矿床地质-地球物理特征

北祁连西段多金属成矿带与区域地质、地球物理特征的关系~

一、矿带与区域构造的关系
由地球物理解释推测的区域性控矿构造带主要有NW向和NE向两组。NW向构造带相对连续性较好，主要反映了主构造线的方向。NE向构造呈断续分布，主要反映了主构造带的断错与位移。正是这种断错和位移才使得成矿物质的运移、集中得以进行。所以，矿床往往分布在这两组构造带的交汇部位。连续性最好的NW向控矿断裂带是北祁连断裂带，它西起寒山，中途经过柳沟峡、桦树沟，东到野牛沟。几乎所有的NE向断裂与此断裂的交汇处都有矿床(点)产出。还有两条近EW向的构造带与NW、NE向两组构造带的交汇处也是矿床分布的有利部位。
与成矿带有关的断裂带大多数延伸不大，一般终止于壳内滑脱层，深度为l0～12km。推测中祁连北缘断裂是延伸达软流圈的断裂。但是沿此断裂却少有矿床产出。它主要构成了构造单元的分界和深部幔源物质运移的良好通道(毛景文等，2003)。
二、矿带与地球物理关系
由地球物理动力学模型(见图1-3)可以看出，祁连山地壳和上地幔受到双向挤压。地幔物质相向流动，软流圈抬升的浮力，使岩石圈地幔减薄，并控制了祁连构造单元的深断裂深达软流圈内部，使得地幔物质沿其上侵。在地壳中部，又会沿中祁连北缘断裂上升。在北祁连西段广泛分布的镁铁—超镁铁质岩带证实了这种推测。
在碰撞造山带之下，增厚的岩石圈地幔会因其密度大于软流圈的地幔密度而发生不稳定下沉，结果使冷的、重的岩石圈地幔被热的、轻的软流圈地幔所“置换”。现今祁连山下面软流圈埋深较浅，岩石圈地幔仅厚10km左右。置换作用将使地幔局部产生向上的浮力，使地壳快速抬升，地壳上部拉张，地壳下部熔融，玄武岩浆进入地壳，并可喷发至地表，例如玉门红柳峡—旱峡新生代玄武质火山喷发，被岩石学证明来自地幔。
北祁连西段多金属成矿带对应的深部构造背景为岩石圈地幔减薄和软流圈上隆部位。这样的部位有利于幔源物质的上侵，有利于与深部幔源物质有关的铜金等多金属矿床的形成。
三、矿带与遥感异常关系
遥感异常指在遥感图像中存在的，包括色彩、影纹、水系、独特的地貌以及弧、环形构造、线-环构造的组合等表现出与其周围岩石截然不同的地质体。引起异常的因素很多，如岩浆侵入的环形弧形构造、火山机构形成的环形构造，热液(蚀变)活动成因的环形构造，以及多种成因类型的环形构造组合而成的热穹窿构造、岩浆上拱未露出地表而形成独立地貌的地质体等。其在TM图像上具有各自较为独特的解译标志。如环状构造在TM图像大多数是通过色调环、地貌环、水系环、植被环、影纹环或它们的复合类型表现出来，具体的如环形或弧形分布的山脊、沟谷，近圆形的山体或山间盆地，以放射状、同心状、环状分布水系、环内具有与背景相区别的特征影纹、色调(色彩)晕等标志而显示出来。
实践证明，遥感异常是遥感成矿的重要标志，但不是所有的矿床都有遥感异常。张玉君等1997年在柳沟峡-镜铁山地区进行TM遥感信息蚀变填图、成矿预测和靶区定位研究的过程中，对祁连西段预测区的大部分已知矿床在扣除了TM4、TM7的影响的TM5的图像上观察研究，发现有83.5%的已知矿床(点)有遥感异常。该区内的遥感异常大体可分为两类:一类是由地质作用引起的岩性、岩相、地质构造及地貌类型的差异或显著变化，其影像特征及解译标志较明显，但与成矿的关系直接;另一类是与热液蚀变及成矿作用有关的，如热窿构造、线-环构造组合、矿化蚀变带等，其影像结构复杂且变化较大，遥感图像常表现为晕圈状色调(色彩)异常，边界模糊不清。此类与成矿作用很直接，应特别重视。

区域地球物理场对基底常常有良好的反映，依据义敦岛弧造山带及邻区出露地层的密度变化，将区域构造层划分出4个主要的密度层：①第四系—第三系密度层，平均密度1.89（单位103 kg/m3，下同）；②上三叠统上段密度层，平均密度为2.61；③上三叠统中下段—中下三叠统密度层，平均密度为2.71；④古生界密度层，平均密度为2.75。前震旦系在本区很少出露，密度特征值为2.74，与古生界密度基本相当。由于第四系—第三系分布范围有限，所以本区主要存在两个密度界面：一是上三叠统上段与上三叠统中下段—中下三叠统之间的密度界面，其密度差为0.1×103 kg/m3；二是古生界和前震旦系与上覆地层之间的密度界面，其密度差界于（0.5～1.0）×103 kg/m3之间。由于上三叠统喇嘛垭组在本区分布有限，尤其是在义敦岛弧及以西地区基本没有分布，所以上述的第一个密度界面对本区的重力异常贡献不大，古生界和前震旦系与上覆地层之间的密度界面才是形成本区局部重力异常的主要因素之一。另一个形成本区局部重力异常的主要地质因素是花岗岩体的分布，该类岩体密度特征值为2.62×103 kg/m3，比围岩低0.1×103 kg/m3左右，当岩体规模较大时，可形成明显的负重力异常。
上述各构造层的磁性都较弱，属无磁到弱磁地层。而磁异常主要反映区内侵入岩的分布。
图1-2和图1-3分别是“三江”中段1∶50万航磁化极异常图和1∶100万重力垂向一阶导数异常图。重力异常和磁力异常总体上均反映出了义敦岛弧造山带的整体轮廓以及岩浆岩体和古生界—元古宇的分布。由图可以得出几点认识：
1）中咱地块在羊拉以南表现为南北向延伸的高重力带，向北则变成走向近东西向的重力低与重力高相间，德格—白玉，羊拉—得荣出现的3个重力高，其走向与中咱地块的延伸方向垂直，且分布范围大大超出古生界出露范围。依据重磁异常，推断在中咱地体中段和北段，隐伏着3个古老岩块，对应着30～40 nT的正磁异常。与扬子地台的元古宇基底的磁异常相近。
2）玉树-甘孜-理塘断裂带在重力异常图上反映为重力高到重力低的过渡带。岛弧内的近南北向的断裂也有明显反映。特别值得注意的是重力异常场中很突出的东西向构造。
3）大面积的重力低异常总体上主要反映中酸性岩体，但不同时代，不同成分的岩体引起的重（磁）异常各不相同。
4）岛弧带内火山岩盆地并没有对应的磁异常。但是白玉古老岩块东侧，赠科至昌台存在一个中等强度的正磁异常区，呷村矿床正位于其中的一个强度为90 nT的局部异常边部。在羊拉古老地块东侧的乡城附近，也有一个相似的强度为70 nT的正磁异常，异常比昌台异常宽缓，表明场源比较深。

（一）矿床地质概况

该矿床位于觉罗塔格岛弧的弧间盆地内。矿体产在基性-超基性岩体中，含铜镍矿岩体侵位于中石炭统干墩组的碎屑岩、火山碎屑岩中，围岩为细碧玢岩、石英角斑岩、碳质粉砂岩。

基性-超基性岩体呈东西向分布，长3.8km，最宽840m，最窄55m，出露面积1.35km²。组成岩体的岩石类型为：辉长闪长岩、辉长岩、苏长岩、辉石岩、橄辉岩、橄榄岩、辉橄岩等，（见图10-1）。

岩体地表共圈出3个含矿带：

1号矿带位于岩体东北，长1050m，矿体出露宽1—5.7m，为贫铜镍矿。

图10-1　黄山铜镍矿地质略图

1—干墩组第五岩性段；2—干墩组第四岩性段；3—干墩组第三岩性段；4—干墩组第二岩性段；5—干墩组第一岩性段；6—角闪橄榄岩相；7—角闪二辉橄榄岩相；8—角闪二辉辉石岩相”9—角闪辉长苏长岩相；10—角闪辉长岩相；11—闪长岩相；12—辉长闪长岩相；13—石榴石夕卡岩；14—钙质角岩；15—绿泥石滑石片岩；16—长英质角岩；17—正断层；18—逆断层；19—平移断层；20—相变界线；21—变质带界线；22—岩体编号

2号矿带位于岩体中西部，长550m，矿体断续出露，最大宽10.99m，平均5.5m，以贫矿为主。但其中有长61.6m，宽55m，延深20.5m的一个浅部富矿。

3号矿带位于岩体西部，长250m，最宽11.65m，平均5.16m，以贫矿为主。

主要矿体为深部盲矿（30号矿体），其储量占全矿区储量84%以上，位于岩体的边缘及底部，主要产在辉橄岩中，局部为橄榄岩和辉长闪长岩。矿体形态成透镜状，似层状。东西长100—700m，南北宽50—857m，厚度1—116.52m。

矿石矿物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿。构造为稀疏浸染状，局部脉状或块状。矿石品位以贫矿为主，Cu0.27%—0.37%，平均品位0.31%,Ni0.46%—0.62%，平均品位0.47%，局部富矿，厚数米至41.1m,Cu0.31%—1.1%,Ni1.05%—1.19%。

矿床类型屑岩浆熔离型矿床。

（二）矿床地球物理特征

根据新疆地矿局第六地质大队物探分队和新疆自治区国家“305”项目研究课题（V8-2-4）采集地面和钻孔岩心标本测定密度和磁性，其测定结果及统计数据列述于后（见表10-1至10-4）。

岩石磁性

从磁性统计结果，矿区内岩石磁性具有以下特征。

（1）橄榄岩磁性最强，地面标本和钻孔中岩心标本测定结果基本一致。感应磁化强度大于剩余磁化强度。钻孔中矿化橄榄岩感应磁化强度略低于地面标本测定结果，但剩余磁化强度比没有矿化的橄榄岩更强。

（2）辉长岩、辉长闪长岩磁性较弱，含碳粉砂岩和片理化砂岩磁性也较弱。

表10-1　地面岩石标本磁性统计表

表10-2　钻孔中岩心标本磁性统计表

表10-3　地面岩石标本密度表

表10-4　钻孔中岩心标本密度

（3）从岩石磁性测定结果表明，橄榄岩与其他岩石存在较大的磁性差异，可引起一定的磁异常。但构成基性-超基性岩体中的辉长岩、辉长闪长岩与围岩-粉砂岩的磁性没有差别，不能引起磁异常。据此推论，磁异常只能反映基性-超基性岩体中的超基性岩的存在，而不能指示是否存在闪长岩和辉长岩。

（4）矿化橄榄岩磁性比没有矿化的磁性更高些，因此磁异常的强度和分布将预示着与矿化存在一定的关系。磁异常强的分布区将指示含矿体的存在。

岩石密度

从岩石密度统计结果，矿区内岩石密度具有以下特征。

（1）橄榄岩密度最大，其次是辉长岩，含碳粉砂岩和粉砂岩密度比上述两种岩石都小，两者之间存在190—340（kg/m³）的密度差。

（2）钻孔中岩心标本的密度值比地表标本的密度值要高一些。

（3）由不同岩石的密度值表明橄榄岩、辉长岩相对粉砂岩能够产生一定的重力异常。

综合岩石磁性和密度的特征，可以推断基性-超基性岩体可以引起重力异常和部分磁力异常，因为辉长岩一般不具磁性，不能引起磁异常，只有存在橄榄岩和具一定规模时才能引起磁异常。因此当组成基性-超基性体的岩石类型不同时，将产生不同的磁力和重力异常，两者异常可能一致，也可能不一致。

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