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严永邦, 王海鹏, 严鸿, 王昌勇, 王丽君. 青海夏日哈木岩浆熔离型铜镍硫化物矿床1:5万航磁异常特征及找矿意义[J]. 物探与化探, 2016,40(2): 250-256.
YAN Yong-Bang, WANG Hai-Peng, YAN Hong, WANG Chang-Yong, WANG Li-Jun. The 1:50 000 aeromagnetic anomaly of the Xiarihamu magmatic liquation type copper-nickel sulfide depositin in Qinghai Province and its prospecting significance[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2016,40(2): 250-256.
Doi:10.11720/wtyht.2016.2.04  
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青海夏日哈木岩浆熔离型铜镍硫化物矿床1:5万航磁异常特征及找矿意义
严永邦, 王海鹏, 严鸿, 王昌勇, 王丽君
青海省第三地质矿产勘查院, 青海 西宁 810029

作者简介: 严永邦(1968-),男,高级工程师,1989年毕业于长春地质学院,长期从事地球物理勘探及矿产勘查工作。

收稿日期: 2015-08-05
基金: 青海省地质勘查基金项目(2010-01-01)
摘要

通过对夏日哈木铜镍矿床1:5万航磁异常等地球物理特征的分析,该矿床在航磁异常上表现为弱磁异常,地磁异常上表现为中强磁异常,基性、超基性杂岩体具中等强度磁性,镍黄铁矿化、磁黄铁矿化等铜镍矿石具有以剩磁为主的较强磁性,铜镍矿体是引起磁异常的主要因素,磁异常是寻找该类矿床的直接标志之一。航磁异常对岩浆熔离型铜镍矿床的寻找具有重要意义,东昆仑地区多处航磁异常具有寻找岩浆熔离型铜镍矿的潜力。

关键词: 夏日哈木铜镍矿床; 航磁异常特征; 找矿意义
中图分类号:P631 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2016)02-0250-07 doi: 10.11720/wtyht.2016.2.04
The 1:50 000 aeromagnetic anomaly of the Xiarihamu magmatic liquation type copper-nickel sulfide depositin in Qinghai Province and its prospecting significance
YAN Yong-Bang, WANG Hai-Peng, YAN Hong, WANG Chang-Yong, WANG Li-Jun
The Third Exploration Institute of Geology and Mineral Resources of Qinghai Province,Xining 810029,China
Abstract

Through analyzing 1:50 000 aeromagnetic anomalies and other geophysical characteristics,the authors got to know that the Xiarihamu copper-nickel deposit shows weak magnetic anomaly in the aeromagnetic anomaly map,and shows medium strong magnetic anomaly in the geomagnetic anomaly map.The basic-ultrabasic complex has moderate magnetism,whereas pentlandite,pyrrhotite and some other minerals have strong magnetism which is in the main residual magnetism.Copper-nickel ore is the main factor causing the magnetic anomaly,and the magnetic anomaly is a direct prospecting mark in search for such deposits.Aeromagnetic anomaly has important significance in search for magmatic liquation copper-nickel deposits.There are many aeromagnetic anomalies in Eastern Kunlun area,suggesting that this area has the potential to find magmatic liquation copper-nickel deposits.

Keyword: Xiarihamu copper-nickel deposit; aeromagnetic anomaly; prospecting significance

夏日哈木铜镍矿床是近年来东昆仑地区发现的首例岩浆熔离型铜镍硫化物矿床, 是东昆仑成矿带近年来取得的重大找矿进展之一。以往在该区主要开展了1:5万水系沉积物测量和1:1万土壤测量等工作, 地球化学方法对矿床的发现起到了重要作用。同期开展的1:5万高精度航空磁法测量和中大比例尺地面磁测工作, 在夏日哈木、苏海图等地区圈出多处弱航磁异常和中强地磁异常, 但并未对该矿床的磁异常特征及形成原因进行深入探讨和系统总结。通常认为在寻找岩浆熔离型铜镍硫化物矿床时, 磁法能圈定基性杂岩体范围, 初步确定岩体产状, 起到间接找矿作用, 但对航磁异常的指导找矿意义未引起足够重视。

通过对矿区物性资料、航磁异常与地磁异常特征的分析研究, 表明磁异常不仅仅是基性杂岩体的反映, 铜镍矿体是引起磁异常的主要原因, 且磁异常是该区寻找类似矿床的直接找矿标志之一。通过夏日哈木铜镍矿床1:5万航磁异常特征与同一成矿带上其他航磁异常的对比, 结合地质、化探信息综合分析, 对指导本区同类矿床的找矿具有重要意义。

1 区域地质特征

矿床位于东昆仑西段祁漫塔格地区, 大地构造单元处于秦祁昆造山系— 东昆仑弧盆系之北昆仑岩浆弧(Pt3-Pz1)中, 区域上出露主要岩层为古元古界金水口岩群, 区域性断裂以北西向、近东西向为主, 北北西向、北东向断裂次之。岩浆活动以加里东晚期、晚华里西— 印支期中酸性岩体为主, 中酸性岩体多与不同时代的碳酸盐岩接触形成矽卡岩型多金属矿, 也有热液型、斑岩型铜钼多金属矿形成(图1)。

图1 夏日哈木地区区域地质1— 第四系风尘砂黄土; 2— 上三叠统鄂拉山组; 3— 下石炭统大干沟组; 4— 下石炭统石拐子组; 5— 上泥盆统牦牛山组; 6— 祁漫塔格群碳酸盐岩组; 7— 祁漫塔格群火山岩组; 8— 祁漫塔格群碎屑岩组; 9— 滹沱系金水口岩群; 10— 下侏罗统正长花岗斑岩; 11— 早下侏罗统正长花岗岩; 12— 上三叠统正长花岗岩; 13— 上三叠统斑状二长花岗岩; 14— 中三叠统黑云母花岗闪长岩; 15— 下二叠统二长花岗岩; 16— 下二叠统黑云母花岗闪长岩; 17— 下二叠统黑云母石英闪长岩; 18— 下二叠统斑状二长花岗岩; 19— 下二叠统斑状花岗闪长岩; 20— 下二叠统闪长岩; 21— 中元古界辉长岩; 22— 实测地质界线; 23— 推测断层; 24— 三级构造单元边界实测及隐伏断裂; 25— 岩层正常产状; 26— 铁矿; 27— 夏日哈木铜镍矿床; 28— 航磁异常编号及位置

2 矿区地质及矿床特征

矿区出露地层为古元古界金水口岩群, 其岩性主要为条带状条纹黑云母斜长片麻岩、黑云母片岩、大理岩组成, 呈基底残块分布。区内构造变形强烈, 断裂构造发育, 主要以北北东向和东西向为主, 控制了区内矿化分布。岩浆活动频繁, 可分为中泥盆统、中二叠世和晚三叠世三个时期。中泥盆统岩浆岩(基性杂岩体)是区内主要的含矿地质体, 从基性— 中性均有出露, 组成一个基性杂岩体, 岩石类型主要为辉石岩、辉长岩、辉绿岩及闪长岩, 岩体侵入于古元古代金水口岩群中。

矿区分布有1:5万水系沉积物异常4处, 异常元素以Ni、Co、Cu、Cr等为主, 异常浓集中心明显, 具有“ 高、大、全” 的特征, 与基性— 超基性岩关系密切(图2)。

图2 夏日哈木地区化探综合异常平面

矿区分布有3条镁铁质— 超镁铁质杂岩体, 均侵位于古元古界金水口岩群中。Ⅰ 号岩体呈椭圆状东西向展布, 长约1.6 km, 宽约700 m, 面积1.12 km2, 岩体基本由中粗粒橄榄岩相和辉长岩相组成。Ⅱ 号岩体地表出露两个小露头, 其中Ⅱ -1岩体呈东西向展布, 长约400 m, 宽约200~350 m, 面积0.1 km2; Ⅱ -2岩体呈北东东向展布, 长约550 m, 宽约150~240 m, 面积约0.15 km2。岩体主要由中粗粒辉石岩和辉长岩组成, 普遍具碳酸盐化、孔雀石化、镍华、黄铜矿化、镍黄铁矿化等。Ⅲ 号岩体形态呈圆状, 出露面积约0.35 km2, 主要有中细粒蛇纹岩组成, 其次含有少量辉石岩。

根据对Ⅰ 号岩体的钻探控制, 已圈出多条镍钴矿体, 达到大型以上矿床规模。含矿岩性主要为辉石岩和橄榄岩, 矿体多呈厚大的似层状, 一般上部以浸染状、团块状矿石为主, 中部及底部多为稠密浸染状、致密块状矿石。矿石矿物主要有镍黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、紫硫镍矿和磁铁矿。

3 磁电物性特征
3.1 磁性特征

根据磁物性测定结果(表1), 本区分布较广的片麻岩、片岩及花岗岩、部分辉长岩等大多无磁性或弱磁性, 磁化率平均值一般都小于100× 10-6× 4π SI, 剩余磁化强度很小, 一般小于50× 10-3 A/m, 基本无剩磁; 部分斜长角闪岩、斜长片麻岩及片理化花岗岩等具弱— 中等磁性, 其平均磁化率在(200~500)× 10-6× 4π SI之间, 剩余磁化强度小于50× 10-3 A/m, 金水口群变质岩地层大面积分布是形成该区航磁负磁异常背景的主要原因; 橄榄岩岩具中等磁性, 磁化率均值接近1 000× 10-6× 4π SI, 剩余磁化强度200× 10-3 A/m。矿区外区域上大面积分布的花岗闪长岩磁物性统计结果显示, 花岗闪长岩磁化率变化范围较大, 在(10~3 841)× 10-6× 4π SI之间, 平均磁化率接近500× 10-6× 4π SI, 剩余磁化强度小于100× 10-3 A/m, 矿区外围大面积分布的航磁正异常主要由具中等磁性的花岗闪长岩为主的中酸性岩体引起, 这些岩体分布的范围很大, 面积达数百甚至上千平方千米, 形成的航磁异常强度较高、规模也较大。

表1 2013年夏日哈木地区岩(矿)石标本磁物性参数测定统计(据中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所物性组资料)

根据573件样品的剩余磁化强度测定结果(表2), 金水口群片麻岩、片岩、石英岩、大理岩和中酸性岩体如花岗岩、闪长玢岩等剩磁强度均很低, 一般剩余磁化强度平均值均小于50× 10-3 A/m; 基性、超基性岩体随着基性程度增加, 剩磁强度也随着增加, 但总体具有弱到中等的剩余磁化强度, 如辉长岩、辉石岩、橄榄岩等平均值一般在(50~1 000)× 10-3 A/m之间; 而随着蚀变和镍矿化程度的增加, 含矿岩石剩磁强度明显增强, 最大值达到765 896× 10-3 A/m, 平均值在(1 000~80 000)× 10-3 A/m之间, 具有较强的剩余磁化强度, 这主要与矿化岩石主要矿石矿物中有磁黄铁矿、磁铁矿共生有关, 镍铜矿化含矿岩石是引起磁异常的主要因素。

表2 岩矿石剩余磁化强度统计
3.2 电性特征

电性测定结果明显区分出矿化岩石与非矿岩石的差异, 由该区岩矿石电阻率与剩余磁化强度散点、极化率与剩余磁化强度散点(图3、图4)可以看出, 含矿岩石与非矿岩石具有明显的物性差异, 含矿岩石总体表现为高极化率、低电阻率、强剩余磁化强度的特征, 非矿岩石大部分表现为低极化率、中等电阻率、弱剩余磁化强度特征; 小部分岩矿石电性有所例外, 但矿石剩余磁化强度较强这一特征十分明显。

图3 极化率与剩磁强度数据散点

图4 电阻率与剩磁强度数据散点

总体该区金水口群片麻岩、片岩、石英岩、大理岩和中酸性岩体如花岗岩、闪长玢岩等呈弱磁性; 非矿基性杂岩体呈弱到中等磁性; 矿化岩石具中强磁性, 矿化岩石中镍黄铁矿与磁黄铁矿、磁铁矿共生。各类岩石存在着明显的磁性差异。

4 矿床区磁异常特征

矿床位于小灶火上游苏海图河沟脑一带, 矿床区在航磁Δ T异常等值线上总体表现为平缓变化负磁场背景, 大部分场值在-50 nT左右, 变化范围在-80~55 nT之间。矿区主要分布有青C-2010-241、青C-2010-242、青C-2010-245异常。青C-2010-241、青C-2010-242异常在航磁Δ T异常等值线上为平缓变化负磁场区的相对弱缓升高异常, 曲线光滑、平缓, 呈未完全封闭的椭圆状, 走向北西或近东西向, 异常极大值分别为-37 nT、-55 nT, 在航磁Δ T剩余异常平剖上异常极大值分别为56 nT、43 nT。分别以-40 nT、-55 nT等值线圈定青C-2010-241、青C-2010-242异常, 面积分别约为1.5 km2、2.5 km2, 异常中心飞行高度1 026 m、900 m。青C-2010-245异常梯度变化较大的正磁场区边部局部升高正异常, 在Δ T等值线上极大值为52 nT, 在剩余异常剖面平面上, 走向近东西, 极大值为63 nT, 异常中心飞行高度980 m。以30 nT等值线圈定青C-2010-241异常, 面积约为3.4 km2。

航磁异常总体表现为强度低、面积小, 但在航磁Δ T等值线平面及Δ T剩余异常剖面上异常均十分明显的特征。区内分布有Cu、Co、Ni、Cr为组合的1:5万水系沉积物测量综合异常, HS26号异常与青C-2010-242异常对应较好, HS31号异常与青C-2010-245异常对应较好, 西北角未编号地磁异常与HS25号异常对应较好(图5)。

图5 青C-2010-241、242、245等综异常合a— 航磁Δ T剩余异常平剖图; b— 航磁Δ T异常等值线; c— 地磁Δ T异常等值线; d— 化探综合异常

在该区通过1:1万高精度磁测圈出M1、M2、M3、M4四处磁异常, 并在西北角分布有未编号地磁异常。航磁青C-2010-241异常对应地磁M1、M2异常, 青C-2010-242异常对应地磁M3异常, 青C-2010-245异常对应地磁M4异常; 进一步开展的1:2 000 地磁测量显示出较为一致的特征, 地磁异常形态不规则, 展布方向各异, 正负异常伴生, 正异常被负异常环绕或南侧出现明显负异常等, 面积一般在1~2 km2左右, 呈现中高强度, 极大值达2 924 nT, 一般在数百到千余nT, 磁异常与基性杂岩体对应较好, 面积大于已知出露露头(图6、图7)。

图6 航磁青C-2010-242异常区地磁异常等值线

图7 HS27化探异常(青C-2010-245异常边部)区地磁异常等值线

总体上该矿床区航磁异常表现为强度弱、面积小的特征, 但异常明显, 与反映的磁性体规模小、航磁飞行高度较高有关; 矿化橄榄岩、辉石岩等具有较强磁性, 主要是该区引起磁异常的主要因素。地磁异常强度大, 正负伴生, 正异常被负异常包围或南侧伴生负异常, 与矿化岩石剩磁较强, 磁化方向与现代磁化方向不一致等因素有关, 也是该区地磁异常在铜镍矿上的特殊现象。

根据上述特征, 区域上如其北部的青C-2010-243异常、青C-2010-136异常等也具有相似的特征, 具有寻找同类矿床的前景。

5 结论

1) 夏日哈木矿区一般岩石与镍黄铁矿化等矿石磁性差异明显, 镍黄铁矿化等矿石具有以剩磁为主的较强磁性, 且磁化方向与正常磁化方向不同, 同时矿石具有高极化率、低电阻率特征。

2) 在含矿基性杂岩体上, 地磁异常表现为中高强度, 南北两侧均出现负异常或南侧出现负异常的特征, 这与矿石剩磁较强和磁化方向与现代磁场不同有关, 表现出磁异常的特殊性。磁异常不仅仅是基性杂岩体的反映, 也是寻找铜镍矿床的直接标志。

3) 航磁异常总体表现为强度低、面积小、叠加在大面积负磁异常背景上的特征, 但在航磁Δ T等值线及Δ T剩余异常剖面上异常均十分明显。负异常背景与无磁性或弱磁性的大面积金水口岩群有关, 异常强度低、面积小与航磁测量飞行高度较高、含矿岩体规模相对较小有关。

4) 夏日哈木铜镍矿床与航磁弱小异常、地磁中高强度异常、化探异常关系十分密切。根据与夏日哈木1:5万航磁异常的对比, 该带上还有青C-2010-243异常、青C-2010-136异常等具有相似特征, 具有寻找同类矿床的前景。建议在东昆仑西段具体勘查部署时充分利用1:5万结合地质背景和1:5万Cu、Co、Ni、Cr化探异常开展工作, 对该带岩浆熔离型铜镍矿靶区的圈定、矿床的寻找具有重要意义。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 陈海幅, 李世金, 潘彤, 等. 青海东昆仑寻找岩浆熔离型矿床取得的重大进展及认识[R]. 青海省地矿局, 2013. [本文引用:1]
[2] 张洪瑞, 严永邦, 王海鹏, 等. 青海省乌图美仁—加日马地区1: 5万航空磁测及地面异常查证报告[R]. 青海省第三地质矿产勘查院, 2014. [本文引用:1]
[3] 李世金, 潘彤, 高永旺, 等. 青海夏日哈木铜镍矿勘查研讨会学术交流材料[R]. 青海省地矿局, 2013. [本文引用:1]
[4] 黎超群. 利用钻孔岩心测定岩(矿)石剩余磁化强度矢量的方法[J]. 物探与化探, 1983, 7(4): 239-245. [本文引用:1]
[5] 李文渊. 岩浆矿床研究现状及发展趋势[J]. 西北地质, 2007, 40(2): 1-28. [本文引用:1]
[6] 汤中立. 中国岩浆硫化物矿床的主要成矿机制[J]. 地质学报, 1996, 70(3): 237-243. [本文引用:1]
[7] 汤中立. 中国的小岩体岩浆矿床[J]. 中国工程科学, 2006, 4(6): 9-12. [本文引用:1]
[8] 青海省地矿局. 青海省区域地质概论[M]. 北京: 地质出版社, 2007. [本文引用:1]
[9] 张洪瑞, 熊盛青, 范正国, 等. 青海祁漫塔格地区航磁异常特征及找矿前景[J]. 物探与化探, 2012, 36(2): 163-169. [本文引用:1]
[10] 乔日新. 高精度航磁局部异常与盖层断层的关系及其特征[J]. 物探与化探, 1983, 14(4): 37-41. [本文引用:1]
[11] 熊盛青. 航磁在西南三江地区铜矿勘查中的作用探讨[J]. 物探与化探, 1998, 22(1): 33-48. [本文引用:1]
[12] 郑广如. 高精度航磁调查在新疆西天山地区的应用[J]. 物探与化探, 2011, 35(2): 188-199. [本文引用:1]
[13] 张洪瑞, 范正国. 2000年来西方国家航空物探技术的若干进展[J]. 2007, 31(1): 1-8. [本文引用:1]
[14] 周道卿, 周坚鑫, 范正国, 等. 航磁调查在中高山地区找矿快速突破中的应用[J]. 物探与化探, 2013, 37(3): 443-448. [本文引用:1]
[15] 余学中, 梁月明, 丛丽娟, 等. 高精度航空物探资料在二连浩特—东乌旗地区找矿中的应用[J]. 物探与化探, 2010, 34(3): 271-274. [本文引用:1]