陳 寧
(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第十一地質(zhì)大隊(duì),新疆 昌吉 831100)
近些年來,我國地質(zhì)勘測(cè)部門在新疆鄯善縣的地層結(jié)構(gòu)中,發(fā)現(xiàn)了大量的多金屬礦產(chǎn)資源,并對(duì)這些金屬礦藏進(jìn)行了各方面的地質(zhì)勘察和研究?;瘜W(xué)探測(cè)的異常結(jié)果顯示,該區(qū)域有大量的含有鉛、鋅等金屬元素的礦石。由于鄯善縣的地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,地表的礦化蝕變體種類和數(shù)量較多,礦體的分布范圍較廣,走向方位各異,因此,對(duì)鄯善縣鉛鋅礦體的研究結(jié)論還比較少?,F(xiàn)已開采的礦化蝕變體質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到工業(yè)礦體標(biāo)準(zhǔn),地下的礦化蝕變,面積也較廣,大部分可構(gòu)成低品位的工業(yè)礦體,局部可形成高品位的鉛鋅富礦體。物理探測(cè)結(jié)果顯示,礦區(qū)內(nèi)的激電顯示異常且面積較大,剛好符合礦化蝕變現(xiàn)象,因此可斷定,該礦區(qū)的找礦前景優(yōu)良。可是到目前為止,礦區(qū)的礦化中心位置依舊不明確,也沒有找到礦體富集區(qū)域的找礦標(biāo)志,無法確定控礦因素,使富礦體的找礦工作進(jìn)展緩慢。因此,本文將研究鄯善縣的地質(zhì)構(gòu)造,并對(duì)多金屬礦體的物化探結(jié)果和成礦機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)研究,分析鉛鋅礦區(qū)的控礦因素,總結(jié)富礦地段的找礦標(biāo)志和分布規(guī)律,使礦體勘察和找礦工作實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步突破,為多金屬礦資源的開采利用奠定基礎(chǔ)。
鄯善縣位于新疆吐魯番盆地的東側(cè),隸屬于吐魯番市,三面環(huán)山,東北高、西南低,東北部和天山相鄰,地勢(shì)險(xiǎn)峻;西南部多是大漠戈壁,地勢(shì)平緩。在地理構(gòu)造上,屬于塔里木、準(zhǔn)格爾—哈薩克斯坦和西伯利亞三個(gè)地質(zhì)板塊的交匯點(diǎn),是中亞造山帶的關(guān)鍵地區(qū),屬于小陸塊聚集地質(zhì)板塊,斷裂構(gòu)造眾多,地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,斷裂規(guī)模較大的主要有康古爾大斷裂和阿奇克庫都克大斷裂,這兩個(gè)大斷裂延伸穩(wěn)定,它們之間形成了康—阿碰撞縫合帶。
鄯善縣的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備量非常大,目前境內(nèi)已經(jīng)探明的礦產(chǎn)資源有石油、天然氣、花崗巖、鐵、金鋅等40 余種。此外,鄯善縣還是世界上鈉硝石儲(chǔ)備量最大的地區(qū),也是我國第二大膨潤土資源地,開采潛力巨大。同時(shí),也蘊(yùn)藏大量的多金屬礦石,現(xiàn)有彩霞山鉛鋅礦、延?xùn)|土屋斑巖銅礦、維權(quán)銀多金屬礦、白石泉銅鎳礦等可開采金屬礦區(qū),近年來一直是我國地質(zhì)勘察和礦產(chǎn)資源的研究熱點(diǎn)。
鄯善縣礦區(qū)的出露地層主要有中泥盆統(tǒng)薩阿爾明組和薊縣系卡瓦布拉克群。從成分結(jié)構(gòu)上看,大多為泥粉晶、細(xì)晶以及少部分亮晶,主要有三個(gè)巖性段,第一巖性段主要是淺黃白色白云質(zhì)大理巖、變質(zhì)粉砂巖和含碳硅質(zhì)板巖,第二巖性段可分為上下兩層,上層主要是黑色、灰黑色以及淺灰色的細(xì)晶巖,而下層主要有灰白色的石墨微晶白云石大理巖和硅質(zhì)細(xì)晶白云巖。區(qū)內(nèi)的地層普遍發(fā)生了區(qū)域變質(zhì)反應(yīng),包含走向X 型的地質(zhì)斷裂和β 型的板塊褶皺,這些地理變化推動(dòng)了礦物質(zhì)熱液的聚集和流動(dòng),形成了大量的金屬礦藏。
(1)物探特征。礦化體在發(fā)生蝕變以后,巖層密度、電阻率以及高級(jí)化特性都會(huì)有所改變。一般來說,礦體的密度和極化性會(huì)增高,自然伽瑪和電阻則會(huì)較周圍巖層更低[1]。經(jīng)過物理地質(zhì)勘查,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)礦區(qū)有15 條礦化蝕變帶,長度大多在200m~3000m 之間,寬10m 到100m 不等,整體呈東北走向,帶內(nèi)的礦化蝕變有黃鐵礦化、褐鐵礦化、鉛礦化和綠泥石化等等。
從礦區(qū)的物理探測(cè)的角度來看,可以根據(jù)重力檢測(cè)結(jié)果探測(cè)出密度高的礦體分布地點(diǎn),再通過CSAMT 法圈定金屬礦體的富集部位,鄯善縣礦區(qū)現(xiàn)有13 條礦化蝕變帶被圈定為多金屬礦區(qū),其中11 條是地表揭露礦體,還有兩條是隱伏礦體。在這些礦體中PbZn9 是儲(chǔ)備量最大的礦區(qū),整體呈北西西走向,中部厚、兩邊薄,最大長度為1100m,平均厚度有3.54m,傾角在50°~65°傾向在140°~165°,礦體內(nèi)含有大量的Pb、Zn 以及少量的Ag。鉛的最高含量為1.92%,最低含量是0.77%;鋅的最高含量為6.41%,最低含量是3.37%,銀的平均含量為4.63g/t。
(2)化學(xué)異常特征。在礦區(qū)內(nèi)進(jìn)行1:20 萬化探檢測(cè)后,結(jié)果顯示鄯善縣礦區(qū)內(nèi),元素含量是地殼豐度值2.5~6.5 倍的元素有Au、Ag、Pb、Zn、As、Bi、Mn。其中,Pb、Zn 和Ag 元素的巖石和水系沉積物平均豐度值較高,元素異??偯娣e是264.56km2,在巖石樣的采集當(dāng)中,Ag 的富集度較高,但在水系沉積物中含量很少,說明Ag 次生富集度不強(qiáng)。
在對(duì)鄯善縣礦區(qū)的地質(zhì)成分進(jìn)行勘察和評(píng)估過程中,并未發(fā)現(xiàn)火成巖,因此可以認(rèn)為礦石的形成和地殼巖漿運(yùn)動(dòng)無關(guān)。很多金屬礦物呈斜層理狀或細(xì)粒浸染層理狀分布,屬于地質(zhì)沉積的構(gòu)造。地質(zhì)沉積主要有以下兩種類型:
沉積巖層控-后期改造型。根據(jù)鄯善縣礦區(qū)的基本地質(zhì)特征,明顯可以看出,很多礦區(qū)的礦帶是在古生代晚期的陸緣被動(dòng)改造時(shí)形成的,因此屬于陸緣構(gòu)造型礦產(chǎn)。在中元生代長城紀(jì),地層結(jié)構(gòu)中沉積了很多碳酸鹽巖構(gòu)成的火山石碎屑,碳酸鹽巖經(jīng)過被動(dòng)改造以后,發(fā)生變質(zhì),逐漸形成了云母片巖、石英巖、黑云斜長片麻巖和混合巖夾大理巖等共同組成的巖石組合。這些巖石的厚度較大,具有一定的陷槽沉積巖特點(diǎn),部分層段的鉛鋅等金屬元素含量較高,逐漸形成了礦化層,成為礦源層的成礦基礎(chǔ)。進(jìn)入晚石炭紀(jì)以后,地殼開始頻繁碰撞擠壓,并構(gòu)造出天山,花崗巖開始廣泛侵入。巖漿活動(dòng)了驅(qū)動(dòng)地殼運(yùn)動(dòng),為成礦提供寶貴的物源和能源,地層中的流體沿著剪切的裂帶循環(huán),并在此過程中,吸收汲取基底地層中的古老物質(zhì),在可容礦的地域最終成礦。
海底噴流沉積型。鄯善縣礦區(qū)的礦層分布同時(shí)受到局限性盆地和同生斷裂帶等特殊沉積地相的控制,在礦層中也有塊狀的白云巖天青石巖、以及含有石膏碎塊的角礫狀灰?guī)r等噴流沉積巖,這些巖石與礦物質(zhì)的富集程度有關(guān),并且很多礦石的結(jié)構(gòu)具有同生沉積和疊加改造的特征,這也是礦體沉積的又一例證。
經(jīng)過物理探測(cè)發(fā)現(xiàn),在鄯善縣礦區(qū)的內(nèi)部,有大量的斷層存在,這些斷層的對(duì)礦體的作用并不相同。遙感解譯結(jié)果顯示,在成礦區(qū)域,有很明顯的北西向斷裂,結(jié)合礦體的實(shí)際情況可知,北西向的地質(zhì)斷層是礦區(qū)的導(dǎo)礦斷層。在井下觀察后測(cè)得,礦區(qū)內(nèi)部還有一處北東向斷層,該斷層所處的一系列斷層均為大斷層的支斷層,對(duì)礦層進(jìn)行構(gòu)造解譯后可以發(fā)現(xiàn),北東向斷層對(duì)礦體的礦脈延伸走向起到破礦的作用,說明北東向斷層為礦區(qū)的破礦構(gòu)造。
鄯善縣礦區(qū)的侵入巖主要有兩種,一種是花崗斑巖,另一種為二長斑巖(如圖1 所示),通過礦區(qū)的物化探測(cè)和井下觀察可知,礦體的形成和巖體有著十分密切的聯(lián)系。
圖1 二長斑巖
直接標(biāo)志:第一,礦體巖石經(jīng)過不同程度的金屬礦化之后,根據(jù)巖石所含的金屬離子不同,礦體上部的巖石表面會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色,可作為找礦的最直接標(biāo)志;第二,在礦體中,碳酸鹽化物經(jīng)常和礦藏的金屬硫化物同時(shí)存在,碳酸鹽化物在鏡下觀察比較明顯,因此也可以作為找礦的重要標(biāo)志;第三,簾石化或榴石化標(biāo)志也能決定礦體的分布位置,在礦區(qū)井下以及洞口,經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn)石榴石和綠簾石,這也是重要的找礦標(biāo)志之一[2]。
間接標(biāo)志:在礦區(qū)的延伸部位和外圍部位,若出現(xiàn)物化探異常,則說明可能存在大量的金屬礦藏,是找礦的間接標(biāo)志[3]。
本次研究對(duì)鄯善縣地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘察,發(fā)現(xiàn)地域內(nèi)含有大量的多金屬礦石,進(jìn)過物理探測(cè)和化學(xué)探測(cè)可知,礦區(qū)內(nèi)鉛、鋅、銀的富集程度較高,成礦機(jī)制主要為巖層沉積改造和海底噴流沉積兩種類型,控礦因素主要為構(gòu)造控礦和巖體控礦兩種因素,最后總結(jié)了多金屬礦石的找礦標(biāo)志,以期提高鄯善縣金屬礦區(qū)的開采效率,使鄯善縣的礦產(chǎn)資源得到科學(xué)合理的開發(fā)和利用。