雪峰山地區(qū)長(zhǎng)界巖漿硫化物鎳礦成礦地質(zhì)特征
——與桂北寶壇地區(qū)類比研究

鄒 源，楊 斌，岑 敏

（1. 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083；2.湖南省地質(zhì)調(diào)查院，湖南 長(zhǎng)沙 410116）

長(zhǎng)界鎳礦位于湖南省通道縣甘溪鄉(xiāng)長(zhǎng)界村，是湖南雪峰山地區(qū)唯一已知的與基性-超基性巖有關(guān)的巖漿硫化物鎳礦床，但是礦化較弱，為低品位鎳礦。該礦床是20世紀(jì)60年代初由湖南冶金地質(zhì)勘探二三九隊(duì)發(fā)現(xiàn)，而后湖南冶金地質(zhì)二三七隊(duì)、二三五隊(duì)、二四五隊(duì)和湖南冶金地質(zhì)研究所等單位先后在該區(qū)對(duì)耐火橄欖巖及鎳礦均開(kāi)展找礦評(píng)價(jià)和研究工作，取得了一定的地質(zhì)效果[1]。2007年長(zhǎng)界地區(qū)在開(kāi)采耐火橄欖巖礦過(guò)程中，補(bǔ)充施工了少量探槽及鉆孔，發(fā)現(xiàn)低品位鎳礦的開(kāi)采價(jià)值遠(yuǎn)高于橄欖巖礦，所以轉(zhuǎn)采鎳礦資源（湖南中大勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2008）。近年來(lái)，圍繞華南前寒武紀(jì)殼-幔相互作用及全球超級(jí)大陸重建，在江南造山帶湖南段開(kāi)展了少量的中-新元古代基性-超基性巖的巖漿演化與大地構(gòu)造背景研究，主要在通道、古丈、洪江、中方及湘東北瀏陽(yáng)等地（鄭基儉等，2001；賈寶華等，2004；周金城等，2005；2009；Wang et al.,2006;Zhou et al.,2007；張春紅等，2009；王艷楠等，2014；寇彩化等，2017），對(duì)長(zhǎng)界地區(qū)基性-超基性巖體也開(kāi)展了少量的巖體地質(zhì)研究工作。但是，相關(guān)的地質(zhì)科研工作關(guān)注點(diǎn)多放在了巖漿演化及其與Rodina超大陸的聚合-裂解關(guān)聯(lián)上，對(duì)鎳礦成礦機(jī)制及基性-超基性巖漿作用-構(gòu)造背景之間可能的關(guān)聯(lián)很少關(guān)注（石少華等，2018）。

桂北寶壇地區(qū)銅鎳硫化物礦床自20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)開(kāi)始，前人對(duì)其做了大量的研究工作，如巖體年代學(xué)、巖石學(xué)、同位素地球化學(xué)等，對(duì)礦床成因、成礦模式等均有了較深刻的認(rèn)識(shí)，成礦成巖特點(diǎn)與金川、赤柏松、力馬河基本相同。寶壇地區(qū)與長(zhǎng)界地區(qū)相毗鄰（圖1），且與長(zhǎng)界鎳礦位于同一巖漿構(gòu)造帶上。但是，寶壇地區(qū)找礦進(jìn)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前于長(zhǎng)界地區(qū)。本文在前人工作基礎(chǔ)上，結(jié)合最新研究成果認(rèn)識(shí)，希望通過(guò)本次類比研究，形成的認(rèn)識(shí)有助于長(zhǎng)界地區(qū)實(shí)現(xiàn)找礦突破。

1 長(zhǎng)界鎳礦地質(zhì)特征

位于江南造山帶雪峰弧形構(gòu)造帶的西南段，構(gòu)造以北東-北北東向的甘溪-涼亭界深大斷裂為主導(dǎo)。區(qū)內(nèi)巖漿巖僅有以巖墻形式沿深大斷裂次級(jí)斷裂所侵入的新元古代基性-超基性巖體[2]。因后期斷裂影響，呈近南北向的“N”字形展布。總體上各自呈長(zhǎng)條狀展布，帶寬70m～300m。據(jù)其巖性特征，可分為四種巖相：基性巖-輝長(zhǎng)輝綠巖相；超基性巖-輝石巖相、輝石橄欖巖相、橄欖巖相。平面上顯示了較完整的結(jié)晶分異序列，由邊部到中部，輝綠巖→輝石巖→輝石橄欖巖→橄欖巖（圖2）。整個(gè)基性—超基性巖墻兩側(cè)無(wú)論前述哪種侵入序列，都有鈉長(zhǎng)英板巖出現(xiàn)，說(shuō)明巖體之圍巖蝕變特征相同[3]。因此認(rèn)為區(qū)內(nèi)巖相分帶屬同期不同序次產(chǎn)物（湖南中大勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2008）。

圖1 長(zhǎng)界鎳礦床與寶壇地區(qū)銅鎳礦床位置圖（地質(zhì)背景圖據(jù)周鼎武等，2002）

圖2 長(zhǎng)界鎳礦區(qū)地質(zhì)略圖（據(jù)湖南省地勘局413隊(duì)，1978；及湖南中大勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2008修改）

鎳礦主要賦存于橄欖巖中，次為輝石橄欖巖，輝石巖中少見(jiàn)，而輝長(zhǎng)輝綠巖中基本不存在鎳礦。巖石中橄欖石成分越高，礦化越強(qiáng)，礦化富集地段主要分布在橄欖巖帶較厚地段。含礦巖體蛇紋石化、碳酸鹽化、閃石化及綠泥石化顯著。

目前，共圈定出了三個(gè)鎳礦體，其中II礦體為隱伏礦體。Ⅰ礦體厚16.8m，長(zhǎng)114.0m，鎳品位0.048%～0.60%，平均0.51%。Ⅱ礦體厚7.84m，長(zhǎng)31.4m，鎳品位0.032%～0.46%，平均0.36%。Ⅲ礦體厚4.70m，長(zhǎng)60m，鎳品位0.042%～0.51%，平均0.39%。

礦石礦物成分：礦石的金屬礦物主要為鎳黃鐵礦，次為紫硫鎳鐵礦、針鎳礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等；非金屬礦物主要為橄欖石，次為輝石、蛇紋石、綠泥石、滑石、方解石、白云石及云母等[4-6]。

礦石結(jié)構(gòu)以自形晶、半自形晶為主，它形粒狀結(jié)構(gòu)為次，尚見(jiàn)有交代溶蝕結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造。

2 與桂北寶壇地區(qū)類比

2.1 寶壇地區(qū)成礦特征

桂北寶壇地區(qū)與通道長(zhǎng)界地區(qū)毗鄰，位于廣西羅城縣，大地構(gòu)造位置同樣位于江南造山帶雪峰弧形構(gòu)造帶的西南段。中元古代末四堡運(yùn)動(dòng)使蛇綠巖套遭受強(qiáng)烈擠壓，形成一系列近EW向的緊閉復(fù)式褶皺，同時(shí)形成以四堡斷裂為主干的NNE向斷裂構(gòu)造，成為區(qū)內(nèi)主要的控巖、控礦構(gòu)造。前人工作在元古代淺變質(zhì)巖、基性-超基性巖體及花崗巖體內(nèi)及其內(nèi)外接觸帶發(fā)現(xiàn)了大量的Cu、Ni、Sn、Pb-Zn、PGE、Au及U等金屬礦床點(diǎn)，其中，Cu-Ni礦床點(diǎn)有近20處，代表性的有大坡嶺、清明山、滿洞及一洞等。

賦存銅鎳礦化的基性-超基性巖體，巖相分帶明顯，從巖體上部到下部可劃分出閃長(zhǎng)巖→輝長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)輝綠巖→輝石巖→輝橄巖、橄欖巖等巖相; 按巖性組合可以分為 3 種類型∶ 橄欖巖-輝石巖-輝長(zhǎng)巖-閃長(zhǎng)巖; 橄欖巖-輝石巖-輝長(zhǎng)輝綠巖; 輝石巖-輝長(zhǎng)輝綠巖。

銅鎳礦床( 化) 與基性-超基性侵入巖體關(guān)系密切，多分布在基性-超基性侵入巖體底部( 橄欖巖相、輝石巖相)約0.5m～15.0m范圍內(nèi)，由超基性巖漿熔離作用形成，礦石主要由浸染狀礦石組成，局部有巖漿深部熔離作用形成的塊狀、脈狀銅鎳礦石分布；浸染狀分布的銅鎳礦(化)體鎳品位0.2%～0.5%，銅0.10%～0.3%；貫入型的脈狀銅鎳礦體鎳品位一般在1%以上。

礦石類型主要為三種：斑雜狀礦石、浸染狀礦石及塊狀礦石。礦石的主要組成礦物為磁黃鐵礦和鎳黃鐵礦，還有黃銅礦、黃鐵礦、輝鈷礦、輝鐵鎳礦及紫硫鎳礦等。

2.2 類比分析

與基性-超基性巖有關(guān)的巖漿硫化物型礦床是全球鎳鈷銅及鉑族元素等資源的重要來(lái)源，國(guó)內(nèi)外同類型礦床找礦取得了很大進(jìn)展。就全球范圍而言，既已發(fā)現(xiàn)的大型-超大型基性-超基性巖礦床主要集中分布在俄羅斯、澳大利亞、加拿大、中國(guó)、南非、美國(guó)和其它幾個(gè)有限的地區(qū)（Naldrett,1999）。此類型礦床基性巖漿具多期侵入特征，且存在較完整的巖漿結(jié)晶分異序列，巖體即礦體、礦化體，且礦/化體發(fā)育于輝長(zhǎng)巖→橄欖巖基性程度高的巖相分帶中（宋謝炎等，2005；2012）。另外，此類礦床只可能形成于巖漿活動(dòng)較強(qiáng)烈的地質(zhì)部位，特別是沿深大斷裂分布的巖體。因此，本文主要對(duì)長(zhǎng)界地區(qū)及寶壇地區(qū)巖體地質(zhì)特征及礦體地質(zhì)特征進(jìn)行對(duì)比。

2.2.1 含礦巖體成巖地質(zhì)特征

長(zhǎng)界鎳礦及寶壇地區(qū)銅鎳礦均為巖漿硫化物型礦床，二者巖體地質(zhì)特征見(jiàn)表1，從表中可以看出二者的異同。

可以看出，長(zhǎng)界地區(qū)與寶壇地區(qū)巖體具有相似的成巖地質(zhì)背景，二者均多以巖墻形式侵入，巖石地球化學(xué)、微量元素、稀土元素特征也相似。不同的是，長(zhǎng)界地區(qū)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，僅有一條深大斷裂；巖漿活動(dòng)相對(duì)較弱，基性-超基性巖體僅有一次侵入，以輝長(zhǎng)輝綠巖-輝石巖-輝石橄欖巖-橄欖巖為巖石組合類型。寶壇地區(qū)構(gòu)造較發(fā)育，有多條深大斷裂；巖漿活動(dòng)較強(qiáng)烈，二次侵入層狀雜巖體，基性巖體數(shù)量多，且出露有大面積花崗巖，以橄欖巖-輝石巖-閃長(zhǎng)巖為主要巖石組合類型。

表1 長(zhǎng)界巖體與寶壇地區(qū)巖體地質(zhì)特征對(duì)比

2.2.2 礦體地質(zhì)特征對(duì)比

長(zhǎng)界鎳礦及寶壇地區(qū)銅鎳硫化物礦體地質(zhì)特征見(jiàn)表2。

表2 長(zhǎng)界鎳礦床和寶壇銅鎳礦體地質(zhì)特征對(duì)比表

可以看出，長(zhǎng)界地區(qū)雖與寶壇地區(qū)毗鄰，但寶壇地區(qū)礦床規(guī)模已達(dá)中型，找礦效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于長(zhǎng)界地區(qū)。二者均為巖漿硫化物礦床，具有相似的成礦模式，成礦以就地熔離結(jié)晶分異成礦方式為主。不同的是在長(zhǎng)界地區(qū)礦種單一，主要為鎳礦，礦石主要為塊狀礦石及浸染狀礦石，成礦作用為地熔離結(jié)晶分異成礦。寶壇地區(qū)礦種主要為銅鎳礦，次為鈷礦；礦石主要為浸染狀礦石、脈狀塊礦，成地熔離結(jié)晶分異成礦方式為主，部分礦床有深部熔離-貫入成礦作用。寶壇地區(qū)銅鎳礦化物成礦作用方式要多于長(zhǎng)界地區(qū)。

3 結(jié)論

（1）長(zhǎng)界巖漿硫化物礦床含礦巖體分帶明顯，可初步劃分出四種巖相，分別為輝長(zhǎng)輝綠巖相、輝石巖相、輝橄巖相及橄欖巖相。礦體主要產(chǎn)于橄欖巖中，次為輝橄巖中。巖石中橄欖石成分越高，礦化越強(qiáng)，礦化富集地段主要分布在橄欖巖帶較厚地段。成礦作用為就地熔離結(jié)晶分異成礦，其形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制很可能是裂谷作用導(dǎo)致新元古代軟流圈物質(zhì)上涌。

（2）類比長(zhǎng)界礦床與寶壇地區(qū)銅鎳硫化物礦床，認(rèn)為二者具有相似的成巖成礦地質(zhì)背景，長(zhǎng)界地區(qū)工作程度較低，找礦潛力較大?？傮w而言，長(zhǎng)界地區(qū)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，巖漿活動(dòng)相對(duì)較弱，礦種單一，成礦方式單一。寶壇地區(qū)構(gòu)造相對(duì)發(fā)育，巖漿活動(dòng)相對(duì)較強(qiáng)，礦種多且相對(duì)較富，成礦方式相對(duì)復(fù)雜。

（3）對(duì)于巖漿硫化物礦床，巖漿活動(dòng)是成礦物質(zhì)的主要來(lái)源，含礦巖體具有多次巖漿補(bǔ)充的特征，該類礦床只可能形成于巖漿活動(dòng)較強(qiáng)烈的部位。長(zhǎng)界地區(qū)找礦工作應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注深大斷裂附近、并且?guī)r漿活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈的超基性巖體。