胡 鵬, 張海坤, 朱章顯, 項劍橋

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心,湖北 武漢 430223; 2.湖北省地質(zhì)局 地球物理勘探大隊,湖北 武漢 430056)

印度尼西亞蘇門答臘島所羅克地區(qū)區(qū)域化探異常分析與找礦前景初探

胡 鵬1, 張海坤1, 朱章顯1, 項劍橋2

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局 武漢地質(zhì)調(diào)查中心,湖北 武漢 430223; 2.湖北省地質(zhì)局 地球物理勘探大隊,湖北 武漢 430056)

中—印尼合作在印度尼西亞蘇門答臘島所羅克地區(qū)開展了1∶25萬地球化學(xué)調(diào)查,采用水系沉積物測量方法,通過多元素、高精度樣品分析測試,發(fā)現(xiàn)了一批具有找礦前景的地球化學(xué)異常。通過與該區(qū)以往的化探工作對比,詳細分析了新發(fā)現(xiàn)的異常類型和特征,并結(jié)合地質(zhì)背景,對區(qū)內(nèi)的找礦前景進行了分析,對找礦方向進行了初步探討。

水系沉積物測量;異常;找礦前景；蘇門答臘島

所羅克地區(qū)位于印度尼西亞第二大島嶼——蘇門答臘島中西部,往西40 km便是著名的港口城市Padang。2010年,中國/印度尼西亞首輪地學(xué)合作研究項目“中—印合作印度尼西亞巴東—明古魯?shù)貐^(qū)1∶25萬地質(zhì)地球化學(xué)調(diào)查”正式啟動,研究區(qū)包括了所羅克地區(qū)。本文正是該合作研究項目的初步成果之一。

1 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)

所羅克地區(qū)(以下簡稱:研究區(qū))所在的蘇門答臘島為歐亞板塊與印度—澳大利亞板塊碰撞過渡帶,板塊碰撞、俯沖形成了其特有的溝—弧—盆構(gòu)造格架[1](圖1)。

圖1 印尼板塊構(gòu)造格架示意圖Fig.1 Schematic diagram of tectonic framework of Indonesia plate(據(jù)Hall et Wilson,2000資料修改)1.縫合線；2.過渡帶；3.巽他陸架。

研究區(qū)隸屬于西蘇門答臘斷塊,它是在海西期從印支板塊東南邊緣分裂出來的小板片,在印支期與“暹緬馬蘇“(Sibumasu)地塊拼合成為巽他大陸的西南邊緣[2]。

西蘇門答臘斷塊是呈NW-SE向分布的海西—燕山期的巖漿活動帶[3],包括有石炭—二疊紀火山—侵入巖(290～256 Ma)帶、晚三疊—早侏羅世火山—侵入巖帶(224～180 Ma)、中侏羅世—白堊紀(沃伊拉群)火山巖帶(169～75 Ma)和新生代火山巖帶(65～1.6 Ma)。在所羅克地區(qū)中生代火山巖由大洋島弧火山巖(本塔洛弧)、沃伊拉(Woyla)增生復(fù)合體(洋殼和大洋底沉積物質(zhì))組成。

研究區(qū)發(fā)育有中生代沃伊拉群火山巖(包括薩林、本塔洛、打巴端和納巴納等火山巖組)。其巖石類型顯示為拉斑玄武巖系列和鈣堿性系列。少數(shù)沃伊拉群(中侏羅—早白堊統(tǒng))火山巖的K2O含量較高,為橄欖玄粗巖系列,形成于陸緣火山弧和島弧環(huán)境[4-5](圖2)。

研究區(qū)處于蘇門答臘—爪哇成礦帶,成礦帶內(nèi)的金屬礦產(chǎn)出在蘇門答臘—爪哇弧的弧間盆地中,礦產(chǎn)資源較為豐富,已發(fā)現(xiàn)的礦種以銅、鐵、金為主。中新世后的島弧型中酸性巖控制著銅—金礦床的分布,礦床點的整體空間展布呈北西向,呈帶狀集中于蘇門答臘深大斷裂以東,singkarak斷陷盆地以西。銅礦床類型主要為矽卡巖型銅(鉛鋅)礦床、淺成低溫?zé)嵋盒豌~鉛鋅礦床,金礦床類型主要為淺成低溫?zé)嵋旱V床,礦體不穩(wěn)定,品位變化較大[6]。帶內(nèi)鐵礦床基本與火山沉積作用有關(guān),鐵礦體則多以透鏡狀賦存于火山沉積巖中,規(guī)模一般較小。在過去的幾十年眾多公司及機構(gòu)的各類型的找礦工作一直從未間斷,但目前本區(qū)仍多以小型礦床、礦點為主,鮮見具有一定規(guī)模的礦山,可謂是“滿天繁星，不見明月”。

圖2 印度尼西亞巴東—明古魯?shù)貐^(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Generalized map of Badong-Mingulu Area in Indonesia plate

2 區(qū)域地球化學(xué)特征

英國地質(zhì)調(diào)查局于上世紀80年代在蘇門答臘島開展過低密度的地球化學(xué)調(diào)查。其采樣密度為1點/10 km2,分析了As、Cu、Pb、Zn、Ag、Ni、Co、Cr、W、Mo、Sn、Fe、Mn、K、Li等15種元素；分析方法為光譜半定量；由于檢出限較高，只有Cu、Pb、Zn、Ni、Mn等少數(shù)幾個元素報出率較高,其它元素報出率較低。

2.1 元素地球化學(xué)特征

經(jīng)過統(tǒng)計蘇門答臘島全島在上世紀80年代采樣分析數(shù)據(jù),剔除特高值后(X+4S一次性剔除),各元素特征值見表1(Ag、Fe、K、Li由于報出率低未統(tǒng)計)。

各元素的總體分布特征顯示,以Gelugu-Muarabuat一線為界,在該線東南各元素基本上呈低背景—低量分布；而在該線西北,沿巴里散山脈與爪哇弧之間的弧間盆地,Cu、Pb、Zn、Ni等元素呈高背景—強異常分布,其主要的強異常分布于該帶的北端及所羅克地區(qū)——該區(qū)大量發(fā)育酸性—中酸性巖漿巖,新生代火山巖,并分布有碳酸鹽類巖石, Cu、Pb、Zn等元素的高背景分布即由巖漿巖體和構(gòu)造、巖漿熱液活動富集引起。

Cu、Co高背景—強異常區(qū)分布于蘇門答臘斷裂的兩側(cè),而在斷裂帶中心部位則表現(xiàn)為背景分布。

表1 蘇門答臘島元素背景值表Table 1 Element background value of Sumatra Island 單位：10-6

注:根據(jù)英國地調(diào)局20世紀80年代所采集的樣品分析數(shù)據(jù)。

Pb、Zn高背景—強異常分布于蘇門答臘斷裂帶的北東側(cè),特別是在Timbulum南部及Muarabuat一帶成大面積高強度異常分布。As由于分析靈敏度不高,區(qū)域分布規(guī)律不太清晰,總體上分布趨勢顯示在弧間盆地多為高背景—異常分布,局部為點狀高強度異常。Mo的分布規(guī)律與Cu較為接近,其高背景范圍比Cu大,而局部強度稍低,在所羅克幅東南部taluk地區(qū)為高背景—異常分布,與其它元素有一定的差別。Ni高背景—強異常帶分布于所羅克—Sungantabi一帶,為弧間盆地的中心部位,高強度區(qū)位于所羅克—MUARALABUH,該區(qū)為二疊系灰?guī)r與花崗巖接觸部位,并有火山巖分布。

2.2 異常分布特征

以武漢中地信息工程有限公司的Mapgis為開發(fā)平臺。采用基于分形理論的含量面積法作為元素背景值和地球化學(xué)異常下限的確定方法,并形成Cu、Pb、Zn、Ni、As等5種元素的地球化學(xué)異常圖[7](圖3)。

圖3 西蘇門答臘島Cu、Pb、Zn、Ni、As等五種元素地球化學(xué)異常圖Fig.3 Integrated anomaly map of Cu、Pb、Zn、Ni、As in Sumatra Island(據(jù)英國地調(diào)局化探數(shù)據(jù)編制)

從圖上可以看出,元素異常相對集中分布在蘇門答臘斷裂北東側(cè),形成一北西—南東向展布的異常帶,并大致與該區(qū)分布的巖漿巖疊合。根據(jù)組合元素的種類和異常帶空間分布特征,可進一步將該異常帶分為北、中、南三段:

中段異常帶 所選取的5種元素均有異常分布,并且各元素異常面積大,異常疊合較好,總體上異常呈北西向帶狀展布,Cu異常分布于兩側(cè),Ni異常則處弧間盆地的中心部位。

南段異常帶 位于選區(qū)的東南角,異常元素組合以Cu、Pb、Zn為主,并分布于中心部位,As、Ni異常分布于異常帶的外圍。

3 新一輪地球化學(xué)調(diào)查特點與發(fā)現(xiàn)

蘇門答臘島以往地球化學(xué)調(diào)查工作存在的主要問題:采樣密度偏低,平均為1點/10 km2；分析元素較少,只分析了Cu、Pb、Zn、Ag、Ni、Co、Cr、W、Mo、Sn、Fe、Mn、K、Li等15種元素,不利于區(qū)域地球化學(xué)規(guī)律的總結(jié)；部分元素報出率低,只有Cu、Pb、Zn、Ni、 Fe、Mn等少數(shù)幾個元素報出率較高,其它元素分析檢出限高,不能滿足編圖的要求。因此,2011年中—印尼合作在蘇門答臘島巴東—明古魯?shù)貐^(qū)開展了新一輪的地球化學(xué)調(diào)查工作。

3.1 調(diào)查方法技術(shù)

本次地球化學(xué)調(diào)查采用水系沉積物測量方法,基本采樣密度為1～2點/4 km2,在成礦有利地段進行了加密采樣。樣品采樣部位以適宜水系沉積物各種粒級匯集處為準；樣品采集淤泥、粉砂、細砂等混雜物質(zhì),避免采集淤泥表面可能存在的有機質(zhì)、岸邊塌積物、人工堆積物等,避開了可能帶來嚴重污染的人工堆積物；樣品采樣粒級為-60目混合粒級；野外采樣原始樣重≥500 g；野外定點采用GPS和地形圖相結(jié)合的方法,確保了采樣位置的準確。有關(guān)方法技術(shù)按照《區(qū)域地球化學(xué)勘查規(guī)范》(DZ/T167—2006)執(zhí)行。

3.2 樣品分析

按照4 km2單元格進行組合樣品分析,其工作由國土資源部武漢巖礦測試中心完成。

本次樣品共分析了40種元素,其中Au采用泡塑吸附等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS),Ag、B、Sn采用發(fā)射光譜法(ES),Mo、W采用催化極譜法(POL),F采用離子電極法(ISE),As、Sb、Bi、Hg采用原子熒光法(AFS),Be、Co、Cd、La、Li、Pb、Th、U、Cu、Zn采用等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS),Ba、Ca、Sr、V、Ni、Na、Mn、Mg采用全譜直讀光譜法(ICP譜直讀光),Si、Al、K、Fe、Ti、Zr、Cr、P、Y、Nb、Rb采用X射線熒光光譜法(XRF),各元素的檢出限均高于規(guī)范的要求。

3.3 主要成果

從比較優(yōu)勢理論角度來看，各國要素稟賦的差異導(dǎo)致的產(chǎn)品價格差異產(chǎn)生了國際貿(mào)易。凱恩斯的宏觀經(jīng)濟理論提出收入變化將影響消費者的購買力，因此收入也是影響貿(mào)易需求的重要因素。根據(jù)需求彈性的相關(guān)定義和上述理論，中國乳制品進口需求主要受進口價格和消費者收入兩方面的影響。假設(shè)將中國乳制品年進口量Q作為模型的因變量，將經(jīng)濟環(huán)境中影響乳制品進口的因素作為自變量，估計進口的需求價格彈性。

(1) 首次在研究區(qū)圈出了放射性元素(U、Th)及稀有稀土元素(Zr、Nb、La、Y)異常。U、Th等放射性元素異常主要分布在GUGUK—SUMPUR—TIMBULUM一帶,呈帶狀分布,具多個濃集中心,異常范圍與中生代花崗巖侵入體范圍基本一致(圖4)。

圖4 研究區(qū)U-Th-Zr-Nb-La-Y組合異常圖Fig.4 Integrated anomaly map of U-Th-Zr-Nb-La-Y in study area

圖4中HS5是典型的以U、Th為主的放射性元素異常,該異常主要為U、Th、Zr元素組合異常,異常位于UMPUR—TIMBULUM一帶,異常區(qū)中心主要出露中生代花崗巖,兩側(cè)圍巖為Kuantan組上部(PCks)頁巖含石英粉砂巖和熔巖夾層；Kuantan組中部(PCkl)灰?guī)r、硅質(zhì)頁巖和石英巖；Kuantan組下部(PCkq)石英巖和硅質(zhì)板巖、火山巖、綠泥石化凝灰?guī)r、礫巖等。

主要元素組合為U、Th、Zr、Y、Nb、Pb、Sn、W、Bi,為典型的高溫巖漿熱液型元素組合異常。U、Th元素異常強度高、規(guī)模大、異常濃集中心明顯,呈北西向帶狀分布,U、Th可劃分為3個濃集中心,最高值達到21.36μg/g,Th峰值為140.9μg/g,兩元素高值區(qū)基本重合。W、Sn異常與U異常南部中心套合,Pb、Sn、Zr、Nb異常范圍與U異常外帶范圍一致。

(2) 新發(fā)現(xiàn)的異常。與上世紀80年代在蘇門答臘島開展的地球化學(xué)調(diào)查結(jié)果對比,本次工作在BATUSANGKAR東北部新發(fā)現(xiàn)了以Cu為主的Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Mo多元素組合異常(圖5)。

圖5 研究區(qū)Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Mo組合異常圖Fig.5 Integrated anomaly map of Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Mo in study area1.銅異常；2.鉛異常；3.鋅異常；4.鎢異常；5.錫異常；6.鉍異常；7.鉬異常；8.組合異常及編號；9.Cu-Pb-Zn-Sn-Mo組合異常及編號;10.Cu-Zn組合異常及編號;11.Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Mo組合異常及編號;12.Pb-W-Sn-Bi組合異常及編號。

HS3異常區(qū)位于蘇門答臘斷裂北東側(cè),基本與新生代巖漿巖疊合,主要出露安山巖、玄武巖、安山質(zhì)—玄武質(zhì)凝灰?guī)r及花崗巖。該異常區(qū)中部分布有二疊紀變質(zhì)巖,呈北西向展布,其巖性主要為大理巖、板巖、千枚巖等。

異常區(qū)元素組合主要為Cu、Au、Zn、Mo、Sn、As、Sb、Ag、Hg、Nb、Y、La、Fe、Co、Ni、V等。Cu、Mo異常位于異常區(qū)中心,呈北西向帶狀分布,其長軸方向與斷裂、巖漿巖延伸方向一致,Cu異常強度高,最高值達148.5 μg/g,異常中心明顯,具有三級濃度分帶；Zn異常面積大,具較大的規(guī)模,最高值達到541.3 μg/g。

該異常的展布受巖漿活動以及地層的聯(lián)合控制,可能由接觸交代型相關(guān)的礦床所致。

圖6 研究區(qū)找礦遠景區(qū)分布圖Fig.6 Distribution map of prospecting area in study area

4 找礦前景初探及結(jié)論

經(jīng)過分析,異常具備以下特征:

(1) 主要成礦元素(親硫、親鐵元素)地球化學(xué)異?？臻g具有帶狀、北西向的展布特征,異常區(qū)域內(nèi)目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦床點的空間分布及異常區(qū)的空間展布形態(tài)與區(qū)域構(gòu)造方向一致。其中,結(jié)合地層巖漿構(gòu)造,可圈定兩個找礦遠景區(qū)(圖6):Ⅰ遠景區(qū)：以HS3異常為基礎(chǔ),推測區(qū)內(nèi)含數(shù)量眾多的銅鉛鋅礦。Ⅱ遠景區(qū)：以HS4、HS7、HS10為基礎(chǔ),推測區(qū)內(nèi)具有一定數(shù)量和規(guī)模的鐵礦。

(2) 蘇門答臘斷裂帶以東更具找礦前景。從異常的分布特征來看,斷裂帶以東的異常帶更具“高、大、全”的特點。蘇門答臘斷裂帶以東弧后沉積區(qū),中、新生代的巖漿活動以及火山熱水活動要明顯強烈得多,現(xiàn)階段發(fā)現(xiàn)的礦點也主要集中于東部,沿北西向的主要構(gòu)造方向展布。

(3) U、Th為主的放射性元素異常范圍(圖4，HS5)與中生代花崗巖侵入體出露范圍較為接近,推測其受制于酸性巖漿活動以及后期熱液作用。

通過本次水系沉積物測量,發(fā)現(xiàn)了新的異常和新類型異常。在異常分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合地質(zhì)背景解剖,初步推斷異常為巖漿活動與構(gòu)造活動聯(lián)合作用形成的。局部地段形成了較富的礦坯,在后期斷裂、褶皺過程中礦質(zhì)活化、進一步富集。該地區(qū)找礦前景極好,是銅鐵鉛鋅等礦產(chǎn)的找礦有利地段。

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(責(zé)任編輯:陳姣霞)

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

胡鵬(1984-)，男，助理研究員，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，從事境外地質(zhì)礦產(chǎn)研究。E-mail:157521303@qq.com

P632

A

1671-1211(2015)01-0069-05

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20141231.1652.001.html 數(shù)字出版日期:2014-12-31 16:52