以往矿区地质工作

2024-05-20

1. 以往矿区地质工作

石碌矿区地质调查和勘探工作,虽始于20世纪30年代,但于20世纪80年代末以来连同科研找矿,实际上已经停滞不前。
1)1932年方干谦曾对石碌等岛内铜矿作了调查;1946年林钻春等先后对田独、石碌铁矿等作了较全面考察后指出:岛上资源丰富,各类矿产在30种以上;1942~1944年日本对石碌铁矿进行掠夺性开采。因此,新中国成立前石碌铁矿科研找矿工作实际上未开展。
2)1975~1978年中国科学院华南富铁科学研究队组织了多单位参加海南冶金富铁会战研究,重点对石碌铁矿进行了系统的研究,同时对全岛的区域地球物理场、区域构造、古生物地层、沉积环境、沉积地球化学、重磁异常、铁矿床与铁矿、儋县花岗岩等进行了多学科研究。1976年开展了石碌矿区西南部重力测量,完成的主要工作量有8条剖面80km,提交了“用重力法在石碌西南部寻找富铁矿工作小结”。随后于1986年出版《海南岛地质与石碌铁矿地球化学》。
3)中国科学院长沙大地构造研究所、地球化学所和海南铁矿地测处联合科研组,于1986~1988年开展了海南岛石碌式铁钴铜(金)矿床形成构造背景及其实验学研究,对该矿区铁、铜、钴、(金)成矿的过程和机理进行了初步分析。提交了“海南岛石碌式铁钴铜(金)矿床形成构造背景及其实验学研究报告”。
4)中国科学院长沙大地构造研究所侯威研究员于1987年完成了博士学位论文“海南岛地洼构造与石碌铁矿多因复成矿床”,初步研究了石碌矿区构造变形特征,首次提出石碌铁矿韧性剪切带控矿的观点。
5)海南省地质勘查局资源环境调查院于2004年11月至2005年3月开展了海南省昌江县石碌铁矿及外围矿产资源潜力调查,提交了“海南省昌江县石碌铁矿及外围矿产资源潜力调查报告”。
6)中国科学院广州地球化学研究所于2005~2007年实施开放基金课题“海南岛石碌铁矿及其围岩主要矿物中包裹体研究”(MSGL04-2),对石碌铁矿的成因再次开展了专题研究。

以往矿区地质工作

2. 以往的矿产地质工作

本区的地质找矿工作开展较早,较系统的矿产地质工作始于1950年,先后有中苏十三地质大队,新疆地质局伊犁大队、区调队、九大队、科研所和新疆有色地质局七○三队、七○四队、物探队、科研所等单位在此地区进行铜、铁的地质普查找矿工作。目前区内已知的铜、铁矿床和矿(化)点共有27处,其中铁矿床4处、铜矿点13处、铁矿点10处。该区典型的矿床、矿点有式可布台铁矿床、铁木里克铁矿床、木斯铜矿点、特铁达坂铜矿点、托豆布拉克铜矿点、克藏南铜矿点、则克台铁矿点等。
半个世纪以来,新疆维吾尔自治区地方政府和个体对本区铁、铜矿点进行了开采,但大部分矿点均因地表规模小、品位偏低而停产,目前只有克藏南铜矿点和则克台一带的富铁矿仍在开采利用。最近的物化探及矿产地质工作开展于2005年,其时,新疆地矿局第七地质大队在新疆新源县式可布台一带开展1 :5万化探普查,在工作区内圈出Cu、Co组合异常,Cr、Ni、Co组合异常,Au、As组合异常,W、Sn、Sb组合异常及其他各类组合异常数十处。工作过程中,发现了松湖铁矿。化探成果显示,该矿位于Au、Ag、Cu、Co综合异常内,异常区总面积近4km2。其后对该矿点进行了初步的非系统性的磁法测量,发现具一定规模的磁异常体的存在,异常与地表局部出露的矿层(体)对应良好,为2006年松湖铁矿预查项目的开展提供了基本依据。
2006年,新疆地矿局第七地质大队在2005年工作成果的基础上,申请了自治区资源补偿费项目 “新疆尼勒克县松湖铁矿预查”,并按设计要求开展了1:1万平面地质草测、1:2000平面地质草测、1:1万面积性地面高精度磁测、槽探、钻探及其他相应的地质勘查工作;依据工作成果,编制了 《新疆尼勒克县松湖铁矿普查报告》,通过合理圈定矿层(体),在该矿区共估算出333类铁矿石资源量2429477.87t,334类铁矿石资源量252366.86t,合计2681844.73t(需要说明的是,松湖铁矿资源量估算方法和估算结果已经新疆矿产资源储量评审中心审查核准并认定,认定书文号为新国土资储评[2007]025号)。

3. 地质工作和矿产资源概况

乌兹别克斯坦作为前苏联的一个加盟共和国,地质工作具有悠久的历史,而且是前苏联在中亚的重点工作地区。当年的乌兹别克斯坦地质部在鼎盛时期拥有27000人的队伍,在境内做了大量区域地质调查和普查勘探工作。20世纪80年代即已完成境内1:20万比例尺地质调查、航空磁测和重力测量,基岩区1:5万比例尺地质测量也已完成。许多重点矿产的远景地带都作了更大比例尺的地质调查(项仁杰,2006c)。
目前乌兹别克斯坦地质矿产工作的政府主管部门是国家地质矿产资源委员会,下辖2个研究所(矿产资源研究所和水文地质研究所),2个专业化大队,3个从事机械仪器加工修理和宝玉石加工制作的工厂(王正立等,2005)。
乌兹别克斯坦矿产资源比较丰富,境内已发现118种矿产,其中已开采利用60余种。全国有1800多个矿床和大约1000个远景矿点,现已探明1500多个矿床,其中油气田188个,煤矿3个,贵金属矿床48个,有色、稀有和放射性金属矿床43个,黑色金属矿床5个,非金属矿床37个,矿山化工原料矿床22个,宝玉石矿床30个,各类建筑材料矿床525个,淡水和矿水地下水源地357个。其中40%以上的探明矿床已投入开采(Н.Г.Мавлянов и др.,2007)。
据估计,乌兹别克斯坦矿产资源总潜在价值在3.3万亿美元以上,已探明矿产地的价值为9700亿美元(王正立等,2005)。
在上述矿产中,天然气、铀和金以及钼是乌兹别克斯坦的优势矿产,在世界上处于比较突出的地位(表6-1)。
表6-1 乌兹别克斯坦优势矿产在世界上的地位


资料来源:国土资源部信息中心,2009; 《Oil & Gas Journal》(2008); U.S.Geological Survey,2009a; World Bureau of MetalStatistics,2009。
乌兹别克斯坦是中亚地区重要的油气生产国和消费国,其天然气储量在独联体国家中居第四位,排在俄罗斯、土库曼斯坦、哈萨克斯坦之后,而产量则仅次于俄罗斯、土库曼斯坦,居第三位。近年来大约20%的天然气产量用于出口,80%供国内消费。从人均天然气消费量来看,乌兹别克斯坦稍逊于俄罗斯(1600立方米/人·年),但高出世界平均水平2.5倍(А.Г.Коржубаев идр.,2007)。
在独联体国家中,乌兹别克斯坦铀的储量比俄罗斯多,仅次于哈萨克斯坦,其铀矿山产量少于哈萨克斯坦、俄罗斯,居第三位。在世界铀储量排行榜中,乌兹别克斯坦占第六位,产量占第七位。乌兹别克斯坦是重要铀出口国之一,2006年向美国出口铀770吨(刘增洁,2008c)。
乌兹别克斯坦是世界第九大黄金生产国,年产黄金80吨左右,在独联体国家中仅次于俄罗斯,远高于其他国家(World Bureau of Metal Statistics,2009)。
从总体来看,矿业部门在乌兹别克斯坦社会经济发展中发挥着比较重要的作用。据2005年统计资料,2004年乌兹别克斯坦共有105家矿山企业,拥有劳动力8.72万,占工业部门劳动力总数(62.48万)的14%。由此推断,矿业产值在工业总产值和国民总收入中的比例也会比较高。天然气、铀、金、铜、锌等出口矿产是乌兹别克斯坦外汇收入的重要来源之一。
值得指出的是,乌兹别克斯坦的矿产资源供给和矿产工业发展存在令人担忧的一面。主要问题是某些矿产后备原料基地不足,增长乏力,这在油气、金、铜等重要矿产资源的生产上已有明显的反映。以油气为例,乌兹别克斯坦石油开采量1998年达到创纪录的820万吨,以后便连年下降,据预测直到2011年才有转机。与此同时,进入21世纪以来石油消费量却扶摇直上,而且这种势头将长期持续下去。乌兹别克斯坦现在已是石油进口国,今后供需缺口将会更大。天然气开采量近几年呈停滞状态,新增储量落后于储量消耗,是造成油气生产走入低迷状态的原因之一。
矿业政策举措失当也是重要原因之一。乌兹别克斯坦的地下资源使用税(简称资源税,相当于矿产权利金)本来是世界上比较高的,后来为改善矿业投资环境,将资源税普遍调低,金减为2.8%,银7%,铜7.9%,铅锌钼1%。近几年国际矿产品价格大幅提高,矿山企业成为主要受益者。乌兹别克斯坦政府为从中得到更多利益,大幅度提高了地下资源税税率。从2005年1月1日开始,开采石油的资源税率从12.3%提高到35%,凝析油从6.7%提高到32%,天然气从18.5%提高到58%。油气资源税税率提高了3~4倍,远远高于世界平均水平,这便导致油气资源开发领域投资环境恶化,外资投入下降,生产企业积极性受到严重影响,一些企业已经不堪重负,最终使油气产量尤其是石油和凝析油产量下滑。2005年当年,石油减产17.2%,天然气产量下降0.3%(宋国明,2007)。
为了进一步扩大矿物原料基地,从根本上扭转矿业生产中的不利局面,乌兹别克斯坦政府采取了大力加强战略矿产普查勘探工作的果断措施。2007年1月17日,乌兹别克斯坦总统发布了 《关于从根本上完善乌兹别克斯坦地质勘探工作组织和国家地质矿产资源委员会工作的措施》 的命令,命令要求从根本上完善地质勘探工作的组织机构、管理体制,提高油气、贵金属、有色金属、稀土金属和铀,以及地下淡水和矿水普查勘探的效果。为了执行总统的这一命令,国家地质矿产资源委员会建立了 “贵金属有色金属地质”、“铀和稀土金属地质” 和 “液态矿产资源地质” 几个科研生产中心,专门负责地质勘探工作的具体方向,在地质勘探工作中长期计划的基础上,将所有能够协调地下资源调查、矿床普查、评价、勘探全套工作的科研生产部门都联合起来。
显然,乌兹别克斯坦总统的上述命令即是现阶段加强其地质勘探工作的动员令。实际上,乌兹别克斯坦地下资源的潜力还是很大的。国家地质矿产资源委员会主任Н.Г.马夫利亚诺夫等领导人著文指出,乌兹别克斯坦现已发现的固体矿产矿床都分布在古生代基底岩石出露地区,境内主要矿产资源潜力还远未得到充分研究(Н.Г.Мавлянов и др.,2007)。

地质工作和矿产资源概况

4. 矿产地质工作调查现状

藏东地区的矿产调查起步较晚,从20世纪60年代开始,原西藏地矿局地质一队在研究区开展以铁、煤为主的矿产勘查评价,评价了妥坝煤矿、察雅卡贡煤矿等矿产地。
1966年,原西藏地矿局地质一队发现了玉龙铜矿床,1967年开始进行矿点检查评价,于1972~1976年实施的地质、物化探、钻探工作,证实玉龙铜钼矿床属典型的斑岩型铜(钼)矿床,评价为超大型斑岩铜钼多金属矿床;1971年发现莽总斑岩型铜矿床,后评价为中型斑岩型铜钼矿床;1974年发现多霞松多斑岩型铜钼矿床,1976~1979年评价为大型斑岩铜钼矿床;1975年发现马拉松多斑岩铜矿床,1979~1980年评价为大型斑岩型铜矿床;1973年发现扎那尕铜矿床,1981~1983年评价为中型斑岩型铜矿床;1977年发现马牧普斑岩型铜钼金矿点,1988年经初查评价为有金矿找矿潜力的碱性斑岩型铜金矿床(点)。至此,玉龙斑岩铜钼多金属成矿带被确立。1995年开始对玉龙铜矿Ⅱ号矿体进行补勘。到目前为止,评价出超大型矿床1个、大型矿床3个、中型矿床1个,带内还相继发现了其他矿(化)点23处,成为我国乃至亚洲最有远景的铜多金属基地。同期,原地矿部高原地调大队,成都地矿所等科研单位对藏东地区开展过较系统的地质矿产调查研究。
20世纪80年代初,西藏地矿局地质一队评价了塞北弄锡矿及往过筒铜矿。
1997年以来,西藏地矿局地质六队先后在该区进行矿点检查和化探异常的二级、三级查证工作,每年投入上百万元进行基础地质工作和化探异常检查工作,在金、银矿产的找矿勘查评价方面取得较大的进展,如各贡弄斑岩型铜金矿的勘查、丁钦弄铜银多金属矿床点的勘查、赵发涌铅锌矿、干中雄银铅锌多金属矿、滨达一带的铅锌矿化点等。
1999~2003年度开展的地质大调查项目取得了巨大的成果,各项目承担单位通过地质草测、1:5万水系沉积物测量、1:1万土壤地球化学测量、地质地球化学综合剖面测制、野外快速分析、槽探、坑探和钻探以及其他地质工作,发现和证实了一批重要的矿床(点),对某些矿床的矿床类型和矿床规模的认识取得较大进展。
2000年开始的地质大调查,发现并证实类乌齐-左贡带的北段存在强烈铅锌银矿化带,存在一个铅锌银多金属成矿带,北起织翁尕,南至干中雄以南,踏勘和初步研究认为,赵发涌、南越拉和干中雄可能达到大型矿床规模。新发现多个矿产地,月穷弄(摘龙)锡矿、织翁尕铅锌矿、干中雄铅锌矿、赵发涌铅锌矿。在拉诺玛铅锌矿带发现大型矿1处,中小型3处,矿化点多处,在拉诺玛矿区存在着3个矿化富集地段,即03线36线、92线-116线、136线以南地段。2004年,在芒康县新发现索打锡铜多金属矿。
在玉龙斑岩铜矿成矿带上,与碱性斑岩有关的金矿床的寻找已经取得一定的突破。各贡弄矿床已经圈定了一定规模的金矿(化)体,新发现弄洼优者Cu,Au矿,新发现恒星错Ⅰ号、Ⅱ号两条矿化破碎带。恒星错具有典型的斑岩型矿床的围岩蚀变特征、面型蚀变分带明显。Cu,Mo,Pb,Zn,W,Co,Ag等异常特征具有较明显的分带性,Cu,Mo,W在内带,Pb,Zn在外带。认为恒星错斑岩体是一个具有一定规模的、具备一定铜资源潜力的斑岩型铜(钼)矿。
江达岛弧带发现并证实了丁钦弄银铜多金属矿床具有大型规模,并且新发现的滇达铅锌矿。
川西地区总体地质研究程度相对藏东较高,已发现的472处矿产地中的小型矿床、矿点、矿化点仅进行过一般性的踏勘或地表检查工作,部分提交了相应的矿点踏勘检查工作总结。已结束勘查工作的呷村、夏塞等8个大中型矿床,仅呷村银多金属矿床达详查,主矿段达初勘,其余7个为初步勘查。先后提交的大中型矿床地质报告有:《四川省白玉县嘎衣穷银多金属矿床普查报告》、《四川省白玉县胜莫隆铅锌矿床普查报告》、《四川省白玉县孔马寺汞矿床普查报告》、《四川省白玉县呷村银多金属矿床详查报告》、《四川省白玉县呷村银多金属矿床勘探报告》、《四川省巴塘县措莫隆锡多金属矿床普查报告》、《四川省巴塘县夏塞银铅锌矿床普查报告》、《四川省巴塘县杠日隆铅锌矿床普查报告》、《四川省巴塘县纳交系铅锌矿床普查报告》等。
义敦岛弧带的找矿工作在巴塘砂西银铅锌矿、夏隆银铅锌矿、兴普勒含银锌锡矿、脚根玛锌锡矿、绒衣措西锡矿、热朗泽银铅矿和白玉热隆锡矿一带取得重要进展,地表的物化探工作和地质成果较为吻合。重点解剖了热朗泽银铅矿和白玉热隆锡矿,发现二者具有大型以上矿床规模;基本查明了曲靖铅锌矿、底勒银铅矿、虐颜锡银矿点的规模;新圈定了13个找矿前景较好的Ag,Pb,Zn,Sn,Cu组合异常。
1999~2006年以来,成都地质矿产研究所承担了中国地质调查局矿产地质调查评价项目“藏东地区矿产资源综合找矿预测与评价”;宜昌地质研究所承担了金沙江阿中-戈波一带地物化遥矿产资源综合预测评价研究;西藏地调院地质六队承担了“西藏夏日多-马牧普铜金银矿产资源评价”、“藏东类乌齐-左贡金银铜铅锌多金属成矿带远景评价”;四川地调院承担了“四川白玉-得荣义敦岛弧带银锡多金属矿产资源评价”,“藏东波密-八宿-洛隆富锌放射性及贵金属矿产资源潜力评价”;江西地调院承担了“西藏东部秀格山-则达地区铜多金属资源评价”;河南地调院承担了“西藏丁青列索卡-泥拉拉卡地区铂镍钴铬资源调查评价”等;西藏地调院承担了“西藏藏东江达火山岛弧带北段铜银多金属矿评价”,重点对丁钦弄银铜多金属矿床进行勘查评价;西藏地调院承担了“西藏藏东拉若玛铅锌矿多金属矿评价”项目。以上项目的实施取得大量找矿成果。

5. 以往矿山地质勘探工作

1)中南地质局410队于1953~1957年进行了海南岛东方县石碌矿区地质勘探。完成的主要工作量有:1∶10万地质测量615km2、1∶1万地质测量12.345km2、1∶2000地质测量7.027km2、槽探6.2948万m3、钻探131个孔共3.1222万m、井探1.0272万m、恢复坑道372m等。提交了“海南岛东方县石碌矿区坡积矿地质报告”和“海南岛东方县石碌矿区地质勘探报告”。
2)广东省地质局海南地质队于1957~1964年进行了海南岛石碌矿区补充地质勘探。完成的主要工作量有:1∶2000地质测量0.6km2;钻探48孔13457.9m,槽探4439m3,井探1065.65m等,提交了“海南岛石碌矿区补充地质勘探报告”。
1953年由中南地质局410队及1957年经广东地质局海南地质队进行的地质勘探,原国家储委分别于1956年和1958年以第48号和177号决议书批准为可供设计报告,1957年至1963年该队在矿区东部进行补充地质勘探并提交了报告。全矿区累计探明表内地质储量29170.1万t(B+C+D级),其中表内原生矿(B+C+D级)储量26870.8万t,表内坡积矿储量(B+C+D级)2299.3万t。2003年底保有储量13575.1万t(A+B+C+D级),其中A+B+C级储量10016.2万t,露采范围内保有储量4490.1万t。
存在的主要问题是:①矿区北一东段铁矿体勘探程度较低,深部铁矿体的情况基本没有进行工作;②因任务变更的原因,钴铜分析资料不系统,拣块样占的比重大,资料可靠性差,钴铜矿体控制程度低;③矿区地层时代未能查明,研究程度不足;④对矿区成矿机理、矿床成因及类型和控矿因素研究不足。
3)广东冶金地质934队于1968~1975年进行了广东省昌江县石碌铁钴铜矿区北一区段铜钴矿床地质勘探,完成的主要工作量有:1∶1万地质测量计29km2;1∶2000计3.84km2;钻探148个孔计45477.76m,坑探5741m,槽探23601km3,井探296m等。提交了“广东省昌江县石碌铁钴铜矿区北一区段铜钴矿床地质勘探报告”。原冶金工业部储委于1984年1月26日以[84]冶储字第19号文批准北一区段钴铜矿储量:表内矿石量5686583t,金属量:钴11120.12t,铜59894.53t,镍3260.17t,银63.707t;硫469238.68t。存在的主要问题是:①东段E8~E17线铁钴铜矿体控制程度不足;②东段E17~E31线间深部找矿认识不足,控制不够,对找矿远景研究程度较低。
4)广东省冶金地质934队于1975~1976年进行了海南石碌铁钴铜矿区南矿区段补充地质勘探,完成的主要工作量有:钻探63个孔、进尺6379m等。提交了“海南石碌铁钴铜矿区南矿段补充地质勘探储量计算说明书”。广东省冶金局以粤冶地字[1979]168号文批准南矿区段钴铜矿储量:表内矿石量1336052万t,金属量:钴1387.97t,铜13805.14t,镍318.68t,银6.333t;硫35292.52t。存在的主要问题是:对南矿-枫树下地段石灰顶向斜的控矿机制研究不够,工作程度低,其北翼和深部(核部)是否有找矿远景未作交代。
5)广东省冶金地质934队于1976~1980年参加了海南富铁矿普查找矿会战,完成的主要工作量有:钻探53个孔、进尺28373.40m;槽探31368km3等。1980年12月完成了“广东省昌江县石碌铁钴铜矿区铁矿床远景评价报告”的编制草稿。由于历史原因,该报告没有评审出版。2006年6月经海南省地质勘查局组织复制并提交了该“远景评价报告”,同年8月11日海南省国土环境资源厅组织了专家评审,并以琼土环资储备字[2006]17号核定报告提交的E4a~E27线间净增D级(相当于推断的内蕴经济资源量333)铁矿石总量10068.6327万t(TFe平均品位42.86%)。
报告存在的主要问题是:①钻孔分布稀而不均,偏斜过大,部分矿块矿量仅达到E(3341)级;②部分钻孔矿心采取率偏低(采取率<75%,约占28%),未能揭穿矿体;③未进行矿山开采技术条件研究;④未进行可选性试验和技术经济可行性评价。

以往矿山地质勘探工作

6. 工作区成矿地质背景

一、区域地质构造背景
大兴安岭中北段涵盖了大兴安岭褶皱系的主体部分,工作区北西以得尔布干断裂为界(图2-2),东南基本以二连-贺根山-嫩江缝合线为界。据赵一鸣、张德全等“八五”科技攻关项目“大兴安岭及其邻区多金属矿产的勘查与评价研究”(85-901-01)成果,大兴安岭中北段前中生界可进一步划分,自北西向南东,得尔布干断裂以北为额尔古纳-兴凯褶皱带,以南为鄂伦春早-中华力西褶皱带(1991年《内蒙古自治区区域地质志》称其为喜桂图旗中华力西地槽褶皱带),其南为伊尔施加里东-华力西褶皱带,再向南东为东乌珠穆沁旗早华力西褶皱带(1991年《内蒙古自治区区域地质志》称其为东乌旗南晚华力西地槽褶皱带)。二连-贺根山-嫩江缝合线以南为蒙东南中-晚华力西褶皱带(图2-2)。
由于大兴安岭在构造演化过程中受西伯利亚古板块、中朝古板块和滨西太平洋板块在不同时期挤压、碰撞拼接、裂陷、再挤压、再拼接等作用影响,本区的构造活动在空间展布、构造-岩浆演化系列等方面表现出明显特点。在早中生代以前主要受西伯利亚古大陆和中朝古大陆的南北向挤压影响,沿两个古陆前缘形成一系列主要为东西向、次为北东向的褶皱带和深大断裂,这些褶皱和断裂不仅控制了晚古生代以前的岩浆构造旋回,同时也控制了与之有关的矿产。

内蒙古大兴安岭中北段成矿环境、找矿方向及勘查技术方法研究
图2-1大兴安岭及邻区构造分区略图(据涂光炽等,2000,修编)|1—太古宙克拉通;2—前寒武纪基底;3—元古宙-古生代褶皱带;4—早古生代陆缘带(右),晚古生代陆缘带(左);5—中生代盆地;6—古板块边界;7—早古生代拼贴带;8—晚古生代拼贴带;9—中生代拼贴带;10—重力梯度带;11—早古生代走滑断层;12—晚古生代走滑断层;13—中生代走滑断层。构造分区:Ⅰ—西伯利亚板块南缘地体组合;Ⅱ—蒙古-鄂霍次克缝合带;Ⅲ—中蒙古-额尔古纳微板块;Ⅳ—兴安微板块;Ⅴ—松辽-锡林浩特微板块;Ⅵ—华北板块北缘增生带;M1—海拉尔盆地(J2-3);M2—松辽盆地(J3-K1)。主要断裂带:①斯塔诺夫带;②土库林格尔-阿金斯科带;③中蒙古-得尔布干带;④贺根山-嫩江带;⑤西拉木伦河带;⑥佳伊带;⑦敦密带

图2-2内蒙古大兴安岭大地构造分区(据1991年《内蒙古自治区区域地质志》修编)

中生代以后由于主要受滨西太平洋板块向古亚洲板块自南东向北西的俯冲、消减作用影响,形成一系列北东—北北东向、东西向和北西向3组断裂构造并存的格子状断裂系统,其中北东—北北东向断裂构造规模大、切割深,具多期活动的特点,如贺根山-嫩江深断裂、得尔布干深断裂、查干敖包-五叉沟深断裂等(图2-2)。这些断裂大都继承、利用和改造早期构造,后期又经挤压-俯冲、推覆和拉伸-断陷作用,形成一系列北东—北北东向展布的断隆、断陷和断裂坳陷带。这些相间排列的断隆、断陷带和格子状断裂系统是大兴安岭的主要构造形式。晚侏罗世—早白垩世,这些断裂构造活动达到顶峰,并伴随有强烈的中—酸性岩浆侵入活动,形成一系列火山喷发-岩浆岩带。本区许多铜、钼、铅、锌、金、银、锡等矿床、矿点(化)的形成均受北东—北北东向、东西向断裂构造的控制,它们不仅是控矿、容矿构造,也是重要的导矿构造。其中得尔布干深断裂及大兴安岭主脊深断裂属基底断裂,因形成时间长对本区岩浆活动及矿产的形成起着十分重要的控制作用。
二、主要地层分布特点
大兴安岭具有以前寒武纪岩层为结晶基底,以早、晚古生代岩层为褶皱基底构造层,以中生代盆-岭构造层为盖层的“三层式”构造岩石地层结构。工作区内出露的最老地层为元古宙地层。
1.古元古界
古元古界在工作区主要分布在北部的乌玛-八道卡一带,为新华渡口群,在鄂伦春和扎兰屯也有零星小片出露,由斜长角闪岩、片麻岩、片岩、变粒岩、大理岩和混合岩组成,原岩主要由浅海相碎屑岩夹中基性火山岩、泥质岩和碳酸盐岩组成。它们形成于西伯利亚古陆核的陆缘海槽中,曾是西伯利亚古地台的一部分,在中-新元古代从原地台裂解出来,构成兴蒙海中的一些次级古陆块。
2.新元古界
新元古界在图幅范围内分布在满洲里—漠河地区、兴隆地区和陈巴尔虎旗北部地区,分别为加疙瘩群、零点群和新峰山群,由下段的云英片岩夹石英岩和上段的绿泥石英片岩、碳酸盐岩组成。罕达气地区分布有新元古代早期落马湖群,变质程度较高(角闪岩相),原岩主要为富铝泥砂质岩、碳酸盐岩夹火山岩;鄂伦春地区分布有新元古代的倭勒根群,为一套浅变质岩系,下部吉祥沟组(Zj)由浅灰色厚层状大理岩、透闪石大理岩、石英片岩、变砂岩等组成,上部大网子组(Zd)由强片理化变砂岩、含泥粉砂岩、粉砂质板岩、火山碎屑岩、变英安岩等组成。
3.下古生界
主要分布在额尔古纳河右岸伊尔施、苏呼河等地,主要岩性为大理岩、结晶灰岩、变粒岩、变长石石英砂岩、片岩、粉砂质板岩、凝灰质板岩、中-细粒碎屑岩等。原岩主要为陆源类复理石建造,属加里东期大陆活动边缘的沟、弧、盆环境中的火山-沉积建造。
寒武系:仅在大兴安岭额尔古纳河沿岸和阿尔山以北出露,分别为额尔古纳河群和苏中组。在苏呼河北山和太平岭西一带有下寒武统零星分布,主要岩性前者为白云质硅质大理岩、大理岩、结晶灰岩、炭质粉砂质板岩、变粒岩、云母石英片岩等,后者以厚层状灰岩和结晶灰岩为主,夹少量黑色页岩。
奥陶系:主要分布在东乌珠穆沁旗褶皱带的罕达气地区,分布下-中奥陶统,为一套由滨海—深海相陆源细碎屑岩-碳酸盐岩-火山岩组成的复理石建造。东部黑龙江省多宝山地区和陈巴尔虎旗、牙克石新峰山地区分布的多宝山组(O2d)主要为安山岩、流纹岩、细碧-角斑岩、凝灰岩夹凝灰质砂板岩。铜山组(O1-2t)主要为板岩、千枚岩、硅质页岩、粉砂岩、长石石英砂岩、结晶灰岩等。中奥陶统的多宝山组有岛弧型安山质火山岩分布,含Cu130×10-6,为多宝山斑岩铜矿的形成提供了部分成矿物质,可以作为寻找海相火山岩型铜多金属矿的重要线索。在乌奴尔地区发育中奥陶统海相安山质火山-沉积岩,中-上奥陶统的海相陆源细碎屑岩夹碳酸盐岩和中-上志留统海相碎屑岩;西段额仁戈比地区发育下-中奥陶统的海相火山碎屑岩-碎屑岩建造,上奥陶统主要分布于牙克石市扎敦河林场和治泥山一带(称裸河组),主要为变石英砂岩、灰岩、粉砂质云母板岩、粉砂岩、砂质板岩等。从上可以推知,奥陶纪时地壳沉降发生于地槽的东、西段,后期中段扩张,中、西段的中加里东运动造成下-中志留统缺失。
志留系:在本区少有分布,仅在东乌珠穆沁旗的巴润德勒、科尔沁右翼前旗北部的苏呼河及根河市的地营子等地零星分布有上志留统,其下段为变质砂岩、粉砂岩和石英砂岩等,上段为板岩与变质砂岩不等厚互层。
4.上古生界
上古生界总体上为浅海相-滨海相,部分为深水海陆交互相,除贺根山地区外,一般火山活动较弱,主要岩性为浅海相砂岩夹火山岩、碳酸盐岩、中基性-中酸性火山熔岩、火山碎屑岩、泥岩、杂砂岩、凝灰岩夹板岩、细砂岩和河湖相碎屑岩。
泥盆系:主要沿北东向早华力西-中晚华力西隆起带分布在东乌珠穆沁旗、牙克石市乌奴尔、扎敦河、免渡河及鄂伦春、多宝山地区出露,下统主要为浅海相泥质、凝灰质细碎屑岩夹碳酸盐岩,罕达气-霍门龙地区以玄武岩和安山岩为主,而裸河-多宝山、三矿沟-卧都河等地区以英安岩和流纹岩为主;中统主要为浅海相细粒碎屑岩、泥质岩夹火山碎屑岩;上统主要为浅海相细碎屑岩,但牙克石地区夹酸性火山岩(下大民山组)和基性火山岩(上大民山组),由碳酸盐岩及含铁硅质岩组成,主要岩性有火山碎屑岩、石英角斑岩、角斑岩、细碧岩夹赤铁碧玉岩、生物灰岩、砂板岩等,此层是寻找与海相火山岩有关的铜铁多金属矿较为有利的层位。
石炭系:主要分布在东乌珠穆沁旗早华力西褶皱带与喜桂图旗中华力西褶皱带,额尔古纳及多宝山地区也有少量出露。下石炭统下部发育于乌奴尔地区,为浅海相碎屑岩、碳酸盐岩,随地壳沉降扩展至根河地区,相继发育安山质火山岩夹碳酸盐岩和碎屑岩、陆源碎屑岩和碳酸盐岩、海底喷发中酸性火山岩;鄂伦春地区早石炭世在拉张过程中形成细碧质火山岩系;塔河、呼玛兴隆地区发育下石炭统细碎屑岩、泥岩、杂砂岩和灰岩;罕达气地区已隆起,发育河湖相碎屑岩。中石炭统发育于根河地区,由海相细碎屑岩渐变为海陆交互相-陆相碎屑岩,在兴隆地区分布有陆相碎屑岩、板岩;晚石炭世发育断陷盆地型陆相酸性火山岩、砂泥岩夹煤。在下石炭统发育的地区如哈达图形成六一含铜黄铁矿床。
二叠系:主要见于扎赉特旗至索伦镇一带,下统为高家窝棚组、四甲山组、柳条沟组。下二叠统总体为浅海-滨海相连续沉积,部分地区为深水和海陆交互相沉积,主要岩石为亮晶灰岩、角砾状灰岩、燧石条带灰岩夹碎屑岩,局部地区发育中酸性火山岩及凝灰岩。上统林西组主要为淡水沉积的碎屑岩,主要岩性为粉砂岩、粉砂质板岩、泥质板岩、砂岩,局部地区夹中酸性火山岩。二叠纪早期形成煤、石墨、菱铁矿、褐铁矿等。
5.中生界
早二叠世末晚华力西运动使裂陷海槽闭合,地壳隆升,形成几个大的潟湖-湖盆,沉积一些河湖相碎屑岩,因此大兴安岭中北部仅在局部地区形成三叠系湖泊相细碎屑岩、泥质岩和陆相火山岩,如在兴安盟西部五岔沟一带分布有安山岩、安山质角砾熔岩、凝灰岩、凝灰质砂砾岩等。中生代侏罗纪,由于太平洋板块向亚洲古陆俯冲,大兴安岭地区火山活动强烈,形成厚度大、岩性齐全的一套陆相火山-沉积岩层。中生界上部白垩系主要为陆相沉积岩,主要分布在海拉尔盆地和大兴安岭西坡及伊敏河地区。中生代在本区形成与沉积作用有关的煤、石油和砂金矿床。
6.新生界
新生界分布较广,主要分布在呼伦地区东部,嫩江东、西两侧等地。主要为陆相碎屑岩、砂砾岩、砂岩、粘土、黄土等,古近-新近系有大面积玄武岩分布,形成石膏、天青石、锡砂、钛铁砂矿、石油、砂金等。
三、岩浆岩及岩浆系列特点
1.岩浆岩活动特点
大兴安岭中北段,由于地壳构造活动的多旋回性,形成了不同时期广泛分布的侵入岩及火山岩,以华力西期花岗岩及印支-燕山期的中-酸性侵入岩、次火山岩及火山岩分布最广。本区岩浆岩可分为元古宙、加里东期、华力西期、印支期、燕山期5个旋回。
1)元古宙岩浆侵入岩在本区仅见于兴安地槽褶皱系、喜桂图复背斜内及罕达气地槽褶皱带两侧的古陆块中,主要岩性为片麻状花岗岩。
2)加里东期的岩浆活动主要表现为中-晚加里东时期,以海底火山喷发活动为主,形成中奥陶统多宝山组火山沉积岩系。侵入岩仅见于额尔古纳地槽褶皱带和红格尔-伊尔施-多宝山加里东褶皱带,为加里东中-晚期板块俯冲造山环境的产物,主要岩性为闪长岩-石英闪长岩、英云闪长岩-花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩、超镁铁岩等,呈不规则小岩株产出。
3)华力西期的岩浆活动,主要发生于西伯利亚古板块与华北板块在晚泥盆世-早石炭世的碰撞(挤压)及其后的再裂解(拉张)环境,此过程中,有大量花岗岩类侵入,构成一系列北东向花岗岩带。本区以头道桥-鄂伦春深大断裂为界,以东主要为华力西期岩浆侵入隆起带,呈北北东向分布。
华力西期岩浆3次侵入活动反映了南北两个古陆在晚泥盆世(早期)、中石炭世末(中期)和二叠纪末(晚期)3次碰撞造山运动。华力西早期以海底火山喷发为主,形成大民山组的中基性、酸性火山岩。早期侵入岩分布十分有限,主要分布在喜桂图旗复背斜的卧都河、乌尔其汉、煤窑沟、北翠山等地,主要岩性为辉长岩、闪长岩类、斜长花岗岩和二长花岗岩、正长花岗岩等。在西乌珠穆沁旗晚华力西地槽褶皱带的贺根山一带有华力西早期的超基性岩少量分布。华力西中期侵入岩在工作区内分布较广,主要出露在喜桂图旗中华力西地槽褶皱带和东乌珠穆沁旗早华力西地槽褶皱带,呈北东向延伸的大型-巨型岩基产出,以花岗岩为主,在北东部喜桂图旗(牙克石市)一带则以二长花岗岩和花岗岩为主。晚华力西期两个古陆地块最终拼合对接,是一次涉及范围较大的造山运动,形成的侵入体分布广泛,主要分布在东乌珠穆沁旗晚华力西褶皱带和苏尼特右旗晚华力西褶皱带,岩体总体走向北东,多侵入于北东向黄岗-乌兰浩特深大断裂带与区域性东西向大断裂的交汇部位,见于扎兰屯、乌兰浩特、阿尔山、伊敏河及鄂伦春等地区,主要岩性为花岗闪长岩、黑云母花岗岩、二长花岗岩、花岗岩、钾长花岗岩。
华力西期各期花岗岩类岩石的岩石类型及地球化学性质上有较大的相似性,说明有相同的源区。早期侵入岩以Pb、Zn含量高为特征,但至今未发现工业性矿床。中期侵入岩以富硫的黑云母二长花岗岩为主,在哈达图七一牧场上石炭统下部火山岩段,硫化物在围岩中得到进一步富集,形成大型六一硫铁矿。华力西晚期在科尔沁右翼中旗形成与黑云母二长花岗岩-白云母花岗岩组合有关的大型银铅(锌)矿,如孟恩陶勒盖矿床。
4)印支期岩浆活动以往报道较少,2008年佘宏全发现额尔古纳地区印支晚期(200~203Ma)巨斑状花岗岩发育,岩体规模巨大,混合岩化迹象显著,且伴同时代白云母花岗岩,属典型地壳重熔型花岗岩,代表碰撞后期构造事件。此外,印支晚期斑岩型矿已经发现有黑龙江鹿鸣钼矿(203Ma)、库里图(229~336Ma)、额尔登特(240Ma)等矿,表明印支期岩浆活动的重要性。
5)燕山期在大陆边缘构造环境下,发生了强烈的陆间断块活动。因此,大规模分布的燕山期花岗岩明显受断裂构造控制,并与华力西期花岗岩一起构成规模巨大的复合花岗岩带,在成分上(岩浆源区)与华力西期花岗岩有明显的继承性。燕山期岩浆活动以陆相火山喷发为主,形成广泛的侏罗系火山岩。侵入岩多形成浅-超浅成相小侵入体,常呈北东向串珠状排列。燕山早期花岗岩数量较少,常沿深断裂近侧出露,如沿得尔布干深断裂、查干敖包-五叉沟深断裂、头道桥-鄂伦春深断裂等,形成甲乌拉岩体、乌兰浩特-莲花山岩体、布敦花岩体、多宝山的西斯阁岩体、闹牛山岩体等,主要形成闪长(玢)岩-石英二长闪长岩组合。燕山中期的岩体数量较多,常于深断裂的近外侧出露,主要形成二长花岗岩-正长花岗岩-碱长花岗岩组合。燕山晚期花岗岩数量减少,常分布于深断裂的最外侧,多为浅成-超浅成岩体,形成正长花岗岩-碱长花岗岩和碱性花岗岩组合。燕山期花岗岩类从早→中→晚随距离加深大断裂有由近→远分布的特点,反映岩浆类型由深源(幔源)向I型(同熔型)再向S型(重熔型)转化的特点,说明岩浆成分中幔源组分逐渐减少,而陆壳组分逐渐增多,化学组分上Fe、Mg质含量减少,SiO2、Na2O成分增高,反映岩浆化学体系更趋均一。与燕山早期有关的矿产主要为Cu、Pb、Zn和Mo等;燕山中晚期侵入岩一般较小,主要形成与Cu、Au、Mo、Zn、Ag等有关的矿产;燕山晚期主要形成Pb、Zn、Ag及与稀土铌钽有关的矿产。
2.岩浆岩带及成矿特点
以华力西期与燕山期花岗岩类为主体,将大兴安岭中北段地区划分出3个岩浆岩带。
(1)得尔布干岩浆岩带
主要分布于工作区西北侧,是一条呈北东向分布的巨型花岗岩带,北东段紧靠俄罗斯境内,南西段进入蒙古国东方省和其南的苏赫巴托尔省,长约1000km,宽80~200km。本岩带经历了早加里东期和华力西期两大构造旋回,从整体上看,从东向西距离得尔布干断裂越远,侵入岩体的时代越早。自南西向北东也反映出同样的规律。紧靠得尔布干断裂主要为晚华力西期(271~250Ma,K-Ar法)的正长花岗岩-二长花岗岩组合。而早期阶段为花岗闪长岩-二长花岗岩组合,但极少出现。它们均沿得尔布干断裂之北西侧分布。
由于受基底隆起的影响,沿此构造断裂带有燕山期花岗岩呈小岩体、岩枝分布。得尔布干岩浆岩带是形成大中型斑岩型、矽卡岩型铜钼金矿(如八大关、八八一、乌奴格吐山、长岭等)和岩浆热液型铁铜铅锌银矿(如三河、地营子、二道河子、黑山头、查干布拉根、甲乌拉、额仁陶勒盖等)等有色金属成矿带的成矿母岩。在其西邻的俄罗斯形成的一系列大型、超大型金、钨、铁等矿床(如大型留切夫金矿、舍尔洛夫戈尔锡钨矿、别列佐夫铁矿、超大型的诺依昂-塔洛格铅锌矿、斯特列措夫铀钼矿等),以及在毗邻的蒙古国形成的大中型矿床(如查布、巴彦乌拉、沙尔希特铅锌银矿、图木尔廷敖包锌铁矿等),也与此期的岩浆作用有关。总之此岩浆岩带已构成东北亚最重要的有色、贵金属成矿带。
(2)鄂伦春-伊尔施岩浆岩带
该岩带呈北东向分布,长1350km,宽100~160km,往东与扎兰屯及多宝山华力西期花岗岩带相接,往西与蒙古国中华力西期花岗岩带相接。在早华力西时期(D3—C1),西伯利亚古板块和华北板块沿二连浩特—贺根山—嫩江一线碰撞,只在北东段形成少量华力西早期闪长岩和花岗岩闪长岩。华力西中期强烈的造山活动才开始,靠近贺根山深断裂北部形成二长花岗岩,本岩带西南段除有少数中华力西花岗岩分布外,主要为华力西晚期花岗岩类,岩石类型属二长花岗岩和正长花岗岩,属华北板块北西向俯冲于西伯利亚古板块之下的造山晚期花岗岩类。在该带的西南段,白音诺尔-沙尔合达(东乌珠穆沁旗西南50km)一带有碱性花岗岩带,属后造山(拉张应力环境)A型花岗岩。
燕山期由于基底隆起,在锡林浩特—乌兰浩特地区,沿北东向黄岗梁-音德尔断隆带、自南西向北东出现黄岗梁、朝阳沟、杜尔基、大石寨、大神山等十多个岩株,构成较大的岩基,形成北东向的燕山早期花岗岩带,此岩带与规模较大的区域重力低值带或负磁场带相吻合。在它们两侧的断陷盆地,火山喷发带中分布着一系列花岗岩类小岩株、岩枝,并形成与之有关的查干敖包、朝不楞、塔尔其、沙麦、梨子山、环宇等中、小型铜铅锌多金属矿床,近期在加格达奇孙家屯发现了斑岩钼矿,在鄂伦春地区也发现两处具一定规模的斑岩型钼矿化点,显示出这一构造岩浆带具有较好的找矿前景。
(3)扎赉特-突泉岩浆岩带
位于贺根山-嫩江板块拼接带南东侧及大兴安岭中部,整个岩带呈北东向展布,长750km,宽150~200km。除华力西中期在西乌珠穆沁旗达青牧场—米生庙一带有石英闪长岩分布外,主要发育华力西晚期花岗岩,3条北东向亚岩带产于早二叠世火山岩带旁侧或附近。岩石类型在西南段主要为石英闪长岩和花岗闪长岩,部分为二长花岗岩和正长花岗岩;北东段主要为二长花岗岩和正长花岗岩,其成因与蒙东南中-晚华力西裂陷海槽于早二叠世闭合时的造山作用有关。西南段花岗岩“源区”可能较深,因此出现石英闪长岩和花岗闪长岩。燕山期本区出现了强烈的构造-岩浆活动,并伴有强烈的矿化,已发现有铜多金属矿床(点)100余处,其中有莲花山铜银矿床(中型)、布敦化铜矿床(中型)、孟恩陶勒盖银铅锌矿床(大型)、神山铁铜金多金属矿、腰岭子铁矿等。

7. 研究区以往的地质矿产工作概况及评述

研究区位于青藏高原藏北腹地,涉及班公湖—怒江结合带、北冈底斯、南羌塘盆地和羌塘中央隆起带。由于大地构造的特殊性和良好的成矿背景,历来备受中外地质学家的关注。但是,由于受恶劣自然地理条件的限制,以往的地质矿产调查工作较薄弱。20 世纪80 年代开展的 1 ∶ 100 万改则幅、日土幅和拉萨幅区域地质调查覆盖本区。80 年代中期,各省相继完成 1 ∶ 20 万区域地质调查,但本区由于自然条件恶劣,绝大部分地区未开展1∶20万区调,直至2000年以来,研究区才陆续完成1∶25万区域地质调查,但区域化探、地球物理测量和矿产调查工作较零散。石油部门和中国地质调查局在羌塘地区开展过专项石油地质研究和部分地震测量。
(一)区域地质调查
本区全面的地质调查主要为 2000 ~ 2006 年开展的 1 ∶ 25 万空白区地质调查。2006年至今,在本区围绕重要成矿带和重大地质问题陆续开展少量 1 ∶ 5 万区域地质调查,但尚处于起步阶段。目前开展的 1 ∶ 5 万区域地质调查和矿产远景调查项目主要部署在班—怒带西段的“革吉—改则铜铁铬金成矿远景区内”,少量部署在“班戈铜铅锌铬规划区”和“雁石坪—安多铁铜规划区”中。班—怒带中东段部署的地质调查项目较少。
上述工作中,最重要的是1∶25万区域地质调查,对班—怒带及其相邻地区的地层格架、岩浆活动、构造演化等方面作了全面、系统的调查和研究。石油部门和中国地质调查局组织的羌塘盆地石油地质调查、青藏高原油气资源战略选区调查与评价主要针对羌塘石油地质、盆地格架、中央隆起带构造演化等方面研究较深入。
本项目系统收集了1∶25万区域地质调查成果、专题研究成果和已发表的论文、专著,同时随时跟踪在研项目的进展和阶段性成果。本书编写充分利用了上述资料。
(二)矿产资源调查
2001 年和 2002 年分别在本区东段双湖—那曲地区、2003 年在改则县北部地区、2005年在狮泉河及日土和改则地区,开展过矿产资源调查评价工作以及与矿产工作相配套的地物探、化探、遥感工作,取得了大量的新发现、新成果与新认识。另外,在羌塘油气地质工作方面,1991 ~ 2006 年,成都地质矿产研究所开展了“中国西部大型盆地分析”重大基础项目;2001 ~ 2004 年,开展了“青藏高原重点沉积盆地油气资源潜力分析”项目;2004 年 5 月~ 2008 年 4 月,开展了“全国油气资源战略选区调查与评价”专项计划等。
2007 ~ 2009 年,中国地质调查局在班公湖—怒江成矿带西段日土—改则一带开展了斑岩铜矿和铁矿的地质找矿工作,已取得显著进展,发现了多龙大型富金斑岩铜矿及弗野、材玛富磁铁矿等。研究认为多不杂矿区为超大型斑岩铜金矿。班—怒带中岩金矿方面的研究工作也取得较大进展。但是与冈底斯成矿带相比,班—怒带的地质找矿和科研水平仍较低。2010 年,中国地质调查局在班—怒带西段部署了 5 个矿产远景调查项目和 1 个矿产综合研究项目。2011 年,中国地质调查局在本区再次部署了 11 个矿产远景调查项目。矿产项目主要部署在班—怒带的“革吉—改则铜铁铬金调查规划区”、“班戈铜铅锌铬规划区”和“雁石坪—安多铁铜规划区”中,目的是查明这些重要成矿地段的成矿地质背景和成矿条件,发现找矿线索,为后续矿产调查提供找矿靶区。
(三)区域化探
班公湖—怒江成矿带化探工作十分薄弱。1999 年和 2001 年,在本区西北部喀喇昆仑南部地区布置了 1 ∶ 20 万和 1 ∶ 50 万区域化探工作,但未涉及本区。2002 年,本区周边开展了大量的1∶20万化探工作,本区仅在东部的双湖周边开展了6幅1∶20万化探,大部分地段仍为空白区。2006 年中国地质调查局在成矿有利的改则(曲松—革吉)地区布置 6 幅 1 ∶ 20 万区域化探调查(面积 43320km2)。2006 年以来本区西段陆续开展的 1 ∶ 5万矿产远景调查项目均有 1 ∶ 5 万化探工作,但是完成的时间晚,本项目难以采用。2009年和 2010 年,中国地质调查局在班—怒带部署了 1 ∶ 20 万都吉尔、依布茶卡、肖茶卡、当穹多、来多强马、岗日博鲁幅区域化探(2009 ~ 2011),1 ∶ 25 万松西幅、土则岗日幅、日土县幅、羌多幅区域化探(2010 ~ 2012),1 ∶ 25 万邦多区幅区域化探(2010 ~2012),阿里左左地区 1 ∶ 5 万化探(2010 ~ 2012)等化探项目。目前班—怒带虽已基本完成中等比例尺的化探工作覆盖,但这些项目正在实施中或资料归档较晚。因此,本项目仍无法采用有效的化探成果对班—怒带进行成矿地质背景综合研究。
(四)区域地球物理、物探
本区地球物理和物探工作主要是在 1999 年之后进行的。1980 年之前开展的 1 ∶ 50 万航空物探,仅涉及那曲、尼玛一带,不包括班—怒带及羌塘地区。1999 年,在西藏西部开展的 1 ∶ 100 万航磁概查测量,覆盖了班—怒带和羌塘大部分地区。2003 年在班—怒带和羌塘地区,开展了 1 ∶ 100 万重力地质调查,同时石油部门在羌塘中央隆起带开展了 1 ∶ 20万重力地质调查。2001 年在西藏西部布置了 16 个调查区的航空遥感地质调查,覆盖了双湖、改则和狮泉河地区。除此之外,在地球物理方面也作了一些专题工作,1986~1990年,地矿部亚东—格尔木地学大断面;1991 ~ 1992 年,国家地震局组织中美合作,利用 11 个台站,分两条测线组成地震台网记录天然地震,对地壳和上地幔进行研究;1998~2000年,中美合作 INDEPTH—羌塘地块项目等。这些成果对羌塘盆地基底、盆地边缘等提供了深部数据。本项目收集了研究区 1 ∶ 100 万的重力、航磁和 ETM 卫星遥感数据。本项目编制了研究区全区的重力和航磁异常图,在日土—羌多编制了重点地区 ETM 遥感异常图。2010年中国地质调查局在本区重点地段多龙等地区设立了“西藏班公湖—怒江成矿带中西段矿产资源遥感综合调查”,采用高分辨率数据对班—怒带西段进行矿产调查。2010 年,中国地质调查局设立 1 ∶ 25 万热布喀、申扎县幅区域重力调查,青海 1 ∶ 25 万沱沱河、可可西里湖、乌兰乌拉湖、布喀达坂峰幅区域重力调查,青海 1 ∶ 25 万赤布张错、温泉兵站、直根尕卡幅区域重力调查等项目。2011 年中国地质调查局再次设立西藏 1 ∶ 25 万当雄县幅、门巴区幅区域重力调查,西藏 1 ∶ 25 万班戈县幅、那曲县幅区域重力调查等项目。
(五)关于班公湖—怒江带的几个重要地质问题
1.班—怒带的构造属性问题
班公湖—怒江蛇绿混杂带作为板块缝合带,分隔南面的拉萨地体和北面的羌塘地体,该认识已取得共识(郭铁鹰等,1991;任纪舜和肖黎薇,2004)。有学者认为班—怒带代表存在于古生代至中生代的特提斯大洋,并分隔欧亚板块和冈瓦纳板块(Hsü et al.,1995;潘桂棠等,1997)。班—怒带东段的丁青、碧土一带的确存在古生代至三叠纪的蛇绿岩,因此本区在石炭纪已打开成洋盆,持续到早三叠世(尹光侯和侯世云,1998),中、晚三叠世开始俯冲、闭合(王玉净等,2002)。但也有人认为藏东古特提斯洋盆向南与滇西的昌宁—孟连缝合带相连,向西北则与双湖—龙木错缝合带连接,构成古特提斯开阔的多岛洋主洋盆(吴根耀,2006),而班—怒带是中生代才开启的洋盆,时代和属性与雅鲁藏布江洋盆相似。在班戈县白拉乡拉纳沟一带,上三叠统确哈拉群与下伏岩系呈角度不整合接触,说明可能有古生代蛇绿岩的存在,中生代洋盆可能是在古生代洋盆基础上继承和发展起来的(陈玉禄等,2005)。
大部分学者认同班—怒带仅是存在于中生代特提斯洋的一支,而冈瓦纳板块的北界位于双湖—龙木错缝合带(李才等,1995;鲍佩声等,1999;李才等,2006)。根据深部地球物理证据,认为班—怒带可能不是严格意义上的缝合带,而仅是一个老的弧后拉张区(赵文津等,2004)。根据对班公错蛇绿岩岩石化学的详细研究,认为的确存在洋脊型(MORB type)和俯冲带型(SSZ type)两类蛇绿岩,并形成于早期的大洋中脊和晚期的俯冲带之上两个构造环境(阶段),但认为仅仅是冈瓦纳大陆内部的地块界线(Shi etal.,2008)。根据玻安岩的出现和岩石化学综合特征看,班—怒带蛇绿岩是 SSZ 型的,并非形成于大洋环境(邱瑞照等,2004;史仁灯等,2005;叶培盛等,2004;刘文斌等,2002;Qiu,et al.,2007)。
由此可见,对班—怒带洋盆的构造属性、时代及其与特提斯演化的时空关系仍是一个存在争议的问题。对它的演化过程、岩浆岩响应及其与成矿作用的时空关系,尚缺乏深入研究。
2.班—怒带洋盆的俯冲极性与时代问题
对蛇绿岩的同位素年代学测试表明,班—怒带特提斯洋存在于侏罗纪,但关闭时代尚存争议。班公错蛇绿岩中辉长岩中锆石SHRIMP U—Pb年龄为(162.5±8.6)~(177.1±1.4)Ma,加权平均年龄为(167.0±1.4)Ma,代表新特提斯洋在该区俯冲消减的时限,指示班公湖—怒江特提斯洋至少从中侏罗世开始由扩张转换为俯冲消减(史仁灯,2007)。对改则舍马拉沟中层状辉长岩的Sm—Nd内部等时线年龄为(191±22)Ma,K—Ar年龄为(140±4.07)Ma和(152.3±3.6)Ma,因此认为洋盆在早侏罗世打开,中侏罗世开始向南的俯冲、早白垩世闭合(邱瑞照等,2004)。对东巧蛇绿岩中辉长岩进行了锆石SHRIMPU—Pb年龄测试,得出(187.8±3.7)Ma的年龄(夏斌等,2008)。
班—怒带西段蛇绿岩和木嘎岗日岩群被具陆相沉积特点的沙木罗组不整合覆盖,说明洋盆在晚侏罗世闭合并开始仰冲(Kappetal.,2003;陈国荣等,2004)。根据那曲觉翁地区的地质调查,认为班—怒带存在早白垩世的蛇绿岩,其上被晚白垩世竞柱山组不整合覆盖,因此班—怒带特提斯洋最终闭合时代为晚白垩世(陈玉禄等,2006)。在洞错蛇绿岩堆晶橄长岩中测得SHRIMPU—Pb年龄为(132±3)Ma,玄武岩的全岩40Ar/39Ar年龄为(137.4±2.7)Ma和(140.9±2.8)Ma(鲍佩声等,2007)。再者,塔仁本早白垩世洋岛玄武岩的发现,表明班公湖—怒江特提斯洋在早白垩世还没有彻底消亡(王忠恒等,2005;朱弟成等,2006)。这些证据反映班—怒带西段在早白垩世尚处于洋盆环境,在晚白垩世才关闭。
对于班—怒带特提斯洋的俯冲时代和俯冲极性也存在争论。有北向俯冲(曲晓明等,2009)、南向俯冲(耿全如等,2005;2006)以及分期次双向俯冲(廖六根等,2005;曹圣华等,2006)等观点。俯冲的时代一般认为发生在中侏罗世至早白垩世。但是冈底斯带二叠纪初始岛弧的形成可能与古特提斯洋壳向南的俯冲也有关(Gengetal.,2009)。
3.班公湖—怒江缝合带北侧燕山期岩浆弧与成矿
班—怒带北缘侏罗纪、白垩纪岩浆岩被视为岩浆弧,是青藏高原地质矿产调查的重要进展。近年来发现的多龙斑岩铜矿、弗野—材玛大型磁铁矿等是本区地质矿产调查最令人瞩目的成果,并可能是青藏高原继玉龙和冈底斯之后的第三条斑岩铜矿带(曲晓明等,2001)。
侏罗纪花岗岩类分布在日土、羌多地区和多龙地区(1∶25万日土幅、羌多幅和物玛幅区调资料)。对改则以北约20km拉布错东侧的火山岩全岩和花岗岩黑云母做了40Ar—39Ar年代学研究,年龄分别为(111±2)Ma和(145±1)Ma(Kapp,etal.,2003)。日土北部发现年龄为159Ma的辉长岩墙,并具有岩浆弧成分特征(曲晓明等,2009)。在狮泉河带东部的尕尔穷含铜矿斑岩中测得锆石SHRIMP年龄为112.0Ma(曲晓明和辛洪波,2006)。但狮泉河地区的花岗岩是否与班—怒带的俯冲有关,也需要深入研究。
以往的同位素测试发现,多龙和日土地区与成矿作用相关的岩浆岩的年龄主要为早白垩世。多龙地区与成矿作用相关的岩浆弧形成于早白垩世(张玉修,2007,中科院博士论文;李金祥,2008,中科院博士论文;佘宏全等,2009)。多不扎大型斑岩铜矿含矿斑岩为钾玄岩—高钾钙碱性系列(曲晓明和辛洪波,2006)。日土一带、改则多龙地区早白垩世侵入岩与喀纳地区火山岩可能代表班—怒带北部燕山期岩浆弧带,岩浆活动时代获得同位素年代学支持(江西省地质调查研究院,2004;四川省地质调查院,2006;西藏自治区地质调查院,2006)。在改则北约5km的火山岩角闪石和全岩40Ar—39Ar法年龄为110~116Ma(Kappetal.,2003)。以往对日土—弗野岩浆弧的年代学测试还较薄弱。
与班—怒带有关的大型斑岩铜矿目前仅在其西段的多不扎得到确认,尕尔穷斑岩铜矿位于冈底斯带,是否与班—怒带的岩浆弧有关尚不能确认。但该带在向西延伸,形成萨尔切什梅(伊朗)和赛恩达克(巴基斯坦)等著名的斑岩铜矿(芮宗瑶等,2004)。班—怒带西段已发现的另一类矿床为矽卡岩型磁铁矿,分布在羌多和日土一带。与成矿作用相关的岩体初步测得早白垩世同位素年龄,但该区还获得花岗质岩体的侏罗纪年龄。初步研究认为,这些矿床与班—怒带特提斯洋壳向北俯冲形成的岩浆弧有关(廖六根等,2005;李光明等,2006;鲍佩声等,2007;冯国胜等,2007;李金祥等,2008)。但是,该期岩浆弧的性质代表陆缘弧还是岛弧?岩浆弧有无陆壳或弧前增生楔基底、它们成矿作用的时空联系以及当时南羌塘板块南缘的构造属性、有无弧后盆地等问题,尚未得到研究。必须从地层学对比、岩浆岩岩石学和构造演化特征等多方面加以研究。
(六)存在的主要地质矿产问题分析
以往的地质、矿产工作已形成大量的资料积累,包括基础地质、矿产和物探、化探、遥感资料,基本确认班—怒带和双湖—龙木错蛇绿岩带,主要成矿类型为斑岩型铜矿、接触交代—热液充填型铁矿、超镁铁岩浆融离型铬矿等。但有些重大基础地质问题尚未解决,例如,班—怒带特提斯的俯冲极性、岩浆弧(沉积盆地)的时空展布、羌塘盆地的基底问题、特提斯演化问题等,区域成矿背景也需要研究(Cu,Au,Fe 形成的构造背景及其与燕山期岩浆作用的关系),成矿作用是否与班—怒带岩浆弧有关?时代、期次、分布等。主要地质矿产问题如下。
1.区域地层划分与构造时空格架需要进一步厘定和完善
区域地质调查在地层划分与对比、岩浆活动时空格架等方面取得了重要进展,但是缺乏全面对比和划分,地层划分十分混乱。①羌塘地区的前寒武纪基底及空间展布;②下古生界在羌塘盆地的分布及其代表的沉积环境;③羌塘地区是否存在晚古生代花岗岩及其构造意义,羌塘和班—怒带花岗岩活动的时、空分布;④班—怒带作为构造混杂带,地层划分较混乱,需要进一步理清、对比;⑤需要在详细对比、划分的基础上,厘定本区地层、岩浆活动和构造活动的时空结构。
2.重大基础地质问题尚未解决
随着区域地质调查和相关科研工作的开展,班—怒带和羌塘盆地的基础地质资料已越来越丰富,需要进行总结和区域性对比,还有一些关键性问题并未得到根本解决。
(1)龙木错—双湖—澜沧江蛇绿混杂带与冈瓦纳大陆北界问题
青藏高原特提斯演化与冈瓦纳大陆和欧亚大陆的界线研究,是几十年来持续的研究热点。龙木错—双湖—澜沧江缝合带能否作为两大陆的界线,争论较大。
我国学者在大量的区域地质调查资料的基础上,提出了“多岛弧盆系”、“一个特提斯大洋、两个大陆边缘”和增生型造山等模式(潘桂棠等,2010)。在新的理论模式下,如何认识冈瓦纳和泛华夏大陆之间的界线,是今后需要研究的课题。
(2)羌塘盆地的基底问题
羌塘盆地是否存在前寒武纪基底,是长期争论的重要地质问题。根据野外观察和同位素年龄测试,认为羌塘盆地基底为元古宙变质岩系,甚至有太古宙陆核存在的可能(黄继钧,2001;王国芝和王成善,2001;鲁兵,2001;苑守成等,2007;谭富文等,2009)。另一种截然相反的观点,认为羌塘盆地尚无可靠的结晶基底的证据,已获得的基底锆石年龄为碎屑锆石年龄,不能代表原岩和变质年龄(李才等,2000;2001;2003)。
经过笔者在野外和室内研究,在双湖—龙木错带和北羌塘有些地区(玛尔果茶卡、俄久麦、本松错、嘎错)发现含蓝晶石、矽线石的长英质片麻岩和绢云母石英片岩等,代表一套负变质岩组合(1∶25万区调,阿木岗岩组、齐陇乌如岩组和嘎错岩组,成都地质矿产研究所,2005)。这套偶尔出露的片岩、片麻岩类是否代表羌塘盆地的前寒武纪结晶基底,还需深入研究。有趣的是,南羌塘盆地至今未发现类似的片麻岩和片岩露头,是否说明南羌塘古生代和中生代沉积盆地建筑在不同类型的基底之上?必须借助地质和地球物理资料对该问题进行深入研究。
(3)羌塘盆地古生代和中生代的构造属性问题
羌塘盆地是高原上面积最大的海相盆地,面积超过18万km2,有良好的生储盖条件,具有很好的油气远景。但是对盆地的性质、大地构造背景与演化过程在认识上还存在较大分歧,直接影响到寻找油气资源的指导思想。该问题涉及羌塘盆地古生代、中生代区域性地层对比。古生代羌塘盆地是否代表被动大陆边缘?中生代(侏罗纪)南羌塘是否代表弧前增生楔?解决羌塘盆地的构造演化、盆地性质不仅是重大的基础地质问题,对矿产、油气地质研究均有重要意义。
3.对成矿(区)带需要详细划分,总结区域成矿背景、成矿规律
由于在班—怒带及邻区开展的矿产地质调查和专题研究较少,所以对本带的成矿地质背景、成矿带划分等方面的研究十分薄弱。在区调和矿产调查中已发现大量矿床、矿点和矿化线索,需要从区域成矿背景、成矿带和成矿机理等方面进行全面、深入研究。目前在班—怒带西段的多不杂—铁格隆发现良好的斑岩铜矿;全区金矿点广泛分布;班—怒带中段安多—那曲地区的铬和贵金属等方面都有重要发现,成矿前景良好。对区域矿化特征、成矿规律还存在不同认识,对区域成矿规律及其内在原因还缺乏深入探讨。
4.区域物探、化探、遥感地质调查基础薄弱
本区目前仅有1∶100万的重力和航磁资料,缺乏中、大比例尺的区域物探和地球物理调查资料,缺乏区域性1∶20万化探资料,已有的化探成果实际利用不足。对区域物探、化探、遥感资料的综合利用和研究,不仅对区域构造的时空划分具有重要意义,而且对区域成矿规律和矿产预测也有十分重要的意义。
以往的地质、矿产工作,在班—怒带和羌塘地块取得了重要进展,同时也发现了重要的基础地质问题。本区的地质、矿产调查工作仍在继续进行中。对取得的实际资料需要系统的地层学、构造、岩浆岩年代学和地球化学数据总结,深化对成矿地质背景及找矿方向方面的认识。

研究区以往的地质矿产工作概况及评述

8. 矿产勘查的地质科研工作

只有大型矿业公司的勘查子公司才拥有专门的地质勘查研究部和地质研究人员,初级矿产勘查公司一般是没有的。
首先要界定清楚,在勘查公司、地勘单位里,矿产勘查研究的涵义。在我国,矿产勘查的地质科研工作,主要由各地勘局所属的研究机构完成。因为矿产勘查本身就是探索,就具有研究的性质,很容易与专门的地质科研搞混淆,造成了这类研究工作缺乏生命力。20世纪60年代,地质找矿是科研还是“生产”的争论无果而终。在全国范围内,地勘局所属研究机构的矿产勘查科研工作规模已经很小,局属研究机构多半都演变成找矿的地勘院。
在商业性矿产勘查中,矿业公司的矿产勘查地质科研工作应当怎样开展,BHP勘探公司研究部原经理古德(A.Goode)博士的意见,很有指导意义。他认为,研究正在勘查矿床的成矿规律、找矿方向,是项目地质学家必须做的工作,是他们的职责,不是勘探公司研究部的工作。大型矿业公司的地质研究是矿产勘查的前期工作,要有超前性和预见性。它的成果主要用于立项决策,要回答三个问题:
一、找什么
大型矿业公司要从全球矿产品供求和价格的长期趋势,以及本公司的矿业技术优势,确定勘查、收购的目标矿种。勘查目标矿种的选择是矿产勘查的第一步。例如,在预测到黄金作用的下降以后,铜铅锌镍的投资比重明显上升。
二、到哪里去找
大型矿业公司的经营是全球性的,要根据目标矿种在全球选取靶区。研究已有的成果、前人的结论,分析勘查的难度和风险,对目标区找矿潜力做出评价。选区正确将有效提高找矿成功率。选区上,要注重矿集区的周边和有异常思路(Sublime Ideas)的新区,例如在从不产金刚石的北欧卡累利阿的克拉通找金刚石。
三、如何找
矿产勘查公司地质研究工作的重点是提出可供应用的找矿模式,形成找矿的指导思想,并选择相应的找矿技术方法。例如,经BHP勘探公司研究部研究,尽管西澳大利亚州北部没有采铅锌矿的历史,也没有发现矿化露头,但区内的兰纳德陆架泥盆系灰岩的沉积相,可与美国的密西西比型铅锌矿对比。BHP勘探公司研究部通过对美国田纳西州和爱尔兰纳凡铅锌矿的对比研究,建立了西澳大利亚州北部的找矿模式,厘定了该区勘查的方向,建议了综合的找矿方法,并研究了适应该区的锌尖晶石技术,利用不同成分的锌尖晶石,预测含矿部位。完成了该研究项目的地质学家,带着他们的研究成果和找矿思路,由研究部转入勘查项目部工作,实施他们的找矿设想。现已找到卡吉巴特(Cadjebut)、普莱斯(Prices Creek)、十二英里(Twelve Miles)等一批大中型高品位铅锌矿,并已开发。
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