發(fā)布時(shí)間：2022-04-16所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：在綜合研究分析金川銅鎳礦區(qū)前人資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查、收集地質(zhì)資料，總結(jié)了礦區(qū)的成礦規(guī)律，有針對(duì)性地在Ⅰ礦區(qū)的北東側(cè)開展了地質(zhì)-地球電化學(xué)-地球物理多元信息的深部邊部成礦預(yù)測(cè)。 根據(jù)地電化學(xué)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)礦區(qū)元素共生組合和成礦作用、成礦
摘要：在綜合研究分析金川銅鎳礦區(qū)前人資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查、收集地質(zhì)資料，總結(jié)了礦區(qū)的成礦規(guī)律，有針對(duì)性地在Ⅰ礦區(qū)的北東側(cè)開展了地質(zhì)-地球電化學(xué)-地球物理多元信息的深部邊部成礦預(yù)測(cè)。 根據(jù)地電化學(xué)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)礦區(qū)元素共生組合和成礦作用、成礦期次等地球化學(xué)特征進(jìn)行了探討，以此確定了地電化學(xué)綜合異常;在掌握礦區(qū)巖石、礦石物性特征的情況下，通過地球物理勘探推測(cè)在Ⅰ號(hào)礦體與 F1 斷裂之間存在一隱伏的超基性巖體。 最終對(duì)礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)-地電化學(xué)-地球物理特征的綜合分析，圈定了測(cè)區(qū)的找礦遠(yuǎn)景區(qū)。
關(guān)鍵詞：金川銅鎳礦;地球電化學(xué); 多元信息 ;成礦預(yù)測(cè)
1 區(qū)域地質(zhì)背景
金川銅鎳礦床大地構(gòu)造位置位于華北地臺(tái)阿拉善地塊西南緣的龍首山隆起中， 礦床南鄰活動(dòng)強(qiáng)烈的祁連板塊，北接相對(duì)穩(wěn)定的阿拉善地塊。 本區(qū)區(qū)域構(gòu)造發(fā)育[1]，主 要 斷 層 有 F1、F8、F17、F23、F16、 F16-1 等(圖 1)。 區(qū)內(nèi)出露地層為前長(zhǎng)城紀(jì)龍首山群，其下部為白家嘴子組， 系一套經(jīng)歷高角閃巖相部分重熔的變質(zhì)巖石，由黑云母斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖和大理巖組成，其上部為由片巖、片麻巖和大理巖組成的塔馬子溝組成。 區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖體(金川巖體)沿龍首山隆起斷續(xù)分布于該隆起中東段，形成于元古宙，并侵入到白家嘴子組進(jìn)而成礦。
金川銅鎳硫化物礦床的容礦巖體大致以 10° 交角不整合侵位于前長(zhǎng)城系白家嘴子組中(圖 1)，巖體直接與片麻 巖、大 理 巖、條帶狀混合巖接觸，呈不規(guī)則的巖墻狀產(chǎn)出 。 金川現(xiàn)存巖體長(zhǎng)約 6500m，寬 20 多 米 到 500 多 米，延 深 數(shù) 百 米，最 深超過 1100m。 巖體東西兩端被第四系覆蓋，中部出露地表， 上部已經(jīng)遭到剝蝕， 巖體基巖面積約為 1.34km2 。 巖體走向 NW50°，傾向 SW，傾角 50～80°。巖體由西向東分為 4 段，依次編號(hào)為Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ四個(gè)礦區(qū)(圖 1)。
大量觀測(cè)資料表明， 金川含礦巖體為一復(fù)式侵入體，至少分 4 期先后侵入成巖成礦[2]。
2 金川Ⅰ礦區(qū)礦床地質(zhì)
巖體出露地表長(zhǎng) 1500m，介于斷層 F8 與 F16-1 之間，西部最大寬度達(dá) 320m，向東逐漸變窄，寬僅 20 余米，傾向延深大于 700m。 巖體走向 NW50～60°，傾向 SW，傾角較陡，一般為 70～80°。
含礦超基性巖體侵位于前震旦系片麻巖、 斜長(zhǎng)角閃巖和大理巖中， 這套變質(zhì)巖既為含礦巖體的圍巖，也是部分礦體的圍巖。
礦區(qū)地層為一向 SW 傾斜的單斜構(gòu)造， 層間褶皺較發(fā)育，常形成一些緊閉的小型背斜和向斜，褶皺軸向多為北東向。礦區(qū)斷層較發(fā)育，按其產(chǎn)狀可分為以下 3 組(圖 2)：①NW 向逆斷層，以 F1、F16 斷層為代表，該組斷層為礦區(qū)的主干斷層，力學(xué)性質(zhì)為壓扭性， 斷層帶平行密集展布， 其間距由北向南逐漸加大;②NEE 向斷層，以 F8、F16-1 為代表;③近 SN 向平推斷層，以 F10 為典型代表。
礦體的空間產(chǎn)出與構(gòu)造關(guān)系十分密切， 構(gòu)造不僅控制著含礦巖體的空間展布， 也控制著礦體的空間定位。 深大斷裂控制著含礦超基性巖體的空間分布與延伸;超基性巖體上的 NE 向橫跨褶皺是層狀礦體加厚、構(gòu)造變質(zhì)熱液疊加的有利部位，因而有利于厚大的富礦體的形成;與 超 基性巖體斜交的 EW 向斷裂具多次活動(dòng)的特點(diǎn)，使含礦巖體多次破碎，并在部分地段將巖體拖曳旋轉(zhuǎn)成柱狀， 后期構(gòu)造-變質(zhì)熱液攜帶成礦物質(zhì)在斷裂帶或破碎地段聚集成礦。
區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁， 以加里東期最為強(qiáng)烈，呂梁期、海西期次之，燕山期微弱。 與含礦有關(guān)的超基性巖主要形成于呂梁期。
3 地電化學(xué)法找礦
以電化學(xué)遷移為原理的地球化學(xué)測(cè)量找礦法就叫地電化學(xué)勘查法[4-5]，其形成原理如圖 3 所示[6]。 本工作區(qū)采用的地電化學(xué)方法為地電提取法和土壤離子電導(dǎo)率法。
地電提取法利用人工電場(chǎng)的作用， 使地下巖石中的離子動(dòng)態(tài)平衡被破壞， 促使離子向離子收集器中遷移。 根據(jù)收集器收集到的樣品(泡塑) 中成礦離子的含量來判斷深部是否有隱伏礦體存在。
電化學(xué)溶解作用使礦體和疏松沉積層中陰陽(yáng)離子按一定規(guī)律遷移和分布， 使巖石和土壤中原有的物化參數(shù) (土壤導(dǎo)電性和土壤中各種離子含量)發(fā)生變化，如各種陰陽(yáng)離子濃度增大，介質(zhì)離子電導(dǎo)率也隨之增高， 而土壤離子電導(dǎo)率能較好地反映出土壤中所有可溶性離子的總濃度， 也是一個(gè)示礦信息較強(qiáng)的物理化學(xué)綜合指標(biāo)。
3.1 地電化學(xué)異常特征
本次工作區(qū)位于Ⅰ礦區(qū) NE 側(cè)， 共布置 13 條地電化學(xué)測(cè)線(圖 4—圖 6)，測(cè)網(wǎng)密度為 100m×20m。 對(duì) 其進(jìn)行了 Cu、Ni、Co、Ag、Pb、Zn、Ti、V、Mn 九種元素的地電提取找礦研究和土壤離子電導(dǎo)率找礦研究。
將所得數(shù)據(jù)經(jīng)過概率格紙法求出其背景值和異常下限(表 1)，并以此做出不同元素異常圖，主要成礦元素 Cu、Ni、Co 異常如圖 4—圖 6 所示。
從圖 4—圖 6 中可以看出：主成礦元素 Cu 異常反應(yīng)較好， 在超基性巖的 NE 側(cè)有 2 條與已知巖體平行產(chǎn)出且三帶齊全的帶狀異常(Cu-3、Cu-12)，應(yīng)為已知超基性巖體所引起的。 在 8~18 線 上 有 Cu-4、Cu-5、Cu-6、Cu-7、Cu-8 帶 狀 異 常 平 行 于超基性巖體產(chǎn)出， 除 Cu-6 外其余異常三級(jí)濃度帶齊全，且 Cu-5 異常規(guī)模較大，走向長(zhǎng)度約為 550m，最大異常寬度約為 100m，存在 3 個(gè)濃集中心，異常最高值出現(xiàn)在 12 號(hào)線上，異常值為 150.4×10-6。 另外在 26、32 線的北側(cè)有 2 個(gè)三級(jí)濃度帶齊全的異常出現(xiàn)， 其中 32 線 8 號(hào)點(diǎn)的異常值達(dá) 625.8×10-6，異常襯度為 156。 主成礦元素 Ni 存在一形似鉗子狀的異常(Ni-2)，其兩邊平行于超基性巖體產(chǎn)出，其中一邊與 Ni-6 緊鄰超基性巖體， 應(yīng)與超基性巖體有關(guān)， 另一邊靠近 F1 在 14 線上存在 1 個(gè)三帶齊全的濃集中心。此外在 26 線上存在 3 個(gè)異常，其中 1 個(gè)三帶齊全。 30~32 線的北側(cè)存在 1 個(gè)兩帶齊全的異常; 伴 生 元 素 Co-5、Co-14 平行于巖體產(chǎn)出，應(yīng)與巖體有關(guān)。 在 10~18 線的北側(cè)存在 1 個(gè)平行于巖 體 的 帶 狀 異 常，規(guī) 模 較 大，存 在 1 個(gè) 濃 集 中 心，三帶齊全。在 16~18 線的南側(cè)存在 1 個(gè)三帶齊全的異常帶。在 26、30、32 線的北側(cè)存在外中帶齊全的濃集中心。
3.1.1 地電提取元素異常的多元統(tǒng)計(jì)和元素組合異常的特征
相關(guān)關(guān)系指現(xiàn)象之間客觀存在的、不完全確定的依存關(guān)系。 相關(guān)系數(shù)則是表述變量之間相關(guān)關(guān)系密切程度的指標(biāo)， 可以更直觀地說明變量之間相關(guān)的密切程度。
因子分析以多變量之間的相關(guān)關(guān)系為基礎(chǔ)，據(jù)此將變量加以組合，構(gòu)成最少個(gè)數(shù)的獨(dú)立的新變量——因子， 從而表達(dá)變量的總變異，達(dá)到簡(jiǎn)化變量、揭示其變異原因的目的。 每一個(gè)因子在地質(zhì)上均可以代表變量之間的一種基本結(jié)合關(guān)系， 往往指示出某種地質(zhì)上的共生組合和成因聯(lián)系。 用因子代替原始變量，不僅原始變量的相關(guān)信息損失無(wú)幾， 而且更能反映地質(zhì)現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系[7]。
通過相關(guān)性分析可知 ：Cu、Ni、Co， Co、Ni、Ti、Mn，Ag、Pb、Zn 的相關(guān)性較好。
在因子分析中， 前 4 個(gè)因子的累計(jì)方差貢獻(xiàn)值達(dá)到 87.672%，基本能比較全面地反映所有的地質(zhì)信息，因此選取前 4 個(gè)因子對(duì)地電提取異常進(jìn)行分析。 根據(jù)因子得分值，4 個(gè)主因子代表了不同的元素組合，F(xiàn)1 因子代表 Co、Mn、Ti，F(xiàn)2 因子代 表 Ag、Pb、Zn，F(xiàn)3 因 子 代 表 Cu、Ni，F(xiàn)4 因子代表 V。
根據(jù)因子分析的結(jié)果， 做出 Cu-Ni 元素組合異常圖、Co-Mn-Ti 元素組合異 常 圖 和 Ag-Pb-Zn 元素組合異常圖(圖 7—圖 9)。
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從 圖 7—圖 9 中 可 以 看 出 ：Cu-Ni 元素組合異常基本平行于超基性巖體產(chǎn)出， 緊鄰超基性巖體產(chǎn)出 1 條平行于巖體的 Cu-Ni 組合異常帶，應(yīng)為已知巖體所引起的。 在 12~18 線的中下部和 14~18 線的北側(cè)有規(guī)模較大的 Cu-Ni 組 合 異常帶出現(xiàn)。 另外在 26、32 線的北側(cè)也有較好的 Cu-Ni 組合異常出現(xiàn)，推測(cè)應(yīng)為隱 伏 巖 體 所 引 起 的 Co-Mn-Ti 元 素 組合異常的分布特征與 Cu-Ni 元 素 組 合異常基本一致。 Ag-Pb-Zn 元素組合異常主要分布在 12~16 線上， 另外在 26、32 線的北側(cè)也出現(xiàn)了較好 的 Ag-Pb-Zn 元素組合異常。
3.1.2 土壤離子電導(dǎo)率異常特征
經(jīng)作圖分析， 在工作區(qū)共劃分出 9 個(gè)土壤離子電導(dǎo)率異常(圖 10)。 土壤離子電導(dǎo)率異常具有以下幾點(diǎn)特征： ①?gòu)姆植忌峡矗?土壤離子電導(dǎo)率異常主要分布在含礦超 基 性 巖 體、 白家咀子組下段中巖性 段(AnZb1-2，黑云斜長(zhǎng) 片 麻 巖)、白 家 咀 子 組下段下巖性段(AnZb1-1，角礫狀混合巖-均質(zhì)混合巖)地層中，在白家咀子組下段上巖性段(AnZb1-3，蛇紋大理巖)中也略有分布。 ②土壤離子電導(dǎo)率異常的分布與測(cè)區(qū)的斷裂構(gòu)造有很密切的聯(lián)系， 如：Con-7 號(hào)異常經(jīng)過 F8 且距 F1 較近，Con-1、Con-2、Con-3、 Con-5 號(hào)異常位于或鄰近 F16、F6， Con-9 號(hào)異常位于 F8 上。
3.2 對(duì)地電化學(xué)異常認(rèn)識(shí)
集成地電提取法和土壤離子電導(dǎo)率法所得到的異常，并結(jié)合測(cè)區(qū)的地質(zhì)情況，得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
(1)在已知的含礦超基性巖體上均測(cè)出了很好的地電提取異常和土壤離子電導(dǎo)率異常， 說明上述 2 種電化學(xué)方法在該區(qū)找礦是可行且有效的。
(2)測(cè)區(qū)內(nèi)的異常嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造的控制，且主要受 NW 向斷裂的控制。
(3)從異常組合圖中可以看出電提取 Cu、Ni、Co、Ti、Mn 異常的重合性較好，且濃集中心的吻合度也較好; 雖然電提取異常與土壤離子電導(dǎo)率異常的重合性不 及 Cu、Ni、Co、Ti、Mn 強(qiáng)，但在存在電提取異常的地段或其附近總會(huì)出現(xiàn)土壤離子電導(dǎo)率異常。這說明電提取異常與土壤離子電導(dǎo)率異常在某些地段存在位置上的偏移，可能與各元素的活動(dòng)性、 地表的地質(zhì)環(huán)境有關(guān)。所以， 在綜合分析電化學(xué)異常時(shí)應(yīng)該考慮到這種異常在水平位置上的偏移現(xiàn)象。
(4)綜合電化學(xué)異常可以看出，電 化學(xué)綜合異常主要分布在 12~18 線 的 SW、 NE 側(cè)和 26、32 線的北側(cè)。
4 地球物理特征
巖石與礦石的物理性質(zhì)主要是以付開泉等[6](表 2)的資料為主要依據(jù)，從表 2 中可以看出以下特點(diǎn)： ①銅鎳硫化物礦體具有三高(即高密度、高極化率、高磁性)一低(即低電阻率)的特征。 ②超基性巖體或含礦超基性巖體一般密度、極化率和磁性仍較高，僅次于礦石，并且是高電阻率。 ③巖體的圍巖、深變質(zhì)巖一般密度、磁性、極化率普遍較低和電阻率較高，往往形成背景場(chǎng)。
在Ⅰ礦區(qū) NE 側(cè)進(jìn)行了 100m×40m 測(cè)網(wǎng)的 TEM 測(cè)量和 100m×10m 測(cè)網(wǎng)的高精度磁測(cè)工作，測(cè)區(qū)內(nèi)共布設(shè)了 10 條物探測(cè)線 8～26 線(圖 11)。 將物探野外數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，做出測(cè)區(qū) TEM、高精度磁測(cè)異常圖(圖 11、圖 12)。
圖 11 是 TEM 晚時(shí)道異常平面剖面圖， 反映了測(cè)區(qū)內(nèi)深部低阻體異常的分布規(guī)律。 為便于下面的分析，圖中劃分為 3 個(gè)異常，編號(hào)為 TEM-1、TEM-2 和 T EM-3，分別位于 22 線至 26 線的南西段、 16 線至 20 線的北東段和 8 線至 14 線的中段。 TEM-1 包括 2 個(gè)異常，均為寬雙峰特征的異常。 TEM-2 只有 1 個(gè)異常，3 條線上晚時(shí)道異常特征均為寬單峰。 TEM-3 包括 2 個(gè)異常， 晚時(shí)道異常特征以雙峰為主，8 線和 12 線左側(cè)為單峰特征。
圖 12 為 磁 化 極 上 延 200m 異 常 平面圖，地表磁性不均勻干擾已被濾掉。 圖 12 中紅色為正異常， 綠色為負(fù)異常，反映了地面以上 200m 高度上隱伏巖體的異常特征。 從圖 12 中可以看出，在已知超基性巖體與 F1 斷裂之間，存在 1 個(gè)磁異常， 推測(cè)可能是由隱伏超基性巖體所引起的;在 18~20 線的北側(cè)突出一塊，可能是由局部隱伏的小巖體所引起的。
綜合高精度磁測(cè)和 TEM 法所得到的異常， 考慮到異常在平面上的展布規(guī)律及其與已知超基性巖體、礦帶、F1 大斷裂帶的平行關(guān)系， 根據(jù)近礦外圍的地層磁性特征，推測(cè)已知礦帶和 F1 斷裂帶之間存在一條未知的隱伏超基性巖體帶和隱伏礦化帶。
5 找礦標(biāo)志的確定
找礦標(biāo)志是指能夠直接和間接地指示礦床存在或可能存在的一切現(xiàn)象和線索。 根據(jù)對(duì)金川銅鎳硫化物礦床控礦因素和成礦規(guī)律的分析，結(jié)合地質(zhì)、地球電化學(xué)、地球物理實(shí)際探測(cè)的結(jié)果，將Ⅰ礦區(qū)隱伏礦找礦標(biāo)志劃分為三大主要標(biāo)志，即地質(zhì)標(biāo)志、地球電化學(xué)標(biāo)志和地球物理標(biāo)志。
(1)地層：含礦超基性巖體主要侵位于大理巖、片麻巖和斜長(zhǎng)角閃巖中。 其中片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，透水性差，是較好的隔擋層，使成礦物質(zhì)能夠在超基性巖漿內(nèi)充分結(jié)晶分異。 大理巖則化學(xué)性質(zhì)活潑， 有利于形成接觸交代型礦化。
(2)構(gòu)造：深大斷裂是金川礦區(qū)的主要控礦斷裂，具有長(zhǎng)期和多期活動(dòng)疊加的性質(zhì)，為含礦巖體提供了侵入通道和就位空間。 后期構(gòu)造對(duì)含礦巖體的改造，一方面破壞巖體的連續(xù)性和完整性，另一方面可在巖體內(nèi)形成張裂低壓帶，構(gòu)造變質(zhì)熱液可攜帶被活化的成礦物質(zhì)沿這些張裂空間充填交代，形成特富礦，因此不同方向大斷裂的交會(huì)部位是多期成礦熱液活動(dòng)的有利場(chǎng)所和礦體定位的重要空間。
(3)巖漿巖：成礦物質(zhì)主要由超基性巖漿提供，超基性巖既是成礦母巖，也是主要礦體的圍巖。 因此超基性巖體是尋找銅鎳硫化物礦體最直接的巖漿巖找礦標(biāo)志。
(4)地 球 電 化 學(xué)：地 電 提 取 異 常 以 Cu、Ni 異常為直接的地電提取找礦標(biāo)志， 其余的元素異常以輔助的形式作為找礦的間接標(biāo)志。 另外，土壤離子電導(dǎo)率異常是對(duì)土壤中可溶性離子總濃度的反映， 因此也可作為該區(qū)尋找隱伏礦體的重要標(biāo)志。
(5)地球物理：測(cè)區(qū)的硫化物礦體具有高磁低電阻的特點(diǎn)， 超基性巖體具有高磁高電阻的特點(diǎn)。 因 此 瞬 變 電 磁 法(TEM)和高精度磁測(cè)法組合異常可作為尋找地下低阻體和隱伏超基性巖體的重要標(biāo)志。
6 地、物、化多元信息成礦預(yù)測(cè)
結(jié)合測(cè)區(qū)的地質(zhì)特征和物化探異常情況，在測(cè)區(qū)共圈出 4 個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)(圖 13)。 所圈出的 4 個(gè)遠(yuǎn)景區(qū)除ZC-4(因?qū)嶋H地理位置的限制未能進(jìn)行物探測(cè)量)沒有物探異常外，其余 3 個(gè)遠(yuǎn)景區(qū)均具有較好的電化學(xué)組合異常， 與斷裂關(guān)系密切，且都有高磁異常和 TEM 異常與之對(duì)應(yīng)，因此具有較好的找礦前景。 ZC4 號(hào)遠(yuǎn)景區(qū)，雖然沒有物探資料，但從地理位置來看，該遠(yuǎn)景區(qū)臨近 F1、F8 的交會(huì)處，電化學(xué)組合異常較好，且 32 線上出現(xiàn)了 Cu 的極高值，因此也具有進(jìn)一步工作的價(jià)值。——論文作者：李天虎 1 , 羅先熔 2 , 彭橋梁 1 , 王 偉 1 ，羅小平 1 ，宋忠寶 1 ，文雪琴 3
參考文獻(xiàn)
[1]湯 中 立,李 文 淵.金川銅鎳硫化物(含 鉑)礦 床 成 礦模式及地質(zhì)對(duì)比[M].北京:地質(zhì)出版社,1995.
[2]湯中立，錢壯志，姜常義,等.中國(guó)鎳銅鉑巖漿硫化物礦床與成礦預(yù)測(cè)[M].北京:地質(zhì)出版社，2006.
[3]劉高.高地應(yīng)力區(qū)結(jié)構(gòu)性流變圍巖穩(wěn)定性研究[D]. 成都理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2001.
[4]Govett G J S. Differential secondary dispersion in transported soils and postmineralization rocks： an electrogeochemical interpretation，1973[C]//Jones M J. Geochemical Exploration. I.M.M. Publ., 1972:81- 91.
[5]Kieran D. Fluid -rock interaction in crustal shear zone：a directed percolation approach [J]. Geology ， 1994，22：843-846.
[6]羅先熔.地球電化學(xué)勘查及深部找礦[M].北京,冶金工業(yè)出版社，1996.
[7]煤炭科學(xué)研究院地質(zhì)勘探研究所,西安礦業(yè)學(xué)院數(shù)學(xué)研究室.數(shù)學(xué)地質(zhì)基礎(chǔ)與方法[M].北京:煤炭工業(yè)出版社.1981.
[8]付 開 泉，李 白 祥.甘 肅 金 川 銅 鎳 礦 床 地 質(zhì)-地 球 物理綜合找礦模型[J].甘肅地質(zhì)，2006，15(1):62-66.
