李 磊,張海青,張慶元,薛 晟,晁海德,李桂花,李 青
(1.青海省第四地質(zhì)勘查院,青海 西寧 810008; 2.青海省頁(yè)巖氣資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海 西寧 810008;3.青海省水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院,青海 西寧 810001)
研究區(qū)位于茫崖市境內(nèi),屬東昆侖(造山帶)—石棉成礦帶,祁漫塔格—都蘭華力西期成礦亞帶。自20世紀(jì)以來(lái),前人在該區(qū)相繼開(kāi)展了不同類型、不同比例尺的地質(zhì)、物化探及遙感工作,圈定多處水系沉積物綜合異常,主元素以Au、Ag、Zn、Pb為主,結(jié)合1∶50 000高精度磁法測(cè)量及以往基礎(chǔ)地質(zhì)資料,劃定了找礦靶區(qū)[1-2]。對(duì)區(qū)域地層、構(gòu)造、巖漿巖等均有了一定的認(rèn)識(shí),并在研究區(qū)周邊的小盆地、水泉子溝等地段均發(fā)現(xiàn)不等規(guī)模的Au、Cu、Zn礦(化)體多條,其成因類型以石英脈型、構(gòu)造蝕變巖型為主[3]。但以往大多數(shù)為中小比例尺、大區(qū)域的地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查,而小區(qū)域和點(diǎn)上資料缺乏,且以往找礦工作側(cè)重于尋找金礦及石油,礦種局限,使得該地區(qū)開(kāi)發(fā)程度偏低,加之該區(qū)域不同階段地質(zhì)調(diào)查研究目的不盡相同,造成地質(zhì)資料利用不系統(tǒng),缺乏綜合性評(píng)價(jià)成果。本文通過(guò)對(duì)該地區(qū)資料的再次開(kāi)發(fā),結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查中取得的地質(zhì)成果,對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行了對(duì)比整合、分析研究,為今后該地區(qū)地質(zhì)找礦工作提供科學(xué)依據(jù)。
1.1地層研究區(qū)出露地層(圖1)有奧陶紀(jì)祁漫塔格群碎屑巖組,早石炭世石拐子組、大干溝組和第四系。碎屑巖組大面積出露于研究區(qū)中部及東北部,呈NW~SE向產(chǎn)出,巖性由硅質(zhì)、泥質(zhì)板巖、絹云粘土質(zhì)板巖、(含礫)長(zhǎng)石砂巖夾綠簾石片巖及少量基性火山巖等組成;石拐子組主要呈北北西向分布于奶頭山一帶,產(chǎn)出厚度較大,巖性以含鮞粒、砂屑的亮晶灰?guī)r為主,與下伏地層碎屑巖組粗碎屑巖段呈角度不整合接觸;大干溝組分布于奶頭山一帶,呈NW~SE向展布,巖性主要為生物碎屑砂屑灰?guī)r,產(chǎn)腕足、珊瑚化石,與石拐子組呈斷層接觸。
圖1 土房子溝地區(qū)地質(zhì)略圖
1.2巖漿巖研究區(qū)巖漿巖[4]主要分布在東北、西南部,長(zhǎng)軸走向?yàn)楸睎|向,以早二疊世中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、晚三疊世中細(xì)?;◢忛W長(zhǎng)巖為主,均侵入于祁漫塔格群碎屑巖組地層,侵入圍巖熱接觸變質(zhì)作用不明顯。受后期構(gòu)造應(yīng)力作用,巖漿巖次生節(jié)理較發(fā)育,節(jié)理、裂隙面具綠泥石化、糜棱巖化蝕變。
1.3構(gòu)造研究區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造總體呈北西南東向展布,以逆斷層為主,主要可見(jiàn)7條斷裂[4]。由北至南編號(hào)為F1~F7(表1)。其中二級(jí)斷裂2條(F2、F5),次級(jí)或?qū)娱g斷裂5條(F1、F3、F4、F6、F7),特征見(jiàn)表1。
表1 研究區(qū)斷裂特征表
1.4變質(zhì)作用研究區(qū)變質(zhì)巖主要分布于奧陶紀(jì)祁漫塔格群,為一套低級(jí)變質(zhì)的綠色片巖系,變質(zhì)作用類型屬區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)作用。祁漫塔格群變質(zhì)碎屑巖中發(fā)育線狀緊閉褶皺及北西向規(guī)模較小的強(qiáng)片理化帶,韌性形變較強(qiáng)。從出露巖石來(lái)看,均為區(qū)域變質(zhì)巖[5],主要巖石類型為變質(zhì)碎屑巖。
圖異常剖析圖
HS8異常位于研究區(qū)西南角,呈似橢圓狀分布,異常面積約0.68 km2。主元素為Au,伴生元素As、V、Fe2O3。Fe2O3與Au、As、V套合較好。異常主元素Au下限和峰值分別為3×10-9、6.5×10-9,二級(jí)濃度分帶。異常內(nèi)出露地層為奧陶紀(jì)祁漫塔格群碎屑巖組和第四系,該處早二疊世二長(zhǎng)花崗巖侵入于奧陶紀(jì)祁漫塔格群中(圖2)。該異常中發(fā)現(xiàn)構(gòu)造破碎帶SbⅣ、激電異常帶HJD1,并圈定Au Cu復(fù)合礦化體1條,說(shuō)明該異常為礦致異常。
圖異常剖析圖
HS9異常位于研究區(qū)東北角,呈不規(guī)則狀分布,異常面積約2.4 km2。主元素為Ag,伴生元素Pb、Cu、Sb整體套合較好。主元素Ag下限和峰值分別為100×10-9、991×10-9。出露地層為奧陶紀(jì)祁漫塔格群碎屑巖組、石炭紀(jì)石拐子組、大干溝組及第四系。該地段見(jiàn)四條北西西走向的逆斷層,且侵入巖發(fā)育,主要有泥盆世花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖(圖3)。該異常中圈定10處土壤異常(AP7中的Cu、Pb、Zn、Ag相對(duì)相互套合較好),發(fā)現(xiàn)構(gòu)造破碎帶3條,并圈定Cu礦化體2條、Zn礦體1條,說(shuō)明該異常為礦致異常。引起該異常的原因與接觸交代作用和北西向斷裂引起的熱液活動(dòng)有關(guān)。
2.2巖石剖面異常特征研究區(qū)在HS8及HS9水系異常中采用1∶2 000巖石剖面進(jìn)行地表查證,特征見(jiàn)表2。各剖面中均出現(xiàn)成礦元素高值地段,其中在YP4剖面形成寬約30 m的Ag、As、Au、Bi、Cu、Pb、Zn異常段,成礦元素含量較高,且套合較好,并圈定金銅復(fù)合礦化體1條。
表2 巖石剖面異常特征
在對(duì)研究區(qū)的巖礦石標(biāo)本采集和電、磁物性測(cè)定的基礎(chǔ)上,開(kāi)展了磁法測(cè)量、磁法剖面測(cè)量、激電剖面測(cè)量工作。
3.1巖(礦)石磁、電物性特征研究區(qū)巖(礦)石磁性特征統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表3)[6]。由表3可知,研究區(qū)中基性火山巖磁性較強(qiáng),磁化率平均2 768.31×10-6×4 π·SI,剩余磁化強(qiáng)度達(dá)701.605×10-3A/m,在地表形成的強(qiáng)度較強(qiáng),但規(guī)模較小,正負(fù)異常伴生,具跳躍性的地磁異常;輝橄巖磁化率較大,磁化率平均值達(dá)到20 203.35×10-6×4 π·SI,具有一定的剩余磁化強(qiáng)度,能引起較強(qiáng)的磁異常。砂巖和安山巖磁化率均在(268.82~450.44)×10-6×4 π·SI,花崗閃長(zhǎng)巖磁化率平均值為133.13×10-6×4 π·SI,均呈現(xiàn)為弱磁性??傮w來(lái)看,研究區(qū)內(nèi)主要的磁異常與輝橄巖等基性超基性巖有關(guān)。
表3 磁性參數(shù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)結(jié)果表
研究區(qū)巖(礦)石電性特征測(cè)定結(jié)果(表4)。由表4可知,研究區(qū)大部分巖石極化率均較小,砂巖、灰?guī)r、安山巖和花崗閃長(zhǎng)巖極化率平均值均小于1%,極化率變化不大,而輝橄巖極化率相對(duì)其它巖性較大,平均值可達(dá)4.05%,能引起明顯的極化率異常。根據(jù)電阻率測(cè)定結(jié)果,灰?guī)r和花崗閃長(zhǎng)巖的電阻率較大,呈現(xiàn)高阻特征,而安山巖和輝橄巖等基性超基性巖的電阻率在本區(qū)呈現(xiàn)低阻。
表4 電物性參數(shù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)結(jié)果表
綜合磁物性和電物性參數(shù)測(cè)定結(jié)果,研究區(qū)主要的磁異常與輝橄巖等基性超基性巖有關(guān),且輝橄巖極化率較高,最高能達(dá)到15.47%,說(shuō)明部分輝橄巖中硫化礦物較為富集。
3.2磁法測(cè)量特征研究區(qū)1∶10 000高精度磁法[6]測(cè)量圈定5處磁異常。
主要異常C2特征:位于研究區(qū)中部,異常呈近東西走向的橢圓狀,正異常幅值大部分均在+150nT左右,負(fù)異常幅值大部分均在-50nT左右,△T曲線較為平滑,結(jié)合激電剖面對(duì)異常區(qū)高精度磁測(cè)剖面進(jìn)行了反演,見(jiàn)圖4。根據(jù)高精度磁測(cè)剖面顯示,剖面上△T南正北負(fù),且南緩北陡;根據(jù)磁性體上激電剖面視極化率特征,剖面北段視極化率均在1%左右,此為視極化率背景值,剖面越往南,視極化率也越高,最高可達(dá)6%左右,且高極化率異常范圍較寬,與反演得出的磁性體范圍基本一致。根據(jù)反演結(jié)果推斷,引起C2異常的磁性體往南西陡傾(異常體編號(hào)2,斷面面積8 177.14 m2,走向NWW,沿走向長(zhǎng)度約400 m),頂部埋深推測(cè)在50 m左右,磁性體中含有一定的硫化礦物。特征表現(xiàn)為正負(fù)異常伴生磁異常、且磁異常處的激電特征呈現(xiàn)“低阻高極化”的磁異常。同理,對(duì)C5異常中的JD10和CP1進(jìn)行反演,經(jīng)對(duì)比研究,異常特征高度一致,且槽探工程發(fā)現(xiàn)的輝橄巖中均有鎳、鈷顯示。綜上所述,C2、C5磁異常及激電異常由巖漿熔離型硫化物礦引起的可能性極大,具有非常有利的尋找?guī)r漿熔離型硫化物礦的找礦前景。
圖4 C2磁異常區(qū)JD13激電CP3高精度磁測(cè)綜合剖面圖
圖水系異常區(qū)視極化率視電阻率剖面平面圖
3.3激電測(cè)量特征1∶5 000激電剖面主要針對(duì)研究區(qū)HS8綜合異常,視極化率和視電阻率特征見(jiàn)圖5。根據(jù)視極化率剖面平面圖,視極化率大致以測(cè)線中部偏南為界,分成明顯的兩部分,南部視極化率均大于5%,北部視極化率基本均在3%以下,據(jù)此圈定高極化率異常帶HJD1。該異常帶走向近東西向,長(zhǎng)約600 m、寬約210 m,異常東西方向均未封閉,視極化率極大值為15.52%,其它均在7%左右;根據(jù)電阻率剖面平面圖,HJD1異常區(qū)視電阻率大多在200(Ω·m)左右,表現(xiàn)為中阻高極化特征。HJD1與SbⅣ對(duì)應(yīng)較好,視極化率在構(gòu)造蝕變帶往南逐漸增大,最高能達(dá)到7.5%,而南部電阻率大多在300(Ω·m)左右。結(jié)合巖石剖面異常高值段在槽探工程中圈定了金銅礦化體,說(shuō)明該異常帶有尋找金多金屬礦的潛力[7]。
綜合分析高精度磁測(cè)異常,磁法剖面、激電剖面異常特征,并結(jié)合槽探工程驗(yàn)證結(jié)果,在研究區(qū)共劃分了三處重點(diǎn)成礦預(yù)測(cè)區(qū)[6],編號(hào)為CY1、CY2和CY3,見(jiàn)圖6。
圖6 綜合解釋及成礦預(yù)測(cè)示意圖
CY1成礦預(yù)測(cè)區(qū):位于研究區(qū)中部,面積約1.07 km2,處在1∶10 000高精度磁測(cè)C2磁異常區(qū)內(nèi)。特征為正負(fù)異常伴生,激電異常顯示為“低阻高極化”,視極化率可達(dá)7%左右,磁性體頂部埋深推測(cè)在60 m左右,因此,CY1是形成巖漿熔離型銅、鎳等塊狀硫化物礦的成礦有利區(qū)[8]。
CY2成礦預(yù)測(cè)區(qū):位于研究區(qū)南部,面積約0.29 km2,處在1∶10 000高精度磁測(cè)C5磁異常區(qū)內(nèi)。特征為正負(fù)異常伴生,異常強(qiáng)度較大,激電異常顯示為“低阻高極化”,視極化率可達(dá)10%左右,該處發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)蝕變輝橄巖中均有鎳、鈷顯示[9]。因此,CY2也是形成巖漿熔離型鈷、鎳等塊狀硫化物礦的成礦有利區(qū)。
CY3成礦預(yù)測(cè)區(qū):位于研究區(qū)西南部,面積約0.12 km2。處在1∶10 000高精度磁測(cè)C3磁異常區(qū)內(nèi)。特征為由正異常組成的線性異常帶,且磁測(cè)結(jié)果表明該處為一斷裂構(gòu)造,激電異常顯示為“低阻高極化”,視極化率大多均在7%左右,激電異常東西向均未封閉,據(jù)巖石剖面結(jié)果,該地段均有Au、Ag、As元素顯示,故推斷CY3是構(gòu)造蝕變巖型Au、Ag及硫化礦的成礦有利區(qū)[10]。
4.1破碎蝕變帶特征:研究區(qū)發(fā)現(xiàn)破碎蝕變帶4條,編號(hào)從北至南依次為SbⅠ、SbⅡ、SbⅢ、SbⅣ,圈定鋅礦體1條,金銅礦化體多條,特征見(jiàn)表5。
表5 蝕變帶特征一覽表
SbⅠ位于研究區(qū)中部的HS9異常中,呈北西向展布,與土壤異常AP1、AP3、AP4、AP7套合較好。該蝕變帶整體具褐鐵礦化,呈焦黃色,分布不均勻。頂?shù)装鍘r性均為砂屑灰?guī)r,具硅化,偶見(jiàn)赤鐵礦化,沿裂隙見(jiàn)碳酸鹽化。TC2中見(jiàn)孔雀石沿巖石表面呈星點(diǎn)狀分布,圈定出銅礦化體Cu1-1;TC5中見(jiàn)閃鋅礦沿巖石裂隙呈星點(diǎn)狀、細(xì)脈狀(脈寬約2 mm)不均勻分布,圈定出鋅礦體ZnⅠ。
SbⅡ位于HS9異常中,呈北西向展布,與SbⅠ平行,與AP2、AP6、AP8土壤異常套合較好。帶內(nèi)巖石呈碎裂狀,蝕變分布不均勻,偶見(jiàn)由構(gòu)造引起的小揉皺。TC3、TC8中見(jiàn)沿裂隙面和石英脈表面呈星點(diǎn)狀不均勻分布的孔雀石,圈定出銅礦化體Cu2-1。頂?shù)装鍘r性均為蝕變較弱的同類巖石,蝕變以弱碳酸鹽化、褐鐵礦化為主。
SbⅢ位于HS9異常中。蝕變帶沿AP2土壤異常長(zhǎng)軸方向呈北西向展布,與SbⅠ、SbⅡ近平行。帶內(nèi)巖石蝕變較強(qiáng),多呈碎裂狀,局部呈粉末狀,黃褐色。頂?shù)装鍘r性均為砂屑灰?guī)r,無(wú)明顯礦化蝕變。
SbⅣ位于研究區(qū)HS8中,呈北西向展布。帶內(nèi)巖石呈黃褐色碎裂狀,主要由斷層泥及構(gòu)造角礫組成,角礫成分多為蝕變安山巖,呈棱角狀,局部沿裂隙面見(jiàn)黃銅礦呈星點(diǎn)狀不均勻分布,與頂?shù)装鍞鄬咏佑|。頂?shù)装鍘r性均為蝕變安山巖,局部見(jiàn)褐鐵礦化、高嶺土化、綠泥石化、硅化等。TC1中圈定出金礦化體Au4-1和銅礦化體Cu4-1。
4.2礦體特征通過(guò)研究分析,在研究區(qū)圈定出閃鋅礦礦體ZnⅠ[11]。ZnⅠ位于SbⅠ東段AP7土壤異常濃集中心(峰值達(dá)3 834×10-6),長(zhǎng)度約200 m,品位0.87%,真厚度1.12 m。賦存于黃褐色構(gòu)造破碎帶中,巖石具強(qiáng)褐鐵礦化,高嶺土化,呈粉末狀、土狀,局部巖石呈蜂窩狀,原巖無(wú)法辨識(shí),與頂?shù)装鍞鄬咏佑|。頂板巖性為硅化砂屑灰?guī)r,呈碎裂狀,偶見(jiàn)有寬約2~5 cm的石英脈沿裂隙充填,裂隙面偶見(jiàn)褐鐵礦化,巖石表面局部見(jiàn)赤鐵礦化,呈暗紫紅色,接觸面產(chǎn)狀15°∠48°;底板巖性為砂屑灰?guī)r,多見(jiàn)寬約2~3 mm的石英脈雜亂分布,具硅化,局部呈碎裂狀,裂隙面多見(jiàn)碳酸鹽化,接觸面產(chǎn)狀35°∠45°。
4.3礦化體特征研究區(qū)圈定4條礦化體[12],其中銅礦化體2條、金銅復(fù)合礦化體1條、金銅鈷礦化體1條,特征見(jiàn)表6。
表6 礦化體特征一覽表
4.4圍巖蝕變?cè)谘芯繀^(qū)SbⅠ中圈定了1條鋅礦體,賦存于黃褐色構(gòu)造破碎帶中,圍巖為硅化砂屑灰?guī)r,礦體與圍巖界線明顯;SbⅠ和SbⅡ圈定的銅礦化體賦礦巖性均為碎裂長(zhǎng)石石英砂巖,圍巖為碎裂的同類巖石,二者無(wú)明顯界線[13]。圍巖蝕變主要有褐鐵礦化、硅化、高嶺土化、碳酸鹽化及少量孔雀石化。SbⅣ中的金銅礦化體產(chǎn)于強(qiáng)褐鐵礦化的構(gòu)造破碎帶中[10],帶內(nèi)巖石主要為斷層泥和構(gòu)造角礫,角礫巖性為蝕變安山巖,具強(qiáng)褐鐵礦化,高嶺土化、硅化等,裂隙面多見(jiàn)碳酸鹽化,偶見(jiàn)星點(diǎn)狀黃銅礦化,礦化蝕變極不均勻,圍巖為礦化蝕變減弱的同類巖石,無(wú)明顯界線??傮w來(lái)說(shuō)礦化蝕變的強(qiáng)度與礦(化)體的規(guī)模及品位高低有直接聯(lián)系,蝕變?cè)綇?qiáng)則礦(化)體品位越高。即為正相關(guān)關(guān)系。
(1)巖性標(biāo)志。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的金銅鋅礦(化)體,主要賦存于構(gòu)造破碎帶或長(zhǎng)石石英砂巖、蝕變安山巖中,故具褐鐵礦化、孔雀石化、黃銅礦化、高嶺土化、硅化等礦化蝕變的巖石是本區(qū)尋找金銅鋅礦的巖性標(biāo)志。另外,對(duì)巖漿熔離型硫化物礦的尋找,首先要有超基性的巖體的存在。
(2)構(gòu)造破碎帶標(biāo)志。構(gòu)造破碎帶是本區(qū)尋找金屬礦產(chǎn)有利標(biāo)志,尤其是具褐鐵礦化、孔雀石化、黃銅礦化以及高嶺土化、硅化等礦化蝕變較強(qiáng)地段。故礦化蝕變強(qiáng)且與構(gòu)造破碎帶套合較好的地段是區(qū)內(nèi)最直接找礦標(biāo)志[14]。
(3)化探標(biāo)志。1∶10 000土壤測(cè)量在研究區(qū)的HS9化探綜合異常區(qū)圈定了10處土壤異常,各元素異常套合較穩(wěn)定;在HS8異常通過(guò)1∶10 000土壤剖面測(cè)量和1∶2 000巖石剖面測(cè)量,發(fā)現(xiàn)了異常高值地段,通過(guò)槽探工程驗(yàn)證在異常中已證實(shí)有礦(化)體存在的事實(shí),說(shuō)明化探異常是本地區(qū)間接找礦標(biāo)志,尤其是化探異常高值段與構(gòu)造破碎帶位置套合地段,找礦效果更好。
(4)物探標(biāo)志。通過(guò)1∶10 000高精度磁法測(cè)量、1∶5 000激電中梯剖面測(cè)量以及1∶2 000高精度磁法剖面測(cè)量等物探工作,在研究區(qū)內(nèi)圈出激電異常帶和成礦預(yù)測(cè)區(qū)。部分物探異常經(jīng)槽探工程驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)了多金屬礦(化)體,因此物探工作發(fā)現(xiàn)的異常地段亦是區(qū)內(nèi)間接的找礦標(biāo)志。
土房子溝地區(qū)地處東昆侖成礦帶,成礦條件優(yōu)越,但長(zhǎng)期以來(lái)找礦成果不突出,一方面是因?yàn)橐酝业V工作側(cè)重于尋找金礦及石油,而忽視對(duì)多金屬礦產(chǎn)的調(diào)查[14],另一方面該地區(qū)礦產(chǎn)研究工作局限于小區(qū)域和地表找礦[3],加之該地區(qū)屬高山荒漠區(qū),地表覆蓋厚且廣,雖然在物化探異常明顯的地表發(fā)現(xiàn)了多處礦(化)體[6],但單一的槽探工程深度難以達(dá)到預(yù)期效果,礦(化)體的空間位置不明,致使找礦工作未取得突破性進(jìn)展。因此,建議在該地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)綜合找礦力度,重視多金屬礦種,利用找礦新技術(shù)[15],采用地表槽探工程查證與深部鉆探工程驗(yàn)證相結(jié)合的方法開(kāi)展地質(zhì)找礦工作。通過(guò)本次研究分析,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景及成礦條件,在HS9、HS8濃集中心分別圈定和發(fā)現(xiàn)一定規(guī)模、品位的銅礦化體、鋅礦體及具金銅礦化的構(gòu)造破碎帶,研究認(rèn)為該兩處礦致異常,是找礦工作前提條件。其中在研究區(qū)圈出了成礦預(yù)測(cè)區(qū)3處,CY2發(fā)現(xiàn)的超基性巖體中圈出低品位鈷礦化體,為尋找?guī)r漿熔離型礦提供了有利依據(jù),同時(shí)在CY3圈出構(gòu)造蝕變巖型的金銅復(fù)合礦化體,更具找礦空間。
綜上所述,研究區(qū)地、物、化成礦因素套合較好、礦種多,且地表已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多處金、銅、鋅、鈷礦(化)體等成礦事實(shí),故研究區(qū)深部賦存礦體的可能性極大,具備較好的找礦前景。建議在分析現(xiàn)有地質(zhì)、物化探資料及圈定的礦(化)體特征的基礎(chǔ)上,利用以深部鉆探工程驗(yàn)證為主,地表槽探工程查證為輔,二者相結(jié)合的方法有利于土房子溝地區(qū)地質(zhì)找礦工作。