新疆哈密市白石泉銅鎳礦床的成礦規(guī)律及成礦模式

王 軍，王家林

（中化地質(zhì)礦山總局新疆地質(zhì)調(diào)查院，新疆 烏魯木齊 830000）

新疆哈密市白石泉銅鎳礦在沙泉子大斷裂層向南4km的地方，該銅鎳礦的礦床大部分是基性超基性的雜巖，主礦床是位于銅鎳礦中心呈現(xiàn)橢圓狀的基巖，并且大部分基巖的長(zhǎng)約2km，寬約1km。該銅鎳礦床北側(cè)稍微向南傾斜，而礦床的南側(cè)卻是向北傾斜，東側(cè)是弧形的接觸帶，并且自北西向南西傾斜，總體來(lái)看，礦床是呈現(xiàn)出向內(nèi)傾斜的聚寶盆狀。礦床的主要構(gòu)成從內(nèi)到外分別是輝長(zhǎng)巖和輝石巖。影響銅鎳礦床的主要巖體是雜巖體中的超基性巖體，位于礦床頂部的巖體主要成分是輝長(zhǎng)巖和輝石巖，位于礦床底部的巖體主要成分是花崗片麻巖和黑云斜長(zhǎng)片巖。由于礦床側(cè)面的礦體圍巖所遭受的蝕變非常強(qiáng)烈，所以長(zhǎng)此以往，表面逐漸出現(xiàn)孔雀石化和褐鐵礦化，礦床中的超基性巖經(jīng)過(guò)風(fēng)化逐漸綠泥石化[1]。目前，在新疆哈密市白石泉礦區(qū)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的銅鎳礦床共有30個(gè)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦床大多呈現(xiàn)出透鏡狀、葉脈狀和似層狀，如同樹(shù)枝一樣，礦床也有明顯的分枝復(fù)合現(xiàn)象。在進(jìn)行找礦勘查時(shí)，最重要的步驟就是要清楚勘查區(qū)域礦床的成礦規(guī)律和成礦模式，本文分別從礦床的時(shí)間分布規(guī)律和空間分布規(guī)律對(duì)成礦規(guī)律展開(kāi)論述，并且根據(jù)對(duì)地質(zhì)特征的考察，分析了新疆哈密市白石泉銅鎳礦床的成礦模式。

1 成礦規(guī)律

1.1 成礦時(shí)間明顯區(qū)分且集中

根據(jù)查閱大量資料可以總結(jié)出新疆哈密市白石泉礦床在時(shí)間上的成礦規(guī)律是：

（1）在巖體發(fā)育時(shí)期，由于一些巖體發(fā)生沉積作用，和海底的噴流反應(yīng)[2]，在古熔巖區(qū)的巖體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的沉積形成了礦床。

（2）在巖漿活動(dòng)時(shí)期，由于巖漿不斷地運(yùn)動(dòng)，形成了礦床。

（3）在地下熱水活躍時(shí)期，由于巖漿劇烈活動(dòng)形成礦床后殘余的地下熱水進(jìn)一步活躍，經(jīng)過(guò)沉積作用再一次形成礦體?？偟膩?lái)說(shuō)，新疆哈密市白石泉成礦時(shí)間主要是在第四世紀(jì)，在巖體發(fā)育的早期和晚期，經(jīng)過(guò)發(fā)育地下熱液作用形成礦床，其中，風(fēng)化型礦床主要結(jié)構(gòu)是花崗巖。而且在時(shí)間分布上與國(guó)內(nèi)大多數(shù)礦床一致，均是十分明顯且呈現(xiàn)集中分布，如表1所示。

表1 國(guó)內(nèi)主要銅鎳礦床時(shí)間分布

從表1可以看出，銅鎳礦床形成時(shí)間較集中，主要的銅鎳礦床成礦時(shí)期為元古代。從早紀(jì)到新近紀(jì)都有銅鎳礦床產(chǎn)生，其中，沉積成礦作用最強(qiáng)，形成了以沉積型礦床為主的錳、鋁、煤等礦床；新生時(shí)代的礦床主要構(gòu)成是煤、石膏以及高嶺土等；在各種不同的沉積作用下，臺(tái)地相、盆地相和陸相大都可以產(chǎn)生沉積礦床。除此之外，各類(lèi)巖漿的成礦期與巖體構(gòu)造進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)的時(shí)期基本相同，均可以形成不同構(gòu)造的礦床，在各個(gè)成礦時(shí)期，燕山期的銅鎳成礦作用是最強(qiáng)的，其次是加里東期，而元古代的四堡期和華力西期時(shí)期的礦床成礦數(shù)量和種類(lèi)相對(duì)比較少，成礦作用最不明顯的是印支期。因?yàn)橹兴嵝詭r漿和基性超基性巖漿進(jìn)入的量是影響巖漿成礦的主要因素，所以，加里東期和華力西期以及燕山時(shí)期形成的銅鎳礦床的主要構(gòu)成均是屬于殼幔同熔型或殼源重熔型的花崗巖，在四堡期形成的銅鎳礦床的構(gòu)成則是屬于幔源型的基性超基性巖。

1.2 成礦區(qū)域呈帶狀分布

新疆哈密市白石泉礦床位于褶皺帶內(nèi)，由于受到韌性剪切帶的附加斷裂帶間接控制，銅鎳礦床受力向一個(gè)方向不斷延伸，長(zhǎng)約200km，在區(qū)域分布上呈現(xiàn)為帶狀分布。銅鎳礦床的分布大多是位于板塊、巖體或者巖體褶皺斷裂的邊緣，新疆哈密市白石泉礦的雜巖帶處于康爾韌性剪切帶上。白石泉的銅鎳礦床中，大斷裂帶旁邊的次級(jí)斷裂帶受到沉積作用的拉伸往往形成一定長(zhǎng)度的銅鎳礦帶的就位空間，這個(gè)就位空間的形成與銅鎳巖漿活動(dòng)有著緊密的聯(lián)系，并且在就位空間中經(jīng)過(guò)礦床延伸作用形成銅鎳礦床侵入巖帶。新疆哈密市白石泉銅鎳巖帶中完全分化好的銅鎳礦床均是由于小巖體的不斷沉積形成的。這些銅鎳巖體表面與樹(shù)葉相似，呈現(xiàn)出葉脈形態(tài)，形狀多種多樣，如：葫蘆形狀、馬蹄形狀或者近似于火苗的形狀，這些多種多樣的銅鎳巖體形狀表現(xiàn)出在銅鎳巖體形成和凝固的過(guò)程受到嚴(yán)重的韌性剪切作用。

2 成礦模式

研究礦床成礦模式可以清楚直接地表現(xiàn)各個(gè)礦床之間的聯(lián)系和成礦原因以及時(shí)空分布，如圖1所示，分析新疆哈密市白石泉銅鎳礦床成礦模式。

圖1 成礦模式

2.1 巖漿結(jié)晶形成上輕下重熔體

巖漿房上方的基性巖漿先進(jìn)行侵位，侵位后隨溫度降低結(jié)晶成不同的巖相帶。而隨后，沿著不同的巖相帶，富含銅鎳的巖漿逐漸流入巖漿房深處，并且在特定位置形成一個(gè)特殊的次生巖漿房。由于銅鎳元素的流失，巖漿房中的溫度逐漸降低，溫度降低后大量斜方輝石開(kāi)始出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，同時(shí)巖漿中少量的斜長(zhǎng)石也開(kāi)始結(jié)晶。在結(jié)晶過(guò)程中，比較重的輝石由于重力作用逐漸沉淀到巖漿房的底部，而同時(shí)，比較輕的斜長(zhǎng)石由于分異作用逐漸漂浮到巖漿房的頂部，也就形成了上輕下重熔體[3]。

2.2 分異作用形成品位較富礦體

在形成上輕下重熔體的過(guò)程中，巖漿中也產(chǎn)生了大量輝石和少量斜長(zhǎng)石結(jié)晶。由于輝石數(shù)量龐大，而且結(jié)晶速度很快，輝石經(jīng)過(guò)結(jié)晶后，使得巖漿中鐵的含量出現(xiàn)大幅度下降，從而導(dǎo)致巖漿中硫的溶解度降低。此時(shí)，由于硫元素得不到溶解，巖漿中硫元素濃度迅速增大，并且趨于硫元素飽和狀態(tài)。早期巖漿是液滴狀，以不混溶的形式分散。在重力作用下，巖漿房中部的重質(zhì)巖漿由分散狀變?yōu)樗螤?。巖漿房底部通道出現(xiàn)的裂隙逐漸變大，為重的巖漿創(chuàng)造了再次侵位的方便條件。由于分異作用，巖漿房中產(chǎn)生原地熔融礦體，最后，早期產(chǎn)生的超基性巖漿沿巖體的斷裂帶和構(gòu)造破碎帶直接出現(xiàn)裂隙的地方，流入礦漿里，經(jīng)過(guò)結(jié)晶形成品位較富礦體。

2.3 熱液貫入形成脈狀偉晶巖

在形成品位較富礦體的同時(shí)，不混溶硫化物在礦漿中的含量不斷增多。在不混溶硫化物的含量不斷增加的同時(shí)，礦漿的擴(kuò)散對(duì)流作用十分薄弱，但環(huán)境中的重力作用和分異作用依然十分顯著，其中，較重的硫化礦漿由于重力作用逐漸沉淀，向下匯聚，形成一層含硫化物的巖漿，另外，在含硫化物巖漿層與輝石層之間形成少量但濃度極高的硫化物巖漿。巖漿房上部斜長(zhǎng)石堆積，中部產(chǎn)生硫化物漿體，底部形成由輝石堆積體的巖漿層。晚期，含揮發(fā)性的殘余硫化物的熱液會(huì)沿著巖石裂隙侵入，形成脈狀偉晶巖。

2.4 礦體氧化形成氧化礦體

形成脈狀偉晶巖體之后，巖漿房中的所有巖漿在構(gòu)造應(yīng)力的激烈作用下，按自上而下的順序再次發(fā)生侵位。第一階段侵位是巖漿房中的上部侵位，其中，含有豐富的斜長(zhǎng)石堆積體的巖漿經(jīng)過(guò)沉積形成了斜長(zhǎng)巖，第二階段，先是硫化物漿體經(jīng)過(guò)侵位形成一個(gè)個(gè)塊狀的硫化物礦體，這些塊狀硫化物礦體經(jīng)過(guò)含有輝石堆積體的巖漿侵位，最終形成了輝石巖。形成的輝石巖與含硫化物礦體經(jīng)過(guò)大面積地接觸后，第二次侵位的巖漿已經(jīng)大幅度的冷卻了，并且成礦。在銅鎳礦床成礦晚期，經(jīng)過(guò)不同的礦物構(gòu)造活動(dòng)，已經(jīng)形成的巖體被風(fēng)化侵蝕，并且發(fā)生一定程度的氧化，導(dǎo)致地表和淺部礦體也發(fā)生氧化，形成了氧化礦體。

3 結(jié)束語(yǔ)

在進(jìn)行實(shí)地找礦和礦產(chǎn)勘查的過(guò)程中，必須要提前了解勘查地區(qū)的成礦模式和成礦規(guī)律，本文通過(guò)查閱大量已有的資料分析總結(jié)新疆哈密市白石泉銅鎳礦床的成礦規(guī)律和成礦模式，而國(guó)內(nèi)的銅鎳礦床體系大體一致，所以本文的研究可以為之后的找礦勘查提供理論依據(jù)，可以有效地縮短準(zhǔn)備工作，提高勘查效率。但本文的研究由于受技術(shù)和地域的局限，缺少對(duì)銅鎳礦床的實(shí)際考察，缺乏有力的實(shí)踐證明，所以今后的研究有待提高。