2.1.1 敦煌地块早前寒武纪地质信息的发现及意义

在阿尔金造山带北侧的阿克塞县西南和平乡一带新太古代米兰岩群发现了最古老的地质信息, 获得了共计19个始太古代LA-ICP-MS锆石U-Pb测年数据。4粒锆石年龄> 4.0 Ga, ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb表面年龄分别为(4 460± 36)Ma、(4 427± 25)Ma、(4 336± 21)Ma及(4 003± 31)Ma。同时获得了(3 305± 43)~(3 672± 52)Ma的锆石年龄信息。前人在该区花岗质片麻岩获得的3.61 Ga的年龄信息^{[11, 12, 13]}以及早前寒武纪岩浆作用研究成果^{[14, 15, 16, 17, 18]}表明, 敦煌地块南缘存在古老的地壳物质, 是深入研究地壳早期形成与演化的重要基地, 对于破解幼年地球科学疑谜具有重要的科学意义。

2.1.2 东昆仑高压变质带的发现及厘定

青海省地质调查院、陕西省核工业地质调查院、中国地质大学(武汉)以及Meng等^{[19, 20, 21]}相继在东昆仑夏日哈木— 苏海图、五龙沟西(大格勒)、宗加、尕日当(浪木日上游)、温泉及加当等地发现榴辉岩和榴闪岩, 构成了一条长达530 km以上的高压变质带(图2)。变质岩石类型比较复杂, 主要有榴辉岩、退变榴辉岩和榴闪岩。 岩石地球化学显示原岩主要为拉斑玄武岩系列, 具有洋中脊玄武岩的地球化学特征。 其锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄显示3个变质年龄峰(分别为451 Ma、432 Ma和412 Ma), 2个原岩年龄峰值分别为940 Ma和464 Ma。 东昆仑高压变质带的发现与厘定, 对于重新认识东昆仑的构造属性、重建地质演化过程具有重要的学术意义, 对指导铜镍等优势矿产资源找矿提供了约束条件^{[22, 23, 24, 25]}。

图2

Fig.2

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	图2 东昆仑地区榴辉岩(榴闪岩)分布图Fig.2 Distribution of eclogite (amphibole eclogite) in East Kunlun

2.1.3 北山构造带南部边缘侵入岩带的发现及其意义

在甘肃北山地区东西长大于20 km、南北宽近10 km范围内, 中加合作填图识别出2个组成与结构异常复杂的侵入岩序列。中酸性侵入岩序列由英云闪长岩、奥长花岗岩及二长花岗岩组成, 主要矿物石英含量20%~60%, 次要矿物为含角闪石、二云母、白云母、石榴石和刚玉等矿物, 结构上从细粒、中细粒、中粒到中粗粒均可见到。 这种空间上间互出现、侵位时间上大体一致、组成与结构复杂齐全的中酸性侵入岩带比较少见。基性侵入岩序列主要由细粒闪长岩、中细粒— 中粗粒辉长岩和角闪辉长岩组成。 宽大、岩石类型齐全、复杂的侵入岩带可能形成于板片断离构造背景, 暗示了丰富的岩浆动力学信息, 对于认识北山地区地质演化、重建区域构造格架具有特殊意义。 该地区可作为侵入岩填图野外培训基地。

2.1.4 古亚洲主洋盆残迹的识别与西北古生代构造格架新认识

近期区域地质调查系列成果的新发现, 为重新认识西北地区显生宙构造格架提供了新的依据。 在天山巴音沟一带, 新识别填绘出的艾尔宾山断裂, 区域对比分析认为属于中天山南缘断裂。 中天山构造带东、西基底的组成存在很大差异, 东部前寒武纪地层发育完整, 古元古界、中元古界和新元古界均有发育, 而西部古元古界上直接不整合下古生界。 地球物理资料显示, 甘肃与新疆省界以西东天山、北山地表物性与深部物性存在显著的不协调, 暗示可能存在“ 立交桥” 式构造, 两侧的成矿特征也存在显著的差异。 以中天山北缘断裂为界, 以北地区大型变形构造多具有左行走滑, 而以南的大型变形构造多具有右行走滑的运动学特征。 依据上述系列新发现, 结合前人的地层、岩浆岩及生物古地理调查研究成果, 初步提出古亚洲主洋盆的残迹为巴音沟— 米石沟— 干沟— 红石山— 百合山— 蓬勃山蛇绿混杂带, 具有从西向东剪刀式闭合的认识。 在此基础上, 初步提出了古亚洲洋与古特提斯洋并行发展, 我国西部陆块群在显生宙是介于两大洋间的“ 陆链” 构造格架的新认识 (图3) 。

图3

Fig.3

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	图3 西北主要陆块早石炭世在全球构造中的位置(据Scotese[26], Online修改) 1.北羌塘地块; 2.昌都地块; 3.松潘地块; 4.中甸地块; 5.兰坪地块; 6.保山地块; La.拉萨地块; Tr.塔里木陆块; C.柴达木地块; A.阿拉善陆块Fig.3 Global tectonics position of main continental blocks of Northwest China in Early Carboniferous (according to Scotese[26])

2.2.1 西北铜镍找矿发现及资源潜力

西北地区铜镍矿的形成主要集中在3个时期, 即以金川为代表的新元古代、以夏日哈木为代表的泥盆纪和以黄山为代表的二叠纪。 青海夏日哈木超大型铜镍矿的发现被誉为20年来世界铜镍找矿的重大发现, 有效带动了柴达木周缘的铜镍找矿工作。 东天山— 北山地区基性侵入杂岩最为发育, 不完全统计的侵入体有近500个。自20世纪70年代以来, 东天山— 北山地区发现了黄山东、图拉尔根、黄山、天宇、土墩、白石泉、坡一、黑山、白鑫滩以及路北等大中型Ni-Cu-(PGE) 硫化物矿床, 镍总储量大于200万t, 铜总储量大于120万t, 使该地区成为我国铜镍极具潜力的成矿远景区。 近年来, 随着白鑫滩和路北矿床的相继发现, 康古尔— 黄山基性— 超基性岩带铜镍矿西延得到证实, 显示康古尔— 黄山断裂带中西段存在巨大的找矿潜力。 2016年, 相继在北山地区发现了多个含矿基性— 超基性岩体, 如若羌北山, 柳园红柳河及铭扬等, 显示坡北— 旋窝岭、大泉— 怪石山— 黑山基性-超基性岩带存在较大的找矿潜力, 有望形成新的资源开发基地。

2.2.2 东准噶尔晶质石墨矿成矿规律认识

新疆东准噶尔地区新发现阿拉托别、达布逊、孔克热、吐尔库里及黄羊山等多处大型晶质石墨矿。 最新成果资料显示, 初步(稀疏)控制的晶质石墨矿资源量: 新疆黄羊山5 000万t以上, 伊吾县吐尔库里1 298万t, 青河县孔可热和达布逊分别为1 393万t和1 455万t。 石墨固定碳平均品位在10%左右, 多为晶质鳞片状和叶片状, 单晶鳞片直径最大可达0.5 mm, 达优质级别, 远景储量超过3亿t。 由北向南初步划分出卡拉先格尔、阿尔曼太— 大哈甫提克山和吐尔库里3个晶质石墨成矿远景区(图4)。其中, 黄羊山岩浆热液型晶质石墨矿成矿类型独特, 石墨矿产于碱性花岗岩内, 石墨以球状、豆状、球斑状、不规则脉状及细鳞片浸染状等形态产出, 其独特的球状特征世界罕见。 区域成矿要素是泥盆— 石炭纪海陆过渡相沉积, 控制了富有机质沉积; 二叠纪以来的动力变质叠加, 促使有机质变质晶质石墨初始形成和预富集; 岩浆热液和接触变质的再叠加改造, 石墨进一步结晶和富集, 在岩浆沸腾翻滚条件下形成大量具有球状构造的晶质石墨矿。 根据石墨矿成矿地质条件、物化探异常及已发现的典型矿床, 分析认为东准噶尔晶质石墨矿找矿潜力巨大, 能形成国家级(超)大型矿产资源勘查开发基地, 可重塑我国石墨资源分布格局。

图4

Fig. 4

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	图4 新疆东准噶尔地区晶质石墨矿分布Fig. 4 Distribution of crystalline graphite ores in East Junggar of Xinjiang

2.2.3 陕西华阳川铀矿富矿找矿进展及成矿规律

华阳川铀矿发现于20世纪60年代, 因品位低、多元素伴生而成为呆矿。 2008— 2012年在陕西省地勘基金支持下, 陕西省核工业集团224地质大队进一步扩大了该矿的资源量。 2016年8月起, 中国地质调查局与陕西省政府合作开展了“ 陕西华阳川地区多金属矿调查评价与勘查示范” 研究, 主要进展体现在4个方面: ① 矿区富矿找矿取得重要进展, 深部发现了累计厚度60 m, 铀品位在0.05%~0.14%的8个铀矿段, 表明富铀矿体向深部延伸连续, 估算大于工业品位的资源量达X万t; ② 华阳川外围找矿取得新进展与突破, 发现了鹰嘴崖、杏儿岭及冰凌沟3个铀矿化带, 带宽主要在50~150 m, 长在500~1 300 m, 捡块化学样分析, 其品位0.052 2%~0.117%, 大大地拓展了找矿范围和前景; ③ 成矿条件和富集规律研究取得了新的认识: 铀、钼矿具有一定的成生联系, 二者在一些矿床共伴生; 断裂构造、岩浆热液活动是铀多金属成矿的主控因素, 矿化严格受断裂构造控制; 富铀矿与含磁铁矿钾质花岗伟晶岩密切相关, 铀矿化随钾质花岗伟晶岩脉增多而增强, 矿体变大、变富; ④ 选矿试验取得重要进展, “ 粗粒抛尾” 预选可使铀矿预富集20~30倍, 可大大提高选冶效率, 减少尾矿量50%, 奠定了绿色勘查开发的选冶新思路。

2.2.4 天山成矿带金矿找矿发现及其成矿规律

西天山与中亚天山相邻, 金矿一直是重点找矿方向之一, 过去已发现了大型的黑色页岩型(破碎蚀变岩型)的萨瓦亚尔顿金矿, 近年来又发现了卡特巴阿苏金矿, 已查明金资源储量106 t, 远景资源量200 t。 在卡特巴阿苏金矿矿区以东还发现了阿拉斯托蚀变岩型金矿, 以西发现了泥牙子铁克协蚀变岩型金矿, 在中哈边境一带发现了极具潜力的克拉克斯赛依构造蚀变岩型金矿, 其成矿母岩有花岗岩、绿片岩, 显示那拉提北缘断裂带是寻找破碎蚀变岩型金矿的有利地段, 找矿潜力巨大。

东天山地区主要金矿类型有以康古尔金矿为代表的韧性剪切带型, 主要产于东天山秋格明塔什— 黄山韧性剪切带, 成矿母岩为中— 酸性火山岩, 矿化与黄铁绢英岩化、绿泥石化、硅化关系密切, 矿体受韧性剪切带内韧性— 脆性断裂控制。 秋格明塔什— 黄山韧性剪切带东西长600余km, 宽5~20 km, 已发现金矿床(点)20多处, 沿康古尔塔格和苦水断裂发育一系列平行韧性剪切带。 在2014— 2016年的工程实施中, 新发现矿点多处, 发现3条金矿化蚀变带, 共圈出金矿体13条、金矿化体23条, 说明该区有巨大的金矿找矿潜力。

北山地区金矿类型主要有岩浆期后热液石英脉型和热液脉型-蚀变岩型2大类型, 构成南、北2个金矿成矿带。 南带受北山构造带南缘大断裂控制, 金矿类型主要为石英脉型和蚀变岩型, 在空间分布上, 金矿体中浅部多以石英大脉型为主(如拾金坡、新金厂、老金厂); 北带金矿类型除受晚古生代古火山机构控制的浅成低温热液石英脉型金矿外, 主要为红石山韧性剪切带控制的石英脉-蚀变岩复合类型, 该类型的金矿点众多(如: 460、霍德扎陶勒盖), 工作程度低, 北距蒙古国特大型塔林金矿不足50 km, 成矿地质背景十分相似, 是一个亟待调查评价的有潜力地区。

出版了《造山带(蛇绿)构造混杂岩带填图方法》, 指导了青海打柴沟等4个区调项目的填图实践, 破解了最为复杂构造单元地质填图难题。 与西澳地调局合作出版了《1:10万Yalgoo幅地质图》, 完成了1:5万牛圈子幅地质图, 该图可作为以构造岩性为主的通用性地质图的样板。通过4年的合作填图, 深刻领会了中澳地质填图的异同。在此基础上, 编译了野外地质工作手册(包括沉积岩篇、岩浆岩篇、变质岩篇和构造篇), 翻译了西澳大利亚地质代码, 这些成果可作为地质填图的重要参考。 提出了重视地质图、简化报告的地质填图成果评价, 规范地质图署名和文献引用格式, 抓准填图单位建立和野外验收的业务推进和管理重要环节, 以及删减数字地质填图中1:2.5万地理底图中间环节等4个方面的建议, 为中国地质调查局1:5万地质填图改革和新指南的修编提供了重要技术支撑。

针对“ 有效确定赋矿地质体(隐伏矿体)的空间分布” 关键难点问题, 提出以铜镍矿地质成矿理论的矿床模型为指导, 重视物性调查和分析、提取指示矿体分布的关键异常标志, 利用重、磁、电2D-3D反演和互约束关联分析技术, 精细探测隐伏矿体空间分布特征的方法技术组合。通过在路北铜镍矿区的成功应用, 验证了应用成熟的大比例尺重、磁测量对确定隐伏矿找矿靶区和隐伏矿体定位的有效性。

应用云计算、物联网、大数据、移动网络以及智能终端等新一代信息技术, 不断提升地质调查研究的智能化水平是地质工作发展的趋势。 两年来, 以已有1:100万西北地区地质图为基础, 初步建成了西北地区地质、矿产基本属性数据库, 实现了与中亚地区地质矿产数据库的统一。 在此基础上编制的系列专题图件, 作为地质云西北节点的重要成果, 实现了网上发布。目前, 正在分地层古生物、沉积岩、岩浆岩、变质岩、构造、矿床、化探、物探及遥感等专业, 依托工程所属二级项目科技人员, 推进各专业数据的结构化, 为多元要素分析、专题图件编制与社会服务产品开发提供专题数据支撑, 实现与中国地质科学院地质研究所牵头的“ 全国海陆大地构造编图” 、“ 地质志” 等集成编图项目的人员、数据及成果共享。 下一步将与野外数字地质填图实现数据实时共享, 进一步探索从野外调查、数据传输、数据集成、综合处理、数据库建设到成果信息发布的全过程数字化、网络化、智能化及三维可视一体化, 促进全面实现地质调查研究工作全流程信息化、传统地质调查研究工作体系向智能地质调查研究工作体系的转变。