新疆属于什么地质特征
① 新疆芦草沟油页岩含矿区资源评价
芦草沟油页岩含矿区位于乌鲁木齐市东北45km处,行政区划属米泉县管辖。地理座标为东经87°48ར″~87°52ཚ″,北纬43°49ི″~43°52ཨ″。矿区内有公路通往乌鲁木齐—阜康高速公路,交通较为便利。地理环境属低山地和平缓丘陵地形。
一、成矿地质背景分析
芦草沟矿区大地构造位置属于博格达山褶皱带乌鲁木齐复式大向斜的东北部,该部位属乌鲁木齐向斜的转折端部位。矿区东侧以甘沟以东为界,西侧以石人子沟附近为界,长约8.35km,总面积约32km2。
(一)构造特征
芦草沟油页岩含矿区为一大的复式向斜构造,芦草沟向斜实际为乌鲁木齐复式向斜构造向北东方向延伸的部分,向斜轴向为北东向,向斜东端扬起,西端倾没,东部翘起部位常被剥蚀。靠近向斜轴部的地层倾角平缓,两翼倾角近于相等,为一等斜褶皱,向斜长度约4.7km。
在芦草沟向斜上发育了数量众多的一系列次一级小背斜和小向斜。背斜与向斜相间排列,轴向都为北东向,两翼地层倾角不等,为不对称褶皱构造。
芦草沟油页岩含矿区断裂构造发育,以东部甘沟数量较多,断层规模小,正断层为主。矿区内大的断裂构造主要有两条,一条为芦草沟高角度逆掩断层、断层走向为北东向,延伸长度约1550m,断层面倾向南东,倾角超过45°。另外一条位于石人子沟以东,为正断层,断层走向NEE向,延伸长度约2300m,断层面倾向南东,倾角较缓。由于断裂活动,地层倾角增大,甚至地层倒转,构造复杂。
(二)地层特征
芦草沟油页岩含矿区二叠系分布广泛,三叠系也有分布。现将各时代地层特征按沉积序列叙述如下:
1.中二叠统芦草沟组
芦草沟组主要为含油页岩沉积体系,根据岩性特征划分为四个岩性段:
(1)第一岩性段:黑色砂质泥岩,下部夹有黑灰色细砂岩层,厚度210~465m。
(2)第二岩性段:砂质页岩夹薄层油页岩段。岩性为浅灰色、灰色、棕黄色薄层砂质页岩和细砂岩互层夹褐黑色薄层劣质油页岩及白云质灰岩透镜体。地层厚度约350~1100m。
(3)第三岩性段:层状油页岩段。岩性为黑、褐黑色厚层状油页岩夹薄层钙质细砂岩、砂质泥岩和白云质灰岩透镜体。地层厚度105~290m。
(4)第四岩性段:纸状油页岩段。岩性为黑色涡卷状、纸状油页岩,含有大量鱼化石和芦木化石。中下部为黑色、褐黑色油页岩夹白云质灰岩透镜体和菱铁矿结核,厚度255~1850m。芦草沟组与下伏石炭系角度不整合接触。
2.中二叠统红雁池组
岩性下部浅绿色砂岩夹薄层劣质油页岩和页岩;中部黑色页岩和浅绿色砂岩、砂砾岩互层,夹有薄层砂质页岩和白云质灰岩透镜体;上部浅绿色砂岩、砂砾岩。地层厚度295~1200m。与下伏芦草沟组整合接触。
3.三叠系
三叠系在矿区内出露较小,岩性上部为浅绿色砂质泥岩和中细砾砂岩互层,夹有红色薄层泥岩;下部浅绿色砾岩、砂砾岩和粗砂岩。地层厚度170m。
二、油页岩特征及分布特征
(一)油页岩特征
芦草沟油页岩以赋存于芦草沟组四段上部的纸状油页岩品质最好,其颜色为黑色、黑褐色,风化后呈灰黑色。油页岩体重轻,硬度小,韧性好,页理极发育,含油率较高。赋存于四段下部的油页岩品质差,颜色为黑色、褐黑色、黑褐色和褐色,油页岩致密坚硬具泥质结构,砂质含量高,常含有铁质结核,沥青质,体重大,韧性小,风化后呈灰褐色和灰绿色,呈层状产出。
经采样分析,油页岩最大含油率12.66%,最小含油率5%,平均含油率7.06%。钻井岩心分析水分含量最低0.88%,最高2%,平均水分含量1.39%。油页岩灰分含量最低77.4%,最高91.34%,平均灰分含量87.2%,油页岩挥发分含量最低1.51%,最高6.1%,平均挥发分含量3.58%。油页岩体重最低1.88t/m3,最高2.83t/m3,平均体重2.16t/m3。工业类型属于低含油率高灰分油页岩。
(二)沉积环境
中二叠世初期,由于构造沉降作用,在博格达山北麓地区形成了陆相深水湖盆,芦草沟组沉积时期,为闭塞滞留的深湖—半深湖环境。此时期气候温暖潮湿,十分有利于水生生物和植物的生长繁殖,有机质十分丰富,具备形成油页岩的有利条件。晚二叠世早期,随着构造隆升,湖盆水体变浅,范围变小,博格达山北麓形成以河流相为主的沉积环境,二叠世末期,东吴运动导致湖盆消失,形成三叠系冲积相—河流相沉积,此时气候变为干燥炎热,形成了陆相红色沉积。
(三)油页岩分布特征
芦草沟油页岩含矿区油页岩分布于芦草沟组中,芦草沟组二段油页岩以薄的夹层产出,为劣质油页岩;芦草沟组三段油页岩为层状油页岩,经采样分析,含油率较低,不具有工业开采价值。赋存于芦草沟组四段的纸状油页岩品质较好,含油率较高,是芦草沟矿区具工业开采价值的油页岩矿层。
芦草沟组四段内可采油页岩层共计23层,平均总厚度为66.18m,矿层沿走向和倾向分布不稳定,厚度变化较大。常有白云质灰岩夹层,很难按自然形态逐一分层。
油页岩矿层呈不规则“S”形宽带状展布,东西两端较窄,中部较宽,矿体分布长度约8.35km,平均宽约1.37km。矿层在矿区北部走向为N25°~55°E,倾角为50°~84°,倾向南东。在矿区中部和中南部走向变为N60°~80°E,倾角约12°~35°,倾向南西,部分倾向南东。矿体最大埋深为500m。
三、油页岩资源评价
(一)勘查工作程度分析
1.地质勘查工作
1955年4月,原地质部西北地质局六三一队第八分队对博格达山北麓油页岩进行了调查,完成了1∶20万地质图填绘工作,芦草沟属于调查范围之内,提交的报告中对油页岩的分布、质量和储量进行了研究。
1957年,原741地质队在甘沟、贺朗峡—白杨南沟一带进行初步勘探,对该区的地质概况和油页岩的分布、质量和储量作了详细研究。
1958年,新疆地质局昌吉地质大队在芦草沟矿区进行了初步勘探,分别开展了槽探和钻探工作,于1960年10月提交了芦草沟油页岩含矿区初步勘探工作总结报告,提交了C2级储量41369万t,远景储量448380.9万t。
2.勘探程度与精度
芦草沟油页岩含矿区勘探程度为普查找矿,共完成钻井4口,总进尺为742.35m,完成了甘沟FG勘探线和芦草沟BC勘探线二条勘探线。线距为2000m,孔距视情况而不定。一般在157~200m之间。两条勘探线仅能控制矿区东北部油页岩矿体,未能全部控制整个矿体。勘探中完成浅井1口计10.8m。在FG勘探线和BC勘探线附近进行了槽探,长度约409.6m。
四口钻井中甘一孔和甘二孔采心率分别为94.84%和89.42%,达到质量精度要求,甘四孔和甘三孔岩心采取率仅为69.00%和68.19%,没有达到钻井质量要求。孔斜超过规范要求,200m深度超过10°,且样品分析数量少,代表性差。
采样过程中只对岩心进行了取样,样品数量较少且不系统。探槽没有采样。分析项目仅做了低温干馏和工业分析,元素分析没有进行,对于油页岩品质评价影响较大。
(二)资源评价
本次资源评价过程中,根据油页岩矿层在倾向上厚度变化较大,矿层分布不稳定的特征,钻井所能控制油页岩最大深度为213m,因此,储量计算根据钻井实际控制油页岩的深度计算查明资源储量,钻井控制深度到埋深500m计算油页岩潜在资源量。经过重新计算,芦草沟矿区油页岩资源储量为97094万t,其中油页岩查明资源储量为8944万t,油页岩潜在资源量为88149万t。页岩油资源储量为6855万t,页岩油查明资源储量为631万t,页岩油潜在资源量为6223万t。
芦草沟矿区油页岩厚度较大,查明资源储量埋深较浅,可以采用露天开采;油页岩潜在资源量开采方式为井下开采。芦草沟油页岩技术可采资源储量29876万t,其中油页岩查明技术可采资源储量5635万t,油页岩潜在技术可采资源量24241万t。页岩油技术可采资源储量2109万t,其中,页岩油查明技术可采资源储量398万t,页岩油潜在技术可采资源量1711万t,页岩油查明可回收资源储量298万t,页岩油潜在可回收资源量1284万t。
② 新疆黄羊岭锑矿
黄羊岭锑矿位于新疆民丰县东南约120km的藏北高原西北高海拔山区,发现于2002年,属1999年“新疆尼雅河中上游地区1∶20万区域化探”项目主要找矿成果。随着黄羊岭锑矿的发现,该区针对锑矿的找矿工作相继展开,先后发现了盼水河、卧龙岗、宿营地、红山顶、拾玉石、云母山、回风口、野马滩、前进等矿床(点)14处。诸多锑矿的发现,使得黄羊岭地区成为新疆第一个锑矿集中区,从而改变了新疆锑矿分布格局。
“新疆尼雅河中上游地区1∶20万区域化探”项目于2000年完成区域化探野外采样任务,2001年完成样品分析和地球化学图件编制,发现锑在区内有大规模富集。富集区带主要集中在中部地区,沿苦牙克谷地南缘呈北北东向延伸,构成长达400km、面积达8000km2的苦牙克锑地球化学异常带。在区域化探异常圈定基础上,黄羊岭锑矿于2002年7月8号由杨屹等人在异常查证过程中发现,它是新疆昆仑-阿尔金地区首次发现的矿种。
根据元素组合和所处地质环境,圈定以锑为主要找矿目标的综合异常4个:分别为黄羊岭异常(HS-34)、长山沟异常(HS-35)、半干湖异常(HS-36)和卧龙岗异常(HS-55)。2002年,开展了对黄羊岭异常(HS-34)的专项检查。在异常区测制ⅩⅩⅢ号地化剖面时,杨屹发现剖面线以西约百余米处的山丘顶部,有硅化蚀变脉体,仔细观察露头时发现了锑矿脉。辉锑矿脉呈带状,主要向北西向延伸。经追索长达1.6km,沿途均见断续延伸的锑矿脉。把在昆仑山首次发现的辉锑矿命名为黄羊岭锑矿。
以黄羊岭锑矿为主要工作对象的锑矿找矿与评价工作随即展开。到2008年底,黄羊岭地区共发现锑矿(点)14处,采用地表槽探工程为主配以少量浅部钻探,对主要矿床进行了初步评价。累计估算锑333资源量13590t、334资源量179524t,总体规模已达大型矿床。
一、矿床地质背景
矿区大地构造归属华南板块中的可可西里陆缘活动带,划属为我国重点金属成矿区带西昆仑-阿尔金成矿带内的“大红柳滩-木孜塔格汞锑、铅锌、铜、金等Ⅳ级稀有金属矿成矿远景区”。区域地层主要有二叠系黄羊岭组、三叠系巴颜喀拉组和卧龙岗组及侏罗系叶尔羌群,均属较单一的碎屑岩建造。近东西向及北东东向断裂构造发育。矿区内及附近无岩浆岩,但在西北部存在一条北东东向燕山期闪长玢岩带,岩带长约60km,由十余个面积1km2左右的闪长玢岩体组成。
图6-6-1 黄羊岭锑矿矿区地质图
(一)地层与岩性特征
黄羊岭锑矿矿区出露地层为二叠系黄羊岭组碎屑岩,主要岩性为灰褐色岩屑砂岩和灰黑色页岩,局部有含铁泥晶灰岩结核。矿化与黄羊岭组第二岩性段关系密切,该岩性段为岩屑砂岩与页岩互层(P1hb),矿体主要产在岩屑砂岩中(图6-6-1)。地层总体北倾,产状350°∠50°~70°。受断裂构造影响,岩屑砂岩节理发育,每平方米可达15~30条,主要有两组,产状340°∠55°和285°∠70°。
尼雅河中上游地区南部构造区的碎屑岩中,包括二叠系黄羊岭组、阿克苏群、卡拉勒塔什岩群和下石炭统及中泥盆统布拉克巴什组,岩性以砂岩、细砂岩、粉砂岩、板岩、黑灰色页岩、黏土岩为主,其中黄羊岭组和布拉克巴什组偶夹灰岩,二叠系均夹火山碎屑成分。
黄羊岭矿区4.6km2范围内,各类矿脉发育,有石英脉、含辉锑矿石英脉、辉锑矿石英脉、辉锑矿脉、含重晶石石英脉和碳酸盐脉。脉体大小不一,小者长十至数十米不等,宽0.01~0.5m;大者长数十至数百米,以至上千米,宽0.1米至数米,最宽可达6m。从单脉大小、疏密和矿化强度来看,这些脉体存在显著的差异。东部以细脉为主,中部细脉大脉并存,西部以大脉为主,构成石英脉密集带。锑矿化多与细脉相联系,密集地段构成矿体。
(二)锑矿化特征
黄羊岭矿区已发现和圈定锑矿带四条,编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(图6-6-1)。Ⅰ号矿带位于矿区东部,带长1000m,宽300m,呈北东向延伸,矿化以含辉锑矿石英脉、辉锑矿石英脉、辉锑矿脉为主,脉宽0.01~0.6m不等,多数小于10cm。Ⅱ号带长1200m,宽300m,呈北东向延伸,脉体分布不均匀,东北部以含辉锑矿石英脉、辉锑矿石英脉、辉锑矿脉为主;中、南段主要表现为石英大脉,延伸稳定,矿化较弱。Ⅲ号带位于矿区西部,长1100m,宽约200m,呈北东向延伸,地表矿化较弱,自然剖面显示地表以下矿化增强,出现含重晶石-辉锑矿石英脉。Ⅳ号带位于矿区南部,长1500m,宽400m,以石英脉为主,地表矿化弱,出现黑钨矿-辉锑矿石英脉,单脉规模更小,分布零乱。
地表槽探工程初步圈定9个矿体,矿体长度一般在80~380m之间,单矿体平均厚度1~5.8m不等,锑平均品位5.28%。矿石成分简单,矿石矿物以辉锑矿为主,次为雄黄、黄铁矿,局部出现黑钨矿;脉石矿物主要为石英、方解石、绿泥石,局部可见重晶石。矿石主要结构有粒状-显微粒状变晶结构,柱状结构,针柱状结构。矿石构造为脉状、网脉状、致密块状和浸染状等。围岩蚀变以硅化为主,次为绢云母化、高岭土化、碳酸盐化,成矿与硅化关系密切。因此,黄羊岭锑矿特征与典型脉状锑矿类似,黑钨矿的出现,可能预示其成矿热液与岩浆作用密不可分。
二、地球化学特征
(一)锑富集特征
近50000km2范围内的区域化探成果表明,锑异常均位于尼雅河中上游地区南部构造区中的碎屑岩中,异常与黄羊岭组(P1hb)关系密切,如其中有28处异常处于该层位中。调查区锑的背景含量为1.21×10-6。该值是新疆平均值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、新疆西昆仑山平均值0.61×10-6的1.98倍。虽然同属于一个成矿远景区,但与这些地区相比,尼雅河中上游地区显著富锑,属锑高含量地区,富集成矿的条件明显具备。
从39种元素分析表明,锑变化系数仅次于Au、Hg、Cr,为1.4,其对照的地球化学意义属极不均匀强分异型元素。区内锑分布极不均匀:西北约1.5×104km2的广大区域,为大范围连续低背景,其间存在大面积相对贫化区,不出现高背景或局部出现高背景,平均含量为0.7×10-6;东南约1.8×104km2的广大区域,以背景含量为主,其上叠加区域性低背景和局部高背景,平均含量为1.1×10-6;而西北和东南之间的中部地区,面积约1.3×104km2,大部分为高背景区,少部分为背景区域,基本不出现低背景区。在高背景区域内出现大规模富集区带,最高含量32×10-6,平均值为2.28×10-6。
以2×10-6为下限值,调查区可圈定三个锑地球化学省(见图6-6-2):苦牙克锑省(A)、黄羊岭锑省(B)和干湖滩锑省(C)。三个锑省的总体形态特征均为北东东向带状,面积分别为1120km2、1170km2和2810km2。如选择2×10-6、3×10-6、6×10-6的分级参数,进行套合地球化学模式谱系结构分析,则三个锑省均具有三层套合的地球化学模式谱系。这种套合的地球化学模式谱系正是巨量锑供应与聚集的表现。结合黄羊岭地区大规模锑矿化,表明锑的富集程度已达成矿水平。
(二)锑异常特征
以3×10-6为下限,研究区圈定锑单元素异常53个,累计面积达3418km2(图6-6-2)。53个异常的主要参数为:面积13~304km2、极大值(3.2~27.1)×10-6、平均值(3.2~19)×10-6,具有二级浓度分带的有25个、三级浓度分带的8个;面积大于100km2的区域性异常有11个,其面积在106~304km2之间,极大值(4.6~20.8)×10-6,平均值(4.8~9.3)×10-6,面积之和为2126km2,占异常总面积的62%。因此,区域性异常占主体。
(三)元素组合特征
异常元素组合较为复杂。与锑密切相关的元素有As、Hg、Au、Cu、Ag、W、Sn、Bi、Li、B等。具体到每个异常时,构成不同的组合类型:以黄羊岭异常(19号———图6-6-2中异常编号,下同)为代表的Sb-Hg组合,以阿什库勒异常(34号)为代表的Sb-As-Au组合,以红土达坂异常(17号)为代表的Sb-Hg-Au组合,以卧龙岗异常(22号)为代表的Sb-As-Hg-Au-Cu-Ag组合,以干湖滩异常(36号)为代表的Sb-As-W-Sn-Bi-Li-B及单Sb异常。其中,以As、Hg、Au出现的最为普遍。元素组合的差异,反映了异常形成和控制因素的多样性和复杂性,是异常所处地质环境及控制因素的综合表现。
(四)地球化学异常空间分布特征
空间上异常分布极不均匀(图6-6-2),主要集中在中部地区,即处于苦牙克—硝尔库勒—阿什库勒一线东南和黄羊岭—碎脊山西北区域内,离开此区域的异常零星、规模小、强度低。北东向带状展布特征明显,构成两个主要锑异常带:苦牙克-硝尔库勒-阿什库勒异常带和黄羊岭-碎脊山异常带。苦牙克-硝尔库勒-阿什库勒异常带长200km强,具有北东弱南西强的特点,主要区域性异常基本集中在该带西南段的硝尔库勒至阿什库勒;黄羊岭-碎脊山异常带长80km强,与前者相反,呈现出北东强、西南弱的特点。离开这两个带,异常规模小、强度低、分布零星。
图6-6-2 西昆仑尼雅河中上游地区锑异常分布图
锑异常受构造控制非常明显。区域上主要属北东向阿尔金、库牙克、阿什库勒深大断裂和泉水沟深断裂控制(图6-6-2),泉水沟断裂属近东西向鲸鱼湖-木孜塔格断裂的西延部分,在研究区向西南转折。有趣的是断裂对异常的控制,不是体现在异常沿断裂带内或断裂两侧均衡分布,而是沿断裂带的一侧形成异常带。前述异常带中的苦牙克-硝尔库勒-阿什库勒异常带即属阿尔金、库牙克、阿什库勒深大断裂共同控制,位于断裂东南侧宽度约20km的范围内,断裂限制了异常带西北界;黄羊岭-碎脊山异常带属泉水沟深断裂西南段控制,处于断裂东南宽度约30km的范围内,远离此距离即无异常。因此,异常与深断裂关系密切,沿断裂带一侧出现宽度较大、稳定延伸的异常带,断裂控制了异常带一侧的边界。
黄羊岭锑矿,在新疆昆仑-阿尔金山属新发现的矿种,锑矿品位富,矿床远景规模在大型以上。
(五)矿与异常的关系
锑矿与锑异常关系密切。无论区域异常还是样品加密后圈定的局部异常,对锑矿的反映都很清楚,特别是局部异常。异常中心即是矿化强烈地段,矿区范围不超出异常范围。
1.区域异常
黄羊岭锑矿位于19号异常中(图6-6-3),该异常面积达191km2,锑平均含量7.1×10-6;有两个南北相距约12km的浓集中心,极大值分别为11.6×10-6和6.7×10-6,二级浓度带的面积分别为42和12.4km2。该异常已发现黄羊岭锑矿和2处锑矿点。黄羊岭锑矿位于北部规模相对较小的浓集区中心,其他两个矿点一个位于异常西部边缘,一个在两浓集区之间靠近黄羊岭锑矿区。
2.局部异常
在19号异常北部开展的1∶5万化探,圈定的Sb异常面积28.8km2,平均含量8.1×10-6,呈北东向,有两个相距约4km的浓集中心,均具三级浓度分带,最大值分别为43.8×10-6和22×10-6。黄羊岭锑矿位于东北部浓集区,元素组合为Sb、As、W、Hg;黄羊岭南锑矿点位于两浓集区中心之间(图6-6-4)。
图6-6-3 锑矿与区域异常空间关系
图6-6-4 黄羊岭锑矿与局部异常关系
黄羊岭锑矿已知矿化带(图6-6-1),均位于异常中。东部矿化强烈地段,包括Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ三个带,与异常东北浓集中心对应;矿化较弱的Ⅳ矿化带,处于两个浓集中心之间的低值异常区。因此,矿化强度和规模与异常强度和规模严格对应。矿区内Sb含量在(3.9~43.8)×10-6之间,平均值为15.1×10-6,接近异常平均值的两倍。就该锑矿而言,用3×10-6的锑含量可以完整的圈定已知矿区,用6×10-6的锑含量可以较好的圈定已知矿区中矿化强烈地段。
异常西南浓集中心与东北浓集心相比,锑二级浓度带(即大于6×10-6范围)面积相近,一个5.3km2,一个5.06km2,且西南异常向西向南均未完全封闭,同样具有发现锑矿的条件,是今后寻找锑矿的良好地带。
(六)异常区背景对比
区域地球化学观点认为,成矿元素背景含量高是成矿的一个重要方面。从锑的富集特征已经了解到,尼雅河中上游地区锑的背景含量既明显高于全新疆及新疆昆仑山区,也高于西南天山。如果将目标锁定在中部的苦牙克锑地球化学带,则带内背景含量是西南天山的2.92倍,西南天山是公认的新疆最具找锑潜力的地区。不仅如此,与锑密切相关的汞在这一地区也呈高度富集状态,黄羊岭汞地球化学省面积达19500km2,具备巨省规模。从区域性锑含量对比可以看出,苦牙克锑地球化学带的找矿潜力远大于西南天山。
找矿效果对比也可以得出同样结论。经过新疆地质工作者多年的努力,在西南天山发现了较有影响的卡拉脚古牙和查汗萨拉锑矿,因规模小终无大的突破。黄羊岭地区经异常检查发现的黄羊岭锑矿,矿化面广、规模大、品位高,锑矿远景规模已达大型。与锑矿伴生的雄黄矿化和自然重砂中的辰砂,与东部长山沟地区的汞(砷)矿相距50km,表明黄羊岭地区以锑、汞、砷为代表的低温成矿作用的广泛性。
(七)地球化学块体分析
调查区圈定的苦牙克、黄羊岭和干湖滩三个锑地球化学省,面积在1120~2810km2之间,它们均具有三层套合的地球化学模式谱系,即局部异常、区域异常和地球化学省。这种套合的地球化学模式谱系一方面正是有巨量锑供应与聚集的表现,同时也是大型—巨型矿床在地球表面上的综合反映,黄羊岭锑矿的发现很好印证了这一点。黄羊岭锑矿位于黄羊岭锑省四个区域异常之一的19号异常北部的局部性异常中。三个锑地球化学省中,共有区域异常11个,黄羊岭锑省的4个区域异常3个已见矿。如按一个区域异常发现一个锑矿来预测,苦牙克锑地球化学带至少还可以发现8个锑矿。
(八)异常评价
黄羊岭锑矿所在的19号异常,通过全区53个锑异常不同参数排序,结果表明存在差异:按面积名列第5位,按最大值名列第8位,按平均强度名列第18位,按规模(面积×异常平均值)名列第6位,按衬度名列18位,按NAP值名列第6位,多参数综合排序名列第4位。总的认为,19号异常属异常面积较大而强度不很高的异常。
三、化探方法技术运用
“新疆尼雅河中上游地区1∶20万区域化探”属中国地质调查局启动国土资源大调查后,第一批全国招标项目。2000年1月6~7日,中国地质调查局在河北廊坊召开“西昆仑地区区域化探招标项目方法技术专家研讨会”。会上确认以中国地质科学院物化探研究所1999年在西昆仑高寒中浅切割区与深切割区衔接部位的方法技术试验结果为基础,并结合新疆地矿局1992年在西昆仑、1993年和1996年在阿尔金-东昆仑地区的方法技术试验成果和尼雅河中上游地区景观特点,统一了该区区域化探进一步工作的方法技术和认识。
全区统一采用水系沉积物测量方法。两大景观区藏北高原北缘山地和西昆仑山山地差异明显,采样密度区别对待。藏北高原北缘山地地势相对平坦,通行条件较好,采样密度为1~2点/4km2。西昆仑山山地地形切割强烈、交通困难,采样密度远离雪线的中高山地区为1点/4km2,局部采样密度为1~2点/4km2;雪线附近的高山、极高山地区采样密度为1点/(4~16)km2。最终实现全区平均采样密度1.07点/4km2,满足任务书规定1点/4km2的要求,实现了总体控制的目标。
采样布局兼顾采样点均匀分布和最大限度控制汇水域两个原则,达到了控制整个调查区的效果。野外采用1∶10万地形图与GPS相结合的定点方法,采样部位选择在河床或沟谷底部或在河道岸边与水面接触之处,避免将采样部位确定在粗细粒物质分选好的地段。野外样品物质为采样点上游地质体经过风化破碎后的碎屑成分,并经过了充分混匀,强调活性物质,原始样品粗细混采。样品加工截取-10~+80目粒级部分,按4km2基本单元送样分析。
实践证明,上述方法是目前这一类地区开展区域化探的最有效方法,已在新疆昆仑-阿尔金地区广泛采用。
四、结论
地处尼雅河中上游中部的黄羊岭地区,是新疆锑富集程度最高、规模最大的地区。锑的区域性富集受库牙克等深大断裂控制,构造上处于南部沉积岩区,形成的区域性异常具有套合地球化学模式谱系,金属供应量大。苦牙克锑地球化学带等三个锑省都具三层结构,即地球化学省、区域异常、局部异常,它们涵盖了全区所有区域异常和大部分局部异常。目前发现的14个锑矿床(点),主要位于19、22、23、24号异常中,它们同处于黄羊岭锑省。黄羊岭锑矿区地球化学研究结果表明,圈定完整矿区的锑异常下限值为3×10-6,圈定矿化强烈地段锑异常下限值为6×10-6,利用这一特征来评价研究区锑异常,则53个异常均具找锑矿意义,值得同等重视。6×10-6正是二级浓度带(即异常中带)的临界值,全区53个异常中,具有二级浓度带者近半数,有25个,无疑它们均具有重要找矿意义。继黄羊岭锑矿之后发现的一系列锑矿床(点),如拾玉石锑矿(24号异常处)、卧龙岗锑矿(22号异常处)等,就是有力证明(图6-6-5)。
图6-6-5 黄羊岭地区锑矿分布与锑含量(10-6)关系图
进一步研究对比认为,该区具备寻找大型锑矿生成的地质-地球化学条件,蕴藏着巨大的资源潜力,是新疆最有希望的找锑远景区。通过不断总结和试验,加大投入,该区有望成为新疆第一个大型锑矿勘查基地和生产基地。
(本节供稿人:杨万志吕金刚杨屹)
③ 新疆东昆仑维宝铅锌矿
维宝铅锌矿地处新疆昆仑山东段祁漫塔格地区,属新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌县管辖,位于若羌县东南330km。
2002年4月,中国地质调查局西南项目办向新疆地质调查院下达了“新疆昆仑山东段布喀达坂峰—依吞布拉克1∶20万区域化探”项目,它是青藏高原东缘国土资源综合调查项目的组成部分。2002年完成了13668km2区域化探采样。对样品分析资料进行整理后,发现了祁漫塔格铅锌地球化学异常带。2003年开展野外异常检证,8月对以铜、铅、锌元素为主的Hs-19号异常进行踏勘检查。由于铜、铅、锌三元素高含量采样点上游水系不太长,仅1km左右,加密采样意义不大,故选择岩石出露较好的东边山脊布置地化剖面测量。同时在整个汇水域内有基岩出露的地方进行追索,在水系西边山脊上发现了少量孔雀石化,进而又发现了少量铅、锌矿化的线索,在半山腰找到了品位较高的具有层控特征的铅、锌矿露头。在露头处布置探槽工程(就是后来的08勘探线)并沿走向进行追踪,当时就发现矿脉延续超过800m,最初发现的矿体露头位于矿体的东部(经过评价也是矿体品位较富的地段)。该矿被物化探大队命名为“维宝铅锌矿”。
一、矿床地质背景
(一)大地构造单元位置
矿区所处的大地构造位置属塔里木-华北板块中的柴达木微板块之祁漫塔格古生代复合沟弧带中东段,南为库木库里新生代盆地,北邻柴达木新生代盆地。
(二)地层
区域内出露主要地层为中元古界长城系小庙岩组(Chx)石英片岩、蓟县系冰沟群狼牙山组(Jxl)带状大理岩和白云岩、中生界上三叠统鄂拉山组(T3e)中酸性、中基性火山岩等。区内中酸性侵入岩发育,晋宁期—燕山期均有,以印支期花岗闪长岩-二长花岗岩-斑状二长花岗岩为主(图4-2-1)。
图4-2-1 维宝铅锌矿区域地质矿产图
维宝铅锌矿主要产于蓟县系狼牙山组(Jxl)条带状大理岩(后期蚀变为绿帘石、透辉石矽卡岩)和粉—细砂岩互层、大理岩化灰岩层内。该套地层呈北西-南东向分布,岩石整体属千枚岩相-低绿片岩相产物。岩石类型为中浅变质的碳酸盐岩、碎屑岩为主夹部分细碎屑岩、片岩的岩石组合。岩性主要有条带状大理岩、白云岩、白云质灰岩夹少量板岩等。其中碳酸盐岩类普遍发生矽卡岩化,其次为角岩化、硅化,节理、劈理构造发育。
(三)控矿因素
1)中元古代蓟县系狼牙山组为主要含矿地层。分布在该地层内的灰黑色大理岩化灰岩(或大理岩)之间的透辉石(绿帘石)矽卡岩是主要含矿层位。
2)矿体受后期构造作用(主要为北西—南东向逆断层)影响,矿体大多呈雁行式排列,其中局部发育有少量的近南北向的断裂,对矿体有一定的破坏作用。
3)矿体的贫富程度受构造影响较大,在挤压揉皱作用较发育的地段,一般Pb、Zn含量较高。
4)后期局部出露的小岩脉对矿体具有一定的破坏作用。
(四)矿床规模与矿体产状
据维宝铅锌矿东段已施工的探槽及钻孔资料,该段地表Cu、Pb、Zn矿化蚀变带宽在100~200m,在其东部为北西西—南东东走向,向西逐渐转为近东西向。矿体产状与围岩基本一致,形态为似层状、透镜状。矿(化)体主要产于条带状粉砂岩、泥岩、大理岩互层中。后期气(热)液沿岩石薄层层理面或裂隙面处发生交代作用而形成矽卡岩。赋矿岩石主要为条带状绿帘石(透辉石)矽卡岩。另在大理岩中也见有少量矿化。围岩矿化蚀变主要有矽卡岩化。矿化主要为黄铜矿化、方铅矿化、闪锌矿化、黄铁矿化等。
通过槽探工程控制,初步确定维宝铅锌矿东段地表共有矿体21条,其中工业矿体14条,低品位矿体7条,铅锌金属量主要集中在2号及5号脉,铅、锌储量约35万t,占总储量的一半。矿体特征如下。
L2矿体位于北部,呈脉状,北西—南东向展布,通过3条探槽及7个钻孔控制,地表长度在600m左右,宽4.2~10.16m,平均宽7.83m。该矿体深部延深大于285m,平均厚度20.33m,最大厚度达88m。地表矿体Pb品位为0.42%~12.26%,平均品位1.94%;Zn品位为0.53%~5.34%,平均品位1.87%。深部Pb品位为0.41%~4.61%,平均品位1.75%;Zn品位为0.52%~5.22%,平均品位1.13%。
L5矿体位于矿区的中部,呈带状分布,由5条探槽及7个钻孔控制,地表长约1000m,宽为2.60~37.13m,平均宽19.13m。深部控制斜深在370m以上,平均厚度23.64m。地表Pb品位为0.44%~3.71%,平均品位1.32%;Zn品位为0.56%~3.53%,平均品位1.7%。深部Pb品位为0.42%~10.02%,平均品位1.51%;Zn品位为0.61%~10.75%,平均品位1.9%。该矿体在深部有局部变富的趋势。
另外,L7号矿体在113.55~123.55m见铜铅锌矿体,Pb+Zn平均品位为5.78%,Cu2.22%。其中厚约1.15m的岩芯Pb+Zn品位达16.75%,Cu6.99%。
(五)矿床类型
矿石类型主要为细脉浸染型。矿石构造包括:浸染状、块状、条带状、角砾状及网脉状。矿石结构有中细粒自形,半自形粒状结构、斑状结构、交代结构、胶状结构、交代残余结构。矿石矿物主要为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、毒砂、磁黄铁矿、黝铜矿、白铁矿、磁铁矿、褐铁矿、孔雀石;脉石矿物主要为石英、斜长石、绿帘石、绿泥石、透辉石、白云母、方解石、黑云母、透闪石、角闪石、铁钙榴石等。
围岩蚀变和矿化主要为矽卡岩化、黄铜矿化、方铅矿化、闪锌矿化、孔雀石化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、硅化等。
(六)矿体分布规律
1)矿(化)体主要产出于中元古界蓟县系冰沟群狼牙山组(Jxl)地层中。岩性主要有条带状大理岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、白云质灰岩夹少量板岩。后期气(热)液沿上述岩石的薄层层理或岩石的细小裂隙顺层交代而形成透辉石(绿帘石)矽卡岩。含矿岩性大部分具有条带状构造,属中—浅变质岩系。岩层产状受后期改造而甚为复杂,地层中广泛见有后期侵入的辉绿(玢)岩脉、基性岩脉等。
2)当含矿矽卡岩受构造作用较强时,含矿矽卡岩碎裂岩化作用较强,Pb、Zn平均品位一般相对较高。
3)当含矿矽卡岩中石榴子石含量较高时,一般Zn含量大于Pb含量。
4)当随着含矿矽卡岩内石英含量增高时,方铅矿、闪锌矿自形程度有增高的趋势。
5)随着深度的增加(在300m以下),方铅矿、闪锌矿自形程度有增高的趋势。同时,矽卡岩条带状构造越来越不明显;且岩石受后期构造挤压作用,局部碎裂岩化较强,岩层产状几乎近于直立;受后期热液活动影响,岩石见有一定程度的钾化现象。
6)当含矿矽卡岩附近有辉绿岩侵入时,铜矿化有加强的趋势,但其规模有限。
(七)矿物生成顺序及矿物世代
通过对矿石光薄片镜下鉴定,大致得出维宝铅锌矿床的矿物生成的顺序及其世代。
1)早期形成了透辉石—钙铝榴石绿帘石矽卡岩,主要矿物组合为钙铝榴石+透辉石+绿帘石+黄铁矿。
2)成矿期可分为4个阶段:第1阶段形成透闪石+钙铁榴石+硅灰石+方解石+钠长石+石英+闪锌矿+方铅矿,为主成矿期。第2阶段形成绿泥石+石英+方解石+重晶石+黄铜矿。第3阶段形成纯净方解石脉,属热液成矿期后的产物,不含任何金属矿物;第4阶段为表生作用阶段,形成了氧化矿物组合:铜蓝+白铅矿+褐铁矿。
(八)矿床成因的初步探讨
维宝铅锌矿产于蓟县系狼牙山组大理岩夹钙质粉砂岩段的矽卡岩带中,属层控矽卡岩型铅锌矿床。其主要证据如下。
1)矿体及其围岩原岩为粉砂岩、细凝灰岩,属远离火山机构的沉积产物。粉砂岩具有从下部的粗粒粉砂质向中部的细粒粉砂质再到顶部变化为泥质,具明显的韵律,韵律厚度以1~8mm为主,矿体具有明显的层控特征。
2)矽卡岩化形成于原岩成岩后的静压力环境。除原岩粉砂被压扁外,没有观察到其他形变,即形变十分微弱,因而使得原岩韵律和粒序层得以较好保留。
3)含矿热液在静压环境下顺层交代,较粗粒部分交代较彻底,泥质部分交代不彻底,残余原岩成分较多。这是因为较粗粒部分的岩石孔隙较泥质发育,有利于含矿热液的流动和交代。
4)矽卡岩矿物以及金属矿物粒度均较小,同花岗岩类接触交代矽卡岩颗粒粗大完全不同,矽卡岩矿物粒度一般小于1mm,金属矿物(黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等)一般均在1.5mm以下。
5)成矿阶段多期次。
a.富含Ag、Sb、Cu、Pb等元素的中—古元古界基底给沉积中的狼牙山组提供了富含Pb和Zn的硫化物。
b.晋宁期—加里东期碰撞造山运动使部分金属元素发生了物理迁移和化学变化,发生了破碎变形、重结晶等现象,使得地层中的Pb、Zn等成矿元素在有利的部位多期次活化转移,进一步富集。
c.在印支期造山运动过程中,受该期岩浆岩和构造的影响,Pb、Zn等成矿元素得到了更进一步的迁移和富集,形成总体以层纹状为主,局部为致密块状的铅锌矿,从而形成具明显后期热液改造特征的铅锌矿床。
二、地球化学特征
(一)区域地球化学特征
通过1∶20万区域地球化学扫面,发现了祁漫塔格铅锌地球化学高背景带。
祁漫塔格铅锌地球化学高背景带位于测区中东部(图4-2-2),呈长100km,东部宽50km、西部宽5~10km的三角形。总体走向为北西,西边被第四系覆盖,东边延入青海省,区内面积约2500km2。Pb、Zn高值区高度重叠,是测区Pb、Zn富集程度最高的地区;加上该带同时富集Ag、Cd、W、Sn、Mo、Bi、U、Th等成矿元素,因此该带是测区富集成矿元素最多,元素组合最复杂的地区。同时也是测区Pb、Zn、Ag、Cd、W、Sn、Mo、Bi、Cu富集系数最高的地区。Pb最高值为799×10-6,大于200×10-6有8处;Zn最高值为610.3×10-6,大于300×10-6有5处。这表明该区具有寻找大型多金属矿的巨大潜力。
图4-2-2 祁漫塔格铅锌地球化学异常图
在祁漫塔格铅锌地球化学高背景带上,出露地层有新太古界—古元古界白沙河组(Ar3Pt1b),中元古界长城系(Ch)、蓟县系(Jx)。是一套深度变质—浅变质的变质岩系,以片麻岩、混合岩、片岩、大理岩为主。大面积出露的是三叠系喀勒拉组(T3kl),岩性为中酸性熔岩、凝灰岩。
(二)区域地球化学异常特征
在祁漫塔格地球化学高背景带内,共圈出地球化学综合异常19处。Pb用30×10-6圈出异常面积700km2;Zn用80×10-6圈出异常面积230km2。根据对所发现的化探异常的研究,分类排队,评序筛选,选择可能为矿致异常的HS-16、HS-19、HS-22、HS-23等11处异常进行了检查评价,在HS-19号异常发现了维宝铅锌矿,在HS-22号异常发现了蟠龙峰铁多金属矿,在HS-23号异常发现了攀岩峰铁矿。
该区域地球化学异常带内出露地层有:上更新统(Qp3)风成砂;上三叠统鄂拉山组(T3e)的中酸性熔岩、凝灰岩、凝灰熔岩、流纹岩;中元古界蓟县系狼牙山组(Jxl)的条带状大理岩、白云岩、白云质灰岩夹少量板岩;上三叠统景忍单元的斑状二长花岗岩;上三叠统四干旦单元(Tγδ)中细粒花岗闪长岩。
维宝区域化探异常以Pb、Zn为主,伴有Au、Ag、As、Sb、Cd、W、Sn、Mo、Bi及大量铁族元素异常;各元素异常重合较好(见图4-2-3)。异常面积约144km2。主要元素的地球化学参数见表4-2-1。
表4-2-1 Hs-19号异常(维宝铅锌矿)地球化学参数表
注:Au、Ag含量单位为10-9,其他含量单位均为10-6。《新疆昆仑山东段布喀达阪峰—依吞布拉克1∶20万区域化探》报告中对测区内元素异常进行了统一编号。表中Cu7表示第7号Cu异常,Pb18表示第18号Pb异常,依此类推。这些单元素异常组合成Hs-19号异常(维宝铅锌矿)。
图4 - 2 - 3 维宝铅锌矿1∶ 20 万化探异常剖析图地质图图例见图4 - 2 - 2
由表4-2-1及图4-2-3可以看出,Cu、Pb、Zn具有三个浓度分带,且最高值点位重叠,最高值依次为93.1×10-6、291.9×10-6、359.7×10-6。Ag的最高值为1673×10-6,具有三级浓度分带,仅最高含量点与Pb有所偏差。Ag异常的面积为最大,达82.36km2;Pb异常面积为58.53km2,Cu、Zn异常面积为38km2及35.5km2。其正异常元素组合为Pb、Zn、Ag、Cd、As、Sb、Cu等亲硫元素组合,强度较高,其中尤以Pb、Zn、Ag、Cd异常最为完整,出现了内中外三级浓度带。As、Sb等前缘元素虽不及主成矿元素及伴生元素完整,但也较发育。亲铁元素往往形成负异常。上述元素的分布特征,表明该矿已出露于地表,但剥蚀程度不深,还有较大延深。各元素高含量点分布基本一致,指示出该区具有良好的找矿前景。
三、化探方法技术运用
(一)工作方法
区域化探采样介质为水系沉积物,密度为1点/4km2,粒级为-10~+80目,分析了39种元素或氧化物。通过系统的数据整理,在研究区发现了大量的地球化学异常区带。在异常查证阶段,采用地质路线追索、地化剖面测量、地质填图、槽探揭露。后来又开展了1∶5万化探普查工作。在对维宝铅锌矿四年的普查评价期间,通过槽探、钻探,对矿体进行了初步控制。
(二)工作成果
1.区域化探异常的初步检查
通过地化剖面对异常浓集中心进行了初步的控制,发现了主要矿体。其中Ⅱ号地化剖面上的40~52号样点区间采集的4个样,控制宽为120m;Pb含量均为1000×10-6、Ag均为3200×10-9;Cu最高含量为1169.5×10-6,次为509×10-6;Zn最高含量为27056×10-6,次为22677×10-6、9503×10-6、7091×10-6;Bi最高为149.3×10-6,次为113.6×10-6,对应岩性为含铜铅锌矿(化)的凝灰砂岩、凝灰质粉砂岩。
2.1∶5万化探普查
根据2003年项目取得的初步成果,2004年5月新疆维吾尔自治区地质勘查专项资金项目管理办公室决定在维宝铅锌矿周围开展1∶5万化探普查,由新疆地矿局物化探大队实施。
1∶5万化探普查是在维宝铅锌矿所在异常编号为Hs-17异常范围内进行的。获得的异常地球化学参数列于表4-2-2,异常剖析图见图4-2-4。
表4-2-2 Hs-17号异常1∶5万地球化学普查参数表
注:Ag含量单位为10-9,其他含量单位均为10-6。表中Cu12、Pb17等的含义同表4-2-1中的解释。
由表4-2-2和图4-2-4可以看出,1∶5万维宝化探异常主要以Cu、Pb、Zn、Ag为主成矿元素,并伴生W、Sn、Mo、Sb等元素异常。Cu、Pb、Zn、Ag元素异常具有三级浓度分带,最高值依
次为163.4×10-6、415.3×10-6、762.6×10-6、2040×10-9。
3.1∶1万岩石地球化学剖面测量
矿区所做1∶1万岩石地球化学剖面测量成果显示,区内主要成矿元素Pb、Zn、Cu等主要在狼牙山组(Jxl)地层内富集,其中Pb最大值大于1000×10-6、Zn最大值为1403.7×10-6、Cu最大值为179.23×10-6、Ag最大值大于2000×10-6、Sn最大值大于30×10-6,对应岩性主要为透辉石绿帘石矽卡岩,其次在该组地层中的片岩、千枚岩亦具有相对较高的含量值。矿区采集的岩矿石样中各元素在各地层岩性段中的含量列于表4-2-3~表4-2-6。
图4-2-4 维宝铅锌矿1∶5万化探异常剖析图金含量单位10-9,其余为10-6;地质图例同图4-2-1
表4-2-3 维宝矿区岩矿石样铜元素特征参数统计表
注:铜含量单位10-6。
表4-2-4 维宝矿区岩矿石样Pb元素特征参数统计表
续表
注:铅含量单位10-6。
表4-2-5 维宝矿区岩矿石样Zn元素特征参数统计表
注:锌含量单位为10-6。
表4-2-6 维宝矿区岩矿石样Ag元素特征参数统计表
注:银含量单位10-9。
从以上各表可以看出,矿区狼牙山组(Jxl)矽卡岩中各元素含量均相对较高。狼牙山组沉积基底的白沙河组(Ar3Pt1b)地层内的片麻岩,亦具有相对较高的含量,含矿性好。特别是Cu、Ag具有较高的背景含量,该组岩石极有可能为维宝矿床各成矿元素的富集成矿提供了充足的物质来源。同时在矿体底板中各元素的含量明显高于顶板。
四、验证结果
1)通过普查工作,控制铅锌矿化带长度在3000m左右,矿化蚀变带宽为100~200m。经过矿区所施工的42条探槽(完成土石方8000m3)和15个钻孔(总进尺4750m)验证,初步圈定铅锌矿体21条,其中工业矿体14条,低品位矿体7条。铅+锌333级资源量为22.47万t,铅+锌3341级资源量为38.96万t,累计求得铅+锌资源量为61.43万t。
2)求得伴生铜资源量1.7万t,伴生银资源量420t。
3)在维宝铅锌矿中部分矿体具有局部伴生稀散元素Cd、Ga、Se等,这为以后该矿床的综合利用及野外地质找矿工作提供了新的思路和方向。
(本节供稿人:李爱民潘维良)
④ 遥感技术在新疆昆仑西部地区金矿资源评价中的应用研究
郭鸿洲杨清华
(航空物探遥感中心,北京100083)
新疆昆仑山地区蕴藏有丰富的矿产资源,但由于自然地理环境恶劣、交通不便,开展常规地质工作难度很大,致使该区矿产资源开发落后,尤其是金矿资源。为了使本区金矿资源开发与国民经济高速发展相协调,我们开展了航天遥感技术金矿资源评价研究。
一、区域地质概况
研究区位于新疆昆仑山西部(图1)。根据板块构造理论,将西昆仑自北向南划分为:塔里木板块南缘活动带、华南板块、印度板块北缘活动带。上述构造单元在地形地貌上、岩性组合上、TM543遥感图像特征上均有明显的差异。其中,塔里木板块南缘活动带以塔里木盆地边缘为其北界、以康西瓦大断裂(F2)为其南界,其主体以高山地貌为特征,地层主要由元古界和古生界组成,在TM543图像上呈浅蓝色、黄褐色。其山前地带由中、新生界组成,在TM543图像上呈浅绿色;华南板块以康西瓦大断裂(F2)为其北界、以卡拉其古大断裂(F3)为其南界,其地层主要由元古界变质岩,古生界志留系、泥盆系、石炭系、二叠系,中生界三叠系、侏罗系、白垩系组成,在TM543图像上呈蓝色、黄绿色,条带状影纹(主要反映平行排列的条状山脉);印度板块北缘活动带以卡拉其古大断裂(F3)为其北界、向南跨入印度境内,地貌上表现为高原上的丘陵、低山,平均海拔高度大于5000m。地层主要由中生界三叠系、侏罗系和白垩系组成。在TM543图像上表现为蓝色弧带状。
二、金矿(化)点及Au元素地球化学异常特征分析
(一)金矿
研究区内Au元素化探异常比较多,但所发现的金矿还很少,在西昆仑木吉一带有砂金矿开采。通过砂金矿点遥感影像特征研究和化探资料分析,认为砂金矿主要与附近下志留统含金凝灰质粉砂岩、炭质千枚岩、炭质板岩的风化搬运堆积有关。下志留统在TM543图像上呈近东西向条带状展布,野外调查证实上述条带状线性影像主要反映NWW290°压扭性断裂带的存在,断裂带中含金石英脉比较发育。砂金矿点分布区在TM543图像上有几处环形影像显示。这些环形影像主要反映其下部有隐伏岩体存在,隐伏岩体为成矿元素运移和富集提供了热动力条件。
图1研究区金矿资源成矿远景区示意图
1—国界;2—断裂;F1为西昆仑山前大断裂;F2为康西瓦大断裂;F3为卡拉其古大断裂;3—金矿资源远景区:(1)乌孜别里山口—木吉金矿资源成矿远景区;(2)叶尔羌河中游金矿资源成矿远景区;(3)阿然保泰—卡拉其古金矿资源成矿远景区;(4)明铁盖金矿资源成矿远景区
(二)Au元素地球化学异常特征分析
地球化学信息是指示找矿的最有效信息之一:它是各类元素活化、迁移、聚集特征的客观反映。成矿元素的地球化学异常可以揭示出与其成矿有关的控矿因素。通过研究区已有的部分地球化学资料分析,发现Au异常与As、Sb,U、Th异常关系密切。一般来讲,Au异常位于As、Sb异常分布范围之内或U、Th异常附近。由此可见,As、Sb,U、Th异常也可作为找金矿的指示标志。
通过对Au和指示找金元素地球化学异常相应地质体成矿特征的研究,总结出与金矿成矿有关的一些因素,如:与金矿有关的地层主要为下元古界下部角闪岩相变质岩,中元古界长城系绿片岩相变质岩,志留系炭质板岩、千枚岩,石炭系中基性火山岩、含炭质碎屑岩,二叠系砂岩、火山碎屑沉积岩,侏罗系灰岩、粉砂岩,三叠系灰绿色砂岩、粉砂岩;与金矿有关的侵入岩主要为加里东晚期正长花岗岩,华力西中—晚期花岗岩,燕山期花岗岩;与金矿有关的构造主要为巨型弧形构造的转折端,康西瓦、卡拉其古大断裂与环形构造交切部位,或大断裂与其次级断裂交汇部位。
三、遥感影像异常特征分析
通过区内部分金矿(化)点以及Au和指示找金元素地球化学异常区相应成矿有利因素分析,总结出如下与金矿成矿作用有关的地层、构造、侵入岩、矿化蚀变等因素的遥感影像异常特征,以便进一步对全区进行遥感影像异常信息提取和金矿资源预测。
(一)地层影像特征
1.下元古界下部角闪岩相变质岩在TM543图像上呈暗黄色、黄褐色,纹理粗糙,羽状水系发育,线性影像明显。该地层主要分布于乌孜别里山口、叶尔羌河中游地带。
2.中元古界长城系低绿片岩相变质岩在TM543图像上呈黄褐色、黄色,纹理较粗,条带状影像明显。该地层主要沿大断裂分布。
3.志留系为一套浅变质的海相碳酸岩和碎屑岩,主要岩性为浅变质灰岩、硅质岩、粉砂岩、炭质板岩、千枚岩。在TM543图像上呈浅灰、深灰相间的条带状影纹。该地层主要分布于乌孜别里山口、布伦口、喀拉湖、黑恰等地带。
4.泥盆系下部为中—基性火山沉积岩,上部为陆相碎屑岩,碎屑岩中炭质含量很高,在TM543图像上呈灰白色、灰色,细条状影纹。该地层主要分布于恰尔隆、大红柳滩地带,其分布形态与区域构造线平行。
5.三叠系主要由泥质灰岩、炭质泥岩、炭质粉砂岩和炭质砂岩组成,在TM543图像上以灰黑色为主,其间夹有灰色色调。在地貌上呈岭谷相间平行排列。
(二)侵入岩影像特征
1.加里东期偏碱性花岗岩主要为正长花岗岩、二长花岗岩,它们大多沿断裂构造带分布(如:公格尔、库地),其山体形态呈浑圆状,地势较低。在TM543图像上呈浅黄色,影纹光滑。
2.华力西中、晚期花岗岩类侵入体极为发育,分布比较广泛,具体岩性为花岗闪长岩、斜长花岗岩、花岗岩和正长花岗岩。岩体多位于高山山脊地带,一般被冰川覆盖,仅岩体边部有出露,在TM543图像上主要呈浅蓝色,局部可见灰白色或浅黄色。
3.燕山期花岗岩类侵入体分布较为局限,仅见于研究区西南部明铁盖、红其拉甫。岩体多位于雪线附近,在TM543图像上呈浅蓝色、浅黄色和浅灰色,其形态多呈圆形或椭圆形。
(三)构造影像特征
地球化学异常信息不仅可以反映地表的地质信息,而且也能反映深部和控矿构造信息。深部信息是通过大断裂将深部有关的元素,特别是成矿元素,迁移到地表反映出来的;控矿构造信息可以通过构造分布地段成矿元素的地球化学异常得到反映。
遥感图像对构造反映非常清楚,如:线性构造、环形构造、构造破碎带、韧性剪切带等影像特征都很明显。根据Au元素地球化学异常分布特征,认为与Au矿相关的构造是:①乌孜别里山口—木吉巨型弧形构造带,在TM543图像上呈近东西向条带状,并且环形影像特征明显。②康西瓦大断裂在叶尔羌河中游地段分布,在TM543图像上表现为大断裂与多组方向(NW、NE、SN)次级断裂交汇。③阿然保泰—卡拉其古构造带,该构造带位于卡拉其古—河尾滩大断裂西侧,在TM543图像上呈NW向线性密集带,带宽为5~10km、延伸长一百多公里。④明铁盖构造带,该构造带在TM543图像上近EW向带状影像明显,同时可见多组环形影像。
(四)矿化蚀变影像特征
与Au矿有关的矿化蚀变可以概括为热液型和夕卡岩型。其中,热液型金矿矿体主要赋存于构造破碎带或构造韧性剪切带中,因金矿常与硫化物伴生,那么在含金构造带中经常会出现褐铁矿化、黄铁钾矾化蚀变现象,在TM543图像上呈浅黄色或灰白色,通过TM5/TM7或TM5/TM4比值图像处理可以对上述蚀变信息进行增强和自动识别。而夕卡岩型含金矿化体一般位于岩体与围岩外接触带上,外接触带硅化、大理岩化发育,有时出现青磐岩化、角岩化。在TM543图像上呈环带状浅黄色或灰白色色调影像。
四、金矿资源成矿远景区
在全区遥感影像特征分析和成矿有利信息提取的基础上,圈定了与金矿成矿有关的地层、侵入岩、构造、矿化蚀变带的分布范围,通过Au元素和指示找金的As、Sb,U、Th元素地球化学异常的进一步评价,预测出4个金矿资源成矿远景区(见图1)。
(一)乌孜别里山口—木吉金矿资源成矿远景区
该成矿远景区位于研究区西北部,即西昆仑弧形构造带最弯曲部位。在TM543图像上有一条长100多公里、宽5km左右的NWW向构造带显示,野外检查证实为一条构造片理化带,其中发现一段长10余公里、宽1km的糜棱岩带,带内有含金石英脉存在。地层主要为与金矿成矿有关的志留系炭质千枚岩、炭质板岩、粉砂岩,在TM543图像上呈灰、灰白色调,条带状影纹。侵入岩为华力西中—晚期花岗闪长岩、花岗岩,岩体附近伟晶岩脉、石英脉非常发育,根据TM543图像上的环形影像特征推测该地段有大量的隐伏岩体存在,这些隐伏岩体为矿化物质的活化、富集提供了良好的热动力条件。
该成矿远景区Au、As元素化探异常分布集中,沿上述构造片理化带Au元素化探异常平均值达12.4×10-9,其中有已知金矿(化)点存在,并且新发现了数条含金石英脉。
(二)叶尔羌河中游金矿资源成矿远景区
该成矿远景区位于研究区北部叶尔羌河中游地带,即康西瓦大断裂NW向分布段北侧。在TM543图像上有数条与康西瓦大断裂平行的次级断裂,而且NNW向的次级断裂也很发育。出露的地层主要有与金矿有关的下元古界下部角闪岩相变质岩,中元古界长城系低绿片岩相变质岩,志留系浅变质的海相碳酸岩和碎屑岩;侵入岩为华力西期花岗闪长岩、花岗岩、正长花岗岩。岩体与围岩外接触带蚀变特征明显,在遥感图像上呈带状黄白色色调,其色调异常区常伴有Au、As、Sb或Cu、Pb、Zn元素化探异常存在,而U、Th元素化探异常与花岗岩侵入体分布范围相近;受康西瓦大断裂控制的下元古界、中元古界变质岩分布地带,岩石矿化蚀变现象明显,其中有含金石英脉存在。上述地带在TM543图像上呈条带状青灰色色调,带长20~30km、宽5km,主要反映了构造挤压和热液蚀变作用比较强烈,在该构造带中发现了含金或含铜石英脉。
(三)阿然保泰—卡拉其古金矿资源成矿远景区
该远景区位于塔什库尔干县西部,即卡拉其古—河尾滩大断裂西侧。在TM543图像上有数条NW向的线性构造组成的断裂束,断裂束长近百公里、宽5~10km,该断裂束分布地段所出露的地层为志留系浅变质灰岩、粉砂岩、砂岩、炭质板岩、炭质千枚岩,二叠系灰岩、砂岩夹火山沉积岩,侏罗系灰岩、砂岩、粉砂岩。由断裂束组成的构造带在TM543图像上常伴有浅色调影像异常出现。野外证实上述浅色调异常是由构造带中岩石破碎和不均匀硅化、绢云母化、高岭土化、碳酸盐化引起的。U、Th元素化探异常和环形影像表明:该构造带及其附近隐伏的花岗岩比较发育。这些隐伏岩体为成矿元素的活化和富集提供极有利条件。可以认为本区具有破碎蚀变岩型、含金石英脉型金矿成矿远景。
(四)明铁盖金矿资源成矿远景区
该远景区位于研究区西南部,即卡拉其古西部明铁盖一带。出露地层主要为下二叠统黑色砂岩、粉砂岩、板岩及中酸性火山岩,该地层分布地段有多处Au元素化探异常。岩浆岩主要为燕山期花岗岩,岩体与围岩外接触带在TM543图像上呈环带状浅灰色色调。构造主要为NNE、NNW及近EW向的小型断裂,在TM543图像上表现为由这些断裂组成的近东西向的构造带,带宽为10km左右、长60多公里,带内褐铁矿化蚀变影像特征明显,同时也有Au元素化探异常信息反映。野外验证发现构造带内有强烈的片理化、硅化、褐铁矿化,其中褐铁矿化石英脉比较发育,对石英脉取样化学分析金质量分数在80×10-9以上。
五、结论
在研究区金矿成矿条件分析的基础上,总结了与金矿成矿条件有关的遥感影像特征。通过成矿遥感影像信息提取,预测了4个金矿成矿远景区。这些远景区成矿条件优越,影像显示矿化规模大,有已知金矿(化)点存在或化探异常反映,野外验证新发现一些含金矿化体。根据研究区金矿成矿远景区的分布情况,可以初步断定西昆仑金矿资源丰富,有必要进行深入的地质勘探工作。
参考文献
1.新疆地质矿产局,新疆维吾尔自治区区域地质志.北京:地质出版社,1993
2.丁道桂等,西昆仑造山带与盆地.北京:地质出版社,1996
3.沈阳地质矿产研究所.中国金矿主要类型及找矿方向与找矿方法文集.北京:地质出版社,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 新疆阿舍勒铜锌矿矿床特征及典型实物标本采集
史维鑫 刘晓文 沈迪
(国土资源实物地质资料中心)
摘要 国土资源实物地质资料中心在新疆阿舍勒铜锌矿的37个采样点采集了74块标本,同时采集了一块大型矿石标本,收集了相关的成果资料、原始资料、影像资料。本文介绍了矿床的地质背景,总结了标本采集方法。
关键词 新疆;阿舍勒铜锌矿;标本;采集
国土资源实物地质资料中心为做实建强国家实物地质资料馆藏机构,加强馆藏实物地质资料积累,逐步开展了系列标本的采集工作。根据中国地质调查局“十二五”期间战略找矿行动部署,在19个成矿区(带)47个整装勘查区范围内,针对在成矿模式、成矿规律等方面研究程度较高的大中型矿床进行反复筛选,最终选定了20个矿床作为2012年典型矿床实物标本的采集对象。阿舍勒铜锌矿是选定的采集对象之一,该矿床是我国最为典型的VMS型矿床,也是全国最富的VMS型矿床,无论是在矿床类型上还是规模上都具有典型性和代表性。笔者在阿舍勒铜锌矿矿区的37个采样点采集了74块系列标本,通过本文总结标本采集依据及采集成果,对其他类型矿床系列标本的采集技术方法有一定意义和参考价值。
一、矿床地质背景与矿床成因
新疆阿舍勒铜锌矿位于新疆哈巴河县,矿区距哈巴河县北西30km,地理坐标为东经86°20′40″,北纬48°17′10″。1986年新疆地质矿产局第四地质大队发现了阿舍勒铜矿,1992年经详细探明为一座大型有色金属矿床[1],在5km×5.2km范围内已发现矿化蚀变带14条,阿舍勒铜锌矿床产于Ⅰ号矿化蚀变带中。
1.地层
矿区内出露中泥盆统阿舍勒组和上泥盆统其也组。
中泥盆统阿舍勒组自下而上分为3个岩性段:第一岩性段以流纹质凝灰岩为主;第二岩性段以玄武岩及凝灰岩为主;第三岩性段为玄武岩、流纹岩及凝灰岩的互层。
上泥盆统其也组分为3个岩性段。第一岩性段主要为英安质集块岩、英安质角砾凝灰岩;第二岩性段为凝灰质砾岩、凝灰质砂岩、安山质火山角砾岩等;第三岩性段为枕状玄武岩、凝灰岩、安山岩。
2.构造
矿区构造为复背斜,呈紧闭线型、向西倒转、向东陡倾的同斜叠瓦式倒转褶皱。Ⅰ号矿床产于向北倾伏的4号倒转向斜中。主要断裂呈近SN走向,多系褶皱后期生成。
3.岩浆岩
岩浆活动以火山喷发为主,潜火山岩发育,主要类型有潜安山玢岩、潜玄武安山岩、潜英安斑岩、潜石英钠长斑岩、石英闪长岩、闪长玢岩等。
4.矿体及矿石特征
阿舍勒一号铜矿床产于Ⅰ号矿化蚀变带中。一号矿床由4个矿体组成,主矿体(1号)为隐伏矿体,呈似层状或大透镜体状,与地层整合产出,同步褶皱。矿体呈SN向展布,水平断面呈月牙形,垂直断面呈鱼钩状。矿体向NNE向侧伏,侧伏角45°~65°。
阿舍勒铜矿床矿石矿物较复杂,以黄铁矿数量最大,贯穿于成矿作用的始终。矿石自然类型以原生硫化物矿石为主,氧化矿石、混合矿石少;原生矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿,次为方铅矿、锌砷黝铜矿和含银锌锑黝铜矿;主要脉石矿物为石英、绢(白)云母、绿泥石和重晶石等。
5.围岩蚀变与分带
阿舍勒矿区蚀变主要发育在块状硫化物矿层之下,与细脉浸染状和网脉浸染状矿体相伴,它们与含矿流体对围岩的渗滤和交代作有关。蚀变类型有硅化(次生石英岩化)、钠长石化、黄铁矿化、重晶石化、碳酸盐化、高岭石化及碳酸盐化等。
6.矿床成因
阿舍勒铜锌矿赋存于中泥盆统阿舍勒组火山沉积岩系中,矿区发育铁碧玉、重晶石、次生石英岩等喷气岩;矿石类型为黄铁矿矿石、含铜黄铁矿矿石、铜锌黄铁矿矿石、多金属重晶石矿石等,并具有分带性。矿体具有双层结构,上部为似层状块状硫化物矿石,下部为浸染状硫化物组成的脉状-网脉状矿体,层状块状硫化物矿体过渡到浸染状矿体,网脉状和浸染状矿石所在地往往是火山喷气通道。热液蚀变围绕矿体不均匀分布,一般下盘蚀变强烈,空间上主要发育于喷流系统和矿体底板及补给体系形成的蚀变岩筒内。矿化以铜为主,主要伴生锌时成为铜锌矿。这些特征表明阿舍勒铜锌矿为火山岩容矿的块状硫化物型矿床(VMS),此类型矿床又被称为火山岩容矿的海底喷气沉积型、火山岩型块状硫化物矿床或海相火山岩块状硫化物型矿床。
二、典型矿床实物标本采集技术要求
1.岩(矿)石系列标本采集技术要求
1)含矿岩系的主要岩石类型,一般只采1~3种即可。
2)矿床的主要矿石,按矿石类型采集,可以按照矿石的结构构造、矿物成分、含矿品位的不同分类采集。
3)不同层位的矿体要分别采集。
4)厚大矿体,可以在采集面上连续采集从矿体到围岩的系列标本,并作简要的采集剖面图,以记录标本的采集位置。
5)采集矿体与围岩接触带的反映成矿作用的蚀变岩与成矿作用有明显关系的侵入岩岩体。
6)标本规格一般为8cm×10cm×12cm,一个采点要求采集两块相同类型的标本。
7)同一个矿床做系统编号,每块标本分别编号,刷漆、标注在标本上。每块标本的采集位置,都要标注在开采的巷道图或地质图上。
2.大标本采集技术要求
大标本的采集一般位于主采矿层内,其含矿品位较高、矿石类型典型性和代表性较强;采集的大标本要坚固完整,标本内部不存在明显的裂纹;规格根据采集的能力和条件而定,尽可能大,一般坑道采集的规格(长×宽×高)不小于1m×1m×0.6m,露天采集的规格不小于2m×2m×1m。
三、采集成果
1.标本采集数量
通过对阿舍勒铜锌矿的成矿地质特征进行深入分析后,根据矿区含矿火山岩系的类型、潜火山岩的岩石类型、矿体直接围岩、热液蚀变、反映喷流沉积特征的证据等进行标本采集。此次工作采集大标本1块,在37个采样点采集系列小标本74块(每个采样点采集相同类型标本2块)。
2.标本种类
选择阿舍勒组和齐也组采集火山岩标本;在矿区东部和南部采集潜火山岩标本;在Ⅰ号蚀变带和Ⅱ号蚀变带采集围岩蚀变标本;在1号主矿体不同中段和部位采集矿石标本;在1号主矿体上采集大型标本。
3.标本类型
在37个采样点中,采集中泥盆统阿舍勒组含矿火山岩3种,每种2块,主要岩性为含角砾凝灰岩、玄武岩(矿体直接围岩)、玄武岩。上泥盆统齐也组采集标本1种2块,岩性为火山角砾岩。
采集反映成矿特征的喷气岩5种,每种2块,包括铁碧玉(图1,图2)、条带状重晶石、重晶石脉(图3)、块状重晶石岩、褐铁矿化次生石英岩。采集潜火山岩8种,每种2块,包括柱状节理安山玄武岩(图4,图5)、安山玄武岩(图6)、潜英安岩、细粒斑状石英闪长岩、石英闪长玢岩和安山玢岩(图7,图8)。
图1 铁碧玉
图2 ASL-1 铁碧玉薄片显微图像
图3 重晶石脉
图4 安山玄武岩
采集构造岩及蚀变岩9种,每种2块,岩性包括糜棱岩化绢云母化潜英安岩、片理化强绢英岩化流纹岩(图9至图11)、绢云长英质千枚岩、硅化褐铁矿化流纹岩、矿化凝灰岩、铁帽、褐铁矿化潜英安岩和含绿帘石石英脉。
图5 ASL-4 安山玄武岩薄片显微图像
图6 安山玄武岩
图7 安山玢岩
图8 片理化流纹岩
图9 ASL-18 安山玢岩薄片显微图像
图10 片理化强绢英岩化流纹岩
采集含方解石石英脉矿石11种,每种2块,岩性为层纹状含铜锌的黄铁矿矿石、条纹状含方铅矿黄铜矿黄铁矿矿石、条带状含黄铜矿黄铁矿矿石、条带状硅化含黄铜矿方铅矿黄铁矿矿石、致密块状含铜黄铁矿矿石、致密块状含黄铁矿黄铜矿方铅矿矿石、致密块状黄铜矿黄铁矿矿石(图12)、硅化稠密浸染状黄铜矿黄铁矿矿石、硅化稠密浸染状黄铜矿黄铁矿矿石、硅化含铜的脉状黄铁矿矿石及含矿石英脉。
此次采集的74块系列标本和1块大型标本基本上反映了中泥盆统阿舍勒组和上泥盆统齐也组含矿火山岩系、潜火山岩、喷气岩、构造岩、蚀变岩和矿石特征,特别是喷气岩(铁碧玉、重晶石和次生石英岩)可以反映矿床成因。其中所采集的矿石标本基本上反映了矿床的矿化特征,层纹状、条纹状、条带状、致密块状构造的矿石反映了矿化的沉积特征;硅化、稠密浸染状、脉状构造矿石反映了成矿的热液特征,即采集的矿石标本反映了矿化的双层结构。所采标本可以表明阿舍勒铜锌矿为以火山岩为容矿围岩的块状硫化物矿床,即VHMS型矿床。
图11 ASL-9 片理化强绢英岩化流纹岩薄片显微图像
图12 致密块状矿石
此次采集大型标本1块,采自1号主矿体750m中段,为致密块状黄铜矿黄铁矿矿石。新鲜面呈黄白色,致密块状构造,自形-半自形晶粒结构、他形晶粒结构。矿石中主要金属矿物为黄铁矿,次为黄铜矿,少量闪锌矿等。非金属矿物为石英、重晶石、方解石、长石等。矿石Cu品位为3%~4%,S为20%~30%。
4.收集的相关资料
收集的相关资料主要包括与实物密切相关的成果资料、原始资料及影像资料;这些资料说明实物的来源与地质特征,反映矿区地质矿产条件;此次收集的资料包括标注采样位置的矿区地质图、采样登记表、岩矿鉴定报告及样品照片等,具体名称及数量见表1。采集的实物标本地质特征见表2。
表1 收集的相关资料
表2 新疆阿舍勒铜锌矿系列标本地质特征
续表
续表
续表
续表
四、结论
1)本次典型矿床实物标本的采集,共采集74块岩(矿)石标本、1块大标本,并收集了相关的地质资料,每块标本采集点位记录准确,描述规范,可以满足科学研究需要。
2)采集的矿床岩(矿)石标本包括与成矿作用密切相关的含矿火山岩系、蚀变岩、主要矿石类型等,能够全面反映矿床地质特征,具有代表性、系统性、典型性。
3)块状硫化物型矿床标本采集时需要重点考虑矿床的成因类型,铁碧玉、重晶石和次生石英岩这些可以反映矿床成因的喷气岩标本也是采集的重点。
4)本次典型矿床实物标本采集可以为其他类型典型矿床标本采集提供一定的参考,也可以为完善典型矿床标本采集技术要求提供一定的依据。
参考文献
[1]李社平.2011.新疆阿舍勒铜矿区一号铜锌矿床地质特征与深部找矿预测[J].新疆有色金属,04.
⑥ 新疆东天山彩霞山铅锌矿
彩霞山铅锌矿田位于新疆东天山觉罗塔格山系东南缘、鄯善县城东南约160km处。区内已经发现的铅锌矿床(点)有彩霞山、西霞、赤岭、长青山等。在矿床(点)的发现和勘查评价过程中,干旱荒漠景观区区域地球化学勘查、化探异常特征及查证、矿床原生晕测量方法等起到了关键作用。
一、矿区地质背景
彩霞山铅锌矿带各矿床(点)赋矿地层均为青白口系卡瓦布拉克组第一岩性段(图4-4-1),区域上断裂、褶皱构造发育,岩浆活动强烈,动力变质作用普遍发育。
彩霞山铅锌矿大地构造位置属塔里木板块北缘活动带卡瓦布拉克—星星峡中间地块,北界为阿其克库都克区域性断裂。成矿单元划归为古亚洲成矿域塔里木成矿省塔里木板块北缘(复合岛弧带)成矿带卡瓦布拉克-星星峡(地块)Fe-Pb-Zn-Ag-Cu-Ni-Cr-V-Ti-白云母矿带。
矿区地层以青白口系卡瓦布拉克组第一段为主体,为一套浅海相正常沉积碎屑岩夹碳酸盐岩,走向近东西,南倾。矿体产于其第一层的互层状粉砂岩、硅质岩、泥岩夹透镜状白云质大理岩之中,容矿岩性为白云质大理岩、角砾状硅化粉砂岩(图4-4-2)。矿区内石炭纪钙碱性侵入岩发育,岩石类型为闪长岩、石英闪长岩,成因类型为I型或同熔型,属造山带构造环境。矿区内轴向近东西向的倒转背斜控制了含矿层位展布,近东西向走向的断裂作用形成的角砾岩带、碎屑岩与大理岩接触带或二者的复合部位是矿体储存的有利空间。矿区变质作用主要为低绿片岩相区域性变质,宏观上变质相带属低绿片岩相绿泥石带;沿断裂带发育动力变质的糜棱岩、角砾岩带;在矿区北部可见少量以二辉麻粒岩为主及长英质变粒岩、堇青石角闪石片岩组成的麻粒岩相残留体。
图4-4-1 东天山彩霞山铅锌矿带1∶20万化探异常剖析图
图4-4-2 彩霞山铅锌矿田1∶5万化探异常剖析图
矿区内目前发现5个铅锌矿化蚀变带,按一般工业指标圈定115个铅锌矿体。矿体近EW—NEE向走向,呈透镜状、脉状、似层状与地层产状协调产出;南倾,倾角60°~85°;长数十米至600m,宽1~38m,倾向延伸100~700m。矿体Zn品位2.39%~3.46%,Pb品位0.55%~1.38%,锌铅比约为4。矿石类型为磁黄铁矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿白云质大理岩与角砾状方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿粉砂岩。
通过普查—详查工作,锌金属资源量达到超大型规模、铅金属资源量达到大型规模。矿床成因类型为碎屑岩-碳酸盐岩容矿的后生沉积-热液改造型矿床(密西西比河谷型,MVT型)。其他几个矿点目前地质勘查工作程度较低,具有很大的找矿前景。
二、地球化学勘查技术方法运用
(一)地球化学景观
研究区地形起伏不大,海拔1100~1176m,相对高差一般在数米至数十米。微地貌形态以坡度缓、比高小的孤立残山和垄岗状地形最为发育,其次为干沟和洼地。
本区属典型大陆性气候,降水稀少,四季干燥,冬季寒冷,夏季酷热,春季多风,日夜温差大。年平均降水量为10~25mm,年蒸发量为3000~4000mm。在强烈的蒸发、蒸腾作用下,在浅表土壤层形成厚度达20~50cm的膏岩层,成为常规地球化学勘查中难以逾越的碱性地球化学障。同时,矿区位于塔里木盆地北缘,风成沙、风成黄土发育。研究区地球化学景观属典型的干旱荒漠区。
(二)勘查技术方法
根据景观地球化学条件和特征,研究区开展1∶20万、1∶5万、1∶1万地球化学勘查的技术方法如下:采样介质为岩屑,采样粒级为-5~+20目。其中,1∶20万区域化探采样密度为1点/km2,单样分析。1∶5万化探普查采样密度8点/km2,采用线距为500m、点距为250m网格法采样,单样分析;1∶5万岩屑样品,采用多点连续采集(一般为点间100m范围内)。由于区内以物理风化为主,样点间采样范围切不可过小甚至单点采样。1∶1万~1∶2万大比例尺化探多用于化探异常查证阶段,以剖面法为主。比例尺为1∶1万时,采样间距为40m,异常区加密至20m,采样点间连续筛取。矿床地球化学研究采用岩石测量,在地表勘探线剖面和钻探(坑探)工程中采取,采样间距为5~10m,点间连续拣碎块组合而成。
三、地球化学特征
(一)区域地球化学特征
研究区地球化学分区可归为玉西-铅炉子Cu、Pb、Zn、Cd、Ag、Au、Sn、W、Mo、Mn异常区,元素组合为Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb、Hg、Cd、Mn、Sr;W、Sn、Mo、Bi、Be、F、B;Cr、Ni、Co、V、Ti。成矿元素为Cu、Pb、Zn、Cd、Ag、Au、Sn、W、Mo、Mn。主要异常带为卡瓦布拉克-阿拉塔格Cu、Pb、Zn、Cr、Ni异常带。
(二)区域岩石地球化学特征
依据1∶20万化探成果(陕西省地质矿产局物化探队,1994年),研究区元古宇地层的元素背景特征如下。
长城系星星峡群。Pb、Bi、Sn、U、Zr、Y、CaO,接近地壳克拉克值呈背景分布;Be、Th、K2O、As、B、Ba、Na2O、Al2O3、SiO2,均高于地壳克拉克值相对富集;Ag、Sb、W、Mo、Cd、MgO、Fe2O3等,低于克拉克值,相对较贫乏;Au、Cu、Zn、Hg、Nb、Cr、Co、Ni、P、Ti、V、Mn等,远低于克拉克值,相对贫乏。
蓟县系(矿区厘定为青白口系)卡瓦布拉克群。Pb、Bi、Sn、U、Zr、Y、MgO接近地壳克拉克值,呈背景特征;Be、Th、K2O、CaO、Na2O、Al2O3、As、B、Ba、SiO2均高于地壳克拉克值,相对富集和较强富集;Ag、Sb、W、Mo、Li、La、Sr、F、Cd、MgO、Fe2O3低于地壳克拉克值,相对较贫乏;Au、Cu、Zn、Hg、Nb、Cr、Co、Ni、P、Ti、V、Mn,远低于地壳克拉克值,相对贫乏。
岩浆岩以富集K2O、Na2O、Al2O3、SiO2、B、Ba、As,贫乏Au和硫化矿床典型元素及铁族元素为主要特征。
(三)区域地球化学异常特征
彩霞山铅锌矿带1∶20万化探综合异常面积约52km2,呈近东西向面状分布,与区域构造走向基本一致。异常元素组合为Zn、Pb、Ag、Au、Cu、Cr。其中Zn、Pb、Au、Ag异常套合很好,Cr、Cu异常与其局部套合(图4-4-1)。Pb异常面积为8km2,平均值为57.3×10-6,最高值达90.6×10-6;Zn异常面积为8km2,平均值为105×10-6,最高值达129×10-6;Cu异常面积为24km2,平均值为39.7×10-6,最高值为45.2×10-6;Au异常面积为32km2,平均值为2.36×10-9,最高值达8.18×10-9;Ag为单点异常,面积4km2,平均值为85.0×10-9。
(四)矿田地球化学特征
1.元素分布
通过对研究区1∶5万化探资料统计,中低温元素在区内地层中有不同程度的富集,而侵入岩则呈背景或分散状态(表4-4-1)。其中,青白口系卡瓦布拉克组第一段除Ag呈背景分布外,其他元素均呈富集状态,变化系数大于1的元素为Cu、Pb、Zn、Sb、Bi、Hg,显示了良好的中低温元素成矿背景。卡瓦布拉克组第二段富集元素Hg、Au、Bi、Ni,其他元素呈背景或弱富集分布,变化系数大于1的元素有Sb、Bi、Au。
表4-4-1 研究区1∶5万化探地球化学参数统计表
注:Au、Ag、Hg含量10-9,其他为10-6。x为平均值,δ为均方差,Cv为变化系数,k为富集系数=x/区域背景值。
(引自《新疆东天山彩霞山—金滩一带靶区优选及资源潜力评价报告》,2003年3月。)
2.元素组合及相关性分析
根据元素聚类分析参数(表4-4-2)和谱系分析,区内元素组合为Pb-Zn-Hg-Ag-Mn-Cu,Au-As-Sb-Bi,Co-Ni。
表4-4-2 研究区元素聚类分析参数表
(引自《新疆东天山彩霞山—金滩一带靶区优选及资源潜力评价报告》,2003年3月。)
从表4-4-2可知,Pb、Zn、Hg、Ag、Cu、Mn相关性好,以Pb、Zn为找矿目标矿种,Cu、Mn矿物具有直接找矿指示作用。根据Mn元素化学性质,在热液降温过程中,Mn2+与S有极大的亲合力,硫化物中伴有高含量的Mn,在中低温热液型铅锌矿上部往往出现硫化物较发育的锰帽。在彩霞山铅锌矿床发现评价过程中,地表铁锰富集氧化形成“红化带”具有很强的指示意义。
Co、Ni套合较好,二者结合反映两种情况。一是其典型的幔源型元素特征的反映,显示可能有基性-超基性岩出露的地质背景特征,具有寻找Cu、Cr、Co、Ni矿的意义。二是反映在岩浆作用晚期,它们迁出明显,且可能伴有伟晶岩化作用及成矿。
3.矿田地球化学异常特征
彩霞山铅锌矿田1∶5万化探异常面积9km2,呈近东西向不规则状展布,展布方向基本与构造线方向吻合。元素组合为Pb、Zn、Hg、Sb、Au、As,其中Pb、Zn为主成矿元素,Sb、Au为伴生有益元素,Hg、As为找矿间接指示元素。Pb、Zn、Au、Hg、Sb具三级浓度分带,极大值为Pb772.90×10-6、Zn1773.35×10-6、Au12.40×10-9、Hg386.20×10-9、Sb7.05×10-6,异常平均值为Pb74.94×10-6、Zn272.53×10-6、Au5.12×10-9、Hg56.88×10-9、Sb1.79×10-6。单元素异常面积为Pb6.00km2、Zn4.75km2、Au4.50km2、Hg3.00km2、Sb3.75km2,衬度均大于3,具较强的富集特征。异常剖析图显示,Pb、Zn、Hg、Au均有一强一弱两个浓集中心十分吻合,且对应于出露的彩霞山铅锌矿Ⅰ、Ⅱ两个矿脉。As、Sb浓集中心不明显,高值点与上述四个元素套合,但异常主体南移,与Au异常的外带重叠。Ag、Mn异常较弱,与主成矿元素部分重叠、主体南移。
(五)矿床地球化学特征
1.元素富集特征
统计彩霞山铅锌矿床岩石样分析结果发现(表4-4-3、图4-4-3),含矿地层明显富集矿化元素及其指示元素(Cu除外),尤其是赋矿的白云质大理岩中Pb、Zn元素富集强烈,显示了其成矿物质来源的特征。不含矿的石英砂岩和岩浆岩中,元素则为背景分布。
表4-4-3 矿区内岩石样分析结果统计表
续表
注:银含量单位10-9,其余10-6。
图4-4-3 彩霞山铅锌矿Ⅱ号脉33线综合剖面图
图4-4-4 Ⅰ号脉岩石测量点群分析谱系图
2. 原生晕元素组合以 r =0. 2 ( 图 4 -4 -4) 元素组合划分为 As、Sb 、Pb、Zn、 Au、 Ag—Cu、 Bi、 Mo、 Co、 Ni、 Sn—Mn 3组。前两组元素组合反映了矿区成矿过程中随温度的变化,与成矿活动有关的元素横向分带和轴向分带的特征。
3. 矿体原生晕特征
从矿体地表原生晕分布 ( 图 4 - 4 - 5) 可以看出,主成矿元素 Pb、Zn 与地表矿体套合很好; Ag、Au、Sb异常与 Pb、Zn 套合; As 异常略有北移,Cu、Bi 异常发育于矿体两侧; Sn、Co、Ni 异常较为远离矿体,主要发育于矿体的南侧。
从Ⅰ号脉 24 勘探线剖面原生晕异常图 ( 图 4 - 4 - 6) 可以看出,Pb、Zn、Sb、Ag 异常相互套合; As、Au 异常相互套合且位于主成矿元素异常的偏上部; Sn、Cu 异常向矿体两侧有所位移; Bi 元素异常均位于主成矿元素的下部。
图4-4-5 彩霞山铅矿床Ⅰ号脉地表原生晕异常图AU、Ag含量单位10-9,其余单位为10-6。
图4-4-6 彩霞山铅矿床Ⅰ号脉24勘探线原生晕异常图AU、Ag含量单位10-9,其余单位为10-6。
4.元素分带特征
横向分带。矿体原生晕横向分带总体特征表现为主成矿元素、矿上元素异常相互重叠,高温元素分布于矿体两侧。从矿体地表原生晕异常可以大致总结出,元素横向分带从矿体中心向两侧依次为:Pb、Zn、Ag、Au、Sb—As、Cu—Sn、Bi。
轴向分带。从24勘探线的原生晕异常来看,矿体原生晕轴向分带由上往下为:As、Au、Cu—Pb、Zn、Ag、Sb—Sn、Bi,其中As、Au、Cu为矿体前缘晕,Pb、Zn、Ag、Sb为矿体晕,Sn、Bi为尾晕。
初步总结彩霞山矿床地球化学理想模式如图4-4-7所示。
图4-4-7 彩霞山铅锌矿床理想地球物理、地球化学模式图
四、找矿应用及找矿效果
(一)圈定成矿有利地区
据已有文献,东天山干旱荒漠区1∶20万岩屑测量结果主要反映了多金属成矿带和元素富集带;能有效揭示区域地球化学变化和浓集特征,初步判断目标矿种;元素高背景区和异常集中区可宏观划分成矿有利地区。
(二)圈定找矿靶区
对于区域化探综合异常分布区,在综合研究成矿规律的基础上,开展1∶5万岩屑测量,进一步圈定找矿靶区。该阶段是发现彩霞山铅锌矿床和矿带的关键环节。
近年来,中天山东段的星星峡一带,在1∶5万岩屑测量成果的基础上,通过异常查证和找矿,也先后发现了中型规模的沙泉子、宏远等铅锌矿和多处铅锌矿化线索,形成了与彩霞山矿带特征类似的铅锌找矿带,进一步佐证了岩屑测量方法在圈定找矿靶区中的科学性、重要性和可行性。
(三)发现矿床阶段
针对1∶5万化探所圈定的找矿靶区,查证方法采用1∶1万地质与地球化学剖面岩石测量辅以槽探工程揭露。根据剖面上主成矿元素、伴生元素和指示元素富集叠加地段,结合Pb、Zn元素亲硫亲氧性、Zn元素亲铁性、铁锰共生性等特性,并结合矿体经次生作用和氧化作用,在地表所形成肉眼易识别的铅锌矿化蚀变“红化带”和“黄化带”(黄钾铁矾化),直接发现了彩霞山铅锌矿Ⅰ、Ⅱ号矿脉。
在彩霞山矿床勘查过程中,总结了“彩霞山式”铅锌矿的找矿标志,富镁碳酸盐岩与Pb-Zn-Ag-As-Sb等元素富集地段与重力异常套合部位是寻找该类铅锌矿床的有利地段。彩霞山Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号矿脉就是根据这一找矿模式发现的。
(四)深部找矿阶段
利用矿床原生晕测量获得的元素组合、元素分带及其浓集叠加关系,能很好地判别深部找矿的方向,还可以借此特征判断矿(化)带走向上的侧伏规律。近年来,利用矿床原生晕测量的异常特征,在彩霞山矿带及其深部开展找矿,取得了很好的成效。
由于锌的次生、氧化淋滤作用,地表贫化严重,多富集于混合带;而彩霞山一带铅锌矿主成矿元素又以Zn为主。因此,最后确定矿床(点)是否具有工业意义的重要环节是钻探验证。在彩霞山矿田最早发现Ⅰ号矿脉时,地表主要为铅锌矿化,难以圈定铅锌工业矿体,经钻探验证后才确定其工业价值和大型规模的金属资源量。
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(本节供稿人:彭明兴左琼华梁广林王志孙海怀)
⑦ 新疆土屋-延东斑岩铜矿区成矿时代与构造活动的裂变径迹分析
一、引言
新疆土屋-延东斑岩铜矿被认为是新疆找矿工作的重要突破,先后已有大量工作投入,公开发表的研究成果亦较多。然而,对于成矿时代及其与构造活动的关系,尚有诸多争议,特别是关于成矿时代问题,认识分歧较大。芮宗瑶等(2002)获得含矿斑岩(斜长花岗斑岩)Rb-Sr等时线和单颗粒锆石U-Pb同位素年龄为369~356Ma,属于泥盆纪末期产物;含矿火山岩Sm-Nd等时线和单颗粒锆石U-Pb法同位素年龄变化于416~360Ma,属于泥盆纪;矿石中辉铜矿的Re-Os等时线年龄为(322.7±2.3)Ma,属于早石炭世产物。赤湖斜长花岗斑岩单颗粒锆石U-Pb法年龄为(292.1±3.5)Ma和283.5Ma(任秉琛等,2002),新疆地质一大队(1995)测得企鹅山群中花岗闪长岩 Rb-Sr 法年龄为(287±42)Ma、浅色石英闪长岩U-Pb法年龄为308.5Ma(芮宗瑶等,2002)。秦克章等(2002)获得土屋-延东斑岩铜矿蚀变矿化斜长花岗斑岩单颗粒锆石U-Pb年龄为(356±8)Ma,蚀变岩绢云母K-Ar年龄为(341.21±4)Ma,含矿石英39Ar/40Ar年龄为(347.3±2.1)Ma,其成岩成矿时代均为早石炭世。土屋铜矿区东部(TC42槽)斜长花岗斑岩中测得的单颗粒锆石U-Pb同位素谐和曲线年龄为(301±13)Ma,岩体侵位时代为晚石炭世(李文明等,2002)。陈毓川等(2003)认为现有年龄数据变化较大,是反映测试问题还是构造演化本身的复杂性还有待深入探讨,但火山岩中包含有多时代的锆石信息,给确定成岩时代带来了困难;存在3组相对比较集中的年龄:434~426Ma,334.6~320Ma和260Ma,其中早、晚两组年龄可能反映两次岩浆活动事件,而中间一组年龄很可能代表火山岩形成年代。
总之,对于成矿地层和成矿时代看法不一,并且均属于海西期,没有印支期乃至燕山期成矿作用的证据。本书工作将主要依据锆石和磷灰石裂变径迹分析,探讨区内成矿时代、成矿期次和构造活动,获得区内具有多起成矿作用以及印支期和燕山期依然可能成矿的新认识。
二、地质特征
东天山地区在大地构造位置上处于古亚洲洋南缘,是西伯利亚板块和塔里木板块的聚合地区.在长期的演化过程中经历了极其复杂的裂解和拼合,具有多种多样的构造环境。研究区新疆土屋-延东大型-特大型斑岩铜矿区,位于康古尔塔格深大断裂以北、大草滩断裂以南,地理坐标为东经92°15′~93°05′;北纬42°00′~42°15′,属于东天山晚古生代大南湖增生拼贴岛弧带。区内以断裂构造为主,区域性大断裂大草滩断裂带和康古尔塔格断裂带穿过本区,总体走向近EW向,在东段略向北偏,呈NEE向。大草滩断裂以北为下泥盆统大南湖组火山岩和中泥盆统头苏泉组沉积岩;康古尔断裂以南则出露石炭系干墩组沉积岩;两条大断裂之间主要为泥盆(石炭)系企鹅山群,岩性为玄武岩、安山岩、安山质角砾熔岩、火山角砾岩、岩屑砂岩、复成分砾岩和沉凝灰岩等,并且泥盆系地层直接被侏罗系含炭岩系覆盖(图1-4-26)。自下而上可划分为3个岩性段:①基性熔岩夹中性熔岩段:由早期爆发相火山角砾岩、凝灰岩始向上变为巨厚的基性熔岩夹中性熔岩。②火山碎屑-沉积岩段:厚度约500m左右,由火山碎屑和陆源碎屑形成基性凝灰岩、凝灰砂岩、沉凝灰岩、含砾凝灰砂岩、火山质砾岩等,岩相变化较大。③基性熔岩与中性熔岩互层夹火山碎屑岩岩性段:厚度巨大,由数个喷溢期(熔岩)和喷发间歇期(火山碎屑岩)组成(任秉琛等,2002)。地层产状南倾,倾角43°~63°。区域上广泛分布有晚古生代侵入岩。另一特点是在康古尔塔格深大断裂及其附近,片理化特别发育,其产状与地层基本一致。
矿体产于火山碎屑-沉积岩段,矿化围岩还有闪长纷岩、斜长花岗斑岩及火山-沉积岩。斑岩岩石类型为斜长花岗斑岩和闪长玢岩。这些岩体的产出空间主要集中在火山-沉积岩性段中,岩体呈细脉状、岩株状、岩瘤状产出,斜长花岗斑岩大部分地段被砂砾岩所掩盖,可见斜长花岗斑岩具有穿切闪长玢岩。在容矿岩中,斑状-似斑状结构的钠质酸性中酸性次火山岩(钠长石英斑岩、石英斑岩)约占20%,且矿体Cu品位相对较高;粒状交织结构为主的钠质中酸性-中基性火山岩、次火山岩(安山玢岩)约占50%;富铝基性火山岩(高铝玄武岩)约占20%,赋存其中的矿体的铜品位相对较低;以凝灰结构、碎屑结构为主的钠质中酸性-中基性火山碎屑岩约占10%(陈文明等,2002)。容矿岩以富钠富铝贫钾为特征,明显钠长石化、硅化、绿泥石化、绿帘石化及碳酸盐化。蚀变带内有两个矿体:I号矿体地表控制长1400m,最大宽度135.7m。深部厚度和延深很大。铜品位0.20%~1.92%,平均0.59%,伴有银金。Ⅱ号矿体地表控制长1300m,最大宽度84.15m。铜平均品位0.30%。矿体呈厚板状,向南倾斜,倾角65°~81°。土屋铜矿以西10km处的延东铜矿,特征与土屋相同,地表铜含量平均为0.32%,ZK001孔累计矿体现厚约557m,铜平均品位0.5%,伴有铝、金、银。矿体与围岩并无自然边界,呈渐变关系,表内外矿化连续演变。
图1-4-26 东天山土屋-延东斑岩铜矿区域地质略图
(转引自张连昌等,2004)
三、样品与实验结果
穿越土屋-延东大型-特大型斑岩铜矿区及其南北两侧的康古尔塔格断裂带和大草滩断裂带,进行区域剖面磷灰石和锆石裂变径迹采样分析,研究剖面位于东经92°36′30″~92°40′20″、北纬42°03′21″~42°09′40″范围内,并且基本垂直区域构造线。
将采集的岩石样品粉碎,粉碎后的粒径应与岩石中矿物粒度相适应,通常为60目左右,经传统方法粗选后,利用电磁选、重液选等手段,进行单矿物提纯。锆石与磷灰石的实验方法不同。对于锆石,采用聚全氟乙丙烯热压法制样,将若干锆石颗粒放在载玻片上,加热烘烤4~5min后,用厚约0.5mm的聚全氟乙丙烯塑料片盖于其上,并以另一载片压盖,使锆石颗粒嵌入塑料片中。待冷却后将聚全氟乙丙烯塑料片从载玻片上揭下,即可研磨抛光。利用KOH+NaOH溶液在210℃下蚀刻约25 h揭示自发径迹,达到专业光学显微镜可观测的程度。采用N2国际标准铀玻璃法(Bellemans et al.,1994)标定辐造中子注量。对于磷灰石,则是将磷灰石颗粒置于玻璃片上,用环氧树脂滴固,然后进行研磨和抛光,使得矿物内表面露出。在25℃下用7% HNO3蚀刻30s揭示自发径迹,将低铀白云母外探测器与矿物一并入反应堆辐照,之后在25℃下40% HF蚀刻20s揭示诱发径迹,中子注量利用CN5铀玻璃标定。利用从澳洲进口的AUTOSCAN自动测量装置,选择平行c轴的柱面测出自发径迹和诱发径迹密度,水平封闭径迹长度(Gleadow et al.,1986),依据Green(1986)建议的程序测定。根据IUGS推荐的ξ常数法和标准裂变径迹年龄方程(Hurford and Green,1982)计算年龄值。矿物的裂变径迹是用高精度光学显微镜,在高倍镜下测量,裂变径迹的正确识别至关重要。
已经获得锆石裂变径迹分析结果9件(表1-4-7)和磷灰石裂变径迹分析结果7件(表1-4-8)。除红化花岗斑岩样品(K78-3)外,其他样品的x2检验值P(x2)均远大于5%,表明属于同组年龄。样品岩性包括砾岩、片岩、火山岩和花岗斑岩,除1个磷灰石样(K80)采自大草滩断裂带北部外,其他均采自大草滩断裂带与康古尔塔格断裂带之间的大南湖增生拼贴岛弧带。锆石裂变径迹年龄为158~289Ma,其中7个样集中在200~289Ma,样品锆石年龄亦小于其地层时代,反映它们是受后期热事件影响的结果。断裂带内强片理化片岩也为222Ma,强劈理化火山岩为220Ma,土屋矿区成矿花岗斑岩脉年龄最高(276±26)Ma,凝灰岩(289±29)Ma。两个年龄较小的样品,均系强蚀变样,其中K78-3采自探槽内的红化花岗斑岩,红化作用是金属矿物氧化的结果,同时具有较强的硅化,应属矿化蚀变。因此,锆石年龄反映了两期热事件,即200~289Ma和158~165Ma左右。
表1-4-7 锆石裂变径迹分析结果
表1-4-8 磷灰石裂变径迹分析结果
磷灰石裂变径迹年龄在64~140Ma之间,其中断裂带内强片理化片岩为(97±9)Ma,蚀变安山岩和英安岩分别为(104±10)Ma和(135±14)Ma,2个成矿花岗斑岩分别为(140±13)Ma和(109±10)Ma。矿区北侧的砾岩为(132±14)Ma;位于大草滩断裂带北部的样品安山玢岩K80,磷灰石裂变径迹年龄最小,仅为(64±6)Ma。
四、成矿期次
图1-4-27不仅反映锆石裂变径迹年龄与高程之间的关系,而且显示各个样品的年龄分布状况。由图1-4-27可见,锆石年龄呈现3个年龄组,即①289~276Ma,②232~200Ma和③165~158Ma。第①和③年龄组的高程较小,并且变化不大;第②年龄组的高程变化大。与图1-4-27类似,磷灰石裂变径迹年龄与高程关系图(图1-4-28)同样显示3个年龄组:140~132Ma,109~97Ma和64Ma,并且依然是第2年龄组具有较大的高程变化。这一方面说明锆石和磷灰石年龄所体现第2年龄组,在区内比较重要和活跃;另一方面说明锆石和磷灰石年龄分别反映的3个年龄组,实际上具有对应关系,即从锆石封闭温度250℃降至磷灰石封闭温度100℃时的年龄对应关系(表1-4-9)。
表1-4-9 锆石和磷灰石裂径迹分析所反映的3个期次
图1-4-27 锆石裂变径迹年龄与样品高程关系图
图1-4-28 磷灰石裂变径迹年龄与样品高程关系图
矿化闪长玢岩Fe2O3/(FeO+Fe2O3)=0.52~0.53,斜长花岗斑岩Fe2O3/(Fe2O3+FeO)=0.80~0.87,说明岩体的形成和矿化发生于地表浅部。矿区成矿温度为120~350℃(王福同等,2001)。锆石裂变径迹的封闭温度为250℃,退火带温度一般在200~350℃之间,所以,锆石裂变径迹年龄可以代表成矿时代。因此,我们认为土屋铜矿区289~276Ma、232~200Ma和165~158Ma左右的3期热事件,很可能属于成矿热事件。锆石与磷灰石3个年龄组相互对应,二者纵向持续时间(即从250℃到100℃)从第1期、第2期到第3期,分别约为146Ma、108Ma和100Ma,具有从早到晚持续时间变小的趋势。与阿尔泰地区相比,土屋铜矿区纵向持续时间较长。样品主要为矿区矿石和矿化蚀变岩,邻区样品年龄与矿区一致,所以,它们应是成矿活动和区内构造作用的体现,这种特征与阿尔泰地区相符。
土屋铜矿区最新研究成果依据锆石SHRIMP年龄、辉钼矿Re-Os等时线年龄、蚀变绢云母K-Ar年龄和石英Ar-Ar年龄认为,斜长花岗斑岩的成岩时代为361~333Ma,斑岩铜矿的成矿年龄在347~323Ma之间,其主成矿年龄为347~343Ma(张连昌等,2004),主要属于早石炭世。然而,据新疆地调院的资料,保存完好的赋矿地层内发现有多种晚石炭世动植物化石,例如:Angaropteridium Cordi⁃ptoroides(Schmaln)Zalessky(小羊齿型准安加拉羊齿),Fusulina sp.(纺锤),Triticites sp.(麦粒)等,证实土屋铜成矿时代不应早于晚石炭世。因此,上述成矿年龄与化石时代有矛盾。之所以如此,原因之一可能是由于SHRIMP年龄和Ar-Ar年龄的封闭温度远比成矿温度高之故。矿区成矿温度是120~350℃,锆石裂变径迹年龄封闭温度是250℃,第1期年龄组为289~276Ma,符合赋矿地层化石时代。
当然,上述锆石裂变径迹年龄,有可能是后期构造作用使其退火改造后的结果,从而并不代表成矿作用。若果真如此,至少同一矿区应该具有相同或相近年龄,但事实不尽然。矿区3个成矿斜长花岗斑岩锆石裂变径迹年龄为(276±26)Ma,(232±19)Ma,(165±15)Ma,英安岩为(289±29)Ma,安山岩为200Ma。可见,同一矿区,具有不同的年龄,特别是矿化斜长花岗斑岩的年龄明显不同,应属于不同成矿期。锆石年龄较小的第3期样品,分别为斜长花岗斑岩矿化脉和矿化蚀变英安岩,均系强蚀变矿石样,是成矿活动的结果,所以,直接代表成矿时代。例如年龄为165Ma的样品K78-3,采自探槽内的红色矿化花岗斑岩,具金属矿化、面状硅化和线状硅化,同时可见被后期矿化脉穿切,而后期矿化脉亦呈红色,但具线状碳酸盐化,无硅化。显然,K78-3属于成矿样品。
本区上述3期成矿作用,与阿尔泰地区的成矿作用时代相符。由于它们均处于相同的大区域构造背景下,所以,具有相同的成矿期次和成矿时代。另外,获得赤湖斜长花岗斑岩锆石U-Pb法年龄为(292.1±3.5)Ma和283.5Ma,企鹅山石英闪长岩单颗粒锆石UPb法年龄为308.52Ma(任秉琛等,2002);在康古尔塔格韧性剪切带内发现金成矿时代为244~288Ma(秦克章等,2002),亦说明在早二叠世存在成矿作用的可能性。同时,区域上印支期和燕山期岩浆岩体的存在,说明存在与岩浆活动相应的成矿作用亦在情理之中。
前已述及,锆石与磷灰石年龄所反映的期次(年龄组)相互对应,而磷灰石裂变径迹的封闭温度为100℃,矿区成矿温度为120~350℃(王福同等,2001),所以,磷灰石裂变径迹年龄可能代表成矿后的热活动。已取得两个矿化斜长花岗斑岩(样品K71-2和K77)的磷灰石裂变径迹年龄分别为140Ma和109Ma,这两个样的锆石裂变径迹年龄分别是276Ma和232Ma,锆石与磷灰石年龄之差(即两个样纵向持续时间)分别为136Ma和123Ma。
土屋矿区具有多期成矿作用,而且持续时间较长,也可在矿床特征上获得支持。首先,土屋铜矿多期蚀变,并至少具有两期斑岩矿化蚀变(杨兴科等,2002),这与成矿斑岩体年龄不同、且具有不同期次特性相符;再者,矿体赋存于火山-沉积岩段、次火山相闪长玢岩和斜长花岗斑岩中,说明海底热泉活动、次火山热液和斜长花岗斑岩的矿化作用,均提供了成矿物质;另外,秦克章等(2002)指出很可能为深部晚期叠加矿化,即本区存在二次矿化值得注意,联系北部已发现喀拉塔格铜金矿成矿特征及控矿因素的某些相似性,它们极有可能组成一个斑岩-次火山岩脉状-浅成低温成矿带。因此,多期岩浆活动和矿化叠加,不仅是巨量金属堆积的主导因素,而且是存在多期矿化以及矿化持续较长的原因所在。
五、构造活动期次
陈文等(2005)最新研究成果表明,前人根据卷入韧性剪切带的地层及相关的Rb-Sr和K-Ar同位素测年结果推测剪切变形的时代为石炭纪末-二叠纪初,但由于所采用年代学方法的局限性,所获得的数据范围大,缺乏精确性。利用最适合测定构造变形时代的40Ar/39Ar法定年技术,证实秋格明塔什-黄山韧性剪切带具有多期活动,早期挤压推覆剪切发生于300Ma之后,至280.2Ma终止;晚期右行走滑剪切变形作用助活动期在东段土屋-延东地区(糜棱岩)为247.1~242.8Ma。考虑到糜棱岩的40Ar/39Ar年龄封闭温度高于锆石裂变径迹年龄,所以,300~280.2Ma和247.1~242.8Ma的两期活动,与上述锆石裂变径迹法289~276Ma和232~200Ma的两期成矿作用,应该是一致的。当然,锆石年龄还记录了165~158Ma的另一期热事件。
因此,土屋地区的成矿期次与构造活动期次相一致,裂变径迹研究表明总计具有3期。依据区域地质演化特征(Xiao et al.,2003;Laurent-Charvet et al.,2003;Xu et al.,2003),第1期构造-成矿作用与东天山晚古生代板块俯冲-碰撞有关,之后受碰撞后陆内造山变形作用控制。
图1-4-29 磷灰石裂变径迹年龄与样品距断裂带距离间的关系图
若将样品南北相距离与磷灰石年龄和锆石年龄作图(图1-4-29,图1-4-30),则磷灰石年龄对距离图(图1-4-29)显示区内断裂带对样品具有控制作用。在锆石年龄对距离关系图(图1-4-30)上,随着距离的变化,年龄变化不大,这说明断裂带对锆石年龄的影响不大,原因可能是锆石年龄的封闭温度较高,一致受影响不明显。不过,铜矿区以南的样品年龄十分接近,3个样的年龄在200~222Ma之间,而矿区内的样品年龄变化较大,在158~289Ma之间(图1-4-30)。
图1-4-30 锆石裂变径迹年龄与样品距离的关系图
图1-4-31 土屋地区地质演化热历史
横坐标为时间/Ma,纵坐标为温度/℃。图中数字分别代表样号、实测长度和模拟长度、实测年龄和模拟年龄、K-S和GOF(Kolmogorov-Smirnov检验值)。K-S和GOF均大于0.5时,说明模拟结果较好。实线代表最佳地质热历史路径,虚线区代表较好的地质热历史范围,点线区代表可接受的地质热历史范围
基于裂变径迹相关参数和基本地质特征,进行地质热历史模拟,采用Ketcham(1999)退火模型和蒙特卡罗法。模拟温度从高于裂变径迹退火带的~130℃到现今地表温度。依据样品裂变径迹年龄特征,确定模拟开始时间。模拟结果见图1-4-31,各个样均获得了最佳的热历史路径(见图中粗线),虚线区代表反演模拟的较好拟合区,点线区代表可接受的热历史范围。每个图标出样品代号、实测径迹长度和模拟径迹长度,实测Pooled年龄和模拟Pooled年龄,以及K-S检验和GOF年龄拟合参数。当K-S值和GOF值均大于0.5时,一般认为模拟结果较好。
磷灰石裂变径迹反演模拟结果总体上呈缓慢冷却地质热历史(图1-4-31),大致可分为3各阶段:首先是较快的冷却;在150~140Ma左右冷却速率变缓甚至基本保持不变;到约20Ma开始快速冷却,直到地表温度。与矿化蚀变作用有关的样品K77(斜长花岗斑岩)和K79(英安岩)在20~0Ma的快速冷却特征不明显。150~140Ma恰好是构造成矿期的分界时间。
地质热历史特点与阿尔泰地区类似。锆石和磷灰石年龄值完全在阿尔泰锆石年龄范围之内。构造期次亦与阿尔泰基本一致。
综上特点,认为土屋地区经历了与阿尔泰地区极为相似的演化过程,具有十分相似的构造活动、成矿作用和地质热历史。这可能与他们同受西伯利亚板块和印支板块控制有关。
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(袁万明,保增宽,董金泉,高绍凯)
⑧ 新疆罗布泊地区放射性元素分布特征及钾盐找矿远景评价
徐东宸张文斌
(地矿部航空物探遥感中心,北京100083)
钾盐是我国亟待寻找的短缺矿种,早在1989年原地矿部就制定了“钾盐特别找矿计划”,要求在成矿有利区带,先期安排好物化探工作,尽快发现一批新的钾盐矿产地,满足本世纪末和下世纪中国农业高速发展对钾矿资源的迫切需求。
八·五期间,航遥中心继新疆地调一队在大平台幅1:20万区域调查后,又率先在罗布泊残湖以东约15000km2范围内,开展了1:50万的航空物探钾盐概查测量,应用四道伽马能谱、三频航电和高精度磁测综合资料进行研究,目的是查明钾元素的区域分布特征,初步评价该区寻找盐湖型钾盐矿床的找矿前景。其结果发现了以下找钾线索。
1.根据放射性元素分布特征,发现并圈定了大片的石盐壳层,控制面积约7100km2,约为已知龟背山南石盐钾盐矿区面积的11倍,估算罗布泊洼地石盐地质储量超过200亿t。更重要的是大面积石盐壳层的发现进一步缩小了找钾范围,作为岩性控矿因素和找钾目标物,指出了寻找固、液相钾盐矿床最有利的区域。
2.全区共发现了46处钾异常,经消除氧化钾干扰、岩性分类等数据转换处理后,其中20处产于石盐壳层内的钾异常是由易溶性钾盐矿引起。此类异常经地面查证或与已知矿对比,已有5处钾异常经钻探、坑探发现固、液相钾矿,如K-19钾异常等(图1)。
需要指出的是空中实测的钾异常虽由地表含钾矿物引起,但因航空伽马能谱测量的探测深度受多种因素制约,故不能简单地将屏蔽γ辐射的覆盖层厚度等同于探测深度。特别是在第四系盐湖区内寻找钾盐矿床时,由于含钾卤水与固体盐矿相伴而生,故在空间上多相互依存。实践表明,地下卤水在毛细管蒸发和上覆沉积层的压实作用下,在有利的岩性和构造环境区内,可形成钾含量高值区或局部钾异常,经多次与钻探、坑探验证结果对比,在钾异常下部常有多层固体钾盐和富钾卤水。由此说明,航空伽马能谱测量发现的易溶性钾异常与地下深层钾盐和含钾卤水密切相关,亦是探深找盲的重要线索。
3.根据本区石盐壳层反映的航电实、虚分量异常幅值较大(520Hz ReH2/ImH2>2),且随频率升高,实分量(ReH2)幅值增大、虚分量(ImH2)渐趋平稳的电磁场特征,首次提出罗布泊洼地普遍赋存有地下卤水。尽管地下水埋深及分布不均,但大面积石盐壳层呈现的低阻良导特征,无疑说明该区石盐壳内普遍含高矿化度水,且埋深较浅,含水量比较丰富(图2)。该找钾线索已被地面钻探所证实(表1),如在已知龟背山南钾盐矿区与其对应的K-19钾异常及520Hz实分量异常,经坑探于地下2m处发现卤水,平均卤水钾含量为1.28%,达到了工业品位要求(见图1)。
图1K-19钾异常(龟背山南石盐—钾盐矿床)综合剖面
(第四系岩性分布及边界划分根据1:20万大平台幅地质图;伽马能谱及三频520Hz实分量剖面全为空中实测结果)
1—石盐壳(层);2—固体钾盐;3—泥岩、含泥石膏、盐渍土;4—采坑位置及编号;5—推断或实测岩性界线
表1罗布泊地区已知见矿钾异常地面坑探、钻探结果
注:(*)—摘引九·五国家305项目08-05专题可行性报告。
图2罗布泊地区三频航电520Hz实、虚分量比值(ReH2/ImH2)
1—测区边界;2—ReH2/ImH2<1.推断为前新生界基岩;泥钙质粉砂岩、砂砾层等;3—ReH2/ImH2<2,推断为风积、冲积湖积含盐粉砂、砂质粘土等;4—ReH2/ImH2>2推断为含水石盐壳;5—航磁异常位置及编号
上述多种找钾线索的发现,既展现了罗布泊地区良好的找钾前景,又进一步证实了以航空伽马能谱测量为主的综合物探找钾方法的有效性。
一、罗布泊地区放射性元素分布特征及其地质意义
由于不同成因、不同岩性沉积层的钾、铀、钍元素质量分数相差较大,致使罗布泊地区的放射性场面貌比较复杂。经统计全区铀、钍、钾平均质量分数及均方误差,分别为Qu±Su=(3.1±2.1)×10-6,QTh±STh=(3.6±2.2)×10-6,QK±SK=(1.8±0.6)%,与地壳平均质量分数相比(据1964年C·泰勒提供的数据w(U)=2.7×10-6、w(Th)=9.6×10-6、w(K)=2.09%),除钍质量分数明显偏低外,铀、钾元素质量分数与正常克拉克值十分接近。这说明罗布泊地区的放射性元素丰度不高,自然本底较低,符合蒸发盐岩的放射性元素分布特征,只是因区内铀、钍、钾质量分数变化较大,分布不均,才导致区内各处之放射性场迥然不同。表2是根据空中实测数据,按岩性类别统计的结果,由此不难看出,区内第四系各类沉积物的铀、钍、钾元素含量相差较大,从而为研究本区沉积环境,划分岩性提供了信息。
表2罗布泊地区第四纪沉积层放射性元素含量统计
1.湖泊化学沉积的石盐壳层(
根据低放射性场圈定的石盐壳层广布于罗布泊残湖的东部、南部和北部,其放射性元素分布组合以低含量为特征,钾、铀、钍平均质量分数分别为1.37%、1.77×10-6、2.07×10-6,反映了该盐湖已进入干盐湖沉积环境。
实践表明,在平稳低放射性场中引起钾、铀、钍含量局部变化的原因,多与盐壳湿度、NaCl含量及含钾矿物有关,也是区分和寻找固、液相钾盐矿的重要伽马能谱特征。例如,位于研究区南部的椭圆形低放射性场,铀、钍、钾含量较其周围石盐壳明显下降,经实地检查,区内为纯质龟裂状盐壳,NaCl质量分数高达85.1%,且经钻探发现浅层卤水。
该椭圆形低放射性场范围与卫片中的“耳轮”状图像吻合,但钾元素平面分布特征则不及航空物探反映的清楚。沿“耳廓”航测反映的三条呈弧形展布、高低相间的钾元素高值带,即与钾盐有关,揭示了古罗布泊湖水由东向西迁移,长期蒸发—浓缩—析盐重复演化的过程。其中沿“耳廓”展布的K-9弧形异常带,即由远离补给水一侧早期沉积的易溶性钾盐矿引起,表明区内卤水钾含量较高,已达到钾盐析出浓度。据此分析,该椭圆形低值变化放射性场,很可能是一富钾卤水浅埋区。
综上所述,根据铀、钍、钾元素分布特征圈定的石盐壳层,是寻找固、液相钾盐的重要目标物;产于石盐壳层内的钾异常多由易溶性钾盐矿所引起,这已被众多矿例所证实。为此深入研究低放射性场的放射性元素分布特征,准确划分石盐壳层范围,无论是追溯盐湖沉积环境,还是寻找石盐、钾盐矿产,都具有重要地质意义。
2.湖积含盐粉砂及粘土(
分布于石盐壳层内侧边缘的湖积层,其铀、钍、钾质量分数多同步升高,尤其是铀质量分数升高明显,具有随粘土矿物、有机质成分增加亦相应升高的特征。钾质量分数升高或局部钾异常的形成多与粘土吸附钾离子有关,但也不排除在古盐湖边缘散落的小型洼地内沉积了较多的钾盐矿物。
3.冲积、风积粉砂及砂砾(
该类沉积物的铀、钍、钾质量分数普遍较高(表2),这主要与岩屑成分有关,多与邻近基岩出露区的放射性场特征基本相同。由此形成的钾异常均由K2O引起,除少数高品位富钾岩石外,大都不具找矿意义。
二、钾盐找矿远景评价
应用航空物探资料评价钾盐找矿前景是通过对区内各种地球物理场的定性分析,在建立找矿标志和模型、异常评序等综合解释基础上完成的。目的是使预测的找钾靶区准确可靠,评价有据。
(一)成盐环境与构造条件分析
本区干旱少雨的气象条件,低洼封闭的内陆盐湖沉积环境和多源含钾物质的补给,使罗布泊洼地具备了钾盐沉积的基本条件,尤其是航空伽马能谱测量发现湖盆周缘山区有大面积富钾岩石出露,表明湖盆蚀源区内含钾岩石很多,钾质来源极为丰富。
高精度航磁资料研究表明,罗布泊地区为磁性基岩埋深达9km的深坳陷,周边受断裂控制,具有“高山深盆”成盐构造模式的典型特征。航磁反映的与盐类沉积有关的构造现象有以下两点,对评价本区找钾远景有其重要作用。
①罗布泊坳陷的东部及南部,磁场特征比较复杂,航磁划出了5条NE、NNE向隐伏断裂,导致结晶基底自西北向东南逐渐抬升,呈现出阶梯状断陷的构造特征(图3)。有意义的地质现象是航空物探发现的K-19异常(龟背山南钾盐矿)、K-13、14、15异常(罗北洼地钾盐矿)、K-10异常(钾盐矿区)、K-11钾异常均沿NE向断裂带断续分布,大都产于深坳陷东缘缓坡断阶带中。此现象说明该区构造活动强烈,中新生界盖层构造受深部构造控制,且继承性较好,致使古湖盆解体后形成了上述有利于钾盐沉积的多个盐类沉积中心。
②罗布泊残湖以东,即上述椭圆形低放射性场及其以东地区,在大片平稳负磁场中,分布有多处局部高频磁异常,推断是由喜马拉雅期基性火山岩引起,估算埋深1km左右。强烈的火山喷溢活动,很可能在该地浅变质基岩之上,形成一层由玄武岩岩被构成的不透水层。据此推测该地卤水埋深较浅,水量较丰。做为旁证,此处不仅地势低洼,且航空物探发现的5处易溶性钾异常及低阻良导电磁异常等找矿线索均位于区内,这显然与此处浅埋卤水及钾盐沉积有成因关系。
(二)钾异常排序及建模
为优选找矿靶区,对全区钾异常进行了聚类分析,以便在归组分类基础上对找矿目的物予以客观的评序。由于预测矿种单一,成因类型相同,故聚类后各单元(异常)间的亲疏关系比较清楚。在分类谱系图上明显把全区钾异常划分为以下三类。
第Ⅰ类钾异常共20处,均由易溶性钾异常引起,是寻找固、液相钾盐的直接找矿线索。此类异常的地球物理特征是:①产于由石盐壳层引起的低放射性场内,对应三频航电为低阻良导电磁场区;②铀、钍含量低而平稳;③KCl含量较高,在低背景衬托下钾异常反映得比较清晰。
图3罗布泊地区磁性基岩深度
1—测区边界;2—基岩出露及浅埋区;3—浅层基性火山岩;4—基岩等深线(km);5—航磁划定的断裂及编号;6—地质上划定的断裂;7—加里东期花岗岩;8—海西期花岗岩;9—海西期花岗闪长岩;10—海西期基性岩;11—奥陶系下统大理岩;12—震旦系下统变质凝灰岩;13—蓟县系灰岩
第Ⅱ、Ⅲ类钾异常,大部分找矿意义不大,仅位于湖盆边缘或由富钾岩石引起的钾异常有一定找钾前景,余者均由岩性引起。
以航空伽马能谱参数为主要判别标志而建立的钾盐地质—地球物理找矿模型,经在多处检验,表明该找矿模式具有普遍性和实用性。有关变量选取原则及地质意义,详见成果报告[9]。
(三)钾盐找矿靶区评述
在找钾远景区划基础上,以钾异常排序为依据,进一步把I级找钾远景区内那些找钾标志最为明显的异常,成盐构造较为有利的地段划成一片,列为需优先安排地面查证的重点找矿靶区。按此原则全区共圈出A级找钾靶区4片,B级找钾靶区2片,靶区总面积约1200km2,现分别简述如下。
①A1找钾靶区位于测区中部,地质上称之“罗北洼地”。区内及其边缘有K-13、14、15及K-12、K-21共5处易溶性钾异常,其范围与航磁反映的断凹位置相符,靶区面积约350km2。表层易溶性钾盐含量较高,三频航电显示为低阻良导异常,且与卫片中的暗色影像相互印证,找钾标志最为醒目(图4)。推断区内赋存有高品位固体钾盐和含钾卤水,尤其是靶区西侧,因受NNW向断裂阻隔,其地下卤水更较东部丰富。据悉,新疆地质三队继1992年钾异常地面查证工作后,近年来又由地科院牵头,在该靶区内开展了地面找钾工作,经简易勘探,于地下1m深处发现卤水钾矿,KCl质量分数达1.53%~1.6%。目前仍在勘探,有望成为新发现的大—特大型钾盐矿床。
图4A1、A2找钾靶区钾含量等值线及卫片影像对比
1—找钾靶区范围;2—卫片暗色调影像范围;3—KCl含量等值线(%);4—钾异常位置及编号
②A2找钾靶区位于罗布泊残湖东约37km的石盐壳层内,航磁反映的NE向断阶带上,面积约260km2。该靶区以K-10钾异常为主体,全钾含量达3.3%,三频航电反映为低阻良导异常,且与卫片中的深暗色影像吻合(图4),据此推断该地应是寻找固、液相钾盐最有利地区。
1992年11月,新疆地质三队根据航空伽马能谱异常地面查证建议书提供的资料,对K-10钾异常进行了地面检查,发现并圈定了约75km2的钾盐矿化区,固体KCl质量分数达5.5%,且经钻探于2m深处发现卤水,卤水KCl质量分数达1.69%,达到了工业品位要求。选用丰度估计法估算,其钾盐远景储量有望达大型规模。
③A3、B2找钾靶区位于测区东南部的石盐壳层内,靶区面积分别为160km2和120km2。航磁反映为一基岩埋深约2km的凹陷,与东部椭圆形低值伽马场分属于两个盐类沉积中心。区内有K-3、4、5三处易溶性钾异常,尤以A。靶区内的K-3异常范围最大,找矿前景更为有利。
K-3钾异常位于阿尔金山南坡冲积扇前沿,与南部钾质量分数高值区连成一片,其成因可能是由冲积扇中孔隙卤水经蒸发、析盐而成的含钾石盐壳所引起,表明区内地下径流发育,钾质补给充分。鉴于该地基岩埋深较浅,盐壳导电性良好,故划为寻找卤水钾盐的有利地区。
④A4、B1找钾靶区位于罗布泊残湖南部,其中A4靶区向南已延出测区。两区内的3处易溶性钾异常,尤以A4靶区内的K-1异常钾质量分数最高,全钾质量分数达5.5%,找钾标志最为明显。
A4靶区位于地势低洼的“耳轮”状影像区内,基岩埋深较浅,火山岩十分发育。纵观该区低放射性场和低阻良导电磁场特征,推断区内除沉积高品位固体钾盐外,还赋存浅层富钾卤水,成盐成钾条件十分有利。
三、结语
综上所述,罗布泊地区航空物探综合测量找矿效果十分明显,各种找钾线索准确可信,据此优选出的找钾靶区或异常,有的与已知钾盐矿床吻合,有的经地面查证钻探见矿,展现了罗布泊地区良好的找矿前景。预测在7100km2石盐壳层和1200km2的找钾靶区内,有望发现3、4处大、中型钾盐矿床,其远景储量可望达到超大型矿床规模。
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 新疆的地形特征是什么
山脉与盆地相间排列,盆地被高山环抱,俗喻“三山夹两盆”。
新疆维吾尔自治区是举世闻名的歌舞之乡、瓜果之乡、黄金玉石之邦。新疆幅员辽阔,地大物博,山川壮丽,瀚海无垠,古迹遍地。
新疆地形复杂类型多样。境内冰峰耸立沙漠浩瀚盆地众多草原辽阔绿洲星罗棋布。在地形上高山与盆地相间形成明显的地形单元。
(9)新疆属于什么地质特征扩展阅读:
山脉与盆地相间排列盆地与高山环抱、喻称“三山夹二盆”。北部阿尔泰山,南部为昆仑山系;天山横亘于新疆中部,把新疆分为南北两半,南部是塔里木盆地,北部是准噶尔盆地。习惯上称天山以南为南疆,天山以北为北疆,把哈密、吐鲁番盆地为东疆。
最高点乔戈里峰位于克什米尔边境上,海拔8611米。新疆的古尔班通古特沙漠(北纬46度16.8分,东经86度40.2分)是陆地上距离海洋最远的地方,距离最近的海岸线有2648千米
新疆北部有阿尔泰山,南部有昆仑山、阿尔金山和天山。天山作为新疆象征,横贯中部,形成南部的塔里木盆地和北部的准噶尔盆地。
农业经济效益显著提高,主要作物单产水平、人均农业产值和主要农产品的人均占有量均居全国中上水平。以环塔里木盆地为重要基地的林果园艺业快速发展,总面积已超过1000万亩,哈密瓜、葡萄、香梨等“名特优”产品享誉国内外。
蔬菜面积由9.25千公顷增加到186.82千公顷,主要城市冬季鲜菜自给率达到70%;有87种食品获中国绿色食品中心认证的绿色食品标志;农产品商品率达63%以上。