浅析西藏东坡蛇绿岩体深部结构的地球物理特征及其找矿意义

作者：张毅  

     针对青藏高原的构造运动、雅鲁藏布江缝合带的开合以及沿缝合带蛇绿岩体的形成运移与铬铁矿关系已有众多的成果，这为地球物理的探测和资料解释奠定了基础。本区已经进行过区域性航空磁测、区域重力及大地电磁法的大量剖面工作。2009-2013年期间，笔者沿江缝合带的众多岩体进行了反射地震、大地电磁、重力和磁力探测，本文是在准确进行航磁异常定位后综合研究了岩体深部电阻率、地震波速度和磁性等特征，提出了东坡含铬蛇绿岩体深部结构地球物理找矿模式。沿缝合带的深部地球物理探测结果只是反映了蛇绿岩体当前的赋存状态和地球物理结构的特征，并未探讨蛇绿岩体漫长的地质历史和复杂的成因，仅仅是从矿体赋存空间上提出的找矿模式。

1  雅鲁藏布江缝合带的航磁异常特征

  东坡、普兰、当穷等含铬蛇绿岩体处于雅鲁藏布江西段南岸，沿江岩体周边没有其他磁性体的干扰，且地表出露的较好，规模巨大，与航磁、地面磁测圈定的岩体范围吻合，具有确定的对应关系。可以确认此处航磁△T异常是由含铬蛇绿岩体形成（图1）。

  具有代表性的东坡等岩体的航磁异常位于雅鲁藏布江西段南岸的20 km处，与普兰、当穷岩体呈北西方向排列着，3个航磁异常又各自独立。图2给出了东坡岩体经数据处理后的航磁异常图以及与地质图对比的相关图件。其中东坡岩体(图2-a)由于斜磁化影响航磁是正负伴生的异常，其位置与地质图上出露的蛇绿岩体分布范围基本吻合，由于第四系覆盖致使蛇绿岩体露头不是相连接的，可是在化极与上延处理后，岩体航磁异常与岩体范围成为单一的正磁异常（图2-b），随着上延高度的增大到5 km(图2-b)时东坡航磁异常成为单个中心（郎宗村南）的完整航磁异常(图2-c)，表明地表出露的岩体在一定深度下归于一体，而且，北陡南缓。可见，航空磁测资料能够较好地反映出整个岩体的特征。

  东坡岩体的航磁异常与地表出露岩体的关系实际上也代表了沿雅鲁藏布江南岸普兰、当穷等几个超大型蛇绿岩体的航磁异常产状特征。相对范围小的罗布莎一泽当岩体亦有同样类似的航磁异常特征。

  东坡蛇绿岩体以含镁高的方辉橄榄岩和纯橄岩为主体，二辉橄榄岩较少。在地表岩体出露规模大，其中方辉橄榄岩占岩体总面积的70%～80%，铬铁矿含量不大。块状铬铁矿石多产于纯橄榄岩与方辉橄榄岩接触带处，而浸染状矿石多在纯橄岩中。近岩体的岩石多被构造破坏或被强烈蛇纹石化，岩体北带蛇纹石化宽度达数百米。纯橄岩散布在岩体中心或边部方辉橄榄岩中。据研究东坡岩体属于亏损地幔橄榄岩，是具有铬铁矿找矿前景的岩体。强蛇纹石化通常是形成磁铁性矿物和较强磁异常的成因。

2东波岩体航磁与地磁异常特征

  东坡岩体航磁异常化极上延后成为近圆形的异常，意味着东坡岩体应是在不太厚的第四纪覆盖层下的深部完整的岩体，也就是说地表出露的岩体在覆盖层下为一个整体，其范围与化极后上延的航磁异常范围一致（图2-c）。在该岩体范围内已完成了2条地面磁测剖面（图2），其中1线位于东坡航磁异常的西侧，2线剖面穿越了航磁异常的中心部位。现将航磁异常与1线、2线的地面磁测及重力剩余异常绘于图3上。

  由图3可见，航磁化极后主异常范围正好与地面磁测呈锯齿状、剑锋状突变而起伏较大的岩体地磁异常范围一致，这进一步证明航磁和地磁异常都与东坡蛇绿岩体有关。图3中部变化较大的地面磁异常反映出岩体上部的磁性体分布不均匀，从而形成锯齿状、剑锋状的磁异常。

3含铬蛇绿岩体磁异常与岩石磁性分析

  1)沿雅鲁藏布江缝合带自西向东近2 km内，几乎所有的蛇绿岩体都具有明显的航磁异常。

东坡蛇绿岩体不仅是其中规模较大，而且是其周边磁性干扰少的岩体之一，因而可作为典型实例。该岩体在航磁图上呈现的磁异常完整，且与地表观测到的岩体分布范围吻合，而其地面磁测获得的磁异常与出露或浅覆盖区内岩体的边界也无例外的一致，说明二者具有一致性，故可以依据航磁与地面磁测的磁异常确定蛇绿岩体浅部的分布范围一

  2)地面磁测异常主要呈锯齿状、正负磁异常值变化较大的特征，说明岩体的磁性分布不均匀，且具有较强的剩余磁性。在航磁图上磁异常是呈正负相伴、北负南正的异常特征，化极处理后可以得到与岩体分布范围非常吻合的正磁异常，整体上形成以感应磁化强度为主的磁异常。

  3)航磁与地面磁测的磁异常形态差异较大的原因是地表岩石的蛇纹石化在岩体中分布不均匀的。地质研究表明，蛇纹石化是在一定温度、含水等条件下形成的，并使磁铁矿在局部地方富集。在蛇绿岩带中蛇纹石化是较普遍的，但在岩体内部较弱，主要在边缘部分，甚至围岩中也存在蛇纹石化，所以在岩体边部常有变化剧烈的磁异常。而出现地表出露岩体的锯齿状的地面磁异常与同一位置的航磁异常在磁异常的形态和强度上都有很大差异（图3～4），这说明：(1)地表磁测的资料主要是反映地表和浅部磁性矿物分布，而航磁异常是深部整个岩体的磁性体的反映。因而，不可能依据地面磁异常推算出整个岩体的特征，也不可能用地面浅部的剖面磁性资料去延拓出类似航磁异常整体形态及特征；(2)岩体存在深部磁性矿物的事实对航磁资料解释很重要，在探讨岩体深部结构时应重视深部蛇纹石化或其他深部原因可能使岩石深部产生相对富集的磁铁矿物，从而造成了蛇绿岩体的航磁异常。

  4)蛇绿岩体的磁性主要决定于岩体磁铁矿含量，对东坡、普兰、罗布莎岩体部分岩石标本的磁性测定结果表明，磁化率和剩余磁化强度较大的岩性是：蛇纹石化方辉橄榄岩、蛇纹岩、蛇纹石化石英菱镁岩、纯橄榄岩、铬铁矿石等。蛇绿岩体的岩石中主要矿物中铁的氧化物含量是较高的，但是蛇绿岩体中磁性高低不决定于其铁和铁氧化物含量，通常，蛇绿岩体

在蛇纹石化或其他热液活动条件下，当Fe0和Fe203被氧化形成Fe3O4时才具有了较强的磁性，才能对磁异常形态与强度发生影响，有学者已论证过这种氧化过程中矿物生成与磁异常间的关系。

  沿雅鲁藏布江缝合带的含铬蛇绿岩体具有完整的航磁异常，它在化极和向上延拓处理后保持与地磁异常及岩体范围的吻合。东坡等岩体沿雅鲁藏布江南岸的分布都具有单岩体的航磁异常。其中不论是巨大岩体还是较小的地表出露岩体，均为近东西和北西方向有限延伸的，并且向下延伸最大可达10 km。本区岩体整体上是以感应磁化为主的磁性体，只有蛇绿岩体才具有较强的磁化率，而岩体地面磁性又是不均匀的，且都是由蛇绿岩体中蛇纹石化引起的，使整个岩体存在相对富集的磁性体部位，可能正是蚀变矿化作用最发育部位也是有利于成矿的部位。因而，在对该区航磁与地面磁测的磁异常对比分析基础上，应重视并合理解释局部磁异常的变化，这些部位是蚀变作用强烈的部位，也是成矿潜力较大的地方。

4反射地震剖面的解释

  图5给出了东坡岩体上南北剖面的反射地震叠前偏移剖面，图上与地表出露的蛇绿岩体相对应的部分(Tl)是以多相位、低频、强振福为特征，同向轴不连续，它占据剖面上部的主要位置；其下部T2范围内反射能量明显低于Tl的区域；剖面北部为明显不同于Tl的地表出露三叠纪地层的特征(T3)，呈多组平行的南南西向倾斜的同向轴反射特征。依据图5的特征结合大地电磁法和航磁异常特征，我们可以对东坡岩体深部构造作出综合解释，从而给出新的找矿模式。

  (1)规模巨大的东坡蛇绿岩体以图5中Fl、F2两断裂带限定了深部呈锅底状，向下延伸近10 kni，由航磁异常换算的磁性体上顶深度达1.5 km，岩体蛇纹石化生成的磁铁矿是磁异常的主要原因，地面磁测证明地表岩体磁性矿物主要分布在岩体周缘，岩体内部仅有星零的分布，故地面磁异常能够较好地圈定出岩体范围。

  (2)航磁异常的反演结果说明该岩体深0.5～3.0km处存在磁性体，在反映地震剖面中给出了蛇绿岩体下方的反射强度变小的T2可能正是蛇纹石化较深的部位；因含水体积膨胀而密度降低、电阻率降低，磁性增大（图5），这是东坡岩体深部与地表出露的蛇绿岩体不同之处，也是在找矿中值得重视之处。可近地表的岩体低阻体与航磁异常的深度相当(1.5~3.0 km)。

  (3)东坡岩体与普兰岩体罗布莎一泽当岩体深部均有较大范围的低阻体存在，且紧伴着岩体下部，由于多方面的原因，东坡岩体的大地电磁法与地震剖面不在同一线上，但图6已表明岩体下部有较大的(深4.5～15.0 km)低阻体，与岩体上部有差异的，反射地震剖面中T3范围可能是经受蚀变矿化的部位，又可能是直接来自地幔源的残留物质。推测规模巨大的岩体中应该考虑反射地震特征划出的T2区是有希望找到深部矿的部位，这里同时具有由航磁异常、低阻体异常、相对低速特征，为找矿提供了依据（图6）。

  (4)在东坡岩体的F3、F4强反射界面表明印度板块中上地壳向北推进的滑动面。可能与印度板块地壳向北的滑脱界面MHT有关。这与罗布莎等岩体深部结构相似。

5结论

  利用地面磁测和航磁资料反演深部磁性体的位置，结合大地电磁法浅部1.5～3.0 km的低阻体范围，以及岩体弱反射部位(T2)圈定出了可能是矿化蚀变较强的部位，是找矿的有利地段。该岩体下方5.0～20.0 krn深度上的低阻体可能来自深部幔源物质的熔融体，在经历多期上涌、推覆、位移，经受了长期特提斯洋开合的过程到达此位置。提要：在西藏西部雅鲁藏布江南岸的东坡岩体进行了多种方法的地球物理探测，由地面磁测精确定位的航空磁测异常反演了东坡岩体深部磁性体范围；反射地震探测划分出了与地表出露蛇绿岩体反射波特征不同的岩体下部弱反射部位；同时，由大地电磁法确定了岩体下部的低阻体也都处于大致相同的部位。地面出露的蛇绿岩体向下延伸，整体呈锅底状，其中部具有较低电阻和弱反射波特征，同时，在1.5～3.0 km范围的磁性矿物相对较发育，可能正是含铬岩体矿化蚀变作用较强的地段，在罗布莎矿区有类似的特征，这对找矿是有利的部位。

6提要：在西藏西部雅鲁藏布江南岸的东坡岩体进行了多种方法的地球物理探测，由地面磁测精确定位的航空磁测异常反演了东坡岩体深部磁性体范围；反射地震探测划分出了与地表出露蛇绿岩体反射波特征不同的岩体下部弱反射部位；同时，由大地电磁法确定了岩体下部的低阻体也都处于大致相同的部位。地面出露的蛇绿岩体向下延伸，整体呈锅底状，其中部具有较低电阻和弱反射波特征，同时，在1.5～3.0 km范围的磁性矿物相对较发育，可能正是含铬岩体矿化蚀变作用较强的地段，在罗布莎矿区有类似的特征，这对找矿是有利的部位。