印度尼西亞蘇門答臘島所羅克地區區域化探異常分析與找礦前景初探

胡 鵬, 張海坤, 朱章顯, 項劍橋

(1.中國地質調查局 武漢地質調查中心,湖北 武漢 430223; 2.湖北省地質局 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區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.中國地質調查局 武漢地質調查中心,湖北 武漢 430223; 2.湖北省地質局 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開展了1∶25萬地球化學調查,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,發現了一批具有找礦前景的地球化學異常。通過與該區以往的化探工作對比,詳細分析了新發現的異常類型和特征,并結合地質背景,對區內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合作研究項目“中—印合作印度尼西亞巴東—明古魯地區1∶25萬地質地球化學調查”正式啟動,研究區包括了所羅克地區。本文正是該合作研究項目的初步成果之一。

1 區域地質礦產

所羅克地區(以下簡稱:研究區)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—盆構造格架[1](圖1)。

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

研究區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)增生復合體(洋殼和大洋底沉積物質)組成。

研究區發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。少數沃伊拉群(中侏羅—早白堊統)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境[4-5](圖2)。

研究區處于蘇門答臘—爪哇成礦帶,成礦帶內的金屬礦產出在蘇門答臘—爪哇弧的弧間盆地中,礦產資源較為豐富,已發現的礦種以銅、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、淺成低溫熱液型銅鉛鋅礦床,金礦床類型主要為淺成低溫熱液礦床,礦體不穩定,品位變化較大[6]。帶內鐵礦床基本與火山沉積作用有關,鐵礦體則多以透鏡狀賦存于火山沉積巖中,規模一般較小。在過去的幾十年眾多公司及機構的各類型的找礦工作一直從未間斷,但目前本區仍多以小型礦床、礦點為主,鮮見具有一定規模的礦山,可謂是“滿天繁星，不見明月”。

圖2 印度尼西亞巴東—明古魯地區地質簡圖Fig.2 Generalized map of Badong-Mingulu Area in Indonesia plate

2 區域地球化學特征

英國地質調查局于上世紀80年代在蘇門答臘島開展過低密度的地球化學調查。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 元素地球化學特征

經過統計蘇門答臘島全島在上世紀80年代采樣分析數據,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——該區大量發育酸性—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造、巖漿熱液活動富集引起。

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

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:根據英國地調局20世紀80年代所采集的樣品分析數據。

Pb、Zn高背景—強異常分布于蘇門答臘斷裂帶的北東側,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,區域分布規律不太清晰,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,高強度區位于所羅克—MUARALABUH,該區為二疊系灰巖與花崗巖接觸部位,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異常圖Fig.3 Integrated anomaly map of Cu、Pb、Zn、Ni、As in Sumatra Island(據英國地調局化探數據編制)

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,形成一北西—南東向展布的異常帶,并大致與該區分布的巖漿巖疊合。根據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,Ni異常則處弧間盆地的中心部位。

南段異常帶 位于選區的東南角,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 新一輪地球化學調查特點與發現

蘇門答臘島以往地球化學調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,不利于區域地球化學規律的總結；部分元素報出率低,只有Cu、Pb、Zn、Ni、 Fe、Mn等少數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—明古魯地區開展了新一輪的地球化學調查工作。

3.1 調查方法技術

本次地球化學調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,避免采集淤泥表面可能存在的有機質、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和地形圖相結合的方法,確保了采樣位置的準確。有關方法技術按照《區域地球化學勘查規范》(DZ/T167—2006)執行。

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譜法(ICP-MS),Ag、B、Sn采用發射光譜法(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范的要求。

3.3 主要成果

從比較優勢理論角度來看，各國要素稟賦的差異導致的產品價格差異產生了國際貿易。凱恩斯的宏觀經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易需求的重要因素。根據需求彈性的相關定義和上述理論，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。假設將中國乳制品年進口量Q作為模型的因變量，將經濟環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,異常區中心主要出露中生代花崗巖,兩側圍巖為Kuantan組上部(PCks)頁巖含石英粉砂巖和熔巖夾層；Kuantan組中部(PCkl)灰巖、硅質頁巖和石英巖；Kuantan組下部(PCkq)石英巖和硅質板巖、火山巖、綠泥石化凝灰巖、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) 新發現的異常。與上世紀80年代在蘇門答臘島開展的地球化學調查結果對比,本次工作在BATUSANGKAR東北部新發現了以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異常區位于蘇門答臘斷裂北東側,基本與新生代巖漿巖疊合,主要出露安山巖、玄武巖、安山質—玄武質凝灰巖及花崗巖。該異常區中部分布有二疊紀變質巖,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合控制,可能由接觸交代型相關的礦床所致。

圖6 研究區找礦遠景區分布圖Fig.6 Distribution map of prospecting area in study area

4 找礦前景初探及結論

經過分析,異常具備以下特征:

(1) 主要成礦元素(親硫、親鐵元素)地球化學異常空間具有帶狀、北西向的展布特征,異常區域內目前已經發現的礦床點的空間分布及異常區的空間展布形態與區域構造方向一致。其中,結合地層巖漿構造,可圈定兩個找礦遠景區(圖6):Ⅰ遠景區：以HS3異常為基礎,推測區內含數量眾多的銅鉛鋅礦。Ⅱ遠景區：以HS4、HS7、HS10為基礎,推測區內具有一定數量和規模的鐵礦。

(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,中、新生代的巖漿活動以及火山熱水活動要明顯強烈得多,現階段發現的礦點也主要集中于東部,沿北西向的主要構造方向展布。

(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,發現了新的異常和新類型異常。在異常分析的基礎上,結合地質背景解剖,初步推斷異常為巖漿活動與構造活動聯合作用形成的。局部地段形成了較富的礦坯,在后期斷裂、褶皺過程中礦質活化、進一步富集。該地區找礦前景極好,是銅鐵鉛鋅等礦產的找礦有利地段。

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(責任編輯: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，礦產普查與勘探專業，從事境外地質礦產研究。E-mail:157521303@qq.com

P632

A

1671-1211(2015)01-0069-05

數字出版網址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20141231.1652.001.html 數字出版日期:2014-12-31 16:52