印度尼西亚苏门答腊岛所罗克地区区域化探异常分析与找矿前景初探

胡 鹏, 张海坤, 朱章显, 项剑桥

(1.中国地质调查局 武汉地质调查中心,湖北 武汉 430223; 2.湖北省地质局 地球物理勘探大队,湖北 武汉 430056)

印度尼西亚苏门答腊岛所罗克地区区域化探异常分析与找矿前景初探

胡 鹏1, 张海坤1, 朱章显1, 项剑桥2

(1.中国地质调查局 武汉地质调查中心,湖北 武汉 430223; 2.湖北省地质局 地球物理勘探大队,湖北 武汉 430056)

中—印尼合作在印度尼西亚苏门答腊岛所罗克地区开展了1∶25万地球化学调查,采用水系沉积物测量方法,通过多元素、高精度样品分析测试,发现了一批具有找矿前景的地球化学异常。通过与该区以往的化探工作对比,详细分析了新发现的异常类型和特征,并结合地质背景,对区内的找矿前景进行了分析,对找矿方向进行了初步探讨。

水系沉积物测量;异常;找矿前景；苏门答腊岛

所罗克地区位于印度尼西亚第二大岛屿——苏门答腊岛中西部,往西40 km便是著名的港口城市Padang。2010年,中国/印度尼西亚首轮地学合作研究项目“中—印合作印度尼西亚巴东—明古鲁地区1∶25万地质地球化学调查”正式启动,研究区包括了所罗克地区。本文正是该合作研究项目的初步成果之一。

1 区域地质矿产

所罗克地区(以下简称:研究区)所在的苏门答腊岛为欧亚板块与印度—澳大利亚板块碰撞过渡带,板块碰撞、俯冲形成了其特有的沟—弧—盆构造格架[1](图1)。

图1 印尼板块构造格架示意图Fig.1 Schematic diagram of tectonic framework of Indonesia plate(据Hall et Wilson,2000资料修改)1.缝合线；2.过渡带；3.巽他陆架。

研究区隶属于西苏门答腊断块,它是在海西期从印支板块东南边缘分裂出来的小板片,在印支期与“暹缅马苏“(Sibumasu)地块拼合成为巽他大陆的西南边缘[2]。

西苏门答腊断块是呈NW-SE向分布的海西—燕山期的岩浆活动带[3],包括有石炭—二叠纪火山—侵入岩(290～256 Ma)带、晚三叠—早侏罗世火山—侵入岩带(224～180 Ma)、中侏罗世—白垩纪(沃伊拉群)火山岩带(169～75 Ma)和新生代火山岩带(65～1.6 Ma)。在所罗克地区中生代火山岩由大洋岛弧火山岩(本塔洛弧)、沃伊拉(Woyla)增生复合体(洋壳和大洋底沉积物质)组成。

研究区发育有中生代沃伊拉群火山岩(包括萨林、本塔洛、打巴端和纳巴纳等火山岩组)。其岩石类型显示为拉斑玄武岩系列和钙碱性系列。少数沃伊拉群(中侏罗—早白垩统)火山岩的K2O含量较高,为橄榄玄粗岩系列,形成于陆缘火山弧和岛弧环境[4-5](图2)。

研究区处于苏门答腊—爪哇成矿带,成矿带内的金属矿产出在苏门答腊—爪哇弧的弧间盆地中,矿产资源较为丰富,已发现的矿种以铜、铁、金为主。中新世后的岛弧型中酸性岩控制着铜—金矿床的分布,矿床点的整体空间展布呈北西向,呈带状集中于苏门答腊深大断裂以东,singkarak断陷盆地以西。铜矿床类型主要为矽卡岩型铜(铅锌)矿床、浅成低温热液型铜铅锌矿床,金矿床类型主要为浅成低温热液矿床,矿体不稳定,品位变化较大[6]。带内铁矿床基本与火山沉积作用有关,铁矿体则多以透镜状赋存于火山沉积岩中,规模一般较小。在过去的几十年众多公司及机构的各类型的找矿工作一直从未间断,但目前本区仍多以小型矿床、矿点为主,鲜见具有一定规模的矿山,可谓是“满天繁星，不见明月”。

图2 印度尼西亚巴东—明古鲁地区地质简图Fig.2 Generalized map of Badong-Mingulu Area in Indonesia plate

2 区域地球化学特征

英国地质调查局于上世纪80年代在苏门答腊岛开展过低密度的地球化学调查。其采样密度为1点/10 km2,分析了As、Cu、Pb、Zn、Ag、Ni、Co、Cr、W、Mo、Sn、Fe、Mn、K、Li等15种元素；分析方法为光谱半定量；由于检出限较高，只有Cu、Pb、Zn、Ni、Mn等少数几个元素报出率较高,其它元素报出率较低。

2.1 元素地球化学特征

经过统计苏门答腊岛全岛在上世纪80年代采样分析数据,剔除特高值后(X+4S一次性剔除),各元素特征值见表1(Ag、Fe、K、Li由于报出率低未统计)。

各元素的总体分布特征显示,以Gelugu-Muarabuat一线为界,在该线东南各元素基本上呈低背景—低量分布；而在该线西北,沿巴里散山脉与爪哇弧之间的弧间盆地,Cu、Pb、Zn、Ni等元素呈高背景—强异常分布,其主要的强异常分布于该带的北端及所罗克地区——该区大量发育酸性—中酸性岩浆岩,新生代火山岩,并分布有碳酸盐类岩石, Cu、Pb、Zn等元素的高背景分布即由岩浆岩体和构造、岩浆热液活动富集引起。

Cu、Co高背景—强异常区分布于苏门答腊断裂的两侧,而在断裂带中心部位则表现为背景分布。

表1 苏门答腊岛元素背景值表Table 1 Element background value of Sumatra Island 单位：10-6

注:根据英国地调局20世纪80年代所采集的样品分析数据。

Pb、Zn高背景—强异常分布于苏门答腊断裂带的北东侧,特别是在Timbulum南部及Muarabuat一带成大面积高强度异常分布。As由于分析灵敏度不高,区域分布规律不太清晰,总体上分布趋势显示在弧间盆地多为高背景—异常分布,局部为点状高强度异常。Mo的分布规律与Cu较为接近,其高背景范围比Cu大,而局部强度稍低,在所罗克幅东南部taluk地区为高背景—异常分布,与其它元素有一定的差别。Ni高背景—强异常带分布于所罗克—Sungantabi一带,为弧间盆地的中心部位,高强度区位于所罗克—MUARALABUH,该区为二叠系灰岩与花岗岩接触部位,并有火山岩分布。

2.2 异常分布特征

以武汉中地信息工程有限公司的Mapgis为开发平台。采用基于分形理论的含量面积法作为元素背景值和地球化学异常下限的确定方法,并形成Cu、Pb、Zn、Ni、As等5种元素的地球化学异常图[7](图3)。

图3 西苏门答腊岛Cu、Pb、Zn、Ni、As等五种元素地球化学异常图Fig.3 Integrated anomaly map of Cu、Pb、Zn、Ni、As in Sumatra Island(据英国地调局化探数据编制)

从图上可以看出,元素异常相对集中分布在苏门答腊断裂北东侧,形成一北西—南东向展布的异常带,并大致与该区分布的岩浆岩叠合。根据组合元素的种类和异常带空间分布特征,可进一步将该异常带分为北、中、南三段:

中段异常带 所选取的5种元素均有异常分布,并且各元素异常面积大,异常叠合较好,总体上异常呈北西向带状展布,Cu异常分布于两侧,Ni异常则处弧间盆地的中心部位。

南段异常带 位于选区的东南角,异常元素组合以Cu、Pb、Zn为主,并分布于中心部位,As、Ni异常分布于异常带的外围。

3 新一轮地球化学调查特点与发现

苏门答腊岛以往地球化学调查工作存在的主要问题:采样密度偏低,平均为1点/10 km2；分析元素较少,只分析了Cu、Pb、Zn、Ag、Ni、Co、Cr、W、Mo、Sn、Fe、Mn、K、Li等15种元素,不利于区域地球化学规律的总结；部分元素报出率低,只有Cu、Pb、Zn、Ni、 Fe、Mn等少数几个元素报出率较高,其它元素分析检出限高,不能满足编图的要求。因此,2011年中—印尼合作在苏门答腊岛巴东—明古鲁地区开展了新一轮的地球化学调查工作。

3.1 调查方法技术

本次地球化学调查采用水系沉积物测量方法,基本采样密度为1～2点/4 km2,在成矿有利地段进行了加密采样。样品采样部位以适宜水系沉积物各种粒级汇集处为准；样品采集淤泥、粉砂、细砂等混杂物质,避免采集淤泥表面可能存在的有机质、岸边塌积物、人工堆积物等,避开了可能带来严重污染的人工堆积物；样品采样粒级为-60目混合粒级；野外采样原始样重≥500 g；野外定点采用GPS和地形图相结合的方法,确保了采样位置的准确。有关方法技术按照《区域地球化学勘查规范》(DZ/T167—2006)执行。

3.2 样品分析

按照4 km2单元格进行组合样品分析,其工作由国土资源部武汉岩矿测试中心完成。

本次样品共分析了40种元素,其中Au采用泡塑吸附等离子体质谱法(ICP-MS),Ag、B、Sn采用发射光谱法(ES),Mo、W采用催化极谱法(POL),F采用离子电极法(ISE),As、Sb、Bi、Hg采用原子荧光法(AFS),Be、Co、Cd、La、Li、Pb、Th、U、Cu、Zn采用等离子体质谱法(ICP-MS),Ba、Ca、Sr、V、Ni、Na、Mn、Mg采用全谱直读光谱法(ICP谱直读光),Si、Al、K、Fe、Ti、Zr、Cr、P、Y、Nb、Rb采用X射线荧光光谱法(XRF),各元素的检出限均高于规范的要求。

3.3 主要成果

从比较优势理论角度来看，各国要素禀赋的差异导致的产品价格差异产生了国际贸易。凯恩斯的宏观经济理论提出收入变化将影响消费者的购买力，因此收入也是影响贸易需求的重要因素。根据需求弹性的相关定义和上述理论，中国乳制品进口需求主要受进口价格和消费者收入两方面的影响。假设将中国乳制品年进口量Q作为模型的因变量，将经济环境中影响乳制品进口的因素作为自变量，估计进口的需求价格弹性。

(1) 首次在研究区圈出了放射性元素(U、Th)及稀有稀土元素(Zr、Nb、La、Y)异常。U、Th等放射性元素异常主要分布在GUGUK—SUMPUR—TIMBULUM一带,呈带状分布,具多个浓集中心,异常范围与中生代花岗岩侵入体范围基本一致(图4)。

图4 研究区U-Th-Zr-Nb-La-Y组合异常图Fig.4 Integrated anomaly map of U-Th-Zr-Nb-La-Y in study area

图4中HS5是典型的以U、Th为主的放射性元素异常,该异常主要为U、Th、Zr元素组合异常,异常位于UMPUR—TIMBULUM一带,异常区中心主要出露中生代花岗岩,两侧围岩为Kuantan组上部(PCks)页岩含石英粉砂岩和熔岩夹层；Kuantan组中部(PCkl)灰岩、硅质页岩和石英岩；Kuantan组下部(PCkq)石英岩和硅质板岩、火山岩、绿泥石化凝灰岩、砾岩等。

主要元素组合为U、Th、Zr、Y、Nb、Pb、Sn、W、Bi,为典型的高温岩浆热液型元素组合异常。U、Th元素异常强度高、规模大、异常浓集中心明显,呈北西向带状分布,U、Th可划分为3个浓集中心,最高值达到21.36μg/g,Th峰值为140.9μg/g,两元素高值区基本重合。W、Sn异常与U异常南部中心套合,Pb、Sn、Zr、Nb异常范围与U异常外带范围一致。

(2) 新发现的异常。与上世纪80年代在苏门答腊岛开展的地球化学调查结果对比,本次工作在BATUSANGKAR东北部新发现了以Cu为主的Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Mo多元素组合异常(图5)。

图5 研究区Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Mo组合异常图Fig.5 Integrated anomaly map of Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Mo in study area1.铜异常；2.铅异常；3.锌异常；4.钨异常；5.锡异常；6.铋异常；7.钼异常；8.组合异常及编号；9.Cu-Pb-Zn-Sn-Mo组合异常及编号;10.Cu-Zn组合异常及编号;11.Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Mo组合异常及编号;12.Pb-W-Sn-Bi组合异常及编号。

HS3异常区位于苏门答腊断裂北东侧,基本与新生代岩浆岩叠合,主要出露安山岩、玄武岩、安山质—玄武质凝灰岩及花岗岩。该异常区中部分布有二叠纪变质岩,呈北西向展布,其岩性主要为大理岩、板岩、千枚岩等。

异常区元素组合主要为Cu、Au、Zn、Mo、Sn、As、Sb、Ag、Hg、Nb、Y、La、Fe、Co、Ni、V等。Cu、Mo异常位于异常区中心,呈北西向带状分布,其长轴方向与断裂、岩浆岩延伸方向一致,Cu异常强度高,最高值达148.5 μg/g,异常中心明显,具有三级浓度分带；Zn异常面积大,具较大的规模,最高值达到541.3 μg/g。

该异常的展布受岩浆活动以及地层的联合控制,可能由接触交代型相关的矿床所致。

图6 研究区找矿远景区分布图Fig.6 Distribution map of prospecting area in study area

4 找矿前景初探及结论

经过分析,异常具备以下特征:

(1) 主要成矿元素(亲硫、亲铁元素)地球化学异常空间具有带状、北西向的展布特征,异常区域内目前已经发现的矿床点的空间分布及异常区的空间展布形态与区域构造方向一致。其中,结合地层岩浆构造,可圈定两个找矿远景区(图6):Ⅰ远景区：以HS3异常为基础,推测区内含数量众多的铜铅锌矿。Ⅱ远景区：以HS4、HS7、HS10为基础,推测区内具有一定数量和规模的铁矿。

(2) 苏门答腊断裂带以东更具找矿前景。从异常的分布特征来看,断裂带以东的异常带更具“高、大、全”的特点。苏门答腊断裂带以东弧后沉积区,中、新生代的岩浆活动以及火山热水活动要明显强烈得多,现阶段发现的矿点也主要集中于东部,沿北西向的主要构造方向展布。

(3) U、Th为主的放射性元素异常范围(图4，HS5)与中生代花岗岩侵入体出露范围较为接近,推测其受制于酸性岩浆活动以及后期热液作用。

通过本次水系沉积物测量,发现了新的异常和新类型异常。在异常分析的基础上,结合地质背景解剖,初步推断异常为岩浆活动与构造活动联合作用形成的。局部地段形成了较富的矿坯,在后期断裂、褶皱过程中矿质活化、进一步富集。该地区找矿前景极好,是铜铁铅锌等矿产的找矿有利地段。

[1] Barker A J,Crow M J.Tectonic evolution[M]//Barker A J,Crow M J,Milson J S.Sumatra-Geology,Resources and Tectonics.London:The Geological Society，2005:234-255.

[2] Hall,R.Indonesia,Geology[M]//Gillespie R,Clague D.Encyclopedia of Islands.Berkeley,California:University of California Press,2009:454-460.

[3] 高小卫,杨振强,吴秀荣.苏门答腊(印度尼西亚)的火山岩及其地球化学—构造环境判别[J].华南地质与矿产,2012,28(2):107-124.

[4] Crow M J.Pre-tertiary volcanic rocks[M]//Barker A J,Crow M J,Milson J S.Sumatra-Geology,Resources and Tectonics.London:The Geological Society,2005:63-86.

[5] Crow M J.Tertiary volcanicity[M]//Barker A J,Crow M J,Milson J S.Sumatra-Geology,Resources and Tectonics.London:The Geological Society,2005:98-119.

[6] 姚华舟,朱章显,韦延光,等.巽他群岛—新几内亚岛地区地质与矿产[M].北京：地质出版社,2010:192-210.

[7] 郭科,魏友华,陈聆,等.基于 MAPGIS平台下分形理论在地球化学异常圈定中的应用[J].成都理工大学学报：自然科学版,2006,33(4):356-359.

(责任编辑:陈姣霞)

Analysis of Geochemical Anomalies and Preliminary Study of Prospecting Potential of Solok area in Sumatra Island,Indonesia

HU Peng1, ZHANG Haikun1, ZHU Zhangxian1, XIANG Jianqiao2
(1.WuhanCenterofChinaGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430223; 2.HubeiBrigadeofGeophysicalExploration,Wuhan,Hubei430056)

1∶250 000 geochemical survey was conducted in Solok,Sumatra Island,Indonesia,based on the cooperation between China and Indonesia. A series of geochemical anomalies of great potential were discovered through highly accurate analysis of multi-element samples from stream sediments. By comparison with former work,the authors discussed the type and characteristics of new-discovered anomalies,and determined the further prospecting direction with geological background into consideration.

stream sediment survey;anomalies;ore-prospecting potential;Sumatra Island

2014-09-22；改回日期:2014-12-25

胡鹏(1984-)，男，助理研究员，矿产普查与勘探专业，从事境外地质矿产研究。E-mail:157521303@qq.com

P632

A

1671-1211(2015)01-0069-05

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20141231.1652.001.html 数字出版日期:2014-12-31 16:52