地层出露概况描述要点:
1、新黄土:浅**(或灰**、棕**,如局部像水稻田中的耕土颜色则为灰褐色),干燥,松散(多为表层,其特征为铲锹一锹到底)~硬塑,(局部坚硬,视具体情况而定,硬塑为稍有强度,相对难挖;坚硬状为难挖),土质均匀,具大孔隙(有的含较多虫孔及白色硝酸、碳酸盐粉末、晶体),竖向节理发育明显,顶部含少量植物根系,具湿陷性。
2、老黄土:褐**,干燥-稍湿,硬塑~坚硬,土质均匀,结构较紧密,含少量钙质结核。(注意:新老黄土总体以粉粒(0075~0005mm)为主,含量50-75%(粉砂样的感觉),粘粒次之,一般无粗大颗粒及明显层理) 。
3、粉质黏土(黏土或砂质黏土):紫红色,棕红色,稍湿,硬塑-坚硬,无摇震反应,干强度中-高,韧性中等。(含少量砂粒,岩芯切面稍粗糙,有铁锈色样的铁锰质浸染物, 又形像的俗称“蒜瓣土”) 。
4、细(粗)圆砾土:黄褐、灰褐色,稍湿-湿-饱和(视稳定水位而定,一般稳定水位以下都为饱和),中密,砾石成分主要为砂岩,粒径为2-20mm(20-60mm),个别可达 mm,圆棱状,充填物为黏性土及砂。
5、强风化泥岩(或相变为砂质泥岩及粉砂岩):灰红、紫红色,原岩结构已大部份被破坏,裂隙发育,岩芯较破碎,岩芯呈碎块状、饼状、短柱状,敲击声哑,手掰易碎。
6、中风化泥岩(或相变为砂质泥岩及粉砂岩):(泥岩总体无砂感,容易风干易裂再吸水便崩解的特性)灰紫红、灰红、紫红色(局部夹灰绿色),中厚层状构造,裂隙稍发育,岩芯较完整,岩芯以柱状为主,柱长一般为10-30cm。最长为 cm,RQD= %(为弱风化总的大于10cm岩芯与总弱风化岩钻探进尺比值的百分数),岩芯采取率为 %,岩芯较硬,手掰不易断。
7、强风化砂岩(或相变为砂质泥岩及粉砂岩):青灰、灰白色,砂质结构,中厚层状构造,裂隙发育,岩芯较破碎,岩芯呈碎块状、饼状、短柱状。(局部夹薄层泥岩或砂质泥岩。应视具体情况写)。
8、弱风化砂岩(有砂感,可以看到里面的长石、石英颗粒,岩芯切面稍粗糙):青灰、灰白色(视具体而定),砂质结构,中厚层状构造,岩芯较完整,岩芯以柱状为主,柱长一般为10-40cm。最长为 cm,RQD= %,岩芯采取率为 %,岩芯较硬,敲击声较清脆、不易断。
查汗萨拉金矿床包裹体研究,主体矿物为方解石和石英,其中石英为矿石中含硫化物石英细脉,方解石为晚期不含矿的穿切矿石的方解石脉。本次工作对石英脉和方解石脉完成了包裹体岩相学观察、均一温度测温,激光拉曼成分实验,估算了流体盐度、密度、压力,最后分析了成矿流体的物理化学条件演化与成矿作用。
查汗萨拉金矿属典型的构造破碎蚀变岩型金矿床,石英脉、硫化物-石英脉、碳酸盐岩脉较不发育。本次研究样品采自Ⅱ号矿段的坑道、采场和钻孔岩芯中的金矿石中。在Ⅱ矿段采集了5件矿化硅化粉砂岩、闪长岩样品,其中石英细脉约08~10cm充填于闪长岩与硅化粉砂岩之间,石英脉中含黄铁矿、多金属硫化物;采集了5件穿切蚀变岩型矿石的网脉状方解石脉,其中方解石晶体粗大,基本未见硫化物矿化,可能为矿化晚阶段的形成。磨制两面抛光的包裹体片进行岩相学研究和显微测温工作。流体包裹体室温下形态及岩相学特征的显微观察在中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室资源勘查实验室完成。
矿石中石英脉里含有大量的流体包裹体,形状有椭圆形、圆形、长条形、多边形及不规则状。根据室温下流体包裹体成分以及室温下存在的相态特征(图3-68),将查汗萨拉金矿石英中包裹体分为3种类型:①气液两相包裹体(Ⅰ),由盐水溶液和水气泡两相组成;②富CO2三相包裹体(Ⅱ),由盐水溶液、液相CO2和气相CO2组成,可能含有其他挥发分;③富液相包裹体(Ⅲ),为水溶液包裹体,只存在单一液相。
Ⅰ型包裹体分布广泛,为该矿床的主要包裹体类型,孤立产出或沿生长带分布,大小介于2~14μm,气液比介于005~08,室温下常呈气液两相,液相无色透明,气相透明,但微带粉红色。Ⅱ型包裹体较少见,在室温下呈三相,最外层为透明的液相盐水,内含液态CO2,最里面为CO2气泡,两个CO2相均呈暗色。Ⅲ型包裹体多数为次生包裹体,为单一液相,无气泡发育其中,呈椭圆状,大小介于2~5μm,体积较小,多呈线状沿主矿物裂隙分布,在室温下呈无色透明状。
方解石中包裹体发育,大部为气液两相包裹体,常多个共同产出,富含CO2气液包裹体和纯CO2包裹体非常少见,常孤立散布,多见次生包裹体沿愈合线成带状分布。包裹体形状多规则,可见浑圆形、椭圆形包裹体。流体包裹体较大,多小于5μm×5μm,最大者可达10μm×14μm。原生包裹体可分为3类:Ⅰ类为气液两相水溶液包裹体,由盐水溶液和气泡组成,气相充填度<30%且两相界限清晰,包裹体气泡呈淡粉色而液相透明无色,而富气相包裹体因气相充填度较大整体呈淡粉色(图3-69A,B,C,D);Ⅱ类包裹体为富CO2三相包裹体,由盐水溶液、液相CO2和气相CO2组成,可能含有其他挥发分,大小介于2μm×4μm至8μm×8μm,气相充填度介于30%~70%,液相CO2和气相CO2呈淡粉红色(图3-69E);Ⅲ类包裹体为CO2两相包裹体,由液相CO2和气相CO2组成,并含有少量其他挥发分,纯CO2气液两相包裹体在显微测温时均一温度通常低于311℃,表明其成分以CO2为主,大小介于2μm×3μm至6μm×8μm,气相充填度介于20%~100%,形状不规则气液CO2呈墨绿色(图3-69F)。
图3-68 查汗萨拉金矿石英中的流体包裹体照片
图3-69 查汗萨拉金矿方解石中的流体包裹体照片
流体包裹体室温下显微测温在中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室资源勘查实验室完成。实验室测温使用仪器为Linkam600型冷热台,其温度控制范围为-196℃~600℃,精度为01℃,升降温速率为01~130℃/min。重点对石英中的Ⅰ类气液两相包裹体进行了完全均一测温(Th)和冰点(TmIce)测温,对Ⅱ类富CO2三相包裹体进行完全均一测温(ThTOT)、笼形物消失温度(TmClath)和CO2气液相均一温度(ThCO2)的测试,其次对方解石中的Ⅰ类和Ⅱ类采用上述方法,对三类进行气液相均一温度(Th)的测试的测试。
石英中流体包裹体完全均一温度范围为142℃~399℃,主要峰值为180℃~220℃、260℃~340℃(图3-70),计算石英中δ18OH2O时,选取的完全均一温度为270℃。Ⅰ型包裹体完全均一温度为142℃~391℃,冰点为-49℃~-10℃。Ⅱ型包裹体完全均一温度为288℃~399℃,CO2固相出熔温度-600℃~-597℃,CO2·575H2O笼形物消失温度为88℃~94℃,CO2相均一温度为15℃~21℃(图3-71)。王居里等(1995)对天格尔金矿带上不同区段黄铁矿的爆裂法测温结果表明,成矿温度范围为170℃~410℃,陈衍景等(1998)对望峰金矿床流体包裹体均一温度的研究表明成矿温度范围为240℃~360℃,与查汗萨拉金矿成矿均一温度峰值相近。
图3-70 查汗萨拉金矿床石英中流体包裹体完全均一温度
图3-71 查汗萨拉金矿床流体包裹体冰点、部分均一、笼形物、固相初溶显微测温直方图
方解石中流体包裹体完全均一温度范围为118℃~375℃,主要峰值为150℃~180℃、240℃~300℃(图3-72)。Ⅰ型包裹体完全均一温度为142℃~391℃,冰点为-42℃~-06℃。Ⅱ型包裹体完全均一温度为297℃~341℃,CO2固相出熔温度-592℃~-590℃,CO2·575H2O笼形物消失温度为85℃~95℃,CO2相均一温度为179℃~270℃。Ⅲ型包裹体CO2完全均一温度为155℃~270℃,CO2固相出溶温度为-600℃~-595℃。
图3-72 查汗萨拉金矿床方解石中流体包裹体完全均一温度
本次研究针对查汗萨拉金矿石中的石英脉和晚期穿插矿石的方解石脉进行了流体包裹体激光拉曼成分测试,结果见图3-73。
图3-73 查汗萨拉金矿矿石中石英流体包裹体成分
刘养杰等(1994),陈衍景等(1998)对邻近依连哈比尔尕构造带的望峰、萨日达拉构造破碎蚀变岩型金矿流体包裹体成分进行了研究,流体包裹体气相成分主要由H2O、CO2、CH4、CO、H2和N2组成。流体包裹体液相成分主要是K+、Na+、SO2-4,其次为Cl-、F-,成矿流体中SO2-4较多说明(HS)-的存在。查汗萨拉金矿石英流体包裹体中成分主要有CO2-3、SO2、CO2、CH4、H2S和N2,与上述矿床流体包裹体成分类似,反映成矿流体为弱还原性流体,同时在包裹体中还发现了N2,这可能预示着流体并非单源,有其他来源流体的混入。H2S的存在说明金矿热液中金可能主要以硫络合物的形式迁移,这类似于国内大多数构造破碎蚀变岩型金矿床包裹体成分。
根据流体包裹体显微测温结果结合前人总结的相关公式,可以计算出成矿流体样品的包裹体盐度、密度及均一压力,了解成矿物理化学环境。
包裹体盐度
对于Ⅰ型气液两相包裹体,利用刘斌等(1999)总结盐度计算公式:
S=000+178t-00442t2+0000557t3(0~233%的NaCl溶液)
式中:S为盐度(%),t为冰点降低的温度(℃)
对于Ⅱ型富CO2三相包裹体,利用笼形物溶解温度Tc值,利用Bozzo等(1973)计算公式:
S=1552022-102342t-005286t2(-96℃≤t≤10℃)
式中:S为盐度(%),t为CO2水合物的溶解温度(℃)
矿石石英脉中Ⅰ型包裹体冰点为-49℃~-10℃,盐度为224%~773%,Ⅱ型包裹体CO2·575H2O笼形物消失温度为88℃~94℃,盐度为122%~239%;晚期不含矿方解石脉中Ⅰ型包裹体冰点为-42℃~-06℃,盐度为105%~674%,Ⅱ型包裹体CO2·575H2O笼形物消失温度为85℃~95℃,盐度为102%~296%。
包裹体密度
对于Ⅰ型气液两相包裹体,根据刘斌等(1999)总结水溶液包裹体密度的经验公式:
ρ=A+Bt+Ct2(盐度S在1%~30%之间)
式中:ρ为盐水溶液密度(g/cm3),t为均一温度(℃)。A、B、C为盐度的函数
西天山莱历斯高尔-达巴特一带与斑岩相关的铜钼金矿产预测
对于Ⅱ型富CO2三相包裹体,根据Sterner等(1991)提出包裹体中流体总密度计算公式:
ρ=0999839×(1000+584428×m)/{1000+0999839×(1243×m+307×m15-002×m2)
+52777×10-5×tc-10113×10-5×tc2+93537×10-8×tc3}
式中:ρ为CO2气-液均一化时水溶液相的密度(g/cm3),m为水溶液中NaCl的质量摩尔浓度,tc为CO2气-液均一温度(℃)。
Ⅲ型纯CO2包裹体流体密度,参照龚庆杰(2004)Geofluid10软件计算
矿石石英脉中Ⅰ型包裹体密度0669~0983g/cm3,Ⅱ型包裹体密度为067~0926g/cm3;晚期不含矿方解石脉中Ⅰ型包裹体密度0669~0983g/cm3,Ⅱ型包裹体密度为0858~0924g/cm3,0178~0815g/cm3。
包裹体压力
对于Ⅰ类气液两相包裹体,利用刘斌等(1999)总结公式来计算均一压力:
西天山莱历斯高尔-达巴特一带与斑岩相关的铜钼金矿产预测
式中:w=(TH2O+001)2-2937×105;Y=(64727-TH2O)125;em=ln10;z=TH2O+001;TH2O=exp[lnT/(A+B×T)],
其中
A=1+593582×10-6×m-519386×10-5×m2+123156×10-5×m3
B=m×(11542×10-6+14125×10-7×m-192476×10-8×m2-170717×10-9×m3+10539×10-10×m4);E0=1250849,e1=-4616913,e2=3193455×10-4,e3=11965×10-11,e4=-1013137×10-2,e5=-57148×10-3;T为均一温度(K),m为盐度(质量摩尔浓度),与质量百分数的关系为:m=1000×S÷584428÷(100-S),S为盐度(%)。
对Ⅱ型富CO2三相包裹体,流体包裹体均一压力根据龚庆杰(2004)Geofluid10软件来近似估算。
Ⅲ型纯CO2包裹体均一温度,参照龚庆杰(2004)Geofluid10软件计算。矿石石英脉中Ⅰ型包裹体均一压力为709×105~16355×105Pa,Ⅱ型包裹体均一压力为187029×105~240783×105Pa;晚期不含矿方解石脉中Ⅰ型均一压力为194×105~21555×105Pa,Ⅱ型包裹体均一压力为1976×105~203146×105Pa,Ⅲ型包裹体均一压力为515×105~673×105Pa。
在国土资源部同位素地质开放研究实验室对矿石中石英单矿物样品进行了H、O同位素组成分析。H同位素分析针对石英中的流体包裹体,首先在150℃真空条件下去气4h以上,除去矿物中吸附水和次生流体包裹体;在200℃~350℃下采用加热爆破法提取原生流体包裹体中的H2O,并在400℃条件下与Zn反应30min制取H2;最后在MAT-251EM质谱仪上测定同位素比值。δ18D使用V-SMOW计算,精度±2%。O同位素分析针对石英矿物,用BrF5和石英样品在500℃真空中反应提取矿物氧,并与灼热石墨棒燃烧转化成CO2气体,在MAT-253质谱仪上分析O同位素组成;δ18O以SMOW为标准计算,精度为±02‰;与石英平衡流体中水的δ18OH2O值由石英δ18O依据1000lnα石英-水=338×106/T2-34(郑永飞和陈江峰,2000)计算。石英及相关成矿流体中水的H、O同位素组成见表3-29。
表3-28 新疆西天山查汗萨拉金矿流体包裹体显微测温及物理化学参数估算表
对矿石中矿化晚阶段方解石样品的C、O同位素组成分析在地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。分析采用IRMS(Isoprime)仪,δ18C和δ18O分别以V-PDB和V-SMOW标准计算,精度均为±02‰。分析结果见表3-29。
表3-29 新疆西天山查汗萨拉金矿碳、氢、氧同位素组成
注:δ18OH2O依据1000lnα(石英-水)=338×106/T2-34计算得到(T=270℃);石英样品由国土资源部同位素地质开放研究实验室分析;方解石样品由地质过程与矿产资源国家重点实验室分析。
铁路勘察野外编录描述格式
1填土:(有一种或几种材料组成(不)含杂物或含杂物很多(少)的土)注:如果有夹杂物,要在最后特别注明。(如夹有少量沙类土等)。
杂填土:颜色,潮湿状态,密实程度,岩芯呈,主要成分以为主,含少量。 素填土:颜色,(判定是什么土(黏性土、砂类土),在根据某种土的具体情况描述,)夹有。
耕植土:颜色,塑性状态,岩芯呈,夹有少量(大量)植物耕系或有机质。
2黏性土:(黏土、粉质黏土、有机质粉质黏土)注:如果有夹杂物,要在最后特别注明,无可塑。(如有机质粉质黏土含有有机质等)。颜色,塑性状态(坚硬、硬塑、软塑、流塑、),夹有少量姜石(%的姜石),岩芯呈短柱状及饼状,手搓稍有黏性,有砂感,钻进正常,土质是否均匀。
3粉土:颜色,潮湿程度,(稍湿、潮湿、湿、),密实程度(稍密、中密、密实)手搓有砂感,岩芯呈,注:如果有夹杂物,要在最后特别注明。无松散,粉土不描述成分和粒径。
4碎类石土:[卵石土、粗圆(角)砾、细圆(角)砾],颜色,潮湿程度,(潮湿、湿、水位以下为饱和),密实程度(松散、稍密、中密、密实),颗粒形状(圆形、亚圆形、棱角形、次棱角形),主要以、、岩为主,一般粒径~mm,最大粒径mm,颗粒是否均匀,主要以充填,进尺钻机。 注:如果有夹杂物,要在最后特别注明。
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