甘肅省肅北蒙古自治縣黑山鎳銅礦地質(zhì)找礦淺析

尹茂紅，王多清，周 河，高達(dá)元，孫 彬

（甘肅省金川集團(tuán)公司，甘肅 金昌 737100）

甘肅省肅北蒙古自治縣黑山鎳銅礦地質(zhì)找礦淺析

尹茂紅，王多清，周 河，高達(dá)元，孫 彬

（甘肅省金川集團(tuán)公司，甘肅 金昌 737100）

肅北黑山銅鎳礦區(qū)構(gòu)造位置屬于塔里木板塊東北邊緣，處于多期板塊拼裂而形成的復(fù)雜造山帶上。本文從區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征、近幾年的鉆孔施工以及物化探施工等幾個(gè)方面探討了肅北黑山銅鎳礦找礦靶區(qū)的找礦靶區(qū)。通過分析認(rèn)為，1)礦體延傾向的方向尚未控制，延傾向的方向具有較大找礦潛力。2)黑山鎳銅的礦體數(shù)目多，小礦體大多是單孔控制，小礦體延縱向方向的找礦潛力不可忽視。3)對(duì)7勘探線以西，20線以東的巖、礦體的的延伸和賦存狀態(tài)研究程度不夠，礦體的走向方向礦體有可能延伸，是找礦的有利區(qū)段。

黑山鎳銅礦；地質(zhì)找礦；靶區(qū)；淺析

甘肅省肅北蒙古族自治縣黑山銅鎳礦經(jīng)過了幾輪勘探,對(duì)礦體的延伸及走向進(jìn)行了大概的控制，對(duì)于下一階段的找礦方向，本文在前人地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上,通過系統(tǒng)研究輸理礦體的形態(tài)，研究前期鉆孔揭露礦體的特征,提出了礦區(qū)下一步找礦的思路，對(duì)該地區(qū)進(jìn)一步礦產(chǎn)勘查具有一定的參考價(jià)值。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

黑山銅鎳礦區(qū)位于甘、新、蒙相鄰地區(qū)。地處塔里木板塊與哈薩克斯坦兩大板塊的對(duì)接部位?？辈閰^(qū)位于塔里木板塊東北邊緣的北山裂谷帶 （左國(guó)朝）（如圖1所示）。

圖1 新甘蒙相鄰地區(qū)大地構(gòu)造略圖

北山裂谷帶位于天山褶皺帶之南、塔里木克拉通北緣，是一個(gè)NEE向的古生代裂谷，從新疆東部延伸至甘肅北部，星星峽斷裂和坑抵-課帕-柳園斷裂構(gòu)成了其北界和南界。裂谷帶內(nèi)的沉積巖主要是古生代地層，元古代基底出現(xiàn)在裂谷帶中部和北部；巖漿巖以大面積出露的華力西期巖的中酸性巖為主，基性-超基性巖體也較常見，加里東期的巖漿巖出露較少（如圖2所示）。（含鎳、銅）基性超基性—超基性雜巖體沿裂谷帶深大斷裂的次級(jí)斷裂帶分布。

圖2 北山裂谷帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

區(qū)內(nèi)各時(shí)代地層均有分布，以元古界分布最廣，下古生界十分重要。前長(zhǎng)城系、長(zhǎng)城系及志留系均見海相火山巖，奧陶系及石炭—二疊系為裂陷海槽碎屑巖與中、基性熔巖、火山碎屑巖；泥盆系及上二疊統(tǒng)為山間火山—磨拉石沉積建造。中新生界為陸相沉積。

北山地區(qū)的中晚元古宙地層從下至上為長(zhǎng)城系白湖群、薊縣系平頭山組、青白口系大豁落山組和震旦系洗腸井組。

元古代、古生代及中新生代地層出露較全，缺失的地層包括三疊系地層、下泥盆統(tǒng)、上石炭統(tǒng)等單元。三疊系地層的缺失暗示古生代末期-中生代早期劇烈的構(gòu)造隆升，古生代內(nèi)部不整合非常發(fā)育，說明古生代該區(qū)構(gòu)造活動(dòng)非常劇烈，特別是泥盆-石炭系大量的火山巖表明這個(gè)時(shí)代巖漿作用較其它時(shí)

代強(qiáng)烈。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于雙鷹山斷裂帶南側(cè)，澤魯木—大豁落山背斜褶皺內(nèi)，屬黑山—大豁落山—月牙山斷裂帶，帶內(nèi)褶皺和斷裂均發(fā)育。該帶西起廟廟井，經(jīng)雙鷹山東抵大豁落山，東西斷續(xù)延伸800km，寬6～10km，由發(fā)育在中、上元古界和下古生界中的數(shù)條規(guī)模宏大的逆沖斷裂和派生斷裂以及間夾的褶皺組成。逆沖斷裂群既有北傾，亦有南傾者，呈疊瓦式或?qū)_構(gòu)造，具分叉交織現(xiàn)象。帶內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，從超基性到酸性均有。斷裂帶東西兩端與北東向構(gòu)造的交匯部位，對(duì)大規(guī)模巖漿侵入活動(dòng)有控制作用，黑山基性—超基性巖體位于本帶兩條主干斷裂之內(nèi)。元古代地層作為基底廣泛出露，早古生代中上寒武統(tǒng)以蓋層出露。歷經(jīng)多期運(yùn)動(dòng)，已褶皺的地層受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈影響，導(dǎo)致了區(qū)內(nèi)褶皺重復(fù)，斷裂交織，形成十分復(fù)雜的構(gòu)造格架。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要有破城山斷裂帶，玉石山斷裂帶，營(yíng)毛沱山—白湖斷裂帶和廟廟井—雙鷹山斷裂帶，多為一系列北東東—東西向的逆斷層，傾向南或北，傾角55°～75°，具破碎帶、角礫巖、拖褶曲、三角面標(biāo)志，局部有糜棱巖出現(xiàn)。

礦區(qū)中部背斜為一條貫穿東西的大倒轉(zhuǎn)背斜，由青白口系大豁落山群上巖組和下巖組組成。巖性主要為絹云硅質(zhì)板巖、千枚巖、石英方解石大理巖。長(zhǎng)超過2000m，傾角約70°，走向約110°。背斜西段有南傾的正斷層F4通過，南側(cè)還有逆斷層F5、F6（表1）。根據(jù)F4、F5、F6的產(chǎn)狀和中部背斜的產(chǎn)狀及位置關(guān)系可以認(rèn)為：F4、F5、F6是背斜形成時(shí)，核部彎曲產(chǎn)生的巨大張應(yīng)力所形成。

表1 黑山銅鎳礦斷層性質(zhì)及特征表

2.3 侵入巖

礦區(qū)處于北山中帶復(fù)背斜構(gòu)造的南翼，含礦巖體侵位于青白口系，巖體南側(cè)圍巖主要為白云石大理巖，北側(cè)及東西側(cè)主要為鈣質(zhì)、泥質(zhì)板巖、千枚巖夾硅質(zhì)板巖。礦區(qū)侵入巖體主要形成于加里東晚期，除基性-超基性巖體外，還有少量其它侵入巖和脈巖，分布于礦區(qū)西部及北部。

2.4 變質(zhì)巖

礦區(qū)主要存在的變質(zhì)作用大體上有區(qū)域變質(zhì)作用、接觸變質(zhì)作用、氣成水熱變質(zhì)作用和動(dòng)力變質(zhì)作用。礦區(qū)除巖體及第四系外，基本全由晚遠(yuǎn)古期和加里東期區(qū)域低溫動(dòng)力變質(zhì)巖系構(gòu)成。主要巖石類型有硅質(zhì)板巖、千枚巖、變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖和各種類型的大理巖，線型褶皺、劈理、板理發(fā)育，屬低溫綠片巖的外接觸帶，主要是巖體圍巖-絹云硅質(zhì)板巖的角質(zhì)作用伴隨區(qū)域變質(zhì)作用發(fā)生，主要發(fā)生在大理巖、板巖、變質(zhì)砂巖中，具體表現(xiàn)為各種大理巖中的方解石、石英等小規(guī)模脈體普遍發(fā)育。礦區(qū)動(dòng)力變質(zhì)作用主要發(fā)生在斷裂破碎帶，主要巖性為構(gòu)造片巖，構(gòu)造角礫巖，石英質(zhì)構(gòu)造角礫巖。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

黑山巖體中礦與非礦的界線不很明顯，主要依據(jù)樣品分析結(jié)果劃分?？偟膩碚f黑山銅鎳礦體分布于整個(gè)巖體的中下部，少量透鏡狀礦體懸浮于超基性巖體中；礦體的賦存形態(tài)較復(fù)雜，膨縮變化較大，沿走向或傾向方向出現(xiàn)分叉現(xiàn)象，總體呈似層狀或透鏡狀產(chǎn)出，在平面上（圖3）形似樹根，剖面上（圖4、5）呈透鏡狀，礦體揭露最高標(biāo)高2280m，在16～21勘探線地勢(shì)較平坦處出露地表第四系覆蓋層之下；初步控制最低標(biāo)高1404m，位于11行及其附近的礦化優(yōu)勢(shì)區(qū)。礦體沿走向長(zhǎng)約750m，沿傾向延伸約850m。

圖3 1800水平平面圖

鎳礦石品位變化系數(shù) Ni為 78.46%，Cu為105.98%，礦化較均勻；但在總體上表現(xiàn)出由巖體底部向上部由強(qiáng)逐漸變?nèi)踮厔?shì)，表現(xiàn)出不連續(xù)性，具體表現(xiàn)由2000～1600m水平之間，礦化逐漸增強(qiáng)，礦體規(guī)模逐漸增大。礦體與巖體的產(chǎn)狀基本一致，總體走向310°，傾向SW，傾角70°～87°，在剖面上礦體沿傾斜方向由淺入深，呈現(xiàn)上陡下緩趨勢(shì)，在平面上，自2000m水平至1600水平，礦體走向由北西逐漸向南北、北東向展布，自1600～1800水平，7～8行，由分枝體逐漸變?yōu)榫酆象w，構(gòu)成礦區(qū)主礦體，自1800～2200水平，從8～21行，由聚合體逐漸發(fā)生分枝，分為多個(gè)巖枝狀礦體，巖枝長(zhǎng)約200m，寬約6～30m，巖枝深入到下盤圍之中。

圖4 10勘探線剖面圖

黑山銅鎳礦單工程礦石鎳品位變化范圍0.30%～6.86%，平均品位0.58%；銅品位變化范圍0.04%～5.44%，平均品位0.30%。貧礦體分布在7～21勘探線，沿走向長(zhǎng)約750m，礦體的連續(xù)性、穩(wěn)定性較好，在走向上鎳礦化表現(xiàn)較均勻且連續(xù)，但銅礦化表現(xiàn)不均勻且不連續(xù)，貧礦單工程厚度約2～130m，總厚度約2106.7m，平均厚度約41.29m，平均品位Cu：0.22%，Ni∶0.47%，Ni∶Cu∶2：1。各勘探線Ni平均品位變化范圍 0.37%～0.69%，Cu平均品位變化范圍0.12%～0.54%，在19勘探線最高 Ni：0.69%，Cu：0.54%。

黑山銅鎳富礦體分布在8～11、14～18勘探線，單工程厚度約2～48m，總厚度約208.60m，平均厚度約9.05m，平均品位Cu∶0.79%，Ni∶1.44%，Ni∶Cu∶1.8∶1。各勘探線Ni平均品位變化范圍1.06%～1.67%之間，Cu平均品位變化范圍0.22%～1.01%，在14勘探線最高，Ni∶1.67%、Cu∶1.01%。礦體的穩(wěn)定性、連續(xù)性在走向上總體表現(xiàn)較差，其中在8～11勘探線礦體延伸較好，在深部繼續(xù)向北延伸，礦化表現(xiàn)較均勻且連續(xù)，Ni品位最高為 6.86%，Cu品位最高為2.31%；14～18勘探線礦體延伸較差，礦化表現(xiàn)不均勻且不連續(xù)，向南礦化懸殊相差較大，銅礦石表現(xiàn)尤為突出。

圖5 11勘探線剖面圖

3.2 礦石類型

黑山銅鎳礦礦石類型按照工業(yè)類型可以劃分為5類：超基性巖型硫化鎳貧礦石、超基性巖型硫化鎳富礦石、超基性巖型硫化銅貧礦、超基性巖型硫化銅富礦。

1)超基性巖型硫化鎳貧礦石（SN－A2）。金屬硫化物為半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)和半自形針狀結(jié)構(gòu)，以其集合體充填于其它礦物之間，形成網(wǎng)脈—浸染狀、星點(diǎn)浸染狀、半海綿狀構(gòu)造。礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、磁鐵礦為主，約占4%～8%，粒徑0.05～3mm。脈石礦物主要有橄欖石、輝石、角閃石、斜長(zhǎng)石和少量金云母，脈石礦物已蝕變，主要蝕變礦物有鈉黝簾石、次閃石、綠泥石、蛇紋石等，該礦石是黑山銅鎳礦的主要礦石類型。

2）超基性巖型硫化鎳富礦石（SN－A1）。金屬硫化物為半自形－它形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形針狀結(jié)構(gòu)，常

以粒狀集合體的形式分布在其它礦物之間，形成塊狀、半塊狀、海綿狀、網(wǎng)脈－浸染狀構(gòu)造。主要礦石礦物有黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、磁鐵礦，約占8%～10%，最高達(dá)20%，粒徑0.05～3mm。黃銅礦有分布于磁黃鐵礦的邊緣具交代結(jié)構(gòu)的特征，部分黃銅礦集合體呈脈狀貫入磁黃鐵礦中。脈石礦物主要有橄欖石、輝石、角閃石、斜長(zhǎng)石。脈石礦物基本發(fā)生了蝕變，主要次生礦物有蛇紋石、綠泥石、次閃石、鈉黝簾石等。金屬氧化物為磁鐵礦。富礦石在黑山銅鎳礦已控制的儲(chǔ)量中所占比例不大，多在巖體底盤富集。

3）超基性巖型硫化銅貧礦（SNC-A2）。金屬硫化物為半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)和半自形針狀結(jié)構(gòu)，以其集合體充填于其它礦物之間，形成網(wǎng)脈—浸染狀、星點(diǎn)浸染狀、半海綿狀結(jié)構(gòu)。礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦為主，約占2%～8%，粒徑0.05～3mm，次為鎳黃鐵礦。脈石礦物主要有橄欖石、輝石、角閃石、斜長(zhǎng)石和少量金云母，脈石礦物已蝕變，主要蝕變礦物有鈉黝簾石、次閃石、綠泥石、蛇紋石等。

4）超基性巖型硫化銅富礦（SNC-A1）。金屬硫化物為半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形針狀結(jié)構(gòu)，常以粒狀集合體的形式分布在其它礦物之間，形成海綿狀、網(wǎng)脈—浸染狀構(gòu)造。礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦為主，約占8%～10%，最高達(dá)20%，粒徑0.05～3mm，次為鎳黃鐵礦。黃銅礦有分布于磁黃鐵礦的邊緣具交代結(jié)構(gòu)的特征，部分黃銅礦集合體呈脈狀貫入磁黃鐵礦中。脈石礦物主要有橄欖石、輝石、角閃石、斜長(zhǎng)石。脈石礦物基本發(fā)生了蝕變，主要次生礦物有蛇紋石、綠泥石、次閃石、鈉黝簾石、金屬礦物等。

按照成因類型黑山銅鎳礦礦石可劃分為：就地熔離型、晚期貫入型、接觸交代型三類。根據(jù)礦石構(gòu)造特征，巖漿就地熔離型礦石多為星點(diǎn)狀和半海綿狀構(gòu)造，晚期貫入型礦石為海綿狀、半塊狀、塊狀構(gòu)造。巖漿熔離型礦體主要由星點(diǎn)狀礦石組成，半海綿狀礦石夾于星點(diǎn)狀礦石之中，分布很少。

3.3 礦石特征

黑山巖體主體部分為斜長(zhǎng)方輝橄欖巖、斜長(zhǎng)輝閃橄欖巖（占巖體面積的94%）。斜長(zhǎng)石多沿橄欖石輝石間隙分布，形成間隙結(jié)構(gòu)，大顆粒中常包有渾圓狀橄欖石，形成包含結(jié)構(gòu)，橄欖石和斜長(zhǎng)石共存，表明巖體是低壓(50～5kPa)條件下分離結(jié)晶的產(chǎn)物。另外，在斜長(zhǎng)輝閃橄欖巖中，可見到角閃石及金云母，且含量較高，表明本區(qū)地幔應(yīng)為滲透交代式富集型地幔。

4 有利找礦靶區(qū)

1）礦體的深部方向尚未控制，延傾向的方向具有較大找礦潛力。

2）黑山鎳銅的礦體數(shù)目多，小礦體大多是單孔控制，小礦體延縱向方向的找礦潛力不可忽視。

3）對(duì)7勘探線以西，20線以東的巖、礦體的的延伸和賦存狀態(tài)研究程度不夠，礦體的走向方向礦體有可能延伸，是找礦的有利區(qū)段。

5 結(jié)論

1）黑山銅鎳礦階段勘探工作已證實(shí)了是一走向近南北的中大型硫化銅鎳礦床，而且確定了主礦體礦化較好、連續(xù)、穩(wěn)定。

2）礦體的深部，單孔控制的小礦體周圍，礦體的走向方向，是找礦的有利區(qū)段。

3）基性—超基性巖體是找鎳銅礦的找礦標(biāo)識(shí)，應(yīng)運(yùn)用現(xiàn)代地學(xué)成礦理論分析研究，采用地、物、化、遙感等綜合找礦方法，加強(qiáng)對(duì)該區(qū)域及外圍的找礦力度，有望發(fā)現(xiàn)新的礦體。

[1] 王伏泉.北山地區(qū)海相火山巖中銅—多金屬成礦作用的構(gòu)造背景[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，1996,20(4):319-328.

[2] 代雙兒.甘肅北山地區(qū)板塊構(gòu)造演化與銅多金屬成礦系列研究[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，37(6):112-120.

[3] 湯中立，任端進(jìn)，薛增瑞，等.中國(guó)礦床.中國(guó)鎳礦床[M].北京:地質(zhì)出版社，1989，205-266.

[4] 湯中立，S.J.Barnes.巖漿硫化物礦床成礦機(jī)制[M].北京:地質(zhì)出版社，1998，10-32.

[5] 張新虎.甘肅省區(qū)域成礦及找礦[M].北京:地質(zhì)出版社，2013.

[6] 楊秦琨，尹茂紅.甘肅省肅北黑山銅鎳礦詳查補(bǔ)充報(bào)告,2011.

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