陳江源， 段晨宇， 張　翔， 牛家驥

(核工業(yè)航測(cè)遙感中心，石家莊　050002)

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龍首山地區(qū)成鎳帶與找礦方向探討

陳江源， 段晨宇， 張翔， 牛家驥

(核工業(yè)航測(cè)遙感中心，石家莊050002)

甘肅龍首山隆起區(qū)位于阿拉善地塊西南緣，鎳資源豐富，礦床類型相對(duì)簡(jiǎn)單為巖漿型，以分布世界級(jí)的金川超大型銅鎳硫化物礦床而聞名。在龍首山地區(qū)，除了金川鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體之外，還斷續(xù)分布有20多個(gè)鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)侵入體，呈巖墻狀、脈狀及巖株?duì)町a(chǎn)出，構(gòu)成一條重要的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖帶。區(qū)內(nèi)分布多處鎳銅礦床、礦點(diǎn)，礦床類型為巖漿型。這里從成鎳帶的角度，探討了龍首山地區(qū)鎳礦找礦方向，認(rèn)為尋找隱伏巖體及深部找礦尤為重要。

龍首山； 成鎳帶； 鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體； 航磁異常； 找礦方向

0　引言

至今世界上己發(fā)現(xiàn)的超大型銅鎳巖漿硫化物礦床共有21個(gè)[1]。國(guó)內(nèi)硫化鎳礦床主要分布在不同古陸塊的邊緣及其外側(cè)增生褶皺帶中，如金川銅鎳礦[2]。另外，對(duì)于該類礦床，劉月星[3]提出了“以巖漿深部熔離作用為土導(dǎo)的脈動(dòng)式”成礦模式，而且一些學(xué)者還從成礦系列方面對(duì)其進(jìn)行了探討。甘肅省龍首山地區(qū)已查明多個(gè)鎳礦床(點(diǎn))，其中超大型1處，礦點(diǎn)2處。以產(chǎn)出世界級(jí)超大型金川銅鎳硫化物礦床而聞名，前人對(duì)本區(qū)的地質(zhì)背景也做了大量的研究[4]，但隨著金川超鎂鐵質(zhì)巖體的單顆粒鋯石U-Pb 年齡約827Ma 的獲得[5]，金川銅鎳硫化物礦床的成巖成礦地質(zhì)背景引起了爭(zhēng)議。

本次工作依據(jù)地面異常查證實(shí)例與已知礦床對(duì)比分析的研究思路，找出兩者的共同性和差異性，進(jìn)一步更深刻地認(rèn)識(shí)該類型礦床的成礦地質(zhì)背景、巖體及礦床地質(zhì)特征，探討該類礦床形成與分布的規(guī)律性以指導(dǎo)找礦方向。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

龍首山成鎳帶位于華北陸塊西南緣龍首山隆起[6]，北界為華北陸塊北緣斷裂西段高家窯烏拉特后旗段，南界為龍首山斷裂，出露地層主要有前長(zhǎng)城系龍首山群，巖性主要為黑云母花崗片麻巖、大理巖夾斜長(zhǎng)角閃片巖；長(zhǎng)城-薊縣系墩子溝群，巖性主要為硅質(zhì)灰?guī)r、砂巖、千枚巖。該成鎳帶間斷分布，長(zhǎng)約290 km、寬約20 km～100 km[7]，總體呈北西向展布。帶內(nèi)發(fā)育多個(gè)鎂鐵—超鎂鐵巖體，如北海子、小口子、青井子、藏布臺(tái)、西井等，藏布臺(tái)、青井子出露面積較大外，其他巖體規(guī)模較小，呈不規(guī)則透鏡體狀北西向展布，巖石類型有純橄欖巖、含輝橄欖巖、二輝橄欖巖、橄欖輝石巖、輝石巖等[8](表1)，巖石基性程度高，蝕變強(qiáng)烈。帶內(nèi)地層主要為古元古界龍首山群，為一套變質(zhì)巖系，巖性主要為斜長(zhǎng)角閃片巖、石英片巖、淺粒巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖等[9]。斷裂主要以北西向?yàn)橹?，多為逆沖斷裂，規(guī)模較大，龍首山北緣大斷裂具有多期活動(dòng)特點(diǎn)，屬控巖控礦構(gòu)造，含礦巖體沿?cái)嗔淹蚍植?圖1)。

表1　龍首山地區(qū)鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體一覽表

圖1　龍首山地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1　Simplied geological map of the Longshoushan area

區(qū)域構(gòu)造較復(fù)雜，主要有東西向和北西向兩組, 其次是后期的北北東-北東向構(gòu)造。與銅鎳礦有關(guān)的超基性巖體多沿龍首山隆起帶南北兩側(cè)深大斷裂附近的次級(jí)斷裂，呈東西-北西向帶狀展布，嚴(yán)格受北西與東西向構(gòu)造的控制。

區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)頻繁，巖性種類較多. 有超基性巖、基性巖、中酸性巖等。中酸性巖主要分布于龍首山隆起帶的南側(cè)，呈北西向大面積出露?；詭r一般呈脈狀產(chǎn)出, 大部分侵入在超基性巖體內(nèi)和附近的圍巖中。

2　區(qū)域地球物理特征

2014年核工業(yè)航測(cè)遙感中心在該區(qū)開展過1∶50 000航空物探測(cè)量項(xiàng)目，通過航磁特征來看，鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)區(qū)航磁異常特征明顯，多呈具有多條測(cè)線的強(qiáng)磁單峰或正磁場(chǎng)背景疊加單峰異常，在等值圖上顯示磁場(chǎng)強(qiáng)度大，磁場(chǎng)梯度變化較陡。同時(shí)，對(duì)龍首山一帶的巖礦石進(jìn)行了物性參數(shù)測(cè)量(表2)。由表2可知，帶內(nèi)強(qiáng)磁性層為超基性巖中的橄欖巖及橄欖輝石巖，磁性普遍較高，賦存在金川巖體中的銅鎳礦石磁化率最高達(dá)119 000×10-5SI，龍首山地區(qū)其他超基性巖體磁性相對(duì)較弱，僅見銅鎳礦化，未形成銅鎳礦體(青石窯、藏布臺(tái)等巖體)。龍首山地區(qū)成鎳帶中的正磁、強(qiáng)磁異常是沿龍首山隆起帶活動(dòng)的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體的反映，根據(jù)金川巖體的磁場(chǎng)特征，通過航磁及地面磁測(cè)工作，可以初步確定有利于銅鎳成礦的巖體。

表2　龍首山地區(qū)主要地層巖礦石物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

3　物探方法應(yīng)用

3.1鎳礦成礦半定量預(yù)測(cè)

成礦預(yù)測(cè)的基本原理(圖2)：礦藏的形成有其特殊的地化環(huán)境，反映在地球物理場(chǎng)(磁場(chǎng)、重力場(chǎng)、伽瑪場(chǎng)等)上，有一種特定的地球物理場(chǎng)及其相關(guān)轉(zhuǎn)換場(chǎng)組合關(guān)系，該技術(shù)通過分析已知礦床與物理場(chǎng)的關(guān)系，調(diào)整已知礦床與物理場(chǎng)的相關(guān)系數(shù)、有利信息面積比及費(fèi)歇判據(jù)等參數(shù)來確定轉(zhuǎn)換場(chǎng)中礦床所處場(chǎng)的最佳場(chǎng)值組合關(guān)系，就可建立礦床的物理-數(shù)學(xué)模型。然后將已有礦床物理-數(shù)學(xué)模型直接應(yīng)用到未知地區(qū)，將各轉(zhuǎn)換場(chǎng)信息進(jìn)行量化、疊置，求取最多信息復(fù)合地段的半定量預(yù)測(cè)技術(shù)。預(yù)測(cè)過程中，首先將每種特征參量中符合某礦床物理—數(shù)學(xué)模型的數(shù)據(jù)賦于“1”(有利)，其他數(shù)據(jù)賦于“0”(不利)，然后將所有參量進(jìn)行信息疊加分析，生成成礦有利度評(píng)價(jià)參量，并將成礦有利度高的地段(多種信息復(fù)合地段)，作為該類型礦床成礦有利遠(yuǎn)景區(qū)。該預(yù)測(cè)技術(shù)流程主要包括：①數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；②位場(chǎng)轉(zhuǎn)換；③模型建立；④信息疊置預(yù)測(cè)；⑤制圖輸出(圖3)。

圖2　建模預(yù)測(cè)原理示意圖Fig.2　Schematic diagram of modeling and forecasting

圖3　成礦預(yù)測(cè)流程框圖Fig.3　Mineralization prediction flow chart

以金川銅鎳礦床為例，建立金川銅鎳礦航磁△T、航放鉀、鈾、釷、重力物理—數(shù)學(xué)模型。因只有適合建模條件(面積比在0.2～0.3之間，費(fèi)歇判據(jù)大于60)的參量才被最終選定為建模參量，最終確定參數(shù)24種。模型顯示信息見圖4，建模參數(shù)見表3。

圖4　金川銅鎳礦床物理-數(shù)學(xué)模型顯示圖Fig.4　Physical and mathematical model of Jinchuan copper nickel deposit

根據(jù)上述確定的模型參量，在龍首山地區(qū)計(jì)算相應(yīng)礦床成礦有利度指標(biāo)，并繪制等值線平面圖(圖5)，等值線分布特征與區(qū)內(nèi)銅鎳礦床點(diǎn)有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)果顯示已知鎳礦體位于超基性巖體中或邊緣，同時(shí)說明區(qū)內(nèi)成礦有利度指標(biāo)大于8，是銅鎳礦找礦有利部位。

3.2金川礦床2.5D反演

這里使用反演軟件為中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局開發(fā)的“RGIS2011資源勘查地球物理信息系統(tǒng)”，是我國(guó)首次基于GIS平臺(tái)二次開發(fā)技術(shù)和微機(jī)Windows操作系統(tǒng)，利用VB、VC混合編程技術(shù)開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)在全國(guó)陸域任意地區(qū)重磁力測(cè)量從野外到室內(nèi)的數(shù)據(jù)可視化整理、管理、預(yù)處理、處理，以及重、磁、電異常正反演解釋、圖表圖形圖像處理及制作的一套多功能的資源勘查地球物理信息系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)主要功能包括：①基于GIS功能管理空間點(diǎn)位、圖形、RGIS2009格式區(qū)域重力和航磁、地磁數(shù)據(jù)及電阻率、激化率、大地電磁、瞬變電磁數(shù)據(jù)；②數(shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換與預(yù)處理；③重、磁面積測(cè)量數(shù)據(jù)的頻率域和空間域轉(zhuǎn)換處理；④重、磁剖面測(cè)量數(shù)據(jù)的頻率域和空間域轉(zhuǎn)換處理；⑤重、磁異常正反演解釋；⑥電法數(shù)據(jù)處理；⑦重力基礎(chǔ)圖件和重、磁處理解釋成果圖件制作與輸出；⑧電法擬斷面圖制作與輸出。

該系統(tǒng)采用“2.5D磁性體正反演技術(shù)”。所謂2.5D磁性體正反演技術(shù)是以二維半(2.5D)多邊形截面積水平棱柱體模型作為場(chǎng)源體初始模型，并根據(jù)先驗(yàn)地質(zhì)資料、物探測(cè)量資料，對(duì)所有參數(shù)估計(jì)初始值進(jìn)行設(shè)置，然后采用人機(jī)交互修改，計(jì)算機(jī)自動(dòng)迭代反演相結(jié)合的方式，求取地下磁性地質(zhì)體的埋深、幾何形態(tài)和體積的技術(shù)。具體實(shí)現(xiàn)過程是輸入初始模型參數(shù)，通過調(diào)整棱柱體模型橫切面形狀，來改變整個(gè)棱柱模型形態(tài)，使正演曲線與實(shí)測(cè)曲線達(dá)到最佳擬合，最終反演確定磁性棱柱體的空間分布形態(tài)。通過復(fù)雜的2.5D棱柱體組合，可以實(shí)現(xiàn)近似的三度體3D正反演。

金川礦床位于阿拉善陸塊南西邊緣，產(chǎn)于鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體(O∑)中(圖6)，含礦巖體是一個(gè)由巖漿多次上侵形成的復(fù)合型單一含長(zhǎng)石超基性巖體，屬巖漿深部熔離復(fù)式貫入礦床，二輝橄欖巖和純橄欖巖為主要的含礦巖相。

從圖6可以看出，礦床磁場(chǎng)以南正北負(fù)相伴生為特征，正磁場(chǎng)呈北西向展布，異常形態(tài)呈橢圓狀，磁場(chǎng)強(qiáng)度高、規(guī)模大。M88/67號(hào)航磁異常與金川礦床對(duì)應(yīng)，截取金川銅鎳礦主礦位置的航磁數(shù)據(jù)進(jìn)行了正反演擬合計(jì)算，剖面位置(圖6)。IGRF計(jì)算得到的地磁場(chǎng)強(qiáng)度為54 884 nT、磁傾角為58.4°、磁偏角為-2°，并根據(jù)金川銅鎳礦區(qū)巖(礦)石物性參數(shù)[10]建立初始模型，經(jīng)反演擬合計(jì)算，異常由4個(gè)磁性體引起，編號(hào)分別為1、2、3、4(圖7)，1號(hào)磁性體呈緩傾角的厚板狀體，上頂埋深為100 m，底深為250 m，由花崗閃長(zhǎng)巖本身含鐵磁性礦物引起。2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)磁性體均呈向西南傾的透鏡狀展布，傾角在30°～40°之間，2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)磁性體所處地段斷裂構(gòu)造極其發(fā)育，推測(cè)2號(hào)磁性體為巖石中鐵磁性礦物沿?cái)嗔褬?gòu)造裂隙上侵富集引起，3號(hào)、4號(hào)磁性體為后期侵入的二長(zhǎng)花崗巖體與碳酸鹽巖接觸一帶矽卡巖化局部富集磁鐵礦引起的。超基性巖礦體具有很強(qiáng)磁性，平均磁化強(qiáng)度達(dá)1700×10-3A/m，礦體上頂面出露地表，呈向西南傾的透鏡狀展布，傾角在65°，向深部延伸至1 500 m。據(jù)前人在金川礦區(qū)施工的鉆探工程，某鉆孔穿過了整個(gè)巖體及其礦體，從頂盤的二輝橄欖巖到核部的純橄欖巖至下盤的二輝橄欖巖，巖相基本呈對(duì)稱分布[5]。從反演結(jié)果來看與目前已探明的金川銅鎳礦體位置較吻合，表明正反演擬合結(jié)果可靠。

表3　金川銅鎳礦床航放、航磁、重力物理-數(shù)學(xué)模型參數(shù)表

注：表中各參數(shù)含義①物理場(chǎng)：sk、sr-場(chǎng)的平均值，l-局部異常，ggr-水平梯度模，uz-垂向一階導(dǎo)數(shù)，uzz-垂向二階導(dǎo)數(shù)，en-熵， as-偏度，ex-峰度，k-鉀，u-鈾，th-釷，mag-磁力，gra-重力；②場(chǎng)區(qū)間：有利信息區(qū)間；③相對(duì)場(chǎng)區(qū)間：有利信息區(qū)間減去背景場(chǎng)再除以均方差所得的相對(duì)區(qū)間，無量綱；④面積比：有利信息面積與全區(qū)面積比；⑤A/B：落入信息場(chǎng)內(nèi)的礦床的相對(duì)數(shù)量；⑥相關(guān)系數(shù)：礦床與物理場(chǎng)聯(lián)系的密切度；⑦費(fèi)歇判據(jù)：它是對(duì)統(tǒng)計(jì)單元進(jìn)行有礦或無礦判別的二類判別分析。

圖5　龍首山地區(qū)銅鎳礦成礦半定量預(yù)測(cè)圖(采用金川銅鎳礦床模型)Fig.5　Prediction map of Longshou mountain in copper nickel mineralization (using semi quantitative model of Jinchuan copper nickel deposit)

圖6　金川礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖及1∶50 000高精度磁測(cè)△T等值線平面圖Fig.6　Simplied geological map of the Jinchuan depositand contour map of 1∶50 000 high-precision magnetic magnetic Delta T value

3.3地面航磁A號(hào)異常查證實(shí)例

3.3.1異常區(qū)地質(zhì)概況

該異常位于加里東晚期超基性巖體(SΣ)中(圖8)，實(shí)地觀察異常區(qū)巖性主要為深綠色橄欖巖，局部出露褐紅色板巖、硅質(zhì)巖。區(qū)域上斷裂構(gòu)造發(fā)育，呈北西向展布。橄欖巖具粒狀結(jié)構(gòu)，以橄欖石和輝石為主，橄欖石含量約占60%、輝石約占30%，含少量角閃石，異常中心一帶蝕變強(qiáng)烈，見孔雀石化、蛇紋巖化、綠泥石化、磁鐵礦化等蝕變現(xiàn)象(圖9)，巖石中夾有寬約0.5 cm～1 cm石英脈。在異常區(qū)南部的橄欖巖及安山玢巖中見明顯的磁黃鐵礦化、黃銅礦化、孔雀石化等蝕變現(xiàn)象(圖9)。異常區(qū)以南900 m處為一銅鎳礦床，挖有數(shù)條探槽，豎井、斜井?dāng)?shù)個(gè)；該異常航磁異常特征與已知礦床相似，且具備相似的地質(zhì)環(huán)境，表明該異常具備尋找銅鎳、鐵及多金屬礦的成礦條件。

圖7　金川礦床反演計(jì)算結(jié)果曲線圖Fig.7　Calculation results graph of Jinchuan deposit inversion

3.3.2地面查證結(jié)果分析

圖10為本次實(shí)測(cè)三條地面高精度磁測(cè)和地質(zhì)剖面圖其中的一條，從圖10中可以看出：地面磁測(cè)剖面與航空測(cè)線剖面特征基本一致，以南正北負(fù)相伴生為特征，磁場(chǎng)強(qiáng)度以鋸齒狀跳躍變化為特點(diǎn)，其幅值一般在800 nT～1 600 nT，異常最大正值大于4 400 nT，異常北側(cè)最大負(fù)值低于-1 000 nT，異常幅值較大地段對(duì)應(yīng)為強(qiáng)磁性體橄欖巖，巖石破碎、蝕變強(qiáng)烈。圖11為地面高精度磁測(cè)等值線平面圖，從圖11中可以看出：異常屬低背景中的強(qiáng)磁異常，總體呈北西向展布，以橢圓狀為特征，長(zhǎng)軸約0.18 km，短軸長(zhǎng)約0.12 km，東部還有延伸。

圖8　A號(hào)異常點(diǎn)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.8　Simplied geological map of the abnormal A

從化探結(jié)果分析可知：①分析元素中As、W、Pb、Bi、Mo等的含量平均值都小于參考值，顯示出異常區(qū)這些元素屬低背景的地球化學(xué)場(chǎng)特征；②Fe、Co、Ni、Cu元素的含量平均值很高，F(xiàn)e達(dá)到5.48×10-2、Co達(dá)到84.52×10-6、Ni達(dá)到658.26×10-6、Cu達(dá)到44.76×10-6(表4)，其中Ni元素最大值大于2 000×10-6，它們分布的離散程度也大，形成異常富集；③Ag、Au、As、W元素存在若干個(gè)含量高值點(diǎn)，Ag、Au元素含量高值點(diǎn)分布在三條線的北端，As元素高值點(diǎn)分布在A-2線的南端，W元素高值點(diǎn)分布在A-1及A-3線的南端；④Fe、Ni、Cu、Co元素存在異常富集，構(gòu)成含量異常富集點(diǎn)，如三條測(cè)線的Fe、Ni元素、A-2線的Co、Cu元素；⑤化探異常對(duì)應(yīng)橄欖巖礦化蝕變強(qiáng)烈的地段。

圖9　異常區(qū)巖石野外觀察特征Fig.9　The characteristics of rock through field observationin the anomaly area(a)橄欖巖化；(b)孔雀石化；(c)蛇紋石化；(d)黃銅礦化、磁黃鐵礦化

3.3.3A號(hào)異常2.5D反演

采用RGIS2011軟件對(duì)該異常進(jìn)行2.5D反演，反演選用地磁剖面數(shù)據(jù)，剖面長(zhǎng)1 200 m，剖面方位角為0°。IGRF地磁場(chǎng)強(qiáng)度為54 065.59 nT，磁傾角為56.39°、磁偏角為-2.47°，模型近端端面Y2坐標(biāo)為100 m，遠(yuǎn)端坐標(biāo)為-100 m。地面查證測(cè)定的磁定向標(biāo)本測(cè)量結(jié)果表明，異常區(qū)出露的橄欖巖磁性變化較大，其磁化強(qiáng)度在10 A/m～650×10-3

圖10　A-2線地面磁測(cè)剖面及地質(zhì)剖面圖Fig.10　Profile map of A-2 line for high-precisionmagneticand geological(a)地面磁測(cè)剖面平面圖；(b)地質(zhì)剖面圖

圖11　異常區(qū)1∶10 000高精度磁測(cè)△T等值線平面圖Fig.11　Contour map of a anomalous area 1∶10 000 high-precision magnetic Delta T value

A/m，經(jīng)正演擬合不能夠引起異常，表明存在隱伏磁性體。經(jīng)人機(jī)交互反演計(jì)算，結(jié)果表明，異常由3個(gè)磁性體引起，編號(hào)分別為1、2、3(圖12)，其中，主異常對(duì)應(yīng)1、2號(hào)磁性體，磁性體磁化強(qiáng)度為20 000×10-3A/m， 2個(gè)磁性體呈陡立薄板狀體展布，中心埋深分別為50 m、40 m，上頂埋深均為20 m，1號(hào)磁性體規(guī)模約5 m×50 m×100 m，2號(hào)磁性體規(guī)模約10 m×40 m×100 m，3號(hào)磁性體呈北傾厚板狀體，傾角在50°左右，磁化強(qiáng)度為650×10-3A/m，推測(cè)為順層板狀磁性體引起，中心埋深為20 m，規(guī)模約200 m×40 m×150 m。

3.3.4A號(hào)異常評(píng)價(jià)及結(jié)論

①通過本次磁測(cè)結(jié)果及區(qū)域地質(zhì)資料對(duì)比分析，A號(hào)異常產(chǎn)于鎂鐵-超鎂鐵巖體內(nèi)，與橄欖巖有關(guān)；②航空磁異常以幅值高，規(guī)模大為特點(diǎn)，異常幅值最高的地段蛇紋石化、綠泥石化、橄欖巖化、褐鐵礦化、磁鐵礦化、孔雀石化等蝕變強(qiáng)烈；③土壤化探分析看出Fe、Co、Ni、Cu等元素有異常增高顯示，存在異常富集，表明A號(hào)異常與這些元素礦化相關(guān)；④A號(hào)異常的航空磁場(chǎng)特征、區(qū)域地質(zhì)、成礦地質(zhì)條件與南部已知銅鐵礦床基本相似，因此，推斷該異常具備較好鐵、銅、鎳及多金屬的成礦條件。

3.4物探方法應(yīng)用效果

半定量預(yù)測(cè)技術(shù)在已知礦床外圍找礦效果明顯，也可用于尋找和所建模型相類似的礦床，運(yùn)用此技術(shù)可以用于在金川礦床周邊及龍首山地區(qū)鐵鎂—超鐵鎂質(zhì)巖體中尋找銅鎳礦，以便更好地取得找礦效果。

通過航磁異常2.5D反演，可大致了解引起異常的磁性體的性質(zhì)及其空間展布特征，經(jīng)上述金川礦床鉆探驗(yàn)證，很好地檢驗(yàn)了該方法解釋結(jié)果，表明了2.5D人機(jī)交互反演的有效性。

4　結(jié)果分析

1)從區(qū)域地質(zhì)上來說，金川礦床與A號(hào)異常均產(chǎn)于鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體中，巖性主要為橄欖巖、二輝橄欖巖及橄欖單輝巖。

2)從磁場(chǎng)特征來看，金川銅鎳礦區(qū)及外圍區(qū)域以較為平靜的負(fù)磁場(chǎng)為背景，磁場(chǎng)值為-70 nT～-30 nT，變化較平穩(wěn)，主要為磁性較弱的韓母山群變質(zhì)巖系、上古生界沉積巖和潮水盆地沉積蓋層的反映；在平靜的背景場(chǎng)中，分布有較為醒目的呈北西展布的條帶狀強(qiáng)磁異常，異常值最高可達(dá)752 nT，是含礦金川巖體的反映；A號(hào)異常呈北西向展布的橢圓狀，磁場(chǎng)強(qiáng)度高、規(guī)模較大，為強(qiáng)磁性超基性巖體的反映，北部分布負(fù)磁場(chǎng)區(qū)。兩者磁場(chǎng)特征相似，均顯示為南正北負(fù)的尖峰，巖性接觸一帶等值線梯度較陡，認(rèn)為單峰強(qiáng)磁異常是尋找?guī)r漿型銅鎳礦的一種重要找礦標(biāo)志。

3)從地球化學(xué)特征對(duì)比分析，據(jù)前人研究資料[10]表明金川銅鎳礦床位于豐富的Cu、Co、Ni成礦物質(zhì)供應(yīng)源區(qū)內(nèi)，超基性巖體中的Co、Ni、Zn的含量是其他巖石的十幾倍至幾千倍；Ni和Co地球化學(xué)行為相近，受硫化物相的制約；A號(hào)異常中的Cu、Co、Ni元素含量也較高，均有較好的化探異常增高顯示。表明龍首山地區(qū)鎂鐵及超鎂鐵質(zhì)巖體，具有較好的Cu、Ni、Co礦成礦條件。

表4　航磁異?；酵寥婪治鲈靥卣髦到y(tǒng)計(jì)表

注：質(zhì)量分?jǐn)?shù)：ω(Au)/10-9ω(Fe)/10-2其余為10-6參考值：北祁連造山帶地球化學(xué)參數(shù)[11]

圖12　地面磁測(cè)△T異常反演計(jì)算結(jié)果曲線圖Fig.12　Calculation results graph of high-precision magnetic measurements anomaly inversion

4)從正反演預(yù)測(cè)磁性體結(jié)果中看出，金川礦體呈向西南傾的透鏡狀展布，向深部延伸，規(guī)模較大，從圖3看出礦床以東(第四系覆蓋區(qū))磁場(chǎng)強(qiáng)度較高，推測(cè)底部為隱伏超基性巖體；A號(hào)主異常對(duì)應(yīng)的磁性體雖然規(guī)模小，但也有向深部延伸的趨勢(shì)。兩者具有較為相似的成礦模型，表明A號(hào)異常具備尋找鐵、銅、鎳等多金屬礦成礦條件。

5　討論

龍首山地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的銅鎳礦都與鎂鐵質(zhì)超基性巖密切相關(guān)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，43%的金川鎂鐵質(zhì)超基性巖體都含銅鎳礦[12]。自金川銅鎳礦被發(fā)現(xiàn)以來，前人在龍首山陸緣帶做了大量的工作，在金川東西側(cè)地表已出露的分布鎂鐵質(zhì)超基性巖中都發(fā)現(xiàn)了銅鎳礦化。另外，在河西走廊陸緣裂隙帶中寒武統(tǒng)中基性巖脈中，已發(fā)現(xiàn)北海子銅鎳礦點(diǎn)。但是只有具有強(qiáng)磁性的金川巖體才產(chǎn)出了超大型金川銅鎳礦，其他弱磁性的超基性和中基性巖體只見銅鎳礦化。因此，可以通過航磁尋找鎂鐵質(zhì)超基性巖來間接發(fā)現(xiàn)銅鎳礦。

隨著對(duì)金川銅鎳礦的不斷開采和研究，在距離地表1 400 m[13]左右的深度依然揭露到含礦巖體，并認(rèn)為它一直向下延伸。因此推斷龍首山陸緣帶東段隱伏部分中是否有隱伏強(qiáng)磁性的鎂鐵質(zhì)超基性巖體存在，可以對(duì)其開展下一步找礦地質(zhì)工作；此外，在龍首山成鎳帶中應(yīng)該繼續(xù)部署相應(yīng)的找礦工作，在老礦區(qū)(如藏布臺(tái)銅鎳礦床及金川礦床)的外圍以及深部將會(huì)取得找礦的突破。

6　結(jié)論

1)龍首山地區(qū)銅鎳礦成礦地質(zhì)條件與鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體密切相關(guān)。

2)龍首山地區(qū)含硫化鎳超基性巖體，主要分布于北西向北側(cè)F1構(gòu)造斷裂帶附近，南側(cè)龍首山斷裂尚未發(fā)現(xiàn)超基性巖和有關(guān)的磁異常。分布在東西向構(gòu)造斷裂帶上的超基性巖體，呈線狀異常出現(xiàn)，巖體分異性差，含礦性不好，因此北西向北側(cè)F1為找礦工作的重點(diǎn)。

3)已知礦床周邊存在的隱伏超基性巖體也是尋找銅鎳礦的有利區(qū)段，同時(shí)深部找礦也值得重視。

致謝：

在野外異常查證工作及室內(nèi)數(shù)據(jù)處理、分析過程中得到核工業(yè)航測(cè)遙感中心航空物探勘查院院長(zhǎng)江民忠和總工程師常樹帥的大力幫助，并提出了寶貴的修改意見，在此致以衷心的感謝!

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Geological characteristics of the nickel metallogenic belts in the Longshoushan area and the prospecting orientation

CHEN Jiang-yuan， DUAN Chen-yu， ZHANG Xiang， NIU Jia-ji

(Airborne Survey And Remote Sensing Center Of Nuclear Industry，Shijiazhuang050002，China)

Gansu Longshou mountain uplift zone is located in the southwest margin of Alashan massif, it has rich nickel resources. The nickel deposits are composed of magmatic type. In the distribution of world class Jinchuan super large Cu Ni sulfide deposit is famous. In Longshou mountain area, in addition to the Jinchuan mafic-ultramafic intrusions is discontinuous distribution, there are more than 20 mafic ultramafic intrusions, assumes the dikes, vein and rock like strain output, which constitutes an important mafic-ultramafic intrusions belt. Area distribution of multiple nickel copper deposit, ore deposit type, magmatic type. In this paper, from the angle of into nickel belt, the ore prospecting direction of Longshou mountain area is discussed to find concealed rock mass and deep ore prospecting that is very important.

Longshou mountain; into nickel belt; mafic-ultramafic intrusions; aeromagnetic anomaly; prospecting direction

2015-06-09改回日期：2015-08-07

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(200110200002308)

陳江源(1987-)，男，工程師，主要從事航空物探、地面異常查證等工作，E-mail:chenjiangyuan88@163.com。

1001-1749(2016)04-0449-12

P 632

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2016.04.03