吉林紅旗嶺銅鎳礦床的地質(zhì)特征及成因探析

孔偉思，喻海洋

（吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六O七隊(duì)，吉林 吉林 132105）

銅鎳礦是我國(guó)最重要的礦產(chǎn)資源之一，其在自然界中常常以硫化物的形態(tài)存在，銅鎳礦物的開采在我國(guó)礦產(chǎn)能源勘探和開采工作的推進(jìn)和發(fā)展有著極為重要的作用。根據(jù)礦物形成的一般規(guī)律，以銅鎳礦為主的礦床主要生長(zhǎng)于富鎂基巖和富鐵超基性巖環(huán)境中，礦床主要富集于基性巖底部，通常以大規(guī)模礦產(chǎn)形式存在，較少地區(qū)有零星的銅鎳礦床分布。通鎳礦往往與黃鐵礦、黃銅礦伴生[1]。吉林紅旗嶺礦床主要礦產(chǎn)資源位銅鎳硫化物，是我國(guó)主要的銅鎳產(chǎn)地之一，通過對(duì)該礦床的地質(zhì)特征及礦床成因進(jìn)行分析，是進(jìn)一步提高開采利用效率，促進(jìn)我國(guó)采礦業(yè)發(fā)展的重要理論基礎(chǔ)，現(xiàn)報(bào)道如下[2]。

1 吉林紅旗嶺銅鎳礦床地質(zhì)特征

吉林紅旗嶺銅鎳礦床處于輝發(fā)河深斷裂北部，與華北陸臺(tái)相接，是典型得槽臺(tái)相接地區(qū)，是吉林巖漿礦產(chǎn)資源較集中的區(qū)域。礦床所在區(qū)域主要地質(zhì)構(gòu)造為褶皺和斷裂，處吉林褶皺帶東南邊緣轉(zhuǎn)折處、輝發(fā)河主干斷裂西北部，主要受到該主斷裂的次級(jí)斷裂控制[3]。

根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展方向的相關(guān)理論，該礦區(qū)主要發(fā)展方向?yàn)楸睎|向和北西向，也是該斷裂地質(zhì)構(gòu)造的主要發(fā)展方向。斷裂的兩個(gè)發(fā)展方向在礦區(qū)內(nèi)交互縱橫，在此影響下礦區(qū)的基本構(gòu)造也呈現(xiàn)北西、北東向的交互與縱橫。其次該礦區(qū)主要位于北東方向地質(zhì)構(gòu)造之上，礦床方向基本與輝發(fā)河斷裂帶平行，在緩慢的力學(xué)作用下，輝發(fā)河斷裂帶受到繼承性活動(dòng)影響，因此具有相應(yīng)的活動(dòng)特征。與輝發(fā)河斷裂帶平行的斷裂帶通常是指紅旗礦區(qū)的柳家-紅旗嶺鎮(zhèn)斷裂帶以及何家屯斷裂帶等，這些斷裂帶和礦區(qū)周圍地質(zhì)特征有明顯的劃分界線，但是斷裂的分布會(huì)對(duì)礦區(qū)中的礦體、巖體以及礦體、巖體的發(fā)展生成產(chǎn)生較大影響。這也是紅旗嶺礦區(qū)銅鎳礦生成的重要原因之一。

該區(qū)地質(zhì)活動(dòng)相對(duì)活躍，研究人員發(fā)現(xiàn)，在多期活動(dòng)中，該地區(qū)巖體被鎂鐵質(zhì)巖、超鎂鐵質(zhì)巖侵入，同時(shí)有少數(shù)北東向構(gòu)造的發(fā)展方向向北西向改變。雖然地質(zhì)構(gòu)造上有北東向和北西向的區(qū)分，但礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造都受到同一應(yīng)力場(chǎng)的影響，整體上與輝發(fā)河斷裂帶平行，也因此礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造間有廣闊的成礦空間，這位銅鎳礦床的形成提供了較大余地。

其中礦區(qū)內(nèi)北西向地質(zhì)構(gòu)造是形成較早的成熟構(gòu)造，與早期的巖漿活動(dòng)有關(guān)。而早期的巖漿活動(dòng)形成的熔離床是成礦的有利條件，也因此礦區(qū)內(nèi)巖體、礦體的形態(tài)和地質(zhì)活動(dòng)的性質(zhì)與特征基本相同。

結(jié)合對(duì)紅旗嶺礦區(qū)的實(shí)地考察和研究發(fā)現(xiàn)，該礦區(qū)的巖體主要為鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖體，巖體呈成群或帶狀分布，分布面積較廣，根據(jù)實(shí)地勘探統(tǒng)計(jì)，該礦區(qū)內(nèi)已探明的鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖體有三十多處，而鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖是已知的銅鎳礦生成的基礎(chǔ)。這些已知的鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖的形成都與輝發(fā)河斷裂的地質(zhì)活動(dòng)有關(guān)，在礦區(qū)內(nèi)形成了三個(gè)不同的巖帶。不同巖帶包含不同的巖相，這就使得礦床的貧富程度有所差距。

2 吉林紅旗嶺銅鎳礦床成因

對(duì)礦床成因進(jìn)行研究和探討，一方面可以進(jìn)一步明確礦區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量和分布特征，另一方面可以為同類型礦產(chǎn)資源勘探、開采和利用積累相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，所以對(duì)于礦床成因的研究也是現(xiàn)階段礦床研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

吉林紅旗嶺銅鎳礦的開采時(shí)間相對(duì)較短，對(duì)于礦床成因的研究程度相對(duì)較低，這意味著該地區(qū)礦床成因的研究?jī)r(jià)值較高，值得研究和探討的內(nèi)容較多。在早期的地質(zhì)勘探工作中已經(jīng)對(duì)紅旗嶺礦區(qū)的巖體進(jìn)行較深入的研究，對(duì)其進(jìn)行了定位和分類，為銅鎳礦床成因研究打下了相應(yīng)基礎(chǔ)。

在實(shí)際研究中我們發(fā)現(xiàn)，紅旗嶺銅鎳礦床中巖體可分為三大類，通過對(duì)不同類型巖體進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)銅鎳礦床的成因與該地區(qū)鎂鐵、超鎂鐵基性巖有較大聯(lián)系。銅鎳礦主要生成于巖漿硫化物礦床，巖漿活動(dòng)活躍時(shí)，高溫會(huì)將鐵、銅、鎳等元素溶解，溶解的金屬元素成分以原子態(tài)或離子態(tài)存在，隨著溫度的持續(xù)降低，溶解的后的金屬成分逐漸開始結(jié)晶，結(jié)晶到達(dá)一定程度時(shí)就會(huì)成礦，富集到一定程度就會(huì)生長(zhǎng)成具有研究開采價(jià)值的礦床，在這個(gè)活動(dòng)過程中巖漿的酸度高低決定了硫化物的熔離作用強(qiáng)烈與否。而銅鎳礦床往往以硫化物礦床的形式存在，也就是說熔離作用決定了硫化物生成，硫化物生成決定了礦床的富集程度。此外，在不同的情況下，熔離情況不同，形成的礦產(chǎn)類型也會(huì)有所差別，這也是紅旗嶺銅鎳礦床伴生礦類型眾多的原因之一。這是紅旗嶺銅鎳礦床礦產(chǎn)類型產(chǎn)生的原因。

除了熔離和硫化作用外，紅旗嶺銅鎳礦床的形成還離不開鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖，而鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖的生長(zhǎng)和聚集又與輝發(fā)河斷裂的地質(zhì)活動(dòng)以及斷裂地質(zhì)構(gòu)造方向有關(guān)。根據(jù)研究可以確定巖體的形成物質(zhì)主要來源于地幔，這就又回歸到前文的所說的巖漿活動(dòng)上來。早期巖漿活動(dòng)活躍，在地質(zhì)活動(dòng)下巖體構(gòu)成物質(zhì)隨著巖漿來到地殼表層，在熔離活動(dòng)以及不斷上升的過程中逐漸成巖，在地殼相對(duì)薄弱的地方冒出，即輝發(fā)河斷裂帶及附近的其他小型地質(zhì)構(gòu)造出大量成巖，造就了紅旗嶺銅鎳礦床中鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖富集的情況。以地質(zhì)構(gòu)造以及地質(zhì)活動(dòng)為基礎(chǔ)的鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖自然也沿著地質(zhì)構(gòu)造方向分布，因此紅旗嶺銅鎳礦床的分布基本與輝發(fā)河斷裂地質(zhì)構(gòu)造的方向一致，位置上也屬于平行狀態(tài)，也因此紅旗嶺礦床有較大的成礦空間。這是紅旗嶺銅鎳礦床走向及分布特征的主要成因。

3 總結(jié)和找礦思路

在紅旗嶺銅鎳礦形成過程中有兩個(gè)因素極為重要。一個(gè)是地質(zhì)活動(dòng)，尤其是巖漿活動(dòng)，巖漿活動(dòng)是熔離作用、硫化作用發(fā)生和鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖生長(zhǎng)的必要條件，巖漿活動(dòng)一方面提供了礦床生成的溫度條件，另一方面將地幔中的成巖、成礦物質(zhì)帶到地殼表層，使其達(dá)到成礦后可開發(fā)利用的程度。另一個(gè)即是當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造，從某種意義上來說地質(zhì)構(gòu)造是地殼連接較薄弱，地質(zhì)活動(dòng)較活躍的地區(qū)，紅旗嶺處于輝發(fā)河的大斷裂之上，具有早期地質(zhì)活動(dòng)展開的條件，大量的銅鎳結(jié)晶在此生成并富集，從而逐漸發(fā)展為今天的具有開發(fā)利用價(jià)值的礦產(chǎn)資源。從某種意義上來說，紅旗嶺銅鎳礦床的形成是其得天獨(dú)厚的地理位置以及在早期地質(zhì)活動(dòng)中不斷積聚、富集的熔離成巖活動(dòng)共同作用的結(jié)果。

未來尋找新的銅鎳礦床可以參考紅旗嶺銅鎳礦床的基本情況，從地質(zhì)條件和巖性進(jìn)行判斷，如果某區(qū)域在早期有活躍的地質(zhì)活動(dòng)且處于較大的地質(zhì)構(gòu)造上（不一定局限于斷裂，大的褶皺、向斜、背斜都有可能），且可探知其構(gòu)造內(nèi)有大量的鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)巖富集，那么在此區(qū)域內(nèi)大概率有銅鎳礦床，可沿構(gòu)造方向進(jìn)行探查。