新疆北部深部电性结构特征.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.，2023地质论评GEOLOGICALREVIEW87新疆北部深部电性结构特征一孟银生，郭鹏，杨贵才，郭天鹏中国地质调查局地球物理调查中心，河北廊坊，065000注：本文为中国地质调查局地质调查项目资助（编号：DD20220988）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：刘志强。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.033作者简介：孟银生，男，1981 年生，博士，高级工程师，从事矿产地球物理调查和研究工作；Email：。通讯作者：郭鹏，男，1977 年生，高级工程师，从事地球物理调查和研究工作；Email:。关键词：关键词：新疆北部；大地电磁测深；电性结构；深部找矿远景新疆阿尔泰山伟晶岩型稀有金属成矿带大地构造单元属阿尔泰造山带中阿尔泰构造单元，属阿尔泰准噶尔成矿带，是国务院找矿突破战略行动纲要(20112020 年)圈定的 19 个重点成矿带之一，是我国重要的稀有金属、宝石和工业白云母成矿区。成矿带各级伟晶岩成矿单元序次完整，具有较典型的“北锂、南铍”的稀有金属矿产空间分布特征。研究区及周边富含铁、铜、铅、锌、金和稀有金属等多种矿产资源，对其进行重点总结和深入研究，对新一轮找矿战略工作将会产生积极意义。本文在总结断裂带内稀有金属矿床勘查和理论研究成果的基础上，分析了构造和岩矿体的地质地球物理特征，开展了大地电磁基础网调查和研究工作，构建了三维电性结构模型，为准新疆北部稀有金属矿床深部控矿地质体研究提供了地球物理依据。1地质背景新疆阿尔泰造山带处于哈龙青河晚古生代岩浆弧内，整体呈北西南东方向展布（冯京等，2022）。稀有金属成矿带位于可可托海大型复背斜褶皱带内，区内次一级褶皱巴拉额尔齐斯复背斜、卡拉塔斯等复背斜控制了伟晶岩区的分布。在复背斜的轴部和倾伏端等应力集中的部位，断裂发育，为伟晶岩的侵入和形成提供了有利条件，成为伟晶岩成岩成矿中心（宋梦莹等，2020；潘彤等，2022）。构造岩浆活动带控制了新疆稀有金属花岗伟晶岩区的分布。矿床类型以花岗伟晶岩型为主，其次为锂云母钠长伟晶岩、花岗岩、变花岗岩等类型。阿尔泰山伟晶岩型稀有金属成矿带属阿尔泰造山带中阿尔泰构造单元，构造位置处于西伯利亚板块阿尔泰陆缘活动带伟晶岩级成矿带内（成矿主体部分在新疆阿尔泰山），受早古生代深成岩浆弧和卡尔巴锡伯渡深成岩浆弧及震旦纪早古生代变质岩控制，呈北西南东方向展布，北西伸展到哈萨克斯坦，南东延入蒙古国境内。依据次级区域构造单元划分、岩浆岩演化及伟晶岩区空间分布特征，划分 3 个级单元成矿带。卡拉额尔齐斯青河成矿带（1）位于卡拉额尔齐斯河至青格里河之间，呈北西南东方向延展，分布伟晶岩脉约占阿尔泰山成矿带的 70%，结构构造发育齐全，不同成因类型的伟晶岩均有产出，其中以重熔岩浆异地侵入的稀有金属矿化伟晶岩（Be、Li、Nb、Ta、Cs）最发育，工业意义最大。加曼哈巴大喀拉苏成矿带（2）位于哈巴河县加曼哈巴一阿勒泰市东南大喀拉苏一带，向南东延伸至青河县城南侧，与1 带斜列。伟晶岩一般产于花岗岩内、外接触带及深变质的结晶片岩、片麻岩和混合岩中。变质分异、混合交代和重熔岩浆 3 种成因的伟晶岩均有产出，混合交代伟晶岩和重熔岩浆伟晶岩占主体，伟晶岩内部结构、构造发育相对较差。库马苏别也萨麻斯成矿带（3）位于红山嘴库热克特断裂北至蒙古国境线，北西南东方向库马苏别也萨麻斯一带，分布有别也萨麻斯二云母花岗岩基。岩体中分布较多富锂辉石型伟晶岩脉（李锦轶等，2009；葛肖虹等，2009；徐学义等，2014；舍建忠等，2020；肖文交等，2022，2020）。2地层与矿体阿尔泰造山带是世界著名的稀有金属伟晶岩成矿带，区内出露有不同规模的约 10 万余条伟晶地质论评 2023 年 69 卷 增刊 188岩脉，集中分布在 9 个伟晶岩矿集区的 38 个伟晶岩田中，已发现超大型矿床 1 处（可可托海），大型矿床 2 处（卡鲁安 Li 矿，柯鲁木特 Li-Be-Nb-Ta矿）、中型矿床 5 处，小型 81 处，以及众多矿点和矿化点（李锦轶等，2004；吴楚等，2016；董连慧等，2016；赵振华等，2022）。研究区大地构造位置上处于西伯利亚板块阿尔泰陆缘活动带，离哈萨克斯坦和西伯利亚板块的缝合线不远。它侵位于阿尔泰加里东海西褶皱带的轴部富蕴地背斜褶皱带内的片麻状黑云母花岗岩顶部凹陷的斜长角闪岩内。奥陶系砂岩、板岩及页岩分布于矿区中部、北西部及中南部，东部有少量分布。泥盆系砂岩、灰岩及火山沉积岩分布于矿区的北部，整体走向为近东西向。石炭系火山沉积岩及砂岩分布在矿区的北部，呈东西走向，与下伏地层呈角度不整合接触关系。区内有北西南东走向和北北西南南东走向的两组断层（陈发景等，2005）。可可托海所处的中部阿尔泰(喀纳斯可可托海古生代岩浆弧)构造单元出露地层为震旦早寒武的库卫群，是新疆阿尔泰造山带中最古老的地层之一(李锦轶等，2004；董连慧等，2016；潘彤等，2022)。地层变质较深，主要为片麻岩、片岩等呈残留体状分布于伟晶岩田内，与花岗岩、辉长岩等岩体具有截然且清晰的接触边界。岩田内广泛出露侵入岩体和大量脉岩(以伟晶岩脉为主，少量基性岩脉、细晶岩脉和石英脉)。基性侵入岩主要为早泥盆世变辉长岩体，也是 3 号伟晶岩脉的直接围岩。酸性侵入岩包括黑云母花岗岩、二云母花岗岩、二长花岗岩、黑云母二长花岗岩、英云闪长岩和花岗伟晶岩脉。研究区内伟晶岩型稀有金属矿石矿物包括:绿柱石、锂云母、锂辉石、铌铁矿、钽铁矿和铯榴石等。脉石矿物包括：石英、微斜长石和钠长石等。矿石结构有文象结构、伟晶结构、自形晶结构、自形粒状结构、自形半自形结构和似斑状结构等。矿石构造有块状构造、斑杂状构造和片状构造等，主要赋存在岩性接触面或者不整合接触面（赵振华等，2022）。3结果与讨论通过地质、地球物理综合研究，初步发现准噶尔盆地西缘和东北缘岩石圈发生片状低阻向下折弯的地球物理证据。浅层电性特征大致和盆地分布范围对应（图1），山区呈高阻、盆地区为低阻。深部电性差异较大，准噶尔盆地在 3040 km 出现一层低阻层，往两侧 50 km 以深均出现向下高角度折弯，疑似向下俯冲洋片折弯片段，初步查明喀纳斯福海深部条带状低阻构造的存在，且向下延伸较深，为东准和西准边界的划定提供了深部三维电性结构依据。研究区 40 km 以浅的电性结构模型显示，准噶尔盆地周缘总体上呈高阻、盆地内总体上呈低阻特征。低阻体向下逐步扩大，阿尔泰山为连片高阻区，40km 埋深出现东准、西准和北准 3 个低阻片区，在60 km 以深逐步出现一个“J”型低阻异常带，持续延伸到 150 km，随深度增加逐步清晰（图 1）。考虑到研究区内伟晶岩脉以缓倾斜为特征，具有近平行分布的特点，总体倾向 SW，与伟晶岩的围岩中缓倾斜节理的产状基本一致。依据本次地质地球物理探测成果，推断矿区普遍发育的缓倾斜低阻即为伟晶岩的上升通道，伟晶岩浆的来源方向为顺倾向朝 SW 的深部。总体上符合“岩浆托起围岩形成容矿空间”的就位模式，即下部的伟晶岩可以依靠其富含挥发分且密度较低的特点所造成较大的浮力向上推挤覆盖其上围岩，使其剥蚀而达到拓展空间的目的（李三忠等，2022；赵振华等，2022），成为深部成矿元素运移和富集成矿有利空间。本次探测成果显示，沿阿尔泰山南缘从北西至南东串珠状展布五处伟晶岩型稀有金属矿床的找矿远景靶区，其中第四处对应可可托海矿区。在研究区内，从区域上为稀有金属找矿远景指明了方向。中国西部典型的伟晶岩型矿床所处的大地构造位置较为相似，大多处于褶皱造山带中，呈现集中成带分布，同时含矿性还与构造裂隙的交叉和相对封闭条件有关。参考文献/References董连慧，刘德权，唐延龄，李凤鸣，冯京.2016.新疆矿产资源种类及特点初步研究.新疆地质，34(4):463475.潘彤，李善平，王涛，韩光，贾建团.2022.青海锂矿成矿特征及找矿潜力.地质学报，96(5):18271854.任纪舜，牛宝贵，徐芹芹，赵磊，刘建辉，李舢，朱俊宾，刘仁燕.2022.地球系统多圈层构造观.地质学报，96(1):5064.肖文交，宋东方，张继恩，毛启贵，敖松坚，韩春明，万博，张地质论评 2023 年 69 卷 增刊 189志勇.2022.俯冲带结构演变解剖与研究展望.地球科学，47(9):30733106.赵振华，陈华勇，韩金生.2022.新疆阿尔泰造山带中生代伟晶岩的稀有金属成矿作用.中山大学学报（自然科学版），61(1):126.MENG Yinsheng，GUO Peng，YANG Guicai，GUOTianpeng:Characteristics of deep electrical structure innorthern Xinjiang，ChinaKeywords:Northern Xinjiang;magnetotelluric sounding;electrical structure;deep prospecting potential图 1新疆北部深部电性结构特征