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四川甲基卡锂矿田伟晶岩脉的地球物理探测效果
——以新三号脉(X03)为例*

2020-02-27郝雪峰王登红范俊波代鸿章

矿床地质 2020年1期
关键词:伟晶岩片岩花岗岩

杨 荣,郝雪峰,王登红,范俊波,代鸿章

(1四川省地质调查院,四川成都 610081;2中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037)

甲基卡伟晶岩型稀有金属矿田位于松潘—甘孜造山带东南部,鲜水河断裂西侧,是中国规模最大的稀有金属矿田之一,形成Li-Be-Nb-Ta成矿系列(付小方等,1991)。近年发现的新三号脉(X03)的氧化锂资源量达88.55万吨(付小方等,2015),是亚洲第一大锂辉石单脉。这一发现使甲基卡矿田氧化锂的资源总量达到280.7万吨(付小方等,2019),位居世界前列。

地球物理勘探中可利用电性差异,划分出电性物性分区;利用磁性差异,划分出磁性物性分区;利用密度差异,划分出重力物性分区。每一种划分只是地质体某种属性的差异划分,具有片面性和局限性。这是物探多解性的根本原因。从不同角度对地质体进行综合分析,开展多方法的综合物探,再结合地质、化探、钻探等其他方法进行综合解释,是减少多解性的有效途径。

从2012年至2019年,在甲基卡矿田开展了大量综合物探工作,包括地面高精度磁法、地面高精度重力、大功率激电中梯测量、大功率激电对称四极测深、音频大地电磁测深、高密度电法、地质雷达等,各方法均取得了良好效果。但是,解释推断方面一直没有进行系统的工作,尤其是综合物探的解释研究十分欠缺。针对这方面工作的不足,笔者以X03号矿脉为例,对其周围的重力、地磁、电法及音频大地电磁测深资料开展了综合物探解释。同时结合化探、地质及钻探工作,对解释成果进行约束,为下一步工作部署提供更可靠的物探资料。

1 成矿地质背景

1.1 区域成矿地质背景

在青藏高原北部横跨2800 km的巨型的松潘-甘孜-甜水海造山带,包括甲基卡,马尔康的李家沟和新疆喀喇昆仑的白龙山等超大型和大型锂矿床均沿此带分布(许志琴等,2019)。该巨型锂矿带赋存于巴罗式变质的三叠纪复理石地层中,自中生代晚期以来,该造山带经多层次推覆-滑脱,特别是深部的滑脱作用过程伴随着地壳局部熔融,曾先后经历了南北向和东西向非共轴挤压收缩,在三叠系西康群复理石双向挤压收缩背形构造横跨叠加部位形成了浅部构造层次含锂的伟晶岩脉相伴的“花岗岩浆底辟穹窿群”。

研究表明,松潘-甘孜造山带中部的雅江被动陆缘中央褶皱-推覆带中段,长征、容须卡、甲基卡、瓦多以及木绒等地发育有椭圆形和圆形穹窿体,产在具有巴罗式低/中压-高温变质组合(夕线石-十字石-红柱石-石榴子石-黑云母)的三叠系西康群变质复理石岩系中,推测三叠系变质地层下可能存在大型的隐伏花岗岩基或热流体。这些穹隆构造曾被称作为“热隆”(许志琴等,1992)、“花岗岩浆底辟穹隆”(侯立玮等,2002,付小方等,2017)和“片麻岩穹隆”(许志琴等,2019)。

区内花岗伟晶岩(矿)脉,成群产布于这些穹窿体周缘的构造裂隙中。该区已发现稀有金属矿产地10余处,其中以甲基卡矿田规模最大(付小方等,2019)。

甲基卡矿田区域上出露主要地层有雅江组、两河口组、新都桥组、侏倭组、杂谷脑组、菠茨沟组、扎尕山组等;东部分布中酸性侵入岩,整体呈南北向分布;第四系分布于东部,整体南北向展布。区内断裂较发育,主要呈北西向和北东向分布。容须卡、长征、木绒等主要锂成矿区均分布在三叠系新都桥组内(图1)。

1.2 矿田地质特征

甲基卡矿田受岩浆底辟穹窿控制,穹窿体由花岗岩体、伟晶岩脉以及上三叠统西康群复理石沉积经动热变形-变质而成的构造片岩组成,呈近南北向展布。

图1 甲基卡花岗伟晶岩型稀有金属矿田区域地质略图(据付小方等,2014)1—第四系;三叠系2—雅江组;3—两河口组;4—新都桥组;5—侏倭组;6—杂谷脑组;7—菠茨沟组;8—扎尕山组;9—中性侵入岩体;10—酸性侵入岩体;11—花岗岩体/脉;12—水晶组—蜈蚣口组;13—外来二叠系灰岩块体;14—外来石炭系—二叠系灰岩块体;15—断层;16—锂矿点Fig.1 Regional geological sketch map of the Jiajika rare metal orefield of carbide granite pegmatite type(after Fu et al.,2014)1—Quaternary;Triassic:2—Yajiang Formation;3—Lianghekou Formation;4—Xinduqiao Formation;5—Zuwo Formation;6—Zagunao Formation;7—Bocigou Formation;8—Zadashan Formation;9—Neutral intrusive rock mass;10—Acid intrusive rock mass;11—Granite/vein;12—Shuijin Formation—Wugongkou Formation;13—Exotic Permian Limestone Block;14—Exotic Carboniferous—Permian Limestone Block;15—Fault;16—Lithium ore spot

花岗岩侵入于上三叠统侏倭组和新都桥组中,在南部马颈子和中北部的甲基甲米(308)呈岩株、岩枝状出露。花岗岩主体未出露,仅出露边缘相,在岩体顶部可见上三叠统地层的残余顶盖。动热变质带以花岗岩为中心,向外依次发育十字石带、红柱石十字石带、红柱石带以及黑云母带,动热变质带大致呈南北向展布。在花岗岩株(枝)和伟晶岩(矿)脉外接触带发育电气石、堇青石热接触蚀变带(图2)。

区内已发现的花岗伟晶岩(矿)脉,主要分布于穹窿顶部及其周缘成穹前或成穹期裂隙中。控脉(矿)裂隙类型主要有剪张裂隙、单一剪切裂隙、雁行状扭-张裂隙、X型网状裂隙、张性封闭型裂隙及层间裂隙。对规模较大的控脉裂隙产状要素统计显示,走向均为近SN向,多数向西缓倾,倾角以20°~50°为主,向深部倾角有变缓之势(付小方等,2019)。

矿区内出露地层为三叠系西康群砂页岩,经区域变质和接触变质作用而形成的黑云母石英片岩、二云母石英片岩和红柱石、十字石石英片岩等中浅变质岩系。围绕花岗岩内、外接触带派生出一系列花岗伟晶岩脉,目前已发现含锂、铍、铌、钽的伟晶岩矿脉114条(王登红等,2005)。

2 地球物理特征

2.1 区域地球物理特征

图2 甲基卡矿田主要伟晶岩脉分布图(据付小方等,2015)1—二云母花岗岩;2—微斜长石型伟晶岩;3—微斜长石钠长石型伟晶岩;4—钠长石型伟晶岩;5—钠长石锂辉石型伟晶岩;6—钠长石锂云母型伟晶岩;7—伟晶岩脉体编号;8—类型分带线及编号;9—新发现伟晶岩脉体及编号Ⅰ—微斜长石伟晶岩带;Ⅱ—微斜长石-钠长石伟晶岩带;Ⅲ—钠长石伟晶岩带;Ⅳ—锂辉石伟晶岩带;Ⅴ—锂(白)云母伟晶岩带Fig.2 Location of vein X03 in methyl carbide rare metal mining area(after Fu et al.,2015)1—Two-mica granite;2—Microcline type pegmatite;3—Microcline-albite type pegmatite;4—Albite type pegmatite;5—Albite-spodumene type pegmatite;6—Albite-lepidolite;type pegmatite;7—Serial number of pegmatite;8—Pegmatite type division line and its serial number;9—Newly discovered pegmatic vein and its serial number;Ⅰ—Microcline type pegmatite zone;Ⅱ—Microcline-albite type pegmatite zone;Ⅲ—Albite type pegmatite zone;Ⅳ—Albite spodumene type pegmatite zone;Ⅴ—Albite lepidolite type pegmatite zone

据四川省矿产资源潜力评价成果,甲基卡矿田西部、南部分布有一近南北向高磁异常,推断由地层、基性超基性岩体引起;东部分布一近北北西向低磁异常,推断由酸性或中性岩体引起;在剩余重力图上,分布有3处近南北向的剩余重力高异常,推断由地层引起。

区域航磁化极异常图(1∶20万)数据显示,甲基卡、容须卡、长征、木绒和瓦多5处锂矿区分布于梯度带和低磁异常区(杨荣等,2017);剩余重力异常图(1∶50万)数据显示,上述五处锂矿分布于梯度带和剩余重力低异常区。推断甲基卡、容须卡、长征、瓦多和木绒等矿区处于重磁低异常区与重磁梯度带区域(图3)。

2.2 矿区主要岩石物性特征

甲基卡区内主要分布伟晶岩、花岗岩、片岩及变质砂岩等4大类岩石,以伟晶岩和花岗岩为主要的地球物理探测目标岩体。片岩为主要的围岩,变质砂岩也是围岩之一,但分布规模较小,角岩更为零星。

(1)密度特征

由表1可知,区内变质砂岩密度最大,平均值达2.879 g/cm3,与其他岩石密度差达0.128~0.274 g/cm3;砂岩、片岩等密度较大,均在2.700 g/cm3以上;细晶岩、花岗伟晶岩、锂辉石伟晶岩、花岗岩、石英密度相对较小,含锂辉石伟晶岩密度最小,其值为2.605g/cm3,酸性花岗岩体密度值比之稍大,为2.629 g/cm3。可见,重力高异常主要由片岩、变质砂岩、砂岩等引起;重力低异常则由花岗岩、伟晶岩等酸性岩体引起。

(2)磁性特征

甲基卡矿区为弱磁性区,各类岩石主要呈低磁化率、低剩余磁化强度,但各岩石类型及地层间仍存在磁性差异。当岩体和地层达到一定规模时,产生的磁场会出现较大差异,可被探测和识别出来。在甲基卡,磁性差异主要用于区分规模较大的岩体和构造。

由表2可知,变质砂岩磁化率最大,均值达49.81×10-5SI;花岗岩、片岩、角岩三者较接近,在47.16×10-5SI~47.73×10-5SI之间,比变质砂岩略低;伟晶岩磁化率最小,均值为40.33×10-5SI。剩余磁化强度方面,角岩最大,均值达85.73×10-3A/m,随后依次为片岩、变质砂岩、花岗岩和伟晶岩。伟晶岩最小,仅为35.66×10-3A/m。可见,区内高磁异常主要由角岩、片岩、变质砂岩等岩体引起;低磁异常由花岗岩、伟晶岩等岩体引起。

图3 甲基卡区航磁ΔT化极异常(a)及剩余重力异常(b)(据杨荣等,2017)1—锂矿点Fig.3 AeromagneticΔT polarization anomaly(a)and residual gravity anomaly(b)of Jiajika area(after Yang et al.,2017)1—Lithium ore spot

表1 甲基卡岩石密度统计表Table 1 Statistical parameters of rock density in Jiajika

(3)电性特征

据表3,在电阻率方面,区内呈高阻特征的主要有伟晶岩、花岗岩、石英、角岩、变质砂岩等。区内分布最广的围岩片岩呈相对低阻的特征。在极化率方面,伟晶岩与围岩(片岩、变质砂岩)差别不大,依靠极化率对岩体定性效果不明显。另外,片岩电阻率具有各向异性,区内片岩产状以水平为主,因此片岩主要采用了平行于片理面的物性数据。总体上,区内视电阻率高异常主要由伟晶岩、花岗岩及变质砂岩引起;视电阻率低异常主要由片岩引起。

表2 甲基卡岩石磁参数统计表Table 2 Statistical parameters of rock magnetic in Jiajika

(4)物相分析与地球物理宏观测量要解决的问题

利用物相分析,结合地球物理宏观测量,对重、磁、电异常进行区分识别,主要面临的问题有以下3处。

①变质围岩与中酸性杂岩体的区分

区内中酸性岩体(伟晶岩、花岗岩等)的电阻率比围岩(主要是水平产状的片岩)的电阻率高,中酸性岩体形成的高阻异常与围岩形成的低阻异常容易区分;中酸性岩体电阻率与变质砂岩(次要围岩)电阻率较为接近,二者形成的高阻异常在电阻率上难以直接区分,但中酸性岩体的磁化率、剩磁及密度均小于变质砂岩,异常识别时结合重磁成果,低磁低重高电阻率者是中酸性岩体的特征,高磁高重高电阻率者是变质砂岩的特征。角岩由于仅零星分布在片岩与伟晶岩等的接触带,对异常的圈定和解释影响不大。

②中酸性侵入岩体与伟晶岩的区分

伟晶岩与花岗岩、石英的电阻率有一定的差异,但在实际测量时,由于仪器精度、体积效应、伟晶岩脉规模及交互分布等因素,对其形成的异常难以直接区分,需结合地质资料才能分辨开。

表3 甲基卡电性参数统计表Table 3 Statistical parameters of electrical in Jiajika

③具有含矿差异的伟晶岩能否区分

对含矿和不含矿伟晶岩,在物性上做过一些研究工作,发现其在重力、磁性及电性上的差异均很小。考虑到工作仪器的精度,野外宏观测量的体积效应,背景电场的变化等,难以直接区别,务必结合其他地质、地球化学工作。如果w(Li)远高于背景,则推断为含矿伟晶岩,反之推断为不含矿伟晶岩。

2.3 区内物探成果概况

在甲基卡矿区,已开展的物探工作主要有地面高精度磁法、地面高精度重力、大功率激电中梯测量、对称四极测深、音频大地电磁测深、高密度电法测量、地质雷达等。

(1)地面高精度磁法、地面高精度重力

利用深部物质的密度差异和磁性差异,对工作区的岩体分布、穹窿构造等特征进行了圈定划分,圈定出了以马颈子花岗岩为中心的穹窿构造分布范围(图5);发现了位于马颈子花岗岩东部的隐伏穹窿构造;同时,重磁成果为第四系覆盖区的地质填图提供了依据。

(2)激电中梯测量及激电对称四极测深

通过对地质上发现的矿化露头、化探发现的锂异常等开展激电中梯扫面,圈定其在平面上的分布范围,筛选出可能含矿的高阻异常体。以此为基础,开展对称四极测深,查明异常体在地下约190 m以上的垂向分层形态、埋深及产状等特征,为钻探工作提供依据。截止2019年底,激电中梯测量圈定了21处南北向视电阻率高异常,1处推断为变质砂岩引起,20处推断为伟晶岩引起。钻探已验证7个异常,均发现伟晶岩(其中5处为含锂辉石伟晶岩,2处存在伟晶岩但锂辉石含量低),其余13处异常未验证。

(3)音频大地电磁测深

通过音频大地电磁测深(AMT),揭示了2000 m以上范围内的视电阻率分布特征,大致了解了主要脉体(岩体)及构造分布情况,为深部找矿提供了参考依据。同时,结合重、磁成果,通过矿区三维建模,在X03区域发现AMT剖面01显示其深部出现一规模巨大的高阻异常,推断为花岗岩(伟晶岩)岩株。另外,在新三脉深部约700 m处,出现一隐伏高阻异常,不排除隐伏含矿伟晶岩体的可能性。

(4)地质雷达

工作区属于高原湿地,不准槽探,故采用地质雷达,可探明重点勘探剖面的第四系盖层厚度及其下部岩石分布等情况。

3 新三号脉综合地球物理特征

3.1 地质矿产特征

新三号脉位于甲基卡矿田北部偏东,构造上位于甲基卡构造-岩浆穹窿北东缘,距甲基卡马颈子二云母花岗岩平距约3 km(图2)。地表80%被第四系所覆盖。锂辉石伟晶岩矿(化)脉侵位于上三叠统新都桥组的构造裂隙中,围岩为十字石二云母片岩、十字石红柱石二云母片岩。近脉围岩蚀变主要有电气石化、堇青石化,后期受热松弛的影响,绢云母、绿泥石化等退变质作用明显。构造处于甲基卡岩浆底辟穹隆的北东侧,受穹窿体控制,总体表现一致。发育层间顺层掩卧褶皱,枢纽缓倾或近水平,S3片理产状片理产状走向为30°~40°,总体向南东向缓倾,倾角一般在12°~18°。少数地方还保留有构造叠加置换的现象。变斑晶不对称结晶尾和剪切S-C组构,指示了运动学方向由北西西向南东东向的正向滑移。矿体受剪张裂隙控制,钻探证明X03脉与西侧的309脉相连,并与甲基甲米二云母花岗岩枝(308脉)相连通,构成了开放型的导矿和控矿系统(付小方等,2017)。矿(体)脉形态以分枝复合大脉为主(图4)。地表仅出露有零星露头。矿(体)脉长2400 m,平均厚度为36 m,最厚处达124 m。矿(体)脉走向 20°~30°,向西缓倾,倾角 20°~35°。延伸至 300~500 m。新三脉向南尚未封闭,正在勘查控制中(付小方等,2019)。

3.2 重力特征

据1∶250 00地面高精度重力测量,新三号脉所在区域的布格重力异常整体表现为西部、北部高,东部、南部低。马颈子花岗岩分布区为全区最低,以此为中心,向西部和北部逐渐增大。鉴于变质砂岩和片岩密度相对较高,伟晶岩和石英次之,花岗岩最低,认为布格重力低异常反映的是马颈子花岗岩所在的甲基卡穹窿的分布特征。

在图5a中,布格重力低异常范围大于地表马颈子花岗岩分布范围,反映了岩体的地下延伸情况。布格重力高异常则反映了甲基卡穹窿西部和北部片岩、变质砂岩的分布情况。新三号脉处于布格重力高低异常过渡的梯度带。区内其他已知含矿伟晶岩脉也多分布于重力梯度带,如308号脉、134号脉。

图4 甲基卡新三号脉矿体平面投影及部分勘查线剖面部署图(据付小方等,2014)1—第四系坡积物;2—第四系残积物;3—伟晶岩脉;4—三叠系新都桥组下段;5—堇青石化红柱石十字石黑云母片岩;6—地质界线;7—钻孔及其编号;8—探槽及编号;9—勘探线及编号;10—矿权界线Fig.4 Plane projection of orebody and deployment of some exploration line profiles of the X03 pegmatite vein in the Jiajika deposit(after Fu et al.,2014)1—Quaternary slope slope wash;2—Quaternary residual deposit;3—Pegmatite veins;4—Lower member of Triassic Xinduqiao Formation;5—Cordierite andalusite cruciform biotite schist;6—Geological boundary;7—Drill hole and its serial number;8—Groove and its serial number;9—Exploration line and its serial number;10—Limits of mineral rights

图5 X03矿脉布格重力异常(a)及剩余重力异常(b)1—锂矿化伟晶岩脉;2—锂工业矿化伟晶岩脉;3—铍矿化伟晶岩脉;4—铍工业矿化伟晶岩脉;5—马颈子花岗岩;6—推断隐伏伟晶岩脉分布范围;7—推断马颈子花岗岩隐伏分布范围;8—见锂辉石伟晶岩钻孔;9—未见锂辉石伟晶岩钻孔;10—未见伟晶岩钻孔Fig.5 Bouguer gravity anomaly(a)and residual gravity anomaly(b)of X03 ore vein1—Lithium mineralized pegmatite vein;2—Lithium industrial mineralized pegmatite vein;3—Beryllium mineralized pegmatite vein;4—Beryllium industrial mineralized pegmatite vein;5—Majingzi granite;6—Inferred range of hidden pegmatite vein;7—Inferred concealed distribution range of Majizi granite;8—Drill hole intersecting spodumene pegmatite;9—Drill hole not intersecting spodumene pegmatite;10—Drill hole not intersecting pegmatite

剩余重力异常是指从布格重力异常中去掉区域重力异常后的剩余部分,主要反映局部浅层具有密度差异的地质体。甲基卡矿田剩余重力高异常反映了片岩和变质砂岩体的分布,剩余重力低异常反映了伟晶岩体、花岗岩体的分布。在剩余重力异常中,马颈子花岗岩主体分布于低异常区。高异常主要呈南北向、北东向分布,推断由残留的变质砂岩体、片岩体引起(在覆盖区填图时,参考了此结果)。已知的含矿伟晶岩脉大多分布于高异常边缘或低异常区域。新三号脉分布于高异常边缘与低异常区域,其南部区域均为低异常区域或梯度带(红色虚线Zone1区域),Zone1区内分布有X09矿脉、104号脉、Ⅳ№.502号脉、Ⅳ№.504号脉等。结合钻探成果,推断X03脉、X09脉、104号脉、Ⅳ№.502号脉、Ⅳ№.504号脉连线的南北向区域内,深部存在一规模更大的伟晶岩脉,地表所见的这些脉体仅为其支脉。

图6 X03矿脉磁源重力异常(a)和地磁ΔT化极异常(b)1—锂矿化伟晶岩脉;2—锂工业矿化伟晶岩脉;3—铍矿化伟晶岩脉;4—铍工业矿化伟晶岩脉;5—马颈子花岗岩;6—推断隐伏伟晶岩脉分布;7—见锂辉石伟晶岩钻孔;8—未见锂辉石伟晶岩钻孔;9—未见伟晶岩钻孔Fig.6 Gravity anomaly of magnetic source(a)and geomagnetic T polar anomaly(b)of X03 ore vein1—Lithium mineralized pegmatite vein;2—Lithium industrial mineralized pegmatite vein;3—Beryllium mineralized pegmatite vein;4—Beryllium industrial mineralized pegmatite vein;5—Majingzi granite;6—Inferred range of pegmatite vein;7—Drill hole intersecting spodumene pegmatite;8—Drill hole not intersecting spodumene pegmatite;9—Drill hole not intersecting pegmatite

3.3 地磁特征

据1∶25000地面高精度磁法测量成果,新三号脉所在区域磁源重力分布特征与布格重力基本类似,中间均为低异常,北部为高异常。不同点在磁源重力西侧有低异常出现,而布格重力西侧出现高异常。这种整体相同局部不同的特征,推断重磁异常主体是同一地质体引起,局部异常为不同地质体引起。鉴于区内伟晶岩磁化率最小,其他差别不大;伟晶岩、花岗岩剩磁最小,片岩、变质砂岩剩磁大,因此和重力一样,地磁高异常主要反应的是变质砂岩、片岩;地磁低异常主要反映的是花岗岩、伟晶岩。

在地磁异常中,与剩余重力异常一样,马颈子花岗岩主体分布于低磁异常区,高磁异常主要呈不规则面状分布,推断为残留的变质砂岩、片岩分布。新三号脉分布于高异常边缘,其南部均为低异常区域或梯度带(红色虚线Zone1区域),属成矿有利区。推断在X03号脉、X09号脉、104号脉、Ⅳ№.502号脉、Ⅳ№.504号脉连线的南北向区域内,深部可能存在一规模更大的伟晶岩脉,地表所见的这些脉体仅为其支脉。这与据剩余重力推断的结果是一致的。

3.4 视电阻率与视极化率特征

由图7a知,区内视电阻率高异常主要以南北向分布为主,低异常主要分布于高异常之间与甲基卡海子周边。X03所在区域视电阻率高异常形态与X03脉体形状相似。在X03与Ⅳ№.504号脉体之间,2处低阻异常将其分为3段近南北向的高阻异常。第一处低阻异常在X09脉和134号脉之间,为甲基措东侧的湿地分布区;第二处低阻异常在Ⅳ№.502脉体西南侧,为一无名海子分布区。因此,结合地质、重力成果推断X03处高阻异常向南应一直延伸至Ⅳ№.504号脉体,如图7a中Zone1所示。

已有钻探成果显示:在X03脉体和134号脉体之间的高阻脉体上有16个钻孔,其中13个钻孔发现含锂辉石伟晶岩、2个钻孔发现伟晶岩但锂辉石含量低、1个钻孔未发现伟晶岩。在高阻脉体边缘的低阻区,4个钻孔均未发现伟晶岩分布。在Ⅳ№.504号脉体附近及南侧的4个钻孔,均发现含锂辉石伟晶岩分布。

由电性参数特征知,区内片岩、角岩极化率较高;伟晶岩极化率最小,与花岗岩、变质砂岩和石英等的极化率十分接近。从视极化率异常特征看,散点高,异常多,分布规律差,难以识别局部异常。但整体仍具有一定规律性。如图7b所示,在花岗岩、伟晶岩分布区,视极化率一般较低,变化幅度小;在片岩、变质砂岩为主的分布区,视极化率一般较高,变化幅度大。结合钻探及测深数据等,推断视极化率异常是岩体本身视极化率大小和岩体分布区含水率(岩体裂隙)的综合反映。在片岩、变质砂岩分布区,由于后期地质作用,一般裂隙较后期侵入的花岗岩、伟晶岩更发育,因此其含水率高,视极化率数值高。新三号脉及其南延区域,基本处于视极化率低异常区,其所在区域以花岗岩、伟晶岩为主。

结合视电阻率、视极化率、地质及钻探成果,可知X03南延部分以伟晶岩分布为主,也推断X03号脉、X09号脉、104号脉、Ⅳ№.502号脉、Ⅳ№.504号脉连线的南北向区域内,深部存在一规模更大的伟晶岩脉,地表所见的这些脉体仅为其支脉。

3.5 音频大地电磁(AMT)特征

为研究X03号矿脉深部地质构造特征,沿X03号矿脉中部、按东西向进行了音频大地电磁测深,对地下2000 m以上进行探测,测点平面布置见图8,AMT测深剖面综合剖析成果见图9。

(1)重磁曲线变化特征

在X03号脉位置,布格重力属于低值区范围,地磁处于低值区,但靠近梯度带位置。重磁曲线的这种分布特征与伟晶岩在甲基卡地区具有的低密度和低磁性特征是一致的。

(2)对高阻异常体的推断解释

剖面成果中深部主要分布了3处高阻异常A、B、C,高阻异常浅部对应分布了4处规模、强度较小的次级高阻异常D、E、F、G(图9)。各异常主要特征及推断如下:①剖面西侧高阻异常A西部和深部未封闭,产状近直立,其上部对应的次级高阻异常D,在地表发现有含锂辉石伟晶岩转石,推断高阻异常A为伟晶岩脉,高阻异常D为含锂辉石伟晶岩脉;②剖面东侧高阻异常C东部和下部未封闭,产状近直立略西倾,其上部对应的次级高阻异常地表发现有含锂辉石伟晶岩转石,推断高阻异常C为伟晶岩脉,高阻异常F为含锂辉石伟晶岩脉引起;③剖面中间高阻异常B深部未封闭,产状近直立略西倾,其上部分布的次级高阻异常E,分布位置与X03号脉一致,异常E与异常B之间分布一规模强度更小的高异常,推断为热液通道,异常E深度约500 m,而目前X03矿脉钻孔均为200 m左右。在异常E下方,距离地表约700 m处,分布有异常G,其与异常B直接相连,从异常强度来看,与异常E相近。推断异常B为伟晶岩株,异常E由X03矿脉引起,两者之间可能有通道相连,其深度约在400 m。因此,X03矿脉在深部仍有拓展空间;异常G推断由含锂辉石伟晶岩引起。

(3)推断的断裂构造

在高阻异常A和B之间,分布有一带状低阻异常,从地表一直延伸到剖面底部(约2000 m),由断裂推导原则,在电阻率梯度带及低阻异常带处一般存在断裂分布(董晴晴等,2015),推断此低阻异常处有断裂分布。

图7 X03矿脉视电阻率异常(a)和视极化率异常(b)1—锂矿化伟晶岩脉;2—锂工业矿化伟晶岩脉;3—铍矿化伟晶岩脉;4—铍工业矿化伟晶岩脉;5—马颈子花岗岩;6—推断隐伏伟晶岩脉分布范围;7—见锂辉石伟晶岩钻孔;8—未见锂辉石伟晶岩钻孔;9—未见伟晶岩钻孔Fig.7 Abnormal apparent resistivity(a)and apparent polarization(b)of X03 vein1—Lithium mineralized pegmatite vein;2—Lithium industrial mineralized pegmatite vein;3—Beryllium mineralized pegmatite vein;4—Beryllium industrial mineralized pegmatite vein;5—Majingzi granite;6—Inferred range of pegmatite vein;7—Drill hole intersecting spodumene pegmatite;8—Drill hole not intersecting spodumene pegmatite;9—Drill hole not intersecting pegmatite

综上所述,通过对新三号脉附近区域进行的重力、磁法、电法等特征分析,结合地质、钻探成果,推断X03脉体在平面延伸上,向南延伸至Ⅳ№.504号脉,长度约5.3 km。推断其深部分布一南北向的隐伏伟晶岩岩脉,地表所见的X03脉、X09脉、104号脉、Ⅳ№.502号脉、Ⅳ№.504号脉等,均为此岩脉分异出的伟晶岩支脉;在垂向上,X03主矿体位置向下延伸应在500 m左右,而目前勘探深度在200 m左右。因此,X03号脉在平面延伸和深度延深上,仍有很大的拓展空间。

图8 甲基卡X03矿脉音频大地电磁测深测点布置图1—X03号矿脉;2—音频大地电磁测深点及编号Fig.8 Layout of survey points of audio frequency magnetotelluric sounding for Jiajika X03 vein 1—X03 vein;2—Audio magnetotelluric survey point anits serial number

图9 甲基卡X03矿脉处AMT测深综合剖析图1—布格重力曲线;2—地磁总场曲线;3—含锂辉石伟晶岩及编号;4—三叠系;5—推断断裂;6—推断伟晶岩体;7—推断含锂辉石伟晶岩脉Fig.9 Comprehensive anatomical map of AMT sounding at X03 pegematite vein1—Bouguer gravity curve;2—Geomagnetic total field curve;3—Spodumene-bearing pegmatite and its serial number;4—Triassic strata;5—Inferred fracture;6—Inferred pegmatite stock;7—Inferred spodumene-bearing pegmatite

4 结论

甲基卡矿田近84%区域被第四系覆盖,对X03号矿脉延伸的勘查,主要依靠物探手段进行。通过在此区域开展的重、磁、电等综合物探,显示新三号脉(X03)位于低磁、低重、高电阻率及低极化率区域。

对新三号脉所处区域进行综合物探解释,结合地质、钻探等成果,推断其向南延伸可达5.3 km,深部延伸可达500 m。向南延伸已经得到钻探验证,但深部延深情况不明,有待进一步验证。

根据激电中梯测量成果圈出了21处南北向视电阻率高异常区,其中有13处尚待验证。根据由已知到未知的研究方法,通过总结X03矿脉的综合物探特征,与剩余13处异常进行特征对比分析,筛选出符合已知模型的异常区,作为下一步工作部署的重点。为甲基卡矿田的勘查工作提供可靠的地球物理资料。

致 谢审稿专家及编辑部老师提出的建设性意见对于提高文章水平很有裨益,在此表示衷心感谢。

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