曾朝偉, 段星星

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局,江蘇 南京 210093; 2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 西安地質(zhì)調(diào)查中心,陜西 西安 710054)

新疆阿爾金清水泉超基性巖體地物化特征及成礦潛力分析

曾朝偉1, 段星星2

(1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局,江蘇 南京 210093; 2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 西安地質(zhì)調(diào)查中心,陜西 西安 710054)

清水泉巖體產(chǎn)出于阿爾金南緣斷裂南側(cè),與圍巖呈斷層接觸關(guān)系,由方輝橄欖巖和少量純橄巖組成,不具有分異和分帶現(xiàn)象,表現(xiàn)出蛇綠巖鎂質(zhì)橄欖巖特征,不具有尋找具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的銅鎳硫化礦床潛力。前人圍繞清水泉巖體部署開(kāi)展的1∶1萬(wàn)高精度磁法測(cè)量、激電中梯剖面、1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量結(jié)果顯示,巖體呈高磁、較高激電異常、鎳鈷鉻綜合異常,具有與銅鎳硫化物礦床相似的物探及化探異常特征。旨在說(shuō)明物化探異常是捕捉鎂鐵—超鎂鐵巖體的有效手段,然而在實(shí)際礦床勘查過(guò)程中要綜合考慮地質(zhì)及物化探成果資料,避免片面套用成礦模型。

超基性巖體;物探;化探;成礦潛力;清水泉;阿爾金

阿爾金造山帶位于青藏高原北緣,介于塔里木板塊、柴達(dá)木微板塊及祁連、東昆侖造山帶之間,主體是由早古生代板塊之間相互俯沖—碰撞形成的復(fù)雜構(gòu)造帶[1]。校培喜等[2]將阿爾金造山帶自北向南劃分為紅柳溝—拉配泉(蛇綠)構(gòu)造混雜巖帶、阿中地塊、阿帕—茫崖(蛇綠)構(gòu)造混雜巖帶。其中,沿阿爾金南緣斷裂不連續(xù)分布著70多個(gè)規(guī)模不等的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體,清水泉巖體屬其中之一(圖1)。對(duì)于清水泉巖體成因問(wèn)題存在較大爭(zhēng)議,有學(xué)者認(rèn)為屬“阿帕—茫崖蛇綠巖混雜巖帶”[2-5],也有學(xué)者認(rèn)為其不屬蛇綠巖組成單元[6]。近年來(lái),清水泉地區(qū)部署開(kāi)展了1∶5萬(wàn)尺度的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、水系沉積物測(cè)量、1∶1萬(wàn)地球物理調(diào)查及以尋找銅鎳硫化物礦床為目標(biāo)的預(yù)普查等工作。本文旨在分析清水泉巖體地質(zhì)特征、地球物理、地球化學(xué)等已有成果基礎(chǔ)上,深入探討清水泉巖體成礦潛力,為今后類似巖體地質(zhì)找礦工作提供借鑒意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

阿爾金造山帶隸屬古陸鏈南側(cè)陸緣系統(tǒng),其中的阿帕—茫崖(蛇綠)構(gòu)造混雜巖帶由三部分組成,即蛇綠巖(主要包括超基性巖、堆晶輝長(zhǎng)巖和淺變質(zhì)基性火山巖)、蛇綠巖上覆巖系(包括淺變質(zhì)的凝灰?guī)r、千枚巖、變質(zhì)細(xì)砂巖、硅質(zhì)巖和碳酸鹽巖)及外來(lái)元古代巖塊(包括片麻巖、片巖等)。混雜帶內(nèi)建造類型多樣,構(gòu)造作用強(qiáng)烈。沉積建造主要為早古生代沉積建造,包括蛇綠巖上覆建造和淺海相火山巖—碎屑巖—碳酸鹽巖建造。巖漿建造中的基性—超基性巖漿巖包括了蛇綠巖端元組分和非蛇綠巖組分。

圖1 清水泉巖體位置圖(據(jù)馬中平等,2010年修改)Fig.1 Location map of Qingshuiquan rockbody

2 巖體地質(zhì)特征

清水泉巖體沿阿爾金南緣主斷裂南側(cè)產(chǎn)出,巖體呈透鏡狀,長(zhǎng)軸平行于阿爾金南緣主斷裂,東西長(zhǎng)約2.5 km,南北寬約0.3～1 km,出露面積約2.5 km2(圖2)。巖體與圍巖阿爾金巖群斜長(zhǎng)角閃片巖和寒武紀(jì)花崗巖呈斷層接觸關(guān)系(圖3)。清水泉巖體主要由方輝橄欖巖和少量純橄巖組成(圖4),不具有分異和分帶現(xiàn)象。巖體受構(gòu)造擠壓明顯,熱液蝕變作用強(qiáng)烈,主要為蛇紋石化、滑石化、碳酸鹽化,蝕變強(qiáng)烈地段呈粉末狀、泥狀,偶見(jiàn)孔雀石化。鉆探驗(yàn)證巖體深度>660 m,鉆孔巖芯裂隙中有薄膜狀黃鐵礦產(chǎn)出。

圖2 清水泉巖體分布區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)清水泉1∶5萬(wàn)區(qū)調(diào)圖修改)Fig.2 Regional geologic map of distribution of Qingshuiquan rockbody

圖3 清水泉巖體與圍巖呈斷層接觸Fig.3 Fault contact of Qingshuiquan rockbody and surrounding rock

圖4 清水泉巖體中的純橄巖Fig.4 Dunite in Qingshuiquan rockbody

3 地球物理特征

3.1 巖石物性特征

清水泉地區(qū)各類巖石物性參數(shù)的測(cè)定結(jié)果如表1。其中超基性巖石磁化率及極化率均較強(qiáng),相比于斜長(zhǎng)角閃巖和花崗巖,磁化率高2個(gè)數(shù)量級(jí),極化率高2～3倍。由此可見(jiàn),清水泉巖體具有高磁、高極化率的特性。

表1 巖石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3.2 磁法異常特征

清水泉地區(qū)1∶1萬(wàn)高精度磁測(cè)△T平面等值線分布及變化情況如圖5,本區(qū)的磁場(chǎng)變化規(guī)律與地質(zhì)構(gòu)造和巖性相互一致,表現(xiàn)為與構(gòu)造走向一致的東西向帶狀異常。清水泉巖體與C1異常相對(duì)應(yīng),成條帶狀東西向分布,東西向長(zhǎng)度在1 500 m以上,寬度在200 m左右。主要的磁異常特征為南正北負(fù)磁異常,在東部正磁異常不規(guī)則向南舌狀伸出,沿走向有多個(gè)極值中心,極大值為6 000 nT,極小值為-2 400 nT,異常梯度變化較大。

圖5 清水泉地區(qū)地面磁法△T平面等值線圖Fig.5 Plane isopleth map of aerial magnetic method △T in Qingshuiquan area

3.3 激電中梯剖面異常

依據(jù)1∶1萬(wàn)高精度磁法測(cè)量成果(圖6),針對(duì)C1磁異常布置激電中梯剖面,結(jié)果顯示激電異常與C1磁異常對(duì)應(yīng),呈東西走向,長(zhǎng)1 400 m,寬200 m,極大值3.1%?？傮w特征是極化率幅值相對(duì)較低,高值異常規(guī)律性不強(qiáng)。

4 地球化學(xué)特征

清水泉地區(qū)開(kāi)展的1∶5萬(wàn)水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量成果顯示(圖7),沿阿爾金南緣主斷裂,分布有大量鎳、鈷、鉻、銅組合異常,與沿阿爾金斷裂產(chǎn)出的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體分布范圍基本一致。其中,清水泉巖體位于1∶5萬(wàn)鎳、鈷、鉻、銅綜合異常內(nèi),形態(tài)呈近圓狀,面積近2.25 km2。異常具明顯分帶,各元素異常中心基本吻合,濃集中心明顯,異常強(qiáng)度高低不均勻,其中鎳異常峰值1 192×10-6,鉻異常峰值7 356×10-6,鈷異常峰值106×10-6,但銅異常峰值僅為50.4×10-6(表2)。鎳元素具內(nèi)、中、外三級(jí)濃度分帶;鉻元素以中、外帶為主。鎳、鉻、鈷形態(tài)一致,銅元素異常中心略偏東南。

圖6 清水泉地區(qū)時(shí)間域激發(fā)極化法剖面平面圖Fig.6 Profile-plan of time domain induced polarizationmethod in Qingshuiquan area

5 成礦潛力分析

鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖石主要來(lái)源于地幔,是人們認(rèn)識(shí)深部地質(zhì)作用、地幔物質(zhì)組成、殼幔巖漿作用、大陸動(dòng)力學(xué)等方面的重要工具,也是認(rèn)識(shí)大陸巖石圈的形成、演化以及巖石圈動(dòng)力學(xué)等重大基礎(chǔ)地質(zhì)問(wèn)題的主要研究對(duì)象。與鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖石有關(guān)的礦產(chǎn)主要包括Ni-Cu-PGE-Fe-Cr-Co-Au、金剛石等,如加拿大Sudbury、Voisey’s Bay、俄羅斯Noril’sk、中國(guó)金川等世界級(jí)超大型銅、鎳、鉑族硫化物礦床都是以鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體為載體;南非Bushveld鎂鐵—超鎂鐵雜巖體,除了有豐富的銅鎳鉑族金屬外,同時(shí)釩鈦磁鐵礦及鉻鐵礦也居世界前列[7];金川超大型銅鎳硫化物礦床中還伴生有大量的金和鈷[8]。

表2 HS-14綜合異常主要元素特征值表

圖7 清水泉地區(qū)地物化綜合異常圖Fig.7 Anomaly map of geological,geophysical,

巖漿硫化物礦床產(chǎn)出的構(gòu)造環(huán)境有大火成巖省、克拉通內(nèi)部和邊緣裂谷、褶皺帶內(nèi)后碰撞伸展、綠巖帶和隕石撞擊等[9],產(chǎn)出巖相組合類型為鎂鐵—超鎂鐵巖體。清水泉巖體巖性單一,巖體內(nèi)發(fā)育大量次生菱鎂礦,與圍巖呈明顯的斷層接觸,結(jié)合區(qū)域研究資料表明巖體屬冷侵位與蛇綠巖相關(guān)的鎂質(zhì)地幔橄欖巖端元。蛇綠巖套中主要賦存的礦床有豆莢狀鉻鐵礦、PGES、塞浦路斯型(Cyprus Type)銅鐵鋅硫化物礦床,目前尚未在蛇綠巖中發(fā)現(xiàn)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的銅鎳硫化物礦床。也就是說(shuō),清水泉巖體從巖石組合、構(gòu)造背景、成礦專屬性特征等方面來(lái)看,不具備巖漿型銅鎳硫化物礦床的形成條件。

有效提取與礦床有關(guān)的地質(zhì)要素、物探、化探等找礦信息加以綜合解譯,并進(jìn)行礦產(chǎn)預(yù)測(cè)是地質(zhì)找礦的必要手段和方法。通常侵入產(chǎn)出的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體和冷侵位產(chǎn)出的鎂質(zhì)地幔橄欖巖在宏觀上均表現(xiàn)出高磁、較高極化率、銅鎳鈷鉻等元素綜合異常特征。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)深入解剖各類異常,研究各類異常差異。例如大洋中脊下上地幔在發(fā)生部分熔融抽取巖漿過(guò)程中,相容元素鎳、鉻、鈷等趨向于在地幔殘留固相中富集,銅則趨向于進(jìn)入液相巖漿中,形成的虧損上地幔中富集鎳、鉻、鈷等相容元素,虧損銅等不相容元素。伴隨大洋俯沖消減,虧損上地幔冷侵位構(gòu)成蛇綠巖套組合之一地幔橄欖巖端元,其中鎳元素含量可達(dá)2%,以類質(zhì)同象形式替代Mg2+、Fe2+進(jìn)入硅酸晶格。因此,無(wú)論是何成因的鎂質(zhì)、超鎂鐵質(zhì)巖,巖體中鎳、鉻、鈷的含量均明顯高于大多數(shù)地質(zhì)體,但銅含量在冷侵位產(chǎn)出的鎂質(zhì)地幔橄欖巖中則含量通常偏低。因此,在1∶5萬(wàn)或更大比例尺的化探異常圖中,鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體賦存部位一般都會(huì)出現(xiàn)鎳、鉻、鈷異常。比如蛇綠巖有關(guān)的化探異常表現(xiàn)出鉻—鎳—鈷異常(也有可能伴有銅異常)和與侵入產(chǎn)出的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體有關(guān)的銅—鎳—鈷—鉻異常元素組合。由此可見(jiàn),正確識(shí)別巖體屬構(gòu)造就位還是侵入產(chǎn)出是客觀解釋工作區(qū)化探異常、指導(dǎo)地質(zhì)找礦方向的基礎(chǔ)。

地幔橄欖巖在就位過(guò)程中的富水環(huán)境下加速其發(fā)生水熱蝕變,主要產(chǎn)物為蛇紋石、水鎂石、滑石、磁鐵礦等[10]。清水泉巖體中磁鐵含量基本在5%左右。在同等含量的前提下,磁鐵礦所顯示出的磁場(chǎng)強(qiáng)度要比磁黃鐵礦(銅鎳硫化物礦床中唯一具有磁性的硫化物礦物)顯示出的磁場(chǎng)強(qiáng)度至少高出1個(gè)數(shù)量級(jí)[11]。因此,清水泉巖體中蝕變形成的磁鐵礦也可以顯示出與賦存銅鎳硫化物礦床相似的磁異常特征。所以,對(duì)于磁異常物理意義的理解應(yīng)謹(jǐn)慎,需要借助巖體地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)、礦物學(xué)等方面的綜合研究,識(shí)別礦致異常。巖體表現(xiàn)出的較高的激電異常則可能是由巖體裂隙面產(chǎn)出的稀疏浸染狀黃鐵礦、裂隙水、石墨化等因素引起的。

6 結(jié)論

(1) 清水泉巖體與圍巖呈斷層接觸關(guān)系,屬蛇綠巖鎂質(zhì)橄欖巖,為古洋殼由構(gòu)造推覆進(jìn)入地殼的塊體,不具有尋找與鎂鐵質(zhì)和超鎂鐵質(zhì)侵入巖有關(guān)的銅鎳硫化礦床潛力。而未發(fā)現(xiàn)與蛇綠巖有關(guān)的豆莢狀鉻鐵礦等則可能有多種原因,如構(gòu)造帶破壞等因素。

(2) 物化探異常是捕捉基性—超基性巖體的有效手段,然而在實(shí)際礦床勘查過(guò)程中要綜合考慮地質(zhì)及物化探成果資料,避免片面套用成礦模型。

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(責(zé)任編輯：于繼紅)

Geophysical-geochemical Characteristics and Mineralization Potentiality of theQingshuiquan Ultrabasic Rockbody in Altun,Xinjiang

ZENG Chaowei1, DUAN Xingxing2

(1.JiangsuNonferrousMetalsGeologicalExplorationBureau,Nanjing,Jiangsu210093; 2.Xi’anCenter,ChinaGeologicalSurvey,Xi’an,Shaanxi710054 )

Qingshuiquan rockbody is located in the south of the sountern Altun fault and related with surrounding rocks by fault contact. The rockbody,without differentiation and zonation,consists of harzburgite and minor dunite. It takes on the characteristics of ophiolite magnesian peridotite. There is no potential of economically significant copper-nickel sulfide deposit. Previously,1∶10 000 high-accuracy magnetic survey,IP intermediate gradient profile survey and 1∶50 000 stream sediment survey have been conducted on the Qingshuiquan rockbody. The result shows,the rockbody is high magnetic and relatively high IP and has Ni,Co and Cr synthetic anomaly,consistent with the geophysical and geochemical anomaly characteristics of copper-nickel sulfide deposit. In this paper,the authors try to demonstrate that geophysical and geochemical prospecting anomaly is an effective method to discover basic-ultrabasic rockbody. But in practical prospecting,geological data and geophysical and geochemical prospecting materials should be considered as well to avoid rigid use of mineralization model.

ultrabasic rock body; geophysical prospecting; geochemical prospecting; mineralization potentiality; Qingshuiquan; Altun

2015-07-13;改回日期:2015-12-28

曾朝偉(1983-),男,工程師,地質(zhì)工程專業(yè)，從事地質(zhì)勘查方面的工作。E-mail:zcw_w1983@163.com

P588.12+5

A

1671-1211(2016)04-0578-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.04.006

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20160707.1528.032.html 數(shù)字出版日期:2016-07-07 15:28