陳 剛， 索文德

(金川集團公司工程監(jiān)理咨詢公司， 甘肅 金昌 737100)

1 前言

金川銅鎳礦是世界知名硫化礦床，幾十年來，世界地質(zhì)專家和同行一直在關(guān)注和研究金川礦床，對礦區(qū)資源潛力進行了全方位的調(diào)查研究，取得了大量的研究成果，提出了獨到的認識和成礦理論[1-6]，如何在礦區(qū)外圍真正取得找礦突破，同時有效降低探礦風險，是地質(zhì)找礦工作目標。

2 金川銅鎳礦概況

金川銅鎳礦位于華北地臺西南的阿拉善地塊西南緣，龍首山隆起；礦田出露地層自下而上為：古元古界—太古宇前長城系龍首山群，中、新元古界長城系、薊縣系、震旦系和寒武系，以及上古生界和中—新生界。龍首山群下部白家咀子組為金川含礦巖體直接圍巖，主要為蛇紋石化大理巖、黑云片麻巖、條帶狀混合巖等。構(gòu)造以NW向、EW向為主。金川含礦超基性巖帶侵位于兩條深大斷裂間的前長城系龍首山群白家咀子巖組中，具體如圖1所示。巖體規(guī)模不大，呈不規(guī)則陡傾斜墻狀，巖帶長約6.5km，面積約1.34km2，總體呈北50°西方向延伸，傾向南西。巖體主要巖性為純橄欖巖、含二輝橄欖巖、二輝橄欖巖、斜長二輝橄欖巖。金川銅鎳礦按其成因劃分，主要礦化類型：巖漿就地熔離型、巖漿深部熔離—貫入型、晚期貫入型礦體(特富礦)、接觸交代型礦體(浸染狀礦體)等類型[7-8]。

圖1 金川銅鎳礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖1—第四系沖積洪積層黏土砂礫巖；2—早第三系礫巖；3—白堊系粉砂巖、泥巖、礫巖；4—侏羅系砂巖、石英巖、砂質(zhì)頁巖、炭質(zhì)頁巖夾煤層；5—三疊系砂巖、石英砂巖、砂礫巖、炭質(zhì)頁巖；6—二疊系石英砂巖、泥巖、砂礫巖；7—石炭系炭質(zhì)頁巖、砂巖、耐火黏土、煤層、砂礫巖；8—寒武系粉砂巖、火山巖、板巖、千枚巖、灰?guī)r、硅質(zhì)板巖；9—上前寒武系硅質(zhì)灰?guī)r、片巖、千枚巖、板巖、石英巖及礫巖；10—下前寒武系混合巖、大理巖及片巖；11—花崗巖，r3加里東期，r4海西期；12—花崗片麻巖；13—花崗閃長巖；14—石英閃長巖；15—輝長巖；16—超基性巖17—深斷裂及編號；18—逆斷層；19—正斷層；20—平推斷層；21—超基性巖區(qū)編號

3 金川銅鎳礦西北延勘查區(qū)地質(zhì)特征

勘查區(qū)位于甘肅省金昌市金川銅鎳礦區(qū)西北外延部分，與Ⅲ礦區(qū)相接，礦權(quán)屬金川集團有限公司，勘查區(qū)面積34.28km2。地理坐標：東經(jīng)102°01′00″～102°07′15″,北緯 38°30′00″～38°34′15″?？辈閰^(qū)中心坐標 38°32′00″，102°04′00″。勘查區(qū)出露地層主要有上太古界白家嘴子巖組(Ar2b)(主要巖性為鉀長石化混合巖，斜長石化混合巖，黑云斜長變粒巖等)、下元古界塔馬子溝巖組(Pt2t)(主要巖性為石英片巖、二云石英片巖、黑云斜長片巖、角閃片巖等)、長城系牛圈溝組(Chn)(主要巖石組合為變礫巖、變石英砂巖和石英巖)以及薊縣系前山組(Jxq)硅質(zhì)條帶結(jié)晶白云巖。

侵入巖主要有分布在塔馬子溝金窩泉一帶超基性巖、哈哈泉南一帶的鉀長花崗斑巖以及變質(zhì)輝長巖、斜長花崗偉晶巖等巖脈。

勘查區(qū)內(nèi)斷裂主要以區(qū)域逆斷層F1和塔馬子溝韌性斷層(F4)為主，其次為前山～牛圈溝北正斷層(F2)及大白石頭溝一帶斷層(F3)平移斷層，斷層走向以北西向及北西西向為主，其次為東西向及南北向斷層。

勘查區(qū)內(nèi)Cr、Co、Ni、Mn、Cu、Zn、Ag、Au、Pt、Pd等與銅鎳礦有關(guān)的元素明顯富集，強分異的元素為Ni、Pd、Cu、Cr、Au、Mo、As、Sb、Hg。

物性特征：勘查區(qū)內(nèi)所出露的巖石較為復(fù)雜，其極化率大致可劃分①正常背景區(qū)：極化率值一般為0.5%～2.5%，對應(yīng)這一數(shù)值的巖石為石英脈、大理巖、片麻巖、花崗巖、混合巖等；②弱異常值：極化率一般為3%～5%，如變輝長巖、輝石橄欖巖、局部角閃片巖等；③強異常值：極化率大于5%，是由超基性巖、斜長角閃巖或礦化引起。測區(qū)內(nèi)電阻率值一般為幾十到幾百Ω·M，總的變化不大，一般片麻巖、大理巖等數(shù)值較高，其他巖性都比較低。

4 西北延工作程度及找礦潛力分析

4.1 工作程度分析

自1958年發(fā)現(xiàn)金川銅鎳礦床以來，在不同時期不同勘查單位在西北延勘查區(qū)分別開展了1∶5×104的地質(zhì)測量，進行了多次、多方法物化探普查及詳查工作，主要有航空磁測、地面磁法、電法、放射性等， 完成了1∶5×104區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、1∶2×105區(qū)域重力測量等。

金澳公司、力拓公司分別對龍首山一帶進行了綜合評價工作。

圖2 西北延礦區(qū)塔馬子溝超基性巖體出露平面圖

金川公司在勘查區(qū)內(nèi)分別開展了地質(zhì)調(diào)查、1∶104地質(zhì)填圖、1∶5 000磁法測量、1∶104巖屑測量、1∶2 000綜合剖面測量、電磁測深以及異常查證、物化探異常鉆探驗證等工作，查清了勘查區(qū)地層、構(gòu)造、巖漿巖的分布特征，勘查區(qū)地球化學(xué)、地球物理特征，圈定了物化探異常并進行了評價。

綜上所述，勘查區(qū)勘查工作程度和綜合研究程度較高。

4.2 勘查手段分析

金川銅鎳礦自從1958年發(fā)現(xiàn)以來，配合地質(zhì)勘探工作，先后開展了地質(zhì)測量、航空磁測、地面磁法、激電測量、自然電場法、電磁感應(yīng)等工作，為準確圈定整個巖帶的范圍、產(chǎn)狀及錯動情況等，發(fā)揮了重要的作用，特別是三礦區(qū)、四礦區(qū)隱伏超基性巖體的發(fā)現(xiàn)和圈定，為擴大銅鎳遠景儲量做出了重大貢獻，具有較強的針對性，找礦方法行之有效。根據(jù)西北延礦區(qū)地層、巖漿巖和構(gòu)造特征以及區(qū)域地質(zhì)體的地球化學(xué)特征、物性參數(shù)特征分析，長期以來在西北延工作區(qū)參照三礦區(qū)、四礦區(qū)隱伏超基性巖體的發(fā)現(xiàn)和圈定成功的經(jīng)驗，采用大比例尺地質(zhì)填圖、地面磁測、巖屑測量、激電測深和可控源測深等綜合勘查方法和手段進行找礦評價，針對性較強，取得了一定的效果。

4.3 地質(zhì)要素分析

1)區(qū)域位置

西北延勘查區(qū)位于中朝地塊阿拉善南緣龍首山隆起帶，屬龍首山銅鎳多金屬成礦帶，勘查區(qū)塊沿太古代地盾的邊緣線和區(qū)域深大斷裂F1斷層分布，屬大地構(gòu)造單元交匯部位，勘查區(qū)內(nèi)出露地層與金川銅鎳礦相同，測區(qū)處于區(qū)域重力梯度帶，航磁測量圈定了北85和北85- 1兩處航磁異常，1∶2×105水系沉積物測量，勘查區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)了哈哈泉As- 2A異常、塔馬子溝As- 4A異常兩處，并且在勘查區(qū)塔馬子溝一帶出露超基性巖體。從區(qū)域找礦靶區(qū)選擇和要素評價方面看，勘查區(qū)成礦條件有利。

圖3 C- 1磁異常圖

2)基性- 超基性巖體

通過地質(zhì)測量，在勘查區(qū)塔馬子溝出露超基性巖體，面積約0.025km2，呈透鏡狀、不規(guī)則狀展布，巖性為蛇紋石化輝石巖、橄欖輝石巖、二輝橄欖巖，出露平面圖如圖2所示。巖體圍巖為下元古界塔馬子溝巖組地層，巖體的規(guī)模及形態(tài)表現(xiàn)為數(shù)目多、規(guī)模小、形態(tài)復(fù)雜的特征。

經(jīng)1∶5×103的高精度磁測，在超基性巖體上沒有形成較強的磁異常，只出現(xiàn)了面積很小的300nT的異常圈，經(jīng)物性測定，該超基性巖具有較強的磁性，說明該超基性巖體的規(guī)模非常小，而且下延淺，磁化率見表1。塔馬子溝超基性巖體與國內(nèi)外各含礦超基性巖對比，Ni、Co元素基本接近或略偏高，但Cu、S元素含量明顯低，其中S元素含量低5～16倍，Cu元素含量低2～13倍，顯示出勘查區(qū)內(nèi)超基性巖體貧Cu、S，這使金屬硫化物的熔離作用受到限制，所以該勘查區(qū)的超基性巖體不具備地球化學(xué)成礦條件。

3)化探異常特征及異常檢查

勘查區(qū)發(fā)現(xiàn)化探綜合異常16處，各元素化探異常多以點狀出現(xiàn)，絕大部分套合差，豐度低，異常形態(tài)不規(guī)則，連續(xù)性差。其異常分布及元素組合，反映了異常所處的地質(zhì)背景組份特征，其中Hy- 1、Hy- 2異常由銅礦化引起；Hy- 16由超基性巖引起，含礦性差，Hy- 3、Hy- 6、Hy- 7由局部礦化引起；其它異常為巖性局部分散富集引起，無進一步工作價值。

表1 塔馬子溝超基性巖磁化率測定結(jié)果表

圖4 C- 2磁異常圖

通過踏勘、接觸帶追蹤查證取樣等化探異常查證，在花崗斑巖、混合巖、白云質(zhì)大理巖、斜長角閃巖接觸帶發(fā)現(xiàn)的Hy- 1、Hy- 2銅礦化化探綜合異常為次生異常，不具找礦價值。

4)磁異常特征

測區(qū)發(fā)現(xiàn)磁異常三處，分別編號為C- 1、C- 2、C- 3。

C- 1磁異常面積約1km2，極大值為1 009nT，由多個小峰值異常組成，走向不明顯。在地表出露地層以片麻狀混合巖、鉀長石化混合巖為主，出露范圍較廣。通過物性測定，混合巖具有較強的磁性，最小值為110×10-5SI，最大值達18 800×10-5SI，算術(shù)平均值為3 510×10-5SI，采用無限大面積計算公式計算Ta=μ0/2×K×T0=0.5×3 510×10-5×0.52×105=913nT，可大致能引起900nT的異常，與實測數(shù)據(jù)基本吻合，說明C- 1異常主要由混合巖所引起。C- 1磁異常如圖3所示。

C- 2異常與原航磁異常M85相對應(yīng)，位于勘查區(qū)的中部大白石頭溝至小白石頭溝一帶，面積約1.5km2，異常大致呈NW向展布，異常強度為全區(qū)最高，北側(cè)存在明顯的大面積負異常，異常極大值為3 398nT，極小值為-766nT，由多個小峰值異常組成。地表出露地層以混合巖為主，其中夾有數(shù)條條帶狀大理巖、硅化大理巖，在異常的北側(cè)有大面積的大理巖出露。物性測定和用無限大面積計算公式計算，混合巖最大可引起800nT的異常，斜長角閃巖、輝石巖能引起約1 800nT的異常，與實測結(jié)果基本吻合，說明C- 2異常由混合巖、斜長角閃巖、輝石巖等綜合引起。C- 2磁異常如圖4所示。

C- 3異常與原航磁異常M85- 1相對應(yīng)，位于勘查區(qū)的南部小白石頭溝至小溝子一帶，面積約1km2，極大值為1 009nT，由多個小峰值異常組成，走向呈NW向。在地表出露地層以混合巖為主，其次有少量的片麻巖。通過物性測定，混合巖具有中等磁性，說明C- 3異常由混合巖所引起。C- 3磁異常如圖5所示。

圖5 C- 3磁異常圖

5)異常驗證

2011年，金川公司通過異常查證，對勘查區(qū)內(nèi)最具找礦潛力的C- 2異常進行了鉆探驗證，施工鉆孔孔深444.2m，鉆孔揭露的巖性自上而下依次為蛇紋石化大理巖、斜長角閃巖、混合巖與斜長角閃巖互層(夾大理巖脈、花崗巖脈、輝綠巖脈)、大理巖、混合巖、蛇紋石化大理巖。根據(jù)鉆孔巖芯磁化率測試結(jié)果，在不考慮剩磁的影響，磁性最強的斜長角閃巖最大能引起3 450nT磁異常，與地面磁測的異常極大值3 894nT基本相吻合，表明該無限延伸的厚板狀體主要為斜長角閃巖、混合巖及輝綠巖等組成。

5 結(jié)論

勘查區(qū)內(nèi)化探異常多呈星點狀分布，各元素均以點異常出現(xiàn)，反映出異常元素分散程度較高，不連續(xù)，元素異常沒有形成富集帶。

磁法異常主要由混合巖及部分硅化大理巖、斜長角閃巖引起，通過直流激電法在淺部未發(fā)現(xiàn)礦化信息。

在出露的塔馬子溝超基性巖體，經(jīng)1∶5×103的高精度磁測，沒有形成較強的磁異常，說明該超基性巖體的規(guī)模非常小，下延淺，且塔馬子溝超基性巖體貧Cu、S不具備地球化學(xué)成礦條件。

綜上所述，在目前技術(shù)條件下，勘查區(qū)探礦風險很大，繼續(xù)工作缺乏必要的依據(jù)，應(yīng)以基礎(chǔ)研究為主，不宜大規(guī)模開展勘查工作。