不仅建立了塔吉克斯坦帕米尔东部地球化学数据库, 为了开展境内外地球化学对比研究, 同时建立了帕米尔-西昆仑成矿带地球化学数据库。帕米尔地球化学数据库入库样品13 190件(含1:5万样品), 近40万个数据。帕米尔-西昆仑成矿带地球化学数据库入库样品10 521件, 数据超过40万个。为在自然条件艰苦的帕米尔及西昆仑地区开展资源潜力评价, 特别是跨境成矿带的基础地质对比研究及找矿提供了客观而又丰富的地球化学资料。

编制测区地球化学系列图件近百张, 其中有40个单元素地球化学图(图2)。多元素累加及比值地球化学图11张。

图2

Fig.2

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	图2 塔吉克帕米尔地区Co、Cr元素地球化学图Fig.2 Co, Cr element geochemical maps in Pamir area of Tajikistan

2.2.1 单元素异常图40张

编制了Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、F、Hg、La、Li、Mn、Mo、Nb、Ni、P、Pb、Sb、Rb、Sn、Sr、Th、Ti、U、V、W、Y、Zn、Zr及SiO₂、Al₂O₃、K₂O、Na₂O、CaO、MgO、Fe₂O₃等40个元素的地球化学图。图2是Co、Cr元素地球化学图。

2.2.2 多元素累加及比值地球化学图

(1)多元素累加异常图:包括反映成矿元素组合的Au-Sb-As、Pb-Zn-Ag-Cd、U-Th-La、Co-Cr-Ni、Cu-V-Ti-Fe₂O₃、K₂O-SiO₂-Be-Rb、W-Sn-F-Bi、Hg-Sb-As-Ba等8个元素组合(图3), 这8个元素组既反映了不同的成矿元素组合, 又反映了不同的成矿地质背景和不同的成矿温度环境。Co-Cr-Ni、Cu-V-Ti-Fe₂O₃反映与基性、超基性岩浆作用有关的地质背景, 又对Co、Cr、Ni、Cu以及Fe元素找矿有指示意义; K₂O-SiO₂-Be-Rb反映与闪长岩类和花岗岩类有关的地质背景, 也对相应元素的找矿有指示意义; U-Th-La元素组指示与花岗岩有关的成矿环境, 又对U、Th以及La系元素的找矿有指导作用; W-Sn-F-Bi元素组既反映高温成矿环境, 又对相关元素有找矿指示意义; Hg-Sb-As-Ba元素组指示低温成矿环境和相应元素的找矿。

图3

Fig.3

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	图3 塔吉克帕米尔地区U、Th、La与W、Sn、F、Bi多元素累加地球化学图Fig.3 U, Th, La and W, Sn, F, Bi multi-element accumulation geochemical maps in Pamir area of Tajikistan

(2)编制了Mo/Li、(K₂O+SiO₂+Be+Rb)/Hg等3张单(多)元素比值图(图4, 5), Mo/Li(图4)元素反映出了某些特定地层(测区的前奥陶系)富集Mo元素而相对贫Li元素。(K₂O+SiO₂+Be+Rb)/Hg(图5)可以反映闪长岩与花岗岩的分布。

图4

Fig.4

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	图4 Mo、Li元素比值图Fig.4 Mo, Li element ratios map

图5

Fig.5

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	图5 (K2O+SiO2+Be+Rb)与Hg比值图Fig.5 (K2O+SiO2+Be+Rb) and Hg ratio map

以地球化学大量调查数据为基础, 依托基础地质理论、应用地球化学原理, 借助数学地质方法, 研究了测区起主导地位的地质作用, 回答了资源潜力评价中的若干地质问题。

2.3.1 研究区主要成矿地质作用的地球化学分析— — 回答找什么类型矿的问题

(1)岩浆作用, 特别是基性、超基性岩浆作用应该是该区主要的成矿地质作用通过聚类及因子分析认为研究区起主导作用的地质因素是岩浆作用, 特别是基性、超基性岩浆作用应该是该区主要的成矿地质作用。

借助区内建立的数据库对测区40个元素的分析数据进行多元因子分析^[2], 把所得的40个因子中排序靠前的10个因子, 每个因子中贡献较大的前20个元素列表为表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 帕米尔东部地球化学多元因子分析主要因子得分一览表 Table 1 The main factor score of geochemistry multiple factor analysis in eastern Pamir 序号 变量 因子1 变量 因子2 变量 因子3 变量 因子5 变量 因子7 变量 因子10 1 Ti 0.862 Si 0.892 Cd 0.862 Ag 0.987 Sn -0.911 La -0.863 2 V 0.800 K 0.873 Zn 0.805 Sb 0.987 As -0.386 Th -0.645 3 Zr 0.794 Rb 0.844 Pb 0.777 Pb 0.190 Be -0.223 Sr -0.208 4 Y 0.786 Al 0.786 Li 0.257 Cu 0.098 Rb -0.158 Nb -0.188 5 Nb 0.724 Be 0.779 As 0.154 Sn 0.083 P -0.151 U -0.182 6 Fe 0.701 Na 0.585 Mo 0.136 Bi 0.082 Cd -0.128 F -0.150 7 P 0.699 Th 0.556 Ba 0.121 As 0.069 F -0.117 Zr -0.138 8 Co 0.640 Zr 0.410 Cu 0.120 Mn 0.030 W -0.102 Pb -0.121 9 Cr 0.501 Li 0.367 Mn 0.105 F 0.028 Cu -0.099 Y -0.110 10 Al 0.488 U 0.284 F 0.101 Mo 0.027 U -0.091 Mo -0.104 11 Ni 0.417 B 0.282 Fe 0.082 Fe 0.025 B -0.070 K -0.100 12 Cu 0.386 F 0.276 Ag 0.077 K 0.020 Li -0.053 Al -0.093 13 Zn 0.376 Nb 0.238 Hg 0.072 V 0.019 Bi -0.048 As -0.088 14 Li 0.350 P 0.236 P 0.065 B 0.018 Sb -0.046 Be -0.075 15 F 0.334 V 0.210 Ni 0.062 Rb 0.017 Ag -0.045 Cu -0.071 16 B 0.285 Ba 0.181 Nb 0.060 Ti 0.017 Nb -0.025 Si -0.063 17 Mn 0.251 Sn 0.173 Co 0.055 Al 0.016 Cr -0.023 W -0.050 18 Si 0.249 La 0.161 W 0.053 Hg 0.014 Y -0.022 Na -0.050 19 La 0.242 Ti 0.133 Ti 0.051 Nb 0.014 Ni -0.020 Rb -0.036 20 K 0.233 W 0.131 Sb 0.050 Co 0.013 K -0.019 Ti -0.036 因子 F1 F2 F3 F5 F7 F10 得分 28.273 13.137 7.318 4.534 3.267 2.377 累加 28.273 41.410 48.728 58.953 66.177 73.882

表1 帕米尔东部地球化学多元因子分析主要因子得分一览表 Table 1 The main factor score of geochemistry multiple factor analysis in eastern Pamir

表1显示前3个因子的分累加值为48.728, 几乎要占40个因子总得分100的一半, 其中F130因子得分28.273(满分100), 接近40, 占40个因子的三分之一贡献。显然这3个因子所代表的地质作用是测区内贡献较大的几种地质作用, 而F1因子贡献最大。组成3个因子的主要元素分别为F1因子:Ti、V、Zr、Y、Nb、Fe、Co、Cr、Ni、Cu等; F2因子:Si、K、Rb、Al、Be、Na、Th、Zr、Li、U等; F3因子:Cd、Zn、Pb、Li、As、Mo、Ba、Cu、Fe、Ag等。显而易见, F1因子的元素组合代表了基性超基性岩元素组合特征, F2因子的元素组合代表了闪长岩与花岗岩的元素组合特征, 所以说“ 岩浆作用, 特别是基性、超基性岩浆作用应该是该区主要的成矿地质作用” 。

2.3.2 北东向共轭断裂构造及其派生的次级构造是区内重要的控岩及控矿构造— — 回答怎样找矿的问题

通过构造地球化学分析指出北西与北东向共轭断裂构造及其派生的次级构造是区内重要的控岩及控矿构造。

从与基性超基性岩有关的Co、Ni、Ti元素地球化学图上(图6)可以看出, 在研究区西段的帕米尔地区这些元素异常(或高背景带)明显延北西和北东两个方向展布, 控制这些异常的地质体(基性超基性岩)也是延这两个方向展布, 这两个方向正是控制这些地质体的构造方向。换言之, 这两个方向的构造既是区内的控岩构造, 也是控制与这些岩浆活动有关的矿产分布的控矿构造。所以说区内北西与北东向共轭断裂构造及其派生的次级构造是区内重要的控岩及控矿构造。

图6

Fig.6

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	图6 帕米尔-西昆仑Co、Ni、Ti元素地球化学图Fig.6 Co, Ni, Ti element geochemical maps in Pamir-western Kunlun

2.3.3 指出了区内有利的成矿元素— — 回答找什么矿的问题

通过对区内主要成矿地质作用分析并通过区域已知矿床的类比分析等手段, 认为区内有利的找矿元素为Fe、Ag、Pb、Zn、Cu、Au、W、Sn、Mo、V、Ti以及U、Th和Rb等稀土元素。

2.3.4 指出了区内有利的地域— — 回答到哪里找矿的问题

通过地球化学方法进行成矿地质背景分区研究, 在成矿系列理论的指导下进行找矿预测区的划分^[3]。

(1)成矿地质背景分区。通过地球化学背景分布特征研究, 地球化学异常分析, 异常组合关系对比, 全区划分出3个地球化学区, 11个亚区, 25个综合异常。

(2)找矿预测区划分。编制了Ag、Au、Pb-Zn、Fe、Cu、W-Sn-Mo、稀土(Rb、Y、La等)等8个元素(组)找矿预测图。共圈定各类预测区136个, 回答了到哪里去找矿的问题。

测区的6个异常经过初步踏勘检查确认均为矿致异常, 检查发现铁银山Fe、Cu、Ag多金属矿, 铅矿川Ag、Pb矿, 铅钼梁Pb、Ag 、Rb矿以及白云峰Zn矿点。通过异常特征及成矿地质背景条件对比分析认为圈定的25个多元素综合异常均有很好的找矿前景。

铁银山Fe、Cu、Ag多金属矿床矿化类型分为两类: 一类为沉积型, 沿一定层位产出, 走向北北西, 矿体成分单一, 以铁为主, 主要为褐铁矿、菱铁矿(图7至图9)。矿体厚度50~100 m, 单矿体长度大于300 m, 铁品位大于50%, 是铁银山主要矿化类型。另一类为构造热液型(图10), 矿体走向近东西向, 矿体厚度0.5~5 m, 长几米到几十米, 矿化类型复杂, 除了铁矿化外, 有明显的孔雀石化(图11)和黄铜矿化(图12), 实验室分析银含量十几克/吨到几十克/吨。

图7

Fig.7

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	图7 铁银山铁矿层状矿体露头照Fig.7 Outcrop of the bedded ore-body in Tieyinshan iron deposit

图8

Fig.8

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	图8 铁银山铁矿层状矿体露头Fig.8 Outcrop of the bedded ore-body in Tieyinshan iron deposit

图9

Fig.9

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	图9 铁银山铁矿层状矿体远景Fig.9 Far-sighted of the bedded ore-body in Tieyinshan iron deposit

图10

Fig.10

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	图10 铁银山铁矿构造热液型矿体露头照Fig.10 Outcrop of the structure-hydrothermal ore-body in Tieyinshan iron deposit

图11

Fig.11

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	图11 铁银山铁矿构造热液型矿体铜矿化转石(见孔雀石)Fig.11 Creeping rubble with copper mineralization of structure-hydrothermal ore-body in Tieyinshan iron deposit(see malachite)

图12

Fig.12

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	图12 铁银山铁矿构造热液型矿体露头照(见孔雀石、黄铜矿)Fig.12 Outcrop of the structure-hydrothermal ore-body in Tieyinshan iron deposit (see malachite, chalcopyrite)

在利用地球化学资料研究矿产资源潜力有关地学问题的同时, 发现了一些需要进一步研究的基础地质问题, 列举一二如下。

2.5.1 奥陶纪、寒武纪以及古元古代地层Mo元素富集而Li元素相对贫乏的原因是什么

在测区中部有一条Mo元素富集而Li元素贫乏的区域(图13至图15), 而这一区域正好出露奥陶系、寒武系和下元古界。为什么会出现这种地质现象?形成这一现象的岩相古地理及大地构造环境如何?研究探索这一问题有利于对测区大地构造学演化规律有进一步认识。

图13

Fig.13

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	图13 Mo元素地球化学图Fig.13 Mo element geochemical map

图14

Fig.14

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	图14 Li元素地球化学图Fig.14 Li element geochemical map

图15

Fig.15

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	图15 Mo、Li元素比值图Fig.15 Mo, Li element ratios map

2.5.2 形成穆尔尕卜多组多元素累加地球化学特征的地质因素

图16是帕米尔地区(Co+Cr+Ni)、(Cu+V+Ti+F)、(K+Si+Be+Rb)以及(Hg+Sb+As+Ba)等元素组多元素累加地球化学图, 它们的地质意义前已述及。

图16

Fig.16

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	图16 穆尔尕卜多组多元素累加地球化学图对比Fig.16 Comparison among multiple groups of multi-element accumulation geochemical maps in Murgab

(1)可以看出(Co+Cr+Ni)与(Cu+V+Ti+F)多元素在穆尔尕卜(蓝色虚线框内)地区, 图16a椭圆区内形成一个组合很好浓集区域, 而(Hg+Sb+As+Ba)多元素累加则在其外围形成一个浓集环带, 显示出该椭圆区内一个明显的基性超基性岩浆活动中心, 在其外围形成一个低温元素环带。地质图上(Co+Cr+Ni)与(Cu+V+Ti+F)多元素浓集区对应于基性火山碎屑岩, 其外围为三叠系碎屑沉积岩。结合化探及地质资料, 图16a区的基性超基性岩浆活动可能存在喷出和侵入多种过程, 核心部位是否有火山机构及相关矿产, 需要进一步工作回答。

(2)图16b椭圆区内与图16a不同, (Co+Cr+Ni)与(Cu+V+Ti+F)多元素在该范围形成了一个环带状浓集, 而(K+Si+Be+Rb)多元素组合则在环带中间形成一个浓集核心。这一特征似乎具有深部岩浆侵入分异特征, 这有待进一步地质工作验证。

(3)图16a、b两个区域所反映的岩浆活动有无联系, 是由北东向构造控制的同一期岩浆活动, 还是北西向构造控制的不同期岩浆活动, 有待进一步工作查证。

(1)地球化学填图方法是一个经济、快速、高效的境外矿产资源潜力评价手段。在帕米尔这样自然条件极差的高海拔地区, 实际工期不足3年, 在境外近3万km²范围, 圈定136个不同元素的找矿预测区、25个有找矿前景的综合异常, 经过初步踏勘检查, 已发现铁银山Fe、Cu、Ag多金属矿, 铅矿川Ag、Pb矿, 铅钼梁Pb、Ag 、Rb矿以及白云峰Zn矿点等许多重要的找矿成果。

(2)地球化学填图方法是客观有效的地质工作方法。由于地球化学填图揭示研究对象的本质— — 物质成分— — 元素, 质量易于控制, 受研究人员观点因素影响小, 因此获取信息更加客观, 可比性强, 可以有效地发现常规地质工作中无法识别的某些地质问题。

(3)地球化学填图结合其他先进的地质方法技术, 有望形成境外资源潜力快速评价方法体系。

通过帕米尔地球化学调查项目的合作实施, 极大地提高了塔吉克帕米尔地区地质工作程度, 为塔吉克斯坦培养了地球化学工作人才, 取得了丰富的地球化学资料, 在基础地质研究, 特别是异常查证找矿方面的显著成果得到塔吉克斯坦地质总局的充分认可。因此, 塔吉克斯坦政府不仅授予中方主要工作人员“ 对塔吉克斯坦地质工作突出贡献奖” , 还提出扩大地球化学研究领域的合作内容与范围, 具体包括以下几个方面。

3.2.1 合作范围

由中塔边境地区扩展到塔吉克斯坦共和国全境。

3.2.3 合作内容

(1)塔吉克斯坦原有的地球化学调查数据库建设、系列编图编制、地学信息提取。

(2)塔吉克斯坦全境地球化学系统调查:全境开展1:100万调查, 选择成矿条件优越地区, 或在1:100万地球化学调查工作的基础上选择异常地段, 开展1:25万水系沉积物测量。

(3)对帕米尔东部及进一步地球化学调查所获取的矿致异常进行找矿评价。