岩浆型铜镍矿的勘探方法与流程

本发明涉及一种探矿方法，特别是涉及一种岩浆型铜镍矿的勘探方法。

背景技术：

公知的岩浆型铜镍矿勘探通常采用化探或者物探方法，通过工程控制实现，但由于岩浆型铜镍矿成矿地质背景、赋矿规律、控矿要素及矿体特征等与其它成因的铜、镍矿不同，岩浆铜镍硫化物矿床受区域性大断裂、深大断裂控制，分布极不均匀，铜镍矿矿体严格赋存于镁铁质-超镁铁质杂岩中，铜镍矿化严格受镁铁质-超镁铁质岩体控制，现有的勘探方法表现出勘探周期长、找矿效率低、找矿效果不明显。因此如何提高岩浆型铜镍矿的找矿效率是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高找矿成功率的岩浆型铜镍矿的勘探方法。

本发明岩浆型铜镍矿的勘探方法，包括以下步骤：

a、根据岩浆型铜镍矿成矿物质源区、大地构造环境、成矿动力学机制、控矿因素等分析岩浆型铜镍矿床的成矿地质背景、总结其成矿规律；在铜镍矿床的构造环境内，以岩体露头的孔雀石化、镍华氧化矿、镍黄铁矿化、黄铜矿化、磁黄铁矿化、黄铁矿化为找矿标志，以镁铁质-超镁铁质杂岩体为直接找矿对象，根据成矿规律，指出找矿预测区范围；

b、在步骤a的预测区范围内，以观测岩体上部的地球化学晕为目的，对水系沉积物进行测量，圈出cu、ni异常区；

c、针对步骤b圈出来的cu、ni异常区进行1:1万土壤测量；通过1:1万专项填图，填出铜镍矿成矿地质体、成矿结构面、成矿构造等；通过1:1万高精度磁法测量，圈定磁异常带；通过1:1万激电测量，圈定激电异常带；通过1:1万重力测量，圈定重力异常区；通过1:1万连续电导率成像系统，了解含矿辉长岩体的空间赋存状态；通过1:1万可控源音频大地电磁测深，了解含矿辉长岩体的空间赋存状态；

d、对步骤c发现的异常和矿化线索，进行探槽揭露；或者对步骤c发现的异常先通过1:2千地质、高精度磁测激电、岩石综合剖面测量，然后再进行探槽工程揭露；

e、圈定矿体、矿化体和基性超基性岩体；

f、利用钻探对圈定的矿体或矿化体进行验证；

g、确定矿体或矿床。

所述步骤a中，大地构造环境为断裂构造的是找矿的重要途径；铜镍矿床的构造环境为大陆边缘裂谷带、大火成岩省、绿岩带、造山带后碰撞伸展环境以及拉张型岛弧环境。

步骤b中所述的水系沉积物进行测量，包括以下步骤，通过1:5万水洗沉积物测量，圈定的cu、ni异常通过检查均发现cu、ni矿化；通过1:20万及1:5万水系沉积物测量再圈定找矿远景区。

步骤c中所述的1:1万土壤测量，包括以下步骤：采样网度为100×40m，测线方向则基本垂直于成矿地质体走向或主要构造线方向，在采样前，预先将室内布置好的每条线的始点确定为基点，根据在室内布好的采样点，在野外实地根据地形，地物标志，用gps定位仪确定出该点所在的具体位置，插上小红旗，并编写上相应的线、点号，然后以该点为准，根据测线的方向，利用gps导航系统逐步确定出其它样点位置，并插上小红旗，编写上相应的编号；采样时，按各组预先布置好的野外采样手图用同样的方法逐步确定出相应测线上的每个采样点位置，进行采样，并每隔5个采样点，用红添编写上相应的线点号做为标志；品由3-5处点采样组合成一件样品，样品经加工、分析、检出，后期对异常数据进行处理分析，圈定异常，对异常进行解释推断。

步骤c中所述的1:1万地质填图，包括以下步骤：以穿越法为主，追索法为辅，观察点线密度线距100-150m，点距100-200m；第四系及大面积岩体出露地区放稀到200×200m，在一些构造带、岩性变化部位及矿化、蚀变发育地段加密至100×100-50m；地质点由gps定位，定位误差小于10m，图上定点误差<2mm，转点误差<0.5mm；基本网度与主干剖面相结合的方法进行填图；观察路线布置原则上应垂直于主要岩层走向，对镁铁质-超镁铁质岩体、构造、含矿层、矿化蚀变带、标志层及其它找矿标志等必须沿走向追索，地质点要求40-50个/km²，加强地表基性岩-超基性岩铜镍矿的找矿力度。

步骤c中所述的1:1万高精度磁法测量，包括以下步骤：采用100×20m规则网，先根据工作布置图计算出每条测线所有测点的理论坐标，利用手持gps的定位、导航功能，根据各测点理论坐标实施定位；然后对起始点、终端、每隔100m用木桩标记并注明点线号，各测试点做了点线号、坐标、高程和磁测数据的仪器存储；后期对磁测数据进行整理分析，圈定cu、ni磁异常，并结合地质特征进行解释推断，圈定磁异常带。

步骤c中所述的1:1万激电测量，包括以下步骤：1:1万激电中梯剖面测量点距20m，以预测cu、ni矿产资源为目的，圈定激电异常区。

步骤c中所述的1:1万重力剖面测量，包括以下步骤：测量工作点距20m，布格重力异常总精度设计为±0.1×10^-5m/s²，剖面质检工作量10％，测点观测技术要求按《大比例尺重力勘探规范》(dz/t0171-96)的要求执行；通过分析异常场对比研究已知典型地质体的物探异常特征，选取并通过合理的数据处理技术，分离出显示不同地质构造的异常信息，提取并归纳出定性推断的由构造、基性-超基性岩体、矿体等不同地质因素引起的局部异常，并利用定量计算得出各异常资源的空间形态。

步骤c中所述的1:1万连续电导率成像系统，包括以下步骤：利用人工发射信号补偿天然信号某些频段的不足，以获得高分辨率的电阻率成像；低频磁探头的采集频段为0.1hz～1000hz，普通磁探头观测频段为10hz～100khz，仪器分三个频段测量，低频段为10hz～1kh，高频段为500hz～3khz，带通频段为780hz～92khz；测量方式为矢量模式，测量2组正交电场e与磁场h，用来求取tm与te模式的卡尼亚视电阻率和视相位，电偶极距长度40m，测量点距为40m；通过正反演计算得出各电性层的层参数，获取深部电阻率特性，绘制视电阻率反演拟断面图，从而了解含矿辉长岩体的空间赋存状态。

步骤c中所述的1:1万可控源音频大地电磁测深，包括以下步骤：通过电偶源向地下供以不同频率的电磁波，在远区分别通过磁探头和不极化电极接收磁场的水平或垂直分量和电场的振幅，然后通过数据处理得出在不同频率条件下各测点的卡尼亚视电阻率、相位等随频率变化而变化的衰减曲线；野外收发距要求大于8km，发射极距大于1.5km，测量点距为40m；通过正反演计算得出各电性层的层参数，获取深部电阻率特性，绘制视电阻率反演拟断面图，从而了解含矿辉长岩体的空间赋存状态。

本发明的有益效果：本发明由于研究了岩浆型铜镍矿成矿物质源区、大地构造环境并确定了在预定环境内找岩浆型铜镍矿的预测区范围就是镁铁质-超镁铁质杂岩体，集成了水系沉积物测量、土壤测量、高精度磁测、专项填图、激电中梯剖面测量、重力剖面测量、eh4、csamt信息提取为主找矿勘探方法，能够有效缩小找矿范围，具有勘探周期短，提高找矿成功率、勘探效率高的优点。同时也适用于多种金属矿的寻找。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2是本发明实施例中夏日哈木矿区1:5万水系沉积物测量综合异常图；

图3是本发明实施例中夏日哈木矿区hs26号异常区1:1万土壤测量剖析图；

图4是实施例中夏日哈木矿区7勘探线综合成果图；

图5是本发明实施例中夏日哈木矿区1:1万高精度磁法测量等值线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明岩浆型铜镍矿的勘探方法包括以下步骤：

a、根据岩浆型铜镍硫化物矿床成矿物质源区及构造环境等，分析成矿地质背景，总结成矿规律。与镁铁质-超镁铁质岩浆有关的镍铜硫化物矿床的原生岩浆是成矿作用的关键，原生岩浆的mgo含量与源区橄榄岩的部分熔融程度正相关。本发明方法认为有利于形成镍矿床的构造环境有五种：大陆边缘裂谷带、大火成岩省、绿岩带、造山带后碰撞伸展环境以及拉张型岛弧环境。

b、以观测岩体上部的地球化学晕为目的，对水系沉积物进行测量，圈出cu、ni异常；

c、针对圈出来的cu、ni异常区进行1:1万土壤测量；通过1:1万专项填图，填出铜镍矿成矿地质体、成矿结构面、成矿构造等；通过1:1万高精度磁法测量，圈定磁异常带；通过1:1万激电测量，圈定激电异常带；通过1:1万重力测量，圈定重力异常区；通过1:1万eh4(连续电导率成像系统)，了解含矿辉长岩体的空间赋存状态；通过1:1万csamt(可控源音频大地电磁测深)，了解含矿辉长岩体的空间赋存状态；

d、对发现的异常和矿化线索进行探槽揭露或者先通过1:2千地质、高精度磁测激电、岩石综合剖面测量，然后再进行探槽工程揭露；

e、圈定矿体、矿化体和基性超基性岩体；

f、利用钻探对圈定的矿体或矿化体进行验证；

g、确定矿体或矿床。

步骤a中所述的岩浆型铜镍矿成矿物质源区即原生岩浆与岩浆源区。与镁铁质-超镁铁质岩浆有关的镍铜硫化物矿床的原生岩浆是成矿作用的关键。原生岩浆的mgo含量与源区橄榄岩的部分熔融程度正相关。地幔橄榄岩中有一部分硫化物包含在橄榄石内，熔融程度高，地幔橄榄岩中的大部分硫化物都被熔融并进入岩浆，使岩浆富硫，有利于成矿。研究表明含镍铜铂岩体的原生岩浆均为高镁拉斑玄武岩(如金川、喀拉通克、黄山、黄山东、图拉尔根、葫芦等)、苦橄岩(如坡一、坡十、红石山、罗东、白石泉、天宇等)和科马提岩(仅限于太古代绿岩带中的科马提岩)。赋存镍铜铂硫化物矿床的幔源岩浆岩的岩浆源区性质可分为以下类型：a.富集型大陆岩石圈地幔：如金川等，这些岩体的共同特征是都具有富集型地幔的nd、sr同位素组成，且变化范围很小。b.oib型地幔：产于大火成岩省环境中含矿岩体的岩浆源区都属此类，例如，新疆坡一、坡十、红石山、罗东等岩体。c.原始地幔：具有此种岩浆源区性质的含矿岩浆岩主要限于太古代绿岩带中的科马提岩。由于其形成时代早，地幔分异演化程度低，各种同位素体系尚未明显地偏离原始地幔的标准值。d.软流圈地幔+岩石圈地幔：如新疆北部的喀拉通克、黄山东、黄山等岩体主要是上涌的软流圈地幔减压熔融的产物，并含有一部分拆沉的岩石圈地幔被软流圈加热熔融的物质。岩浆镍铜硫化物矿床成矿金属元素全部来自岩浆；从质量平衡角度看，不管含矿岩体规模如何，储量大的矿床必然是从更大的岩浆体系中分凝出来的；主要的成矿阶段为岩浆阶段，此后，有数量不等的热液阶段成矿叠加；ni、ipge在岩浆阶段富集，而cu、au、ppge在岩浆阶段晚期和热液阶段富集。

通过步骤a，充分凝练了岩浆型铜镍硫化物矿床成矿物质源区，总结了成矿规律。指出了岩浆型铜镍矿化严格受镁铁质-超美铁质杂岩体控制，具有一定分异特征的镁铁质-超镁铁质杂岩体是直接找矿对象。岩体露头的孔雀石化、镍华等氧化矿和镍黄铁矿化、黄铜矿化、磁黄铁矿化、黄铁矿化等硫化物矿化是直接的找矿标志。从成矿物质源区、控矿要素、地质特征等方面进行了约束，指出了找矿预测区范围(镁铁质-超镁铁质杂岩体)。

步骤b中所述的地球化学晕，即分散晕是指：在成矿过程中或成矿以后，各种地质作用的结果使成矿元素及其伴生元素分散到矿体周围的围岩、地表的松散堆积物、水体及植物体中，形成相对富集的高含量地带，称为地球化学晕或分散晕。由于地球化学晕的形成与矿床有直接的空间关系，而且其分布范围一般比矿体大几倍甚至几百倍，因此地球化学晕是良好的矿产资源勘探信息，部分分散晕还是寻找深部隐伏矿体的重要信息。根据成因，分散晕可分为原生分散晕和次生分散晕两类。

原生分散晕：在矿体形成的同时，含矿溶液向矿体周围的岩石中扩散、渗透，将一部分成矿物质带入围岩，形成成矿元素及伴生元素的高含量带，成为原生分散晕，在矿产资源勘探中又称为岩石地球化学异常。原生晕主要发育在热液或热水溶液形成的矿床中，常常受断裂构造控制，呈带状分布。围岩的透水性越好，化学性质越活泼，原生晕越发育且分布范围越广。原生晕的分布范围通常在矿体上部比在矿体下部大，其分布上限有时可高出矿体200～300m。因此，原生晕常常是寻找隐伏矿体的重要矿产勘探信息。

次生分散晕：矿床形成以后，矿体遭受风化剥蚀，铀及伴生元素从矿石中分解出来，迁移到土壤、水流、植物及空气中形成高含量区，即构成次生分散晕。按照载体的性质不同次生分散晕可以分为土壤分散晕、水分分散晕、植物分散晕和气体分散晕等四种。土壤分散晕是矿体遭受风化剥蚀后，成矿元素及伴生元素以碎屑和盐类形式散布在矿体露头之上及其周围土壤的覆盖层中而形成的高含量带称为土壤分散晕，是良好的找矿标志。水分散晕是矿体的风化产物以可溶性盐类的形式分散于矿体周围的地下水或地表水中，所形成的成矿元素和伴生元素的高含量带成为水分散晕(或称水晕)，在矿产勘探中也称为水文地球化学异常，在地表水和地下水发育地区，水晕的分布范围往往比土壤分散晕广。

在步骤b中，对岩浆熔离型铜镍矿异常区带或已知矿化地段进行水系沉积物测量，样点分布力求最大限度控制汇水域，采样密度控制在4-8个点/km²以内；对测试数据利用geoexplor和mapgis6.7等软件制作组合异常图，并进行相同主元素类内评序，而后根据异常特征、地质条件及找矿意义大小进行异常分类，圈出cu、ni异常。

在步骤c中，对圈定的cu、ni异常区带进行1:1万土壤测量、专项填图、高精度磁法、激电测量、重力测量、eh4、csamt工作，进一步优选找矿异常靶区然后利用探槽、大比例尺综合剖面、钻探等工程进行揭露，为后续圈定矿体、矿化体和基性-超基性岩体提供直接依据。

通过步骤c中得到的找矿异常靶区，通过步骤d、e及步骤f最终确定矿体或矿床。

步骤b中所述的水系沉积物进行测量，包括以下步骤，通过1:5万水洗沉积物测量，圈定的cu、ni异常通过检查均发现cu、ni矿化；通过1:20万及1:5万水洗沉积物测量再圈定找矿远景区。应用该方法在各种比例尺的水系沉积物测量方法为基础的找矿勘探中已经发现了大量的矿床、矿点。

步骤c中所述的1:1万土壤测量包括以下步骤：采样网度为100×40m，测线方向则基本垂直于地层走向或构造线方向，测线方向为310°。在采样前，预先将室内布置好的每条线的始点确定为基点，根据在室内布好的采样点，在野外实地根据地形，地物标志，用gps定位仪确定出该点所在的具体位置，插上小红旗，并编写上相应的线、点号，然后以该点为准，根据测线的方向，利用gps导航系统逐步确定出其它样点位置，并插上小红旗，编写上相应的编号。采样时，按各组预先布置好的野外采样手图用同样的方法逐步确定出相应测线上的每个采样点位置，进行采样，并每隔5个采样点，用红添编写上相应的线点号做为标志。样品可由一处组成或由3-5处点采样组合成一样。样品经加工、分析、检出，后期对异常数据进行处理分析，圈定异常，对异常进行解释推断。土壤测量在夏日哈木、牛鼻子梁等岩浆熔离型铜镍矿区应用效果明显。

步骤c中所述的1:1万地质填图，包括以下步骤：以穿越法为主，追索法为辅，观察点线密度线距100-150m，点距100-200m。第四系及大面积岩体出露地区放稀到200×200m，在一些构造带、岩性变化部位及矿化、蚀变发育地段加密至100×100-50m。地质点由gps定位，定位误差小于10m，图上定点误差<2mm，转点误差<0.5mm。基本网度与主干剖面相结合的方法进行填图。观察路线布置原则上应垂直于主要岩层走向，对镁铁质-超镁铁质岩体、构造、含矿层、矿化蚀变带、标志层及其它找矿标志等必须沿走向追索，地质点要求40-50个/km²。加强地表基性岩-超基性岩铜镍矿的找矿力度。

步骤c中所述的1:1万高精度磁法测量，包括以下步骤：采用100×20m规则网，先根据工作布置图计算出每条测线所有测点的理论坐标，利用手持gps的定位、导航功能，根据各测点理论坐标实施定位；然后对起始点、终端、每隔100米用木桩标记并注明点线号，各测试点做了电线号、坐标、高程和磁测数据的仪器存储；后期对磁测数据进行整理分析，圈定cu、ni磁异常，并结合地质特征进行解释推断，圈定磁异常带。

步骤c中所述的1:1万激电测量，包括以下步骤：1:1万激电中梯剖面测量点距20m。采用长导线测量方式，在不影响工作量和数据质量的情况下，实际采用的工作方式视工区工作条件进行确定。以预测cu、ni矿产资源为目的，圈定激电异常区。

步骤c中所述的1:1万重力剖面测量，包括以下步骤：测量工作点距20m，布格重力异常总精度设计为±0.1×10^-5m/s²，剖面质检工作量10％，测点观测技术要求按《大比例尺重力勘探规范》(dz/t0171-96)的要求执行。通过分析异常场对比研究已知典型地质体的物探异常特征，选取并通过合理的数据处理技术，分离出显示不同地质构造的异常信息，提取并归纳出定性推断的由构造、基性-超基性岩体、矿体等不同地质因素引起的局部异常，并利用定量计算得出各异常资源的空间形态。

步骤c中所述的1:1万eh4(连续电导率成像系统)，包括以下步骤：利用人工发射信号补偿天然信号某些频段的不足，以获得高分辨率的电阻率成像。低频磁探头的采集频段为0.1hz～1000hz,普通磁探头观测频段为10hz～100khz，仪器分三个频段测量，低频段为10hz～1kh，高频段为500hz～3khz，带通频段为780hz～92khz。测量方式为矢量模式，测量2组正交电场e与磁场h，用来求取tm与te模式的卡尼亚视电阻率和视相位，电偶极距长度40m，测量点距一般为40m。通过正反演计算得出各电性层的层参数，获取深部电阻率特性，绘制视电阻率反演拟断面图，从而了解含矿辉长岩体的空间赋存状态。

所述的eh4电磁成像系统属于部分可控源与天然源相结合的一种大地电磁测深系统。深部构造通过天然背景场源成像(mt)，其信息源为10hz-100khz。浅部构造则通过一个新型的便携式低功率发射器发射1-100khz人工电磁讯号，补偿天然讯号的不足，从而获得高分辨率的成像。eh4连续电导率成像系统是由美国geometrics公司和emi公司于20世纪90年代联合生产的一种混合源频率域电磁测深系统。结合了csamt和mt的部分优点，利用人工发射信号补偿天然信号某些频段的不足，以获得高分辨率的电阻率成像。其核心扔是被动源电磁法，主动发射的人工信号源探测深度很浅，用来探测浅部构造；深部构造通过天然背景场源成像(mt)。eh4连续电导率成像结果能够直观地反映矿化异常在剖面的形态、规模、矿化强度等，是隐伏定位预测的方法之一。

步骤c中所述的1:1万csamt(可控源音频大地电磁测深)，包括以下步骤：通过电偶源向地下供以不同频率的电磁波，在远区分别通过磁探头和不极化电极接收磁场的水平或垂直分量和电场的振幅，然后通过数据处理得出在不同频率条件下各测点的卡尼亚视电阻率、相位等随频率变化而变化的衰减曲线。野外收发距要求大于8km，发射极距大于1.5km，测量点距一般为40m。通过正反演计算得出各电性层的层参数，获取深部电阻率特性，绘制视电阻率反演拟断面图，从而了解含矿辉长岩体的空间赋存状态。

上述可控源音频大地电磁(csamt)是在大地电磁法的基础上发展起来的一种人工源电磁测深方法，它利用接地水平电偶源为信号源的一种频率域电磁测深方法，采用大功率人工场源，具有信号强、信噪比大、观测效率高，探测深度大等特点，克服了大地电磁法观测信号微弱的缺点。csamt在矿区的应用越来越普遍，可在复杂地形条件和深部找矿工作中，圈定成矿有利部位。进行隐伏矿体二维或三维空间定位等方面起到了重要作用。利用csamt研究勘探区的基底起伏、上覆盖层、成矿目的层的分布特征、规模和延伸(深)情况、确定隐伏构造断裂等均能为发现提供有利的直接找矿依据和信息。目前csamt装置多采用赤道偶极进行标量测量，同时观测与场源平行的电场水平分量(ex)和与场源正交的磁场水平分量(hy)。利用(ex)和(hy)计算卡尼亚阻抗电阻率，利用电场相位(ep)和磁场相位(hp)计算卡尼亚阻抗相位，再利用ρs和φs联合进行一维和二维反演绘制视电阻率断面图推断解释。

实施例1

本实施例是在夏日哈木矿床则形成于拉张型岛弧环境中找岩浆型铜镍矿的例子。

利用在岩浆型铜镍矿地区建立的“成矿地质背景+水系沉积物测量+土壤测量+高精度磁测+专项填图+激电测量+重力测量+eh4+csamt”勘探方法，对位于青海省东昆仑造山带西段之东昆中早古生代花岗岩-变质岩岛弧带内的夏日哈木铜镍矿进行该勘查探矿的详细介绍。

1、从原生岩浆、岩浆源区、成矿作用及成矿过程等多方面了解岩浆型铜镍矿成矿背景及成矿规律。

夏日哈木地处东昆仑造山带西段，位于昆北加里东弧后裂陷带与昆中基底隆起花岗岩带的结合部位，即昆北断裂带(那陵格勒河断裂)南侧，其成矿环境属于拉张型岛弧环境。含矿岩体为晚志留世–早泥盆世的镁铁质—超镁铁质杂岩体，围岩地层为早元古代金水口岩群片麻岩、斜长角闪岩、大理岩。铜镍矿矿体赋存于镁铁质-超镁铁质杂岩中，矿体和围岩的界线很清楚，铜镍矿化严格受镁铁质-超镁铁质岩体控制。

(1)原生岩浆

与镁铁质-超镁铁质岩浆有关的镍铜硫化物矿床的原生岩浆是成矿作用的关键。原生岩浆的mgo含量与源区橄榄岩的部分熔融程度正相关。地幔橄榄岩中有一部分硫化物包含在橄榄石内，熔融程度高，地幔橄榄岩中的大部分硫化物都被熔融并进入岩浆，使岩浆富硫，有利于成矿。按照依据橄榄石组成、岩石地球化学特征估算并采用roederandemslie(1970)图解法获得的夏日哈木原生岩浆的mgo含量为10.7％，属高镁拉斑玄武岩。

(2)岩浆源区

夏日哈木(⁸⁷sr/⁸⁶sr)i＝0.70781～0.71092，εnd(t)＝-1.00～-7.59，均属富集型地幔范畴，且有emⅱ型趋势，各种岩石均富集lree和大离子亲石元素，亏损nb、ta、ti、p，显示了岛弧环境岩浆岩的地球化学特征。由此可见，夏日哈木成矿岩体的岩浆源区应该是位于消减板片之上的地幔楔，在岩浆生成之前的较长时间内该地幔楔就已经被来自消减板片的流体/熔体交代，使其放射性子体核素、轻稀土元素和大离子亲石元素富集。

(3)成矿作用

岩浆型镍铜矿床成矿作用主要有岩浆熔离作用(包括岩浆就地熔离作用和岩浆深部熔离作用)和硫化作用。成矿的关键在于岩浆中的s达到饱和与亲铜元素结合形成硫化物，而后硫化物熔体从硅酸盐岩浆中熔离出来，在一定空间内与足够的硅酸盐岩浆混合使亲铜元素品位提高，并保存于合适的空间。在镁铁质-超镁铁质岩浆中的硫化物达到饱和与硅酸盐岩浆发生熔离的同时或之后，由于镍铜等金属元素在硫化物中高的分配系数，金属元素优先进入到硫化物熔体相，随着硫化物熔体与硅酸盐熔体反应，硅酸盐熔体中的金属元素逐渐亏损，而硫化物熔体中的金属元素含量逐渐增加，从而达到富集成矿作用。夏日哈木成矿岩浆充分的分离结晶作用、强烈的同化混染作用是导致硫化物熔离的主要机制。此外，较多壳源硫的加入也对硫化物的熔离和矿床的形成有一定的贡献。

(4)成矿过程

夏日哈木矿床可分为就地熔离、矿浆贯入、热液叠加三个成矿阶段。其成矿过程为：被来自消减板片的流体/熔体交代的地幔楔部分熔融→生成的岩浆沿黑山-那棱格勒断裂及次级断裂上侵→在深部岩浆房岩浆发生分异，成矿物质预富集，部分镁铁质岩浆从岩浆房中移出，残余的岩浆进入终端岩浆房，同化富si、al等片麻岩及富硫围岩，并促进分离结晶作用的进行和硫化物的熔离→含矿岩浆继续上侵，在岩浆上侵通道和成矿岩体现存空间就位，矿浆随后贯入→晚期岩浆热液进一步活化成矿物质，叠加在早期成矿之上。

(5)控矿因素

镁铁质-超镁铁质杂岩体是矿床的最主要控制因素，矿体严格受杂岩体的控制，在早期形成的辉长岩中含规模很小的矿体，主要在第二期岩体中成矿，岩体的规模、分异程度、产状直接影响矿体规模、品位等；岩浆是岩浆矿床成矿物质主要提供者，岩浆中有用组分含量的多少对能否形成矿床有重要作用，不同成分的岩浆含有用组分的种类和数量不同，铁镁质岩浆中的co、ni、cr含量远高于中酸性岩浆，这些元素的化学性质是形成该矿床的主要因素；镁铁质-超镁铁质杂岩体是由多种岩石类型组合而成的岩浆杂岩体，岩性从橄榄岩-辉长岩，这种岩石组合成的岩体主要与铜、镍有关；大地构造对岩浆矿床的类型、分布等有重要影响，早中泥盆世整个东昆仑西段表现为持续性的伸展环境，岩浆活动强烈，该岩体就在此条件形成的，因此断裂构造控制着岩体的分布，断裂构造也是重要的成矿控制因素。它是矿物质运移的通道同时为热液和矿质活动、沉淀提供了有利的存储空间。

2、水系沉积物测量

夏日哈木矿区已发现的5个镁铁-超镁铁质岩体，除一个岩体外，其余4个与1:5万水系沉积物综合异常相对应，夏日哈木铜镍矿区涉及到的1:5万水系沉积物异常有：hs乙2²⁵ni(cr、co、cu)异常(简称“hs25”)、hs乙2^25南ni(cr、co、cu)异常、hs乙2²⁶cr(ni、co、cu)异常(简称“hs26”)、hs乙2²⁷ni(cr、cu)(简称“hs27”)、hs乙2²⁸ni(cr、cu)(简称“hs28”)、hs乙2³¹pb(zn、ni、as、cu)异常(简称“hs31”)，异常特征见图2。

水系异常特征及推断解释：

hs乙2³¹pb(zn、ni、as、cu)苏海图异常位于普查区东南角，异常元素组合较为复杂，是以多金属pb为主并伴有zn、ni、as、cu的元素组合。不规则分布，异常规模大，套合好，强度高，元素种类繁多，pb、zn、ni、as、cu等均具三级浓度分带，浓集中心明显，其中pb峰值623×10^-6，均值120.35×10^-6，zn峰值751×10^-6，均值277.29×10^-6，ni峰值805×10^-6，均值252×10^-6，as峰值421×10^-6，均值244×10^-6，cu峰值345×10^-6，均值58.62×10^-6。异常区出露地层主要为古元古代金水口群白沙河组地层，经初步检查，在正长花岗岩和大理岩接触带上圈出一条矽卡岩铜铅锌矿化蚀变带；在东西向破碎蚀变带中见有铅锌矿化体，证明异常为矿致异常。

hs乙2²⁵ni(cr、pb、zn、sn)异常位于普查区北西角，异常元素组合较为简单，是以多金属ni为主并伴有cr、pb、zn、sn的元素组合。呈分枝状，套合好，强度强，规模大，ni、cr、sn具有三级浓度分带。其中ni峰值1059×10^-6，均值189.83×10^-6，cr峰值1971.0×10^-6，均值289.07×10^-6。异常区出露地层主要为古元古带金水口群白沙河岩组地层，该地层中见有后期侵入的基性岩体，主要为石榴石辉石岩，部分已蚀变为蛇纹岩。经工程验证圈出镍矿化体3条，镍品位基本在0.1-0.2×10^-2，证明该为矿至异常。

hs乙2^25南ni(cr、co、cu)异常位于普查区西南角，异常元素组合较为简单，是以多金属ni为主并伴有cr、co、cu的元素组合。呈分枝状，套合好，强度强，规模大，ni、cr具有三级浓度分带。其中ni峰值979×10^-6，均值109.85×10^-6，cr峰值1971.0×10^-6，均值181.97×10^-6,co峰值63.2×10^-6，均值40.77×10^-6。cu峰值54.2×10^-6，均值43.53×10^-6。异常区出露地层主要为古元古带金水口群白沙河岩组地层，该地层中见有后期侵入的基性岩体，主要为石榴石辉石岩，部分已蚀变为蛇纹岩。经工程验证圈出镍矿化体12条，镍品位基本在0.1-0.2×10^-2，证明为矿至异常。

hs乙2²⁶cr(ni、co、cu)异常位于区内北中部，异常元素组合较为简单，是以cr为主并伴有ni、cu的元素组合。元素种类多，套合好，强度高，规模大，cr、ni、cu元素均有三级浓度分带，此外co元素有富集。其中cr峰值1585×10^-6，均值643.4×10^-6，ni峰值1651×10^-6，均值361.8×10^-6，cu峰值206×10^-6，均值75×10^-6，co峰值82×10^-6，均值53×10^-6。异常区圈出1处镁铁质-超镁特质杂岩体，水系异常与1:1万磁法测量圈出的m3异常较为吻合，圈出36条铜镍钴矿体，证明为矿至异常。

hs乙2²⁷ni(cr、cu)异常位于区内中部，异常元素组合较为简单，是以ni为主并伴有cr、cu的元素组合。元素种类多，套合好，强度高，规模大，ni、cu元素均有三级浓度分带。其中cr峰值397×10^-6，均值212×10^-6，ni峰值805×10^-6，均值289×10^-6，cu峰值345×10^-6，该区出露的为超基性-基性杂岩体，经地表槽探揭露和钻探验证圈出铜镍钴矿体4条，证明异常为矿至异常。

hs乙2²⁸ni(cr、cu)异常位于区内中部，异常元素组合较为简单，是以ni为主并伴有cr的元素组合。呈椭圆状，套合好，强度高，规模大，ni、cr元素均有三级浓度分带。其中ni峰值389×10^-6，均值110.36×10^-6,cr峰值477×10^-6，均值164.02×10^-6。异常区出露的主要辉石岩体和蛇纹岩，岩体局部见有镍黄铁矿化，见有少量后期侵入的基性的岩脉，区内经检查圈出镍矿化体4条，镍品位在0.14-0.19％间，证明该异常由基性岩体引起。

3、土壤测量

1:1万土壤测量元素组合为co、cu、ni，三种元素浓度分带明显，面积大，在矿体出露附近，浓集中心明显，元素含量能圈矿。对hs乙2²⁶号异常进行1:1万土壤测量，其主要异常结果如图3所示，主要异常特征：异常以ni为主，伴生有cu、co元素的综合异常1处，异常呈条带状有，异常呈北北东向展布，异常强度高、规模大，外带和内带基本重合，局部能达到边界品位。cu峰值为3564×10^-6、ni峰值为11560×10^-6、co峰值为302×10^-6。

4、地质填图

夏日哈木地区通过1:1万地质填图了解了矿区内地层、构造、岩浆岩分布规律及地质特征。通过地质填图在矿区内共圈定镁铁质-超镁铁质杂岩体5个，大致圈定了岩体的分布范围，其中在hs26号异常均发现了铜镍硫化物矿化体，基性杂岩体岩性主要为辉石岩、辉长岩及闪长岩。地表辉石岩普遍具有蛇纹石化、碳酸盐化、绿泥石化、孔雀石化、镍华，局部见有少量的镍黄铁矿。

5、高精度磁法测量

区内大面积出露的古元古代金水口群白沙河组和第四纪地层，表现为平稳的负磁场区，δt平均在-100nt左右，磁场强度变化一般不超过100nt。正磁场区分布较分散，主要包括东北角的正磁场区、东南部的正磁异常区，及西北部零星分布的正磁异常带。

磁异常只是在含矿岩体埋深较浅部位有明显反映，埋深较大的部位磁异常特征与围岩没有太大的差异。这与磁场衰减较快，磁异常主要反映的是浅部异常的特性有很大关系。另外，磁梯度测量基本没有什么异常显示，显然梯度测量对类似中等磁异常的岩矿体并不适合。结合以往高精度磁测工作成果可以看出，高精度磁测在大范围内寻找岩体等是非常有效的。异常值一般在400nt左右，异常峰值最高达2500nt。磁异常与圈出的超基性岩体吻合，异常反映了岩体的分布范围；磁异常的强弱与岩体基性程度有关。

磁异常特征及解释推断：

如图5所示，夏日哈木矿区1:1万高精度磁法测量共圈出4处磁异常带，异常编号为m-1、m-2、m-3、m-4。

m-1异常：异常形态为椭圆状，长700m，宽300m，北东走向，δt平均在500nt左右。异常带两侧梯度变化较大，北侧等值线密集，南侧等值线相对平缓，异常峰值达954nt，正负异常差值在1000nt以上。对m-1号异常浓集中心布置了cp1、cp5两条剖面两条1:2千磁法剖面测量，长度2km。c1剖面：该剖面△t曲线跳跃，推断应由多个磁性体引起。经过对该剖面的反演计算，引起该剖面异常的磁性体有7个，皆为北倾，磁化强度分别为3000×10^-2a/m、300×10^-2a/m、4000×10^-2a/m、300×10^-2a/m、4000×10^-2a/m、300×10^-2a/m、4000×10^-2a/m，其中剩余磁化强度较强的磁性体(矿化体)强度一般在3000-4000×10^-2a/m，南部三个主磁性体埋深一般在10-15米，最北部的主磁性体埋深在20-26m，磁性体厚度5-15m不等。cp5剖面：剖面峰值达到1800nt,负异常值达到时-1100nt，剖面曲线呈尖峰状；经初步检查，异常内出露的主要为金水口群组地层，岩性主要黑云母斜长片麻岩、斜长角闪岩等，推断磁异常由深具有弱磁性的地层引起。

m-2异常：位于m-1异常东南侧，两异常相距500m。异常表现为狭长的条带状正磁异常，δt平均在100nt左右。异常带近东西走向，西段异常较窄，在100m左右；东段异常较宽，在400m左右，与1978年在该区圈定的c4-2异常范围相对吻合。对此异常浓集中心进行了1:2千磁法剖面测量，cp2、cp6剖面，对cp2其进行了定量计算，剖面方位0°，剖面长度1km。该剖面呈现明显的三峰正异常，推断有3个主磁性体引起，磁化强度从南至北依次给定3600×10^-2a/m，3000×10^-2a/m、3600×10^-2a/m。产状南部北倾，北部南倾，磁性体厚度为5-10m；cp6剖面是通过异常中心的一条剖面，磁异常两条剖面特征基本相似，都为南高北底，北翼都有负值异常伴生。正常异常的峰值为1200nt。根据cp2反演结果，对最北部的磁性体进行了深部钻孔验证，经验证钻孔中岩性为蛇纹岩，镍品位均在0.1～0.2×10^-2之间，初步认为磁异常由蛇纹岩引起。

m-3异常：异常形态为圆形，半径200m，δt平均在200nt左右。异常边缘δt梯度变化不大，正负异常差值在400nt左右。在该磁异常出发现一处镁铁质-超镁铁质杂岩体，岩体普遍具有铜镍矿化，圈出了36条铜镍钴矿体，在矿石矿物中有大量的磁性矿物，如磁黄铁矿、磁铁矿等，因此磁异常由岩体及磁黄铁矿、磁铁矿等引起。1:1万高精度测量圈定的正磁异常及边部是铜镍矿形成的有利部位。

m-4异常：区内最大的磁异常，异常面积约为1.4km²。总体来看，异常又分为南北两个磁异常，分别编号为m-4-1、m-4-2。m-4-1异常形态为椭圆状，长轴1200m，短轴500m，近东西走向。异常等值线分布均匀，异常带北侧梯度变化较大，南侧梯度变化平缓，峰值达1000nt，正负异常差值在1500nt左右。m-4-2异常紧邻m-4-1异常分布，位于其南侧，异常形态为圆形，异常半径约200m。两异常近平行排列，异常中心相距700m左右，异常间为一近东西向相对低磁异常带，由此推断m-4异常被近东西向断裂分割。对异常进行检查，圈出了一条为北北西向矽卡岩化带，长约800m，宽约0.1-2m，。经地表槽探揭露，圈出一条铅锌矿体。对1:1万土壤异常揭露时圈出4条矿体，其中m4矿体产于矽卡岩中，m1、m2、m3矿体产于破碎蚀变带中。对m-4-1、m-4-2磁异常进行了1:2千磁法剖面测量，对其磁异常进行了定量计算，cp4剖面反演出最北该矿体与地表矽卡岩矿化带中圈出的矿体较为吻合，对该磁性体和矿体该矿体经钻探工程验证，钻孔中均为细粒闪长岩，闪长岩具有弱磁性，在深部也见到了向对应的矿化体，矿体在深部具有变薄、矿化变弱的趋势，未圈出矿体。

6、激电测量

激电中梯工作在试验剖面工作时选择的参数为ab＝1800m，mn＝40m，供电周期为32s，断电延时为200ms。从图4看出，在含矿岩体部位，极化率明显升高，基本都在8％以上，随着矿体埋深变浅，极化率幅进一步增加，最高值达到了13％左右；而电阻率明显降低，矿体埋藏较浅处电阻率<50ω·m，且极化率和电阻率的变化与含矿岩体部位吻合的非常好。

从试验结果可以看出，激电中梯工作在该地区针对多金属矿(尤其是硫化物矿)是一种非常有效的勘探手段。低电阻率(电阻率小于100ωm)高极化率(极化率4-14％)的极电异常能较好的反应岩体的含矿性。对极化率异常区，供电周期延长，异常幅值明显增大，而背景区极化率随供电周期延长幅值变化不大，可见，随着供电时间延长，含硫化物岩(矿)体充电饱和度增高，极发出的极化率信号越明显。

7、重力测量

从图4可知，布格重力异常总体与地形呈正相关关系，但在矿体上方地形起伏不大的地段有一明显的重力高异常，这说明矿体能引起明显的重力高异常。

为能更明显的反映重力异常与矿体的关系，进行剩余异常的求取，方法如下：首先，将2000m以下的地层认为是背景场，通过正常场计算从布格重力异常中减掉，对从地表至地下2000m范围内的地层，利用测定的围岩密度结合地形资料建立模型进行正演计算，得到的结果是不含矿地层应引起的重力异常，再将这个计算结果从已减掉背景场的重力异常中减掉，剩下的残余重力异常基本上是含矿岩体引起的重力异常。从计算结果看，剩余的重力异常与矿体存在明显的对应关系，矿体大约引起了2.2×10^-5m/s²的重力异常，异常峰值区对应矿体富集区，依据物性资料综合分析，剩余重力异常主要由矿体引起，其次为超基性岩体。

布格重力异常总体与地形呈正相关关系，但在矿体上方地形起伏不大的地段有一明显的重力高异常，表明矿体能引起明显的重力高异常。从试验结果看，在具备密度差异的前提下，大比例尺高精度重力工作在区分岩体边界方面是有效的，对具有一定规模的矿体，甚至可直接区分矿体与围岩的边界。

8、eh4

天然场源大地电磁测深试验工作野外施工采用四分量观测方式，即测量ex、ey、hx、hy、四个分量。ex、hx方向要求沿正北方向布设，ey、hy要求沿正东西布设。布极采用森林罗盘仪测量角度，布极方位误差不超过1°，同一测线保持ex方向一致。测点选择在开阔、平坦、土质均匀的地方，电极一般采用标准“+”字形布设，在地形不利、无法采用“+”字形布设时可采用“l”形或“t”形方式布设。电极线布设时全部压实，大线可分段压实；水平磁棒方位经仪器实测，方位误差小于1°，磁棒埋入地下不小于0.3m，埋设前用水平尺量水平，保持水平倾斜<1.5°。所使用的电极要浸泡湿润，电极电位差不大于1mv；不论何种地形，都应保证接地良好，接地电阻不大于2kω。为增强信号强度并减小静态效应，电极距设计为40m，地形不利时可适当缩短；同一方向的两电极相对高差尽可能控制在极距长度的10％以内。本次大地电磁测量主要采集10000hz到0.1hz的电磁信号。观测时间和有效迭加次数要根据实际情况确定，最低频点的叠加次数不少于三次，并要保证所测曲线衔接良好，不出现脱节或跳越现象。检查点在空间、时间上分布均匀，并选在干扰背景平静的地区。检查点的检查观测和生产观测全频段视电阻率、阻抗相位曲线应保持一致，对应频点的数值接近，经编辑、插值后两次观测同一极化模式的视电阻率、阻抗相位的均方相对误差为：mρxy＝3.5％，mρyx＝2.41％；

采用eh4进行音频大地电磁测深工作在试验剖面取得的成果见图4。在矿体所在位置，出现了明显的低阻异常区，横向上与矿体位置吻合的较好。但从反演结果看，异常深度较已知矿体偏深。另外，在1700～1800间上部异常有畸变，经调查发现，该区域受钻机施工影响较大，数据采集质量不高，导致反演结果不理想。

9、csamt

可控源音频大地电磁测深观测系统采用标量可控源采集系统。为满足远场的要求，测区范围平行与发射端连线，处于发射极中点的60度夹角范围内；测量平行发射端的电场分量振幅，以及垂直发射端的磁场分量振幅，求取卡尼亚视电阻率。根据探测深度及规范要求，测量必须满足远场条件。按照目前电磁理论，收发距应为探测深度的7～8倍可以基本满足远区条件，根据实际情况确定收发距为10km。发射极距ab和接收端的信号按平方成正比，所以增大ab极距距离比增大电流效果明显。发射偶极距ab选择2km。根据趋肤深度公式计算最低发射频率，要达到探测深度的要求，发射频率最小应该满足勘探目标的要求，考虑到兼顾浅部和深部信息，最终选择所需频率1～7680hz，将所选择的频率绘制成散点图，横坐标为频率以对数等间隔分隔，纵坐标为一常数。要求频率分布基本上均匀。检查点两次观测的相应视电阻率、相位曲线应形态一致，对应频点的数值接近，相对均方误差m为mρ＝3.32％；mφ＝4.46％。

可控源音频大地电磁测深工作在试验剖面取得的成果见附图4。从电性结构上可以看出，在测线1320～1900测点下方均出现了较为明显的低阻异常，并且在1440～1880测点下方的低阻异常更为明显，同时在测线的左边和右边也出现了明显的高阻体，在测线1320～1440测点下方高程在3250～3050m区域出现了低阻异常，而该异常通过对比钻井验证结果，该区域存在部分的低阻矿体。

可控源音频大地电磁测深的电阻率与含矿岩体有明显的对应关系，效果明显，从试验结果看，可控源音频大地电磁测深工作在这一地区针对夏日哈木这类矿体效果是明显的，是一种可供选择的勘探方法，但是，在工作中应注意以下问题：一是要处理好发射极的接地问题，尽量减小接地电阻，以提高供电电流；二是要尽量选择大功率发电机供电，以增加信号强度，压制干扰；三是发射距的问题，在可能的情况下应尽量加大发射距，以尽最大可能地消除近场效应的影响。

10、探槽揭露及钻探工程验证

通过1:5万水系沉积物测量，圈定ni、cu异常，结合1:1万地质填图填出的5个基性-超基性杂岩体，其中hs26与i号镁铁-超镁铁岩体对应，hs27与ii号镁铁-超镁铁岩体相对应，hs25与iii号镁铁-超镁铁岩体对应，hs28与iv号镁铁-超镁铁岩体相对应，ni、cu、co元素套合性好，异常面积大，强度高，浓集中心明显，分带明显。通过1:1万高精度磁法测量圈定的异常形态、强度及所处的地质部位，夏日哈木矿区共圈定4个磁异常带，正磁场区主要有东北角的正磁场区、东南部的正磁异常区，及西北部零星分布的正磁异常带。结合1:1万土壤测量异常区、1:1万激电测量异常区、1:1万重力测量异常区、1:1万eh4圈定的基性-超基性岩体形态及矿体形态、1:1万csamt圈定的基性-超基性岩体形态及矿体形态，通过地表探槽工程及钻探工程控制检查岩体长约1.9km，宽约700m，面积约1.33km²，共圈出铜镍钴矿体36条，其中m1矿体最大，目前已控制矿体长度1160米，最大延伸940m，矿体厚度一般1.84-295.13m，平均厚度为73.19m；其余矿体规模较小。对hs26号异常区矿石进行了物相分析，该矿石中硫化铜中铜(硫化铜+墨铜矿)、硫化镍中镍及硫化钴中钴的占有率分别为93.53％、98.75％及96.15％，该矿石为硫化矿矿石。在hs26号异常区最西侧施工的zk2309孔中见有厚度为102.37米的矿体，基本为工业矿体，从目前工程控制的岩体形态来看，岩体在走向还是倾向上均具有缩小到膨大的趋势，因此23线西侧具有寻找岩浆型铜镍矿的找矿空间。ⅰ号杂岩体与ⅳ号杂岩体之间的弱小磁异常、ⅱ号杂岩体往东覆盖区的弱小磁异常等，具有寻找隐伏岩浆镍铜硫化物矿床的空间。

总结

夏日哈木矿床为东昆仑地区首次发现的与镁铁质—超超镁铁质杂岩体有关的超大型岩浆熔离型含铜、钴硫化镍矿床。夏日哈木成矿岩体侵位于拉张型岛弧的岩石圈破裂带中，原生岩浆为高镁拉班玄武岩，岩浆源区是位于削减板片之上的富集型岩石圈地幔。本发明在有利的成矿背景区开展1:5万水系沉积物测量，圈出cu、ni异常下限值为cu35.00×10^-6、ni40×10^-6，针对cu、ni异常区进行的1:1万土壤测量异常下限值为cu35.00×10^-6、ni40×10^-6，同步开展的1:1万专项填图，圈出镁铁质-超镁铁质杂岩体及地表镍铜矿化露头，eh4、csamt在矿体出现的位置出现了明显的低阻异常区，综合1:1万高精度磁法、重力、激电异常等方法，夏日哈木铜镍矿体的重要找矿标志为强磁性(400～2500nt)、高密度(4～5×10^-5m/s²剩余重力异常)、低阻高极化特征(ρs：≤100ω.m、ηs：7％-12％)，表现为“三高一低”异常组合。根据夏日哈木铜镍矿地质特征、地球化学及地球物理特征，按照“成矿地质背景+水系沉积物测量+土壤测量+高精度磁测+专项填图+激电测量+重力测量+eh4+csamt”勘探技术方法组合特征缩短寻找岩浆熔离型铜镍矿找矿周期、提高找矿效率。