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新疆屬於什麼地質特徵

發布時間: 2021-01-23 18:47:48

① 新疆蘆草溝油頁岩含礦區資源評價

蘆草溝油頁岩含礦區位於烏魯木齊市東北45km處,行政區劃屬米泉縣管轄。地理座標為東經87°48ར″~87°52ཚ″,北緯43°49ི″~43°52ཨ″。礦區內有公路通往烏魯木齊—阜康高速公路,交通較為便利。地理環境屬低山地和平緩丘陵地形。

一、成礦地質背景分析

蘆草溝礦區大地構造位置屬於博格達山褶皺帶烏魯木齊復式大向斜的東北部,該部位屬烏魯木齊向斜的轉折端部位。礦區東側以甘溝以東為界,西側以石人子溝附近為界,長約8.35km,總面積約32km2

(一)構造特徵

蘆草溝油頁岩含礦區為一大的復式向斜構造,蘆草溝向斜實際為烏魯木齊復式向斜構造向北東方向延伸的部分,向斜軸向為北東向,向斜東端揚起,西端傾沒,東部翹起部位常被剝蝕。靠近向斜軸部的地層傾角平緩,兩翼傾角近於相等,為一等斜褶皺,向斜長度約4.7km。

在蘆草溝向斜上發育了數量眾多的一系列次一級小背斜和小向斜。背斜與向斜相間排列,軸向都為北東向,兩翼地層傾角不等,為不對稱褶皺構造。

蘆草溝油頁岩含礦區斷裂構造發育,以東部甘溝數量較多,斷層規模小,正斷層為主。礦區內大的斷裂構造主要有兩條,一條為蘆草溝高角度逆掩斷層、斷層走向為北東向,延伸長度約1550m,斷層面傾向南東,傾角超過45°。另外一條位於石人子溝以東,為正斷層,斷層走向NEE向,延伸長度約2300m,斷層面傾向南東,傾角較緩。由於斷裂活動,地層傾角增大,甚至地層倒轉,構造復雜。

(二)地層特徵

蘆草溝油頁岩含礦區二疊系分布廣泛,三疊系也有分布。現將各時代地層特徵按沉積序列敘述如下:

1.中二疊統蘆草溝組

蘆草溝組主要為含油頁岩沉積體系,根據岩性特徵劃分為四個岩性段:

(1)第一岩性段:黑色砂質泥岩,下部夾有黑灰色細砂岩層,厚度210~465m。

(2)第二岩性段:砂質頁岩夾薄層油頁岩段。岩性為淺灰色、灰色、棕黃色薄層砂質頁岩和細砂岩互層夾褐黑色薄層劣質油頁岩及白雲質灰岩透鏡體。地層厚度約350~1100m。

(3)第三岩性段:層狀油頁岩段。岩性為黑、褐黑色厚層狀油頁岩夾薄層鈣質細砂岩、砂質泥岩和白雲質灰岩透鏡體。地層厚度105~290m。

(4)第四岩性段:紙狀油頁岩段。岩性為黑色渦卷狀、紙狀油頁岩,含有大量魚化石和蘆木化石。中下部為黑色、褐黑色油頁岩夾白雲質灰岩透鏡體和菱鐵礦結核,厚度255~1850m。蘆草溝組與下伏石炭系角度不整合接觸。

2.中二疊統紅雁池組

岩性下部淺綠色砂岩夾薄層劣質油頁岩和頁岩;中部黑色頁岩和淺綠色砂岩、砂礫岩互層,夾有薄層砂質頁岩和白雲質灰岩透鏡體;上部淺綠色砂岩、砂礫岩。地層厚度295~1200m。與下伏蘆草溝組整合接觸。

3.三疊系

三疊系在礦區內出露較小,岩性上部為淺綠色砂質泥岩和中細礫砂岩互層,夾有紅色薄層泥岩;下部淺綠色礫岩、砂礫岩和粗砂岩。地層厚度170m。

二、油頁岩特徵及分布特徵

(一)油頁岩特徵

蘆草溝油頁岩以賦存於蘆草溝組四段上部的紙狀油頁岩品質最好,其顏色為黑色、黑褐色,風化後呈灰黑色。油頁岩體重輕,硬度小,韌性好,頁理極發育,含油率較高。賦存於四段下部的油頁岩品質差,顏色為黑色、褐黑色、黑褐色和褐色,油頁岩緻密堅硬具泥質結構,砂質含量高,常含有鐵質結核,瀝青質,體重大,韌性小,風化後呈灰褐色和灰綠色,呈層狀產出。

經采樣分析,油頁岩最大含油率12.66%,最小含油率5%,平均含油率7.06%。鑽井岩心分析水分含量最低0.88%,最高2%,平均水分含量1.39%。油頁岩灰分含量最低77.4%,最高91.34%,平均灰分含量87.2%,油頁岩揮發分含量最低1.51%,最高6.1%,平均揮發分含量3.58%。油頁岩體重最低1.88t/m3,最高2.83t/m3,平均體重2.16t/m3。工業類型屬於低含油率高灰分油頁岩。

(二)沉積環境

中二疊世初期,由於構造沉降作用,在博格達山北麓地區形成了陸相深水湖盆,蘆草溝組沉積時期,為閉塞滯留的深湖—半深湖環境。此時期氣候溫暖潮濕,十分有利於水生生物和植物的生長繁殖,有機質十分豐富,具備形成油頁岩的有利條件。晚二疊世早期,隨著構造隆升,湖盆水體變淺,范圍變小,博格達山北麓形成以河流相為主的沉積環境,二疊世末期,東吳運動導致湖盆消失,形成三疊系沖積相—河流相沉積,此時氣候變為乾燥炎熱,形成了陸相紅色沉積。

(三)油頁岩分布特徵

蘆草溝油頁岩含礦區油頁岩分布於蘆草溝組中,蘆草溝組二段油頁岩以薄的夾層產出,為劣質油頁岩;蘆草溝組三段油頁岩為層狀油頁岩,經采樣分析,含油率較低,不具有工業開采價值。賦存於蘆草溝組四段的紙狀油頁岩品質較好,含油率較高,是蘆草溝礦區具工業開采價值的油頁岩礦層。

蘆草溝組四段內可採油頁岩層共計23層,平均總厚度為66.18m,礦層沿走向和傾向分布不穩定,厚度變化較大。常有白雲質灰岩夾層,很難按自然形態逐一分層。

油頁岩礦層呈不規則「S」形寬頻狀展布,東西兩端較窄,中部較寬,礦體分布長度約8.35km,平均寬約1.37km。礦層在礦區北部走向為N25°~55°E,傾角為50°~84°,傾向南東。在礦區中部和中南部走向變為N60°~80°E,傾角約12°~35°,傾向南西,部分傾向南東。礦體最大埋深為500m。

三、油頁岩資源評價

(一)勘查工作程度分析

1.地質勘查工作

1955年4月,原地質部西北地質局六三一隊第八分隊對博格達山北麓油頁岩進行了調查,完成了1∶20萬地質圖填繪工作,蘆草溝屬於調查范圍之內,提交的報告中對油頁岩的分布、質量和儲量進行了研究。

1957年,原741地質隊在甘溝、賀朗峽—白楊南溝一帶進行初步勘探,對該區的地質概況和油頁岩的分布、質量和儲量作了詳細研究。

1958年,新疆地質局昌吉地質大隊在蘆草溝礦區進行了初步勘探,分別開展了槽探和鑽探工作,於1960年10月提交了蘆草溝油頁岩含礦區初步勘探工作總結報告,提交了C2級儲量41369萬t,遠景儲量448380.9萬t。

2.勘探程度與精度

蘆草溝油頁岩含礦區勘探程度為普查找礦,共完成鑽井4口,總進尺為742.35m,完成了甘溝FG勘探線和蘆草溝BC勘探線二條勘探線。線距為2000m,孔距視情況而不定。一般在157~200m之間。兩條勘探線僅能控制礦區東北部油頁岩礦體,未能全部控制整個礦體。勘探中完成淺井1口計10.8m。在FG勘探線和BC勘探線附近進行了槽探,長度約409.6m。

四口鑽井中甘一孔和甘二孔采心率分別為94.84%和89.42%,達到質量精度要求,甘四孔和甘三孔岩心採取率僅為69.00%和68.19%,沒有達到鑽井質量要求。孔斜超過規范要求,200m深度超過10°,且樣品分析數量少,代表性差。

采樣過程中只對岩心進行了取樣,樣品數量較少且不系統。探槽沒有采樣。分析項目僅做了低溫干餾和工業分析,元素分析沒有進行,對於油頁岩品質評價影響較大。

(二)資源評價

本次資源評價過程中,根據油頁岩礦層在傾向上厚度變化較大,礦層分布不穩定的特徵,鑽井所能控制油頁岩最大深度為213m,因此,儲量計算根據鑽井實際控制油頁岩的深度計算查明資源儲量,鑽井控制深度到埋深500m計算油頁岩潛在資源量。經過重新計算,蘆草溝礦區油頁岩資源儲量為97094萬t,其中油頁岩查明資源儲量為8944萬t,油頁岩潛在資源量為88149萬t。頁岩油資源儲量為6855萬t,頁岩油查明資源儲量為631萬t,頁岩油潛在資源量為6223萬t。

蘆草溝礦區油頁岩厚度較大,查明資源儲量埋深較淺,可以採用露天開采;油頁岩潛在資源量開采方式為井下開采。蘆草溝油頁岩技術可采資源儲量29876萬t,其中油頁岩查明技術可采資源儲量5635萬t,油頁岩潛在技術可采資源量24241萬t。頁岩油技術可采資源儲量2109萬t,其中,頁岩油查明技術可采資源儲量398萬t,頁岩油潛在技術可采資源量1711萬t,頁岩油查明可回收資源儲量298萬t,頁岩油潛在可回收資源量1284萬t。

② 新疆黃羊嶺銻礦

黃羊嶺銻礦位於新疆民豐縣東南約120km的藏北高原西北高海拔山區,發現於2002年,屬1999年「新疆尼雅河中上游地區1∶20萬區域化探」項目主要找礦成果。隨著黃羊嶺銻礦的發現,該區針對銻礦的找礦工作相繼展開,先後發現了盼水河、卧龍崗、宿營地、紅山頂、拾玉石、雲母山、回風口、野馬灘、前進等礦床(點)14處。諸多銻礦的發現,使得黃羊嶺地區成為新疆第一個銻礦集中區,從而改變了新疆銻礦分布格局。

「新疆尼雅河中上游地區1∶20萬區域化探」項目於2000年完成區域化探野外采樣任務,2001年完成樣品分析和地球化學圖件編制,發現銻在區內有大規模富集。富集區帶主要集中在中部地區,沿苦牙克谷地南緣呈北北東向延伸,構成長達400km、面積達8000km2的苦牙克銻地球化學異常帶。在區域化探異常圈定基礎上,黃羊嶺銻礦於2002年7月8號由楊屹等人在異常查證過程中發現,它是新疆昆侖-阿爾金地區首次發現的礦種。

根據元素組合和所處地質環境,圈定以銻為主要找礦目標的綜合異常4個:分別為黃羊嶺異常(HS-34)、長山溝異常(HS-35)、半干湖異常(HS-36)和卧龍崗異常(HS-55)。2002年,開展了對黃羊嶺異常(HS-34)的專項檢查。在異常區測制ⅩⅩⅢ號地化剖面時,楊屹發現剖面線以西約百餘米處的山丘頂部,有硅化蝕變脈體,仔細觀察露頭時發現了銻礦脈。輝銻礦脈呈帶狀,主要向北西向延伸。經追索長達1.6km,沿途均見斷續延伸的銻礦脈。把在昆侖山首次發現的輝銻礦命名為黃羊嶺銻礦。

以黃羊嶺銻礦為主要工作對象的銻礦找礦與評價工作隨即展開。到2008年底,黃羊嶺地區共發現銻礦(點)14處,採用地表槽探工程為主配以少量淺部鑽探,對主要礦床進行了初步評價。累計估算銻333資源量13590t、334資源量179524t,總體規模已達大型礦床。

一、礦床地質背景

礦區大地構造歸屬華南板塊中的可可西里陸緣活動帶,劃屬為我國重點金屬成礦區帶西昆侖-阿爾金成礦帶內的「大紅柳灘-木孜塔格汞銻、鉛鋅、銅、金等Ⅳ級稀有金屬礦成礦遠景區」。區域地層主要有二疊系黃羊嶺組、三疊系巴顏喀拉組和卧龍崗組及侏羅系葉爾羌群,均屬較單一的碎屑岩建造。近東西向及北東東向斷裂構造發育。礦區內及附近無岩漿岩,但在西北部存在一條北東東向燕山期閃長玢岩帶,岩帶長約60km,由十餘個面積1km2左右的閃長玢岩體組成。

圖6-6-1 黃羊嶺銻礦礦區地質圖

(一)地層與岩性特徵

黃羊嶺銻礦礦區出露地層為二疊系黃羊嶺組碎屑岩,主要岩性為灰褐色岩屑砂岩和灰黑色頁岩,局部有含鐵泥晶灰岩結核。礦化與黃羊嶺組第二岩性段關系密切,該岩性段為岩屑砂岩與頁岩互層(P1hb),礦體主要產在岩屑砂岩中(圖6-6-1)。地層總體北傾,產狀350°∠50°~70°。受斷裂構造影響,岩屑砂岩節理發育,每平方米可達15~30條,主要有兩組,產狀340°∠55°和285°∠70°。

尼雅河中上游地區南部構造區的碎屑岩中,包括二疊系黃羊嶺組、阿克蘇群、卡拉勒塔什岩群和下石炭統及中泥盆統布拉克巴什組,岩性以砂岩、細砂岩、粉砂岩、板岩、黑灰色頁岩、黏土岩為主,其中黃羊嶺組和布拉克巴什組偶夾灰岩,二疊系均夾火山碎屑成分。

黃羊嶺礦區4.6km2范圍內,各類礦脈發育,有石英脈、含輝銻礦石英脈、輝銻礦石英脈、輝銻礦脈、含重晶石石英脈和碳酸鹽脈。脈體大小不一,小者長十至數十米不等,寬0.01~0.5m;大者長數十至數百米,以至上千米,寬0.1米至數米,最寬可達6m。從單脈大小、疏密和礦化強度來看,這些脈體存在顯著的差異。東部以細脈為主,中部細脈大脈並存,西部以大脈為主,構成石英脈密集帶。銻礦化多與細脈相聯系,密集地段構成礦體。

(二)銻礦化特徵

黃羊嶺礦區已發現和圈定銻礦帶四條,編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(圖6-6-1)。Ⅰ號礦帶位於礦區東部,帶長1000m,寬300m,呈北東向延伸,礦化以含輝銻礦石英脈、輝銻礦石英脈、輝銻礦脈為主,脈寬0.01~0.6m不等,多數小於10cm。Ⅱ號帶長1200m,寬300m,呈北東向延伸,脈體分布不均勻,東北部以含輝銻礦石英脈、輝銻礦石英脈、輝銻礦脈為主;中、南段主要表現為石英大脈,延伸穩定,礦化較弱。Ⅲ號帶位於礦區西部,長1100m,寬約200m,呈北東向延伸,地表礦化較弱,自然剖面顯示地表以下礦化增強,出現含重晶石-輝銻礦石英脈。Ⅳ號帶位於礦區南部,長1500m,寬400m,以石英脈為主,地表礦化弱,出現黑鎢礦-輝銻礦石英脈,單脈規模更小,分布零亂。

地表槽探工程初步圈定9個礦體,礦體長度一般在80~380m之間,單礦體平均厚度1~5.8m不等,銻平均品位5.28%。礦石成分簡單,礦石礦物以輝銻礦為主,次為雄黃、黃鐵礦,局部出現黑鎢礦;脈石礦物主要為石英、方解石、綠泥石,局部可見重晶石。礦石主要結構有粒狀-顯微粒狀變晶結構,柱狀結構,針柱狀結構。礦石構造為脈狀、網脈狀、緻密塊狀和浸染狀等。圍岩蝕變以硅化為主,次為絹雲母化、高嶺土化、碳酸鹽化,成礦與硅化關系密切。因此,黃羊嶺銻礦特徵與典型脈狀銻礦類似,黑鎢礦的出現,可能預示其成礦熱液與岩漿作用密不可分。

二、地球化學特徵

(一)銻富集特徵

近50000km2范圍內的區域化探成果表明,銻異常均位於尼雅河中上游地區南部構造區中的碎屑岩中,異常與黃羊嶺組(P1hb)關系密切,如其中有28處異常處於該層位中。調查區銻的背景含量為1.21×10-6。該值是新疆平均值0.71×10-6的1.70倍、新疆西南天山平均值0.60×10-6的2.02倍、新疆西昆侖山平均值0.61×10-6的1.98倍。雖然同屬於一個成礦遠景區,但與這些地區相比,尼雅河中上游地區顯著富銻,屬銻高含量地區,富集成礦的條件明顯具備。

從39種元素分析表明,銻變化系數僅次於Au、Hg、Cr,為1.4,其對照的地球化學意義屬極不均勻強分異型元素。區內銻分布極不均勻:西北約1.5×104km2的廣大區域,為大范圍連續低背景,其間存在大面積相對貧化區,不出現高背景或局部出現高背景,平均含量為0.7×10-6;東南約1.8×104km2的廣大區域,以背景含量為主,其上疊加區域性低背景和局部高背景,平均含量為1.1×10-6;而西北和東南之間的中部地區,面積約1.3×104km2,大部分為高背景區,少部分為背景區域,基本不出現低背景區。在高背景區域內出現大規模富集區帶,最高含量32×10-6,平均值為2.28×10-6

以2×10-6為下限值,調查區可圈定三個銻地球化學省(見圖6-6-2):苦牙克銻省(A)、黃羊嶺銻省(B)和干湖灘銻省(C)。三個銻省的總體形態特徵均為北東東向帶狀,面積分別為1120km2、1170km2和2810km2。如選擇2×10-6、3×10-6、6×10-6的分級參數,進行套合地球化學模式譜系結構分析,則三個銻省均具有三層套合的地球化學模式譜系。這種套合的地球化學模式譜系正是巨量銻供應與聚集的表現。結合黃羊嶺地區大規模銻礦化,表明銻的富集程度已達成礦水平。

(二)銻異常特徵

以3×10-6為下限,研究區圈定銻單元素異常53個,累計面積達3418km2(圖6-6-2)。53個異常的主要參數為:面積13~304km2、極大值(3.2~27.1)×10-6、平均值(3.2~19)×10-6,具有二級濃度分帶的有25個、三級濃度分帶的8個;面積大於100km2的區域性異常有11個,其面積在106~304km2之間,極大值(4.6~20.8)×10-6,平均值(4.8~9.3)×10-6,面積之和為2126km2,占異常總面積的62%。因此,區域性異常佔主體。

(三)元素組合特徵

異常元素組合較為復雜。與銻密切相關的元素有As、Hg、Au、Cu、Ag、W、Sn、Bi、Li、B等。具體到每個異常時,構成不同的組合類型:以黃羊嶺異常(19號———圖6-6-2中異常編號,下同)為代表的Sb-Hg組合,以阿什庫勒異常(34號)為代表的Sb-As-Au組合,以紅土達坂異常(17號)為代表的Sb-Hg-Au組合,以卧龍崗異常(22號)為代表的Sb-As-Hg-Au-Cu-Ag組合,以干湖灘異常(36號)為代表的Sb-As-W-Sn-Bi-Li-B及單Sb異常。其中,以As、Hg、Au出現的最為普遍。元素組合的差異,反映了異常形成和控制因素的多樣性和復雜性,是異常所處地質環境及控制因素的綜合表現。

(四)地球化學異常空間分布特徵

空間上異常分布極不均勻(圖6-6-2),主要集中在中部地區,即處於苦牙克—硝爾庫勒—阿什庫勒一線東南和黃羊嶺—碎脊山西北區域內,離開此區域的異常零星、規模小、強度低。北東向帶狀展布特徵明顯,構成兩個主要銻異常帶:苦牙克-硝爾庫勒-阿什庫勒異常帶和黃羊嶺-碎脊山異常帶。苦牙克-硝爾庫勒-阿什庫勒異常帶長200km強,具有北東弱南西強的特點,主要區域性異常基本集中在該帶西南段的硝爾庫勒至阿什庫勒;黃羊嶺-碎脊山異常帶長80km強,與前者相反,呈現出北東強、西南弱的特點。離開這兩個帶,異常規模小、強度低、分布零星。

圖6-6-2 西昆侖尼雅河中上游地區銻異常分布圖

銻異常受構造控制非常明顯。區域上主要屬北東向阿爾金、庫牙克、阿什庫勒深大斷裂和泉水溝深斷裂控制(圖6-6-2),泉水溝斷裂屬近東西向鯨魚湖-木孜塔格斷裂的西延部分,在研究區向西南轉折。有趣的是斷裂對異常的控制,不是體現在異常沿斷裂帶內或斷裂兩側均衡分布,而是沿斷裂帶的一側形成異常帶。前述異常帶中的苦牙克-硝爾庫勒-阿什庫勒異常帶即屬阿爾金、庫牙克、阿什庫勒深大斷裂共同控制,位於斷裂東南側寬度約20km的范圍內,斷裂限制了異常帶西北界;黃羊嶺-碎脊山異常帶屬泉水溝深斷裂西南段控制,處於斷裂東南寬度約30km的范圍內,遠離此距離即無異常。因此,異常與深斷裂關系密切,沿斷裂帶一側出現寬度較大、穩定延伸的異常帶,斷裂控制了異常帶一側的邊界。

黃羊嶺銻礦,在新疆昆侖-阿爾金山屬新發現的礦種,銻礦品位富,礦床遠景規模在大型以上。

(五)礦與異常的關系

銻礦與銻異常關系密切。無論區域異常還是樣品加密後圈定的局部異常,對銻礦的反映都很清楚,特別是局部異常。異常中心即是礦化強烈地段,礦區范圍不超出異常范圍。

1.區域異常

黃羊嶺銻礦位於19號異常中(圖6-6-3),該異常面積達191km2,銻平均含量7.1×10-6;有兩個南北相距約12km的濃集中心,極大值分別為11.6×10-6和6.7×10-6,二級濃度帶的面積分別為42和12.4km2。該異常已發現黃羊嶺銻礦和2處銻礦點。黃羊嶺銻礦位於北部規模相對較小的濃集區中心,其他兩個礦點一個位於異常西部邊緣,一個在兩濃集區之間靠近黃羊嶺銻礦區。

2.局部異常

在19號異常北部開展的1∶5萬化探,圈定的Sb異常面積28.8km2,平均含量8.1×10-6,呈北東向,有兩個相距約4km的濃集中心,均具三級濃度分帶,最大值分別為43.8×10-6和22×10-6。黃羊嶺銻礦位於東北部濃集區,元素組合為Sb、As、W、Hg;黃羊嶺南銻礦點位於兩濃集區中心之間(圖6-6-4)。

圖6-6-3 銻礦與區域異常空間關系

圖6-6-4 黃羊嶺銻礦與局部異常關系

黃羊嶺銻礦已知礦化帶(圖6-6-1),均位於異常中。東部礦化強烈地段,包括Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ三個帶,與異常東北濃集中心對應;礦化較弱的Ⅳ礦化帶,處於兩個濃集中心之間的低值異常區。因此,礦化強度和規模與異常強度和規模嚴格對應。礦區內Sb含量在(3.9~43.8)×10-6之間,平均值為15.1×10-6,接近異常平均值的兩倍。就該銻礦而言,用3×10-6的銻含量可以完整的圈定已知礦區,用6×10-6的銻含量可以較好的圈定已知礦區中礦化強烈地段。

異常西南濃集中心與東北濃集心相比,銻二級濃度帶(即大於6×10-6范圍)面積相近,一個5.3km2,一個5.06km2,且西南異常向西向南均未完全封閉,同樣具有發現銻礦的條件,是今後尋找銻礦的良好地帶。

(六)異常區背景對比

區域地球化學觀點認為,成礦元素背景含量高是成礦的一個重要方面。從銻的富集特徵已經了解到,尼雅河中上游地區銻的背景含量既明顯高於全新疆及新疆昆侖山區,也高於西南天山。如果將目標鎖定在中部的苦牙克銻地球化學帶,則帶內背景含量是西南天山的2.92倍,西南天山是公認的新疆最具找銻潛力的地區。不僅如此,與銻密切相關的汞在這一地區也呈高度富集狀態,黃羊嶺汞地球化學省面積達19500km2,具備巨省規模。從區域性銻含量對比可以看出,苦牙克銻地球化學帶的找礦潛力遠大於西南天山。

找礦效果對比也可以得出同樣結論。經過新疆地質工作者多年的努力,在西南天山發現了較有影響的卡拉腳古牙和查汗薩拉銻礦,因規模小終無大的突破。黃羊嶺地區經異常檢查發現的黃羊嶺銻礦,礦化面廣、規模大、品位高,銻礦遠景規模已達大型。與銻礦伴生的雄黃礦化和自然重砂中的辰砂,與東部長山溝地區的汞(砷)礦相距50km,表明黃羊嶺地區以銻、汞、砷為代表的低溫成礦作用的廣泛性。

(七)地球化學塊體分析

調查區圈定的苦牙克、黃羊嶺和干湖灘三個銻地球化學省,面積在1120~2810km2之間,它們均具有三層套合的地球化學模式譜系,即局部異常、區域異常和地球化學省。這種套合的地球化學模式譜系一方面正是有巨量銻供應與聚集的表現,同時也是大型—巨型礦床在地球表面上的綜合反映,黃羊嶺銻礦的發現很好印證了這一點。黃羊嶺銻礦位於黃羊嶺銻省四個區域異常之一的19號異常北部的局部性異常中。三個銻地球化學省中,共有區域異常11個,黃羊嶺銻省的4個區域異常3個已見礦。如按一個區域異常發現一個銻礦來預測,苦牙克銻地球化學帶至少還可以發現8個銻礦。

(八)異常評價

黃羊嶺銻礦所在的19號異常,通過全區53個銻異常不同參數排序,結果表明存在差異:按面積名列第5位,按最大值名列第8位,按平均強度名列第18位,按規模(面積×異常平均值)名列第6位,按襯度名列18位,按NAP值名列第6位,多參數綜合排序名列第4位。總的認為,19號異常屬異常面積較大而強度不很高的異常。

三、化探方法技術運用

「新疆尼雅河中上游地區1∶20萬區域化探」屬中國地質調查局啟動國土資源大調查後,第一批全國招標項目。2000年1月6~7日,中國地質調查局在河北廊坊召開「西昆侖地區區域化探招標項目方法技術專家研討會」。會上確認以中國地質科學院物化探研究所1999年在西昆侖高寒中淺切割區與深切割區銜接部位的方法技術試驗結果為基礎,並結合新疆地礦局1992年在西昆侖、1993年和1996年在阿爾金-東昆侖地區的方法技術試驗成果和尼雅河中上游地區景觀特點,統一了該區區域化探進一步工作的方法技術和認識。

全區統一採用水系沉積物測量方法。兩大景觀區藏北高原北緣山地和西昆侖山山地差異明顯,采樣密度區別對待。藏北高原北緣山地地勢相對平坦,通行條件較好,采樣密度為1~2點/4km2。西昆侖山山地地形切割強烈、交通困難,采樣密度遠離雪線的中高山地區為1點/4km2,局部采樣密度為1~2點/4km2;雪線附近的高山、極高山地區采樣密度為1點/(4~16)km2。最終實現全區平均采樣密度1.07點/4km2,滿足任務書規定1點/4km2的要求,實現了總體控制的目標。

采樣布局兼顧采樣點均勻分布和最大限度控制匯水域兩個原則,達到了控制整個調查區的效果。野外採用1∶10萬地形圖與GPS相結合的定點方法,采樣部位選擇在河床或溝谷底部或在河道岸邊與水面接觸之處,避免將采樣部位確定在粗細粒物質分選好的地段。野外樣品物質為采樣點上游地質體經過風化破碎後的碎屑成分,並經過了充分混勻,強調活性物質,原始樣品粗細混采。樣品加工截取-10~+80目粒級部分,按4km2基本單元送樣分析。

實踐證明,上述方法是目前這一類地區開展區域化探的最有效方法,已在新疆昆侖-阿爾金地區廣泛採用。

四、結論

地處尼雅河中上游中部的黃羊嶺地區,是新疆銻富集程度最高、規模最大的地區。銻的區域性富集受庫牙克等深大斷裂控制,構造上處於南部沉積岩區,形成的區域性異常具有套合地球化學模式譜系,金屬供應量大。苦牙克銻地球化學帶等三個銻省都具三層結構,即地球化學省、區域異常、局部異常,它們涵蓋了全區所有區域異常和大部分局部異常。目前發現的14個銻礦床(點),主要位於19、22、23、24號異常中,它們同處於黃羊嶺銻省。黃羊嶺銻礦區地球化學研究結果表明,圈定完整礦區的銻異常下限值為3×10-6,圈定礦化強烈地段銻異常下限值為6×10-6,利用這一特徵來評價研究區銻異常,則53個異常均具找銻礦意義,值得同等重視。6×10-6正是二級濃度帶(即異常中帶)的臨界值,全區53個異常中,具有二級濃度帶者近半數,有25個,無疑它們均具有重要找礦意義。繼黃羊嶺銻礦之後發現的一系列銻礦床(點),如拾玉石銻礦(24號異常處)、卧龍崗銻礦(22號異常處)等,就是有力證明(圖6-6-5)。

圖6-6-5 黃羊嶺地區銻礦分布與銻含量(10-6)關系圖

進一步研究對比認為,該區具備尋找大型銻礦生成的地質-地球化學條件,蘊藏著巨大的資源潛力,是新疆最有希望的找銻遠景區。通過不斷總結和試驗,加大投入,該區有望成為新疆第一個大型銻礦勘查基地和生產基地。

(本節供稿人:楊萬志呂金剛楊屹)

③ 新疆東昆侖維寶鉛鋅礦

維寶鉛鋅礦地處新疆昆侖山東段祁漫塔格地區,屬新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌縣管轄,位於若羌縣東南330km。

2002年4月,中國地質調查局西南項目辦向新疆地質調查院下達了「新疆昆侖山東段布喀達坂峰—依吞布拉克1∶20萬區域化探」項目,它是青藏高原東緣國土資源綜合調查項目的組成部分。2002年完成了13668km2區域化探采樣。對樣品分析資料進行整理後,發現了祁漫塔格鉛鋅地球化學異常帶。2003年開展野外異常檢證,8月對以銅、鉛、鋅元素為主的Hs-19號異常進行踏勘檢查。由於銅、鉛、鋅三元素高含量采樣點上游水系不太長,僅1km左右,加密采樣意義不大,故選擇岩石出露較好的東邊山脊布置地化剖面測量。同時在整個匯水域內有基岩出露的地方進行追索,在水系西邊山脊上發現了少量孔雀石化,進而又發現了少量鉛、鋅礦化的線索,在半山腰找到了品位較高的具有層控特徵的鉛、鋅礦露頭。在露頭處布置探槽工程(就是後來的08勘探線)並沿走向進行追蹤,當時就發現礦脈延續超過800m,最初發現的礦體露頭位於礦體的東部(經過評價也是礦體品位較富的地段)。該礦被物化探大隊命名為「維寶鉛鋅礦」。

一、礦床地質背景

(一)大地構造單元位置

礦區所處的大地構造位置屬塔里木-華北板塊中的柴達木微板塊之祁漫塔格古生代復合溝弧帶中東段,南為庫木庫里新生代盆地,北鄰柴達木新生代盆地。

(二)地層

區域內出露主要地層為中元古界長城系小廟岩組(Chx)石英片岩、薊縣系冰溝群狼牙山組(Jxl)帶狀大理岩和白雲岩、中生界上三疊統鄂拉山組(T3e)中酸性、中基性火山岩等。區內中酸性侵入岩發育,晉寧期—燕山期均有,以印支期花崗閃長岩-二長花崗岩-斑狀二長花崗岩為主(圖4-2-1)。

圖4-2-1 維寶鉛鋅礦區域地質礦產圖

維寶鉛鋅礦主要產於薊縣系狼牙山組(Jxl)條帶狀大理岩(後期蝕變為綠簾石、透輝石矽卡岩)和粉—細砂岩互層、大理岩化灰岩層內。該套地層呈北西-南東向分布,岩石整體屬千枚岩相-低綠片岩相產物。岩石類型為中淺變質的碳酸鹽岩、碎屑岩為主夾部分細碎屑岩、片岩的岩石組合。岩性主要有條帶狀大理岩、白雲岩、白雲質灰岩夾少量板岩等。其中碳酸鹽岩類普遍發生矽卡岩化,其次為角岩化、硅化,節理、劈理構造發育。

(三)控礦因素

1)中元古代薊縣系狼牙山組為主要含礦地層。分布在該地層內的灰黑色大理岩化灰岩(或大理岩)之間的透輝石(綠簾石)矽卡岩是主要含礦層位。

2)礦體受後期構造作用(主要為北西—南東向逆斷層)影響,礦體大多呈雁行式排列,其中局部發育有少量的近南北向的斷裂,對礦體有一定的破壞作用。

3)礦體的貧富程度受構造影響較大,在擠壓揉皺作用較發育的地段,一般Pb、Zn含量較高。

4)後期局部出露的小岩脈對礦體具有一定的破壞作用。

(四)礦床規模與礦體產狀

據維寶鉛鋅礦東段已施工的探槽及鑽孔資料,該段地表Cu、Pb、Zn礦化蝕變帶寬在100~200m,在其東部為北西西—南東東走向,向西逐漸轉為近東西向。礦體產狀與圍岩基本一致,形態為似層狀、透鏡狀。礦(化)體主要產於條帶狀粉砂岩、泥岩、大理岩互層中。後期氣(熱)液沿岩石薄層層理面或裂隙面處發生交代作用而形成矽卡岩。賦礦岩石主要為條帶狀綠簾石(透輝石)矽卡岩。另在大理岩中也見有少量礦化。圍岩礦化蝕變主要有矽卡岩化。礦化主要為黃銅礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化、黃鐵礦化等。

通過槽探工程式控制制,初步確定維寶鉛鋅礦東段地表共有礦體21條,其中工業礦體14條,低品位礦體7條,鉛鋅金屬量主要集中在2號及5號脈,鉛、鋅儲量約35萬t,占總儲量的一半。礦體特徵如下。

L2礦體位於北部,呈脈狀,北西—南東向展布,通過3條探槽及7個鑽孔控制,地表長度在600m左右,寬4.2~10.16m,平均寬7.83m。該礦體深部延深大於285m,平均厚度20.33m,最大厚度達88m。地表礦體Pb品位為0.42%~12.26%,平均品位1.94%;Zn品位為0.53%~5.34%,平均品位1.87%。深部Pb品位為0.41%~4.61%,平均品位1.75%;Zn品位為0.52%~5.22%,平均品位1.13%。

L5礦體位於礦區的中部,呈帶狀分布,由5條探槽及7個鑽孔控制,地表長約1000m,寬為2.60~37.13m,平均寬19.13m。深部控制斜深在370m以上,平均厚度23.64m。地表Pb品位為0.44%~3.71%,平均品位1.32%;Zn品位為0.56%~3.53%,平均品位1.7%。深部Pb品位為0.42%~10.02%,平均品位1.51%;Zn品位為0.61%~10.75%,平均品位1.9%。該礦體在深部有局部變富的趨勢。

另外,L7號礦體在113.55~123.55m見銅鉛鋅礦體,Pb+Zn平均品位為5.78%,Cu2.22%。其中厚約1.15m的岩芯Pb+Zn品位達16.75%,Cu6.99%。

(五)礦床類型

礦石類型主要為細脈浸染型。礦石構造包括:浸染狀、塊狀、條帶狀、角礫狀及網脈狀。礦石結構有中細粒自形,半自形粒狀結構、斑狀結構、交代結構、膠狀結構、交代殘余結構。礦石礦物主要為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、毒砂、磁黃鐵礦、黝銅礦、白鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、孔雀石;脈石礦物主要為石英、斜長石、綠簾石、綠泥石、透輝石、白雲母、方解石、黑雲母、透閃石、角閃石、鐵鈣榴石等。

圍岩蝕變和礦化主要為矽卡岩化、黃銅礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化、孔雀石化、黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化、絹雲母化、硅化等。

(六)礦體分布規律

1)礦(化)體主要產出於中元古界薊縣系冰溝群狼牙山組(Jxl)地層中。岩性主要有條帶狀大理岩、粉砂岩、泥質粉砂岩、白雲質灰岩夾少量板岩。後期氣(熱)液沿上述岩石的薄層層理或岩石的細小裂隙順層交代而形成透輝石(綠簾石)矽卡岩。含礦岩性大部分具有條帶狀構造,屬中—淺變質岩系。岩層產狀受後期改造而甚為復雜,地層中廣泛見有後期侵入的輝綠(玢)岩脈、基性岩脈等。

2)當含礦矽卡岩受構造作用較強時,含礦矽卡岩碎裂岩化作用較強,Pb、Zn平均品位一般相對較高。

3)當含礦矽卡岩中石榴子石含量較高時,一般Zn含量大於Pb含量。

4)當隨著含礦矽卡岩內石英含量增高時,方鉛礦、閃鋅礦自形程度有增高的趨勢。

5)隨著深度的增加(在300m以下),方鉛礦、閃鋅礦自形程度有增高的趨勢。同時,矽卡岩條帶狀構造越來越不明顯;且岩石受後期構造擠壓作用,局部碎裂岩化較強,岩層產狀幾乎近於直立;受後期熱液活動影響,岩石見有一定程度的鉀化現象。

6)當含礦矽卡岩附近有輝綠岩侵入時,銅礦化有加強的趨勢,但其規模有限。

(七)礦物生成順序及礦物世代

通過對礦石光薄片鏡下鑒定,大致得出維寶鉛鋅礦床的礦物生成的順序及其世代。

1)早期形成了透輝石—鈣鋁榴石綠簾石矽卡岩,主要礦物組合為鈣鋁榴石+透輝石+綠簾石+黃鐵礦。

2)成礦期可分為4個階段:第1階段形成透閃石+鈣鐵榴石+硅灰石+方解石+鈉長石+石英+閃鋅礦+方鉛礦,為主成礦期。第2階段形成綠泥石+石英+方解石+重晶石+黃銅礦。第3階段形成純凈方解石脈,屬熱液成礦期後的產物,不含任何金屬礦物;第4階段為表生作用階段,形成了氧化礦物組合:銅藍+白鉛礦+褐鐵礦。

(八)礦床成因的初步探討

維寶鉛鋅礦產於薊縣系狼牙山組大理岩夾鈣質粉砂岩段的矽卡岩帶中,屬層控矽卡岩型鉛鋅礦床。其主要證據如下。

1)礦體及其圍岩原岩為粉砂岩、細凝灰岩,屬遠離火山機構的沉積產物。粉砂岩具有從下部的粗粒粉砂質向中部的細粒粉砂質再到頂部變化為泥質,具明顯的韻律,韻律厚度以1~8mm為主,礦體具有明顯的層控特徵。

2)矽卡岩化形成於原岩成岩後的靜壓力環境。除原岩粉砂被壓扁外,沒有觀察到其他形變,即形變十分微弱,因而使得原岩韻律和粒序層得以較好保留。

3)含礦熱液在靜壓環境下順層交代,較粗粒部分交代較徹底,泥質部分交代不徹底,殘余原岩成分較多。這是因為較粗粒部分的岩石孔隙較泥質發育,有利於含礦熱液的流動和交代。

4)矽卡岩礦物以及金屬礦物粒度均較小,同花崗岩類接觸交代矽卡岩顆粒粗大完全不同,矽卡岩礦物粒度一般小於1mm,金屬礦物(黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等)一般均在1.5mm以下。

5)成礦階段多期次。

a.富含Ag、Sb、Cu、Pb等元素的中—古元古界基底給沉積中的狼牙山組提供了富含Pb和Zn的硫化物。

b.晉寧期—加里東期碰撞造山運動使部分金屬元素發生了物理遷移和化學變化,發生了破碎變形、重結晶等現象,使得地層中的Pb、Zn等成礦元素在有利的部位多期次活化轉移,進一步富集。

c.在印支期造山運動過程中,受該期岩漿岩和構造的影響,Pb、Zn等成礦元素得到了更進一步的遷移和富集,形成總體以層紋狀為主,局部為緻密塊狀的鉛鋅礦,從而形成具明顯後期熱液改造特徵的鉛鋅礦床。

二、地球化學特徵

(一)區域地球化學特徵

通過1∶20萬區域地球化學掃面,發現了祁漫塔格鉛鋅地球化學高背景帶。

祁漫塔格鉛鋅地球化學高背景帶位於測區中東部(圖4-2-2),呈長100km,東部寬50km、西部寬5~10km的三角形。總體走向為北西,西邊被第四系覆蓋,東邊延入青海省,區內面積約2500km2。Pb、Zn高值區高度重疊,是測區Pb、Zn富集程度最高的地區;加上該帶同時富集Ag、Cd、W、Sn、Mo、Bi、U、Th等成礦元素,因此該帶是測區富集成礦元素最多,元素組合最復雜的地區。同時也是測區Pb、Zn、Ag、Cd、W、Sn、Mo、Bi、Cu富集系數最高的地區。Pb最高值為799×10-6,大於200×10-6有8處;Zn最高值為610.3×10-6,大於300×10-6有5處。這表明該區具有尋找大型多金屬礦的巨大潛力。

圖4-2-2 祁漫塔格鉛鋅地球化學異常圖

在祁漫塔格鉛鋅地球化學高背景帶上,出露地層有新太古界—古元古界白沙河組(Ar3Pt1b),中元古界長城系(Ch)、薊縣系(Jx)。是一套深度變質—淺變質的變質岩系,以片麻岩、混合岩、片岩、大理岩為主。大面積出露的是三疊系喀勒拉組(T3kl),岩性為中酸性熔岩、凝灰岩。

(二)區域地球化學異常特徵

在祁漫塔格地球化學高背景帶內,共圈出地球化學綜合異常19處。Pb用30×10-6圈出異常面積700km2;Zn用80×10-6圈出異常面積230km2。根據對所發現的化探異常的研究,分類排隊,評序篩選,選擇可能為礦致異常的HS-16、HS-19、HS-22、HS-23等11處異常進行了檢查評價,在HS-19號異常發現了維寶鉛鋅礦,在HS-22號異常發現了蟠龍峰鐵多金屬礦,在HS-23號異常發現了攀岩峰鐵礦。

該區域地球化學異常帶內出露地層有:上更新統(Qp3)風成砂;上三疊統鄂拉山組(T3e)的中酸性熔岩、凝灰岩、凝灰熔岩、流紋岩;中元古界薊縣系狼牙山組(Jxl)的條帶狀大理岩、白雲岩、白雲質灰岩夾少量板岩;上三疊統景忍單元的斑狀二長花崗岩;上三疊統四干旦單元(Tγδ)中細粒花崗閃長岩。

維寶區域化探異常以Pb、Zn為主,伴有Au、Ag、As、Sb、Cd、W、Sn、Mo、Bi及大量鐵族元素異常;各元素異常重合較好(見圖4-2-3)。異常面積約144km2。主要元素的地球化學參數見表4-2-1。

表4-2-1 Hs-19號異常(維寶鉛鋅礦)地球化學參數表

注:Au、Ag含量單位為10-9,其他含量單位均為10-6。《新疆昆侖山東段布喀達阪峰—依吞布拉克1∶20萬區域化探》報告中對測區內元素異常進行了統一編號。表中Cu7表示第7號Cu異常,Pb18表示第18號Pb異常,依此類推。這些單元素異常組合成Hs-19號異常(維寶鉛鋅礦)。

圖4 - 2 - 3 維寶鉛鋅礦1∶ 20 萬化探異常剖析圖地質圖圖例見圖4 - 2 - 2

由表4-2-1及圖4-2-3可以看出,Cu、Pb、Zn具有三個濃度分帶,且最高值點位重疊,最高值依次為93.1×10-6、291.9×10-6、359.7×10-6。Ag的最高值為1673×10-6,具有三級濃度分帶,僅最高含量點與Pb有所偏差。Ag異常的面積為最大,達82.36km2;Pb異常面積為58.53km2,Cu、Zn異常面積為38km2及35.5km2。其正異常元素組合為Pb、Zn、Ag、Cd、As、Sb、Cu等親硫元素組合,強度較高,其中尤以Pb、Zn、Ag、Cd異常最為完整,出現了內中外三級濃度帶。As、Sb等前緣元素雖不及主成礦元素及伴生元素完整,但也較發育。親鐵元素往往形成負異常。上述元素的分布特徵,表明該礦已出露於地表,但剝蝕程度不深,還有較大延深。各元素高含量點分布基本一致,指示出該區具有良好的找礦前景。

三、化探方法技術運用

(一)工作方法

區域化探采樣介質為水系沉積物,密度為1點/4km2,粒級為-10~+80目,分析了39種元素或氧化物。通過系統的數據整理,在研究區發現了大量的地球化學異常區帶。在異常查證階段,採用地質路線追索、地化剖面測量、地質填圖、槽探揭露。後來又開展了1∶5萬化探普查工作。在對維寶鉛鋅礦四年的普查評價期間,通過槽探、鑽探,對礦體進行了初步控制。

(二)工作成果

1.區域化探異常的初步檢查

通過地化剖面對異常濃集中心進行了初步的控制,發現了主要礦體。其中Ⅱ號地化剖面上的40~52號樣點區間採集的4個樣,控制寬為120m;Pb含量均為1000×10-6、Ag均為3200×10-9;Cu最高含量為1169.5×10-6,次為509×10-6;Zn最高含量為27056×10-6,次為22677×10-6、9503×10-6、7091×10-6;Bi最高為149.3×10-6,次為113.6×10-6,對應岩性為含銅鉛鋅礦(化)的凝灰砂岩、凝灰質粉砂岩。

2.1∶5萬化探普查

根據2003年項目取得的初步成果,2004年5月新疆維吾爾自治區地質勘查專項資金項目管理辦公室決定在維寶鉛鋅礦周圍開展1∶5萬化探普查,由新疆地礦局物化探大隊實施。

1∶5萬化探普查是在維寶鉛鋅礦所在異常編號為Hs-17異常范圍內進行的。獲得的異常地球化學參數列於表4-2-2,異常剖析圖見圖4-2-4。

表4-2-2 Hs-17號異常1∶5萬地球化學普查參數表

注:Ag含量單位為10-9,其他含量單位均為10-6。表中Cu12、Pb17等的含義同表4-2-1中的解釋。

由表4-2-2和圖4-2-4可以看出,1∶5萬維寶化探異常主要以Cu、Pb、Zn、Ag為主成礦元素,並伴生W、Sn、Mo、Sb等元素異常。Cu、Pb、Zn、Ag元素異常具有三級濃度分帶,最高值依

次為163.4×10-6、415.3×10-6、762.6×10-6、2040×10-9

3.1∶1萬岩石地球化學剖面測量

礦區所做1∶1萬岩石地球化學剖面測量成果顯示,區內主要成礦元素Pb、Zn、Cu等主要在狼牙山組(Jxl)地層內富集,其中Pb最大值大於1000×10-6、Zn最大值為1403.7×10-6、Cu最大值為179.23×10-6、Ag最大值大於2000×10-6、Sn最大值大於30×10-6,對應岩性主要為透輝石綠簾石矽卡岩,其次在該組地層中的片岩、千枚岩亦具有相對較高的含量值。礦區採集的岩礦石樣中各元素在各地層岩性段中的含量列於表4-2-3~表4-2-6。

圖4-2-4 維寶鉛鋅礦1∶5萬化探異常剖析圖金含量單位10-9,其餘為10-6;地質圖例同圖4-2-1

表4-2-3 維寶礦區岩礦石樣銅元素特徵參數統計表

注:銅含量單位10-6

表4-2-4 維寶礦區岩礦石樣Pb元素特徵參數統計表

續表

注:鉛含量單位10-6

表4-2-5 維寶礦區岩礦石樣Zn元素特徵參數統計表

注:鋅含量單位為10-6

表4-2-6 維寶礦區岩礦石樣Ag元素特徵參數統計表

注:銀含量單位10-9

從以上各表可以看出,礦區狼牙山組(Jxl)矽卡岩中各元素含量均相對較高。狼牙山組沉積基底的白沙河組(Ar3Pt1b)地層內的片麻岩,亦具有相對較高的含量,含礦性好。特別是Cu、Ag具有較高的背景含量,該組岩石極有可能為維寶礦床各成礦元素的富集成礦提供了充足的物質來源。同時在礦體底板中各元素的含量明顯高於頂板。

四、驗證結果

1)通過普查工作,控制鉛鋅礦化帶長度在3000m左右,礦化蝕變帶寬為100~200m。經過礦區所施工的42條探槽(完成土石方8000m3)和15個鑽孔(總進尺4750m)驗證,初步圈定鉛鋅礦體21條,其中工業礦體14條,低品位礦體7條。鉛+鋅333級資源量為22.47萬t,鉛+鋅3341級資源量為38.96萬t,累計求得鉛+鋅資源量為61.43萬t。

2)求得伴生銅資源量1.7萬t,伴生銀資源量420t。

3)在維寶鉛鋅礦中部分礦體具有局部伴生稀散元素Cd、Ga、Se等,這為以後該礦床的綜合利用及野外地質找礦工作提供了新的思路和方向。

(本節供稿人:李愛民潘維良)

④ 遙感技術在新疆昆侖西部地區金礦資源評價中的應用研究

郭鴻洲楊清華

(航空物探遙感中心,北京100083)

新疆昆侖山地區蘊藏有豐富的礦產資源,但由於自然地理環境惡劣、交通不便,開展常規地質工作難度很大,致使該區礦產資源開發落後,尤其是金礦資源。為了使本區金礦資源開發與國民經濟高速發展相協調,我們開展了航天遙感技術金礦資源評價研究。

一、區域地質概況

研究區位於新疆昆侖山西部(圖1)。根據板塊構造理論,將西昆侖自北向南劃分為:塔里木板塊南緣活動帶、華南板塊、印度板塊北緣活動帶。上述構造單元在地形地貌上、岩性組合上、TM543遙感圖像特徵上均有明顯的差異。其中,塔里木板塊南緣活動帶以塔里木盆地邊緣為其北界、以康西瓦大斷裂(F2)為其南界,其主體以高山地貌為特徵,地層主要由元古界和古生界組成,在TM543圖像上呈淺藍色、黃褐色。其山前地帶由中、新生界組成,在TM543圖像上呈淺綠色;華南板塊以康西瓦大斷裂(F2)為其北界、以卡拉其古大斷裂(F3)為其南界,其地層主要由元古界變質岩,古生界志留系、泥盆系、石炭系、二疊系,中生界三疊系、侏羅系、白堊系組成,在TM543圖像上呈藍色、黃綠色,條帶狀影紋(主要反映平行排列的條狀山脈);印度板塊北緣活動帶以卡拉其古大斷裂(F3)為其北界、向南跨入印度境內,地貌上表現為高原上的丘陵、低山,平均海拔高度大於5000m。地層主要由中生界三疊系、侏羅系和白堊系組成。在TM543圖像上表現為藍色弧帶狀。

二、金礦(化)點及Au元素地球化學異常特徵分析

(一)金礦

研究區內Au元素化探異常比較多,但所發現的金礦還很少,在西昆侖木吉一帶有砂金礦開采。通過砂金礦點遙感影像特徵研究和化探資料分析,認為砂金礦主要與附近下志留統含金凝灰質粉砂岩、炭質千枚岩、炭質板岩的風化搬運堆積有關。下志留統在TM543圖像上呈近東西向條帶狀展布,野外調查證實上述條帶狀線性影像主要反映NWW290°壓扭性斷裂帶的存在,斷裂帶中含金石英脈比較發育。砂金礦點分布區在TM543圖像上有幾處環形影像顯示。這些環形影像主要反映其下部有隱伏岩體存在,隱伏岩體為成礦元素運移和富集提供了熱動力條件。

圖1研究區金礦資源成礦遠景區示意圖

1—國界;2—斷裂;F1為西昆侖山前大斷裂;F2為康西瓦大斷裂;F3為卡拉其古大斷裂;3—金礦資源遠景區:(1)烏孜別里山口—木吉金礦資源成礦遠景區;(2)葉爾羌河中游金礦資源成礦遠景區;(3)阿然保泰—卡拉其古金礦資源成礦遠景區;(4)明鐵蓋金礦資源成礦遠景區

(二)Au元素地球化學異常特徵分析

地球化學信息是指示找礦的最有效信息之一:它是各類元素活化、遷移、聚集特徵的客觀反映。成礦元素的地球化學異常可以揭示出與其成礦有關的控礦因素。通過研究區已有的部分地球化學資料分析,發現Au異常與As、Sb,U、Th異常關系密切。一般來講,Au異常位於As、Sb異常分布范圍之內或U、Th異常附近。由此可見,As、Sb,U、Th異常也可作為找金礦的指示標志。

通過對Au和指示找金元素地球化學異常相應地質體成礦特徵的研究,總結出與金礦成礦有關的一些因素,如:與金礦有關的地層主要為下元古界下部角閃岩相變質岩,中元古界長城系綠片岩相變質岩,志留系炭質板岩、千枚岩,石炭系中基性火山岩、含炭質碎屑岩,二疊系砂岩、火山碎屑沉積岩,侏羅系灰岩、粉砂岩,三疊系灰綠色砂岩、粉砂岩;與金礦有關的侵入岩主要為加里東晚期正長花崗岩,華力西中—晚期花崗岩,燕山期花崗岩;與金礦有關的構造主要為巨型弧形構造的轉折端,康西瓦、卡拉其古大斷裂與環形構造交切部位,或大斷裂與其次級斷裂交匯部位。

三、遙感影像異常特徵分析

通過區內部分金礦(化)點以及Au和指示找金元素地球化學異常區相應成礦有利因素分析,總結出如下與金礦成礦作用有關的地層、構造、侵入岩、礦化蝕變等因素的遙感影像異常特徵,以便進一步對全區進行遙感影像異常信息提取和金礦資源預測。

(一)地層影像特徵

1.下元古界下部角閃岩相變質岩在TM543圖像上呈暗黃色、黃褐色,紋理粗糙,羽狀水系發育,線性影像明顯。該地層主要分布於烏孜別里山口、葉爾羌河中游地帶。

2.中元古界長城系低綠片岩相變質岩在TM543圖像上呈黃褐色、黃色,紋理較粗,條帶狀影像明顯。該地層主要沿大斷裂分布。

3.志留系為一套淺變質的海相碳酸岩和碎屑岩,主要岩性為淺變質灰岩、硅質岩、粉砂岩、炭質板岩、千枚岩。在TM543圖像上呈淺灰、深灰相間的條帶狀影紋。該地層主要分布於烏孜別里山口、布倫口、喀拉湖、黑恰等地帶。

4.泥盆系下部為中—基性火山沉積岩,上部為陸相碎屑岩,碎屑岩中炭質含量很高,在TM543圖像上呈灰白色、灰色,細條狀影紋。該地層主要分布於恰爾隆、大紅柳灘地帶,其分布形態與區域構造線平行。

5.三疊系主要由泥質灰岩、炭質泥岩、炭質粉砂岩和炭質砂岩組成,在TM543圖像上以灰黑色為主,其間夾有灰色色調。在地貌上呈嶺谷相間平行排列。

(二)侵入岩影像特徵

1.加里東期偏鹼性花崗岩主要為正長花崗岩、二長花崗岩,它們大多沿斷裂構造帶分布(如:公格爾、庫地),其山體形態呈渾圓狀,地勢較低。在TM543圖像上呈淺黃色,影紋光滑。

2.華力西中、晚期花崗岩類侵入體極為發育,分布比較廣泛,具體岩性為花崗閃長岩、斜長花崗岩、花崗岩和正長花崗岩。岩體多位於高山山脊地帶,一般被冰川覆蓋,僅岩體邊部有出露,在TM543圖像上主要呈淺藍色,局部可見灰白色或淺黃色。

3.燕山期花崗岩類侵入體分布較為局限,僅見於研究區西南部明鐵蓋、紅其拉甫。岩體多位於雪線附近,在TM543圖像上呈淺藍色、淺黃色和淺灰色,其形態多呈圓形或橢圓形。

(三)構造影像特徵

地球化學異常信息不僅可以反映地表的地質信息,而且也能反映深部和控礦構造信息。深部信息是通過大斷裂將深部有關的元素,特別是成礦元素,遷移到地表反映出來的;控礦構造信息可以通過構造分布地段成礦元素的地球化學異常得到反映。

遙感圖像對構造反映非常清楚,如:線性構造、環形構造、構造破碎帶、韌性剪切帶等影像特徵都很明顯。根據Au元素地球化學異常分布特徵,認為與Au礦相關的構造是:①烏孜別里山口—木吉巨型弧形構造帶,在TM543圖像上呈近東西向條帶狀,並且環形影像特徵明顯。②康西瓦大斷裂在葉爾羌河中游地段分布,在TM543圖像上表現為大斷裂與多組方向(NW、NE、SN)次級斷裂交匯。③阿然保泰—卡拉其古構造帶,該構造帶位於卡拉其古—河尾灘大斷裂西側,在TM543圖像上呈NW向線性密集帶,帶寬為5~10km、延伸長一百多公里。④明鐵蓋構造帶,該構造帶在TM543圖像上近EW向帶狀影像明顯,同時可見多組環形影像。

(四)礦化蝕變影像特徵

與Au礦有關的礦化蝕變可以概括為熱液型和夕卡岩型。其中,熱液型金礦礦體主要賦存於構造破碎帶或構造韌性剪切帶中,因金礦常與硫化物伴生,那麼在含金構造帶中經常會出現褐鐵礦化、黃鐵鉀礬化蝕變現象,在TM543圖像上呈淺黃色或灰白色,通過TM5/TM7或TM5/TM4比值圖像處理可以對上述蝕變信息進行增強和自動識別。而夕卡岩型含金礦化體一般位於岩體與圍岩外接觸帶上,外接觸帶硅化、大理岩化發育,有時出現青磐岩化、角岩化。在TM543圖像上呈環帶狀淺黃色或灰白色色調影像。

四、金礦資源成礦遠景區

在全區遙感影像特徵分析和成礦有利信息提取的基礎上,圈定了與金礦成礦有關的地層、侵入岩、構造、礦化蝕變帶的分布范圍,通過Au元素和指示找金的As、Sb,U、Th元素地球化學異常的進一步評價,預測出4個金礦資源成礦遠景區(見圖1)。

(一)烏孜別里山口—木吉金礦資源成礦遠景區

該成礦遠景區位於研究區西北部,即西昆侖弧形構造帶最彎曲部位。在TM543圖像上有一條長100多公里、寬5km左右的NWW向構造帶顯示,野外檢查證實為一條構造片理化帶,其中發現一段長10餘公里、寬1km的糜棱岩帶,帶內有含金石英脈存在。地層主要為與金礦成礦有關的志留系炭質千枚岩、炭質板岩、粉砂岩,在TM543圖像上呈灰、灰白色調,條帶狀影紋。侵入岩為華力西中—晚期花崗閃長岩、花崗岩,岩體附近偉晶岩脈、石英脈非常發育,根據TM543圖像上的環形影像特徵推測該地段有大量的隱伏岩體存在,這些隱伏岩體為礦化物質的活化、富集提供了良好的熱動力條件。

該成礦遠景區Au、As元素化探異常分布集中,沿上述構造片理化帶Au元素化探異常平均值達12.4×10-9,其中有已知金礦(化)點存在,並且新發現了數條含金石英脈。

(二)葉爾羌河中游金礦資源成礦遠景區

該成礦遠景區位於研究區北部葉爾羌河中游地帶,即康西瓦大斷裂NW向分布段北側。在TM543圖像上有數條與康西瓦大斷裂平行的次級斷裂,而且NNW向的次級斷裂也很發育。出露的地層主要有與金礦有關的下元古界下部角閃岩相變質岩,中元古界長城系低綠片岩相變質岩,志留系淺變質的海相碳酸岩和碎屑岩;侵入岩為華力西期花崗閃長岩、花崗岩、正長花崗岩。岩體與圍岩外接觸帶蝕變特徵明顯,在遙感圖像上呈帶狀黃白色色調,其色調異常區常伴有Au、As、Sb或Cu、Pb、Zn元素化探異常存在,而U、Th元素化探異常與花崗岩侵入體分布范圍相近;受康西瓦大斷裂控制的下元古界、中元古界變質岩分布地帶,岩石礦化蝕變現象明顯,其中有含金石英脈存在。上述地帶在TM543圖像上呈條帶狀青灰色色調,帶長20~30km、寬5km,主要反映了構造擠壓和熱液蝕變作用比較強烈,在該構造帶中發現了含金或含銅石英脈。

(三)阿然保泰—卡拉其古金礦資源成礦遠景區

該遠景區位於塔什庫爾干縣西部,即卡拉其古—河尾灘大斷裂西側。在TM543圖像上有數條NW向的線性構造組成的斷裂束,斷裂束長近百公里、寬5~10km,該斷裂束分布地段所出露的地層為志留系淺變質灰岩、粉砂岩、砂岩、炭質板岩、炭質千枚岩,二疊系灰岩、砂岩夾火山沉積岩,侏羅系灰岩、砂岩、粉砂岩。由斷裂束組成的構造帶在TM543圖像上常伴有淺色調影像異常出現。野外證實上述淺色調異常是由構造帶中岩石破碎和不均勻硅化、絹雲母化、高嶺土化、碳酸鹽化引起的。U、Th元素化探異常和環形影像表明:該構造帶及其附近隱伏的花崗岩比較發育。這些隱伏岩體為成礦元素的活化和富集提供極有利條件。可以認為本區具有破碎蝕變岩型、含金石英脈型金礦成礦遠景。

(四)明鐵蓋金礦資源成礦遠景區

該遠景區位於研究區西南部,即卡拉其古西部明鐵蓋一帶。出露地層主要為下二疊統黑色砂岩、粉砂岩、板岩及中酸性火山岩,該地層分布地段有多處Au元素化探異常。岩漿岩主要為燕山期花崗岩,岩體與圍岩外接觸帶在TM543圖像上呈環帶狀淺灰色色調。構造主要為NNE、NNW及近EW向的小型斷裂,在TM543圖像上表現為由這些斷裂組成的近東西向的構造帶,帶寬為10km左右、長60多公里,帶內褐鐵礦化蝕變影像特徵明顯,同時也有Au元素化探異常信息反映。野外驗證發現構造帶內有強烈的片理化、硅化、褐鐵礦化,其中褐鐵礦化石英脈比較發育,對石英脈取樣化學分析金質量分數在80×10-9以上。

五、結論

在研究區金礦成礦條件分析的基礎上,總結了與金礦成礦條件有關的遙感影像特徵。通過成礦遙感影像信息提取,預測了4個金礦成礦遠景區。這些遠景區成礦條件優越,影像顯示礦化規模大,有已知金礦(化)點存在或化探異常反映,野外驗證新發現一些含金礦化體。根據研究區金礦成礦遠景區的分布情況,可以初步斷定西昆侖金礦資源豐富,有必要進行深入的地質勘探工作。

參考文獻

1.新疆地質礦產局,新疆維吾爾自治區區域地質志.北京:地質出版社,1993

2.丁道桂等,西昆侖造山帶與盆地.北京:地質出版社,1996

3.沈陽地質礦產研究所.中國金礦主要類型及找礦方向與找礦方法文集.北京:地質出版社,1994

THE APPLICATION OF REMOTE SENSING TECHNIQUE TO THE EVALUATION OF GOLD MINERAL RESOURCES IN KUNLUN MOUNTAINS, XINJIANG

Guo Hongzhou,Yang Qinghua

(Aerogeophysical Survey and Remote-Sensing Center,Beijing 100083)

Abstract

This paper established the interpretation features of remote sensing image related to gold metallogenic conditions through the study of metallogenic conditions of some known gold deposits in western part of Kunlun Mountains,Xinjiang.On such a basis,the authors extracted the metallogenic information from TM543 image,predicted some prospect areas for gold exploration,and made preliminary evaluation of gold mineral resources in the study area.

⑤ 新疆阿舍勒銅鋅礦礦床特徵及典型實物標本採集

史維鑫 劉曉文 沈迪

(國土資源實物地質資料中心)

摘要 國土資源實物地質資料中心在新疆阿舍勒銅鋅礦的37個采樣點採集了74塊標本,同時採集了一塊大型礦石標本,收集了相關的成果資料、原始資料、影像資料。本文介紹了礦床的地質背景,總結了標本採集方法。

關鍵詞 新疆;阿舍勒銅鋅礦;標本;採集

國土資源實物地質資料中心為做實建強國家實物地質資料館藏機構,加強館藏實物地質資料積累,逐步開展了系列標本的採集工作。根據中國地質調查局「十二五」期間戰略找礦行動部署,在19個成礦區(帶)47個整裝勘查區范圍內,針對在成礦模式、成礦規律等方面研究程度較高的大中型礦床進行反復篩選,最終選定了20個礦床作為2012年典型礦床實物標本的採集對象。阿舍勒銅鋅礦是選定的採集對象之一,該礦床是我國最為典型的VMS型礦床,也是全國最富的VMS型礦床,無論是在礦床類型上還是規模上都具有典型性和代表性。筆者在阿舍勒銅鋅礦礦區的37個采樣點採集了74塊系列標本,通過本文總結標本採集依據及採集成果,對其他類型礦床系列標本的採集技術方法有一定意義和參考價值。

一、礦床地質背景與礦床成因

新疆阿舍勒銅鋅礦位於新疆哈巴河縣,礦區距哈巴河縣北西30km,地理坐標為東經86°20′40″,北緯48°17′10″。1986年新疆地質礦產局第四地質大隊發現了阿舍勒銅礦,1992年經詳細探明為一座大型有色金屬礦床[1],在5km×5.2km范圍內已發現礦化蝕變帶14條,阿舍勒銅鋅礦床產於Ⅰ號礦化蝕變帶中。

1.地層

礦區內出露中泥盆統阿舍勒組和上泥盆統其也組。

中泥盆統阿舍勒組自下而上分為3個岩性段:第一岩性段以流紋質凝灰岩為主;第二岩性段以玄武岩及凝灰岩為主;第三岩性段為玄武岩、流紋岩及凝灰岩的互層。

上泥盆統其也組分為3個岩性段。第一岩性段主要為英安質集塊岩、英安質角礫凝灰岩;第二岩性段為凝灰質礫岩、凝灰質砂岩、安山質火山角礫岩等;第三岩性段為枕狀玄武岩、凝灰岩、安山岩。

2.構造

礦區構造為復背斜,呈緊閉線型、向西倒轉、向東陡傾的同斜疊瓦式倒轉褶皺。Ⅰ號礦床產於向北傾伏的4號倒轉向斜中。主要斷裂呈近SN走向,多系褶皺後期生成。

3.岩漿岩

岩漿活動以火山噴發為主,潛火山岩發育,主要類型有潛安山玢岩、潛玄武安山岩、潛英安斑岩、潛石英鈉長斑岩、石英閃長岩、閃長玢岩等。

4.礦體及礦石特徵

阿舍勒一號銅礦床產於Ⅰ號礦化蝕變帶中。一號礦床由4個礦體組成,主礦體(1號)為隱伏礦體,呈似層狀或大透鏡體狀,與地層整合產出,同步褶皺。礦體呈SN向展布,水平斷面呈月牙形,垂直斷面呈魚鉤狀。礦體向NNE向側伏,側伏角45°~65°。

阿舍勒銅礦床礦石礦物較復雜,以黃鐵礦數量最大,貫穿於成礦作用的始終。礦石自然類型以原生硫化物礦石為主,氧化礦石、混合礦石少;原生礦石礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦,次為方鉛礦、鋅砷黝銅礦和含銀鋅銻黝銅礦;主要脈石礦物為石英、絹(白)雲母、綠泥石和重晶石等。

5.圍岩蝕變與分帶

阿舍勒礦區蝕變主要發育在塊狀硫化物礦層之下,與細脈浸染狀和網脈浸染狀礦體相伴,它們與含礦流體對圍岩的滲濾和交代作有關。蝕變類型有硅化(次生石英岩化)、鈉長石化、黃鐵礦化、重晶石化、碳酸鹽化、高嶺石化及碳酸鹽化等。

6.礦床成因

阿舍勒銅鋅礦賦存於中泥盆統阿舍勒組火山沉積岩系中,礦區發育鐵碧玉、重晶石、次生石英岩等噴氣岩;礦石類型為黃鐵礦礦石、含銅黃鐵礦礦石、銅鋅黃鐵礦礦石、多金屬重晶石礦石等,並具有分帶性。礦體具有雙層結構,上部為似層狀塊狀硫化物礦石,下部為浸染狀硫化物組成的脈狀-網脈狀礦體,層狀塊狀硫化物礦體過渡到浸染狀礦體,網脈狀和浸染狀礦石所在地往往是火山噴氣通道。熱液蝕變圍繞礦體不均勻分布,一般下盤蝕變強烈,空間上主要發育於噴流系統和礦體底板及補給體系形成的蝕變岩筒內。礦化以銅為主,主要伴生鋅時成為銅鋅礦。這些特徵表明阿舍勒銅鋅礦為火山岩容礦的塊狀硫化物型礦床(VMS),此類型礦床又被稱為火山岩容礦的海底噴氣沉積型、火山岩型塊狀硫化物礦床或海相火山岩塊狀硫化物型礦床。

二、典型礦床實物標本採集技術要求

1.岩(礦)石系列標本採集技術要求

1)含礦岩系的主要岩石類型,一般只採1~3種即可。

2)礦床的主要礦石,按礦石類型採集,可以按照礦石的結構構造、礦物成分、含礦品位的不同分類採集。

3)不同層位的礦體要分別採集。

4)厚大礦體,可以在採集面上連續採集從礦體到圍岩的系列標本,並作簡要的採集剖面圖,以記錄標本的採集位置。

5)採集礦體與圍岩接觸帶的反映成礦作用的蝕變岩與成礦作用有明顯關系的侵入岩岩體。

6)標本規格一般為8cm×10cm×12cm,一個采點要求採集兩塊相同類型的標本。

7)同一個礦床做系統編號,每塊標本分別編號,刷漆、標注在標本上。每塊標本的採集位置,都要標注在開採的巷道圖或地質圖上。

2.大標本採集技術要求

大標本的採集一般位於主采礦層內,其含礦品位較高、礦石類型典型性和代表性較強;採集的大標本要堅固完整,標本內部不存在明顯的裂紋;規格根據採集的能力和條件而定,盡可能大,一般坑道採集的規格(長×寬×高)不小於1m×1m×0.6m,露天採集的規格不小於2m×2m×1m。

三、採集成果

1.標本採集數量

通過對阿舍勒銅鋅礦的成礦地質特徵進行深入分析後,根據礦區含礦火山岩系的類型、潛火山岩的岩石類型、礦體直接圍岩、熱液蝕變、反映噴流沉積特徵的證據等進行標本採集。此次工作採集大標本1塊,在37個采樣點採集系列小標本74塊(每個采樣點採集相同類型標本2塊)。

2.標本種類

選擇阿舍勒組和齊也組採集火山岩標本;在礦區東部和南部採集潛火山岩標本;在Ⅰ號蝕變帶和Ⅱ號蝕變帶採集圍岩蝕變標本;在1號主礦體不同中段和部位採集礦石標本;在1號主礦體上採集大型標本。

3.標本類型

在37個采樣點中,採集中泥盆統阿舍勒組含礦火山岩3種,每種2塊,主要岩性為含角礫凝灰岩、玄武岩(礦體直接圍岩)、玄武岩。上泥盆統齊也組採集標本1種2塊,岩性為火山角礫岩。

採集反映成礦特徵的噴氣岩5種,每種2塊,包括鐵碧玉(圖1,圖2)、條帶狀重晶石、重晶石脈(圖3)、塊狀重晶石岩、褐鐵礦化次生石英岩。採集潛火山岩8種,每種2塊,包括柱狀節理安山玄武岩(圖4,圖5)、安山玄武岩(圖6)、潛英安岩、細粒斑狀石英閃長岩、石英閃長玢岩和安山玢岩(圖7,圖8)。

圖1 鐵碧玉

圖2 ASL-1 鐵碧玉薄片顯微圖像

圖3 重晶石脈

圖4 安山玄武岩

採集構造岩及蝕變岩9種,每種2塊,岩性包括糜棱岩化絹雲母化潛英安岩、片理化強絹英岩化流紋岩(圖9至圖11)、絹雲長英質千枚岩、硅化褐鐵礦化流紋岩、礦化凝灰岩、鐵帽、褐鐵礦化潛英安岩和含綠簾石石英脈。

圖5 ASL-4 安山玄武岩薄片顯微圖像

圖6 安山玄武岩

圖7 安山玢岩

圖8 片理化流紋岩

圖9 ASL-18 安山玢岩薄片顯微圖像

圖10 片理化強絹英岩化流紋岩

採集含方解石石英脈礦石11種,每種2塊,岩性為層紋狀含銅鋅的黃鐵礦礦石、條紋狀含方鉛礦黃銅礦黃鐵礦礦石、條帶狀含黃銅礦黃鐵礦礦石、條帶狀硅化含黃銅礦方鉛礦黃鐵礦礦石、緻密塊狀含銅黃鐵礦礦石、緻密塊狀含黃鐵礦黃銅礦方鉛礦礦石、緻密塊狀黃銅礦黃鐵礦礦石(圖12)、硅化稠密浸染狀黃銅礦黃鐵礦礦石、硅化稠密浸染狀黃銅礦黃鐵礦礦石、硅化含銅的脈狀黃鐵礦礦石及含礦石英脈。

此次採集的74塊系列標本和1塊大型標本基本上反映了中泥盆統阿舍勒組和上泥盆統齊也組含礦火山岩系、潛火山岩、噴氣岩、構造岩、蝕變岩和礦石特徵,特別是噴氣岩(鐵碧玉、重晶石和次生石英岩)可以反映礦床成因。其中所採集的礦石標本基本上反映了礦床的礦化特徵,層紋狀、條紋狀、條帶狀、緻密塊狀構造的礦石反映了礦化的沉積特徵;硅化、稠密浸染狀、脈狀構造礦石反映了成礦的熱液特徵,即採集的礦石標本反映了礦化的雙層結構。所采標本可以表明阿舍勒銅鋅礦為以火山岩為容礦圍岩的塊狀硫化物礦床,即VHMS型礦床。

圖11 ASL-9 片理化強絹英岩化流紋岩薄片顯微圖像

圖12 緻密塊狀礦石

此次採集大型標本1塊,采自1號主礦體750m中段,為緻密塊狀黃銅礦黃鐵礦礦石。新鮮面呈黃白色,緻密塊狀構造,自形-半自形晶粒結構、他形晶粒結構。礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦,次為黃銅礦,少量閃鋅礦等。非金屬礦物為石英、重晶石、方解石、長石等。礦石Cu品位為3%~4%,S為20%~30%。

4.收集的相關資料

收集的相關資料主要包括與實物密切相關的成果資料、原始資料及影像資料;這些資料說明實物的來源與地質特徵,反映礦區地質礦產條件;此次收集的資料包括標注采樣位置的礦區地質圖、采樣登記表、岩礦鑒定報告及樣品照片等,具體名稱及數量見表1。採集的實物標本地質特徵見表2。

表1 收集的相關資料

表2 新疆阿舍勒銅鋅礦系列標本地質特徵

續表

續表

續表

續表

四、結論

1)本次典型礦床實物標本的採集,共採集74塊岩(礦)石標本、1塊大標本,並收集了相關的地質資料,每塊標本採集點位記錄准確,描述規范,可以滿足科學研究需要。

2)採集的礦床岩(礦)石標本包括與成礦作用密切相關的含礦火山岩系、蝕變岩、主要礦石類型等,能夠全面反映礦床地質特徵,具有代表性、系統性、典型性。

3)塊狀硫化物型礦床標本採集時需要重點考慮礦床的成因類型,鐵碧玉、重晶石和次生石英岩這些可以反映礦床成因的噴氣岩標本也是採集的重點。

4)本次典型礦床實物標本採集可以為其他類型典型礦床標本採集提供一定的參考,也可以為完善典型礦床標本採集技術要求提供一定的依據。

參考文獻

[1]李社平.2011.新疆阿舍勒銅礦區一號銅鋅礦床地質特徵與深部找礦預測[J].新疆有色金屬,04.

⑥ 新疆東天山彩霞山鉛鋅礦

彩霞山鉛鋅礦田位於新疆東天山覺羅塔格山系東南緣、鄯善縣城東南約160km處。區內已經發現的鉛鋅礦床(點)有彩霞山、西霞、赤嶺、長青山等。在礦床(點)的發現和勘查評價過程中,乾旱荒漠景觀區區域地球化學勘查、化探異常特徵及查證、礦床原生暈測量方法等起到了關鍵作用。

一、礦區地質背景

彩霞山鉛鋅礦帶各礦床(點)賦礦地層均為青白口系卡瓦布拉克組第一岩性段(圖4-4-1),區域上斷裂、褶皺構造發育,岩漿活動強烈,動力變質作用普遍發育。

彩霞山鉛鋅礦大地構造位置屬塔里木板塊北緣活動帶卡瓦布拉克—星星峽中間地塊,北界為阿其克庫都克區域性斷裂。成礦單元劃歸為古亞洲成礦域塔里木成礦省塔里木板塊北緣(復合島弧帶)成礦帶卡瓦布拉克-星星峽(地塊)Fe-Pb-Zn-Ag-Cu-Ni-Cr-V-Ti-白雲母礦帶。

礦區地層以青白口系卡瓦布拉克組第一段為主體,為一套淺海相正常沉積碎屑岩夾碳酸鹽岩,走向近東西,南傾。礦體產於其第一層的互層狀粉砂岩、硅質岩、泥岩夾透鏡狀白雲質大理岩之中,容礦岩性為白雲質大理岩、角礫狀硅化粉砂岩(圖4-4-2)。礦區內石炭紀鈣鹼性侵入岩發育,岩石類型為閃長岩、石英閃長岩,成因類型為I型或同熔型,屬造山帶構造環境。礦區內軸向近東西向的倒轉背斜控制了含礦層位展布,近東西向走向的斷裂作用形成的角礫岩帶、碎屑岩與大理岩接觸帶或二者的復合部位是礦體儲存的有利空間。礦區變質作用主要為低綠片岩相區域性變質,宏觀上變質相帶屬低綠片岩相綠泥石帶;沿斷裂帶發育動力變質的糜棱岩、角礫岩帶;在礦區北部可見少量以二輝麻粒岩為主及長英質變粒岩、堇青石角閃石片岩組成的麻粒岩相殘留體。

圖4-4-1 東天山彩霞山鉛鋅礦帶1∶20萬化探異常剖析圖

圖4-4-2 彩霞山鉛鋅礦田1∶5萬化探異常剖析圖

礦區內目前發現5個鉛鋅礦化蝕變帶,按一般工業指標圈定115個鉛鋅礦體。礦體近EW—NEE向走向,呈透鏡狀、脈狀、似層狀與地層產狀協調產出;南傾,傾角60°~85°;長數十米至600m,寬1~38m,傾向延伸100~700m。礦體Zn品位2.39%~3.46%,Pb品位0.55%~1.38%,鋅鉛比約為4。礦石類型為磁黃鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦白雲質大理岩與角礫狀方鉛礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦粉砂岩。

通過普查—詳查工作,鋅金屬資源量達到超大型規模、鉛金屬資源量達到大型規模。礦床成因類型為碎屑岩-碳酸鹽岩容礦的後生沉積-熱液改造型礦床(密西西比河谷型,MVT型)。其他幾個礦點目前地質勘查工作程度較低,具有很大的找礦前景。

二、地球化學勘查技術方法運用

(一)地球化學景觀

研究區地形起伏不大,海拔1100~1176m,相對高差一般在數米至數十米。微地貌形態以坡度緩、比高小的孤立殘山和壟崗狀地形最為發育,其次為干溝和窪地。

本區屬典型大陸性氣候,降水稀少,四季乾燥,冬季寒冷,夏季酷熱,春季多風,日夜溫差大。年平均降水量為10~25mm,年蒸發量為3000~4000mm。在強烈的蒸發、蒸騰作用下,在淺表土壤層形成厚度達20~50cm的膏岩層,成為常規地球化學勘查中難以逾越的鹼性地球化學障。同時,礦區位於塔里木盆地北緣,風成沙、風成黃土發育。研究區地球化學景觀屬典型的乾旱荒漠區。

(二)勘查技術方法

根據景觀地球化學條件和特徵,研究區開展1∶20萬、1∶5萬、1∶1萬地球化學勘查的技術方法如下:采樣介質為岩屑,采樣粒級為-5~+20目。其中,1∶20萬區域化探采樣密度為1點/km2,單樣分析。1∶5萬化探普查采樣密度8點/km2,採用線距為500m、點距為250m網格法采樣,單樣分析;1∶5萬岩屑樣品,採用多點連續採集(一般為點間100m范圍內)。由於區內以物理風化為主,樣點間采樣范圍切不可過小甚至單點采樣。1∶1萬~1∶2萬大比例尺化探多用於化探異常查證階段,以剖面法為主。比例尺為1∶1萬時,采樣間距為40m,異常區加密至20m,采樣點間連續篩取。礦床地球化學研究採用岩石測量,在地表勘探線剖面和鑽探(坑探)工程中採取,采樣間距為5~10m,點間連續揀碎塊組合而成。

三、地球化學特徵

(一)區域地球化學特徵

研究區地球化學分區可歸為玉西-鉛爐子Cu、Pb、Zn、Cd、Ag、Au、Sn、W、Mo、Mn異常區,元素組合為Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb、Hg、Cd、Mn、Sr;W、Sn、Mo、Bi、Be、F、B;Cr、Ni、Co、V、Ti。成礦元素為Cu、Pb、Zn、Cd、Ag、Au、Sn、W、Mo、Mn。主要異常帶為卡瓦布拉克-阿拉塔格Cu、Pb、Zn、Cr、Ni異常帶。

(二)區域岩石地球化學特徵

依據1∶20萬化探成果(陝西省地質礦產局物化探隊,1994年),研究區元古宇地層的元素背景特徵如下。

長城系星星峽群。Pb、Bi、Sn、U、Zr、Y、CaO,接近地殼克拉克值呈背景分布;Be、Th、K2O、As、B、Ba、Na2O、Al2O3、SiO2,均高於地殼克拉克值相對富集;Ag、Sb、W、Mo、Cd、MgO、Fe2O3等,低於克拉克值,相對較貧乏;Au、Cu、Zn、Hg、Nb、Cr、Co、Ni、P、Ti、V、Mn等,遠低於克拉克值,相對貧乏。

薊縣系(礦區釐定為青白口系)卡瓦布拉克群。Pb、Bi、Sn、U、Zr、Y、MgO接近地殼克拉克值,呈背景特徵;Be、Th、K2O、CaO、Na2O、Al2O3、As、B、Ba、SiO2均高於地殼克拉克值,相對富集和較強富集;Ag、Sb、W、Mo、Li、La、Sr、F、Cd、MgO、Fe2O3低於地殼克拉克值,相對較貧乏;Au、Cu、Zn、Hg、Nb、Cr、Co、Ni、P、Ti、V、Mn,遠低於地殼克拉克值,相對貧乏。

岩漿岩以富集K2O、Na2O、Al2O3、SiO2、B、Ba、As,貧乏Au和硫化礦床典型元素及鐵族元素為主要特徵。

(三)區域地球化學異常特徵

彩霞山鉛鋅礦帶1∶20萬化探綜合異常面積約52km2,呈近東西向面狀分布,與區域構造走向基本一致。異常元素組合為Zn、Pb、Ag、Au、Cu、Cr。其中Zn、Pb、Au、Ag異常套合很好,Cr、Cu異常與其局部套合(圖4-4-1)。Pb異常面積為8km2,平均值為57.3×10-6,最高值達90.6×10-6;Zn異常面積為8km2,平均值為105×10-6,最高值達129×10-6;Cu異常面積為24km2,平均值為39.7×10-6,最高值為45.2×10-6;Au異常面積為32km2,平均值為2.36×10-9,最高值達8.18×10-9;Ag為單點異常,面積4km2,平均值為85.0×10-9

(四)礦田地球化學特徵

1.元素分布

通過對研究區1∶5萬化探資料統計,中低溫元素在區內地層中有不同程度的富集,而侵入岩則呈背景或分散狀態(表4-4-1)。其中,青白口系卡瓦布拉克組第一段除Ag呈背景分布外,其他元素均呈富集狀態,變化系數大於1的元素為Cu、Pb、Zn、Sb、Bi、Hg,顯示了良好的中低溫元素成礦背景。卡瓦布拉克組第二段富集元素Hg、Au、Bi、Ni,其他元素呈背景或弱富集分布,變化系數大於1的元素有Sb、Bi、Au。

表4-4-1 研究區1∶5萬化探地球化學參數統計表

注:Au、Ag、Hg含量10-9,其他為10-6。x為平均值,δ為均方差,Cv為變化系數,k為富集系數=x/區域背景值。

(引自《新疆東天山彩霞山—金灘一帶靶區優選及資源潛力評價報告》,2003年3月。)

2.元素組合及相關性分析

根據元素聚類分析參數(表4-4-2)和譜系分析,區內元素組合為Pb-Zn-Hg-Ag-Mn-Cu,Au-As-Sb-Bi,Co-Ni。

表4-4-2 研究區元素聚類分析參數表

(引自《新疆東天山彩霞山—金灘一帶靶區優選及資源潛力評價報告》,2003年3月。)

從表4-4-2可知,Pb、Zn、Hg、Ag、Cu、Mn相關性好,以Pb、Zn為找礦目標礦種,Cu、Mn礦物具有直接找礦指示作用。根據Mn元素化學性質,在熱液降溫過程中,Mn2+與S有極大的親合力,硫化物中伴有高含量的Mn,在中低溫熱液型鉛鋅礦上部往往出現硫化物較發育的錳帽。在彩霞山鉛鋅礦床發現評價過程中,地表鐵錳富集氧化形成「紅化帶」具有很強的指示意義。

Co、Ni套合較好,二者結合反映兩種情況。一是其典型的幔源型元素特徵的反映,顯示可能有基性-超基性岩出露的地質背景特徵,具有尋找Cu、Cr、Co、Ni礦的意義。二是反映在岩漿作用晚期,它們遷出明顯,且可能伴有偉晶岩化作用及成礦。

3.礦田地球化學異常特徵

彩霞山鉛鋅礦田1∶5萬化探異常面積9km2,呈近東西向不規則狀展布,展布方向基本與構造線方向吻合。元素組合為Pb、Zn、Hg、Sb、Au、As,其中Pb、Zn為主成礦元素,Sb、Au為伴生有益元素,Hg、As為找礦間接指示元素。Pb、Zn、Au、Hg、Sb具三級濃度分帶,極大值為Pb772.90×10-6、Zn1773.35×10-6、Au12.40×10-9、Hg386.20×10-9、Sb7.05×10-6,異常平均值為Pb74.94×10-6、Zn272.53×10-6、Au5.12×10-9、Hg56.88×10-9、Sb1.79×10-6。單元素異常面積為Pb6.00km2、Zn4.75km2、Au4.50km2、Hg3.00km2、Sb3.75km2,襯度均大於3,具較強的富集特徵。異常剖析圖顯示,Pb、Zn、Hg、Au均有一強一弱兩個濃集中心十分吻合,且對應於出露的彩霞山鉛鋅礦Ⅰ、Ⅱ兩個礦脈。As、Sb濃集中心不明顯,高值點與上述四個元素套合,但異常主體南移,與Au異常的外帶重疊。Ag、Mn異常較弱,與主成礦元素部分重疊、主體南移。

(五)礦床地球化學特徵

1.元素富集特徵

統計彩霞山鉛鋅礦床岩石樣分析結果發現(表4-4-3、圖4-4-3),含礦地層明顯富集礦化元素及其指示元素(Cu除外),尤其是賦礦的白雲質大理岩中Pb、Zn元素富集強烈,顯示了其成礦物質來源的特徵。不含礦的石英砂岩和岩漿岩中,元素則為背景分布。

表4-4-3 礦區內岩石樣分析結果統計表

續表

注:銀含量單位10-9,其餘10-6

圖4-4-3 彩霞山鉛鋅礦Ⅱ號脈33線綜合剖面圖

圖4-4-4 Ⅰ號脈岩石測量點群分析譜系圖

2. 原生暈元素組合以 r =0. 2 ( 圖 4 -4 -4) 元素組合劃分為 As、Sb 、Pb、Zn、 Au、 Ag—Cu、 Bi、 Mo、 Co、 Ni、 Sn—Mn 3組。前兩組元素組合反映了礦區成礦過程中隨溫度的變化,與成礦活動有關的元素橫向分帶和軸向分帶的特徵。

3. 礦體原生暈特徵

從礦體地表原生暈分布 ( 圖 4 - 4 - 5) 可以看出,主成礦元素 Pb、Zn 與地表礦體套合很好; Ag、Au、Sb異常與 Pb、Zn 套合; As 異常略有北移,Cu、Bi 異常發育於礦體兩側; Sn、Co、Ni 異常較為遠離礦體,主要發育於礦體的南側。

從Ⅰ號脈 24 勘探線剖面原生暈異常圖 ( 圖 4 - 4 - 6) 可以看出,Pb、Zn、Sb、Ag 異常相互套合; As、Au 異常相互套合且位於主成礦元素異常的偏上部; Sn、Cu 異常向礦體兩側有所位移; Bi 元素異常均位於主成礦元素的下部。

圖4-4-5 彩霞山鉛礦床Ⅰ號脈地表原生暈異常圖AU、Ag含量單位10-9,其餘單位為10-6

圖4-4-6 彩霞山鉛礦床Ⅰ號脈24勘探線原生暈異常圖AU、Ag含量單位10-9,其餘單位為10-6

4.元素分帶特徵

橫向分帶。礦體原生暈橫向分帶總體特徵表現為主成礦元素、礦上元素異常相互重疊,高溫元素分布於礦體兩側。從礦體地表原生暈異常可以大致總結出,元素橫向分帶從礦體中心向兩側依次為:Pb、Zn、Ag、Au、Sb—As、Cu—Sn、Bi。

軸向分帶。從24勘探線的原生暈異常來看,礦體原生暈軸向分帶由上往下為:As、Au、Cu—Pb、Zn、Ag、Sb—Sn、Bi,其中As、Au、Cu為礦體前緣暈,Pb、Zn、Ag、Sb為礦體暈,Sn、Bi為尾暈。

初步總結綵霞山礦床地球化學理想模式如圖4-4-7所示。

圖4-4-7 彩霞山鉛鋅礦床理想地球物理、地球化學模式圖

四、找礦應用及找礦效果

(一)圈定成礦有利地區

據已有文獻,東天山乾旱荒漠區1∶20萬岩屑測量結果主要反映了多金屬成礦帶和元素富集帶;能有效揭示區域地球化學變化和濃集特徵,初步判斷目標礦種;元素高背景區和異常集中區可宏觀劃分成礦有利地區。

(二)圈定找礦靶區

對於區域化探綜合異常分布區,在綜合研究成礦規律的基礎上,開展1∶5萬岩屑測量,進一步圈定找礦靶區。該階段是發現彩霞山鉛鋅礦床和礦帶的關鍵環節。

近年來,中天山東段的星星峽一帶,在1∶5萬岩屑測量成果的基礎上,通過異常查證和找礦,也先後發現了中型規模的沙泉子、宏遠等鉛鋅礦和多處鉛鋅礦化線索,形成了與彩霞山礦帶特徵類似的鉛鋅找礦帶,進一步佐證了岩屑測量方法在圈定找礦靶區中的科學性、重要性和可行性。

(三)發現礦床階段

針對1∶5萬化探所圈定的找礦靶區,查證方法採用1∶1萬地質與地球化學剖面岩石測量輔以槽探工程揭露。根據剖面上主成礦元素、伴生元素和指示元素富集疊加地段,結合Pb、Zn元素親硫親氧性、Zn元素親鐵性、鐵錳共生性等特性,並結合礦體經次生作用和氧化作用,在地表所形成肉眼易識別的鉛鋅礦化蝕變「紅化帶」和「黃化帶」(黃鉀鐵礬化),直接發現了彩霞山鉛鋅礦Ⅰ、Ⅱ號礦脈。

在彩霞山礦床勘查過程中,總結了「彩霞山式」鉛鋅礦的找礦標志,富鎂碳酸鹽岩與Pb-Zn-Ag-As-Sb等元素富集地段與重力異常套合部位是尋找該類鉛鋅礦床的有利地段。彩霞山Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號礦脈就是根據這一找礦模式發現的。

(四)深部找礦階段

利用礦床原生暈測量獲得的元素組合、元素分帶及其濃集疊加關系,能很好地判別深部找礦的方向,還可以藉此特徵判斷礦(化)帶走向上的側伏規律。近年來,利用礦床原生暈測量的異常特徵,在彩霞山礦帶及其深部開展找礦,取得了很好的成效。

由於鋅的次生、氧化淋濾作用,地表貧化嚴重,多富集於混合帶;而彩霞山一帶鉛鋅礦主成礦元素又以Zn為主。因此,最後確定礦床(點)是否具有工業意義的重要環節是鑽探驗證。在彩霞山礦田最早發現Ⅰ號礦脈時,地表主要為鉛鋅礦化,難以圈定鉛鋅工業礦體,經鑽探驗證後才確定其工業價值和大型規模的金屬資源量。

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(本節供稿人:彭明興左瓊華梁廣林王志孫海懷)

⑦ 新疆土屋-延東斑岩銅礦區成礦時代與構造活動的裂變徑跡分析

一、引言

新疆土屋-延東斑岩銅礦被認為是新疆找礦工作的重要突破,先後已有大量工作投入,公開發表的研究成果亦較多。然而,對於成礦時代及其與構造活動的關系,尚有諸多爭議,特別是關於成礦時代問題,認識分歧較大。芮宗瑤等(2002)獲得含礦斑岩(斜長花崗斑岩)Rb-Sr等時線和單顆粒鋯石U-Pb同位素年齡為369~356Ma,屬於泥盆紀末期產物;含礦火山岩Sm-Nd等時線和單顆粒鋯石U-Pb法同位素年齡變化於416~360Ma,屬於泥盆紀;礦石中輝銅礦的Re-Os等時線年齡為(322.7±2.3)Ma,屬於早石炭世產物。赤湖斜長花崗斑岩單顆粒鋯石U-Pb法年齡為(292.1±3.5)Ma和283.5Ma(任秉琛等,2002),新疆地質一大隊(1995)測得企鵝山群中花崗閃長岩 Rb-Sr 法年齡為(287±42)Ma、淺色石英閃長岩U-Pb法年齡為308.5Ma(芮宗瑤等,2002)。秦克章等(2002)獲得土屋-延東斑岩銅礦蝕變礦化斜長花崗斑岩單顆粒鋯石U-Pb年齡為(356±8)Ma,蝕變岩絹雲母K-Ar年齡為(341.21±4)Ma,含礦石英39Ar/40Ar年齡為(347.3±2.1)Ma,其成岩成礦時代均為早石炭世。土屋銅礦區東部(TC42槽)斜長花崗斑岩中測得的單顆粒鋯石U-Pb同位素諧和曲線年齡為(301±13)Ma,岩體侵位時代為晚石炭世(李文明等,2002)。陳毓川等(2003)認為現有年齡數據變化較大,是反映測試問題還是構造演化本身的復雜性還有待深入探討,但火山岩中包含有多時代的鋯石信息,給確定成岩時代帶來了困難;存在3組相對比較集中的年齡:434~426Ma,334.6~320Ma和260Ma,其中早、晚兩組年齡可能反映兩次岩漿活動事件,而中間一組年齡很可能代表火山岩形成年代。

總之,對於成礦地層和成礦時代看法不一,並且均屬於海西期,沒有印支期乃至燕山期成礦作用的證據。本書工作將主要依據鋯石和磷灰石裂變徑跡分析,探討區內成礦時代、成礦期次和構造活動,獲得區內具有多起成礦作用以及印支期和燕山期依然可能成礦的新認識。

二、地質特徵

東天山地區在大地構造位置上處於古亞洲洋南緣,是西伯利亞板塊和塔里木板塊的聚合地區.在長期的演化過程中經歷了極其復雜的裂解和拼合,具有多種多樣的構造環境。研究區新疆土屋-延東大型-特大型斑岩銅礦區,位於康古爾塔格深大斷裂以北、大草灘斷裂以南,地理坐標為東經92°15′~93°05′;北緯42°00′~42°15′,屬於東天山晚古生代大南湖增生拼貼島弧帶。區內以斷裂構造為主,區域性大斷裂大草灘斷裂帶和康古爾塔格斷裂帶穿過本區,總體走向近EW向,在東段略向北偏,呈NEE向。大草灘斷裂以北為下泥盆統大南湖組火山岩和中泥盆統頭蘇泉組沉積岩;康古爾斷裂以南則出露石炭系干墩組沉積岩;兩條大斷裂之間主要為泥盆(石炭)系企鵝山群,岩性為玄武岩、安山岩、安山質角礫熔岩、火山角礫岩、岩屑砂岩、復成分礫岩和沉凝灰岩等,並且泥盆系地層直接被侏羅系含炭岩系覆蓋(圖1-4-26)。自下而上可劃分為3個岩性段:①基性熔岩夾中性熔岩段:由早期爆發相火山角礫岩、凝灰岩始向上變為巨厚的基性熔岩夾中性熔岩。②火山碎屑-沉積岩段:厚度約500m左右,由火山碎屑和陸源碎屑形成基性凝灰岩、凝灰砂岩、沉凝灰岩、含礫凝灰砂岩、火山質礫岩等,岩相變化較大。③基性熔岩與中性熔岩互層夾火山碎屑岩岩性段:厚度巨大,由數個噴溢期(熔岩)和噴發間歇期(火山碎屑岩)組成(任秉琛等,2002)。地層產狀南傾,傾角43°~63°。區域上廣泛分布有晚古生代侵入岩。另一特點是在康古爾塔格深大斷裂及其附近,片理化特別發育,其產狀與地層基本一致。

礦體產於火山碎屑-沉積岩段,礦化圍岩還有閃長紛岩、斜長花崗斑岩及火山-沉積岩。斑岩岩石類型為斜長花崗斑岩和閃長玢岩。這些岩體的產出空間主要集中在火山-沉積岩性段中,岩體呈細脈狀、岩株狀、岩瘤狀產出,斜長花崗斑岩大部分地段被砂礫岩所掩蓋,可見斜長花崗斑岩具有穿切閃長玢岩。在容礦岩中,斑狀-似斑狀結構的鈉質酸性中酸性次火山岩(鈉長石英斑岩、石英斑岩)約佔20%,且礦體Cu品位相對較高;粒狀交織結構為主的鈉質中酸性-中基性火山岩、次火山岩(安山玢岩)約佔50%;富鋁基性火山岩(高鋁玄武岩)約佔20%,賦存其中的礦體的銅品位相對較低;以凝灰結構、碎屑結構為主的鈉質中酸性-中基性火山碎屑岩約佔10%(陳文明等,2002)。容礦岩以富鈉富鋁貧鉀為特徵,明顯鈉長石化、硅化、綠泥石化、綠簾石化及碳酸鹽化。蝕變帶內有兩個礦體:I號礦體地表控制長1400m,最大寬度135.7m。深部厚度和延深很大。銅品位0.20%~1.92%,平均0.59%,伴有銀金。Ⅱ號礦體地表控制長1300m,最大寬度84.15m。銅平均品位0.30%。礦體呈厚板狀,向南傾斜,傾角65°~81°。土屋銅礦以西10km處的延東銅礦,特徵與土屋相同,地表銅含量平均為0.32%,ZK001孔累計礦體現厚約557m,銅平均品位0.5%,伴有鋁、金、銀。礦體與圍岩並無自然邊界,呈漸變關系,表內外礦化連續演變。

圖1-4-26 東天山土屋-延東斑岩銅礦區域地質略圖

(轉引自張連昌等,2004)

三、樣品與實驗結果

穿越土屋-延東大型-特大型斑岩銅礦區及其南北兩側的康古爾塔格斷裂帶和大草灘斷裂帶,進行區域剖面磷灰石和鋯石裂變徑跡采樣分析,研究剖面位於東經92°36′30″~92°40′20″、北緯42°03′21″~42°09′40″范圍內,並且基本垂直區域構造線。

將採集的岩石樣品粉碎,粉碎後的粒徑應與岩石中礦物粒度相適應,通常為60目左右,經傳統方法粗選後,利用電磁選、重液選等手段,進行單礦物提純。鋯石與磷灰石的實驗方法不同。對於鋯石,採用聚全氟乙丙烯熱壓法制樣,將若干鋯石顆粒放在載玻片上,加熱烘烤4~5min後,用厚約0.5mm的聚全氟乙丙烯塑料片蓋於其上,並以另一載片壓蓋,使鋯石顆粒嵌入塑料片中。待冷卻後將聚全氟乙丙烯塑料片從載玻片上揭下,即可研磨拋光。利用KOH+NaOH溶液在210℃下蝕刻約25 h揭示自發徑跡,達到專業光學顯微鏡可觀測的程度。採用N2國際標准鈾玻璃法(Bellemans et al.,1994)標定輻造中子注量。對於磷灰石,則是將磷灰石顆粒置於玻璃片上,用環氧樹脂滴固,然後進行研磨和拋光,使得礦物內表面露出。在25℃下用7% HNO3蝕刻30s揭示自發徑跡,將低鈾白雲母外探測器與礦物一並入反應堆輻照,之後在25℃下40% HF蝕刻20s揭示誘發徑跡,中子注量利用CN5鈾玻璃標定。利用從澳洲進口的AUTOSCAN自動測量裝置,選擇平行c軸的柱面測出自發徑跡和誘發徑跡密度,水平封閉徑跡長度(Gleadow et al.,1986),依據Green(1986)建議的程序測定。根據IUGS推薦的ξ常數法和標准裂變徑跡年齡方程(Hurford and Green,1982)計算年齡值。礦物的裂變徑跡是用高精度光學顯微鏡,在高倍鏡下測量,裂變徑跡的正確識別至關重要。

已經獲得鋯石裂變徑跡分析結果9件(表1-4-7)和磷灰石裂變徑跡分析結果7件(表1-4-8)。除紅化花崗斑岩樣品(K78-3)外,其他樣品的x2檢驗值P(x2)均遠大於5%,表明屬於同組年齡。樣品岩性包括礫岩、片岩、火山岩和花崗斑岩,除1個磷灰石樣(K80)采自大草灘斷裂帶北部外,其他均采自大草灘斷裂帶與康古爾塔格斷裂帶之間的大南湖增生拼貼島弧帶。鋯石裂變徑跡年齡為158~289Ma,其中7個樣集中在200~289Ma,樣品鋯石年齡亦小於其地層時代,反映它們是受後期熱事件影響的結果。斷裂帶內強片理化片岩也為222Ma,強劈理化火山岩為220Ma,土屋礦區成礦花崗斑岩脈年齡最高(276±26)Ma,凝灰岩(289±29)Ma。兩個年齡較小的樣品,均系強蝕變樣,其中K78-3采自探槽內的紅化花崗斑岩,紅化作用是金屬礦物氧化的結果,同時具有較強的硅化,應屬礦化蝕變。因此,鋯石年齡反映了兩期熱事件,即200~289Ma和158~165Ma左右。

表1-4-7 鋯石裂變徑跡分析結果

表1-4-8 磷灰石裂變徑跡分析結果

磷灰石裂變徑跡年齡在64~140Ma之間,其中斷裂帶內強片理化片岩為(97±9)Ma,蝕變安山岩和英安岩分別為(104±10)Ma和(135±14)Ma,2個成礦花崗斑岩分別為(140±13)Ma和(109±10)Ma。礦區北側的礫岩為(132±14)Ma;位於大草灘斷裂帶北部的樣品安山玢岩K80,磷灰石裂變徑跡年齡最小,僅為(64±6)Ma。

四、成礦期次

圖1-4-27不僅反映鋯石裂變徑跡年齡與高程之間的關系,而且顯示各個樣品的年齡分布狀況。由圖1-4-27可見,鋯石年齡呈現3個年齡組,即①289~276Ma,②232~200Ma和③165~158Ma。第①和③年齡組的高程較小,並且變化不大;第②年齡組的高程變化大。與圖1-4-27類似,磷灰石裂變徑跡年齡與高程關系圖(圖1-4-28)同樣顯示3個年齡組:140~132Ma,109~97Ma和64Ma,並且依然是第2年齡組具有較大的高程變化。這一方面說明鋯石和磷灰石年齡所體現第2年齡組,在區內比較重要和活躍;另一方面說明鋯石和磷灰石年齡分別反映的3個年齡組,實際上具有對應關系,即從鋯石封閉溫度250℃降至磷灰石封閉溫度100℃時的年齡對應關系(表1-4-9)。

表1-4-9 鋯石和磷灰石裂徑跡分析所反映的3個期次

圖1-4-27 鋯石裂變徑跡年齡與樣品高程關系圖

圖1-4-28 磷灰石裂變徑跡年齡與樣品高程關系圖

礦化閃長玢岩Fe2O3/(FeO+Fe2O3)=0.52~0.53,斜長花崗斑岩Fe2O3/(Fe2O3+FeO)=0.80~0.87,說明岩體的形成和礦化發生於地表淺部。礦區成礦溫度為120~350℃(王福同等,2001)。鋯石裂變徑跡的封閉溫度為250℃,退火帶溫度一般在200~350℃之間,所以,鋯石裂變徑跡年齡可以代表成礦時代。因此,我們認為土屋銅礦區289~276Ma、232~200Ma和165~158Ma左右的3期熱事件,很可能屬於成礦熱事件。鋯石與磷灰石3個年齡組相互對應,二者縱向持續時間(即從250℃到100℃)從第1期、第2期到第3期,分別約為146Ma、108Ma和100Ma,具有從早到晚持續時間變小的趨勢。與阿爾泰地區相比,土屋銅礦區縱向持續時間較長。樣品主要為礦區礦石和礦化蝕變岩,鄰區樣品年齡與礦區一致,所以,它們應是成礦活動和區內構造作用的體現,這種特徵與阿爾泰地區相符。

土屋銅礦區最新研究成果依據鋯石SHRIMP年齡、輝鉬礦Re-Os等時線年齡、蝕變絹雲母K-Ar年齡和石英Ar-Ar年齡認為,斜長花崗斑岩的成岩時代為361~333Ma,斑岩銅礦的成礦年齡在347~323Ma之間,其主成礦年齡為347~343Ma(張連昌等,2004),主要屬於早石炭世。然而,據新疆地調院的資料,保存完好的賦礦地層內發現有多種晚石炭世動植物化石,例如:Angaropteridium Cordi⁃ptoroides(Schmaln)Zalessky(小羊齒型准安加拉羊齒),Fusulina sp.(紡錘),Triticites sp.(麥粒)等,證實土屋銅成礦時代不應早於晚石炭世。因此,上述成礦年齡與化石時代有矛盾。之所以如此,原因之一可能是由於SHRIMP年齡和Ar-Ar年齡的封閉溫度遠比成礦溫度高之故。礦區成礦溫度是120~350℃,鋯石裂變徑跡年齡封閉溫度是250℃,第1期年齡組為289~276Ma,符合賦礦地層化石時代。

當然,上述鋯石裂變徑跡年齡,有可能是後期構造作用使其退火改造後的結果,從而並不代表成礦作用。若果真如此,至少同一礦區應該具有相同或相近年齡,但事實不盡然。礦區3個成礦斜長花崗斑岩鋯石裂變徑跡年齡為(276±26)Ma,(232±19)Ma,(165±15)Ma,英安岩為(289±29)Ma,安山岩為200Ma。可見,同一礦區,具有不同的年齡,特別是礦化斜長花崗斑岩的年齡明顯不同,應屬於不同成礦期。鋯石年齡較小的第3期樣品,分別為斜長花崗斑岩礦化脈和礦化蝕變英安岩,均系強蝕變礦石樣,是成礦活動的結果,所以,直接代表成礦時代。例如年齡為165Ma的樣品K78-3,采自探槽內的紅色礦化花崗斑岩,具金屬礦化、面狀硅化和線狀硅化,同時可見被後期礦化脈穿切,而後期礦化脈亦呈紅色,但具線狀碳酸鹽化,無硅化。顯然,K78-3屬於成礦樣品。

本區上述3期成礦作用,與阿爾泰地區的成礦作用時代相符。由於它們均處於相同的大區域構造背景下,所以,具有相同的成礦期次和成礦時代。另外,獲得赤湖斜長花崗斑岩鋯石U-Pb法年齡為(292.1±3.5)Ma和283.5Ma,企鵝山石英閃長岩單顆粒鋯石UPb法年齡為308.52Ma(任秉琛等,2002);在康古爾塔格韌性剪切帶內發現金成礦時代為244~288Ma(秦克章等,2002),亦說明在早二疊世存在成礦作用的可能性。同時,區域上印支期和燕山期岩漿岩體的存在,說明存在與岩漿活動相應的成礦作用亦在情理之中。

前已述及,鋯石與磷灰石年齡所反映的期次(年齡組)相互對應,而磷灰石裂變徑跡的封閉溫度為100℃,礦區成礦溫度為120~350℃(王福同等,2001),所以,磷灰石裂變徑跡年齡可能代表成礦後的熱活動。已取得兩個礦化斜長花崗斑岩(樣品K71-2和K77)的磷灰石裂變徑跡年齡分別為140Ma和109Ma,這兩個樣的鋯石裂變徑跡年齡分別是276Ma和232Ma,鋯石與磷灰石年齡之差(即兩個樣縱向持續時間)分別為136Ma和123Ma。

土屋礦區具有多期成礦作用,而且持續時間較長,也可在礦床特徵上獲得支持。首先,土屋銅礦多期蝕變,並至少具有兩期斑岩礦化蝕變(楊興科等,2002),這與成礦斑岩體年齡不同、且具有不同期次特性相符;再者,礦體賦存於火山-沉積岩段、次火山相閃長玢岩和斜長花崗斑岩中,說明海底熱泉活動、次火山熱液和斜長花崗斑岩的礦化作用,均提供了成礦物質;另外,秦克章等(2002)指出很可能為深部晚期疊加礦化,即本區存在二次礦化值得注意,聯系北部已發現喀拉塔格銅金礦成礦特徵及控礦因素的某些相似性,它們極有可能組成一個斑岩-次火山岩脈狀-淺成低溫成礦帶。因此,多期岩漿活動和礦化疊加,不僅是巨量金屬堆積的主導因素,而且是存在多期礦化以及礦化持續較長的原因所在。

五、構造活動期次

陳文等(2005)最新研究成果表明,前人根據捲入韌性剪切帶的地層及相關的Rb-Sr和K-Ar同位素測年結果推測剪切變形的時代為石炭紀末-二疊紀初,但由於所採用年代學方法的局限性,所獲得的數據范圍大,缺乏精確性。利用最適合測定構造變形時代的40Ar/39Ar法定年技術,證實秋格明塔什-黃山韌性剪切帶具有多期活動,早期擠壓推覆剪切發生於300Ma之後,至280.2Ma終止;晚期右行走滑剪切變形作用助活動期在東段土屋-延東地區(糜棱岩)為247.1~242.8Ma。考慮到糜棱岩的40Ar/39Ar年齡封閉溫度高於鋯石裂變徑跡年齡,所以,300~280.2Ma和247.1~242.8Ma的兩期活動,與上述鋯石裂變徑跡法289~276Ma和232~200Ma的兩期成礦作用,應該是一致的。當然,鋯石年齡還記錄了165~158Ma的另一期熱事件。

因此,土屋地區的成礦期次與構造活動期次相一致,裂變徑跡研究表明總計具有3期。依據區域地質演化特徵(Xiao et al.,2003;Laurent-Charvet et al.,2003;Xu et al.,2003),第1期構造-成礦作用與東天山晚古生代板塊俯沖-碰撞有關,之後受碰撞後陸內造山變形作用控制。

圖1-4-29 磷灰石裂變徑跡年齡與樣品距斷裂帶距離間的關系圖

若將樣品南北相距離與磷灰石年齡和鋯石年齡作圖(圖1-4-29,圖1-4-30),則磷灰石年齡對距離圖(圖1-4-29)顯示區內斷裂帶對樣品具有控製作用。在鋯石年齡對距離關系圖(圖1-4-30)上,隨著距離的變化,年齡變化不大,這說明斷裂帶對鋯石年齡的影響不大,原因可能是鋯石年齡的封閉溫度較高,一致受影響不明顯。不過,銅礦區以南的樣品年齡十分接近,3個樣的年齡在200~222Ma之間,而礦區內的樣品年齡變化較大,在158~289Ma之間(圖1-4-30)。

圖1-4-30 鋯石裂變徑跡年齡與樣品距離的關系圖

圖1-4-31 土屋地區地質演化熱歷史

橫坐標為時間/Ma,縱坐標為溫度/℃。圖中數字分別代表樣號、實測長度和模擬長度、實測年齡和模擬年齡、K-S和GOF(Kolmogorov-Smirnov檢驗值)。K-S和GOF均大於0.5時,說明模擬結果較好。實線代表最佳地質熱歷史路徑,虛線區代表較好的地質熱歷史范圍,點線區代表可接受的地質熱歷史范圍

基於裂變徑跡相關參數和基本地質特徵,進行地質熱歷史模擬,採用Ketcham(1999)退火模型和蒙特卡羅法。模擬溫度從高於裂變徑跡退火帶的~130℃到現今地表溫度。依據樣品裂變徑跡年齡特徵,確定模擬開始時間。模擬結果見圖1-4-31,各個樣均獲得了最佳的熱歷史路徑(見圖中粗線),虛線區代表反演模擬的較好擬合區,點線區代表可接受的熱歷史范圍。每個圖標出樣品代號、實測徑跡長度和模擬徑跡長度,實測Pooled年齡和模擬Pooled年齡,以及K-S檢驗和GOF年齡擬合參數。當K-S值和GOF值均大於0.5時,一般認為模擬結果較好。

磷灰石裂變徑跡反演模擬結果總體上呈緩慢冷卻地質熱歷史(圖1-4-31),大致可分為3各階段:首先是較快的冷卻;在150~140Ma左右冷卻速率變緩甚至基本保持不變;到約20Ma開始快速冷卻,直到地表溫度。與礦化蝕變作用有關的樣品K77(斜長花崗斑岩)和K79(英安岩)在20~0Ma的快速冷卻特徵不明顯。150~140Ma恰好是構造成礦期的分界時間。

地質熱歷史特點與阿爾泰地區類似。鋯石和磷灰石年齡值完全在阿爾泰鋯石年齡范圍之內。構造期次亦與阿爾泰基本一致。

綜上特點,認為土屋地區經歷了與阿爾泰地區極為相似的演化過程,具有十分相似的構造活動、成礦作用和地質熱歷史。這可能與他們同受西伯利亞板塊和印支板塊控制有關。

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(袁萬明,保增寬,董金泉,高紹凱)

⑧ 新疆羅布泊地區放射性元素分布特徵及鉀鹽找礦遠景評價

徐東宸張文斌

(地礦部航空物探遙感中心,北京100083)

鉀鹽是我國亟待尋找的短缺礦種,早在1989年原地礦部就制定了「鉀鹽特別找礦計劃」,要求在成礦有利區帶,先期安排好物化探工作,盡快發現一批新的鉀鹽礦產地,滿足本世紀末和下世紀中國農業高速發展對鉀礦資源的迫切需求。

八·五期間,航遙中心繼新疆地調一隊在大平台幅1:20萬區域調查後,又率先在羅布泊殘湖以東約15000km2范圍內,開展了1:50萬的航空物探鉀鹽概查測量,應用四道伽馬能譜、三頻航電和高精度磁測綜合資料進行研究,目的是查明鉀元素的區域分布特徵,初步評價該區尋找鹽湖型鉀鹽礦床的找礦前景。其結果發現了以下找鉀線索。

1.根據放射性元素分布特徵,發現並圈定了大片的石鹽殼層,控制面積約7100km2,約為已知龜背山南石鹽鉀鹽礦區面積的11倍,估算羅布泊窪地石鹽地質儲量超過200億t。更重要的是大面積石鹽殼層的發現進一步縮小了找鉀范圍,作為岩性控礦因素和找鉀目標物,指出了尋找固、液相鉀鹽礦床最有利的區域。

2.全區共發現了46處鉀異常,經消除氧化鉀干擾、岩性分類等數據轉換處理後,其中20處產於石鹽殼層內的鉀異常是由易溶性鉀鹽礦引起。此類異常經地面查證或與已知礦對比,已有5處鉀異常經鑽探、坑探發現固、液相鉀礦,如K-19鉀異常等(圖1)。

需要指出的是空中實測的鉀異常雖由地表含鉀礦物引起,但因航空伽馬能譜測量的探測深度受多種因素制約,故不能簡單地將屏蔽γ輻射的覆蓋層厚度等同於探測深度。特別是在第四系鹽湖區內尋找鉀鹽礦床時,由於含鉀鹵水與固體鹽礦相伴而生,故在空間上多相互依存。實踐表明,地下鹵水在毛細管蒸發和上覆沉積層的壓實作用下,在有利的岩性和構造環境區內,可形成鉀含量高值區或局部鉀異常,經多次與鑽探、坑探驗證結果對比,在鉀異常下部常有多層固體鉀鹽和富鉀鹵水。由此說明,航空伽馬能譜測量發現的易溶性鉀異常與地下深層鉀鹽和含鉀鹵水密切相關,亦是探深找盲的重要線索。

3.根據本區石鹽殼層反映的航電實、虛分量異常幅值較大(520Hz ReH2/ImH2>2),且隨頻率升高,實分量(ReH2)幅值增大、虛分量(ImH2)漸趨平穩的電磁場特徵,首次提出羅布泊窪地普遍賦存有地下鹵水。盡管地下水埋深及分布不均,但大面積石鹽殼層呈現的低阻良導特徵,無疑說明該區石鹽殼內普遍含高礦化度水,且埋深較淺,含水量比較豐富(圖2)。該找鉀線索已被地面鑽探所證實(表1),如在已知龜背山南鉀鹽礦區與其對應的K-19鉀異常及520Hz實分量異常,經坑探於地下2m處發現鹵水,平均鹵水鉀含量為1.28%,達到了工業品位要求(見圖1)。

圖1K-19鉀異常(龜背山南石鹽—鉀鹽礦床)綜合剖面

(第四系岩性分布及邊界劃分根據1:20萬大平台幅地質圖;伽馬能譜及三頻520Hz實分量剖面全為空中實測結果)

1—石鹽殼(層);2—固體鉀鹽;3—泥岩、含泥石膏、鹽漬土;4—采坑位置及編號;5—推斷或實測岩性界線

表1羅布泊地區已知見礦鉀異常地面坑探、鑽探結果

註:(*)—摘引九·五國家305項目08-05專題可行性報告。

圖2羅布泊地區三頻航電520Hz實、虛分量比值(ReH2/ImH2

1—測區邊界;2—ReH2/ImH2<1.推斷為前新生界基岩;泥鈣質粉砂岩、砂礫層等;3—ReH2/ImH2<2,推斷為風積、沖積湖積含鹽粉砂、砂質粘土等;4—ReH2/ImH2>2推斷為含水石鹽殼;5—航磁異常位置及編號

上述多種找鉀線索的發現,既展現了羅布泊地區良好的找鉀前景,又進一步證實了以航空伽馬能譜測量為主的綜合物探找鉀方法的有效性。

一、羅布泊地區放射性元素分布特徵及其地質意義

由於不同成因、不同岩性沉積層的鉀、鈾、釷元素質量分數相差較大,致使羅布泊地區的放射性場面貌比較復雜。經統計全區鈾、釷、鉀平均質量分數及均方誤差,分別為Qu±Su=(3.1±2.1)×10-6,QTh±STh=(3.6±2.2)×10-6,QK±SK=(1.8±0.6)%,與地殼平均質量分數相比(據1964年C·泰勒提供的數據w(U)=2.7×10-6、w(Th)=9.6×10-6、w(K)=2.09%),除釷質量分數明顯偏低外,鈾、鉀元素質量分數與正常克拉克值十分接近。這說明羅布泊地區的放射性元素豐度不高,自然本底較低,符合蒸發鹽岩的放射性元素分布特徵,只是因區內鈾、釷、鉀質量分數變化較大,分布不均,才導致區內各處之放射性場迥然不同。表2是根據空中實測數據,按岩性類別統計的結果,由此不難看出,區內第四系各類沉積物的鈾、釷、鉀元素含量相差較大,從而為研究本區沉積環境,劃分岩性提供了信息。

表2羅布泊地區第四紀沉積層放射性元素含量統計

1.湖泊化學沉積的石鹽殼層(

根據低放射性場圈定的石鹽殼層廣布於羅布泊殘湖的東部、南部和北部,其放射性元素分布組合以低含量為特徵,鉀、鈾、釷平均質量分數分別為1.37%、1.77×10-6、2.07×10-6,反映了該鹽湖已進入干鹽湖沉積環境。

實踐表明,在平穩低放射性場中引起鉀、鈾、釷含量局部變化的原因,多與鹽殼濕度、NaCl含量及含鉀礦物有關,也是區分和尋找固、液相鉀鹽礦的重要伽馬能譜特徵。例如,位於研究區南部的橢圓形低放射性場,鈾、釷、鉀含量較其周圍石鹽殼明顯下降,經實地檢查,區內為純質龜裂狀鹽殼,NaCl質量分數高達85.1%,且經鑽探發現淺層鹵水。

該橢圓形低放射性場范圍與衛片中的「耳輪」狀圖像吻合,但鉀元素平面分布特徵則不及航空物探反映的清楚。沿「耳廓」航測反映的三條呈弧形展布、高低相間的鉀元素高值帶,即與鉀鹽有關,揭示了古羅布泊湖水由東向西遷移,長期蒸發—濃縮—析鹽重復演化的過程。其中沿「耳廓」展布的K-9弧形異常帶,即由遠離補給水一側早期沉積的易溶性鉀鹽礦引起,表明區內鹵水鉀含量較高,已達到鉀鹽析出濃度。據此分析,該橢圓形低值變化放射性場,很可能是一富鉀鹵水淺埋區。

綜上所述,根據鈾、釷、鉀元素分布特徵圈定的石鹽殼層,是尋找固、液相鉀鹽的重要目標物;產於石鹽殼層內的鉀異常多由易溶性鉀鹽礦所引起,這已被眾多礦例所證實。為此深入研究低放射性場的放射性元素分布特徵,准確劃分石鹽殼層范圍,無論是追溯鹽湖沉積環境,還是尋找石鹽、鉀鹽礦產,都具有重要地質意義。

2.湖積含鹽粉砂及粘土(

分布於石鹽殼層內側邊緣的湖積層,其鈾、釷、鉀質量分數多同步升高,尤其是鈾質量分數升高明顯,具有隨粘土礦物、有機質成分增加亦相應升高的特徵。鉀質量分數升高或局部鉀異常的形成多與粘土吸附鉀離子有關,但也不排除在古鹽湖邊緣散落的小型窪地內沉積了較多的鉀鹽礦物。

3.沖積、風積粉砂及砂礫(

該類沉積物的鈾、釷、鉀質量分數普遍較高(表2),這主要與岩屑成分有關,多與鄰近基岩出露區的放射性場特徵基本相同。由此形成的鉀異常均由K2O引起,除少數高品位富鉀岩石外,大都不具找礦意義。

二、鉀鹽找礦遠景評價

應用航空物探資料評價鉀鹽找礦前景是通過對區內各種地球物理場的定性分析,在建立找礦標志和模型、異常評序等綜合解釋基礎上完成的。目的是使預測的找鉀靶區准確可靠,評價有據。

(一)成鹽環境與構造條件分析

本區乾旱少雨的氣象條件,低窪封閉的內陸鹽湖沉積環境和多源含鉀物質的補給,使羅布泊窪地具備了鉀鹽沉積的基本條件,尤其是航空伽馬能譜測量發現湖盆周緣山區有大面積富鉀岩石出露,表明湖盆蝕源區內含鉀岩石很多,鉀質來源極為豐富。

高精度航磁資料研究表明,羅布泊地區為磁性基岩埋深達9km的深坳陷,周邊受斷裂控制,具有「高山深盆」成鹽構造模式的典型特徵。航磁反映的與鹽類沉積有關的構造現象有以下兩點,對評價本區找鉀遠景有其重要作用。

①羅布泊坳陷的東部及南部,磁場特徵比較復雜,航磁劃出了5條NE、NNE向隱伏斷裂,導致結晶基底自西北向東南逐漸抬升,呈現出階梯狀斷陷的構造特徵(圖3)。有意義的地質現象是航空物探發現的K-19異常(龜背山南鉀鹽礦)、K-13、14、15異常(羅北窪地鉀鹽礦)、K-10異常(鉀鹽礦區)、K-11鉀異常均沿NE向斷裂帶斷續分布,大都產於深坳陷東緣緩坡斷階帶中。此現象說明該區構造活動強烈,中新生界蓋層構造受深部構造控制,且繼承性較好,致使古湖盆解體後形成了上述有利於鉀鹽沉積的多個鹽類沉積中心。

②羅布泊殘湖以東,即上述橢圓形低放射性場及其以東地區,在大片平穩負磁場中,分布有多處局部高頻磁異常,推斷是由喜馬拉雅期基性火山岩引起,估算埋深1km左右。強烈的火山噴溢活動,很可能在該地淺變質基岩之上,形成一層由玄武岩岩被構成的不透水層。據此推測該地鹵水埋深較淺,水量較豐。做為旁證,此處不僅地勢低窪,且航空物探發現的5處易溶性鉀異常及低阻良導電磁異常等找礦線索均位於區內,這顯然與此處淺埋鹵水及鉀鹽沉積有成因關系。

(二)鉀異常排序及建模

為優選找礦靶區,對全區鉀異常進行了聚類分析,以便在歸組分類基礎上對找礦目的物予以客觀的評序。由於預測礦種單一,成因類型相同,故聚類後各單元(異常)間的親疏關系比較清楚。在分類譜系圖上明顯把全區鉀異常劃分為以下三類。

第Ⅰ類鉀異常共20處,均由易溶性鉀異常引起,是尋找固、液相鉀鹽的直接找礦線索。此類異常的地球物理特徵是:①產於由石鹽殼層引起的低放射性場內,對應三頻航電為低阻良導電磁場區;②鈾、釷含量低而平穩;③KCl含量較高,在低背景襯托下鉀異常反映得比較清晰。

圖3羅布泊地區磁性基岩深度

1—測區邊界;2—基岩出露及淺埋區;3—淺層基性火山岩;4—基岩等深線(km);5—航磁劃定的斷裂及編號;6—地質上劃定的斷裂;7—加里東期花崗岩;8—海西期花崗岩;9—海西期花崗閃長岩;10—海西期基性岩;11—奧陶系下統大理岩;12—震旦系下統變質凝灰岩;13—薊縣系灰岩

第Ⅱ、Ⅲ類鉀異常,大部分找礦意義不大,僅位於湖盆邊緣或由富鉀岩石引起的鉀異常有一定找鉀前景,余者均由岩性引起。

以航空伽馬能譜參數為主要判別標志而建立的鉀鹽地質—地球物理找礦模型,經在多處檢驗,表明該找礦模式具有普遍性和實用性。有關變數選取原則及地質意義,詳見成果報告[9]

(三)鉀鹽找礦靶區評述

在找鉀遠景區劃基礎上,以鉀異常排序為依據,進一步把I級找鉀遠景區內那些找鉀標志最為明顯的異常,成鹽構造較為有利的地段劃成一片,列為需優先安排地面查證的重點找礦靶區。按此原則全區共圈出A級找鉀靶區4片,B級找鉀靶區2片,靶區總面積約1200km2,現分別簡述如下。

①A1找鉀靶區位於測區中部,地質上稱之「羅北窪地」。區內及其邊緣有K-13、14、15及K-12、K-21共5處易溶性鉀異常,其范圍與航磁反映的斷凹位置相符,靶區面積約350km2。表層易溶性鉀鹽含量較高,三頻航電顯示為低阻良導異常,且與衛片中的暗色影像相互印證,找鉀標志最為醒目(圖4)。推斷區內賦存有高品位固體鉀鹽和含鉀鹵水,尤其是靶區西側,因受NNW向斷裂阻隔,其地下鹵水更較東部豐富。據悉,新疆地質三隊繼1992年鉀異常地面查證工作後,近年來又由地科院牽頭,在該靶區內開展了地面找鉀工作,經簡易勘探,於地下1m深處發現鹵水鉀礦,KCl質量分數達1.53%~1.6%。目前仍在勘探,有望成為新發現的大—特大型鉀鹽礦床。

圖4A1、A2找鉀靶區鉀含量等值線及衛片影像對比

1—找鉀靶區范圍;2—衛片暗色調影像范圍;3—KCl含量等值線(%);4—鉀異常位置及編號

②A2找鉀靶區位於羅布泊殘湖東約37km的石鹽殼層內,航磁反映的NE向斷階帶上,面積約260km2。該靶區以K-10鉀異常為主體,全鉀含量達3.3%,三頻航電反映為低阻良導異常,且與衛片中的深暗色影像吻合(圖4),據此推斷該地應是尋找固、液相鉀鹽最有利地區。

1992年11月,新疆地質三隊根據航空伽馬能譜異常地面查證建議書提供的資料,對K-10鉀異常進行了地面檢查,發現並圈定了約75km2的鉀鹽礦化區,固體KCl質量分數達5.5%,且經鑽探於2m深處發現鹵水,鹵水KCl質量分數達1.69%,達到了工業品位要求。選用豐度估計法估算,其鉀鹽遠景儲量有望達大型規模。

③A3、B2找鉀靶區位於測區東南部的石鹽殼層內,靶區面積分別為160km2和120km2。航磁反映為一基岩埋深約2km的凹陷,與東部橢圓形低值伽馬場分屬於兩個鹽類沉積中心。區內有K-3、4、5三處易溶性鉀異常,尤以A。靶區內的K-3異常范圍最大,找礦前景更為有利。

K-3鉀異常位於阿爾金山南坡沖積扇前沿,與南部鉀質量分數高值區連成一片,其成因可能是由沖積扇中孔隙鹵水經蒸發、析鹽而成的含鉀石鹽殼所引起,表明區內地下徑流發育,鉀質補給充分。鑒於該地基岩埋深較淺,鹽殼導電性良好,故劃為尋找鹵水鉀鹽的有利地區。

④A4、B1找鉀靶區位於羅布泊殘湖南部,其中A4靶區向南已延出測區。兩區內的3處易溶性鉀異常,尤以A4靶區內的K-1異常鉀質量分數最高,全鉀質量分數達5.5%,找鉀標志最為明顯。

A4靶區位於地勢低窪的「耳輪」狀影像區內,基岩埋深較淺,火山岩十分發育。縱觀該區低放射性場和低阻良導電磁場特徵,推斷區內除沉積高品位固體鉀鹽外,還賦存淺層富鉀鹵水,成鹽成鉀條件十分有利。

三、結語

綜上所述,羅布泊地區航空物探綜合測量找礦效果十分明顯,各種找鉀線索准確可信,據此優選出的找鉀靶區或異常,有的與已知鉀鹽礦床吻合,有的經地面查證鑽探見礦,展現了羅布泊地區良好的找礦前景。預測在7100km2石鹽殼層和1200km2的找鉀靶區內,有望發現3、4處大、中型鉀鹽礦床,其遠景儲量可望達到超大型礦床規模。

THE DISTRIBUTION REGULARITY OF RADIOACTIVE ELEMENTS AND PROSPECTS OF POTASH SALT EXPLORATION IN LOP LAKE AREA,XINJIANG

Xu Dongchen,Zhang Wenbin

(Aerogeophysical Survey and Remote-Sensing Center,Beijing 100083)

Abstract

Based on airborne gamma spectra,three-frequency airborne electromagnetic data and high-precision aeromagnetic data obtained in Lop Lake area,this paper has described the distribution regularity of radioactive elements in such Quaternary sediments of Lop Lake area as halite crust and readily soluble potash salt,analysed characteristics of electrical and magnetic fields reflected by shallow brine and tectonics and,moreover,probed into the prospects of potash salt exploration in this area.

⑨ 新疆的地形特徵是什麼

山脈與盆地相間排列,盆地被高山環抱,俗喻「三山夾兩盆」。

新疆維吾爾自治區是舉世聞名的歌舞之鄉、瓜果之鄉、黃金玉石之邦。新疆幅員遼闊,地大物博,山川壯麗,瀚海無垠,古跡遍地。

新疆地形復雜類型多樣。境內冰峰聳立沙漠浩瀚盆地眾多草原遼闊綠洲星羅棋布。在地形上高山與盆地相間形成明顯的地形單元。

(9)新疆屬於什麼地質特徵擴展閱讀:

山脈與盆地相間排列盆地與高山環抱、喻稱「三山夾二盆」。北部阿爾泰山,南部為昆侖山系;天山橫亘於新疆中部,把新疆分為南北兩半,南部是塔里木盆地,北部是准噶爾盆地。習慣上稱天山以南為南疆,天山以北為北疆,把哈密、吐魯番盆地為東疆。

最高點喬戈里峰位於克什米爾邊境上,海拔8611米。新疆的古爾班通古特沙漠(北緯46度16.8分,東經86度40.2分)是陸地上距離海洋最遠的地方,距離最近的海岸線有2648千米

新疆北部有阿爾泰山,南部有昆侖山、阿爾金山和天山。天山作為新疆象徵,橫貫中部,形成南部的塔里木盆地和北部的准噶爾盆地。

農業經濟效益顯著提高,主要作物單產水平、人均農業產值和主要農產品的人均佔有量均居全國中上水平。以環塔里木盆地為重要基地的林果園藝業快速發展,總面積已超過1000萬畝,哈密瓜、葡萄、香梨等「名特優」產品享譽國內外。

蔬菜面積由9.25千公頃增加到186.82千公頃,主要城市冬季鮮菜自給率達到70%;有87種食品獲中國綠色食品中心認證的綠色食品標志;農產品商品率達63%以上。

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