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2023.05.12内蒙古
导读:
为了方便读者了解掌握该矿床的成矿模式、物化探异常特征、找矿方向、找矿模型和找矿靶区预测成果等诸多信息,《覆盖区找矿》编辑特将青海省地矿局总工潘彤教授等成矿模式研究成果和青海五院赵海超高工等找矿模型研究成果合并推送,同时展示了理论研究成果和实际找矿经验。
1区域地质特征(潘彤等)
2成矿动力学背景(潘彤等)
秦克章等将大型-超大型铜镍岩浆硫化物矿床成矿背景划分为陆内裂谷溢流玄武岩型、陆内热点或陨石引发型、克拉通边缘深大断裂型和造山带碰撞期后伸展型四类。刘战庆等认为,在晚寒武世—早志留世期间,原特提斯洋向北俯冲消减,东昆仑地区在此时限内转化为沟-弧-盆体系。祁生胜等通过对夏日哈木-苏海图早古生代榴辉岩的研究,认为中晚泥盆世东昆仑祁漫塔格地区进入陆内伸展阶段,区域构造由志留纪—早泥盆世碰撞挤压体制转变为后造山伸展环境。郝娜娜等认为,祁漫塔格晚志留世花岗岩具有A型、过铝质花岗岩的特征。昆中岩浆弧带早、中泥盆世(396~391Ma)A型花岗岩的发育,暗示东昆仑加里东期造山旋回已经结束。东昆仑古洋盆形成于新元古代晚期,从晚寒武世开始向北俯冲,洋盆闭合与碰撞造山作用发生于中志留世晚期—晚志留世早期。晚志留世该区应为同碰撞挤压造山作用向后碰撞区域拉伸构造体制的转换时期。同时,东昆仑地区晚志留世镁铁质-超镁铁质岩和花岗岩发育,暗示该时期的构造体制发生了重大转变,由同碰撞挤压体制转变为碰撞拼贴后的伸展体制,壳幔相互作用强烈。
由此,东昆仑西段在加里东晚期—海西早期表现为持续性的伸展体制,夏日哈木地区隶属昆中岩浆弧带,该区岩浆活动(特别是幔源岩浆活动)极为强烈,在这种岩石圈构造伸展环境下,夏日哈木地区幔源岩浆深部熔离和上侵贯入形成铜镍硫化物。
3矿床特征(潘彤等)
3.1地质特征
矿区出露地层主要为古元古界金水口岩群白沙河组,为一套中深变质岩系,其原岩建造为泥砂质沉积碎屑岩-基性火山岩-碳酸盐岩建造,具有海相陆源碎屑岩为主的活动性沉积建造特点,变质程度达角闪岩相,岩性有黑云斜长片麻岩、云母二长片麻岩、斜长角闪岩、大理岩等。矿区岩浆活动强烈,主要有中志留世—早泥盆世镁铁质-超镁铁质杂岩体和正长花岗岩、晚三叠世中酸性岩体,均侵入金水口岩群白沙河组中。其中出露5个镁铁质-超镁铁质杂岩体(图1),形成岩浆熔离型铜镍硫化物矿床,而晚三叠世中酸性岩体与金水口群大理岩接触带形成了矽卡岩型多金属矿。矿区断裂构造发育,有多期、多组活动的特点,主要有近东西向、北西向、北东向和南北向4组,其中东西向、北东向断裂控制着镁铁质-超镁铁质杂岩体的展布。
图1夏日哈木矿区地质略图
1—第四系;2—下元古界金水口群白沙河岩组;3—辉石岩;4—辉长岩;5—似斑状二长花岗岩;一花岗岩;7—黑云母闪长岩脉;8—1:5水系异常位置;一岩体编号;10—矿体;11—逆断层;12—性质不明断层;13—推测断层;14—脉动接触界线;15—超动接触界线;16—9号勘探线位置
3.2矿体特征
3.2.1岩体特征
夏日哈木铜镍矿区已发现镁铁-超镁铁岩体5个,除V号镁铁-超镁铁岩体外,其余4个与1:5万水系综合异常相对应(图1)。其中I号岩体平面上呈椭球状近东西向展布,剖面上呈一平缓“岩盆状”。岩体基本由橄榄岩、二辉橄榄岩、辉橄岩和辉石岩组成,岩石普遍具碳酸盐化、蛇纹石化、孔雀石化、镍化(表1)。该岩体中已发现矿体20条,其中地表出露矿体5条,其余15条为盲矿体。Ⅱ号岩体分布于HS27异常区,岩体主要由中粗粒辉石岩和辉长岩组成;辉石岩普遍具有碳酸盐化、褐铁矿化,经地表槽探揭露只见少量镍黄铁矿,镍黄铁矿呈团块状、星点状分布,圈出铜镍矿体4条。Ⅲ号岩体分布于HS25异常区,岩体形态呈近圆形的岩瘤状,岩体主要由中细粒蛇纹岩和石榴子石辉石岩组成,根据地表槽探揭露蛇纹岩普遍具有弱镍矿化,偶见辉石岩铜镍矿化,圈出镍矿体3条;蛇纹岩清晰地显示了彻底蛇纹石化、强烈糜棱岩化的镁质橄榄岩岩相学特征;其中1件蛇纹岩样品的m/f值为12.1,归属为镁质橄榄岩范围。Ⅳ号岩体分布于HS28异常区,岩体主要由辉石岩组成,通过地表槽探揭露异常基本由蛇纹岩和少量的辉石岩引起,蛇纹岩、辉石岩具有弱镍矿化,经初步槽探揭露,岩体中偶见有镍黄铁矿和黄铁矿,圈出镍矿化体4条。
通过野外地质踏勘及钻孔岩心观察,夏日哈木地区镁铁质-超镁铁质杂岩体岩相分异较明显,岩体岩性主要为辉石岩相、橄榄岩相、辉长岩相;镍矿体主要赋存于辉石岩相与橄榄岩相中,其次为辉长岩相。由下而上,依次为辉橄岩、橄辉岩、辉石岩、辉长岩。矿区内从东到西,岩石基性程度变深,橄榄岩、橄榄石含量逐渐增多,岩体埋深增大,围岩地层厚度增厚,矿体增厚变富。由于硫化物比重较大,形成以后会向下沉降,与早期分离结晶的橄榄石共存,因此橄榄岩相、辉石岩相可作为找矿标志。
碳酸盐化蛇纹石纯橄榄岩:交代网环结构,块状构造。岩石由橄榄石、辉石、黑云母、金属矿物组成。橄榄石多被叶蛇纹石、菱镁矿交代,析出磁铁矿,其中叶蛇纹石(AEg)和他形显微粒状晶的菱镁矿及部分析出的橄榄石的边缘不规则裂隙解理分布,形成多边形的网格,网眼中分布着交代残留的橄榄石及磁铁矿,形成交代网环结构(图2-a)。辉石矿物被菱镁矿、纤闪石及叶蛇纹石的集合体交代,半自形粒状晶呈假像形态,其假像晶体的长短轴平均值在0.402.40mm之间,种类难确定。黑云母片色泽呈褐色,被白云母交代,解理中充填不透明矿物。金属矿物呈他形粒状或压碎棱角状的粒状晶,呈星点状均匀分布在岩石中。残留橄榄石约20%、叶蛇纹石为57%、菱镁矿为10%,析出的磁铁矿约占7%、辉石假像4%、金属矿物2%、黑云母少量。
图2夏日哈木矿区岩相学显微特征
a—交代网环结构;b—海绵陨铁结构;c—稀疏星点状构造;d—反应边结构;Py—镁铝榴石;Mc—微斜长石;Py—黄铁矿;Pn—镍黄铁矿;Cp—黄铜矿;En—顽火辉石;Hb—角闪石
3.2.2矿体特征
夏日哈木铜镍矿区采用物探、地质相结合的综合找矿手段开展勘查工作(图3),共圈出铜镍钴矿体10条,矿体一般长801200m,厚度3.0281.81m,Ni品位为0.3%4.87%,Co品位为0.012%~0.16%,Cu品位为0.2%~4.34%。矿体主要赋存于橄榄岩相、辉石岩相和苏长岩相中。其中M1矿体最大,矿体多呈厚大似层状、透镜状,少数漏斗状和不规则状矿体呈上悬式位于岩体中上部,矿体由东至西呈向东侧伏的趋势,侧伏角约20°,走向上具有中间厚度大品位高、两侧厚度小品位低的趋势;矿体在倾向上由北至南呈分枝明显、厚度变小、品位变低的趋势。
图3夏日哈木矿区9号勘探线剖面图
1—橄榄岩;2—辉石岩;3—辉长岩;4—苏长岩;5—金水口群片麻岩;6—第四系;7—铜矿体;8—镍矿体;9—钻孔编号
3.3矿物组分
矿石矿物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、铬尖晶石、紫硫镍矿,地表孔雀石和镍华呈薄膜状分布。磁黄铁矿是夏日哈木各类矿石中含量最多、分布最广的金属矿物,在矿石中呈星点状、浸染状、斑杂状、块状分布;镍黄铁矿亦是主要的金属矿物,在块状矿石中多为5%~10%,出溶于磁黄铁矿。少数呈微细粒星点状、细脉状、乳滴状分布,细脉状分布的磁黄铁矿形成于晚期热液阶段。铜镍矿石以硫化矿为主,氧化矿和混合矿较少。脉石矿物主要为斜方辉石、普通辉石、滑石、橄榄石、蛇纹石、透辉石等。
黄铜矿、镍黄铁矿、磁铁矿石:海绵陨铁结构,浸染状构造。黄铁矿呈充填状分布在辉石晶间,形态受孔隙的制约,单晶或集合体的粒径为0.0123.68mm,少数晶体中含固溶体分离形成的叶片状镍黄铁矿。镍黄铁矿多呈半自形粒状晶,少数呈充填状分布在磁黄铁矿晶间(图2-b),与磁黄铁矿间的接触界线光滑、平直,分不出生成顺序。黄铜矿呈他形、半自形粒状晶,与以上矿物一起充填在辉石晶间,少量充填在辉石晶体的解理中,粒径为0.0030.44mm,多在0.02mm以上。铬铁矿呈自形粒状晶、半自形粒状晶与磁黄铁矿间平直接触,粒径为0.030.07mm。磁黄铁矿20%、镍黄铁矿4%、黄铜矿1%、铬铁矿微量。
黄铁矿、褐铁矿:半自形晶粒状结构与土状隐状结构并存,稀疏星点状构造与脉状并存。矿石矿物为黄铁矿、褐铁矿,前者呈土状粉未或隐晶状集合体分布在片状脉石矿物集合中,或充填在岩石裂隙中呈脉状产出,少量交代矿为黄铁矿化的产物。黄铁矿呈自形、半自形粒状晶,粒径为0.02~0.11mm,部分为黄铁矿交代,呈稀疏星点状分布在岩石中(图2-c)。黄铁矿2%,褐铁矿微量。
3.4结构构造
矿体一般以海绵陨铁状、浸染状、斑杂状、团块状为主,中下部及底部多为稠密浸染状,局部为致密块状。矿石结构主要为交代结构、海绵陨铁结构、交代残余结构、镶边结构、网脉状浸染结构;构造多呈块状、海绵陨铁状、浸染状、斑杂状(图4-a、b),且以海绵陨铁状和浸染状构造矿石为主,斑杂状、星点状、细脉状矿石很少(图4-c、d),这些特征表明,矿床属典型的岩浆熔离型硫化物矿床。
图4夏日哈木矿石结构构造特征
a—斑杂状构造;b—带状海绵晶铁构造;c—星点状构造;d—细脉状构造
3.5矿化蚀变
含矿岩性主要为橄榄岩、辉石岩,其次为辉长岩,矿化主要为磁黄铁矿化、镍黄铁矿化、黄铜矿化、磁铁矿化、镍矿化(图5-a)等。橄榄石、辉石的蚀变产物主要为蛇纹石、滑石、绿泥石。矿石后期氧化蚀变形成翠绿色镍华(图5-b)、孔雀石化等。
图5夏日哈木铜镍矿化特征
a—浅蓝色镍矿化;b—地表翠绿色镍华
3.6地球化学特征
3.6.1主量元素
辉石岩类主量、稀土和微量元素含量表显示(表2),SiO2含量为38.35%~67.26%,平均值为55.32%;Na2O为0.65%2.61%,平均值为1.29%,K2O为0.26%2.56%,平均值为1.28%,K2O/Na。。值为0.380.98,平均值为0.87,具有K2O 表2夏日哈木地区岩石主量、稀土和微量元素含量 一般认为,由下地壳铁镁质岩石直接部分熔融形成的岩浆Mg#值一般不会超过0.40。洋中脊玄武岩部分熔融所产生的熔体Mg#值也不会超过0.45,但由洋中脊玄武岩产生的熔体如果在上升过程中与地幔楔发生交代作用,则其Mg#值可超过0.50。东昆仑造山带在加里东晚期—海西早期处于后碰撞拉张环境,夏日哈木地区岩浆活动强烈,主要有镁铁质-超镁铁质杂岩体和正长花岗岩,矿区内辉石岩类Mg#值一般为23.6350.68,平均值为36.58,显示具有强烈的混合交代作用。将该区镁铁质-超镁铁质岩及花岗岩类投点在MgO-CaO/Na2O(图6)关系图中,投点呈直线型展布趋势,说明该区基性岩浆可能具有地壳混染的特征。投在MgO-TFeO成分图解(图7)中,也具有趋势性变化关系,显示岩浆底侵作用使幔源岩浆上升集聚到地壳下部,当岩浆集聚到有足够物质和能量时,上侵进入地壳。 图6夏日哈木矿区MgO-CaO/Na2O图解 图7夏日哈木矿区MgO-TFeO成分图解 由此,该区在加里东晚期—海西早期处于后碰撞拉张环境,岩浆的侵位根源具有深部地幔物质上涌的特点。 3.6.2稀土元素 辉石岩类稀土元素总量(XREE)为22.16x10-6214.70X10-6,平均为102.66x10-6;LREE/HREE=6.9810.19,平均为8.17;LaN/YbN为6.3410.33,平均为8.15;LaN/SmN为3.414.47,平均为3.91;显示轻、重稀土元素分馏明显,具轻稀土元素富集的特征。δEu为0.700.93,平均为0.84,具负Eu异常;δEu值越小,岩石的分异指数(DI)越大,分异度越高;造成Eu亏损,主要是多次分馏、广泛交代作用及多阶段分离结晶的结果。δCe值为0.80~0.98,平均为0.91,Ce略显亏损特征。球粒陨石标准化稀土元素曲线图(图8)显示,曲线呈向右缓倾斜,部分样品Eu略显负异常。 图8稀土元素配分模式图 3.6.3微量元素 岩石中K、Rb、Th、Hf等元素明显富集(表1)。微量元素蛛网图(图9)显示,K、Rb、Th、Hf元素呈“M”型特征,强烈富集,而Ba.Zr.Yb等元素较亏损。高场强元素Ta、Nb、Hf中等富集,轻稀土元素Ce略显亏损,Ba、Zr呈现“V”型谷。微量元素特征总体反映岩浆具有以幔源为主的特点。 图9微量元素蛛网图 4矿床成矿模式(潘彤等) 4.1矿物成矿期 通过矿石组构、矿物共生组合观察,结合光、薄片特征,将夏日哈木铜镍矿划分为3个成矿期,即橄榄石和斜方辉石成矿期、黄铜矿和镍黄铁矿成矿期及镍华和孔雀石表生氧化期。 4.1.1橄榄石和斜方辉石成矿期 该期进一步划分为3个阶段。 第一阶段:橄榄石和斜方辉石结晶阶段,金属硫化物呈液滴状悬浮于硅酸盐熔体中,硫化物液滴不断聚集变大,由于比重较大下沉到熔体底部,形成液态的硫化物矿层,使均一的岩浆分离成不含矿岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆。 第二阶段:晚期磁黄铁矿、镍黄铁矿成矿阶段,在浅部终端岩浆房就地熔离型矿石,主要有海绵陨铁状、浸染(稀疏、中等、稠密)状和星点状,该阶段矿石主要赋存于超镁铁质岩石中,主要形成磁黄铁矿、镍黄铁矿。 第三阶段:矿浆贯入阶段,受区域性构造活动驱使,矿浆沿断裂构造上侵贯入到先期形成的岩体,随着温度下降,镍铜钴硫化物随之结晶沉淀形成。贯入型矿石主要形成的矿石类型为块状构造,主要赋存在橄榄岩和辉石岩的接触部位。 4.1.2黄铜矿和镍黄铁矿成矿期 不同成分的岩浆贯入成矿后,受后期构造-热液作用影响,岩体的物理化学条件发生改变,在岩体内部主要形成石英脉或破碎蚀变带,发育硅化、碳酸盐化、蛇纹石化、绿帘石化、绢云母化等。前期形成的含矿岩体受到改造,使硫化物进一步富集,主要形成细脉状矿石,多发育于早期形成的岩石、矿石的裂隙中,黄铜矿+镍黄铁矿呈细脉状充填于矿物裂隙面中,形成品位较高的细脉状黄铜矿矿石。 4.1.3镍华和孔雀石表生氧化期 主要在I号岩体1线至2线附近地表露头发育,为原生矿体经氧化、淋滤作用形成,镍黄铁矿和黄铜矿经氧化作用形成镍华、孔雀石等。 4.2成矿模式分析 东昆仑西部的祁漫塔格地区花岗岩年龄多在413~383Ma之间,为后碰撞阶段-造山期后伸展阶段形成。在后碰撞拉张环境下,大量幔源岩浆深部熔离和上侵贯入至夏日哈木地区,经减压熔融形成镁铁质-超镁铁质岩浆活动,夏日哈木超镁铁岩母岩浆富集轻稀土元素和大离子亲石元素,具有显著的Nb、Ta负异常和明显的Ti、P负异常,显示具岛弧环境岩浆岩的地球化学特征。姜常义等在方辉橄榄岩中获取的橄榄石最大Fo值为86.9,原生岩浆属高镁拉斑玄武岩。而在夏日哈木矿石中经常能见到橄榄石、斜方辉石等矿物,说明在深部岩浆房中形成夏日哈木岩体的岩浆已经发生了充分的分离结晶作用,成矿物质逐渐预富集,部分镁铁质岩浆从岩浆房中移出,残余的岩浆进入终端岩浆房;随着高温的幔源岩浆在上升过程中遭受地壳硫的混染,I号岩体围岩中存在榴闪岩、石榴子石片麻岩等富铝岩石。 图10夏日哈木铜镍矿成矿模式 1—中上地壳;2—下地壳;3—岩石圈地幔;4—洋壳;5—磨拉石建造;6—昆北断裂;7—断层;8—酸性岩浆;9—基性岩浆;10—岩体编号 5矿区深部、外围及区域找矿方向(潘彤等) 5.1矿区深部找矿 因此,夏日哈木地区深部还可能有很大的找矿潜力,深部找矿最有利的部位是I—Ⅲ号岩体之间。 5.2矿区外围找矿 矿区外围1:5万水系沉积物一些异常与区内HS26、HS27异常组合特征类似,可能与HS25异常(Ⅲ号岩体)、HS27异常(Ⅱ号岩体)及HS28异常(Ⅳ号岩体)存在成因上的联系,其外围异常区具有找矿前景。矿区内Ⅱ号岩体辉长岩与I号岩体辉长苏长岩具有相似的稀土元素和微量元素配分形式,暗示二者可能来自相同的岩浆源区;与异常对应的I、Ⅱ号岩体为同源,形成的年龄一致,地表可见3条矿体,经深部钻探验证见矿。在矿区南侧近东西向展布的黑山-那陵格勒断裂具有区域性断裂性质,矿区内也分布有近东西向断层,I、Ⅲ号岩体的赋存部位可能受黑山-那陵格勒断裂北侧的次级断层控制;矿区外围北西侧拉宁灶火异常区与夏日哈木地区岩石组合类似,其为矿区外围有利的找矿线索。另外,还在矿区外围进一步分析几个岩体的地质条件,用高精度物探方法确定隐伏超基性岩体的延伸长度、产状、埋藏深度等,为进一步确定找矿远景区和勘探工程验证靶位设计提供更可靠的地质依据。 5.3区域找矿 据区域基性、超基性岩体分布特征,结合成矿地质背景、泥盆纪构造热事件,以及近年来在该地区进行的1:5万物化探成果资料,昆北裂陷槽、昆南复合拼贴带均有泥盆纪伸展作用所形成的镁铁质-超镁铁质岩。区域上已发现,在夏日哈木西侧及都兰以东地区出露镁铁质-超镁铁质杂岩体,其中夏日哈木岩体是地壳混染、硫化物液相大规模熔离、岩浆事件后期侵入作用的结果;且区域上地球化学元素组合好,Ni元素含量高,已发现多处矿化线索。推测柴达木地块周缘是岩浆熔离型铜镍矿的有利找矿地区,最有可能突破地区应是昆中岩浆弧带,是主要的岩浆熔离型铜镍矿找矿地段。 6成矿模式研究成果总结(潘彤等) (1)夏日哈木地区位于东昆仑造山带西侧,隶属于昆中岩浆弧带。矿区出露地层主要为古元古界金水口岩群白沙河组,断裂构造发育,有多期、多组活动特点。已圈定铜镍钴矿体10条,据矿石组构及矿物共生组合特征,划分为橄榄石和斜方辉石成矿期、黄铜矿和镍黄铁矿成矿期,以及镍华、孔雀石表生氧化期3个成矿期。 (2)夏日哈木铜镍矿床的成矿模式是早泥盆世碰撞伸展环境条件下,幔源岩浆深部熔离、向上贯入至夏日哈木地区,经减压熔融形成镁铁质-超镁铁质岩浆;含矿岩浆侵位于古元古代地层,地层硫参与成矿是必不可少的因素,后期构造(逆断层)对控制矿体的定位及形态起决定作用,对矿区和区域找矿勘探具有指导意义。 (3)夏日哈木矿区北部是寻找岩浆熔离型铜镍矿的有利部位,深部具有寻找铜镍矿的更大潜力,外围也具有类似的超基性岩体,矿区外围北西侧拉宁灶火异常是验证的重要靶区;根据区域基性、超基性岩体分布及成矿地质背景,推测柴达木地块周缘是岩浆熔离型铜镍矿的有利找矿地区,昆中岩浆弧带是主要岩浆熔离型铜镍矿的找矿地段。 致谢:在成文过程中,青海省第五地质矿产勘查院夏日哈木项目组工程师杨启安、工程师张金玲在野外资料提供、采样方面给予帮助,青海省地质研究所高级工程师舒树兰完成图件制作,在此一并表示感谢。 7物化探异常特征与矿床发现(赵海超等) 夏日哈木铜镍钻矿床主要于I号岩体成矿,对该岩体的深入研究有助于对整个矿区的理解。所以首先介绍I号岩体的地物化综合特征。 7.1水系沉积物地球化学特征与矿床最先发现 矿区1:50000水系沉积物异常中HS26Ni(Cr、Co、Cu)异常各元素异常套合好,Cr峰值可达1585μg/g,Ni峰值可达1862μg/g,Cu峰值为206μg/g,Co峰值82μg/g,相对于10~60μg/g元素背景值,显现出良好的找矿前景。2010年青海省第五地质矿产勘查院夏日哈木项目组对该异常进行异常查证工作。通过系统采集1:2000地化剖面样品,圈出的化探异常,缩小了各元素异常范围。通过对异常高值区进行探槽揭露并采集样品,最终在0线附近发现了大量的镍华及地表矿体。 1:2000地球化学剖面圈出的化探异常具有以下特点(图11):①Cu=150μg/g等值线和Co=100μg/g的等值线与近地表矿体范围对应较好;②Ni=80μg/g和Co=25μg/g等值线范围与超镁铁质岩体的出露范围相吻合;③Ni>160μg/g异常范围常位于山脚和周边第四系之中,表明Ni在地表的迁移能力较强,受淋滤作用强烈富集。 图11夏日哈木铜镍钴硫化物矿床综合信息 1为第四系洪、冲积物;2为古元古代金水口群白沙河组;3为辉长岩;4为橄辉岩-辉石岩;5为辉绿岩脉;6为闪长岩脉;7为花岗岩脉;8为矿体地表出露范围;9为深部高品位/低品位/氧化矿体范围;10为推断断层;11为实测断层;12为磁法推测断裂及岩体;13为1∶2000磁法等值线,nT;14为磁异常中心编号;15为Cu元素异常等值线,μg/g;16为Co元素异常等值线,μg/g;17为Ni元素异常等值线,μg/g;18为剖面位置及编号 7.2磁法、电法、重力特征 在超镁铁质岩体出露范围内开展了1:2000的磁法扫面及1:5000大功率激电剖面工作,表现出以下特点(图11):①在近地表厚大矿体的位置磁场正负值发生骤然变化;②近地表矿体的位置具有明显的低阻高极化率特点,③地表磁异常300nT等值线与矿体位置对应较好,而0nT等值线与镁铁质/超镁铁质岩体的界线相对应,-40nT等值线与镁铁-超镁铁岩体/围岩的界线对应较好。 夏日哈木铜镍矿床在1:50000航磁异常上表现为弱磁异常,地磁异常上表现为中-强磁异常,镁铁-超镁铁质杂岩体具中等强度磁性,镍黄铁矿化、磁黄铁矿化等铜镍矿石具有以剩磁为主的较强磁性,铜镍矿体是引起磁异常的主要因素,磁异常是寻找该类矿床的直接标志之一。根据矿区1:10000的磁异常物性资料和高精度磁测结果,磁法异常基本与岩体范围对应,用磁法寻找和圈定镁铁-超镁铁岩体的效果良好,但不能直接圈定铜镍钻矿体。 区域重力方面,由于成矿岩体的出露面积小,而且区域重力航磁比例尺小,相对出露面积广泛的花岗类岩体来说,规模极小的镁铁-超镁铁岩表现出的重力异常基本不能显示出来,甚至局部出现负异常。所以此类方法效果极其微弱,不能作为找矿的指示标志。 7.3地质特征 I号岩体赋矿岩石以超镁铁质岩为主,镁铁质岩次之,围岩为古元古代金水口群白沙可组。杂岩体主要由橄榄岩、橄榄辉石岩和辉长岩组成,结晶程度高,局部存在过渡型岩石,具蚀变程度不一致的现象。杂岩体分布于矿区中北部(图11),与1:50000水系沉积物测量HS26异常相对应,地表可见露头,长约1.4km,宽约0.5km,出露面积0.61km2,向南西段隐伏于金水口岩群之下。从地表露头到已被深部工程控制的岩体来看,杂岩体总长约2.0km,宽约0.7km,近地表水平投影面积1.44km2,整体呈拉长的岩盆状展布。 矿区内规模较大的断裂是据矿区地质特征推测的F12断裂。该断裂贯穿整个矿区,与昆北断裂产状基本一致,推测是较黑山-那陵格勒可断裂更次一级的断裂。断裂走向近东西向,东沿第四系覆盖的可谷,西切金水口群片麻岩组,与晚期的南北向断裂一并控制矿区的地质体分布格局。判断F12存在的可靠依据为布设于断层附近的钻孔均出现严重的漏水情况,甚至需要移孔。 矿石矿物主要为镍黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿,其次为紫硫镍矿等,在富黄铜矿的块状矿石中发现镍辉砷钴矿。脉石矿物主要为橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、斜长石和角闪石。含矿橄榄岩、橄榄辉石岩普遍发育弱蛇纹石化、绿泥石化、碳酸盐化;与辉长岩相邻的接触带绿泥石化加强,黑云母发育。矿石结构由星点-浸染状、海绵陨铁状、块状-准块状以及细脉状4种矿石类型构成。矿石结构主要为交代结构、海绵陨铁结构、交代残余结构、镶边结构、网脉状浸染结构;构造多呈块状、海绵陨铁状、浸染状、斑杂状。 8建立区域找矿模型(赵海超等) 施俊法等提出找矿模型广义上划分为区域找矿模型、局部找矿模型、矿床找矿模型,本文注重于祁漫塔格地区区域找矿模型的建立,王世称提出的综合信息矿产预测理论与方法对本次工作也有很好的借鉴作用。从上述矿床综合信息和成矿模式中总结出夏日哈木岩浆熔离-贯入型铜-镍-钴硫化物矿床的区域找矿标志,包括地球物理、地球化学、成矿地质体、成矿时代、成矿构造、蚀变带分布、围岩条件共7个标志。 (1)1:50000航磁异常和1:10000地磁异常中等程度的正磁异常可能为镁铁-超镁铁岩引起,中等程度的正磁异常是圈定该区镁铁-超镁铁质岩体的明显标志。 (2)Cr、Ni、Co元素套合较好且具有三级浓度分带的组合异常是良好的找矿标志。 (3)地表已经圈定的辉长岩、辉橄岩、橄榄岩、辉石岩、橄辉岩等组合成的镁铁-超镁铁杂岩体是寻找该类矿床的重要标志。 (6)镍华、蛇纹石化、阳起石化、绿泥石化等蚀变岩石的广泛出露是有利找矿线索。 (7)围岩中富含白云母和大理岩的岩组是成矿的重要条件。 由于夏日哈木铜镍矿床成矿条件比较苛刻,不可能形成类似于新疆东天山地区的“串珠状”分布的铜镍硫化物矿床,区域上寻找相同类型矿床的难度较大。加之东昆仑成矿带构造环境比较复杂,经历了多期的造山活动,使得寻找此类型矿床的难度进一步加大。 9找矿预测(赵海超等) 选择祁漫塔格地区作为区域预测范围,利用前述7个找矿标志建立的经验模型,圈定出祁漫塔格地区寻找岩浆熔离-贯入型铜-镍-钴硫化物矿床的有利靶区(图12)。选取该地区已经圈定的镁铁-超镁铁质岩体作为线索,磁法推断的镁铁-超镁铁质岩体作为参考,以地质中实测断层为重要根据,区域中1:50000化探组合异常为重要参考条件,圈定出祁漫塔格地区9个靶区。9个靶区具有以下特点。 图12祁漫塔格地区找矿预测 1为磁异常推断的镁铁-超镁铁质岩体;2为实测超镁铁质岩体;3为实测镁铁质岩体;4为夏日哈木镁铁-超镁铁质杂岩体;5为实测断层;6为1:50000Cu-Ni-Co组合异常;7为找矿靶区 (1)夏日哈木外围仍是找镍工作的重点。深部矿体延伸方向、控矿构造等随矿床的开采进度需要进一步研究。 (2)沿北西西断层分布的镁铁-超镁铁质岩,且叠加有Cu-Ni-Cr-Co异常的靶区为重要靶区。 10找矿模型研究成果小结(赵海超等) (1)夏日哈木岩浆融离型铜镍钴硫化物矿床的找矿标志包括地球物理、地球化学、成矿地质体、成矿时代、成矿构造、蚀变带分布、围岩条件共7个标志。 (2)根据祁漫塔格地区的预测成果,发现以比例尺1:50000的磁正异常和Cu-Ni-Co水系沉积物异常叠加区域,结合区域地质图圈定的基性-超基性杂岩体出露范围和大地构造环境,能够有效缩小寻找岩浆融离型铜镍钴硫化物矿床的找矿范围,有利于其他类似地区开展铜镍矿床找矿工作。 致谢:本文受到青海省第五地质矿产勘查院夏日哈木项目组的大力支持。 潘彤,李善平,赵呈祥,陈静,金婷婷,林浩.东昆仑地区夏日哈木铜镍矿床成矿模式及找矿方向.地质通报.第36卷第7期2017年7月. 赵海超,张金玲,刘彩乐,等.青海省夏日哈木铜镍钻硫化物矿床找矿模型[J]科学技术与工程,2018,18(36)