新疆托克遜縣硫磺山鈷銅礦地質(zhì)特征及找礦前景分析

王偉　安邦　葉林

摘 要：鈷是新興的能源材料，中國鈷礦資源嚴重短缺，尋找鈷礦資源具有重要的意義.東天山地區(qū)是中國重要的鈷成礦帶之一，近年在托克遜縣榆樹溝-銅華山基性-超基性巖帶通過地質(zhì)填圖、大比例尺的物探及槽探工作手段，在硫磺山地區(qū)新發(fā)現(xiàn)了鈷銅礦體，初步劃分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共三條銅鈷礦帶，圈出礦體16條，礦體主要產(chǎn)于深綠-黃綠色蛇紋石化橄欖巖中，礦體以銅、鈷為主，伴生鋅.物探異常顯示該區(qū)具有較大的找礦潛力.

關(guān)鍵詞：東天山;托克遜縣;鈷銅礦

中圖分類號：P618.2? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2020）03-0041-03

鈷是新興的能源材料，近年來隨著需求的日益擴大，鈷成為全球勘查開發(fā)和投資并購的熱點礦種[1].但我國鈷資源嚴重短缺，僅占世界鈷資源的1.1%，主要以貧礦、伴生礦產(chǎn)為主，富礦、獨立礦產(chǎn)較少[2].因此，研究和尋找鈷礦資源具有重要的意義.

新疆東天山地區(qū)是中國重要的鈷成礦帶之一，存在多個與基性-超基性巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床和伴生的中小型鈷礦資源[3].研究區(qū)位于新疆吐魯番托克遜縣庫米什鎮(zhèn)一帶，屬東天山吐哈盆地西南緣.硫磺山鈷銅礦位于榆樹溝-銅華山基性-超基性巖帶的南東端，該礦體是以“新疆托克遜縣銅華山-彩華溝地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”項目為支撐，通過地質(zhì)填圖、大大比例尺的物探及槽探工作手段，對區(qū)內(nèi)物化探異常進行查證時所發(fā)現(xiàn).周邊分布有彩華溝大型銅硫鐵礦、彩虹銅多金屬礦、銅華山鈷多金屬礦等具有經(jīng)濟價值的礦床，充分說明了該地段具有較大的找礦潛力.

1 區(qū)域地質(zhì)

研究區(qū)位于塔里木—華北板塊的北緣，地層區(qū)劃歸屬于南天山地層分區(qū)-薩阿爾明地層小區(qū).區(qū)內(nèi)構(gòu)造為北西西向的復(fù)式背斜和向斜，褶皺形態(tài)以線狀緊閉褶皺為主，局部倒轉(zhuǎn)，在核部發(fā)育多次巖漿作用的侵入巖體，普遍發(fā)育交代充填及局部熱液礦化作用.研究區(qū)位于喀拉克孜勒復(fù)向斜東部，該復(fù)式向斜核部附近有許多以基性、超基性為主的巖體侵入.

斷裂構(gòu)造以北西向為主，區(qū)內(nèi)的次級斷裂為近東西向、北東向，具張性及走滑特征，次級構(gòu)造控礦作用明顯.NWW斷裂是區(qū)域性的控巖控礦構(gòu)造，礦床及礦點多與次級斷裂及層間破碎帶關(guān)系密切，且分布于褶皺核部、轉(zhuǎn)折端，延斷裂上盤分布的超基性—基性雜巖體中有銅鎳硫化礦床產(chǎn)出.

區(qū)域上侵入巖廣泛發(fā)育，從超基性—酸性侵入巖均有出露，為華力西早、中期侵入形成.超基性巖大面積出露，巖性以蛇紋石化輝橄巖和蛇紋石化橄欖巖為主，巖體蛇紋石化強烈，形成鉻、鎳、鈷礦化異常區(qū)，附近并有中型鈷多金屬礦床產(chǎn)出;中性巖體呈小巖株產(chǎn)出，一般規(guī)模不大;酸性侵入巖主要為斜長花崗巖，規(guī)模較大，一般呈巖基、巖株、巖枝產(chǎn)出.

2 地質(zhì)概況

研究區(qū)出露地層主要為泥盆系上統(tǒng)破城子組，巖性為灰白色片理化細粒長石砂巖，長石石英粉砂巖，夾黑云粗安巖、角閃斜長巖（中基性熔巖）和放射蟲硅質(zhì)巖及大理巖化細晶灰?guī)r，巖石風化程度較強，局部較破碎.

研究區(qū)巖漿巖較為發(fā)育，分布有大面積的蛇紋石化橄欖巖，局部有少量斜長花崗巖呈脈狀分布.蛇紋石化橄欖巖主要由橄欖石、輝石及蝕變蛇紋巖組成，顏色呈深綠色，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，具綠簾石化、綠泥石化、褐鐵礦化及孔雀石化;斜長花崗巖主要由斜長石、石英、黑云母及暗色礦物等組成，顏色呈灰色，中-細粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，局部破碎，偶見褐鐵礦化、鎳化.

3 物化探異常特征

3.1 區(qū)域物化探異常特征

1∶5萬地磁異常圖顯示（圖1），異常整體走向北北東向，異常南端北西向，200nT等值線圈定的磁異常包括2個局部異常，形似“彎曲的肘部”.北部磁異常似等軸狀，東西長1.1km，南北長1.3km，△T⊥max>850nT;南部磁異常呈北西向的條帶狀，△T⊥max>750nT.結(jié)合該區(qū)地質(zhì)情況推測，該異常主要由基性-超基性巖體引起，受北北東和北西向斷裂構(gòu)造運動的影響，由于局部磁性體的富集而形成局部磁異常，形成此扭轉(zhuǎn)的磁異常.

1∶5萬化探異常由Cr、Ni、Co、Cu、Zn、Ag6種元素異常組成，異常面積較大，有兩個濃集中心.Cr、Ni、Co元素異常強度高且套合較好;中部主要為套和姣好的Cu、Zn異常;南部主要為Zn、Ag元素異常;Cu異常呈等軸狀，面積0.98km2，最高值311.5×10-6，平均值241.6×10-6，襯度值為4.83，異常規(guī)模為4.71.該區(qū)異常元素組合多，且套合較好，成礦條件優(yōu)越.

3.2 研究區(qū)物探異常特征

1∶1萬磁力場特征顯，磁力異常整體變化較大，磁場值在-900～1900nT之間，磁場正負交替，異常整體呈北西向展布，局部北東向，反映了區(qū)內(nèi)北西、北東兩組斷裂構(gòu)造格架.高磁異常整體反映了基性-超基性雜巖體的分布特征，由于磁性物質(zhì)的不均勻分布形成局部高磁異常.

從上圖可以看到，北部和南部磁場值均較高，中東部為磁場背景區(qū)，區(qū)內(nèi)高值異常北部呈NNE，南部呈NW向分布，NNE和NW向線性構(gòu)造特征明顯，局部異常多沿這兩個方向分布或受這兩個方向的構(gòu)造控制.

1∶1萬重力場特征顯示區(qū)內(nèi)北部為大面積的低值背景區(qū)，布格重力值在-187.2～-185.8×10-5m/s-2之間，總體上重力場較寬緩;中部為高值區(qū)，與北部背景區(qū)以-185.8×10-5m/s-2北東向等值線為界，布格重力值在-185.8～-184.4×10-5m/s-2之間，局部異常形態(tài)各異，特征不明顯;南部為低值背景區(qū)，布格重力值在-187.6～185.8×10-5m/s-2之間，范圍僅限于南部，等值線呈南北向梯級下降.

1∶1萬激電中梯測量極化率等值線圖整體比較雜亂，南部極化率較低，以數(shù)值3.5圈定的異常整體可以劃分為中部和北部兩個異常區(qū)，且具有多個異常濃集中心，全區(qū)極化率最大值達7.57%，異常東部未封閉.從電阻率等值線圖中可以看出，全區(qū)電阻率最大值460歐姆·米，北部異常區(qū)整體走向南東;中部異常區(qū)整體走向北東，局部南北向.

4 礦床特征

4.1 礦體特征

該區(qū)圈出礦化帶3條，長100-300米，寬10-50米，通過槽探工程揭露初步劃分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共三條銅鈷礦帶，圈出礦體16條，礦體主要產(chǎn)于深綠-黃綠色蛇紋石化橄欖巖中，礦體以銅、鈷為主，伴生鋅.其中鈷含量0.02-0.105%，銅最高3.33%，鋅0.46%，鎳普遍0.2%左右（表1）.

Ⅰ號銅鈷礦帶：分布于礦點區(qū)西北部，銅鈷礦帶長158m，寬18m，面積0.0028km2，礦體呈北西向展布，不規(guī)則狀、脈狀產(chǎn)出，向北東傾斜，傾角變化不大，一般傾向60°—70°，傾角70°左右，由4條礦脈組成，編號為Ⅰ—1—Ⅰ—4，其規(guī)模及品位詳見表Ⅳ—3.礦體主要由15TC04號探槽控制，并根據(jù)尖錐法向兩邊延伸推斷而來，礦體長度一般在100—120m間，在探槽內(nèi)礦體寬1.5-2m，個別達到6m.A1、 A2撿塊樣Cu品位0.87%、0.73%，Co品位0.020%、0.027%.

Ⅱ號銅鈷礦帶：分布于礦點區(qū)中部偏東，銅鈷礦帶長280m，寬85m，面積0.024km2，位于Ⅰ號礦體的南東方向600m，礦體近北東向展布，脈狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出，總體向南東傾斜，傾角變化不大.礦帶由9條礦體組成，一般寬2.0—3.0m，最寬處可達6m，長度在100—200m間，最長者可達270m，礦體由15TC01—TC03號探槽控制不同編號的礦體.

Ⅲ號銅鈷礦帶：分布于礦區(qū)南部，銅鈷礦帶長100m，寬5m，面積0.0005km2，位于Ⅱ號礦體的南西方向600m，礦體北東向展布，脈狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出，總體向南東傾斜，傾角變化不大.礦帶由3條礦體組成，一般寬2.0—4.0m，長度在100—200m間，礦體由14TC06號探槽控制不同編號的礦體.

4.2 礦石質(zhì)量

礦石表面具薄膜狀孔雀石化，綠泥石化、綠簾石化發(fā)育，局部見有褐鐵礦化.

礦石礦物主要由孔雀石、磁鐵礦、黃銅礦、褐鐵礦、黃鐵礦組成，脈石礦物主要由石英、黑云母、方解石、綠泥石、蛇紋石、綠簾石組成.

礦石結(jié)構(gòu)主要為變晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造為主.

4.3 礦石類型

按礦石氧化程度劃分，目前地表主要為氧化礦石也就是孔雀石，其中鈷礦伴生在銅鎳礦床中;按礦石主要銅礦物劃分主要為黃銅礦;按結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分主要為稀疏浸染狀銅礦石.

5 控礦地質(zhì)因素分析

研究區(qū)處于喀拉克孜勒復(fù)向斜的東段，大面積基性-超基性巖體呈北西走向延核部出露，基性-超基性巖與鈷銅多金屬礦關(guān)系密切，礦產(chǎn)主要圍繞基性-超基性雜巖體及其周邊分布.銅華山鈷-多金屬礦、57號鈷-多金屬礦點、68號鎳礦（化）點、70號銅礦（化）點及新發(fā)現(xiàn)的硫磺山鈷銅礦均分布于基性-超基性雜巖體中，成因為巖漿熔離型和巖漿熱液型.

（1）大地構(gòu)造方面，鎳、鈷—多金屬礦均分布在基性-超基性雜巖體中，直接控制了成礦帶的分布.

（2）侵入巖方面，主要鎳、鈷—多金屬礦產(chǎn)于泥盆紀超基性巖中，超基性巖控制了礦產(chǎn)的分布，同時也反映成礦組分來自深源巖漿的特征.

（3）巖石巖性方面，鎳、鈷礦的近礦圍巖為蛇紋巖和蛇紋巖化輝石橄欖巖，其原巖多為超基性組分更偏高的分異產(chǎn)生的含輝純橄巖和輝橄巖，反映巖石、巖性對礦體控制的特征.

（4）斷裂構(gòu)造方面，鈷—多金屬礦床受走向近東西向的逆斷層控制，次級斷裂構(gòu)造發(fā)育.

（5）蝕變方面，主要為蛇紋石化，其次發(fā)育有綠泥石化、滑石化、碳酸鹽化等.

（6）地球化學(xué)方面，礦床均分布于以Cr、Ni、Co元素為主的綜合異常內(nèi)，為有利的成礦地球化學(xué)異常.

（7）地球物理方面，礦床分布于地磁異常分布區(qū)內(nèi)，為有利的成礦物探異常，激電異常與磁異常對應(yīng)較好往往是礦化體的直接標志.

6 結(jié)論

研究區(qū)分布大面積的基性-超基性雜巖體，北東及北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育，與超基性巖體有關(guān)的異常元素種類較多，套合程度好，強度高，規(guī)模較大.1：5萬高磁異常反應(yīng)研究區(qū)分布大面積的基性-超基性雜巖體，且伴有Cu、Pb、Zn、Co、Ni化探異常，激電中梯在化探異常區(qū)圈出了多處激電異常，且通過槽探工程在淺部圈出的礦體與激電異常對應(yīng)較好，地表黃鐵礦化和孔雀石化普遍發(fā)育.通過已發(fā)現(xiàn)的礦化線索顯示該區(qū)具有較好的找礦潛力，主要以尋找與基性-超基性巖有關(guān)的銅鈷多金屬礦為主.

參考文獻：

〔1〕張偉波，葉錦華，陳秀法，等.全球鈷礦資源分布與找礦潛力[J].資源與礦產(chǎn)，2018，20（04）：56-61.

〔2〕豐成友，張德全，黨興彥.中國鈷資源及其開發(fā)利用概況[J].礦床地質(zhì)，2004（01）：93-100.

〔3〕李立興，李厚民，丁建華，等.東天山維權(quán)銀銅礦床中鈷礦化發(fā)現(xiàn)及成因意義[J].礦床地質(zhì)，2018，37（04）：778-796.

收稿日期：2019-12-10

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局項目“新疆托克遜縣銅華山-彩華溝地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查（12120113046600）”