甘肅北山紅柳溝銅鎳礦地球化學(xué)特征及成礦潛力

何佳軍，王 剛，耿海軍，榮 驍

(核工業(yè)二〇三研究所，陜西 咸陽(yáng) 712000)

近幾年在天山圖拉爾根、白石泉及新疆北山坡北、旋窩嶺等地陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大批的銅鎳礦，對(duì)比其成礦地質(zhì)背景和控礦因素，認(rèn)為甘肅北山地區(qū)也具有非常大的銅鎳成礦潛力，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了紅柳溝、怪石山、黑山、拾金灘等多個(gè)含礦巖體，體現(xiàn)出非常好的找礦前景。紅柳溝基性-超基性雜巖體模巨大，分異明顯，具有較好的找礦前景。通過(guò)對(duì)紅柳溝巖體的年代學(xué)研究，對(duì)于有效識(shí)別北山地區(qū)裂谷的形成、演化以及巖體成巖地質(zhì)背景具有非常重要意義。

1 甘肅北山紅柳溝銅鎳礦巖石地球化學(xué)特征分析

1.1 巖體地質(zhì)特性分析

紅柳溝巖體侵位于黑云花崗片麻巖、變粒巖以及斜長(zhǎng)角閃巖中，受方山口—廟廟井—雙鷹山大斷裂控制，主要呈北西向的分布態(tài)勢(shì)。巖體的主體主要為輝長(zhǎng)巖，可細(xì)分為早、晚兩期，早期為暗色輝長(zhǎng)巖，晚期為淺色輝長(zhǎng)巖，兩者為侵入接觸關(guān)系。其次為超基性巖，多呈巖珠、巖脈產(chǎn)出，且具有較為明顯的相帶，主要包括橄欖輝長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖、橄欖角閃蘇長(zhǎng)巖、輝石巖、輝橄巖、二輝橄欖巖等。一般情況下這些巖體處在較為低洼、斷裂地帶中，大多呈碎裂狀及蜂窩狀，并且發(fā)育多種較強(qiáng)蝕變，

1.2 主量元素的基本特征分析

據(jù)以下5件樣品的分析結(jié)果（表1），SiO2含量43.08%～50.01%。Al2O3含量8.15%～17.48%，相較于原始地幔要高很多，說(shuō)明巖體具有較高的熔融程度。MgO含量12.17%～19.76%。TiO2含量0.13%～0.6%。另外，巖體的SI值在51-74之間，比原生玄武質(zhì)巖漿值略高，說(shuō)明此處巖體的分異程度非常高。從m/f值得知巖體屬于鐵質(zhì)超基性巖。Mg#值介于0.71～0.77之間，超出了原始巖漿的Mg#值（0.68～0.73），產(chǎn)生此種情況的主要原因在于受到早期橄欖石堆晶影響。

1.3 稀土元素及微量元素分析

紅柳溝巖體稀土元素總體含量相對(duì)較低，ΣREE=6.37-29.92×10-6；LREE=4.91-24.07×10-6；HREE=1.46-5.85×10-6；LREE/HREE=1.71-4.29；LaN/YbN=0.89-3.98；稀土分布特征參數(shù)δ（Eu）=0.84-2.05。從上述數(shù)據(jù)可知，LREE相對(duì)富集，說(shuō)明該區(qū)域較深地幔位置發(fā)生過(guò)弱的富集事件。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE分布曲線表明LREE分布曲線表現(xiàn)出右傾的趨勢(shì)，HREE分布曲線則較為平坦，這與板內(nèi)拉張環(huán)境玄武巖稀土分布曲線較為類似，見(jiàn)圖1。

圖1 基性-超基性巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖

表1 北山紅柳溝巖體主量元素分析結(jié)果（%）

從圖1得知，不同類型巖石微量元素表現(xiàn)為明顯的大離子親石元素（Rb、Ba、Sr、K）富集，但不同類型的微量元素其富集程度存在較大不同，其中高場(chǎng)強(qiáng)元素（Nb、Zr、Hf、P、Ti）呈現(xiàn)虧損的特性。

2 紅柳溝巖體成礦潛力

（1）紅柳溝銅鎳礦屬于巖漿熔離型銅鎳礦，構(gòu)成巖體的巖石主要包括二輝橄欖巖、輝石巖、橄欖輝石巖等，這些巖石均發(fā)育強(qiáng)孔雀石化、褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化等蝕變類型，且地表顯示更為明顯。另外，該區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，除廟廟井—雙鷹山近東西向深大斷裂外，近東西向次級(jí)斷裂和北東、北西向斷裂構(gòu)造也有發(fā)育。

（2）紅柳溝巖體和黑山、怪石山巖體位于同一構(gòu)造帶中，這些巖體具有相同的地質(zhì)背景，鋯石U-Pb同位素測(cè)年得出這些巖石的成巖年齡均在357Ma～376Ma范圍，其形成及演化與裂谷作用直接相關(guān)。相較于黑山、怪石山巖體，紅柳溝巖體規(guī)模更大，且具有較好的分異，不同巖體的特征較為相似，巖石具有輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)、細(xì)-中粒結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、包橄結(jié)構(gòu)等，蝕變類型主要有滑石化、綠泥石化、輝石閃石化、蛇紋石化等。礦物中也包含金云母、角閃石、斜長(zhǎng)石等。上述這些特征和東天山地區(qū)產(chǎn)銅鎳硫化物礦床的鎂鐵—超鎂鐵巖特征極為相似?？偟膩?lái)說(shuō)，紅柳溝巖體屬于鐵質(zhì)超基性巖，在地質(zhì)背景、巖石特性、地球化學(xué)等方面都具備形成銅鎳硫化物礦床的條件。

（3）在進(jìn)行成礦潛力分析時(shí)通過(guò)不同的測(cè)量方式能夠得出相應(yīng)的結(jié)論，例如通過(guò)1：5萬(wàn)的高精度磁法測(cè)量能夠發(fā)現(xiàn)在巖體內(nèi)部發(fā)生了很多位置的磁異常情況，其中面型烴基蝕變異常以及局部鐵染蝕變異常是最為重要的問(wèn)題，和遙感環(huán)狀影像地質(zhì)體空間耦合；通過(guò)1：20萬(wàn)的水系沉積物測(cè)量能夠發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度相對(duì)較低、規(guī)模相對(duì)較大的銅鎳成礦元素異常情況。該區(qū)域內(nèi)部表面呈現(xiàn)出了約100km2的巖體，這些基性—超基性巖體主要表現(xiàn)出了輝長(zhǎng)巖特性，具有比較大的規(guī)模。通過(guò)相應(yīng)的調(diào)查分析能夠得知紅柳溝含礦巖體的巖相分帶、礦化范圍以及銅鎳礦化富集部位，可以大體上得知銅鎳礦體。通過(guò)分析可知這些含礦巖體上存在著非常顯著的磁異常，并且具有正負(fù)相伴的情況，磁場(chǎng)強(qiáng)度能夠達(dá)到500nT。和地表的銅鎳礦化超基性巖范圍大體上相同，可能是由深部硫化礦體造成的，具有非常好的成礦潛力。

（4）找礦標(biāo)志。① 地表礦化基性—超基性巖體具有非常好的磁、電異常，可作為區(qū)內(nèi)尋找銅鎳礦有效的物探信息。② 銅鎳礦化集中產(chǎn)于二輝橄欖巖、蝕變橄欖輝石巖及輝石巖中，其發(fā)育的孔雀石化、褐鐵礦化及黃鉀鐵礬化等類型的蝕變可作為銅鎳礦的找礦標(biāo)志；③ 區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，其中廟廟井—雙鷹山主要是近東西向深大斷裂，同時(shí)也存在近東西向次級(jí)斷裂帶和北東、北西向斷裂構(gòu)造的發(fā)育，這些斷裂控制著與礦化相關(guān)的基性—超基性巖體，可作為找尋銅鎳礦的重要標(biāo)志。

3 結(jié)語(yǔ)

文章主要以甘肅北山紅柳溝為例闡述銅鎳礦地球化學(xué)特征及成礦潛力方面的相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文的介紹能夠?yàn)殂~鎳礦分析及找礦提供一定參考和幫助。