壹是進壹步加強重點成礦區帶的成礦預測、找礦和資源勘查。
現代地質找礦壹般可分為理論預測研究、科技方法實施和工程驗證三個階段。在理論預測階段,要解決有利成礦區和成礦類型的問題,即解決那裏的找礦問題;科技方法的實施要解決土地、物質、化學、遠程等方法和手段的部署,進壹步圈定目標區域;目標驗證是通過工程(坑和鉆孔)驗證來解決礦床定位問題。這三個階段都要貫穿地質調查研究。這個項目應該屬於理論預測階段。
根據本項目的研究,在全國範圍內初步圈定了五個有利的找礦帶或區,其中三個區為重點預測區。以下只是對這五個地區下壹步具體找礦工作部署和開展的建議。
(壹)加強金川及其周邊成礦系統的找礦方法和定位。
1.加強金川及外圍找礦方法研究。
(1)地質勘探方法
礦床地質特征也可作為找礦標誌。比如成巖成礦時代是元古代,自然就得出找礦的地層標誌是前寒武系分布區,構造標誌主要是構造分布方向的結論。超基性巖的標誌:第壹,巖體是多次侵入形成的復式巖體;其次,巖體屬於純橄欖巖-二輝橄欖巖-斜長石二輝橄欖巖型(或巖體中有該類型的巖相帶);第三,巖體高度分化。礦物標誌是超基性巖含有斜長石、橄欖石等。金屬硫化物組合為磁黃鐵礦-黃鐵礦-鎳黃鐵礦-黃銅礦型,其中硫化鎳的出現是最好的標誌,磁黃鐵礦含量大於黃鐵礦含量時也是有利的。石化標誌是m/?< 6,巖石堿性程度高。
此外,金川巖體與其圍巖呈侵入接觸,接觸面附近圍巖有接觸變質作用,也是值得重視的找礦標誌。如大理巖中有橄欖石石化、蛇紋石、透閃石、透輝石(特別是同時有金屬硫化物礦化)、混合巖中有強黑雲母、綠泥石化等。由於本區存在接觸交代型銅鎳礦體,巖體邊緣超基性巖的變質作用也是重要的找礦標誌,應結合地球化學指標(成礦元素和微量元素的含量和分布特征等)使用。).
礦體和礦化體的氧化帶中含有褐鐵礦、赤鐵礦、孔雀石、藍銅礦、玉髓、水氯鎂石和黃鉀鐵礬等次生礦物,呈棕、紅、藍、綠、黃等鮮艷顏色,是重要的找礦標誌。
(2)地球物理勘探
A.尋找超基性巖的地球物理標誌
超基性巖異常和非超基性巖異常的區分標誌主要有以下幾點:
1)異常大小:超基性巖引起的航磁異常通常不是很大。最小的只反映在壹條測量線上。最大的很少超過5 ~ 6公裏長,2公裏寬。
2)異常平面形狀:超基性巖多為條帶狀,少數近圓形,形狀規則。
3)強度異常:大多偏高,達到300~700 nT。少數較弱,從50到200新臺幣不等。異常強度與巖體埋深密切相關。裸露巖體的異常強度高,隱伏巖體的異常強度弱。此外,超基性巖的蝕變也是影響異常強度的壹個因素。如果蝕變過程中發生顯著的除鐵作用,可能會導致巖石磁性的減弱。
4)曲線形態:超基性巖異常在剖面上多為單峰型,形態尖銳,兩翼梯度大,但影響曲線形態的因素很多。裸露巖體異常曲線較陡,隱伏巖體異常曲線較緩。埋深越大,峰值和梯度越小。
5)此外,遙感圖像的環狀結構也是隱伏巖體的間接標誌。
B.評價巖體含礦性的地球物理指標
根據物性參數統計結果,龍首山地區的巖礦可分為三類:第壹類物性體屬於強磁性、低電阻、高極化、高密度,對應的地質體為礦區的銅鎳硫化物礦;第二類是強磁性、低電阻率、中等極化、中等密度的物理體,對應的地質體是超基性巖;第三類是弱磁性、低電阻率、低極化、中等密度的物理體,對應的地質體是超基性巖體的圍巖。
與第二類和第三類物理對象(巖體及其圍巖)相比,第壹類具有最高的磁性、密度和極化率。因此,原則上磁、重、電(ηs)異常可作為評價巖體含礦性的指標。但由於地質、地球物理條件的限制和物探成果的多解性,這些指標只有具備壹定的客觀條件,並與地質、地球化學指標相結合,才能發揮良好的找礦作用。最重要的條件是:礦體與圍巖存在明顯的物理差異,礦體足夠大,其埋深不超出相關方法所能探測到的範圍。因此,該類礦床的主要找礦標誌是:①強地磁、航磁異常(△ Zmax = 1000 ~ 3000 nt,△ Tmax = 4 ~ 700 nt),形態規則;②6% ~ 2%的視極化率異常,其形態、產狀、範圍與磁異常吻合;③可獲得重力弱布格異常,即約0.6 ~ 0.8 mg/L的局部場;④礦體以剩磁為主,Jr/Ji≥1;超基性巖及圍巖以磁性為主,Jr/Ji < 1。
(3)地球化學找礦
通過對比區域地球化學場中地層、侵入巖和礦床的地球化學特征,確定與超基性巖有關的銅鎳巖漿礦床的指示元素,尋找超基性巖。判斷巖體含礦性的地球化學指標如下。
A.尋找超基性巖的地球化學標誌
地球化學圖上的Ni-Co高背景帶可以指示超基性巖帶的分布範圍。
2)鎳鈷高背景帶的局部異常往往對應超基性巖。如鉻、鎳、銅、鈷的綜合異常更有利於尋找巖體。
3)當3)Cr、Ni、Cu、Co地球化學異常對應航磁異常時,表明超基性巖可能存在,也是判斷航磁異常性質的標誌。
4)超基性巖體上覆第四系蓋層厚度不大(< 20m)時,土壤測量可發現巖體引起的Cr、Ni、Cu、Co地球化學異常。
5)當上述指示元素沿斷裂構造出現異常時,構造帶相鄰地段可能存在超基性巖。
6)由於本區超基性巖中銅、金含量高,銅、金異常也是發現超基性巖的標誌。但影響銅、金分布的地質因素復雜,需要結合上述其他指標綜合分析。
B.判斷巖體含礦性的地球化學標誌
1)Ni、Cu、Co元素含量高,分散度大,元素間呈明顯正相關,是銅鎳超基性巖的地球化學特征。
2)巖體中S的豐度高,NiS、CuS、CoS含量高。Ni與S呈正相關關系,是區分含礦與不含礦巖體的重要標誌。
3)通過研究Cr、Ni、Cu、Co、S、V、Ti等元素的含量、分布、分散度和相關性,可以區分含鎳、鉻或釩鈦磁鐵礦的基性和超基性巖。
2.加強金川及其外圍成礦系統的定位研究。
龍首山隆起帶金川周邊100 km範圍內分布著眾多的基性-超基性巖體。這些巖體都處於同壹大地構造背景下,其巖性、圍巖和巖石地球化學特征相同或非常相似。常量元素的研究結果表明,它們的成因也有關系。無論是時代的確定,還是所處的地層,都表明金川及其周圍巖體可能是同壹時期的產物。我們認為這些巖體與金川巖體形成於同壹時期或同源,屬於同壹成礦系統,促成了金川超大型鎳銅鉑礦床的成礦,可能是早期熔融和早期侵位時無礦石的低重力高鎂鐵矽酸鹽巖漿。
金川小巖體之所以成為大礦,很可能與其外圍基性-超基性巖體有關。從巖漿礦床的成礦規律來看,巖漿活動是成礦的重要條件,特別是多期巖漿活動可引起巖漿分異成礦;金川是深熔多階段滲透形成的超大型礦床,這是不爭的事實。我們認為,金川超大型礦床能夠形成,深部壹定有壹個巨大的成礦富集中心,也壹定有長期穩定的能源和成礦物質供應,這應該與壹定範圍內持續的巖漿活動有關。目前,金川巖體及其周圍巖體規模較小,但分布廣泛,沿龍首山隆起帶自東向西延伸約100 km,大概巖漿活動影響範圍約100 km。因此,推測尋找金川式超大型鎳銅鉑礦床的下壹步工作應在距金川100 km處,即原地尋找新的成礦系統。
多年來,國內外許多地質學家在金川外圍做了大量工作,想借鑒國外找礦經驗,在金川附近尋找大型鎳銅鉑礦床,但都失敗了。這似乎證實了金川周圍的小巖體本身就是早期熔融和早期侵位的無礦巖漿。
借鑒金川成礦模式,沿華北古大陸邊緣尋找金川式超大型鎳銅鉑硫化物礦床成礦系統,是下壹步找礦工作的指導思想。
這個項目收集了大量的地質資料,投入了大量的地質工作。在龍首山巖帶的西延部分,距金川巖體250 km的高泰-臨澤地區,發現有許多小巖體出露。對109-1和109-2兩個基性-超基性巖體的巖性和巖石地球化學特征與金川及其圍巖進行了對比,認為109-2巖體與金川及其圍巖有許多相似或相似之處,屬於同壹類型的超基性巖體。無獨有偶,葉集裏地區也有巖體,距離北大山巖帶金川巖體100 km。與金川及其圍巖相比,葉吉利巖體在巖性和巖石地球化學上屬於同壹類型的超基性巖體。我們推測這兩個地區很可能是類似於金川超大型鎳銅鉑硫化物礦床的新成礦系統,109-2巖體和葉吉利巖體分別是這兩個成礦系統的成員。尋找超大型鎳銅鉑硫化物礦床就是在原地尋找新的成礦系統,因此這兩個地區是我們下壹步找礦工作的重點地區。
(2)加強甘肅與新西蘭邊境地區富鎳銅礦和鉑族資源的勘查。
在北山地區(91 00′~ 97 00′;北緯40° 30 ' ~ 42° 00 ',根據現有勘探成果和本項目研究,鎂鐵質-超鎂鐵質巖石十分發育,初步統計有96處。就巖體的產狀而言,有小巖體和基巖(或巖盆)兩種類型,時代主要為早二疊世末至晚二疊世,其次為中-新元古代。其中小巖體多為陡傾,基巖(或盆地)緩傾。根據現有勘探資料,該區發現的礦床規模雖大,但鎳、銅礦床貧乏。鑒於這種情況和本項目的成礦預測分析結果,該區今後的找礦工作應重點關註兩類成礦巖體(即陡傾小巖體和緩傾巖層或巖盆、巖板),註意尋找富礦體和鉑族資源。具體還應註意以下幾個方面。
1)在充分考慮塔裏木地塊北緣若羌“坡北”-甘肅黑山-馬鬃山地區900 km鎂鐵-超鎂鐵巖帶和已發現多處銅鎳礦床(點)的區域成礦地質事實的基礎上,還應重視對黑山、大頭山、馬鬃山、坡石的調查。
2)根據本項目的初步研究,本區現有的成礦事實和成礦條件顯示了區域成礦的兩種主導類型,即類似金川式的中新元古代急傾斜小巖型和二疊紀大火成巖省背景下的緩傾斜巖盆或基巖型。尋找這兩類礦床應該是未來的找礦方向。
3)加強貧鎳銅礦鉑族資源評價。評價除了野外基礎地質工作和系統取樣外,還應加強室內測試方法的研究,不斷提高測試結果的重復性和準確性。
4)基於本區多為戈壁沙漠的事實,在區域找礦中應註意地球物理(重磁)和遙感解譯方法的應用。
(3)揚子陸塊西南緣與峨眉山玄武巖有關的侵入巖礦床資源評價與勘探。
根據本項目研究,在揚子地塊西南緣的麗江-鄧氏美蓉-金平鎳銅鉑礦床成礦預測區,今後的區域資源評價、找礦和勘探應重點關註與峨眉玄武巖有關的侵入巖礦床,並註意以下幾個方面。
(1)加強基礎地質和重點路段區域調整。
上述研究結果表明,預測區內永勝-麗江地區,尤其是金沙江沿岸發育鎂鐵質-超鎂鐵質巖體,與二疊紀玄武巖處於同壹時期。但由於過去該區基礎地質工作僅限於1:20萬區域尺度,目前侵入體的區域分布尚不明確,需要開展1:5萬地質調查才能查明。這對尋找鎳-銅-鉑巖漿硫化物礦床非常重要。
(2)重視玄武巖發育帶中苦橄巖的研究。
根據與諾裏爾斯克礦區的地質對比資料,在該預測區今後的找礦工作中,有必要加強對玄武巖發育區苦橄巖的空間分布及其成因關系的研究,因為這項研究將提供更多的成礦信息。
(3)典型地區隱伏巖體調查
在預測區內,對鐵鎂鐵質成礦巖體的研究非常重要,除了加強對地表區域的研究外,對深部隱伏巖體的研究也非常重要。研究區現存的成礦巖體大多屬於小巖體,地表出露範圍有限。因此,有必要對隱伏巖體進行勘探,為找礦靶區的選擇提供依據。此外,對於鎂鐵質-超鎂鐵質巖體,由於其顯著的密度表現和磁學特征,應用地球物理方法進行深部地質研究也是可行的。
(4)富銅層位的銅礦資源勘探
從永勝的米粒-保平到賓川的團山,即沿金沙江斷裂的東西兩側,現有資料和幾個礦床(點)的成礦事實表明,在二疊紀玄武巖頂部有壹個銅豐度明顯增加的富銅層,沿該帶有進壹步找礦或勘探的巨大潛力。
(5)應重視鎳銅鉑巖漿硫化物礦床的成礦類型。
在該預測區和峨眉山火成巖省,已發現的鎳銅鉑巖漿硫化物礦床類型有圓柱形(白馬寨)、透鏡狀小巖體和層狀侵入體(金寶山)。結合本項目對麗江、永勝、賓川的研究,以及與國外火成巖省類似礦床的對比,認為在這些地區尋找層狀侵入礦床是非常必要的,也是今後工作的重點方向。
(6)加強峨眉山玄武巖發育區地球化學剖面的研究,特別要註意Ni、Cu、PGE等成礦元素的變化規律,即富集與虧損的變化,特別要註意虧損層位的問題,因為諾裏爾斯克地區的研究結果表明,礦化與虧損層位有壹定的關系。
(4)加強桂北和北天山東部鎳、銅、鉑資源的找礦工作。
桂北林動地區和北天山東部的黃山帶是本項目預測的另壹層次的兩個找礦遠景區。雖然這兩個地區過去都進行了不同程度的找礦和勘探,但進壹步的找礦研究仍然是必要的。
黃山帶今後的工作重點應是尋找鉑族資源和富鎳銅礦。
在桂北地區,以往的工作重點主要在保灘地區,而在成礦條件較好的林動地區工作相對薄弱。特別是由於當時的地理條件,基礎地質工作成果不能滿足進壹步找礦的需要。為了加快該地區的地質找礦工作,我們建議盡快在林動地區設立地質普查項目,同時部署1: 5萬區域調查工作。
二是繼續加強找礦基礎理論研究,更好地指導找礦。
沒有理論指導,找礦工作就會盲目。世界上壹些大型礦床的發現或多或少都有相關理論研究的支撐,如成礦背景、板塊構造與區域成礦的理論分析、成礦模式、成礦系列等,這些理論研究在區域找礦工作中都發揮著重要作用。就本項目所研究的鎳銅鉑巖漿硫化物礦床而言,成礦作用與鎂鐵質-超鎂鐵質巖石直接相關。鎂鐵質巖的成巖過程、區域分布規律、成礦過程、成礦機制及成礦模式等研究成果仍將是尋找鎳銅鉑巖漿硫化物礦床的重要依據。
前人對鎳銅鉑巖漿硫化物礦床的區域成礦學進行了研究(唐仲禮,2004;李,1996),初步研究表明,鎳銅鉑巖漿硫化物礦床成因特殊,以巖漿拆離成礦為主,但也有熱液疊加成礦(唐仲禮,1989),但總的來說,這類礦床仍是壹種依賴巖漿拆離的礦床類型。在國外也是如此。我國已知的鎳銅鉑巖漿硫化物礦床都是巖漿拆離成礦作用的產物(唐仲禮、任端金等。, 1989).因此,該類礦床的區域成礦學研究主要集中在成礦背景和成礦地質演化階段。
初步研究表明,中國有15個鎳銅鉑巖漿硫化物礦床成礦系列,主要集中在中新元古代和晚古生代海西期。從區域分布來看,這些成礦系列主要集中在華北外圍地區、塔裏木、揚子和祁連、天山、準噶爾和昆侖造山帶。加強對這些成礦系列的研究,進壹步查明其時空分布規律和形成背景,將對今後的區域找礦勘查,特別是西部地區的資源勘查和部署發揮重要作用。
第三,強化找礦理論模型
自18上世紀80年代發現sudbury以來,Ni-Cu-Pt巖漿硫化物礦床的勘探開發已有壹個多世紀,世界各地已發現數百處此類礦床。回過頭來看,這些礦床的預測和找礦壹般要經歷三個階段,即地質理論預測階段、科技方法實施階段和工程驗證階段。在理論研究階段,對現有成礦模式的理論研究和總結非常有利於新礦床的發現,如與大陸溢流玄武巖有關的西伯利亞暗色巖系中的Norilˊsk-Talnakh帶成礦模式、中國小巖體成礦模式等,在前期預測和找礦中發揮了積極作用。根據國內本項目的研究,對這兩類成礦模式的深入理論研究仍將是今後找礦工作的主要內容。
4.尋找最有潛力的礦床類型。
與超鎂鐵質巖和鎂鐵質巖有關的巖漿硫化物礦床,根據主要成礦元素組合和富集濃度可分為四種類型:
1)以鎳、銅為主的含鈷、鉑礦床;
2)含銅、鈷、鉑類的鎳基礦床;
3)以鉑族元素為主的鎳、銅礦床;
4)以銅、鋅為主的礦床。其中4)類礦床目前很少發現,僅在中國和芬蘭有報道。最著名的例子是中國青海的德爾尼礦床。
唐仲禮(1995)將鎳銅鉑巖漿硫化物超大型礦床分為五種類型:
1)與古火山口有關的元古宙正長巖-輝長巖礦床(薩德伯裏);
2)元古代以後與大陸邊緣裂解有關的小型侵入礦床(金川和窩依賽灣);
3)與大陸裂谷有關的顯生宙侵入礦床,相當於溢流玄武巖(諾裏爾斯克-塔爾納帶);
4)太古宙綠巖帶(澳大利亞西部阿格紐、加拿大湯普森坎巴爾達基斯山)中與科馬提有關的礦床;
5)古元古代大陸層狀侵入雜巖中的硫化物和鉑族礦床(Bushveld等人)。
根據本項目的研究成果,中國最有潛力的礦床類型是與大陸邊緣裂解和造山帶內部有關的小型侵入礦床,以及與大陸溢流玄武巖侵入有關的礦床,這也是今後找礦應特別註意的類型。就成礦元素的組合類型而言,重點應放在前三類。
五、加強新區的研究和找礦
所謂新區,是指過去沒有調查或研究過的地區,如華北古陸和揚子古陸的周邊和外造山區,塔裏木東北緣和阿爾泰、準噶爾交界地區,塔裏木北緣、西緣、南緣和柴達木周邊地區,以及不同時期的造山帶接觸帶。在本項目預測的重點找礦靶區中,麗江-金平地區和甘新交界的北山地區屬於新區,在下壹步的找礦工作中應首先加強這兩個地區。