發布時間：2022-04-16所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：在綜合研究分析金川銅鎳礦區前人資料的基礎上，經現場地質調查、收集地質資料，總結了礦區的成礦規律，有針對性地在Ⅰ礦區的北東側開展了地質-地球電化學-地球物理多元信息的深部邊部成礦預測。 根據地電化學數據的統計結果，對礦區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前人資料的基礎上，經現場地質調查、收集地質資料，總結了礦區的成礦規律，有針對性地在Ⅰ礦區的北東側開展了地質-地球電化學-地球物理多元信息的深部邊部成礦預測。 根據地電化學數據的統計結果，對礦區元素共生組合和成礦作用、成礦期次等地球化學特征進行了探討，以此確定了地電化學綜合異常;在掌握礦區巖石、礦石物性特征的情況下，通過地球物理勘探推測在Ⅰ號礦體與 F1 斷裂之間存在一隱伏的超基性巖體。 最終對礦區進行地質-地電化學-地球物理特征的綜合分析，圈定了測區的找礦遠景區。
關鍵詞：金川銅鎳礦;地球電化學; 多元信息 ;成礦預測
1 區域地質背景
金川銅鎳礦床大地構造位置位于華北地臺阿拉善地塊西南緣的龍首山隆起中， 礦床南鄰活動強烈的祁連板塊，北接相對穩定的阿拉善地塊。 本區區域構造發育[1]，主 要 斷 層 有 F1、F8、F17、F23、F16、 F16-1 等(圖 1)。 區內出露地層為前長城紀龍首山群，其下部為白家嘴子組， 系一套經歷高角閃巖相部分重熔的變質巖石，由黑云母斜長片麻巖、斜長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。 區內巖漿巖發育，鎂鐵質—超鎂鐵質巖體(金川巖體)沿龍首山隆起斷續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，呈不規則的巖墻狀產出 。 金川現存巖體長約 6500m，寬 20 多 米 到 500 多 米，延 深 數 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，依次編號為Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ四個礦區(圖 1)。
大量觀測資料表明， 金川含礦巖體為一復式侵入體，至少分 4 期先后侵入成巖成礦[2]。
2 金川Ⅰ礦區礦床地質
巖體出露地表長 1500m，介于斷層 F8 與 F16-1 之間，西部最大寬度達 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、 斜長角閃巖和大理巖中， 這套變質巖既為含礦巖體的圍巖，也是部分礦體的圍巖。
礦區地層為一向 SW 傾斜的單斜構造， 層間褶皺較發育，常形成一些緊閉的小型背斜和向斜，褶皺軸向多為北東向。礦區斷層較發育，按其產狀可分為以下 3 組(圖 2)：①NW 向逆斷層，以 F1、F16 斷層為代表，該組斷層為礦區的主干斷層，力學性質為壓扭性， 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。
礦體的空間產出與構造關系十分密切， 構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、構造變質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 向斷裂具多次活動的特點，使含礦巖體多次破碎，并在部分地段將巖體拖曳旋轉成柱狀， 后期構造-變質熱液攜帶成礦物質在斷裂帶或破碎地段聚集成礦。
區域內巖漿活動頻繁， 以加里東期最為強烈，呂梁期、海西期次之，燕山期微弱。 與含礦有關的超基性巖主要形成于呂梁期。
3 地電化學法找礦
以電化學遷移為原理的地球化學測量找礦法就叫地電化學勘查法[4-5]，其形成原理如圖 3 所示[6]。 本工作區采用的地電化學方法為地電提取法和土壤離子電導率法。
地電提取法利用人工電場的作用， 使地下巖石中的離子動態平衡被破壞， 促使離子向離子收集器中遷移。 根據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。
電化學溶解作用使礦體和疏松沉積層中陰陽離子按一定規律遷移和分布， 使巖石和土壤中原有的物化參數 (土壤導電性和土壤中各種離子含量)發生變化，如各種陰陽離子濃度增大，介質離子電導率也隨之增高， 而土壤離子電導率能較好地反映出土壤中所有可溶性離子的總濃度， 也是一個示礦信息較強的物理化學綜合指標。
3.1 地電化學異常特征
本次工作區位于Ⅰ礦區 NE 側， 共布置 13 條地電化學測線(圖 4—圖 6)，測網密度為 100m×20m。 對 其進行了 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率找礦研究。
將所得數據經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 異常反應較好， 在超基性巖的 NE 側有 2 條與已知巖體平行產出且三帶齊全的帶狀異常(Cu-3、Cu-12)，應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 于超基性巖體產出， 除 Cu-6 外其余異常三級濃度帶齊全，且 Cu-5 異常規模較大，走向長度約為 550m，最大異常寬度約為 100m，存在 3 個濃集中心，異常最高值出現在 12 號線上，異常值為 150.4×10-6。 另外在 26、32 線的北側有 2 個三級濃度帶齊全的異常出現， 其中 32 線 8 號點的異常值達 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出，其中一邊與 Ni-6 緊鄰超基性巖體， 應與超基性巖體有關， 另一邊靠近 F1 在 14 線上存在 1 個三帶齊全的濃集中心。此外在 26 線上存在 3 個異常，其中 1 個三帶齊全。 30~32 線的北側存在 1 個兩帶齊全的異常; 伴 生 元 素 Co-5、Co-14 平行于巖體產出，應與巖體有關。 在 10~18 線的北側存在 1 個平行于巖 體 的 帶 狀 異 常，規 模 較 大，存 在 1 個 濃 集 中 心，三帶齊全。在 16~18 線的南側存在 1 個三帶齊全的異常帶。在 26、30、32 線的北側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計和元素組合異常的特征
相關關系指現象之間客觀存在的、不完全確定的依存關系。 相關系數則是表述變量之間相關關系密切程度的指標， 可以更直觀地說明變量之間相關的密切程度。
因子分析以多變量之間的相關關系為基礎，據此將變量加以組合，構成最少個數的獨立的新變量——因子， 從而表達變量的總變異，達到簡化變量、揭示其變異原因的目的。 每一個因子在地質上均可以代表變量之間的一種基本結合關系， 往往指示出某種地質上的共生組合和成因聯系。 用因子代替原始變量，不僅原始變量的相關信息損失無幾， 而且更能反映地質現象的內在聯系[7]。
通過相關性分析可知 ：Cu、Ni、Co， Co、Ni、Ti、Mn，Ag、Pb、Zn 的相關性較好。
在因子分析中， 前 4 個因子的累計方差貢獻值達到 87.672%，基本能比較全面地反映所有的地質信息，因此選取前 4 個因子對地電提取異常進行分析。 根據因子得分值，4 個主因子代表了不同的元素組合，F1 因子代表 Co、Mn、Ti，F2 因子代 表 Ag、Pb、Zn，F3 因 子 代 表 Cu、Ni，F4 因子代表 V。
根據因子分析的結果， 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�；酒叫杏诔詭r體產出， 緊鄰超基性巖體產出 1 條平行于巖體的 Cu-Ni 組合異常帶，應為已知巖體所引起的。 在 12~18 線的中下部和 14~18 線的北側有規模較大的 Cu-Ni 組 合 異常帶出現。 另外在 26、32 線的北側也有較好的 Cu-Ni 組合異常出現，推測應為隱 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�；疽恢隆� Ag-Pb-Zn 元素組合異常主要分布在 12~16 線上， 另外在 26、32 線的北側也出現了較好 的 Ag-Pb-Zn 元素組合異常。
3.1.2 土壤離子電導率異常特征
經作圖分析， 在工作區共劃分出 9 個土壤離子電導率異常(圖 10)。 土壤離子電導率異常具有以下幾點特征： ①從分布上看， 土壤離子電導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 片 麻 巖)、白 家 咀 子 組下段下巖性段(AnZb1-1，角礫狀混合巖-均質混合巖)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土壤離子電導率異常的分布與測區的斷裂構造有很密切的聯系， 如：Con-7 號異常經過 F8 且距 F1 較近，Con-1、Con-2、Con-3、 Con-5 號異常位于或鄰近 F16、F6， Con-9 號異常位于 F8 上。
3.2 對地電化學異常認識
集成地電提取法和土壤離子電導率法所得到的異常，并結合測區的地質情況，得到以下幾點認識。
(1)在已知的含礦超基性巖體上均測出了很好的地電提取異常和土壤離子電導率異常， 說明上述 2 種電化學方法在該區找礦是可行且有效的。
(2)測區內的異常嚴格受斷裂構造的控制，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率異常的重合性不 及 Cu、Ni、Co、Ti、Mn 強，但在存在電提取異常的地段或其附近總會出現土壤離子電導率異常。這說明電提取異常與土壤離子電導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性、 地表的地質環境有關。所以， 在綜合分析電化學異常時應該考慮到這種異常在水平位置上的偏移現象。
(4)綜合電化學異常可以看出，電 化學綜合異常主要分布在 12~18 線 的 SW、 NE 側和 26、32 線的北側。
4 地球物理特征
巖石與礦石的物理性質主要是以付開泉等[6](表 2)的資料為主要依據，從表 2 中可以看出以下特點： 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。
在Ⅰ礦區 NE 側進行了 100m×40m 測網的 TEM 測量和 100m×10m 測網的高精度磁測工作，測區內共布設了 10 條物探測線 8～26 線(圖 11)。 將物探野外數據經過處理，做出測區 TEM、高精度磁測異常圖(圖 11、圖 12)。
圖 11 是 TEM 晚時道異常平面剖面圖， 反映了測區內深部低阻體異常的分布規律。 為便于下面的分析，圖中劃分為 3 個異常，編號為 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 個異常，均為寬雙峰特征的異常。 TEM-2 只有 1 個異常，3 條線上晚時道異常特征均為寬單峰。 TEM-3 包括 2 個異常， 晚時道異常特征以雙峰為主，8 線和 12 線左側為單峰特征。
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 個磁異常， 推測可能是由隱伏超基性巖體所引起的;在 18~20 線的北側突出一塊，可能是由局部隱伏的小巖體所引起的。
綜合高精度磁測和 TEM 法所得到的異常， 考慮到異常在平面上的展布規律及其與已知超基性巖體、礦帶、F1 大斷裂帶的平行關系， 根據近礦外圍的地層磁性特征，推測已知礦帶和 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 找礦標志的確定
找礦標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象和線索。 根據對金川銅鎳硫化物礦床控礦因素和成礦規律的分析，結合地質、地球電化學、地球物理實際探測的結果，將Ⅰ礦區隱伏礦找礦標志劃分為三大主要標志，即地質標志、地球電化學標志和地球物理標志。
(1)地層：含礦超基性巖體主要侵位于大理巖、片麻巖和斜長角閃巖中。 其中片麻巖、斜長角閃巖化學性質穩定，透水性差，是較好的隔擋層，使成礦物質能夠在超基性巖漿內充分結晶分異。 大理巖則化學性質活潑， 有利于形成接觸交代型礦化。
(2)構造：深大斷裂是金川礦區的主要控礦斷裂，具有長期和多期活動疊加的性質，為含礦巖體提供了侵入通道和就位空間。 后期構造對含礦巖體的改造，一方面破壞巖體的連續性和完整性，另一方面可在巖體內形成張裂低壓帶，構造變質熱液可攜帶被活化的成礦物質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部位是多期成礦熱液活動的有利場所和礦體定位的重要空間。
(3)巖漿巖：成礦物質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志。
(4)地 球 電 化 學：地 電 提 取 異 常 以 Cu、Ni 異常為直接的地電提取找礦標志， 其余的元素異常以輔助的形式作為找礦的間接標志。 另外，土壤離子電導率異常是對土壤中可溶性離子總濃度的反映， 因此也可作為該區尋找隱伏礦體的重要標志。
(5)地球物理：測區的硫化物礦體具有高磁低電阻的特點， 超基性巖體具有高磁高電阻的特點。 因 此 瞬 變 電 磁 法(TEM)和高精度磁測法組合異�？勺鳛閷ふ业叵碌妥梵w和隱伏超基性巖體的重要標志。
6 地、物、化多元信息成礦預測
結合測區的地質特征和物化探異常情況，在測區共圈出 4 個成礦遠景區(圖 13)。 所圈出的 4 個遠景區除ZC-4(因實際地理位置的限制未能進行物探測量)沒有物探異常外，其余 3 個遠景區均具有較好的電化學組合異常， 與斷裂關系密切，且都有高磁異常和 TEM 異常與之對應，因此具有較好的找礦前景。 ZC4 號遠景區，雖然沒有物探資料，但從地理位置來看，該遠景區臨近 F1、F8 的交會處，電化學組合異常較好，且 32 線上出現了 Cu 的極高值，因此也具有進一步工作的價值。——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
[1]湯 中 立,李 文 淵.金川銅鎳硫化物(含 鉑)礦 床 成 礦模式及地質對比[M].北京:地質出版社,1995.
[2]湯中立，錢壯志，姜常義,等.中國鎳銅鉑巖漿硫化物礦床與成礦預測[M].北京:地質出版社，2006.
[3]劉高.高地應力區結構性流變圍巖穩定性研究[D]. 成都理工大學碩士學位論文,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.地球電化學勘查及深部找礦[M].北京,冶金工業出版社，1996.
[7]煤炭科學研究院地質勘探研究所,西安礦業學院數學研究室.數學地質基礎與方法[M].北京:煤炭工業出版社.1981.
[8]付 開 泉，李 白 祥.甘 肅 金 川 銅 鎳 礦 床 地 質-地 球 物理綜合找礦模型[J].甘肅地質，2006，15(1):62-66.
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