新疆阿尔金北缘拜什托格拉克的地质特征分析

2020-12-30陈培伟范天甲刘朝阳黄梦迪

中国金属通报 2020年9期

关键词：羟基重力密度

陈培伟，范天甲，刘朝阳，黄梦迪

（河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院，河南郑州 454000）

1 物理特征

在研究物理特征的时候，应该收集该地区及相邻地区的地球物理资料，主要有：布格重力资料、区域航磁资料和区域地震资料。

1.1 区域重力场的特征

主要对1：20万区域的布格重力场的特征进行了调查和分析。调查区位于20万区域重力异常内北部重力低与中部重力高的接触部位西南端。布格重力场宏观上表现为北东向的重力高值带，重力场值在-16×10-5m/s2～-255×10-5m/s2之间变化，形成多个独立的布格重力高、重力低异常圈闭，其中圈闭面积、幅值较大的布格重力高位于该区西、东北两端，异常形态是呈东北方向的椭圆形。其它布格重力高、重力低异常圈闭面积、幅值变化较小，异常形态、长轴走向各异。调查区内重力场值变化在-334×10-5m/s2～-288×10-5m/s2间，最高值位于区内南侧边（E：87°15′15，N：38°10′）一带，场值约-288×10-5m/s2；最低值位于调查区北部边缘偏东（E：87°22′，N：38°20′）一带，重力场值约为-334×10-5m/s2。经地表地质与对应剩余重力异常对比分析认为：新太古-古元古界阿尔金岩群、长城系贝壳滩岩组及英格里克强变形带可引起+10-5m/s2～20×10-5m/s2的重力异常；当中-酸性侵入岩与元古界变质岩老地层接触时，引起的重力低异常幅值在-5×10-5m/s2以上；中－酸性侵入岩在新生界沉积盆地中出露时可引起+15×10-5m/s2的重力异常，中新生代沉积凹陷引起的重力低异常幅值在-20×10-5m/s2以内。G20-2、G20-3局部重力高为元古界—太古界基底局部断凸型隆升造成，出露的主要为阿尔金岩群a岩组（Ar3Pt1Aa）；L27-1、L27-2位于调查区的北部阿尔金造山带北缘断裂的下降盘，为基底断陷形成。调查区出露中生界侏罗系－新近系的沉积碎屑岩类、蓟县系金雁山组（Jxj）碎屑岩-碳酸盐岩组合、长城系贝壳滩岩组（Chb.）及新太古-古元古界阿尔金岩群（Ar3Pt1A.），推断该区重力高是元古界基底受阿尔金造山带北缘断裂的作用大幅抬升所致，其间的布格重力高、重力低是由于基底局部凹陷及上覆地层岩性密度变化所致，各异常的圈闭面积大小及幅值变化与局部凹陷的深度、几何的形态以及出露的侵入岩的分布单位和厚度都有着非常紧密的联系。重力场与地形在不同的构造带上所具有的特征不同，说明现代地形与深部构造密切相关；深部是因、浅部是果。现代地形特征正是历史上多期、多次构造运动结果的反映。布格重力异常主要反映了中新生代以来所形成的构造地貌[1]。

1.2 矿石密度的特征

现将岩（矿）石密度特征进行简单介绍：第一，各地层单元的密度值随地质年代由新到老密度值逐渐增大。第二，从三叠纪、志留纪—奥陶到蓟县纪，各侵入岩的密度值随地质时代由新到老密度值逐渐增大。从花岗岩类到蛇纹岩类，其密度值呈逐渐增大的趋势。第三，在英格里克强的变形地带，从石英岩到超镁铁质岩其密度值呈增大的趋势。第四，从沉积岩、中酸性侵入岩、火山岩、变质岩到基性－超基性侵入岩其密度值也是在不断增大。侵入岩从正长花岗岩、闪长岩、英云闪长岩、石英闪长岩、石英正长岩、辉长岩、基性岩、超镁铁质-镁铁质岩到超镁铁质岩其密度值呈逐渐增大的趋势。酸性的二长花岗岩密度最低，为2.63×103kg/m3，辉长岩和辉绿岩的密度较高，最高达到3.05×103kg/m3，辉长岩的平均密度为2.80×103kg/m3。沉积岩的密度值从砾岩、砂岩、泥岩、灰岩、碳酸盐岩到白云岩其密度值呈逐渐增大的趋势。变质岩从变粒岩、斜长片麻岩、石英岩、片麻岩、石英片岩、大理岩、糜棱岩到斜长角闪岩其密度值呈逐渐增大的趋势。变质程度较深的斜长角闪岩密度较大，最高值达到2.79×103kg/m3。

1.3 区域航磁的特征

区域内各地层间磁化率存在着一定的差异，新近系以及侏罗系、蓟县系、长城系等地层磁化率相对较小，只有几—几十×10-5SI。区内基本引不起磁异常。而各基性侵入岩体和杂岩体磁化率较高。不同期次不同类型的岩体磁化率差异明显。从以上地层和岩体的磁化率高低来看，区内高磁化率主要是一些不同期次、不同类型的岩体，各地层磁化率相对较弱。高磁化率岩体在区内与重力异常有一定的关系[2]，这为重磁异常的解释提供了必要的地球物理基础。在航磁ΔT异常等值线平面图上从调查区中部北东向穿过的梯度条带特征明显，整体梯度带异常值向东南方向递减，磁场值变化幅度不大，范围为0nT～50nT，对应为阿尔金北缘深大断裂带。0nT和50nT两条等值线在区域上成平行状态，但在调查区内却出现膨胀扭曲变形，反映了调查区内阿尔金北缘断裂带在此处变化复杂，基底多有错断、凸起坳陷现象发生。航磁异常在调查区北西部最高，大于70nT，东南最低，小于-30nT。

该调查区位于瓦石峡幅西南边部宽缓变化负磁场区内，该磁场区以平缓变化的负磁场背景上叠加少许团块状正异常为主要特征。调查区内ΔT化极磁异常，形态以NEE向的梯度条带状展布，ΔT化极磁异常数值多以负值为主，局部形成有弱的异常圈闭。区内背景场由北西至南东呈平缓下降趋势，近NEE向的方向性明显，与区域构造线走向基本一致。航磁ΔT化极异常强度多在-10nT～-130nT之间。经调查可以发现，调查区位于中新元古界隆起区西南端，北部、西北部被新生代阿尔金山前盆地沉积覆盖，东南部以吐勒·克里克达坂—其腊克尤迪断裂与阿尔金杂岩隆起带接触。磁场强度和异常分布与岩石地层单位耦合关系较好。根据区域成矿地质背景分析，断裂和剪切带的发育有可能引起金属元素的富集，有进一步找金属矿产的潜力。在区内东北部+60nT的异常圈附近，地表出露有阿尔金岩群（Ar3Pt1A.）、贝壳滩岩组（Chb.）地层及英格里克强变形带，另有超基性岩存在，镍元素较富集，调查发现镍矿化点1处。在区内中部的-90nT的异常圈附近，地表出露多为三叠纪侵入体，两者成练好的对应关系，调查显示该区域稀土元素富集，区内已发现稀土矿带2条，成矿前景较好。

1.4 区域地震信息特征

调查区位于青藏高原地震带之北缘－阿尔金地震活动带中部，阿尔金活动大断裂从测区中部通过，是地震高发区。据新疆地震局等单位研究，阿尔金活动断裂全长1600km，自晚更新世末以来地震活动较频繁，至少已发生≥7级地震32次，其中8级以上地震8次。由此可见测区内地震活动与活动断裂密切相关。其中发生于距今25000年前，震级8.0级的地震，震中位于东部乌尊硝尔盆地内，北西向和近东西向活动断裂交汇处。近期两次地震分别发生于公元1980年和2000年，震发时间仅有20年之隔，震级分别为5.8级和5.7级，震中均位于阿尔金活动断裂的北盘附近。故测区具备发生7级以上地震的构造地质条件。

1.5 从物理角度对调查区地质构造及成矿的认识

断裂构造无论在布格重力异常图上还是在经过数据处理的其他各类重力图上均有不同程度的显示和反映，在航磁图和遥感影像图上也可反映。因此利用重磁资料，结合遥感和地质资料，推断与研究断裂构造是行之有效的手段和方法。重力梯级带是断裂控矿的重要标志，重力梯级带反映的断裂是继承性多期活动构造，在前期是岩浆热液运移和矿液上升的通道，并提供容矿空间，后期又使已生成矿伴随差异升降抬升至地表。

2 化学特征的分析

2.1 1：5万岩石背景特征分析

岩石背景样测量工作按地质矿产图布置剖面，对不同时代各种岩石在1：5万岩石背景下进行采样。岩石背景样测量工作涉及出露面积涉及多个大型的岩石地层单位，采集有效样品194件，分析了Zn、Pb等共18种元素，得出全区18种元素的岩石背景值，见下表。

表1 岩石元素值

2.2 1：5万水系地球化学测量元素化学特征

因为成矿的过程是一个长期性和复杂性的过程，这就会使得一些元素在地质体中进行富集或者贫化。这种是在元素背景下来进行高低变化的，是地址和地球共同作用的结果。地球的化学特征就是把元素在地质中进行活化以及富集，将其叠加起来进行成矿作用。在1：5万地球化学测量样品分析的过程中，对其分布情况进行了一定的研究，主要对元素在不同介质中的分布以及含量进行有效的分析之后，在这个基础之上，找到一个更加明确的矿区。选择水系沉积物样测量工作涉及到的11个面积较大的岩石地层单位，统计每个岩石地层单位内所采样品，分析Zn、Pb等共18种元素，基于调查区样品分析数据与地壳克拉克值、阿尔金西部地区元素平均值含量进行了对比分析，就可以获得相关的数据信息。

3 遥感蚀变特征分析

3.1 提取蚀变信息

在进行变蚀信息提取的过程中所使用的是去干扰异常主分量门限化技术。利用这项技术对多种矿质元素进行了提取。本次提取的遥感综合异常主要为羟基异常和铁染异常，分别对羟基异常与铁染异常进行强度分级，一共分为三级。区内羟基异常分为三级：其中一级异常为红色调；二级异常表现为绿色调；三级异常则表现为黄色调。铁染异常亦分为三级：其中一级异常为深蓝色调；二级异常表现为浅蓝色调；三级异常则表现为紫红色调。

3.2 异常圈定

在进行调查的过程中，共圈定遥感异常区4个，下文对其进行具体的分析：北部Rs01异常区羟基铁染均有分布，以羟基异常为主，呈块状集中分布于长城系贝壳滩岩组和阿尔金岩群地层，该区出露岩性有片麻岩、大理岩、斜长角闪岩、片岩等，有酸性、超基性岩体侵入且该区为断裂活动区，局部地区异常级别较高。西部Rs02异常区以羟基三级异常为主，分布于调查区西部，受岩体和断裂控制。中部Rs03异常区内分布有大量羟基二、三级和铁染二、三级异常，羟基沿断层走向呈带状分布于英格里克构造混杂岩带和阿尔金岩群地层的交界处；铁染集中分布于长城系贝壳滩岩组和英格里克构造混杂岩带交界处。南部Rs04异常区以羟基异常为主，伴随有少量铁染三级异常，主要集中分布于阿尔金岩群与岩体接触部位。

经调查可以发现，HS11异常为伟晶岩脉引起的矿致异常，Rs03异常在化探异常内仅见零星羟基异常分布在石英岩与片岩交界附近，铁染异常几乎不可见，根据1：1万草测成果，化探异常范围内覆盖较强烈，仅沟底露头较好，其他地段露头零星。推断遥感异常可能受第四系影响较大，并非矿致异常。