fā)出的直接礦化信息，尋找隱伏礦床的勘查地球化學理論與方法。通過系統(tǒng)研究成礦及其伴生元素向地表的遷移機理和分散模式，含礦信息在地表的存在形式和富集規(guī)律，并發(fā)展含礦信息采集、提取、分析和成果解釋技術(shù)以達到在覆蓋區(qū)尋找隱伏礦的目的(葉榮等，2004;趙善定等，2005;文雪琴等，2010;張必敏等，2011;王學求等，2012)。

由于覆蓋層形成于礦床之后，并覆蓋在礦床之上，所以覆蓋層一般不會保留下方礦床的原始信息(成秋明，2012)。然而，由于長期受到地表系統(tǒng)、物理、化學、生物等作用的影響，覆蓋層下的成礦物質(zhì)(元素、顆粒)會向上遷移，在覆蓋層中富集，在地表介質(zhì)中形成地球化學異常。但目前國內(nèi)外還沒有一種被廣泛接受并普遍適用的地球化學元素遷移和地球化學(Smee，1998)、擴散與對流機制(Goldberg，1998)、蒸發(fā)-流逸-對流機制、循環(huán)的膨脹性泵吸機制、植被和生物化學機制(Dunn，2007)以及地氣中的納米顆粒遷移機制(王學求等，2011;葉榮等，2012)。總而言之，這些研究均顯示覆蓋層下的成礦物質(zhì)可以以多種形式向上遷移。

地球化學元素在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)換機制復(fù)雜，在土壤垂直剖面中，元素的含量分布有的呈現(xiàn)從土壤層底部至頂部逐漸富集的趨勢；有的呈現(xiàn)由底部至頂部逐漸貧化的趨勢；還有的顯示為頂?shù)赘叨虚g低的“C”型，或頂?shù)椎投虚g高的倒“C”型以及其他各種混合形態(tài)(王學求等，2011;葉榮等，2012)?！癈”型分布模式是指底部靠近礦體的風化層和頂部土壤層中元素含量高，這種分布被認為是多種因素共同影響的結(jié)果。各種因素所起的作用，由具體的礦體深度、氣候、地表景觀等條件而定。底部靠近礦體的風化層和頂部土壤層中元素含量低而殘積層及半風化層上部元素含量高的倒“C”型分布模式，可能是由于殘積層中Fe、Mn等氫氧化物、黏土、有機質(zhì)等對元素的吸附使元素聚集而成，這種分布模式可以作為指示隱伏礦體存在的一種標志。各種不同形態(tài)的分布對特定的研究區(qū)土壤中元素遷移機理研究及覆蓋區(qū)隱伏礦的尋找有重要的指示意義(謝淑云等，2012)。

我國西北部地區(qū)廣泛為戈壁荒漠覆蓋，在地質(zhì)上處于我國古亞洲成礦域及其兩側(cè)地區(qū)，成礦條件優(yōu)越，找礦尤其尋找隱伏礦的潛力巨大，是西部大開發(fā)的重要金屬資源遠景區(qū)(葉榮等，2004;張必敏等，2011)。在戈壁荒漠覆蓋區(qū)找礦，傳統(tǒng)方法遇到困難，所以研究元素從礦體到地表的垂向地球化學變化和遷移機制對地球化學異常形成機理、模型的構(gòu)建和異常解釋以及含礦信息的精確分離尤其重要(王學求等，2012)。為了研究戈壁荒漠覆蓋區(qū)元素的縱向地球化學特征，在新疆查崗諾爾鐵礦系統(tǒng)采集從地表到基巖的土壤樣品，分析其中的元素含量及相關(guān)地球化學特征，研究元素從礦體到地表在垂向上的地球化學變化和遷移機制，以指導(dǎo)厚覆蓋區(qū)找礦工作。

1研究區(qū)地質(zhì)概況

新疆西天山地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，成礦條件復(fù)雜，礦化類型多樣，礦種齊全，在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的各礦種中以鐵礦最為重要，從目前發(fā)現(xiàn)的礦化來看，大致沿自然山系可分為3個礦帶：博羅科努礦帶、伊犁礦帶、哈爾克山礦帶。在宏觀上，大地構(gòu)造環(huán)境對礦產(chǎn)的空間分布有直接的影響，形成了不同級別的成礦帶；對具體礦床來說，礦產(chǎn)往往產(chǎn)于斷裂破碎帶、韌性剪切帶、火山機構(gòu)等特定的構(gòu)造部位，構(gòu)成控礦構(gòu)造。在西天山地區(qū)，自2004年以來相繼勘查或發(fā)現(xiàn)了查崗諾爾、備戰(zhàn)、智博、敦德等多個鐵礦床(洪為等，2012;張作衡等，2012)。西天山查崗諾爾地區(qū)位于伊犁石炭紀—二疊紀裂谷的東端，是新疆重要的鐵銅成礦帶，屬伊犁成礦系列，其成礦地質(zhì)條件優(yōu)越(洪為等，2012)。從地形上看，查崗諾爾鐵礦主要分布在一山谷中，有2個主要的鐵礦體，出露于山谷兩側(cè)，位處新疆巴音郭楞蒙古自治州和田縣內(nèi)，是一大型磁鐵礦床(陳文革等，2011)。

查崗諾爾鐵礦區(qū)出露地層有元古界、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系(胡秀軍等，2010，2011；陳文革等，2011)。石炭系分布最廣泛，分上、下石炭統(tǒng)，下石炭統(tǒng)為大哈拉軍山組，上石炭統(tǒng)為伊什基里克組，兩者之間為斷層接觸。大哈拉軍山組是鐵礦床賦礦層位(田敬全等，2009；邵青紅等，2010;胡秀軍等，2010，2011;陳文革等，2011)，下部以中基性巖為主，上部酸性巖較多，巖石具有遠離火山口海底噴發(fā)沉積特征，屬于噴發(fā)沉積相的碳酸鹽-火山碎屑巖建造(胡秀軍等，2011)。上石炭統(tǒng)伊什基里克組為1套火山角礫巖、凝灰?guī)r及熔巖，局部夾正常沉積巖和灰?guī)r，具海陸交互相特征(陳文革等，2011)。

查崗諾爾鐵礦位于西天山伊犁地塊東北緣，構(gòu)造背景為屬于博羅科努晚古生代島弧帶，礦區(qū)構(gòu)造整體上受破火山口構(gòu)造的制約(陳文革等，2011)。區(qū)域上經(jīng)歷了多階段構(gòu)造活動，造成極為復(fù)雜的構(gòu)造格局，斷裂構(gòu)造發(fā)育，可以分為受區(qū)域構(gòu)造制約的斷裂和受火山構(gòu)造控制的環(huán)狀斷裂(圖1)。線性斷裂的規(guī)模不大，構(gòu)造角礫發(fā)育，氣液活動明顯、蝕變強烈，為鐵礦床的形成提供了容礦、運礦等條件(邵青紅等，2010)。

圖1　西天山構(gòu)造綱要圖Fig.1　Structural outline map of the Western Tianshan Mountains

2樣品采集與處理

為進一步探明地球化學元素在覆蓋層中的垂向遷移規(guī)律及與下部礦體的關(guān)系，此次研究工作在查崗諾爾鐵礦礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的2個主要鐵礦體間的山谷內(nèi)采集土壤樣品。整個采集樣品的垂直剖面位于基巖上部、兩大鐵礦體上方出露的基巖之間。該剖面地勢高，除出露基巖外未發(fā)現(xiàn)高于此地的后期沉積物，鑒于此，可以判斷該剖面能較好地代表原地風化覆蓋的產(chǎn)物。采集方法首先選取天然露頭良好的剖面，使用小鐵鏟采集自地表到基巖5、15、30、45、60、75、90、105、120、135、150 cm處的土壤樣品11件。采集過程中為避免污染逆序采樣，即從底部到頂部依次采樣，每件樣品質(zhì)量約500 g。樣品在近地表處(5 cm)為黑褐色，顆粒較粗，有細小的植物根系，往下為黃褐色，中細粒顆粒，有時可見碎石出現(xiàn)。采集樣品置于布袋封裝，外加塑料袋以防樣品運送過程中相互污染。樣品取回后先在野外室內(nèi)自然風干，然后運回實驗室。查崗諾爾鐵礦區(qū)土壤鈣質(zhì)膠結(jié)較弱，土壤較松軟，孔隙較為發(fā)育。

首先對查崗諾爾鐵礦地區(qū)所采集的11件樣品過篩，得到>2.00、2.00～0.850、0.850～0.425、0.425～0.250、0.250～0.180、<0.180 mm共6個粒級的樣品。過篩后的土壤樣品通過塑料薄膜壓實，采用便攜式X射線熒光光譜儀對其元素含量進行測試，每個樣品重復(fù)測試3～5次，記錄并取平均值。測量的元素主要有Pb、Zn、Cu、Fe、Mn、Ti、Ni、As等30多種。選取其中的As、Cu、Co、Fe、Zn、Sb、Sn、Ni共8個元素進行分析。

3地球化學元素縱向分布特征

3.1正態(tài)性檢驗

徐德義等(2012)認為當元素含量不服從正態(tài)分布時，按大數(shù)定律原理，元素含量的空間序列中隨機因素并未起到主要作用，是濃度擴散這一確定因素起主導(dǎo)作用。通過不同粒級下元素SW(Shapiro-Wilk)統(tǒng)計量進行正態(tài)性檢驗(若顯著性水平sig值<0.05則表示不服從正態(tài)分布，否則為服從正態(tài)分布)，所得結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，查崗諾爾鐵礦地區(qū)不同粒級下As、Sb、Sn、Cu、Co、Fe、Ni、Zn元素含量主體服從正態(tài)分布，說明查崗諾爾鐵礦地區(qū)濃度擴散對元素含量在空間分布的影響并不明顯，其他隨機因素可能影響元素含量的空間分布特征。

表1　查崗諾爾鐵礦不同粒級下元素SW統(tǒng)計量

3.2R型聚類分析

對同一粒級樣品的元素含量進行R型聚類分析，觀察各個元素之間的相關(guān)性。選取的仍是As、Sb、Sn、Cu、Co、Fe、Ni、Zn 這8個元素，運用SPSS軟件，采用距離系數(shù)進行R型聚類分析，結(jié)果如圖2所示。

圖2　查崗諾爾鐵礦不同粒級R型聚類分析圖Fig.2　R-type cluster analysis of elements from different sizes of soils in the Chagangnuoer iron deposit

研究發(fā)現(xiàn)，在>2.00 mm的粗顆粒中，元素可分為2類:As、Cu、Co、Fe、Zn為一類，其中As與Zn關(guān)系最為密切，Sb、Sn、Ni為另一類；而在2.00～0.850、0.850～0.425、0.425～0.250、0.250～0.180、<0.180 mm等較細粒徑顆粒內(nèi)，元素As、Zn為一類，Sb、Sn、Ni、Cu、Co、Fe為另一類。

3.3地球化學元素縱向特征

3.3.1不同粒級的地球化學元素含量特征大量研究認為，土壤粒級一定程度上影響著土壤對元素的吸附能力。多數(shù)情況下表現(xiàn)為土壤顆粒由粗到細，元素含量呈逐步增加的趨勢(魏華玲等，2013)。為研究查崗諾爾鐵礦不同粒級樣品的元素含量變化特征，對>2.00、2.00～0.850、0.850～0.425、0.425～0.250、0.250～0.180、<0.18 mm 6個粒級樣品分析，研究不同粒級的元素含量縱向變化(圖 3)。

對比各粒級的元素含量變化和聚類分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)元素在不同粒級的縱向變化表現(xiàn)與聚類分析所得的分類結(jié)論一致。在>2.00 mm的粗粒級中，元素的縱向變化表現(xiàn)為2類，從底部到頂部，As、Cu、Co、Fe、Zn 5種元素總體上表現(xiàn)為底部低而頂部略高的分布趨勢，總體有不同程度的波動，而Sb、Sn、Ni表現(xiàn)為從底部到頂部逐漸衰減；而在2.00～0.850、0.850～0.425、0.425～0.250、0.250～0.180、<0.180 mm等較細粒級，元素As、Zn表現(xiàn)為從底部到頂部含量逐漸增加，Sb、Sn、Ni、Cu、Co、Fe呈現(xiàn)振蕩衰減的趨勢。

研究已知，元素在殘積層中可以被鐵、錳氫氧化物、黏土礦物、有機質(zhì)等吸附，使元素聚集而成(Butt et al.，1992)。而Sb、Sn、Ni在表生氧化條件下穩(wěn)定，元素不易遷移，通常遷移速度較慢，這可能導(dǎo)致它們在不同粒級下從底部到頂部元素含量呈現(xiàn)緩慢降低的趨勢。 Zn在表生條件下較活躍、易遷移，但在氧化或遷移中可以被黏土礦物、鐵、錳氧化物膠體吸附；As在氫氧化鐵沉積物中富集，其含量與氫氧化鐵的凝集速度有關(guān)，凝集得越快含量越高，所以As、Zn在底部時較低而在近地表時的含量最高。Cu、Co、Fe較之Sb、Sn、Ni在表生氧化條件下可以遷移，但又比Zn的遷移能力差，而鐵、錳氫氧化物、黏土礦物等在較粗粒級中含量較少。故在>2.00 mm的粗粒徑中，元素從底部到頂部元素含量略有升高；較細粒徑，元素含量有降低的趨勢。

圖3　查崗諾爾鐵礦元素縱向相對含量變化圖(橫坐標為極差變換后的元素含量；縱坐標為深度，cm)Fig.3　Vertical variation of element relative contents in the Chagangnuoer iron deposit(horizontal coordinate represents element content after range transformation, and longitudinal coordinate represents depth, cm)

3.3.2成礦元素縱向變化特征查崗諾爾鐵礦已有的1∶50萬區(qū)域化探資料顯示，區(qū)內(nèi)為Cu、Sn等元素的高背景帶；區(qū)域內(nèi)1∶5萬化探組合異常顯示，Zn、Pb、Fe、Cu、Au元素異常值較高(Goldberg，1998)。由于便攜式X射線熒光光譜儀測量樣品較多，數(shù)據(jù)量較大，故選取Fe、Cu、Zn 3種成礦元素進行分析。對不同粒級下的元素含量進行極差變換，作相對元素含量縱向變化圖，用多項式擬合元素趨勢作元素含量的長期趨勢圖(圖4)。

圖4　查崗諾爾鐵礦不同粒級中Cu、Fe、Zn相對元素含量縱向變化(左)及變化趨勢(右)圖(橫坐標為極差變換后的元素含量；縱坐標為深度，cm)Fig.4　Vertical variation(L) and variation trend(R) of relative Cu, Fe and Zn contents in different sizes of soils in the Chagangnuoer iron deposit(horizontal coordinate represents element content after range transformation, and longitudinal coordinate represents depth, cm)

Cu含量在>2.00、2.00～0.850 mm較粗粒級中有頂?shù)赘?、中間低的變化，但Cu在較細粒級時表現(xiàn)為隨深度的增加而增加。Zn 在<0.180 mm較細粒級中有頂?shù)赘?、中間低的變化，在粗粒時從頂部至底部元素含量整體上呈減少的趨勢。Fe在>2.00 mm較粗粒級時整體上表現(xiàn)為隨深度的增加而降低，在較細粒級時表現(xiàn)為隨深度的增加而增加。

3.3.3其他元素縱向變化特征由于便攜式X射線熒光光譜儀測量樣品比較多，數(shù)據(jù)量比較大，故其他元素只分析As、Co、Ni、Sb、Sn 5種微量種元素。為了研究它們在不同粒級下的分布特征，分別對不同粒級下的元素含量進行極差變換，作相對元素含量縱向變化圖，用多項式擬合元素趨勢作元素含量的長期趨勢圖(圖5)。

圖5　查崗諾爾鐵礦不同粒級中As、Co、Ni、Sb、Sn相對元素含量縱向變化(左)及變化趨勢(右)圖(橫坐標為極差變換后的元素含量；縱坐標為深度，cm)Fig.5　Vertical variation(L) and variation trend(R) of relative As, Co, Ni, Sb and Sn contents in different sizes of soils in the Chagangnuoer iron deposit(horizontal coordinate represents element content after range transformation, and longitudinal coordinate represents depth, cm)

As、Sb、Sn元素在不同粒級下隨深度的變化基本上相似。從圖5還可以看出不同粒級的Co、Sb、Sn、Ni都會表現(xiàn)為元素在近地表時含量較低，并且隨深度的增加而增加，在深部含量較高。As在頂部近地表含量較高，總體表現(xiàn)為隨深度的增加而降低。Sb、Sn的含量變化表現(xiàn)為隨深度的增加而增加。Ni的含量表現(xiàn)為頂?shù)椎汀⒅虚g高。Co在不同粒級下的含量隨深度的變化較復(fù)雜，從整體上看，Co在>2.00 mm較粗粒級中表現(xiàn)為隨深度的增加而降低，在較細粒級表現(xiàn)為隨深度的增加而增加。

4結(jié)論

(1) As、Cu、Co、Fe、Zn、Sb、Sn、Ni元素在礦體上方垂向覆蓋層不同粒級中的含量大部分服從正態(tài)分布，表明濃度擴散并不是影響查崗諾爾鐵礦地區(qū)覆蓋層中元素含量空間分布的主要因素。

(2) R型聚類分析顯示，在>2.00 mm的粗粒級中，元素As、Cu、Co、Fe、Zn、Sb、Sn、Ni可分為2類:第一類As、Cu、Co、Fe、Zn總體表現(xiàn)為從底部至頂部元素含量呈漸漸增高的趨勢,第二類Sb、Sn、Ni表現(xiàn)為逐漸降低。

(3) 聚類分析顯示：2.00～0.850、0.850～0.425、0.425～0.250、0.250～0.180、<0.180 mm較細粒級中，元素As和Zn自成一類，Sb、Sn、Ni、Cu、Co、Fe為另一類。

As、Zn漸變模式與>2.00 mm粗粒級中的表現(xiàn)一致，而另一類Sb、Sn、Ni、Cu、Co、Fe表現(xiàn)為底部元素含量較高、頂部元素含量較低、中間振蕩變化的復(fù)合型變化模式，其中主要成礦元素Fe與Cu、Ni相關(guān)性好。這種底部元素含量較高，頂部元素含量較低的復(fù)合型變化可能說明該地區(qū)土壤中主要元素含量受下部隱伏礦的影響顯著，預(yù)示該地區(qū)在覆蓋區(qū)隱伏礦找礦過程中，可以參考土壤層中元素含量遞減區(qū)域的分布特征進行進一步勘探。

(4) 由于元素本身的穩(wěn)定性、遷移能力不同，會表現(xiàn)出不同的垂直分布形式。在表生氧化條件下穩(wěn)定、不易遷移的元素，在不同粒級中自底部到頂部，元素含量均有降低的趨勢；在表生條件下較活躍、易遷移的元素，在近地表時的含量最高；在表生氧化條件下可以遷移但又遷移能力較差的元素，在>2.00 mm的粗粒級中，自底部到頂部元素含量升高；在較細粒級中元素含量有降低的趨勢。

致謝：

在野外工作、樣品制備與測試分析過程中，得到了中國地質(zhì)大學(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室和材料與化學科學學院、資源學院部分老師和同學的大力支持，在此一并表示感謝！

參考文獻：

陳文革，張海軍，劉銘峰.2011.新疆和靜縣查崗諾爾鐵礦床FeⅠ礦體圍巖蝕變特征.西北地質(zhì),44(2):94-101.

給予對照組患者傳統(tǒng)開腹手術(shù)治療，患者行腰硬聯(lián)合麻醉，麻醉后打開腹腔，進行粘連松解手術(shù)，盡可能保證患者的輸卵管恢復(fù)到正常的解剖結(jié)構(gòu)。觀察組患者采用腹腔鏡手術(shù)治療，對患者進行氣管插管，行全身麻醉?；颊卟扇“螂捉厥?，于患者臍部約10 mm的范圍內(nèi)行一切口，置入腹腔鏡；同時在患者兩側(cè)髂前上棘內(nèi)3 cm處行兩個5 mm的切口，對輸卵管和子宮進行美藍通液治療，針對患者的具體情況進行針對性的治療方法。手術(shù)完成后，給予患者右旋糖酐、地塞米松、強大霉素等預(yù)防粘連，同時給予患者抗炎、抗感染及活血化瘀等治療。

成秋明.2012.覆蓋區(qū)礦產(chǎn)綜合預(yù)測思路與方法.地球科學：中國地質(zhì)大學學報,37(6):1109-1125.

胡秀軍，汪幫耀，張海軍，等.2010.新疆查崗諾爾鐵礦地質(zhì)特征及成礦期次劃分.亞熱帶資源與環(huán)境學報,5(4):25-30.

胡秀軍，汪幫耀，張海軍.2011.新疆查崗諾爾鐵礦地質(zhì)特征及成礦機理探討.化工礦產(chǎn)地質(zhì),33(2):87-92.

洪為，張作衡，趙軍，等.2012.新疆西天山查崗諾爾鐵礦床礦物學特征及其地質(zhì)意義.巖石礦物學雜志,31(2):191-211.

邵青紅，劉銘峰，劉興忠，等.2010.新疆和靜縣查崗諾爾鐵礦礦床形成的控礦因素.西部探礦工程,22(11):184-188.

田敬全，胡敬濤，易習正.2009.西天山查崗諾爾—備戰(zhàn)一帶鐵礦成礦條件及找礦分析.西部探礦工程,21(8):88-92.

文雪琴，王學求，葉榮，等.2010.干旱戈壁區(qū)金屬元素的垂向變化與分散：以新疆金窩子金礦為例.礦物巖石地球化學通報,29(1):38-44.

王學求，葉榮.2011.納米金屬微粒發(fā)現(xiàn)：深穿透地球化學的微觀證據(jù).地球?qū)W報,32(1):7-12.

魏華玲，周國華，孫彬彬，等.2013.安徽銅陵地區(qū)不同粒級土壤中元素含量與礦物組成分布特征.地質(zhì)通報,32(11):1861-1866.

謝淑云，焦楊，燕敏，等.2012.白音諾爾礦區(qū)土壤地球化學縱向遷移特征.地球科學：中國地質(zhì)大學學報，37(6)：1140-1148.

徐德義，裴宏偉，劉寧強，等.2012.礦源層地球化學元素在黃土蓋層中縱向分布的趨勢提取與應(yīng)用.地球科學：中國地質(zhì)大學學報，37(6)：1133-1139.

葉榮，王學求，趙倫山，等.2004.戈壁覆蓋區(qū)金窩子礦帶深穿透地球化學方法研究.地質(zhì)與勘探,40(6):65-70.

葉榮，張必敏，姚文生，等.2012.隱伏礦床上方納米銅顆粒存在形式與成因.地學前緣,19(3):120-129.

趙善定，王學求.2005.土屋銅礦上方覆蓋層元素分布規(guī)律研究.新疆地質(zhì),23(3):239-243.

張必敏，王學求，遲清華，等.2011.戈壁覆蓋區(qū)景觀演化與Au的分散遷移.現(xiàn)代地質(zhì),25(3):575-580.

張作衡，洪為，蔣宗盛，等.2012.新疆西天山晚古生代鐵礦床的地質(zhì)特征、礦化類型及形成環(huán)境.礦床地質(zhì),31(5):941-964.

智超，張玉成，陳玉峰，等.2014.深部找礦研究進展綜述.地質(zhì)學刊，38(4):657-669.BUTT C R M, ZEEGERS H. 1992. Regolith Exploration Geochemistry in Tropical and Subtropical Terrain：Handbook of Exploration Geochemistry. New York: Elsevier Science Ltd.COHEN D R, KELLEY D L, ANAND R, et al. 2010. Major advances in exploration geochemistry, 1998—2007. Geochemistry Exploration Environment Analysis, 10(1): 3-16.

DUNN C E. 2007. Biogeochemistry in Mineral Exploration:Handbook of Exploration and Environmental Geochemistry. New York: Elsevier Science Ltd.

GOLDBERG I S.1998.Vertical migration of elements from mineral deposits. Journal of Geochemical Exploration,61(1/3): 191-202.

SMEE B W. 1998. A new theory to explain the formation of soil geochemical responses over deeply covered gold mineralization in arid environments . Journal of Geochemical Exploration, 61(1/3): 149-172.

Vertical distribution of geochemical elements in the overburden of the Chagangnuoer iron deposit, Xinjiang

LI Guotao1,2, XIE Shuyun2， ZHANG Zhongliang2， ZHOU Xingjia2, ZHANG Longhe2， SUN Yanling2

(1. Geological Exploration Institute of Shandong Zhengyuan, Jinan 250013, Shandong, China； 2. School of Earth Sciences, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074, Hubei, China)

Abstract：The northwest China region is widely covered by gobi deserts, which lies in the Paleo-Asia metallogenic domain and has excellent metallogenic conditions. This region has a good prospecting potential to discover buried orebodies, and is thus an important prospecting area for metal resources during the development of the West Regions. This study analyzed the element concentration distribution at different depths and of different grain sizes of soil covers of an orebody in the Chagangnuoer iron ore deposit, in order to provide references for geochemical prospecting in covered areas. A total of 11 soil samples collected from the surface to the bedrock along one vertical soil profile were analyzed, and the depths of the soil samples were 5, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135 and 150 cm, respectively. It is indicated that among the coarse-grained samples, the elements can be divided into two groups: (1) As, Cu, Co, Fe and Zn; and (2) Sb, Sn and Ni. The element concentrations of the first group increase gradually from bottom to top and may be affected by the late process, while those of the second group exhibit a gradually reducd trend. Moreover, among those of grain sizes of 2.00～0.850, 0.850～0.425, 0.425～0.250, 0.250～0.180 and <0.180 mm, the variations of the As and Zn concentration show a similar trend with the elements of those with grain sizes larger than 2.00 mm. The concentrations of another type of elements, i.e., Sb, Sn, Ni, Cu, Co and Fe, show strong fluctuations from bottom, middle to the top of the profile, which are higher at the bottom and lower at the top but fluctuate irregularly among the middle parts. These composite variations suggest that the content of the main elements in the soil is significantly influenced by the lower buried ores, with a similar trend with the bottom bedrock. The elements become depleted during the soil-forming process. It is thus inferred that those areas with decreasing element content in soil should be further explored during the next prospecting of concealed orebodies in covered areas.

Keywords：gobi desert covered area; buried ore; vertical geochemical characteristics; Chagangnuoer iron deposit; Western Tianshan Mountains, Xinjiang

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.01.76

收稿日期：2015-07-13；修回日期：2015-08-25；編輯：陸李萍

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局項目“覆蓋區(qū)弱異常形成機理與地球化學勘查”(12120113088900)

作者簡介：李國濤(1989—),男，工程師，碩士研究生，地球化學專業(yè)，主要從事覆蓋區(qū)地球化學勘查工作，E-mail： 29121905@qq.com

中圖分類號：P622+.3

文獻標識碼：A

文章編號：1674-3636(2016)01-0076-09