吉林省紅旗嶺礦區(qū)銅鎳硫化物礦床成礦規(guī)律、礦床成因、找礦標志

吉林省紅旗嶺礦區(qū)銅鎳硫化物礦床成礦規(guī)律、礦床成因、找礦標志

孫英華1，荊振剛1，孫 超2，辛永輝1，侯 闖1

1.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局607隊，吉林吉林132105；2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查院，吉林長春130021

紅旗嶺鎳礦區(qū)是我國巖漿巖型銅鎳硫化礦床的主要礦化集中區(qū)之一，在本區(qū)內(nèi)出露的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖所劃分的3個巖帶中，有的巖體含銅鎳礦，有的不含礦.通過近期在區(qū)內(nèi)開展的全國危機礦山找礦中所形成的資料及從構(gòu)造控巖控礦、巖性控礦、成礦與巖石類型的關(guān)系進行對比，對區(qū)內(nèi)鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體的綜合找礦標志進行總結(jié)，為今后在區(qū)內(nèi)尋找隱伏巖體及其含礦性的評價提供一定的理論依據(jù).

綜合找礦標志；巖石類型；巖相控礦；構(gòu)造控巖控礦；鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體；紅旗嶺鎳礦區(qū)；吉林省

紅旗嶺礦區(qū)位于吉黑地槽褶皺系與華北臺塊遼東臺背斜鐵嶺臺凸接觸帶.輝發(fā)河斷裂是它們的分界線，是槽臺交界的過渡帶中而又偏于槽區(qū)一側(cè)的特殊構(gòu)造位置，也是我國巖漿巖型銅鎳硫化礦床的主要礦化集中區(qū)之一.近幾年來通過在該區(qū)開展全國危機礦山接替資源勘查找礦工作（項目編碼：200622014），在區(qū)內(nèi)的3號巖體深部也發(fā)現(xiàn)了中型低品位鎳礦床.根據(jù)本次綜合研究工作及找礦工作成果，結(jié)合區(qū)內(nèi)以往的勘查資料，總結(jié)在區(qū)內(nèi)尋找隱伏的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)含礦巖體的認識，為今后尋找隱伏巖體及評價其含礦性提供依據(jù).

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造不十分發(fā)育.輝發(fā)河深大斷裂是在加里東運動期就開始形成的，由其誘導出的北西向和北東向斷裂構(gòu)造是礦區(qū)重要的控巖控礦構(gòu)造，并控制著區(qū)內(nèi)加里東期、海西期、印支期和燕山期的巖漿活動及有關(guān)巖體的分布.這兩組構(gòu)造基本構(gòu)成紅旗嶺礦區(qū)構(gòu)造輪廓的基本格架.礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造詳見圖1.

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為下古生界寒武—奧陶系變質(zhì)巖系，劃分為黃鶯屯組和小三個頂子組.黃鶯屯組出露于礦區(qū)西部，主要由黑云母片麻巖夾角閃片巖及部分角閃斜長片麻巖組成；小三個頂子組地層整合于黃鶯屯組之上，主要分布于礦區(qū)的東部，由大理巖、云母片麻巖、石榴石云母片麻巖組成.礦區(qū)南端出露有中生界白堊系砂礫巖，呈不整合覆蓋于寒武—奧陶系地層之上.

圖1 紅旗嶺礦區(qū)構(gòu)造及鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體分帶圖Fig.1 Structural map with distribution of mafic-ultramafic rocks in Hongqiling orefield1—白堊系（Cretaceous）；2—小三個項子組（Xiaosangedingzi fm.）；3—黃鶯屯組（Huangyingtun fm.）；4—燕山期花崗巖（Yanshanian granite）；5—海西期花崗巖（Hercynian granite）；6—石英斑巖（quartz porphyry）；7—閃長巖（diorite）；8—鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體及編號（mafic-ultramafic rock and number）；9—斷層（fault）

區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣泛，中酸性巖、基性-超基性巖均有出露，約占礦區(qū)面積的1/2.而與成礦關(guān)系最為密切的是海西期—印支中晚期侵入的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖漿活動，并經(jīng)深部和淺部熔離分異，形成了7、1、3號巖體中的大中型銅鎳硫化物礦床.

2 成礦規(guī)律

2.1 斷裂構(gòu)造控巖控礦

通過前期的危機礦山找礦工作及綜合研究工作確認，礦區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造仍是控制成礦的主導因素.這些構(gòu)造不僅控制了礦體的產(chǎn)出部位，而且也控制了礦體

的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模及分布特征.

2.1.1 鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖空間分布特征

從本區(qū)巖漿活動的特點可以看出，最突出的特點是鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖漿活動強烈而廣泛，并與銅鎳硫化物成礦作用存在成因聯(lián)系.根據(jù)巖體的分布和產(chǎn)出的構(gòu)造部位，結(jié)合巖體和圍巖類型，將區(qū)內(nèi)出露的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖劃分為3個巖帶??劉鵬鶚，等.吉林省紅旗嶺地區(qū)含礦巖體系統(tǒng)評價及隱伏礦體預測.吉林大學與吉林鎳業(yè)公司資源處.2001.（詳見圖1）.

Ⅰ巖帶：分布于富家-何家-北興隆-長勝北西向的斷裂帶（F1、F2、F3）內(nèi).該斷裂帶總體走向310～320°，長度約15 km.帶內(nèi)出露1號、2號、3號、新3、7號、9號、10號、23號、24號、30號、32號和33號等鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體.巖體的圍巖為黃鶯屯組下段的黑云母片麻巖夾角閃片巖等.區(qū)內(nèi)主要含礦巖體就分布在Ⅰ巖帶內(nèi)，其中7號巖體賦存大型銅鎳礦床，2號巖體賦存中型銅鎳礦床，3號、2號巖體形成中小型銅鎳礦體；9號、32號、33號巖體也均賦存有銅鎳礦體.該巖帶的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體是在海西期晚—印支中晚期構(gòu)造巖漿旋回形成的，礦體的形成與該期巖漿活動關(guān)系密切.本次危機礦山找礦工作，對3號巖體中單礦物鋯石、黑云母進行了年齡測定.鋯石U-Pb法測定結(jié)果：Mean=207+3［1.4%］；黑云母Ar-Ar法測定結(jié)果：age= 215.6 Ma.測定結(jié)果也證實3號巖體形成中—晚三疊紀（印支中—晚期）??孫超，等.吉林省磐石市紅旗嶺鎳礦接替資源勘查（普查）報告.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查院.2013..

Ⅱ巖帶：分布于黃瓜營子-明德屯-新立屯斷裂帶（F4、F5）內(nèi)，該斷裂呈北西方向展布，延長14 km.巖體主要圍巖由黃鶯屯組上段的角閃斜長片麻巖夾大理巖組成.帶內(nèi)出露有4、5、6、14、15、17、18、19、24號等巖體.該巖帶的巖體主要是加里東期構(gòu)造巖漿旋回形成，個別巖體具有多次侵入的特點.巖體受區(qū)域變質(zhì)變形作用的影響明顯，巖體中鎳礦化極其微弱.

Ⅲ巖帶：位于礦區(qū)東部小三個頂子-南孤頂子斷裂構(gòu)造帶（F6）內(nèi).該帶呈北西走向，全長5 km以上.巖體主要圍巖為小三個頂子組的大理巖及云母片麻巖.帶內(nèi)出露有8、16、20、21、22、26、27、31號等巖體.巖體主要是在加里東期構(gòu)造巖漿旋回形成，也與Ⅱ巖帶巖體相同，都遭受到了區(qū)域變質(zhì)變形作用的影響，巖體中不含鎳礦化.

鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖的這種空間成群、成帶分布特征，表明其形成與礦化同時受北東、北西向兩組構(gòu)造控制. 2.1.2 斷裂構(gòu)造及其控巖控礦特征

礦區(qū)內(nèi)的北東、北西向斷裂均為由輝發(fā)河深大斷裂所派生出的次一級斷裂構(gòu)造，且北東向斷裂呈小角度與輝發(fā)河斷裂相交，無論在區(qū)域還是礦區(qū)范圍內(nèi)，北東向構(gòu)造均為輝發(fā)河斷裂派生的羽狀剪切構(gòu)造，所以這組斷裂通常遠不及大角度相交的北西向壓扭性斷裂發(fā)育.

（1）北東向斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)主要有3條北東向構(gòu)造，即大嶺-孟家-小三個頂子斷裂、老砬子-富家斷裂、新立屯-南孤頂子斷裂.北東向構(gòu)造不及北西向構(gòu)造發(fā)育，但對成巖成礦具有一定的控制作用，具體表現(xiàn)如下：

礦區(qū)范圍內(nèi)的次生暈異常沿北東向斷裂帶分布，具有北西成串、北東成帶的特點.如Ⅱ巖帶的14號巖體與17號巖體之間的化探次生暈異常呈北東成帶比較明顯，該處即位于新立屯-南孤頂子北東向斷裂帶的東部.

在北東向與北西向構(gòu)造的交匯部位，巖體成串產(chǎn)出，如Ⅰ巖帶的1、2、3號巖體，Ⅲ巖帶的小三個頂子（8號、8號東、21號）等地段，巖體就產(chǎn)在兩組構(gòu)造的交匯部位及其附近.

3號巖體西側(cè)圍巖均呈北東向展布，同時3號巖體也受北東向斷裂控制，沿北東向斷裂產(chǎn)出.

綜合以上資料，礦區(qū)內(nèi)的大嶺-孟家-小三個頂子斷裂、老砬子-富家斷裂、新立屯-南孤頂子斷裂等3條北東向構(gòu)造是區(qū)內(nèi)重要的控巖控礦構(gòu)造，基本控制了礦區(qū)范圍內(nèi)的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體呈北東向帶狀分布.其控礦作用主要體現(xiàn)在其與北西向斷裂的交匯部位，局部地段（如3號巖體）對含礦巖漿也起到了控制作用.

（2）北西向斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體的分帶（Ⅰ巖帶、Ⅱ巖帶、Ⅲ巖帶）與巖體的形態(tài)直接受輝發(fā)河斷裂活動影響派生的北西向壓扭性斷裂（包括富家-何家-北興隆-長勝斷裂、黃瓜營子-明德屯-新立屯斷裂帶、小三個頂子-南孤頂子斷裂帶等）控制，是區(qū)內(nèi)重要的控巖控礦構(gòu)造.也就是說，北西向構(gòu)造構(gòu)成了本區(qū)銅鎳硫化物礦床形成的重要地質(zhì)前提.下面主要對Ⅰ巖帶中的富家-何家-北興隆-長勝斷裂帶（F1、F2、F3）的控巖控礦構(gòu)造特征進行簡略概括：

該斷裂總體走向310~320°，長度15 km.沿走向和傾向上呈舒緩波狀，規(guī)模較大.

1、3、7號主要含礦巖體沿該斷裂產(chǎn)出.在其與北東向斷裂交匯部位，1、2、3號巖體呈串珠狀展布.

1號、7號巖體中都有純硫化物脈礦體，產(chǎn)狀嚴格受巖體內(nèi)的北西向構(gòu)造節(jié)理控制.其中7號巖體中純硫化物脈狀礦體產(chǎn)于斜方輝巖（似板狀礦體）與橄欖巖接觸破碎帶內(nèi)，邊界清晰，一般寬度2 m，延長大于100 m，控制延深150 m；1號巖體中純硫化物脈狀礦體主要產(chǎn)于橄欖巖富礦體的邊部，個別也見于巖體邊部與圍巖接觸破碎帶中，一般寬度5~15 m，最寬達28 m以上，斷續(xù)出現(xiàn).上述特征表明純硫化物脈的貫入比一般含礦巖漿貫入的時間略晚，可以確定斷裂具有多期活動的特征，其在印支中晚期的活動為重要控礦構(gòu)造.

綜上所述，在加里東期活動的北西向壓扭性構(gòu)造，控制了Ⅱ、Ⅲ巖帶鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體沿北西方向的展布.受區(qū)域變質(zhì)變形作用的影響，巖石多具纖維變晶結(jié)構(gòu)或片麻狀構(gòu)造等.該期形成的巖體基本不含礦.海西晚期與印支中晚期的貧礦巖漿、含礦巖漿或富礦巖漿、殘余礦漿的侵位作用，均受到北東向和北西向斷裂的綜合控制，它們產(chǎn)出在兩組構(gòu)造的復合地段，并且成群出現(xiàn).巖體受斷裂及成礦向源性的控制，距離輝發(fā)河斷裂越近，礦化強度越高，如7號巖體中形成的大型銅鎳礦床；遠離輝發(fā)河斷裂，礦化強度相對變低，如1號、3號巖體等形成中型銅鎳礦床.

2.2 巖相控礦

礦區(qū)內(nèi)Ⅰ巖帶的1號成礦巖體由輝長巖相-輝石巖相-橄欖巖相組成，7號成礦巖體由蘇長巖相-斜方輝石巖相組成，3號成礦巖體由輝長巖相-輝石巖相組成，2號成礦巖體由輝長巖相-輝石巖相-橄欖巖相組成.該巖帶的成礦巖體均由兩個以上巖相所組成，反映出印支中晚期巖漿活動形成的巖體分異作用強烈，分異程度越高越有利于成礦［1］.而Ⅱ巖帶和Ⅲ巖帶中巖體分異作用較差，多為角閃橄欖巖相、角閃石巖相，多數(shù)以單一巖相為主，反映出加里東期巖漿活動形成的巖體分異作用弱或無分異作用，不利于成礦.

2.3 成礦與巖石類型及輝石礦物關(guān)系

礦區(qū)內(nèi)Ⅰ巖帶的1號巖體銅鎳硫化物礦床賦礦巖石為輝石巖、橄輝巖、橄欖巖，7號巖體銅鎳硫化物礦床賦礦巖石為輝石巖、橄輝巖，3號巖體銅鎳硫化物礦床賦礦巖石為輝長巖、輝石巖，2號巖體銅鎳硫化物礦床賦礦巖石為輝石巖、橄欖巖.可以看出，成礦與巖體中輝石巖、橄輝巖關(guān)系密切.此外，成礦巖體中賦礦巖石輝石巖、橄輝巖中均富含古銅輝石或頑火輝石等斜方輝石類礦物，表明巖體中富含古銅輝石或頑火輝石等斜方輝石類礦物對成礦有利.

Ⅱ巖帶和Ⅲ巖帶的巖體均為無礦巖體，巖體的巖性單一，多為單一巖相，主要巖性為角閃石巖、角閃橄欖巖，巖石都遭受區(qū)域變質(zhì)作用的強烈改造.可以看出無礦巖體中都含有角閃石礦物，表明巖體中富含角閃石對成礦不利.

3 礦床成因

紅旗嶺銅鎳硫化物礦床屬于深部巖漿熔離礦床.在礦區(qū)南東側(cè)呈北東向展布的輝發(fā)河殼源深大斷裂具有繼承性活動頻繁的特征，使地殼深部巖漿房的富含Cu、Ni成礦物質(zhì)的巖漿沿輝發(fā)河斷裂上侵至相對穩(wěn)定的中間巖漿房.由于巖漿上侵，會導致巖漿的溫度和圍壓的降低，巖漿發(fā)生液態(tài)熔離和重力效應，形成自上而下的不含礦巖漿、含礦巖漿和富礦巖漿［2］.由于輝發(fā)河斷裂具有脈動式間歇活動的特點，在印支中晚期，沿北西向及其與北東向構(gòu)造的復合部位上侵又發(fā)生了就地熔離和結(jié)晶分異成巖成礦，這一成礦階段形成了巖漿熔離分異型銅鎳硫化物礦床，如1、2、3號等巖體礦床，是礦區(qū)內(nèi)最主要的成礦階段［3］.與此同時，深部巖漿房隨著巖漿不斷地熔離-結(jié)晶分異作用，形成了更富含Cu、Ni成礦物質(zhì)的礦漿，在構(gòu)造活動的作用下，沿北西向斷裂構(gòu)造帶上侵，并在構(gòu)造有利部位成礦.這一成礦階段形成了巖漿熔離貫入型銅鎳硫化物礦床［4］，如7號巖體礦床，也是礦區(qū)內(nèi)最主要的成礦階段.

本區(qū)內(nèi)礦床成因與巖漿熔離、分異作用密切相關(guān)，為礦床的形成提供了物質(zhì)來源，因此區(qū)內(nèi)的銅鎳硫化物礦床為典型的巖漿型礦床.

4 綜合找礦標志

根據(jù)礦區(qū)銅鎳硫化物礦床的成礦地質(zhì)特征、成礦規(guī)律、控礦因素及地球化學、地球物理特征，對區(qū)內(nèi)的綜合找礦標志進行總結(jié)歸納，可為今后在區(qū)內(nèi)尋找隱伏的巖體及其含礦性評價提供一定的理論依據(jù).

4.1 地質(zhì)標志

（1）構(gòu)造標志

與成礦有關(guān)的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體均分布于北西向斷裂構(gòu)造帶內(nèi)，受北西向斷裂構(gòu)造控制.

（2）巖體標志

成礦巖體時代：印支中晚期鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體.

巖相標志：組成成礦巖體的巖相類型為輝長巖相-輝巖相-橄輝巖相-橄欖巖相（1號巖體）、輝長巖相-輝巖相（3號巖體）、蘇長巖相-輝巖相-輝橄巖相（7號巖體）、輝長巖相-輝巖相-橄欖巖相（2號巖體）.

巖石標志：賦礦巖石主要為斜方輝巖和輝橄巖，其次為橄欖巖.

礦物標志：成礦巖體中均富含古銅輝石或頑火輝石等斜方輝石類礦物.

（3）巖石化學標志［5-6］

鐵鎂比值：小于6，成礦巖體平均值3.54～4.77；固結(jié)指數(shù)：40～80；長英指數(shù)：15～40；鎂鐵指數(shù)：20～40.

（4）巖石地球化學標志

稀土元素：Ⅰ巖帶的3號、1號、7號、2號含礦巖體稀土元素δEu和δPr值以小于1.00為主；Ⅱ巖帶的4號、5號、6號和Ⅲ巖帶的8號、16號無礦巖體稀土元素δEu和δPr值以大于1.00為主（見表1）.

4.2 地球化學標志

Ni、Cu、Co土壤地球化學綜合異常.

4.3 地球物理標志［7］

（1）磁異常

與鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體形態(tài)基本一致.地面磁測ΔZ在地層背景基礎上表現(xiàn)為高強度，一般大于2000 nT，最高可達4000 nT.

（2）重力異常

異常分布范圍與巖體吻合，礦體上方為重力高異常.一般形成0.15~1 mGa的剩余重力異常.

（3）瞬變電磁（TEM）

低阻異常.含礦巖體電阻率值一般在10~300 Ωm之間，巖體與圍巖電阻率無太大差異，圍巖與礦石之間電阻率區(qū)別明顯，差別在2個數(shù)量級以上.

（4）可控源（CSAMT）

低阻異常.巖體視電阻率異常值一般在幾十至300 Ωm之間.

（5）激電測深

高極化異常.巖體中視極率異常值一般ηs＞4%.

表1 紅旗嶺礦區(qū)主要鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體δEu、δPr特征值

（/Continued on Page 59）（/Continued from Page 31）

［1］郗愛華，任洪茂，李寶林，等.吉林省紅旗嶺銅鎳硫化物礦床的巖石學和地球化學研究［J］.吉林大學學報：地球科學版,2002,32（2）: 140—141.

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SUN Ying-hua1,JING Zheng-gang1,SUN Chao2,XIN Yong-hui1,HOU Chuang1

1.No.607 Brigade,Jilin Bureau of Nonferrous Metal Geological Exploration,Jilin 132105,Jilin Province,China;
2.Jilin Institute of Nonferrous Metal Geological Exploration,Changchun 130021,China

The Hongqiling nickel orefield in Jilin Province is one of the significant mineralizing concentration zones of magmatic copper-nickel sulfide deposits in China.Of the three mafic-ultramafic rock belts outcropped in the area,some contain copper-nickel ore,while the others do not.Comparing the data from recent documents of prospecting for resourcescrisis mines across the country and the relationship between structural control,lithofacies control,mineralization and types of rocks,this paper summarizes the prospecting indicators in the mafic-ultramafic rocks in this area,to provide theoretical basis for the searching of concealed rocks and theevaluation ofmineralization around the area in the future.

synthesis indicator;rock type;lithofacies control;structural control;mafic-ultramafic intrusive rock; Hongqiling nickel orefield;Jilin Province

2015-05-06；

2015-09-14.編輯：張哲.

孫英華（1962—），女，副高級地質(zhì)工程師，從事地質(zhì)普查找礦工作，通信地址吉林省吉林市豐滿區(qū)吉豐東路226號，E-mail//yinghuasun@163.com