地質局豐成友
① 中國地質科學院礦產資源研究所
中國地質科學院礦產資源研究所作為中國地質調查局直屬的事業單位,既是國家科技創新體系的重要組成部分,又是中央公益性地質調查隊伍的主體力量和重要技術支撐。主要開展礦床地質、地球化學、地球物理、成礦規律、成礦預測、礦產勘查新理論新方法、礦產資源調查評價、礦產資源戰略和可持續發展研究,以及重大礦產資源科學問題研究等。中國地質學會礦床地質專業委員會、礦物專業委員會掛靠在所,主辦學術刊物《礦床地質》。
王瑞江所長在典型示範成果技術委員會驗收會上做報告
國內知名專家、院士評估潛力評價典型示範成果
王瑞江所長(中)、張佳文副所長(右二)、毛景文副所長(左二)、王宗起副所長(右一)、邢樹文副所長(左一)
2009年礦產資源研究所承擔項目200餘項,其中國家科技支撐課題12項、國家863課題4項、國家973課題5項、國家自然科學基金項目20項、地質大調查項目38項、深部計劃專項項目1項、部危機礦山項目11項、部公益性行業專項項目3項、部百人計劃項目3項、各省局地勘項目3項、公司等委託項目28餘項等,以及所基本業務費項目和院實驗室項目若干項。獲國土資源科學技術獎一等獎1項、二等獎2項;發表論文153篇,其中SCI收錄23篇,ISTP論文3篇,EI檢索2篇,國外一般13篇,國內核心期刊99篇,國內一般13篇,出版專著9部。
全國礦產資源潛力評價新一輪技術培訓研討會
國土資源部地勘司和地調局有關領導親臨驗收會
2009年度重要科研成果
全國礦產資源潛力評價:屬國土資源大調查重點計劃項目,2009年整體工作有序推進,省級工作全面展開並取得實質性進展,基本完成除新疆、西藏、青海、內蒙古、黑龍江5省(區)外的全國各省(區、市)鐵礦和鋁土礦單礦種資源潛力評價工作(包括與鐵、鋁潛力評價相關的成礦地質背景、成礦規律、物探、化探、遙感、自然重砂、礦產預測、資料庫建設等項工作),及省級基礎編圖工作(包括1:25萬實際材料圖和建造構造圖、全省/區/市重力、磁測、化探、遙感、自然重砂等基礎編圖)。煤炭、銅、鉛、鋅、鎢、銻、稀土、金、鉀、磷等單礦種資源潛力評價工作正按計劃有序推進;全面完成全國典型示範工作,成效顯著並及時應用於礦產勘查年度工作安排和「十二五」規劃部署研究中;完成技術要求的最後審定和編制,交付正式出版;成功舉辦全國新一輪技術培訓;成功召開了2009年度全國工作會議,進一步加強和推進了項目組織管理和工作進度;開展了自2006年以來省級項目工作進度統計分析,按月及時、全面地掌握了工作進展情況;以開通專門網站和簽訂宣傳合作協議的方式,加強了項目成果的宣傳。
全國礦產資源潛力評價2009年度工作會議現場
全國鐵、鋁單礦種潛力評價成果示範驗收會
全國礦產資源利用現狀調查項目技術要求培訓會
全國礦產資源利用現狀調查:該項目是國土資源部開展的礦情三項調查任務之一。項目由中國地質科學院礦產資源研究所承擔,全國31個省(區、市)和相關行業部門參加,項目辦公室設在礦產資源研究所。本項工作於2007年啟動,計劃2010年底基本完成任務。
經過兩年的努力,本項工作已在全國全面展開。2009年主要進展如下:①按六大區片系統組織了全國技術培訓,另應安徽、廣東、廣西、河南、山西等十多個省(區、市)的要求,有針對性地開展了省級培訓,共計培訓技術人員5000人次,為本次核查工作奠定了堅實基礎;②全面展開了全國礦產資源儲量動態監督管理支持系統建設,包括煤炭礦區三維可視化系統開發、礦區資源概略技術經濟評價軟體開發及試點等;③省級試點及調研工作全面推進。為了發現和解決實際工作中的問題,全國項目組開展了黑龍江鶴崗煤炭礦區儲量核查試點、煤炭三維可視化系統試點、湖北及北京單礦種匯總試點、北京評審驗收辦法細則試點等一系列試點工作,並組織了山西、黑龍江的省級調研,這些工作均取得了良好的指導示範效應;④礦區資源儲量核查工作取得階段性成果。全國計劃核查礦區為22589個(含各省自選礦種),已完成核查4838個,完成比例為21%;部規定核查的大中型礦區5175個,已完成核查1196個,完成比例23%。
王瑞江所長(左二)、王登紅研究員(右一)在西藏新嘎果鉛鋅礦區考察
中國成礦體系綜合研究:屬國土資源大調查項目,項目負責單位為中國地質科學院礦產資源研究所,參加單位有天津地質礦產研究所、長安大學等。主要完成人員:陳毓川、王登紅、徐志剛、沈保豐、湯中立、陳鄭輝等。該項目在「中國成礦體系與區域成礦評價」項目的基礎上,通過對成礦作用和成礦系列的深入研究,充實了成礦系列內容,提升了中國成礦體系和成礦規律的認識;根據新資料,重新劃分了全國范圍的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級3個層次的成礦區帶,增加了海域成礦區帶的劃分,首次實現了國土面積的全覆蓋;從唯物辯證法的角度提出了「全位成礦—缺位找礦」的必然性和偶然性、一般性和特殊性、現實性與可能性,以揭示成礦規律,指導地質找礦,體現了根據「現實」來預測「可能」的基本思路,對拓展找礦思路具有重要意義;在深入研究各主要地質歷史時期成礦體系的地質構造環境等重大成礦基礎地質問題的基礎上,進一步確立了中國前寒武紀以陸核構造為主的成礦體系、古生代的板塊構造成礦體系和中、新生代的大陸成礦體系,充分體現了我國四大成礦體系各自的本質和特點;探索並已初步構建了數字化和系統化的中國成礦體系專家系統,為地質礦產資源勘查和礦產地質基礎研究等提供了便捷的查詢服務。2010年1月,該項目通過中國地質地調局成果報告評審委員會驗收,成績為優秀。
青藏高原火山沉積硼礦成礦條件與找礦標志研究:屬國土資源大調查工作項目,項目主要成員有:鄭綿平、齊文、李金鎖、陳文西、袁鶴然、劉建華、曹建科、鄭元、劉丹陽、李道明等。該項目通過多年深入研究區調查,取得下述主要成果。
發現和確認在青藏高原存在富硼二元結構火山沉積岩系,經K-Ar和SHRIMP測定年齡為21~16Ma。其成礦時代與土耳其安納托利亞主成硼帶相同;首次發現該火山沉積二元結構硼、鋰、銫、銣以及砷正異常,且與安納托利亞火山沉積岩系硼、鋰、銫、銣相當,並在火山沉積岩層中發現鈉硼解石和硼砂礦物,局部硼礦層已達工業品位;遙感、水化學、岩石礦物等多學科研究充分揭示卡湖地區有廣泛的硼、鋰(銣銫)地球化學高豐度顯示,其正異常面積約近10000km2。通過區域地質和岩石學研究,查明色卡執早中新世火山沉積岩形成地質構造背景。該區與安納托利亞同處於板塊邊緣附近,卡湖富硼超鉀質火山沉積岩系是在印度板塊與歐亞大陸陸陸碰撞期後、地殼東西向伸展背景下的封閉斷陷盆地中形成的,硼(鋰)物質可能是代表來自深部岩石圈和地幔部分熔融的產物。調查發現現代卡湖產硼砂和鈉硼解石的厚度達1m多,發現10個現代鹽湖和鹹水湖湖水硼或鋰達到工業品位,初步估算的B2O3和LiCl資源量分別為830萬噸和4.6萬噸;指出青藏高原同屬中新世早期沉積(五道梁群和查保馬組)的可可西里至青藏鐵路中段等地,值得進行火山沉積硼礦探索。調查結果表明,西藏卡湖地區火山沉積硼礦化區具備火山沉積硼礦床構造地質、岩石礦物和地球化學的找礦先決條件,具有尋找超大型火山沉積硼礦的潛力。該成果為我國突破超大型火山沉積硼礦的先導性成果,為在青藏高原尋找該類型礦床提供了重要的科學依據。
我國戰略性礦產勘查工作運行機制研究:屬中國地質調查局地質調查工作項目,主要完成人員有:王瑞江、崔艷合、王文、羅曉玲、孫艷、張新安、李建武、顏世強、劉樹臣。項目以科學發展觀為指導,深入分析了我國礦產勘查面臨的國內外環境和形勢;詳細闡述了戰略性礦產勘查工作的基本內涵、性質定位、主要任務和部署原則等;系統剖析了我國礦產勘查工作管理體制的變遷與特點,對計劃經濟和社會主義市場經濟兩個時期我國地質工作體制和運行機製取得的成績和存在問題等進行了評價;全面收集了世界主要以市場經濟體制為主體國家的礦產勘查工作管理制度、運行機制等基本資料,結合我國實際特點,從產業管理體制、礦產勘查投資、礦產勘查主體、礦業權運作等方面進行了對比分析研究,提出構建適合我國社會主義市場經濟體制的礦產勘查運行機制的基本要素和下一步改革建議;對我國戰略性礦產勘查的市場准入及退出、工作部署、找礦激勵、科技引領、主體互動、風險勘查、投資融資、質量監控、勘查利益調配、礦產戰略儲備、資料公共服務等各環節的運行機制進行了細致地闡述分析;深入探討了我國戰略性礦產勘查中有關公益性地質隊伍建設、國家公益性地質工作對商業性礦產勘查的引導和拉動作用,以及「走出去」等若乾重大問題。提出的這些認識和建議對推動我國戰略性礦產勘查工作具有重要參考意義。
「玢岩」型鐵、硫礦床及控礦構造的反射地震探測研究:高解析度反射地震在探測深度和解析度方面具有其他方法無法比擬的優勢。為試驗該方法在探測深部「層狀」礦床和控礦構造方面的有效性,呂慶田研究團隊在國家危機礦山專項計劃項目的支持下,於2008年在安徽廬樅(廬江—樅陽)礦集區的羅河—泥河—大包莊礦區採集了兩條10km的高解析度反射地震剖面。盡管礦區構造十分復雜,但疊加剖面仍然發現了很多反射:白堊紀沉積紅盆清楚的反射特徵,揭示出紅盆具有3層結構,厚度約1200m。從沉積韻律分析,白堊紀以來該地區在伸展構造背景之下伸展速度和沉積環境存在階段性變化;火山岩層大致呈現3層結構,火山沉積岩層(雙廟組、磚橋組)的厚度約800~1000m。火山沉積岩之下有明顯的「穹隆形」反射,推斷可能存在「鼻狀」隆起的侵入體。對照精細建立的地質剖面,羅河礦體、泥河礦體上方存在清晰的反射,與礦體位置基本對應,初步證實利用高解析度反射地震可以直接探測到礦體;同時也發現,當礦體陡傾,或結構形態復雜、或空間尺寸較小時,對應礦體無反射或呈零亂弱反射。試驗結果表明,高解析度反射地震可以用於探測深部控礦構造,在條件合適情況下,可以探測層狀礦體。
羅河、泥河、大包莊礦床地質簡圖及反射地震剖面位置(S1、S2)
圖中藍色、紅色和粉色方框分別代表泥河、羅河和大包莊礦區范圍;黑色、藍色和綠色圓點分別代表泥河、羅河和大包莊礦床鑽孔分布
S2偏移剖面的地質構造解釋結果
K1sh—雙廟組火山岩;Jzh—磚橋組火山岩;Q—第四系沉積;J—推斷為早中侏羅碎屑岩沉積(羅嶺組或磨山組);T—推斷為三疊系灰岩;Ky1、Ky2、Ky3分別代表紅盆的三層結構;粗實線為斷裂,細虛線為岩性界面;ZK64—剖面經過的鑽孔位置、編號及柱狀圖,鑽孔岩性圖例如下:
加拿大薩斯喀徹溫省找鉀勘查:屬於社會項目,主要完成人有:齊文、鄭綿平、閆長明、孫偉、羅曉峰、黃適等。礦產資源研究所與中川國際礦業控股有限公司開展戰略合作,在加拿大薩斯喀徹溫省鉀鹽成礦帶周緣進行找鉀勘查,通過大量地震物探、鑽探取心、測試分析和綜合地質研究,在KP488區塊找到了大型優質鉀石鹽礦床。該鉀礦層賦存於中泥盆統頂部,共有3個鉀礦層,埋深1229~1308m,礦層平均厚度19.25m。鑽孔控制礦體面積37km2。礦石類型為氯化鉀礦,KCl平均品位32.8%。KCl資源量巨大,達50255.85萬噸,其中:控制的內蘊經濟資源量(332)KCl3330.84萬噸,推斷內蘊經濟資源量(333)KC146925.01萬噸。勘查表明,這是一個具有良好開發前景的大型優質鉀石鹽礦床。
鄭綿平院士帶隊在加拿大考察鑽孔岩心
剛從鑽孔中取出的鉀鹽岩心
新疆准噶爾盆地周邊斑岩銅礦成礦條件研究:屬中國地質調查局地質調查工作項目,報告完成人有:楊富全、閆升好、劉玉琳、周剛、劉德權、王義天、楊建民、宋會俠。該報告將新疆准噶爾斑岩銅礦床成礦時代分為4期,即晚志留世—早泥盆世(427~411Ma),主要分布在東准噶爾瓊河壩地區;中泥盆世(378~376Ma),主要分布在准噶爾北緣的卡拉先格爾一帶;石炭紀(327~296Ma),主要分布在准噶爾北緣的希勒庫都克和西准噶爾的包古圖一帶;三疊紀,主要見於希勒克特哈臘蘇銅礦,疊加在中泥盆世成礦作用中。新疆准噶爾斑岩成礦帶體現出從東到西成礦時代逐漸變新的規律,從427~418Ma(銅華嶺銅礦)→411Ma(蒙西銅鉬礦)→374~378Ma(希勒特克哈臘蘇銅礦和玉勒肯哈臘蘇銅礦)→327Ma(希勒庫都克鉬銅礦)→310~296Ma(包古圖銅礦)。境外的東西兩段均發現了許多大型、超大型礦床,因此,處於中段過渡帶的准噶爾也有形成大型、超大型礦床的條件。對包古圖大型斑岩銅礦進行了系統研究,建立了包古圖斑岩銅礦成岩成礦年代學譜系,探討了成礦作用。測定了哈臘蘇斑岩銅礦成礦時代,對成礦流體性質和來源進行了研究,建立了礦床模型,提出早期成礦作用發生在中泥盆世,與斑岩有關,晚期疊加成礦作用發生在中晚三疊世,與構造—岩漿—熱液活動有關。
哈臘蘇中型斑岩銅礦區景觀
包古圖大型斑岩銅礦區景觀
岩礦和化石標本標准化整理、整合及共享試點:屬科技部、財政部自然科技資源共享平台項目中的子課題,主要完成人員有:張德全、崔艷合、佘宏全、唐紹華、李進文、豐成友、張作衡、白鴿、楊鄖城等。項目採集或收集整理了湖北大冶鐵礦、江西德興斑岩銅礦、雲南個舊錫礦、山東焦家、新城金礦等43個大中型金屬礦床標本共2882件,編寫完成了所有43個礦床和2882件岩礦石標本的描述和信息記錄工作。標本全部保存於資源所專業展覽館內,每一個岩礦石均建立了相關信息數據資料。可以通過網路查閱了解礦床的位置、用途、資源編號、規模大小、礦床特徵、礦石和礦體特徵、品位、主要地質圖件、分析數據等51項信息內容;同時提供單個岩礦石標本的結構構造特徵、礦石照片、提供標本的聯系方式等29項具體信息。主要應用網路服務面向社會和地質專業部門提供瀏覽性服務,為地質科學院研究生教育提供試驗教育服務。
2006~2008年岩礦石標本標准化整理礦床分布圖
② 中國地質科學院礦產資源研究所
中國地質科學院礦產資源研究所主要開展礦床地質、地球化學、地球物理、成礦規律、成礦預測、礦產勘查新理論新方法、礦產資源調查評價、礦產資源戰略和可持續發展研究,以及重大礦產資源科學問題研究等。中國地質學會礦床地質專業委員會、礦物專業委員會掛靠在本所,主辦學術刊物《礦床地質》。
2008年實際到所科研經費7200餘萬元(截至2008年11月30日),其中國家項目(「973」、「863」、支撐計劃等)1548萬元,佔22%;地質調查項目經費3632萬元,佔50%;其他項目2020萬元,佔28%。
2008年礦產資源研究所承擔項目200餘項,其中國家科技支撐課題12項、國家「863」課題4項、國家「973」課題10項、國家自然基金項目34項、地質大調查項目37項、國土資源部深部計劃專項項目1項、國土資源部危機礦山項目10項、國土資源部公益性行業專項項目2項、國土資源部百人計劃項目4項、各省局地勘項目10項、國土資源部資源補償費項目2項、公司等委託項目40餘項等;獲國家科學技術進步獎二等獎1項、國土資源科學技術獎一等獎1項、二等獎3項;教育部科學技術進步獎一等獎1項,天津市科學技術進步獎三等獎;發表論文191篇,其中核心期刊98篇,SCI收錄47篇;獲得實用新型專利1項。
王瑞江所長、書記在西藏岡底斯成礦帶考察驅龍銅礦
張佳文副所長在昆侖山口考察
毛景文副所長(左)在發展中國家礦產資源評價技術及應用培訓班上頒獎
王宗起副所長在秦嶺考察
2008年度重要科研成果
全國礦產資源潛力評價:屬國土資源大調查重點計劃項目,礦產資源研究所是實施單位和主要業務支撐單位。該項目2008年各項技術准備工作全面到位,重點圍繞鐵、鋁、鈾開展完成了12個示範區的全國典型示範工作,制定了各專業技術操作流程。編制完成鐵、鋁等23個礦種的全國礦產預測類型劃分方案,完成全國成礦區帶劃分,並出版潛力評價工作第一本專著:《中國成礦區帶劃分方案》。在典型示範工作推動下,省級工作全面啟動和實施,並取得實質性進展,已完成1:25萬實際材料圖275幅、建造構造圖190幅、礦產預測地質構造底圖284幅。開展了181個典型礦床研究,編制完成典型礦床成礦要素圖及成礦模式圖、預測要素圖及預測模型圖,以及重力、磁測、化探、遙感等圖件,完成區域成礦要素圖87幅,區域預測要素圖72幅。編制完成全省范圍的物探、化探、遙感和自然重砂資料處理和解釋圖件共2020幅。完成煤炭資源潛力評價相關基礎圖件533幅。開展了基礎資料庫維護,新增礦產地6826處。
2008年度全國礦產資源潛力評價項目辦(擴大)會議
在2008年度全國礦產資源潛力評價項目辦(擴大)會議上,領導研究項目組織推進有關問題
礦產資源潛力評價青海祁漫塔格典型示範區成礦地質背景編圖研討會
汪民副部長(中)與陳毓川院士(右)、陳仁義主任(左)討論潛力評價階段成果
全國礦產資源利用現狀調查:成立了全國礦產資源利用現狀調查項目辦公室,作為項目日常管理的工作機構;成立了項目專家委員會,以加強項目技術質量的監督管理;完成了全國礦產資源利用現狀調查總體實施方案的編制,在北京召開了全國培訓會,全國31個省(區、市)150多名管理和技術人員接受了培訓;完成了30個省級礦產資源利用現狀調查實施方案的編制,在重慶召開了有150多人參加的省級實施方案終審會;完成了《礦區資源儲量核查技術要求》的編制和評審,進行了全國和省級1000多人次的培訓工作;完成了《煤炭礦區資源儲量核查技術要求》、《礦區資源儲量核查成果資料庫建設技術要求》、《礦區資源儲量核查數據模型和數據錄入系統》的編制和開發並通過了專家的評審驗收;啟動了《油氣資源儲量核查實施方案和技術要求》的編制工作;啟動了礦區資源儲量地質經濟評價軟體和煤炭礦區資源儲量三維可視化動態監管系統軟體的開發工作;全國各省(區、市)礦區資源儲量核查試點正在進行,全國已完成資源儲量核查的礦區共725個,其中大型礦區88個,中型礦區168個,小型礦區469個;全國項目組積極走出去,赴山西、北京、河北、湖北、廣東、河南、江西等省指導各省開展工作;項目管理得到進一步加強。
青海別勒灘低品位固體鉀鹽液化開發的關鍵技術:屬國家「863」計劃課題,負責單位:中國地質科學院礦產資源研究所,參加單位:中國地質環境監測院、青海鹽湖工業集團、石家莊經濟學院。參加人員:焦鵬程、劉成林、李文鵬、趙元藝、郝愛兵、陳永志、王興富、李小松、王石軍、劉振英、王文祥。2008年度主要成果認識:青海別勒灘試驗區鑒定出鹽類礦物13種,確定地層中固體鉀鹽礦物主要為雜鹵石,其次為光鹵石、鉀石鹽等。研究試驗地層中KCl平均含量為2.24%;試驗區溶礦過程中地下鹵水中鉀與硫酸根離子含量均有增加並逐步穩定,固體鉀鹽液化效果顯著,鹵水質量可以滿足生產要求;採用化學示蹤和人工放射性同位素測井技術揭示鉀鹽液化驅動的水動力學條件,獲得試驗區鹵水實際流速和滲透流速分別為1.56m/d和0.24m/d,地下鹵水的流向為45°。計算出試驗區滲透系數平均值120m/d。針對青海鹽湖特點,將Pitzer軟體升級到Windows,開發了具有自主知識產權的高濃鹵水變溫平衡計算軟體。2008年由「863」計劃資源環境技術領域辦公室組織進行了中期檢查,評價優良。
全國礦產資源利用現狀調查工作會議
中國東部危機礦山深部及外圍找礦——老(危機)礦山合理勘查、開發模擬和礦山轉型與礦城問題研究:屬中國工程院咨詢和中國地質調查局危機辦綜合研究項目,項目負責單位為中國地質科學院礦產資源研究所。主要完成人員:裴榮富、李莉、李進文、梅燕雄、王浩琳。通過25礦種、10618座礦山的地質勘探和開采驗證對比,第一是提出危機礦山三維分類;第二是創新地建立了固體礦產合理勘查、不同規模礦山合理開採的平均年限、不同勘查階段風險投資決策支持系統和礦業5R循環經濟可持續發展4項科學技術方法模擬;第三是提出礦竭不等於礦(城)衰,資源再發現和多種經營是礦城轉型的基礎;第四是應深化研究深部找礦的地質內涵和技術經濟可行的外部條件;第五是建議應用礦床(點)聚類路徑與地球化學塊體濃集軌跡相結合與事件地質激發異常成礦的找礦新方法。本成果已被兩個國際會議(SGA和WEC)採納,國家行政學院《落實科學發展觀的偉大實踐》一書引用。
礦床循環經濟可持續發展關系圖
項目組在野外工作
內蒙古自治區阿巴嘎旗莫若格欽地區銅資源評價:屬2004年度國土資源部礦產資源補償費項目,項目負責單位為中國地質科學院礦產資源研究所,項目負責人:聶鳳軍、張義和張萬益。通過工作,查明了勘查區內地質礦產特徵,總結了該區地球化學和地球物理特徵。通過物化探測量圈定4處銀—鉛—鋅—銅—金異常和3處銅—金異常和9處視極化率異常。對物化探異常進行了合理的解釋推斷,並分別對其進行了鑽探驗證。1個鑽孔均見真厚度1.95m的鉛、鋅、金、銀礦化體,鉛和鋅含量分別為2.13%和3.11%;銀和金的平均含量分別為78.91×10-6和3.58×10-6。經資料綜合分析研究,認為工作區具有繼續尋找鉛鋅銀多金屬礦產資源的潛力,並提出了進一步工作建議。該項目2008年通過中國地質調查局成果報告評審委員會驗收,成績為優秀。
中蒙邊境中東段我國一側(北山和二連—東烏旗地區)銅金銀礦床成礦規律與找礦方向:屬國土資源大調查實施的綜合找礦評價課題,主要完成人:聶鳳軍、江思宏、白大明、張義、胡朋、趙元藝、張萬益、劉妍、張建華、賴新榮。課題採用現代成礦學最新理論和找礦學最新技術方法,對中蒙邊境中東段我國一側的北山和二連—東烏旗地區岩(層)體的變質作用、岩漿活動和構造運動以及金屬元素活化、遷移、聚集機制進行了深入研究,探討了古大陸板塊相互碰撞、對接和造山作用過程;釐定了各大地構造單元的邊界;闡述了區域性金屬礦床成礦作用的動力學機理;劃分了成礦區帶、礦田和找礦預查區;論證了花崗岩類岩漿侵位方式和成因;闡明了構造—岩漿活動對金屬礦床的控製作用;總結了重要金屬礦床(點)找礦標志,提出了不同類型金屬礦床的成礦模式,指出了找礦方向,圈定出找礦遠景區。課題成果被有關地勘單位、礦山企業和地方人民政府廣泛採用,為找礦勘查工作部署、隱伏金屬礦床尋找和地方工業布局規劃提供了重要科學依據,為國家經濟建設和社會發展起到了積極作用。該項目2008年獲國土資源科學技術獎二等獎。
內蒙古自治區正藍旗磨石山金紅石礦普查及外圍找礦研究:由內蒙古自治區地勘項目、中央級公益性科研院所基本業務費資助項目和國家自然科學基金聯合資助,主要完成人員:趙一鳴、李大新、吳良士、陳文明、王佩華、王裕先、劉光海、高學東、豐成友、陳振宇。項目主要成果:經項目組預查、普查和研究,原發現的磨石山金紅石礦床是一個以銳鈦礦為主,伴有金紅石和鈦鐵礦的沉積變質型鈦礦床,屬世界上首例新類型鈦礦床;確定了礦床規模為大型,TiO2資源量達34萬噸(333),其中富礦屬中型;圈出了磨石山和羊蹄子山兩條重要礦帶,其中富礦體6個,貧礦體10個。富礦TiO2含量3.14%~15.46%,平均6.91%。勘查和研究表明,在磨石山西部第四系和上侏羅統火山岩覆蓋區、羊蹄子山中東部、M38航磁異常南側以及太僕寺旗鐵山村等地尚有找礦遠景。盡管該礦區鈦礦物的粒度很細小,為0.01~0.1mm,給選礦造成困難,但通過項目組攻關,已取得較大進展。礦區普查報告及研究報告已於2008年11月由內蒙古自治區地質勘查項目辦公室主持評審通過。
聶鳳軍研究員在野外考察
課題組成員正在野外編錄岩心
內蒙古正藍旗磨石山銳鈦礦礦床地質—探礦工程分布圖
1—第四系;2—中、上侏羅統火山岩;3—含石榴子石石英絹雲片岩;4—炭質片岩;5—石英岩;6—含銳鈦礦變質粉砂岩和片岩;7—絹雲石英片岩;8—花崗岩;9—銳鈦礦富礦體;10—貧礦體;11—推測地層;12—勘探線及編號;13—實測地質剖面;14—等高線;15—探槽及編號;16—鑽孔及編號
中亞地區地質礦產對比研究:屬中國地質調查局的地質調查工作項目,參加人員:楊富全、劉德權、趙財勝、柴鳳梅、何國琦、唐延齡、毛景文、徐林剛、王曉地、張作衡、劉鋒、肖克炎、劉亞玲。項目建立了742個金屬礦床(點)的礦產資源信息系統資料庫。編制了1:100萬中亞地區大地構造圖和成礦規律圖,劃分了構造單元和成礦單元,對各成礦帶進行了對比研究。建立了23個典型礦床模型,對主要含礦建造進行了對比,總結了主要金屬礦床的成礦規律,建立了區域成礦模型。對境外勘查選區提出了建議,對新疆阿爾泰和准噶爾8個大型礦集區進行了預測,為新疆進一步地質找礦工作的部署提供了科學依據。2008年12月由中國地質調查局組織驗收,成績為優秀。
中亞地區成礦單元劃分及境內礦集區預測
1—成礦省界線;2—成礦帶界線;3—阿爾泰成礦省各成礦帶;4—東哈薩克—准噶爾成礦省各成礦帶;5—中哈薩克吉爾吉斯斯坦成礦省各成礦帶;6—大中型礦床、中小型礦床;7—預測大型礦集區:①—多拉納薩依—阿舍勒銅金礦集區,②—阿勒泰—可可塔勒鐵鉛鋅礦集區,③—柯魯木特—可可托海稀有金屬預測礦集區,④—諾爾特鉛鋅金預測礦集區,⑤—老爺廟—瓊河壩銅鐵金預測礦集區,⑥—雙峰山關莊子銅汞金預測礦集區,⑦—希勒克特哈臘蘇—喀拉通克銅鎳金預測礦集區,⑧—哈圖金銅礦集區;8—國界線
我國西部重要成礦區帶礦產資源潛力評估:屬國土資源大調查工作項目,項目主要成員:陳毓川、王登紅、李厚民、肖克炎、唐菊興、李光明、付小方、徐志剛等。該項目以成礦動力學和成礦系列理論為指導,重點通過成礦時代和區域成礦規律的研究,建立和完善了我國西部以東天山、西南三江中段和岡底斯為代表的重要成礦區帶的成礦體系,建立了岡底斯成礦帶中生代後期板塊俯沖階段與岩漿作用有關的銅、金多金屬礦床成礦(亞)系列,釐定出東天山地區10個礦床成礦系列、18個礦床成礦亞系列,初步識別出西南三江中段至少存在26個礦床成礦系列和50個成礦亞系列,並在此基礎上進一步重新劃分了我國西部地區共55個Ⅲ級成礦區帶;釐定了西藏雄村、新疆彩霞山與喬夏哈拉、貴州水銀洞、四川岔河等一些礦床的成因與成礦時代,深化了區域成礦規律的認識,拓展了找礦方向和時空,提高了對區域找礦前景和資源潛力的認識;從成礦地質基礎、成礦信息、新類型、新發現、新認識、新技術、成礦系列和成礦譜系、成礦體系等方面對我國西部重要成礦區帶資源潛力進行了定性地質評估;對西藏雄村銅金礦開展了定位預測和工程驗證並取得巨大成功;初步建立了三個評價理論方法技術支撐、三個評價步驟、三個評價結果(「三三式」)的資源潛力定量預測評價體系,開展了東天山斑岩銅礦定量預測評價示範,為今後成礦遠景評價區劃提供了技術支撐;提出東天山成礦帶10處、西南三江中段9處、岡底斯14處成礦遠景區,為西部地區進一步地質找礦工作的部署提供了扎實的科學依據。2008年12月由中國地質調查局組織驗收,成績為優秀。
雅魯藏布江成礦區中生代成礦時空架構示意圖
③ 卡拉麥里Ⅰ號金礦
一、礦區地質
1.地層
礦區區內地層較為簡單,礦區地層如圖-25、圖4-26所示。在北部大部分為第四系(Q)覆蓋,在研究區南部基岩出露良好,出露地層主要為下石炭統清水組(C1q)。
(1)下石炭統清水組(C1q)
該組地層只出露在清水一帶,該組地層下部岩性主要為灰綠色厚層狀凝灰質砂岩,其次為凝灰質含礫砂岩,局部夾凝灰質板岩;上部岩性主要為灰綠色-深灰色厚層狀凝灰質含礫砂岩、凝灰質砂礫岩。礫石大小均勻,呈次稜角狀和稜角狀,礫石成分以石英閃長岩和斜長花崗岩為主,部分為凝灰岩、硅質岩。粒徑一般在1~30cm左右。
清水組地層傾向170°~180°,傾角50°~75°。與下伏地層南明水組(C1n)呈斷層接觸或平行不整合接觸。
(2)第四系(Q)
主要分布在研究區北部,以沖-洪積物為主,由礫石、砂礫、風積砂土及黃土組成;其次分布於南部沖溝和窪地中,以礫石、砂礫石等洪積物、殘坡積物組成。
圖4-25 卡拉麥里金礦區地質與構造簡圖
(據四川省核工業地質局二八三大隊修編)
1—第四系;2—下石炭統清水組;3—被第四系覆蓋的斷裂構造;4—構造層界線;5—擠壓破碎帶;6—研究區;7—斷層位置及編號;8—地層產狀;9—逆大斷層及推測逆大斷層;10—線狀背斜;11—線狀向斜
圖4-26 礦區地層綜合柱狀圖
2.構造
研究區主要由四條斷裂構造(F1、F2、F3、F4)控制(表4-18),且其周圍多伴隨有破碎帶。受大構造卡拉麥里大斷裂控制,研究區內斷裂構造發育,由斷裂作用引起一系列岩層形變,如褶皺等亦相應發育。區內主要斷裂構造有四條,即F1、F2、F3、F4,均為層間斷層。斷層呈現壓扭性層間斷層的性質為逆斷層,斷層面傾角較高(傾角50°~75°),傾向為157°~180°,出露寬度范圍0.5~2.0m,走向總體呈北東東—南西西向,與地層走向大體一致。破碎帶中常見不同規模的石英脈充填,並伴有硅化、黃鐵礦化、赤褐鐵礦化及絹雲母化等後生蝕變。斷裂構造在金礦形成過程中扮演著重要的角色,既可以提供流體通道,又可作為Au的存儲空間(朱永峰,2004)。
3.岩漿岩
在研究區的北部見超基性岩體,為華力西期橄欖輝長岩,為該區金礦的主要礦源層。此外見有石英脈、含金石英脈。含金石英脈集中分布在清水一帶及研究區北部泥盆世地層中,且多充填於北塔山組、平頂山組、南明水組、清水組的節理裂隙中。脈岩最長可達100m,一般長約幾米至十幾米,呈樹枝狀或豆莢狀單脈產出。
表4-18 卡拉麥里1號金礦斷裂構造特徵一覽表
註:據四川省核工業地質局二八三大隊整理。
4.蝕變特徵
(1)礦區蝕變
該金礦與石英脈以及蝕變關系密切,在近礦圍岩中含金石英脈和蝕變現象(安芳等,2007;王京彬等,2006;王慶飛等,2007)非常發育。常見蝕變類型主要有硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、赤鐵礦化,其次是絹雲母化、綠泥石化、碳酸鹽化、綠簾石化等。
礦體及圍岩中均見較強的硅化現象,往往呈細脈狀、網脈狀,出現於裂隙面、層面、岩石碎塊周圍,是礦區內主要的蝕變現象之一,與金礦化關系密切;黃鐵礦化發育,以粉末狀為多見,粗晶粒狀黃鐵礦少見;分布於岩(礦)石裂隙中或層面上的粉末狀黃鐵礦的集合體往往呈「細脈狀」「薄膜狀」出現,粉末狀黃鐵礦與金礦化密切;當黃鐵礦晶形完整、晶粒粗大時含金弱或不含金,當黃鐵礦晶形不完整,而在肉眼或普通放大鏡下看不到晶形時則含金。在地表及地下破碎帶中均較發育褐鐵礦化、赤鐵礦化,呈明顯的褐色、褐紅色、肉紅色,在地表或地下淺深部位多見褐紅色、褐色,這主要由黃鐵礦氧化作用形成,而在地下200m附近的鑽孔中見到肉紅色硅化物,則往往含金量較高,這種現象屬於赤鐵礦化。另外在地表和地下均可見到綠泥石化,特別是構造帶兩側發育強烈綠泥石化也與金礦化相關,礦石蝕變主要為綠泥石化。此外與金礦化關系不是很緊密的蝕變有絹雲母化、綠簾石化及碳酸鹽化在礦區也比較發育。
(2)蝕變帶岩石薄片鑒定
對礦區蝕變岩帶進行采樣並磨製薄片,並對薄片進行鏡下鑒定,岩石薄片中礦物多為自形-半自形粒狀結構、交代結構、浸染狀結構、凝灰砂狀結構,且均有不同蝕變現象。
在鏡下可以看到礦物半自形-他形晶粒結構:半自形-他形的黃鐵礦等分布於半自形-他形柱粒狀石英及其他硫化物礦物間。交代殘留結構主要體現在褐鐵礦從邊部向內交代黃鐵礦,而使黃鐵礦僅保留有少量殘余。凝灰砂狀結構主要在由長石、石英砂屑及膠結物組成的部位可見到,膠結物為絹雲母、硅質等。在光薄片鑒定中,岩石中金屬硫化物主要為黃鐵礦,少量黃銅礦;金屬氧化物主要為褐鐵礦、磁鐵礦。鏡下觀察薄片的膠結物已重結晶,由鱗片狀綠泥石、石英、少量絹雲母組成。不透明礦物為黃鐵礦,以他形-半自形粒狀為主,少量呈立方體狀,光片中粒度大小在0.01~0.04mm之間。石英多呈他形粒狀,有碎裂粒化,粒化的石英呈網脈狀分布,具波狀消光。少量的粒化石英呈裂隙脈狀分布(沿粒狀石英分布),在碎裂粒化石英之間和少量的裂隙中充填分布方解石細粒。由於受應力作用影響,碎屑及其觀察到的礦物多呈定向分布,已具綠泥石化、綠簾石化,蝕變礦物也呈定向性分布,石英長軸具定向性分布,岩屑同樣具壓扁拉長特徵,也具定向性分布(圖4-27)。
圖4-27 電子顯微照相
a—凝灰砂狀結構,正交偏光,放大倍數100×,岩石由殘余的原岩碎塊和次生礦物石英(Q)、方解石(Cal)等構成,碎塊具凝灰砂狀結構,由砂屑(Sx)和膠結物(Jj)組成;b—半自形-他形粒狀結構,單偏光,放大倍數100×;金屬硫化物黃鐵礦(Py)、黃銅礦(Cp)呈獨立單體或連晶狀分布在岩石裂隙中或透明礦物(Tm)粒間;c—蝕變角礫凝灰岩,正交偏光,放大倍數100×岩石由火山角礫(J1)岩屑晶屑(Jx)及交結物,長石被雲母交代;d—黃鐵礦,單偏光,放大倍數100×金屬硫化物為黃鐵礦(Py)呈裂隙分布,Tm為透明礦物
二、礦床地質特徵
1.賦礦層位
卡拉麥里1號金礦A、B 礦帶產於石炭系下統清水組地層中,含礦岩性為凝灰質砂岩、凝灰質含礫砂岩,其中A礦帶受控於北東東—南西西向F1層間斷裂構造,礦體位於構造擠壓破碎帶中,B礦帶受控於北東東—南西西向F2層間斷裂構造,礦體位於構造擠壓破碎帶中。賦礦岩石類型均為硅化凝灰質砂岩、凝灰質含礫砂岩。
2.礦體特徵
(1)A礦帶礦體特徵
A礦帶共圈定4條工業礦體(表4-19),多呈層狀、似層狀、透鏡狀。礦體均產於下石炭統清水組地層中,含礦岩石為凝灰質砂岩、凝灰質含礫砂岩。礦體嚴格受岩性及構造破碎帶控制,呈層狀、似層狀、透鏡狀,北東東—南西西向展布。蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、絹雲母化、褐鐵礦化、綠泥石化及綠簾石化等(圖4-28)。
表4-19 卡拉麥里1號金礦A礦帶礦體特徵一覽表
各礦體特徵分述如下:
Ⅰ號礦體:為該礦帶的主要礦體。礦體直接出露地表,地表由23個探槽控制構造破碎帶,經刻槽取樣分析,有10個槽探刻槽樣達到工業指標。深部由22個鑽孔控制,位於A6~A25勘探線之間,長度為1318m,埋深0~269.87m,平均真厚度為2.59m,厚度變化系數為81.73%,平均品位9.57g/t,品位變化系數為91.18%。礦體平均傾向160°,平均傾角為72°。礦體呈層狀、似層狀。礦體厚度及品位沿走向及傾向變化較小。
Ⅱ號礦體:為隱伏礦體。深部由7個鑽孔控制,位於A7~A25號勘探線之間,長度750m,最大埋深283.06m,平均真厚度3.03m,厚度變化系數為68.39%,平均品位為4.67g/t,品位變化系數為62.18%,礦體向南東傾,平均傾向160°,平均傾角為71°。礦體呈透鏡狀。礦體厚度及品位沿走向變化較穩定,該礦體沿傾向控製程度較低。礦體蝕變現象較普遍。
Ⅲ號礦體:為隱伏礦體。深部由3個鑽孔控制,位於A7~A11號勘探線之間,長度為189m,最大埋深262.81m,平均真厚度4.80m,厚度變化系數62.54%,平均品位4.68g/t,品位變化系數61.24%。礦體向南東傾,平均傾向160°,平均傾角70°。礦體呈似層狀、透鏡狀。礦體厚度及品位沿走向變化較穩定,該礦體沿傾向控製程度較低,礦體蝕變現象較普遍。
Ⅳ號礦體:為隱伏礦體。深部由2個鑽孔控制,位於A15~A17號勘探線之間,長度為121m,最大埋深為104.28m,平均真厚度為1.41m,厚度變化系數為67.68%,平均品位為9.77g/t,品位變化系數為76.58%。礦體向南東傾,平均傾向160°,平均傾角76°。礦體呈透鏡狀。礦體厚度及品位沿走向變化較穩定,該礦體沿傾向控製程度較低。礦體蝕變現象較普遍。
圖4-28 A礦帶A15號勘探線剖面圖
(2)B礦帶礦體特徵
該礦帶共圈定4條工業礦體(表4-20),多呈層狀、似層狀、透鏡狀。礦體均產於下石炭統清水組地層中,含礦岩石為凝灰質砂岩、凝灰質砂礫岩。礦體嚴格受岩性及構造破碎帶控制,呈層狀、似層狀、透鏡狀,北東東—南西西向展布。蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、絹雲母化、褐鐵礦化、綠泥石化及綠簾石化等。
表4-20 卡拉麥里1號金礦B礦帶礦體特徵一覽表
各礦體特徵分述如下:
Ⅰ號礦體:為該礦帶的主要礦體。為隱伏礦體,地表由14個探槽控制構造破碎帶,經刻槽取樣分析,均未達到工業指標。深部由34個鑽孔控制,位於A2~A25 勘探線之間,長度1169m,埋深158.91~259.13m,平均真厚度3.98m,厚度變化系數71.25%,平均品位10.69g/t,品位變化系數106.54%。礦體平均傾向160°,平均傾角73°。礦體呈層狀、似層狀。礦體厚度及品位沿走向及傾向變化較小,總體來看礦體由淺部向深部有品位變富之趨勢,Au品位由淺部向深部有增高趨勢。礦體蝕變現象較普遍。
Ⅱ號礦體:為隱伏礦體。深部由3個鑽孔控制,位於A21~A25號勘探線之間,長度為200m,最大埋深254.46m,平均真厚度3.66m,厚度變化系數59.13%,平均品位11.29g/t,品位變化系數為62.19%,礦體向南東傾,平均傾向160°,平均傾角為69°。礦體呈透鏡狀。礦體厚度及品位沿走向變化較穩定,該礦體沿傾向控製程度較低,礦體蝕變現象較普遍。
Ⅲ號礦體:為隱伏礦體。深部由5個鑽孔控制,位於A5~A11號勘探線之間,長度為200m,最大埋深199m,平均真厚度2.37m,厚度變化系數64.10%,平均品位8.53g/t,品位變化系數66.32%。礦體向南東傾,平均傾向160°,平均傾角73°。礦體呈似層狀、透鏡狀。礦體厚度及品位沿走向變化較穩定,該礦體沿傾向控製程度較低,礦體蝕變現象較普遍。
Ⅳ號礦體:為隱伏礦體。深部由3個鑽孔控制,位於A7~A11號勘探線之間,長度為197m,最大埋深132m,平均真厚度2.04m,厚度變化系數58.15%,平均品位6.19g/t,品位變化系數60.11%。礦體向南東傾,傾向160°,平均傾角72°。礦體呈透鏡狀。礦體厚度及品位沿走向變化較穩定,該礦體沿傾向控製程度較低。礦體蝕變現象較普遍(圖4-29)。
圖4-29 B礦帶A15號勘探線剖面圖
3.礦石質量
(1)結構
礦石結構為自形-半自形粒狀結構、交代結構、浸染狀結構、凝灰砂狀結構。
1)半自形-他形晶粒結構:半自形-他形的黃鐵礦等分布於半自形-他形柱粒狀石英及其他硫化物礦物間。
2)交代殘留結構:褐鐵礦從邊部向內交代黃鐵礦,而使黃鐵礦僅保留有少量殘余。
3)凝灰砂狀結構:岩石由長石、石英砂屑及膠結物組成。受應力作用影響,碎屑呈定向分布,膠結物為絹雲母、硅質等。
(2)構造
根據礦物集合體的形態特徵和其形成的地質作用,礦石構造主要為原生礦石構造,有細脈狀及網脈狀構造、浸染狀構造、塊狀構造。
1)細脈狀及網脈狀構造:含礦石英脈呈細脈狀、網脈狀充填於岩石裂隙中。
2)浸染狀構造:黃鐵礦等金屬硫化物集合體浸染於石英顆粒間或岩石中。
3)塊狀構造:金屬硫化物集合體呈團塊狀分布於岩石中。
4.金的賦存狀態
金礦物絕大部分呈裂隙金嵌布在黃鐵礦或石英的裂隙中。局部可見金礦物。經專門的物相分析以及可選性試驗研究工作中的物相分析,金礦物主要為難溶硅酸鹽包裹金、硫化物包裹金、自然金等(表4-21)。
表4-21 礦物物相分析結果
由表4-21的數據可知,A礦帶礦石中包裹金含量占總金含量的比例為84.71%。B礦帶礦石中包裹金占總金的比例為92.81%。
根據組合樣分析結果和選冶礦石的原礦光譜半定量分析結果以及原礦化學多元素分析結果(表4-22,表4-23,表4-24)來看,卡拉麥里1號金礦A、B礦帶的金礦石中有益元素和有害元素的含量都比較低,其有害組分主要為As、C及黃鐵礦對金礦的選冶可能有影響。
表4-22 原礦化學多元素分析結果
註:帶有「∗」標記的項目含量單位為10-6。
表4-23 原礦光譜半定量分析結果
從以上光譜和礦石多元素分析結果看,礦石有益元素為Au、Cu,伴生Ag、Sb可綜合利用,其他元素均無利用價值。As含量為0.00%~0.24%,對人體不會產生危害。
表4-24 原礦組合分析樣分析結果
據組合樣分析(均為礦化樣),只有部分樣品銀(Ag)品位已達到綜合開發利用的標准。
三、岩石地球化學特徵
1.樣品採集及測試分析
本次研究共在卡拉麥里1號礦區採集3個樣品,KL-1和KL-2兩個岩樣在一號礦區石英岩脈上採集,KL-3則採集於該區出露的火山岩岩體上,手標本上KL-3 岩樣為隱晶質結構不易於定名,可用TAS圖解對該岩樣進行分析,所有樣品均避開蝕變帶、風化帶以及強構造帶,選擇新鮮的岩石進行采樣。將採集的岩樣送至河北省區域地質礦產調查研究所實驗室進行主量、微量元素,稀土元素的測試分析,該實驗主要運用AxiosmaxX射線熒光光譜儀、P1245電子分析天平、X Serise 2等離子體質譜儀等儀器對樣品進行分析。
2.岩石地球化學特徵
(1)主量元素
對岩樣主量元素分析,KL-1 和KL-2 兩個岩樣因產於石英脈上,因此其主要是由SiO2組成(分別是86.08%和92.84%),KL-3樣品SiO2含量為58.82%。從表4-25和圖4-30中可明顯看出隨著SiO2含量增多其他主量元素含量有減小的趨勢;KL-3樣品為隱晶質火山岩手標本不易於定名和判別類型,對KL-3 岩樣進行TAS圖(圖4-30)解分析,其屬於玄武安山岩系列,屬於中基性岩漿岩。含量少說明卡拉麥里1號金礦形成與石英脈關系密切,在三個樣品中的含量較高TiO2的相對含量較低。在對主量氧化物的含量分析圖上可以明顯看出除SiO2含量最高以外,Al2O3、CaO和Na2O含量最高,明顯地高於其他組成成分,樣品中仍然含有FeO,表明該地區的氧化程度不高,初步可斷定該區岩石形成於相對還原環境下。
表4-25 主量元素含量 單位:%
圖4-30 樣品氧化物含量特徵圖與KL-3樣品TAS圖
(2)微量和稀土元素
表4-26中上下地殼稀土元素數據引自GERM,對上下地殼稀土元素和樣品稀土元素同用球粒隕石標准化,在蛛網圖上進行曲線對比分析,在圖上可以看出樣品元素曲線與下地殼元素曲線相一致,可以初步判斷其物質來源於地殼深部或地幔區。
表4-26 稀土元素地球化學分析 單位:10-6
註:δEu= =2EuN/(SmN+GdN);δCe=2CeN/(LaN+PrN)。
稀土元素不以類質同象的形式進入石英晶格中,因此石英對稀土元素沒有選擇性,且主要存在於石英的流體包裹體中(陳衍景等,2007;豐成友等,2013;芮宗瑤等,2003;周慧等,2013),石英中的稀土元素可以代表液體的稀土特徵(李厚民等,2003)。從表中數據可以看出樣品稀土元素總量(ΣREE 不含 Y)都比較小(分別為10.85、4.65、76.56),可以明顯地看出稀土元素的總量(ΣREE)和SiO2含量成負相關關系。根據三個岩樣的稀土元素球粒隕石標准化形式分布特徵分析,在圖4-31上顯示三個岩樣分布曲線相對的吻合並且與下地殼的稀土元素曲線相一致,從圖上可以看出曲線整體呈右傾趨勢,且整體曲線比較平坦。在 Eu 處出現峰值,Ce 處出現凹槽;岩樣中 Eu 元素(δEu 為2.31、1.44、0.95)呈現明顯正異常,下地殼δEu為1.12與樣品測得結果相似;Ce元素(δCe為0.88、0.77、0.88)表現出為負異常。ΣLREE/ΣHREE 值(2.88、2.58、4.21)均大於2.5,(La/Sm)N值(1.60、1.58、2.29)均大於1表明LREE相對富集。
從三個岩樣微量元素(表4-27,表4-28)原始地幔標准化蛛網圖(圖4-31)曲線整體變化趨勢一致,曲線比較陡峭,峰和槽分異明顯。很明顯能看到U、Nb、Sr、Zr、Y等微量處為峰值;而 Ta、La、Nd、Hf、Yb 等元素處為凹槽。從表4-28 可以看出Co/Ni、Hf/Sm、Nb/La、Th/La值較低平均值小於1。Y/Ho(26.93、206.14、25.55),由於Y和Ho具有相同的地球化學性質,在許多地質過程中其比值相對穩定。地球上大多數岩漿岩和碎屑沉積物都保持著球粒隕石的Y/Ho比值28左右(Bau et al.,1995)。
表4-27 微量元素含量 單位:10-6
表4-28 微量元素地球化學分析
圖4-31 稀土元素蛛網圖與微量元素蛛網圖
(3)討論
在地質背景上卡拉麥里1號位於卡拉麥里斷裂帶北部東准噶爾褶皺帶上,區域上斷裂和褶皺非常發育,有利於深部成礦物質隨岩漿活動帶至上地表,並為Au的儲存提供了有利空間。區域上岩漿岩多為基性超基性岩,而Au的母岩多是此類岩漿岩。礦區蝕變發育,說明礦區曾經有較強烈的流體活動,有利於Au的運移和富集。從稀土元素的特徵上ΣLREE/ΣHREE值(2.88、2.58、4.21)均大於2.5,(La/Sm)N值(1.60、1.58、2.29)均大於1表明LREE相對富集,成礦物質應為地幔柱型,從這方面也證實了該礦形成的物源在深部。Hetpobcar等人(1985)對淺成和深成的金礦床礦石稀土元素分布進行了初步研究表明:深成建造礦脈的石英稀土元素含量最低,並與Au和一系列基岩型元素有明顯相關性,具Au、Ag礦化,稀土元素與金成負相關關系,含金石英脈普遍貧稀土元素。而該樣品測得的稀土元素總量(ΣREE)都比較小,也可以指示該金礦的深成建造。在對比上下地殼和樣品稀土元素的蛛網圖上,樣品曲線和下地殼曲線呈現一致性標明物質來源於深部。綜上初步可斷定卡拉麥里1號大型金礦床物質來源於深部幔源位置,且應為原始地幔。
Eu正異常和Ce負異常說明相對還原的環境,而還原環境有利於金礦的形成。而Ti元素的低含量吻合了卡拉麥里的碰撞造山構造運動而非拉張構造,證實了該地區的碰撞造山運動。因此該地區的岩漿活動要發生在碰撞後的鬆懈階段及後碰撞(吳小奇等,2009)時期,在這一時期該碰撞帶才成為相對薄弱的地帶,深部岩漿才可以沿薄弱帶上涌至地表。一般來說,Co/Ni比值越大,礦物的形成溫度越高(盛繼福等,1999)。該金礦區的Co/Ni(0.5185 0.4286 0.3687),說明該金礦成礦溫度不高,說明該金礦為中低熱液型礦床。以往認為,Cl優先配合LREE,而F則易於HREE結合。近年研究發現,富F的熱液亦可遷移大量的LREE(Flynn et al.,1978;Alderton et al.,1980;Haas et al.,1995)。富Cl的熱液富集LREE、Hf/Sm、Nb/La、Th/La值一般小於1;而富F的熱液富集LREE和HREE,Hf/Sm、Nb/La、Th/La值一般大於1(Oreskes et al.,1990;畢獻武等,2004)。所以認為卡拉麥里1號金礦的成礦熱液中的Cl應該多於F。
四、礦床成因
根據野外鑒別及室內岩礦資料,新疆富蘊縣卡拉麥里1號金礦礦床的形成與海西中晚期花崗岩的大規模侵入活動關系密切,岩漿後期含礦熱液以其後的斷裂構造為導礦構造產生運移流動後,就位於斷裂壓扭破碎部位富集成礦,故礦床應屬岩漿後期中低溫熱液型金礦床。其工業類型為破碎蝕變帶型金礦床。礦石屬金-石英-硫化物系列建造類礦石。
五、找礦方向
1)地層岩性標志,自中泥盆世初期至早石炭世後期屬於弧盆階段,沉積了一套類復理石火山-碎屑岩建造;火山凝灰岩是區內找金的有利岩性標志;
2)構造標志,研究區內礦體嚴格受斷裂構造控制,斷裂構造是區內找金的重要標志之一;
3)圍岩蝕變標志,區內礦化均與硅化、黃鐵礦化、赤褐鐵礦化等蝕變現象有關,因此蝕變現象也是本區找金的重要標志之一。