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西藏朱诺斑岩铜矿床发现的重大意义及启示

责任编辑:雅译翻译  发表时间:2014-02-26本文关键词:

    作者:郑有业 高顺宝 张大全 樊子珲 张冈阳 马国桃

    摘自《地学前缘,2006,13(4):233-239》

    转自:刘继顺新浪博客


    在区域化探工作中,人们筛选和评价异常的主要依据是异常本身的特征,即选择成矿元素含量高,异常规模大,元素组合比较齐全,也就是对“高、大、全”异常进行查证。我国十几年来找矿实践,特别是在找金矿方面取得了重大突破,化探异常在其中起到了关键性的导向作用。
    但在我国现今大宗矿产资源供需短缺、严重威胁国家安全和经济发展的情况下,如何快速有效地减少矿产勘查风险与不确定性,如何提高找矿效果及选准成矿有利靶区就显得尤为重要和迫切,也是一个地区找矿取得突破的关键。在中国地质调查局的指导和大力支持下,在系统学习、吸收翟裕生、陈毓川、赵鹏大、朱裕生、王世称等专家成矿预测理论成果的基础上,通过运用新的思路进行勘查选区研究,快速缩小找矿靶区,使冈底斯成矿带的斑岩铜矿找矿工作取得了重大突破,一个超千万吨级的铜金多金属矿产勘查基地初现端倪。其中新发现的朱诺斑岩铜矿以其品位高及特殊意义被中国地质调查局发布为2004年中国地质调查工作重大新闻第二名(地质成果第一名):“地质大调查在冈底斯斑岩铜矿带发现并初步评价了冲江、驱龙等大型斑岩铜矿基础上,通过加强区域化探资料分析处理和成矿预测,新发现朱诺斑岩铜矿床,经初步工程验证表明其矿石质量好、找矿前景大,使冈底斯成矿带铜矿勘查区域向西扩大了数百千米,有望发展成为巨型斑岩铜矿带”。这是创新思维与科学找矿的范例,对于启迪人们对全国数以千万计的化探数据进行二次开发,从原有的大量异常、特别是“弱小、无”异常中筛选出最可能与矿化有关的异常、并提高查证异常的见矿比率等方面理论及现实意义重大。
    1 地质概况
    朱诺斑岩铜矿床位于西藏自治区昂仁县亚模乡境内,距离日喀则市约300 km,有新修简易公路通往矿区,其大地构造位于冈底斯陆缘火山一岩浆弧北缘附近。晚古生代以来该区经历了新特提斯洋壳俯冲、弧陆碰撞、陆内汇聚挤压造山和造山后均衡调整隆升等构造演化阶段,其中,冈底斯斑岩铜矿主要形成于陆内汇聚挤压造山向造山后伸展走滑转换的过渡阶段,成岩成矿时代主要集中在17~14 Ma,成矿作用主要与中新世的一系列“东西成带、北东成群”分布的浅成一超浅成就位的花岗质小斑岩体相关。
    矿区出露地层主体表现为北倾的单斜构造,局部由于断裂构造影响而倒转,主要为古新统一始新统林子宗群的年波组与帕那组。岩性为灰白色细砂岩、英安质一流纹质凝灰岩、安山岩、安山质凝灰岩、安山质火山角砾岩、砂砾岩等;根据岩性韵律变化及沉积喷发规模可分为两个火山喷发沉积旋回,各旋回火山岩岩性遵循中性一中酸性一中性、喷发方式由裂隙式爆发喷溢一裂隙式宁静喷溢的演化规律。根据1:25万区域地质填图资料,年波组火山岩中获K—Ar法同位素年龄为43.04~45.19Ma,帕那组英安岩中获K—Ar法同位素年龄(38.49±1)Ma。含矿斑岩主要为花岗斑岩,部分学者认为其为埃达克岩E引。构造格架总体呈北东一北东东向。断裂构造主要有北东向和北西向两组,其中北东向构造控制了斑岩体和矿体的就位;侵入岩主要分布于矿区西北部和南部,主要有白翁普曲岩体和弄桑岩体,岩性分别为斑状角闪二长花岗岩、黑云母花岗斑岩等,形成时代为晚白垩世,呈岩基状产出,晚期的花岗斑岩、石英斑岩和闪长玢岩等,呈小岩株、岩脉形式产于早期形成的花岗岩基和林子宗群火山中,构成一个复杂的火山一岩浆成矿系统。
    2 成矿特征
    经过2004年的野外勘查,在朱诺矿区共发现了三个斑岩体和三个矿体,与成矿意义最大的是I号斑岩体。三个矿体中,Cu I矿体研究程度相对较高,CuⅡ、CuⅢ研究程度较低。
    2.1 含矿斑岩体特征
    I号斑岩体岩性以花岗斑岩为主,另有少量向石英斑岩过渡,两者没有明显的界线;地表呈不规则椭圆形,长轴直径1 600 in,短轴700 m,面积约1.2km ;空间上呈岩株状,产状陡立,侵位浅,剥蚀程度低,岩体顶部可见到隐爆角砾岩,多为硅质胶结;围岩东、西、北三面为中细粒黑云母花岗岩,南部为斑状角闪二长花岗岩,界线基本清楚,侵位方式为被动。岩石呈灰一灰白色,块状构造,斑状结构,斑晶主要为石英、斜长石及少量黑云母、磁铁矿、磷灰石等,其中斑晶石英和斜长石的含量约占25 左右;基质为微粒一霏细结构,主要由石英和长石组成,约占岩石的70 左右,副矿物主要为磷灰石、磁铁矿、榍石、金红石等,含量较少。Ⅱ号斑岩体位于I号斑岩体西侧,相距约1 km,地表呈椭圆形,长轴直径550m,短轴180 m;岩性以石英斑岩为主,斑晶颗粒粗大,围岩为流纹斑岩。Ⅲ号斑岩体位于Ⅱ号斑岩体西南侧约900 m处,地表特征与Ⅱ号斑岩体相似。
    2.2 矿化特征
    Cu I矿体位于矿区中部,主要赋存于I号斑岩体及其外接触带的斑状角闪二长花岗岩和黑云母二长花岗岩中,属半隐伏矿体,地表形态为不规则椭圆形,呈北东一南西向展布,矿化面积约1.5 km2。矿体近地表及浅部以氧化矿为主,矿石构造有细脉浸染状、土状、蜂窝状、团块状、胶状、星点状等,矿石结构主要有结晶结构、交代残余结构、交代充填结构、固熔体分离结构、隐晶结构、胶结结构等。矿石矿物主要为孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、自然铜、黄铜矿、黄铁矿等,其中,孔雀石多呈薄膜状、皮壳状分布于裂隙面上,或交代铁碳酸盐矿物后呈星点状、斑点状分布于斑岩中;蓝铜矿仅以薄膜状、皮壳状分布于岩石裂隙面或地表;赤铜矿和自然铜主要充填于裂隙中、并与孔雀石一起构成矿床中的富矿石;黄铜矿和黄铁矿在矿床浅部少见,仅在斑岩体局部以星点状产出。Cu1I和CuIll矿体分布于矿区南部和东部,两者地表特征较相似,均呈长条形沿北东向产出,矿体围岩为斑状角闪二长花岗岩。
    矿区岩石蚀变强烈,类型主要有钾化、黄铁绢英岩化、青磐岩化、硅化、泥化及碳酸盐化等,黄铁绢英岩化、硅化及碳酸盐化与矿化密切相关。岩体蚀变分带明显,从工号斑岩体向外,蚀变类型由黄铁绢英岩化、碳酸盐化、高岭土化一青盘岩化、铁碳酸岩化等。其中,钾化主要见于花岗斑岩、石英斑岩与斑状黑云母花岗岩接触带部位,更多偏斑岩一侧,蚀变较弱;黄铁绢英岩化分布较少,强度不均匀,主要分布于位于斑岩体顶部外接触带中靠斑岩一侧;硅化主要位于石英斑岩、花岗斑岩内,往往顶部居多,有脉状、网脉状等;碳酸盐化主要位于矿化中心地段,与星点状或斑点状的氧化矿体关系密切;青盘岩化主要见于斑岩体南北外接触带黑云母二长花岗岩和斑状角闪二长花岗岩内,与铜矿化关系不密切。
    3、思路创新与发现过程
    3.1 “协优”成矿预测思路
    矿床是在一个广阔的空间、漫长的时间、多种介质及多种地质作用的条件下形成的。因此成矿是一个非常复杂的系统,会产生海量的成矿信息。在进行成矿预测时,人们通常从地、物、化、遥等等方面人手,选取了数十、甚至数百个信息(变量)进行研究、计算和分析,力求不漏掉任何信息。而在成矿预测时、特别是对我国西部工作程度极低地区的进行成矿预测时,是否一定需要如此多的信息或变量呢?
    结论是不一定。我们在系统学习、吸收不同学派学术思想的理论精髓的基础上,结合在冈底斯成矿带的找矿实践,并将其具体化,提出“协优”成矿预测的思路框架,其核心思想:通过优选出少量的、相互关联的、目标一致的、最能揭示成矿特征的关键信息,就可能导致地质人员将目光投向矿床产出的位置而发现矿床。而不用去提取大量的、联系并不紧密的、目标并不一致的、成矿意义不明确的信息。理由有四:
    其一,不充足判据的充足化原则。仔细研究人们会发现,认识一件事物绝不会是把它所有的特征都观察准确才能认识。主要是找出那些最关键、最重要的信息,舍弃其他方面的信息。也就是窥一斑可知全貌,例如沙堆里埋了一部自行车,实际上不需要全部露出来人们也能知道埋的是一辆自行车,只要露出一个把手和半只轮子就可以了。
    其二,复杂与精确的反比性原则,这是控制论中的一个原理。成矿系统应是一个复杂的系统,实践表明当一个系统复杂性增大时,要使它精确化的能力将减小。也就是说,我们开展成矿预测工作时,当选择的变量(信息)非常之多时,往往造成人们搞不清哪些信息最能揭示成矿本质,反而使我们准确把握矿床产出规律的能力减弱、使预测的结果具有更大的不确定性。因此,我们只有不断地努力减少系统的复杂性,忽略那些本质上并不重要(关联)的变量(信息),突出抓少数相互作用、相互依存的最能揭示成矿特征的找矿信息组合,才能达到事半功倍的找矿效果。
    其三,信息与目标的一致性原则。在复杂的成矿系统中,我们所需要的是为达到找矿目标的少量关键信息。因为海量的成矿信息之间不一定都是相辅相承或累加累乘关系,有些成矿信息与预测目标不一致,包含有不一致成分的成矿信息,我们称为“干扰”。因此要将这些与预测目标不一致的信息剔除掉,只需优选出少量的、相互关联的、目标一致的、最能揭示成矿特征的关键找矿信息(组合),才可能导致地质人员将目光投向矿床产出的位置,并导致最后矿床的发现。而不用去提取大量的、相互联系不紧密的、与预测目标不一致的、成矿意义不明确的信息。
    其四,这里特别强调提取找矿信息之间的相互作用、相互依存关系,因为只有相互关联的找矿信息之间才可能目标一致;只有相互关联的找矿信息之间的相互作用才会衍生出新的信息(1+1>2)、才最能揭示成矿的内在本质特征,才有可能用最少的找矿信息达到最佳的找矿效果。比如在一个地区我们发现有小斑岩体或大片火山岩存在、又发现以CuMo为主、伴有AuAgPbZn等元素组合的化探异常(本身有多解性),那么从这两个信息的关联、我们就会想到这个地区可能有斑岩铜矿化存在。所以这两条信息就足以让我们派人去野外查证。
    另一方面,任何信息或异常的有利度是相对的,有无异常是受所选取的异常筛选准则控制,不同准则下的异常评序是完全不一样的。换句话说,就是强信息不一定与矿床有关,弱信息不一定与矿床无关。有些弱的信息常常是潜在矿床的反映,采用特殊的思路强化与成矿关系密切的微弱信息,捕捉隐蔽信息,有可能发现在通常情况下不易发现的矿床。同时具有不同知识基础及对预测区地质情况不同熟悉程度的人对信息或异常的评价也是不同的;就是同一个信息或异常,具不同知识基础的人也会得出不同的结论。就像歌德所说:“我们见到的只是我们知道的。”在找矿过程中、不单是要研究异常本身,而且要将异常与异常周围的环境组成一个系
    统的整体来研究。例如有一个中等强度的斑岩铜矿致地球化学异常,异常周围的氧化还原环境不同,其代表的地质意义是完全不一样的:假若异常周围是一个强酸环境,那么这个异常就非常具有找矿意义。因为风化淋滤出来的铜被大量带走的情况下,还能达到中等强度,说明铜的源区有大量充足的物源;相反假若异常周围是一个强还原环境、特别是还有大量碳酸盐分布的情况下,风化淋滤出来的铜几乎全部在原地沉淀,其形成的铜异常才达到中等强度,说明铜的源区物源匮乏,该异常找矿意义不大(不考虑埋深)。
    3.2 发现过程
    2003年6月在对雅鲁藏布江成矿区东段的化探数据进行重新处理时,在昂仁县朱诺地区出现了明显的Au元素地球化学异常,异常面积约60 km2,呈北东向带状展布,浓集中心明显,为1990年开展的1:5O万日喀则幅区域化探异常中最强的Au元素异常。根据雅江北岸发育东西向明显带状分布的AuAsSb浅成热液矿床组合异常这一事实,作者对该区AuAsSb异常进行累加处理,结果原本最强的Au元素异常反而变成了弱小异常,说明不是该类金矿床引起。随后对该幅地球化学图及原始数据进行仔细检查。结果在朱诺地区未发现任何有编号的异常,综合异常图也无反映;但在检查原始数据时发现朱诺地区存在一个高值的单金点(Au达160×10-9 、估计前人将其作为特高值进行了处理),并伴有微弱的Cu、Mo、W、Ag、Pb、Bi异常或高背景。随后对朱诺地区所处的构造背景及成矿环境进行系统的分析研究,发现该异常位于雅江缝合带的北侧,距缝合带约40 km,正是斑岩铜矿极易产出的空间部位;且大片出露第三系英安质火山熔岩、凝灰岩及花岗斑岩,南部大面积分布花岗闪长岩,地质条件有利;同时伴有微弱斑岩铜矿异常组合,说明在排除人为因素外、化探数据处理时出现的金异常不一定是假异常,也许是斑岩铜矿化伴生金矿化引起,很有必要进行野外查证。
    2003年8月开始野外加密采样工作,10月1:5万水系沉积物测量结果出来:异常元素组合为Cu、Mo、W、Au、Pb、Zn、Ag,异常面积约8O km,形态呈椭圆形,浓集中心明显,具三级浓度分带,其中Cu、Mo、W 异常规模最大,强度最高,异常浓集中心最明显。Au、Pb、Zn、Ag异常规模相对较小,但均具两个浓集中心,西部浓集部位与Cu、Mo、w 异常浓集中心套合。异常峰值(10-6)为Cu:114 -500;Mo:101。;W :29.6;Pb:467;Zn:258;Ag:7.63;Au:23×10-9。经野外踏勘证明该异常为典型的斑岩型铜矿致异常,异常面积大于已知的驱龙铜矿面积,至此一个新的斑岩铜矿重要找矿线索诞生了。
    4 勘查新进展
    经过2004年初的野外勘查,在朱诺矿区共发现了三个斑岩体,同时圈定出CuI、Cu II、CuⅢ三个矿体,其中Cu工矿体地表具有一定规模,Cu II、CuⅢ工业意义不详。1:1万土壤地球化学测量在I号斑岩体上显示出斑岩铜矿化前缘晕为主的组合异常,不仅与已知矿体吻合较好,且Cu异常还向西南延伸到外围;同时,1:1万激电异常也与已有矿体吻合较好,且反应含矿层及品位均较稳定,矿体向下延伸较大,反应矿体深部有极好的找矿前景。根据勘查进度和工作程度,2004年大调查山地工程重点对矿区地表及Cu工矿体进行探槽和平硐等工程控制。地表共施工了19条探槽,控制有效面积1.08km2,各探槽单工程Cu平均品位介于0.76 ~4.9%,所有探槽合计Cu平均品位为1.2%,PD 进尺280 m,硐内所见含矿岩石为石英斑岩、花岗斑岩及斑状黑云母花岗岩。平硐控制矿体垂直高度约200 米,全硐矿化,Cu平均品位约为1.1% 。在0~200米深所见为孔雀石等氧化矿石,Cu平均品位为0.92% ,其中128~190 m之间Cu品位较高,平均为1.73% ;200-240 m深为混合矿石,240 m之后所见为硫化矿石;2005年开展钻探施工,已完成的Zk001孔深502米,矿体厚度140 m,平均品位Cu:0.53% 、Ag:3.67g/t;ZkO03因钻机原因只施工了167 m,平均品位Cu:0.93%、Ag:2.54 g/t。矿体总体显示由南向北品位变富的趋势。综合已有工程,初步估算朱诺斑岩铜矿的Cu资源量应在大一超大型规模。
    5 结论
    (1)朱诺矿区尽管在2003年开展的1:5万水系沉积物加密时出现很强的铜异常,但在1990年进行的1:50万日喀则幅区域化探扫面时还是被漏掉。究其原因:是因为矿床位于大面积中一酸性火山岩分布区,部分火山岩中还含有许多黄铁矿等硫化物,风化后形成很强的酸性环境,造成铜在水系中很容易被溶解带走,随着远离矿区铜含量会越来越低。而1:50万区化扫面的采样密度为1样/16 km2,这样在矿区中没有样品分布也就不足为奇了。幸好斑岩铜矿中的金矿化在风化后被水系搬运到较远距离而被捕捉,遂在资料二次开发时通过金异常找到了大型斑岩铜矿床。
    (2)区域化探的首要目标是矿产勘查。我国自1979年开始用水系沉积物法进行全国区域地球化学扫面,至今取得了数以千万计的39种元素的高质量含量数据,覆盖面积达690万km2,占到全国计划可做面积的近90% ,发现了数万处化探异常,而且几乎对所有的“高、大、全”异常进行查证,取得了很好的找矿效果。但在目前我国一些重要矿产资源严重短缺、找矿难度越来越大的情况下,如何对原有的化探数据进行重新处理,从大量异常、特别是“弱小、无”异常中筛选出最可能与矿化有关的异常,并提高查证异常的见矿比率,思路创新是关键:因为异常“高低、有无”受所选取的异常筛选准则控制。“高、大、全”异常不一定能成大矿,“弱小”异常不一定就成小矿,“无”异常也不一定就没有矿,这一点必须引起足够的重视,并可能在全国产生巨大的经济效益。
    (3)在进行成矿预测时、特别是我国西部工作程度极低地区的成矿预测时,选取的变量或找矿信息不一定“越多越好”。只要优选出少数相互作用、相互依存、目标一致的关键找矿信息,就可能导致矿床被发现,这一点在藏西地区显得尤为重要,只有这样才能取得最佳的找矿效果。朱诺斑岩铜矿床的发现、便是化探数据重新处理及异常筛选过程中运用这一创新思路的成功例证。
    (4)理论找矿战略(勘查选区)的核心工作是对信息的分析、理解与把握,不同的理解和把握、就会得出不同的结论。因此对不同的成矿背景、成矿环境、成矿规律的客观认识,并将各种信息分析与地质成矿时空分析、成矿演化系统分析有机结合起来,赋予各种信息以客观的地质内涵是勘查选区成功的必要条件。
    (5)朱诺斑岩铜矿床是在前人区域化探成果中无任何有编号异常的情况下,通过对原始化探数据进行重新处理时发现的、迄今为止品位最富的大型斑岩铜矿床。它的发现“使冈底斯斑岩铜矿带的勘查区域向西延伸了数百千米,有望发展成为巨型斑岩铜矿带”,自此揭开了在冈底斯西部寻找斑岩铜矿的序幕。这是创新思维与科学找矿的范例,其发现过程及巨大的经济效益,对于启迪人们的找矿思路、降低勘查风险、指导外围找矿等具有非常重大的理论及现实意义。


     

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