【doc】试论江苏徐州地区金伯利岩产出的可能性

【doc】试论江苏徐州地区金伯利岩产出的可能性 试论江苏徐州地区金伯利岩产出的可能性 江苏地质,18(3/4),231235,1994 3I,奶 试论江苏徐州地区金伯利岩产出的可能性 孙中任 黑龙江省地矿局物探大队,双城市,1501057 pg? OntheProbab|lityofKimherliteOccurrenceinXuzhouAreaofJjangsuProvince bySunZhongren Abstract:Thereexist-goodtectonicnletallogenicconditionsinXttzheuarea.S~ncetheMesozoic eratherehaveoccurredmanytimesstrongtectonicmovemeni~inthis-re ?.Especially,fromthe MiddleJarusto鼬惜totheIow盯Cvetae~~tt$0盯lea,?se一曙offatd缸and岵嗍 formedby -steacagandcompressivestrips.LocatedintheancientSino--Kormmplaffrem,thelargescaleof Tanludeep--fcoctur~瑚 eoftheeasternXuzhatahaveasimitortectoniccOlidittontothelocoliltoe ofKlmberliteinShandongandLtoolingProvinces.Well--developedvolconicrocksinXuchou-- HualyinarielhavealsoasimilarconditionstoKimberliteintheworld.Thewe$terNpartsofFengx- tan.Pelxlan.TangchanxlanandPIxt蛆Countlosi~LXuzhou-reawillbe? prospectiveregionforthe die.veryofKimberiite.Seinemeasure_shmfldbecarriedoutdaringdetailedgeolglealGiltpaoraflan ofKlmbarllteinXuzhe~Indudlngthedll~areni~At]emagneticmethodstosearchtheKimher lite plpe~ot~veinsIsufficientlyapplicationsoftheheavymineraldataandthecomprehensivepro epeet- lagmethods. 对徐州金伯利岩远景区的认识 金伯利岩形成的构造环境 根据J.B.道森[的定义,金伯利岩是具 有斑状结梅的蛇纹石化和碳酸盐化的云母 —— 橄榄岩.含有以高压矿物如镁铝榴石和 硬玉质透辉石为特征的超基性岩类结核.由 定义很容易看出金伯利岩形成需要一定特殊 的地质条件. 现在世界上有近3O个国家找到金刚石原 占百分之九 生矿床,其中绝大部分在非洲, 十几,其余的分布在欧洲,南美洲及亚洲.我 国在山东,辽宁,河南,贵州,湖北等地也 发现了有工业价值和没有工业价值的金伯利 岩岩田.所有资料都证明金伯利岩产于地壳 l 上相对稳定的刚性地块中,如非洲地台西 伯利亚地台,中朝地台,印度地台,西澳地 台,巴西地台等.这种刚性地块可能为金伯利 岩保持高压提供充分的条件. 另外,普遍认为金伯利岩浆侵入与深大 断裂有密切关系.这主要是为佥伯利岩浆上 升提供通道.金伯利岩在地表上往往成群成 带分布,或者呈连续链状分布延展,小则几 十公里,大则数百公里.如南非岩矿带长 5Ookm,宽200kmI坦桑尼亚岩矿带长 1OokmI塞拉利昂和几内亚岩墙带则分布在 长20kra,宽3km的地带内.安哥拉——扎伊 奉文1994年10月7日收到.詹庚申编辑. 关-调垒蝗型蚩,埋堂盎,,叁基五,墨墨塞 江苏徐州. 江苏地质1994年 尔的金伯利岩和安哥拉中部的环状杂岩体是 由一条北东一南西向大断裂控制;南非金伯 利岩体是由三个基底断裂带控制的;博茨瓦 纳金伯利岩是措一条主要断裂带侵入的;坦 桑尼亚大部分已知岩体受北西一南东向一系 列深断裂控制;西澳大利亚受北向金利奥波 不德和北东向霍尔斯克里克基底断裂控制; 前苏联的西伯利亚,美国的怀俄明和科罗拉 多之界的金伯利岩也是由深部断裂控制的. 我国山东,辽宁的金伯利岩受郯庐深大 断裂控制;河南,湖北,贵州的金伯利岩受 大兴安岭——太行山辣大断裂控制而山东, 辽宁,河南金伯利岩产出区处于中朝地台;湖 北,贵州金伯利岩产出区处于扬子地台. 因此,可以认为,古老的刚性地块以及 深达上地幔的深大断裂是金伯利岩形成的必 要条件.J 由此可见,徐州地区有较好的构造成矿 条件.这个地区是一个复杂的构造活动区.自 中生代以来曾受过多次强烈的拇造运动.特 别是中侏罗纪晚期至早白垩世,由于板块运 动形成强大的北西一南东向挤压应力,导致 形成一系列断裂和盆地.该区东部横穿巨大 规模的郁庐深大断裂.另外,该区同样处于古 老的中朝地台,使其具有与山东,辽宁金伯 利岩产地构造条件的可比性. 金伯利岩与其他岩浆岩的关系 目前为止,在世界上所有金伯利岩带内, 几乎都有暗色岩,基性,超基性,偏碱性岩 类分布.南非,西伯利亚,印度的德干高原, 西澳大利亚等均发现了暗色岩.我国山东,辽 宁等金怕利岩产地也有暗色分布.前苏联 雅库特金伯利岩区的暗色岩是"流状"玄武 岩.另外,无论是坦桑尼亚高原,或西伯利亚 地台,都发育富碱性不饱和的喷出岩和侵入 体.西澳金伯利地区发现的29个金伯利岩均 在碱性火山岩附近.前苏联学者B.A.米拉 舍夫提出一种分布假说,即在一个金伯利岩 火山的作用区内,由含金刚石亚相的中心核 部,向外转变为镁铝榴石亚相的金伯利岩,而 边缘变为苦橄岩,碳酸岩和碱性,超基性岩. 西方学者也提出类似的分带现象,认为非洲 地台自东向西含金刚石金伯利岩逐渐消失, 而黄长玄武岩,碳酸岩和其他碱性岩增多 徐淮地区火山岩十分发育.黄堂发在"徐 淮地区火山岩及找矿意义"一文中],将该地 区火山岩带以郯庐断裂为界分东西两个岩 带:"东带包括郯庐断裂内部的纪集,牛滩, 晓店岩群及其东佣包庄,平明,安峰至淮树 庄一线火山岩群.该岩带自西向东由中酸性 向基性变化.包庄一淮树庄火山岩为霞石玄 武岩,含橄榄岩等深源包体,其时代为第四 纪喷发"西带位于郊庐断裂以西至丰沛平原 的广大地区.由潘塘一八义集,柳泉一贾汪, 王店一大圣集三个火山岩亚带组成.潘塘一 八义集岩带发生于早白垩世,主要岩性为闪 辉安山岩,粗安岩,石英安山岩及相应的火 山碎屑类;柳泉一贾汪火山岩带岩性为碱性 橄榄玄武岩和苦橄玢岩.碱性橄揽玄武岩含 有辉石等探源巨晶包体,苦橄玢岩则含尖晶 二辉橄榄岩,云母橄榄岩深源包体以及大量 灰岩,片麻岩,花岗岩,白云岩等浅源围岩 捕虏体.时代为早第三纪和晚第三纪;王店火 山岩为青山旋回产物,岩性以安山岩为主.大 圣集火山岩属于早第三纪,岩性为碱性橄榄 玄武岩. 据上述资料对比分析,笔者认为徐州地 区丰县,沛县,铜山县,邳县西部将成为寻 找金伯利岩的远景区. 郯庐断裂控翩成矿地的地层特征及世界金伯 利岩产出时代 山东,辽宁是我国最大两个金刚石产地. 虽然江苏还没有找到金伯利岩,但是在江苏 寻找金伯利岩的前提却和山东,辽宁一样,皆 基于古老的中朝地台和郯庐深大断裂.因此 把它们地层做一对比,对于我们确定远景区 会有一定的指导意义. 徐嘉炜教授在"试论郯一庐断裂的平移 第3/4期孙中任试论江苏徐州地区金伯利岩产出的可能性233 及其地质我矿意义"0]一文中,曾详细地把徐 州,辽南的地层做了对比,这里不赘述.笔者 也将复县地层与徐州地层做了比较.它们至 少在缺少晚奥陶世,志留纪,泥盆纪地层等 特点上是一致的.在中生界以前同时存在的 地层,虽然地层单位名称有些不同,但层序 岩性却是十分相拟的.笔者也同样认为辽南 和徐州地区奥陶世以前地层是完全吻合的, 到了上古生界才发生变化oV移时间可推至 石炭纪一白垩纪.在古生代以前,旅大半岛和 擦州处于同纬度区. 从这个意义上讲,有必要讨论辽南金伯 利岩的形成时间.辽宁金伯利岩的形成时代 为前寒武世以后,下侏罗统以前(表1),正 处于断庐断裂左右盘发生平移的同时期.所 以说从时间上看,擦州地区具有产出金伯利 岩的条件.就是说辽宁金伯利岩形成时期,徐 州地区与之处于同一构造区. 综上所述,江苏徐州地区具有与辽宁同 样构造地质条件.从时间,地层及产出围岩关 系上亦具有成矿前提 寻找金伯利岩的几点想法 不同比例尺磁法寻找金伯利岩筒或岩脉的概 室 金伯利岩型金刚石原生矿物化探异常模 式国内外已有许多人讨论过了.除地质填图, 重砂等方法外,物化探的许多方法如磁法,电 法,土壤次生晕测量等都取得了较理想的效 果.这里只讨论应用较广,快速,方便的地面 高精度磁法寻找岩筒,岩脉的概率问,以 便在实际工作中选择合适的比倒尺. 表1金伯利岩与暗色岩同位素年酏值表 据庄毽厚,198414]~ 江'苏地质1994正 世界上已发现的含金刚石金伯利岩多以 岩筒形式产出.这也许与金刚石形成后从深 部搬运到地表期间的保存条件有关.岩脉,岩 墙侵入过程中温度和压力是缓慢下降的,虽 然蛇纹石化较少,但是金刚石保存条件不好{ 而岩筒以爆发形式产出,温度和压力急剧下 降,因此便保存了许多已形成的金刚石,这 一 理论也可解释理解为什么岩筒越往l探部, 金刚石含量越少这一现象. 根据D.U.Cabpacob提出的岩筒在不 同测网下发现概率公式,选择合适的工作比 例尺: P一? 2L P一发现金伯利岩筒的概率. R一等轴状岩管半径. l一测网点距. L一测网线距. 图1是各种测网,各种半径岩筒计算的概 率曲线.用50×20m的工作网度,当岩筒直 径为50m时,发现概率已达50,对于直径 为100m的岩筒,发现概率已近于100.用 100×50m的工作网度,对于直径为150m的 岩筒发现概率也只为75.可见,从普查角度 讲,建议选用50N20m的测网,既满足了多, 快,好,省的原则,又基本保证了不漏掉有 用异常的需要. 但岩脉发现概率却很低.国外资料表明, 岩脉一般宽为1—3m,如象牙海岸的岩脉宽 IO0 50 0.2—3m.而我国山东岩脉宽2m左右.救本 文只讨论岩脉宽lm,2m的情况. 公式: P=1 P一发现金伯利岩脉的概率. 一 岩脉长度. M一岩脉宽度. L一测网线距. l一测网点距. 图2是各种比例尺对于脉宽lm,2m,各 种长度岩脉的概率曲线.对于宽Z的岩脉,, m 用50×20m的工作网度,脉长500m,发现概 率也仅是25.所以普查工作对于金伯利岩 脉多是无能为力的.如果搞详查工作,采用20 ×10mz的工作网度,岩筒一般是漏不掉的, 但宽2m.的岩脉耍发现概率大于75,脉长 要达300m以上}宽lm的岩脉发现概率要大 于75,脉岩就要长于600m.可见详查工作 最好选用比20×10m工作阿度更密的测网. 充分利用重砂资料 本文通过论证初步认定徐州地区有良好 的金伯利岩产出条件当然,这里谈的只是必 要条件,而不是充分条件.从长远的角度看, 有必要对该地区进行深入地研究,包括次级, 更次级构造的影响.由于资料等关系,笔者没 有结合重砂进行讨论.实际上重砂追索法一 直为各国沿用,而且是比较成功的寻找金刚 石原生地的方法之一.据前苏联学者研究,金 100 ^ 一50 囝1采用不同比饲尺发现岩筒的概率囝囝2各种长度岩脉发现概率囝 第3/4期孙中任试论江苏徐州地区金伯利岩产出的可能性 刚石伴生矿物可搬运至距原生源200— 350km以外的地区.笔者相信,利用重砂资 料对确定远景区更加有效. 充分利用综合方法,耐心细致的研究 目前类比法几乎是金伯利岩普查的必要 方法,同时也是首要方法.然后结合重砂法追 索原生源.利用航空照片判读,航空磁测,地 面磁测等方法开展普查工作,在普查工作中 也利用电法化探,微重力等方法.详查工作 采用人工山地工程,钻探,并综合运用地面 高精度磁法,电法(主要是直流电法),化探, 微重力等方法. 寻找金伯利岩是一项艰辛,曲折漫长 的工作,需要有足够的耐心.许多国家的事实 都说明了这项工作的困难程度,有的甚至要 经过十几年的不懈努力.所以我们对此要有 一 定的思想准备. 感谢本大队副总工程师叶显乡中国地 质大学(武汉)物探系王传雷老师对本文写 作的支持. 参考文献 [1]J.B.道森.叠伯利岩地质学评述.中南科技情 报,1975(2). [2]黄堂发.徐淮地区火山岩及其找矿意义,江苏地 质,t984(3). [3]棣嘉棒.试论都,庐断裂的平移及其地质拽矿的 意义.地质矿产研究,1978(5). [4]庄禧厚.辽南地区金刚石原生矿床地质特征及其 形成机制探讨.辽宁地质,1984(1】. 1994年度《江苏地质》审稿人名单 毕葵森陈思松成子强程寿森戴长寿都询方家骅孟凡睿明晓寰 陆瑞宝任本福涂起行吴士良徐邦梁徐学思杨仕金郁浩 199~年度《江苏地质》青年作者名单 毕传学陈索兰范小林葛中华龚烨茹黄继红潘根兴钱迈平苏安金 孙中任唐兴元汪永进吴国华袁旭音张德张梅赵中省赵金勇 邹松梅周康民,