柴達(dá)木西北緣大通溝南山基性-超基性巖地球化學(xué)特征及找礦前景分析

孫小攀, 楊春雷，齊耀輝，高毅，馬文平，李樹(shù)雷，張軻

(咸陽(yáng)西北有色七一二總隊(duì)有限公司，陜西 咸陽(yáng) 712000)

柴達(dá)木西北緣位于柴達(dá)木地塊與阿爾金構(gòu)造帶交界處，為柴達(dá)木地塊、塔里木地塊、東昆侖造山帶交匯部位。阿爾金斷裂從其北側(cè)穿過(guò)，次級(jí)構(gòu)造發(fā)育，成礦條件優(yōu)越。區(qū)內(nèi)地層出露齊全，巖漿活動(dòng)頻繁，礦產(chǎn)資源豐富，是地學(xué)研究的熱點(diǎn)地區(qū)之一(XIAO et al.，2004；SONG et al.，2005；賴紹聰?shù)龋?996；于勝堯等，2009；宋述光等，2011；張貴賓等，2011)。近年來(lái)，在柴達(dá)木地塊周緣相繼發(fā)現(xiàn)了牛鼻子梁、夏日哈木、尕秀雅平等多處成礦時(shí)代相近的巖漿型銅鎳礦，尤其柴達(dá)木西北緣牛鼻子梁銅鎳礦的發(fā)現(xiàn)，使得在柴達(dá)木西北緣尋找與基性-超基性巖有關(guān)的銅鎳礦越來(lái)越受到關(guān)注(趙雙喜等，2012；凌錦蘭等，2014a，2014b；宋忠寶等，2015；錢兵等，2015)。

近年來(lái)隨著礦產(chǎn)調(diào)查工作的開(kāi)展，在柴達(dá)木西北緣大通溝南山地區(qū)發(fā)現(xiàn)多處基性-超基性巖體，并獲得了良好的銅鎳礦化信息。由于工作程度較低，這些基性-超基性巖體的巖石類型、巖石地球化學(xué)特征、含礦性特征等尚不清晰，需要更進(jìn)一步深入系統(tǒng)研究。筆者擬通過(guò)詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)工作，結(jié)合巖石學(xué)及巖石地球化學(xué)分析，探討大通溝南山地區(qū)基性-超基性巖成巖成礦條件及含礦性特征，為區(qū)域基性-超基性巖研究及銅鎳礦找礦工作提供新的資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大通溝南山地區(qū)基性-超基性巖體位于柴達(dá)木地塊西北緣與阿爾金構(gòu)造帶交界處，構(gòu)造位置處于柴北緣巖漿巖帶中的阿爾金亞帶。區(qū)內(nèi)出露地層主要為新元古代青白口紀(jì)平洼溝組、小泉達(dá)坂組和第四系。平洼溝組呈長(zhǎng)條狀近東西向分布于大通溝斷裂以北地區(qū)，為一套碳酸鹽巖-火山巖建造，出露巖性主要為白云質(zhì)大理巖、結(jié)晶灰?guī)r、大理巖、蝕變安山巖等。小泉達(dá)坂組在區(qū)域上分布零散，多呈斷塊或殘留體存在于巖體中，為一套濱海-淺海相的碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造，主要為灰色云母石英片巖、鈣質(zhì)硅質(zhì)板巖、綠泥石英片巖、淺灰色大理巖、結(jié)晶灰?guī)r、硅質(zhì)大理巖。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)以加里東晚期至華力西期最為強(qiáng)烈，巖漿巖大面積侵入于青白口系，主要為酸性、中酸性侵入巖，次為基性-超基性巖體、中酸性脈巖。由于北東向阿爾金大斷裂和北西向柴達(dá)木北緣斷裂影響，區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)育大通溝、大通溝南山等次級(jí)斷裂，總體構(gòu)造線呈北東向、近東西向展布(圖1)。

2 巖體地質(zhì)及巖石學(xué)特征

2.1 巖體地質(zhì)特征

大通溝南山基性-超基性巖主要分布于大通溝南山斷裂南北兩側(cè)，侵位于新元古代地層中。巖體規(guī)模大小不一，分布較零散，根據(jù)平面展布特點(diǎn)，巖體多呈北東向展布，傾角較陡或中等，延伸穩(wěn)定，規(guī)模一般長(zhǎng)幾十米至上百米，最長(zhǎng)可達(dá)900 m，寬可達(dá)數(shù)十米。巖體形態(tài)多呈脈狀、透鏡狀，部分呈短軸狀、近等軸狀產(chǎn)出，平面上常呈楔形尖滅或分叉。大通溝南山基性-超基性巖巖石類型較簡(jiǎn)單，多數(shù)巖體屬輝石巖類，次為角閃石巖類，少數(shù)巖體中心部分可達(dá)輝石橄欖巖類。大部分巖體巖相分帶不完整，僅個(gè)別巖體具巖相分帶特征，由中心相輝石橄欖巖向邊緣相輝長(zhǎng)巖過(guò)渡。據(jù)巖體總體展布特征，區(qū)內(nèi)自東向西依次分布有D203、黑平頂山、斑紅山等多個(gè)巖體。

D203巖體位于大通溝南山斷裂北側(cè)，出露于花崗閃長(zhǎng)巖體與小泉達(dá)坂組絹云石英片巖接觸帶處，受北東向斷裂構(gòu)造控制。巖體整體呈脈狀分布，長(zhǎng)約400 m，寬20～60 m，地表產(chǎn)狀312°∠80°。巖石類型以橄欖輝石巖為主、次為輝石角閃石巖、角閃輝石巖、蝕變輝長(zhǎng)巖等。Cu、Ni元素綜合化探異常及高精度磁法異常與巖體產(chǎn)出較吻合，套合性較好。經(jīng)槽探工程控制，在巖體下盤(pán)接觸帶圈定銅鎳礦體一條。礦體長(zhǎng)300余米，主要由含礦橄欖輝石巖、輝石角閃石巖組成，產(chǎn)狀與巖體產(chǎn)狀一致。礦體內(nèi)主要見(jiàn)孔雀石化、褐鐵礦化、綠泥石化，局部見(jiàn)黃鐵礦化。

1.第四系；2.采石嶺組；3.大煤溝組；4.小泉達(dá)坂組；5.平洼溝組；6.閃長(zhǎng)巖；7.石英閃長(zhǎng)巖；8.花崗閃長(zhǎng)巖；9.二長(zhǎng)花崗巖；10.基性-超基性巖；11.斷層；12.采樣位置圖1 大通溝南山地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch map of the Datonggou South mountain

黑平頂山巖體位于黑平頂山一帶，出露于大通溝細(xì)粒花崗閃長(zhǎng)巖體內(nèi)部，與花崗閃長(zhǎng)巖呈脈動(dòng)接觸。巖體長(zhǎng)約900 m，寬約40～90 m，巖體走向約30°～40°，傾向北西，傾角約70°～80°。巖石風(fēng)化破碎較嚴(yán)重，主要巖性為輝石橄欖巖、輝石(橄欖)角閃石巖、輝長(zhǎng)巖，巖體中可見(jiàn)綠簾石化、綠泥石化，局部可見(jiàn)褐鐵礦化。巖體展布區(qū)Cu、Ni、Co元素異常強(qiáng)度大，套合性好，分帶清楚，高精度磁法異常與巖體較吻合。經(jīng)槽探工程控制，在基性-超基性巖體中圈出鈷鎳礦化體一條。礦化體長(zhǎng)約700 m，寬5～15 m，主要由含礦的輝石橄欖巖、橄欖輝石巖組成，產(chǎn)狀與巖體產(chǎn)狀一致。

斑紅山基性-超基性巖位于斑紅山西部，出露于小泉達(dá)坂組與二長(zhǎng)花崗巖接觸帶附近，與地層呈侵入接觸關(guān)系。巖體呈北東向脈狀展布，長(zhǎng)約900 m，寬約250 m，自西向東具分支現(xiàn)象。巖石風(fēng)化破碎嚴(yán)重，主要巖性為橄欖二輝巖、輝石角閃石巖、輝長(zhǎng)巖，巖體中可見(jiàn)綠簾石化、綠泥石化，局部可見(jiàn)褐鐵礦化。巖體位于MX磁異常帶的南部磁異常濃集中心，異常強(qiáng)度高，異常中心明顯；對(duì)應(yīng)水系沉積物異常出現(xiàn)Co元素異常，異常濃集中心與巖體吻合較好。

2.2 巖石學(xué)特征

橄欖輝石巖(圖2a)呈變余包橄結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分主要由輝石組成，其次為橄欖石。巖石蝕變較強(qiáng)烈，輝石多被鱗片狀滑石、綠泥石和角閃石交代。角閃石晶體中常見(jiàn)橄欖石小晶體包裹體，形成包橄結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)蛇紋石化現(xiàn)象。根據(jù)交代假象推斷橄欖石晶體含量<30%，輝石中被滑石交代者為斜方輝石，被綠泥石交代者為單斜輝石。另外，巖石中還可見(jiàn)少量金云母分布。

a.橄欖輝石巖鏡下特征；b.輝石角閃石巖鏡下特征；c.輝石橄欖巖鏡下特征；d.橄欖二輝巖鏡下特征；Am.角閃石；Bi.黑云母；Cpx.單斜輝石；Ol.橄欖石；Opx.斜方輝石；Px.輝石圖2 大通溝南山基性-超基性巖體顯微照片F(xiàn)ig.2 Micrographs of the basic-ultrabasic rocks in the Datonggou South mountain

輝石角閃石巖(圖2b)呈灰綠色，粒狀和板狀結(jié)構(gòu)，纖維、鱗片變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為輝石、角閃石。輝石多呈半自形粒狀，粒徑為0.5～1.1mm，被角閃石包裹，多發(fā)生蝕變，被纖閃石及綠泥石交代，含量為15%～20%；角閃石主要為綠色和棕色普通角閃石，對(duì)殘留的棕色角閃石觀察，多呈不規(guī)則粗晶板狀，部分角閃石蝕變較強(qiáng)，被纖閃石或透閃石、綠泥石等交代，形態(tài)基本被破壞，角閃石含量約為75%～80%。其間可見(jiàn)少量磷灰石，多呈半自形短柱狀，長(zhǎng)徑為0.25～0.3 mm，包裹在蝕變形成的綠泥石中。

輝石橄欖巖(圖2c)呈包橄結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為橄欖石、斜方輝石、斜長(zhǎng)石。橄欖石呈它形和半自形粒狀,長(zhǎng)徑為0.2～2.6 mm,多數(shù)為0.5～2 mm,含量為40%～45%，被斜方輝包裹,形成包橄結(jié)構(gòu)。斜方輝石呈他形粗晶不規(guī)則狀,主要是紫蘇輝石,長(zhǎng)徑為1.5～4.5 mm, 含量為55%～60%，多色性淺棕-紅棕,其中不均勻包裹大量鐵質(zhì)包體和大量橄欖石,有被閃石和少量金云母交代現(xiàn)象。斜長(zhǎng)石呈他形粒狀,長(zhǎng)徑為0.4～0.6 mm, 含量<5%，可見(jiàn)隱晶狀簾石和絹(白)云母交代現(xiàn)象。少見(jiàn)磷灰石副礦物及金屬礦物。

橄欖二輝巖(圖2d)呈深灰-灰黑色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為橄欖石、斜方輝石、單斜輝石，少量金屬礦物(<5%)。橄欖石呈粒狀、粒徑大小一般為0.3～2.1 mm，礦物晶體一般較新鮮，個(gè)別橄欖石晶體被蛇紋石交代，含量為20%～30%；斜方輝石種屬為頑火輝石，含量為30%～35%，單斜輝石種屬為透輝石，含量為25%～35%，輝石晶體呈粒狀，粒徑大小一般為0.4～2.2 mm，常被閃石交代，見(jiàn)交代殘留結(jié)構(gòu)。金屬礦物呈細(xì)小粒狀，粒徑一般<0.15mm，星散分布。

3 元素地球化學(xué)特征

3.1 樣品采集及分析方法

本次用于地球化學(xué)分析的樣品分別采自大通溝南山地區(qū)D203、黑平頂山、斑紅山等基性-超基性巖體，在巖體不同位置采集蝕變?nèi)?、較新鮮且具代表性的樣品進(jìn)行元素地球化學(xué)分析。其中對(duì)D203巖體3件輝石角閃石巖樣品、斑紅山巖體3件橄欖二輝巖樣品進(jìn)行了主量及微量元素測(cè)試，其余樣品僅進(jìn)行了主量元素分析。

地球化學(xué)分析測(cè)試工作在西北有色研究院實(shí)驗(yàn)室完成，主量元素采用PANalytical生產(chǎn)的AxiosmAX型X射線螢光光譜儀測(cè)定；微量元素和稀土元素采用Agilent公司生產(chǎn)的7700X型電感偶合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測(cè)定。

3.2 主量元素特征

大通溝南山基性-超基性巖化學(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1。樣品中SiO2含量為40.89%～52.92%，屬基性-超基性巖類；TiO2含量為0.30%～2.64%，平均值為1.01%；Al2O3含量為5.80%～17.61%，平均為9.66%；CaO含量為2.86%～19.17%，平均為7.65%；K2O、Na2O含量分別為0.13%～1.87%，0.58%～4.51%；K2O+Na2O含量為0.79%～6.22%，平均值為2.85%；MgO含量變化于5.11%～31.10%，平均值為18.22%。巖石中所有樣品的MgO#指數(shù)介于0.47～0.83，變化范圍較大，平均值為0.71。

在全堿-SiO2圖解(圖3a)中，大部分樣品位于亞堿性區(qū)域，部分樣品落于分界線邊部堿性系列區(qū)域；在(TFeO/MgO)-SiO2圖解(圖3b)中，大部分樣品落于拉斑系列區(qū)域，少數(shù)樣品處于鈣堿系列區(qū)域。在Harker圖解中(圖4)，巖石中主要氧化物與MgO顯示了較好的相關(guān)性，TFe2O3與MgO表現(xiàn)為正相關(guān)性，SiO2、Al2O3、CaO、TiO2、Na2O+K2O等元素與MgO呈現(xiàn)了明顯的負(fù)相關(guān)性，表明巖漿在演化過(guò)程中橄欖石、鉻尖晶石等早期結(jié)晶礦物發(fā)生了分離結(jié)晶作用。

3.3 微量及稀土元素特征

稀土元素總量變化不大(表1)，∑REE=38.76×10-6～243.27×10-6，平均值為118.34×10-6，斑紅山樣品稀土總量明顯大于D203巖體稀土總量，其他特征基本相似。LREE/HREE=3.99～5.98；(La/Yb)N=2.68～5.08，反映輕稀土相對(duì)富集，重稀土相對(duì)虧損，輕重稀土分餾相對(duì)明顯，配分曲線屬輕稀土富集型；(La/Sm)N=1.33～2.31，(Gd/Yb)N=1.49～1.81說(shuō)明輕、重稀土元素內(nèi)部的分異作用較弱；各類巖石樣品δEu=0.80～0.99，負(fù)Eu異常不明顯。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線圖中(圖5a)，總體表現(xiàn)為輕稀土元素弱富集緩右傾的配分型式，同時(shí)稀土配分曲線較一致，表明其稀土分異程度相當(dāng)，具同源巖漿特征(雷敏，2008；任軍虎，2009)。

圖3 巖石化學(xué)系列分類圖(據(jù)MIYASHIRO,1974)Fig.3 Classification of rock chemical series

表1 大通溝南山基性-超基性巖體主量元素(%)和微量元素(10-6)分析結(jié)果表Tab.1 Major(%)and trace element(10-6)compositions of the basic-ultrabasic rocks in the Datonggou South Mountain

續(xù)表1

樣號(hào)QY31QY32QY33QY34QY35QY36YQ31YQ32YQ33YQ35巖性橄欖二輝巖輝石角閃石巖輝長(zhǎng)巖∑REE243.27158.71170.3438.7656.5842.39∑LREE176.29104.35110.2424.6836.6428.15∑HREE29.4923.8626.626.198.926.23LRE/HRE5.984.374.143.994.114.52δEu0.870.900.800.830.950.99(La/Yb)N5.082.743.042.802.683.70(La/Sm)N2.311.451.561.331.571.76(Gd/Yb)N1.811.501.641.641.491.73Cu40.467.0416.89106.4341.2051.51Pb9.0326.0712.675.565.865.38Zn69.3579.41107.3761.5958.1159.44Cr15.0016.5115.001 413.501 322.821 187.18Ni11.4610.2313.89701.31426.52484.94Co54.6141.5771.46101.9479.2785.02Li45.1955.7740.455.508.2011.04Rb28.1630.6652.226.125.217.85Cs54.1533.5619.081.161.002.15Mo3.792.052.370.510.710.50Sr246.83288.69196.4592.54139.11136.89Ba51.5561.5155.6050.0050.0077.87V29.4174.64100.1198.59127.43113.10Sc2.996.9310.4430.1637.3331.03Nb6.526.057.853.814.554.10Ta0.610.500.600.160.260.24Zr430.97351.91311.6149.9866.3965.55Hf4.223.676.865.237.4911.90Ga21.4721.3819.158.1610.1710.11U2.592.232.350.360.500.46Th5.364.434.882.873.023.08Ce/Pb9.762.033.962.063.142.57Nb/U2.522.713.3410.659.108.86(Th/Nb)N6.976.215.286.405.646.37Nb/La0.230.440.481.110.890.93SiO248.6051.1650.0542.8543.3842.6843.2342.7143.2443.30TiO20.911.670.840.300.420.310.410.400.410.44

續(xù)表1

樣號(hào)QY31QY32QY33QY34QY35QY36YQ31YQ32YQ33YQ35巖性橄欖二輝巖輝石角閃石巖輝長(zhǎng)巖Al2O38.4315.9511.966.065.806.015.956.065.915.85Fe2O34.213.314.134.443.754.143.925.141.864.46FeO6.046.365.347.147.657.267.716.249.267.01MnO0.160.140.160.160.160.160.170.180.160.16MgO16.536.5411.2029.9930.2929.7031.1029.1230.3730.37CaO8.036.647.702.862.902.952.963.032.882.98Na2O1.963.803.790.610.890.630.990.580.910.88K2O0.131.750.870.640.660.510.690.430.660.72P2O50.110.100.180.060.090.060.090.070.080.08LOI3.941.663.494.212.804.292.175.462.993.29TOTAL99.0599.0799.7199.3198.7998.7199.3899.4298.7399.54TFe2O310.9310.3810.0612.3712.2512.2112.4912.0712.1512.25TFeO9.839.349.0611.1311.0210.9911.2410.8610.9311.02MgO#0.750.550.690.830.830.830.830.830.830.83K2O+Na2O2.095.554.661.241.551.141.681.011.571.60FeOT/MgO0.591.430.810.370.360.370.360.370.360.36m/f3.031.262.234.854.954.864.984.835.004.96

注：Mg#=Mg2+/(Mg2++TFe2+)；m/f=(MgO/40)/(0.899 8×TFe2O3/72)；(La/Sm)N為元含量素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后的值。測(cè)試單位：西北有色研究院實(shí)驗(yàn)室。

微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1，在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中(圖5b)，微量元素分配模式呈不規(guī)則的起伏，巖石相對(duì)富集大離子親石元素(LILE)Th、U、Rb，而高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta、Ti存在較明顯的虧損，整體呈右傾曲線。大離子親石元素的富集程度明顯高于高場(chǎng)強(qiáng)元素，隨著相容性增加，富集程度逐漸降低，表現(xiàn)出巖漿結(jié)晶分異的特征(錢兵等，2017a)。斑紅山樣品微量元素含量普遍高于D203巖體微量元素含量，在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中，大離子親石元素多位于原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值10以上，整體呈緩右傾曲線，具較明顯的Nb、Hf負(fù)異常等。D203巖體樣品微量元素特征基本平行一致，表現(xiàn)出較好的一致性，反映了基性-超基性巖為同源巖漿結(jié)晶分異演化而成(錢兵等，2017a)，大離子親石元素的標(biāo)準(zhǔn)化值多大于10或接近10，而大多數(shù)高場(chǎng)強(qiáng)元素位于原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值10以下，具Nb、Ta、Zr、Ti負(fù)異常，Hf顯示了明顯的正異常特征。

4 討論

4.1 分離結(jié)晶

分離結(jié)晶作用是指巖漿在冷卻過(guò)程中不斷結(jié)晶出礦物并與殘余熔體分離的過(guò)程，在巖漿演化過(guò)程中起著非常重要的作用。對(duì)巖漿礦床而言，巖漿分異作用也是至關(guān)重要的成礦因素，銅鎳鉑等硫化物的形成與該過(guò)程存在緊密聯(lián)系。在幔源巖漿結(jié)晶分異過(guò)程中，橄欖石、輝石、鐵鈦氧化物等富含F(xiàn)e2+礦物分離結(jié)晶會(huì)顯著降低巖漿中Fe2+的活度，從而促使硫溶解度降低，并使演化巖漿中硫的豐度增加。斜長(zhǎng)石的大量分離結(jié)晶也會(huì)增加演化巖漿中硫的豐度，這些效應(yīng)累計(jì)到一定程度，就有可能使巖漿中的硫化物達(dá)到過(guò)飽和，從而使含鎳、銅等硫化物礦物發(fā)生熔離(IRVINE，1975；LIGHTFOOT et al.，1997；NALDRETT，2009)。

圖4 大通溝南山Harker變異圖解Fig.4 Harker variation diagram of the basic-ultrabasic rocks in the South Mountain of Datonggou

圖5 大通溝南山地區(qū)基性-超基性巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化分配圖(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)TAYLOR et al.，1985；原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)SUN et al.，1989 )Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns and primitive mantle-normalized trace element distribution patterns of the basic-ultrabasic rocks in the Datonggou South Mountain (Chondrite-normalized after TAYLOR et al.，1985；Primitive mantle-normalized after SUN et al.，1989)

大通溝南山地區(qū)部分基性-超基性巖具有一定的分帶特征，巖體從中心相到邊緣相，出現(xiàn)從輝石橄欖巖向輝長(zhǎng)巖的分布特征，巖石基性程度降低，說(shuō)明巖漿演化過(guò)程中發(fā)生了巖漿分異作用。GREEN(1975)認(rèn)為，與地幔橄欖巖平衡的原生巖漿的MgO#為0.63～0.73；FREY等(1978)認(rèn)為MgO#=0.68～0.73；HESS(1992)認(rèn)為MgO#大于0.68；鄧晉福認(rèn)為MgO#為0.65～0.75。如果以MgO#=0.68～0.73代表原生巖漿及近于原生巖漿的MgO#范圍，在超基性巖樣品中除斑紅山3件橄欖二輝巖樣品外，D203及黑平頂山巖體輝石巖、角閃石巖樣品MgO#=0.81～0.83，總體上處于與橄欖巖平衡的原生巖漿的MgO#范圍之上，表明其主要是由巖漿早期結(jié)晶的礦物相聚集而成；輝長(zhǎng)巖中3件樣品MgO#分別為0.69～0.75，說(shuō)明巖漿在就位之前未經(jīng)歷過(guò)明顯的分離結(jié)晶作用，具有原生巖漿的特征，代表巖石主要由原生巖漿或近于原生巖漿形成；其他輝長(zhǎng)巖樣品MgO#為0.53～0.66，說(shuō)明輝長(zhǎng)巖主要是由演化的巖漿形成，經(jīng)歷了一定程度的結(jié)晶分異演化，可能發(fā)生過(guò)鐵鎂質(zhì)礦物的結(jié)晶分離。

在Al2O3-MgO-CaO圖解中(圖6)，大部分樣品落在鎂鐵、超鎂鐵堆晶巖范圍內(nèi)。在Harker圖解中(圖4)，巖石中主要氧化物與MgO顯示了較好的相關(guān)性，TFe2O3與MgO表現(xiàn)為正相關(guān)性，SiO2、Al2O3、CaO、TiO2、Na2O+K2O等元素與MgO呈現(xiàn)了明顯的負(fù)相關(guān)性，表明巖漿在演化過(guò)程中發(fā)生了橄欖石、鉻尖晶石等早期結(jié)晶礦物的分離結(jié)晶作用。

4.2 同化混染

高溫巖漿上升侵位到地殼的過(guò)程中，不可避免地會(huì)發(fā)生同化混染作用，地殼物質(zhì)的加入可以改變巖漿的成分，進(jìn)而改變巖石的礦物組合、成分以及地球化學(xué)特征。地殼物質(zhì)的混染對(duì)巖漿礦床形成過(guò)程中硫化物的飽和起著重要作用，地殼中外來(lái)S的加入使巖漿中S的豐度顯著增加并超過(guò)溶解度，從而促使硫化物達(dá)到過(guò)飽和并成礦。

圖6 大通溝南山巖體Al2O3-MgO-CaO圖解(據(jù)COLEMAN，1977)Fig.6 Al2O3-MgO-CaO Diagramof the basic-ultrabasic rocks in the Datonggou South Mountain(After COLEMAN，1977)

巖體內(nèi)部是否見(jiàn)有圍巖的捕擄體，可以視為同化混染存在與否的野外證據(jù)。在大通溝南山地區(qū)部分基性-超基性巖與圍巖接觸部位可見(jiàn)同化混染現(xiàn)象，圍巖呈捕擄體被巖體包裹，主要巖性為片巖、片麻巖或花崗巖類。這些現(xiàn)象是巖體受圍巖混染的有利證據(jù)。除此之外，還有一系列巖石地球化學(xué)指標(biāo)可以判斷同化混染作用。非常高的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化(Th/Nb)N值(>>1)和低Nb/La值(<1)是地殼混染作用2個(gè)可靠的微量元素指標(biāo)(SAUNDERS et al.，1992；夏林圻等，2007a，2007b)。大通溝南山基性-超基性巖樣品(Th/Nb)N值為5.28～6.97，均遠(yuǎn)大于1.0。除一個(gè)樣品的Nb/La值為1.11略大于1.0，其余樣品的Nb/La值為0.23～0.93，均小于1.0，表明巖漿演化過(guò)程中受到了明顯的地殼混染。HOFMANN等(1988)研究認(rèn)為，典型的地幔Ce/Pb為(25±5)，地殼Ce/Pb小于15。大通溝南山基性-超基性巖中Ce/Pb值為2.03～9.76，表明了巖漿演化過(guò)程中存在同化混染作用。

在微量元素圖解(圖7)中顯示，Ce/Pb、Nb/U等元素比值與原始地幔的比值明顯不同，更接近上地殼平均值的范圍，說(shuō)明大通溝南山基性-超基巖體在形成過(guò)程中存在同化混染作用，有大量地殼物質(zhì)的加入，導(dǎo)致微量元素的比值顯示出地殼元素特征。

圖7 微量元素相關(guān)性圖解Fig.7 Correlation diagram of trace elements of the basic-ultrabasic rocks in the Datonggou South Mountain

4.3 含礦性分析

根據(jù)鎂鐵含量的不同，基性-超基性巖可以分為鎂質(zhì)超基性巖(m/f>6.5)、鐵質(zhì)超基性巖(m/f=2～6.5)、富鐵質(zhì)超基性巖(m/f=0.5～2)、鐵質(zhì)基性巖(m/f=0.5～2)及富鐵質(zhì)基性巖(m/f<0.5)(吳利仁等，1963)，與銅鎳礦化有關(guān)的基性-超基性巖主要為鐵質(zhì)系列巖石。斑紅山超基性巖m/f值為0.89～1.29，屬富鐵質(zhì)超基性巖；D203基性巖m/f值為1.12～3.03，平均為1.88，屬鐵質(zhì)基性巖。D203超基性巖m/f值為4.23～4.68，黑平頂山超基性巖m/f值為4.83～5.00，均屬鐵質(zhì)超基性巖，這與鄰區(qū)牛鼻子梁銅鎳礦m/f值為2.0～4.6(錢兵等，2017)以及夏日哈木鎳銅礦床m/f值為2.01～4.93(張照偉等，2015)具有相似的特征，顯示出該區(qū)具有良好的銅鎳礦成礦條件。

M.H.戈得列夫斯基按照侵入巖中MgO的含量把超基性巖漿及其結(jié)晶產(chǎn)物分為3類：①無(wú)硫化物的鎂鐵質(zhì)巖石MgO≤8%。②含銅鎳中等鎂鐵質(zhì)巖石MgO含量8%～30%。③無(wú)硫化物的鎂鐵質(zhì)巖石MgO≥30%。斑紅山超基性巖MgO含量為5.31%～7.06%，屬無(wú)硫化物的鎂鐵質(zhì)巖石；D203超基性巖MgO含量為21.76%～25.69%，屬含銅鎳中等鎂鐵質(zhì)巖石；黑平頂山超基性巖MgO含量在29.12%～31.10%，平均值為30.13，略高于30，屬無(wú)硫化物的鎂鐵質(zhì)巖石。

區(qū)內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的基性-超基性巖均具良好的Cu、Ni、Co異常及高精度磁法異常。其中，D203、黑平頂山巖體呈現(xiàn)出一定的礦化特征，各巖體礦化特征如下。

D203巖體：位于大通溝南山斷裂北側(cè)，巖體呈北東向展布，為區(qū)內(nèi)含礦性最好的巖體。經(jīng)槽探工程控制已圈定銅鎳礦體一條，含礦硫化物賦存于輝石巖及輝石角閃石巖中，巖石中可見(jiàn)孔雀石化、褐鐵礦化。礦體長(zhǎng)300余米，厚1.38～12.2m，單工程Cu品位為0.41%～0.45%，Ni品位為0.44%～0.46%，Co元素達(dá)到礦化，品位為0.013%～0.032%。

黑平頂山巖體：位于大通溝南山斷裂北側(cè)黑平頂山一帶，為區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的巖體，呈北東向展布。經(jīng)槽探工程控制已圈定鈷鎳礦化體一條，鈷鎳礦化主要賦存于輝石橄欖巖和輝石巖中，巖體中可見(jiàn)綠簾石化、綠泥石化，局部見(jiàn)褐鐵礦化。礦化體控制長(zhǎng)約700 m，寬5～15 m。Co品位為0.010%～0.012%，Ni品位為0.10%～0.12%達(dá)到礦化。

斑紅山巖體：位于大通溝南山斷裂西段斑紅山一帶，呈北東向展布，巖性主要為橄欖二輝巖、輝石角閃石巖、輝長(zhǎng)巖等。巖體中未見(jiàn)明顯的硫化物及銅鎳礦化，與高精度磁法異常套合性較好，具有較高的高精度磁法異常。

4.4 找礦前景分析

近年來(lái)，隨著柴達(dá)木周緣夏日哈木、尕秀雅平、牛鼻子梁等銅鎳礦的發(fā)現(xiàn)，使得在柴達(dá)木周緣地區(qū)尋找與基性-超基性巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床成為該地區(qū)找礦的熱點(diǎn)，基性-超基性巖的含礦性備受關(guān)注。大通溝南山地區(qū)與牛鼻子梁、夏日哈木、尕秀雅平等銅鎳礦具相似的直接圍巖、巖石類型，巖石MgO含量、m/f值等指標(biāo)與牛鼻子梁、夏日哈木銅鎳礦相似，顯示巖體具有良好的銅鎳礦含礦性和良好的成礦條件。

從全球范圍來(lái)看，克拉通內(nèi)部及邊緣裂谷或伸展環(huán)境是產(chǎn)出含銅鎳礦巖體有利的構(gòu)造背景。大通溝南山基性-超基性巖形成于(458.3±8.2) Ma，巖體形成的構(gòu)造環(huán)境屬于克拉通內(nèi)部環(huán)境(錢兵等，2017b)，是形成銅鎳硫化物礦的有利構(gòu)造環(huán)境。

通過(guò)1∶5萬(wàn)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查工作，前人在本區(qū)共圈定水系沉積物乙類異常14處，丙類異常2處。D203、黑平頂山、斑紅山巖體分別位于HS22、HS20、HS16三個(gè)乙類綜合異常中，Cu、Ni、Cr、Co等元素套合性好，濃集中心明顯，異常規(guī)模較大。同時(shí)1∶5萬(wàn)高精度磁法異常調(diào)查共圈定磁法異常帶4處，在基性-超基性巖展布區(qū)高磁異常幅值高，強(qiáng)度大，與巖體及水系沉積物異常表現(xiàn)出較好的套合性。對(duì)D203、黑平頂山等物化探異常區(qū)進(jìn)行異常查證及工程控制均發(fā)現(xiàn)了礦(化)體，顯示這些異常為礦致異常，對(duì)尋找銅鎳硫化物礦具有很好的指示作用。但該地區(qū)基性-超基性巖出露規(guī)模相對(duì)較小，一些礦體規(guī)模與其賦礦巖體規(guī)模及高精度磁法異常不成比例，推測(cè)其深部可能有較大的隱伏巖體存在，表明深部具有一定的找礦空間和潛力。

因此，大通溝南山一帶Cu、Ni元素化探異常及高精度磁法異常，尤其是套合性較好的物化探異常為尋找與基性-超基性有關(guān)的銅鎳硫化物礦提供了良好的找礦信息，顯示該區(qū)具備很好的成礦條件和找礦前景。

5 結(jié)論

(1)大通溝南山地區(qū)基性-超基性巖體巖石類型主要為橄欖輝石巖、輝石角閃石巖、輝石橄欖巖、橄欖二輝巖等，巖石形成過(guò)程中發(fā)生了一定程度的分離結(jié)晶作用和同化混染作用，具有良好的銅鎳礦成礦條件。

(2)大通溝南山基性-超基性巖總體表現(xiàn)出低硅、中鎂、高鈦、高鈣等特征，稀土元素配分曲線屬輕稀土富集型，富集大離子親石元素，相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素。MgO含量、m/f值等含礦性指標(biāo)顯示巖體具有良好的銅鎳礦含礦性。

(3)基性-超基性巖體形成環(huán)境為克拉通內(nèi)部，具備形成銅鎳硫化物礦床的良好構(gòu)造背景。根據(jù)巖體形成的構(gòu)造環(huán)境、巖石地球化學(xué)、物化探特征，結(jié)合工程控制情況綜合分析，認(rèn)為大通溝南山地區(qū)具有良好的銅鎳硫化物礦床形成條件及找礦潛力。