在我国境内,铜镍硫化物的矿床分布情况为,东北地区、西南地区、西北地区。在20世纪70年代的时候,在我国的新疆地区已经发现了黄山和喀拉通克地域是铜镍硫化物矿床的成矿集中区域,还有在箐布拉克发现了铜镍硫化物的矿床,这就让新疆成为了我国第二个镍资源集中的大区域。另外,白石泉在新疆的中天山地块北缘,处于阿齐库都克至沙泉子的断裂带南,是铜镍矿构造。实际勘探中,发现此区域的隐伏矿体变化莫测,矿体的预测非常困难,很大程度上阻碍了勘探工作的进一步进行。为此,对此区域的铜镍矿的矿床地质特征进行分析有利于提高矿产资源开采的质量。同时开展找矿预测,运用科学方法进行找矿,可提高该区域矿产资源的勘探效率,为我国积累更多的铜镍资源做准备。
1、矿区地质
此矿区位处中天山地块之内,出露地层是古老变质岩系,古老的基底已经经历过很多次的构造运动,因此岩浆活动非常活跃,侵入岩在非常大的面积范围内展布。这种构造运动形成和岩体侵入,促使本区矿床的形成。
1.1地层
(1)中元古界。
其一,长城系星星峡群(Chx):此部分是星星峡群,更多的是一套浅海至滨海相碎屑岩的构造,岩性特点是片麻岩、片岩、少量大理岩、花岗岩质糜棱岩。以岩性作为分类的标准,可以分成三个亚群,分别是下亚群、中亚群、上亚群。下亚群:处在白虎关背斜轴的部位,是一套混合岩、片麻岩、条带状的混合岩。中亚群:处在白石泉矿区的周围,此部分为白石泉矿区的基性-超基性的杂岩体围岩主要部分,主要岩性包括花岗质糜棱岩、片岩、变粒岩、片麻岩,还有极少的大理岩,并与下伏地层的关系是整合接触。上亚群:位处图幅的中部,是一套石英岩、片岩、大理岩,并同下伏地层处于整合接触的关系,个别的地段有断层接触[1]。
其二,蓟县系卡瓦布拉克群(Jxkw):该部分位处沙泉子大断裂的南部,分布形状为条带状,是一套浅海相碎屑岩的建造,主要沉积是含镁或者富镁的盐酸盐,岩性是白云质大理岩和大理岩,还有少量片岩,并通过下伏星星峡群地层保持断层接触的关系,是北部白泉杂岩体的围岩。
(2)上元古界。
此区域内的上元古界表现为,中震旦统和下震旦统,其二者的接触结构为断层。主要岩性分布有角闪片岩、角闪斜长片岩、云英片岩、绿泥石英片岩夹杂大理岩、二长浅粒岩、斜长变粒岩。还有部分地段受到接触变质的影响,出现了石英岩或者大理岩。此套岩性为天湖铁矿类型的含矿围岩,包括岩性是片麻岩、角闪片岩。
(3)上古生界。
此部石炭系分成下石炭统雅满苏组上亚组、中石炭统底坎尔组,其二者是整合接触。位处沙泉子大断裂的北部,沿北带状分布,向东延伸,是一套火山岩--沉积岩的组合,主要岩性有紫色玄武岩、灰绿色玄武岩、长石砂岩、灰岩、凝灰岩夹杂凝灰质角砾岩,也有辉绿岩出现。此部分地层和下伏地层保持断层接触,还有角度不整合的接触[2]。
1.2构造
此部分矿区位处沙泉子大断裂的南部,呈现出十分复杂的构造,有着非常丰富的断裂构造,构造线方向表现是北东东向,沿着此方向分布有着大部分断裂和地层。此矿区分成三组断裂,方向分别是北西向、北东向、北东东向,并且可将整体断裂构造划分成四个断裂构造形成期。第一期,形成时期比较早的部分,沙泉子断裂此一级断裂的构造,此期的特点是多期活动。第二期,NEE向的前期断裂,此期的断裂少部分是北北西走向的断裂,大多数都是北东东向的断裂,并且同各个蚀变带(已成为矿体)在走向上是一致的,处在了蚀变带的中部或者附近位置。具体倾向不够明确,可是大致都发育成糜棱岩化带,特征是多期活动。第三期,断裂构造的发展方向是北东向或者北北东向,此时期的断裂构造给矿体造成的破坏比较小,也没有在主矿体上产生破坏,只是单纯影响到岩体东部的环形蚀变带,让其产生一些错动。第四期,剩余部分断裂都是四期断裂构造,整体上对于矿体产生的破坏非常小[3]。
从以上分析中能够看出,此矿区中断裂的很多都呈现出多期活动特点,并且,第一期、第二期的断裂构造大部分是压扭性的断层,不管是走向上,还是倾向上都存在错动,因此找矿非常困难。
1.3岩浆岩
此部分的矿区中,广泛分布着侵入岩,已经占到整个矿区面积的20%之上,以华力西期的第二侵入此的各个阶段侵入岩为主。在此矿区中有一个最大规模的超基性岩体,同中部主岩体的星星峡组中亚组部分地层有相隔,形状为近似的圆形,南北的宽度大约为130米到140米,东西长度为150米,整个面积是0.018km2。岩体的分布区域大多数受到第四系的冲洪积物的覆盖,普遍存在着“球状”的风化。杂岩体的北部是辉石岩相,表现为强纤的闪石化,其南部是橄榄岩相。
2、新疆白石泉铜镍矿矿床的找矿预测
2.1高精度磁法
运用高精度磁法进行找矿预测,绘制出矿区磁力分布图,可以看到矿区整体上呈现弱磁异常的分布情况,分布类型为弱-负磁的异常分布。在部分超基岩性的岩体上有着明显的此异常,可以达到的强度是-200nT到400nT,并且在矿区中矿体是辉长杂岩体的时候,显示出明显的磁异常。在此基础上进行分析,能够得到出,白石泉矿区的找矿预测中,使用高精度磁法进行,可以找出露地表或者埋藏比较浅的铜镍矿体和超基性岩体,此时有着明确的指示,可是在预测深部的隐伏铜镍矿体的指示不够明显,预测效果不佳。
2.2高精度重力法
使用高精度重力法进行找矿预测,绘制高精度重力的异常图,可看出中等异常椭圆的长轴方向和规模最大的矿体走向有着良好对应,并且南部隐伏厚大矿体和此部位重力异常图有着良好对应。可见,使用高精度重力法在预测岩体底部的隐伏的铜镍矿体有着明确的指示作用[4]。
2.3控源大地音频电磁剖面测量法(CSAMT)
此次使用了可控源的大地音频电磁剖面图,可清晰地显示出岩体的深部形态。比如,在勘探线的二维反演图中,可以看出低阻区部分呈现盆状,这能与岩体形态准确地对应。并且,存在矿体的地方,重力表示为低阻-高阻的梯度带,并且其的Bostic 反演视电阻率,一般都是200 Ω·m之下。可见控源大地音频电磁剖面测量法(CSAMT),在预测白石泉矿区的岩体底部隐伏铜镍矿体时,有着明显的指示作,有助于矿体的寻找。
结束语:
综上所述,白石泉铜镍矿的矿床地质特征非常复杂,地层多样、构造复杂、有侵入岩浆岩,因此找矿非常困难,为此提出三种矿体预测方法,分别是高精度磁法、高精度重力法、控源大地音频电磁剖面测量法。第一种方法对于隐伏的深层矿预测不够准确,只能预测地表或者浅层矿体,而后两种可以较好地反应深层矿体,为此找矿预测可将后两者结合使用。
参考文献:
[1]王志福, 吴飞, 谭克彬,等. 哈密红石岗铜镍矿矿床地质特征及找矿前景[J]. 新疆地质, 2012, 30(003):307-311.
[2]李兄, 魏丽琼. 矿床地质特征及经济模型法在铜镍矿预测中的应用[J]. 城市地理, 2017, 000(018):98.
[3]朱建兴, 贾文艳, 李福占. 内蒙古黄花滩铜、镍矿矿床地质特征及矿床成因[J]. 西部资源, 2014, 000(001):128-130.
[4]李飞, 裴云婧, 李朗田,等. 博茨瓦纳东北部铜矿、铜镍矿成矿地质特征及典型矿床实例[J]. 资源环境与工程, 2019, 33(3).