新疆維吾爾自治區(qū)東天山地區(qū)銅鎳礦成礦規(guī)律及哈密市白石泉銅鎳礦地質(zhì)礦產(chǎn)特征

鄭國平

摘要：對新疆東天山地區(qū)多金屬成礦帶中銅鎳礦成礦規(guī)律進(jìn)行了分析，同時(shí)對新疆哈密白石泉銅鎳礦地質(zhì)礦產(chǎn)特征進(jìn)行論述，認(rèn)為白石泉銅鎳礦成因類型為與基性—超基性巖有關(guān)的深部熔離—貫入型硫化物銅鎳礦。

關(guān)鍵詞：銅鎳礦；超基性巖；礦床成因類型

新疆東天山地區(qū)銅礦是我國繼江西德興銅礦和西藏玉龍銅礦之后的又一重大發(fā)現(xiàn)，東天山地區(qū)具有非常大的銅礦找礦潛力，并有可能成為我國大型國家級銅礦資源基地。在東天山地區(qū)開展過大量的研究工作，如國家科技攻關(guān)305項(xiàng)目、八五課題和九五專題等，取得豐碩的研究成果，區(qū)內(nèi)有著非常優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件，將很多專家學(xué)者吸引過來在該區(qū)開展很多科研工作，初步建立地質(zhì)成礦理論，并對一些具有較好開發(fā)價(jià)值的銅礦床進(jìn)行評價(jià)。基于此本文將新疆哈密白石泉銅鎳礦作為研究對象，進(jìn)行如下分析。

1.東天山地區(qū)銅鎳礦成礦規(guī)律

東天山地區(qū)礦產(chǎn)資源非常豐富，是我國重要的銅鎳成礦區(qū)帶之一，過去研究過程中發(fā)現(xiàn)成礦作用分布很不均一，分布特點(diǎn)總體表現(xiàn)為幕式分布，同時(shí)在不同時(shí)期，各種元素與其組合分布規(guī)律很不相同，區(qū)內(nèi)地質(zhì)歷史演化過程中大規(guī)模成礦作用，在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造單元內(nèi)部短時(shí)間形成，大面積高強(qiáng)度富集成礦元素促進(jìn)成礦。東天山作為中亞晚古生代板塊構(gòu)造演化的重要組成部分，華力西期東天山歷經(jīng)拉張→俯沖→碰撞造山等完整演化過程，同時(shí)不同時(shí)期堆集大量金屬元素，促進(jìn)區(qū)內(nèi)內(nèi)生金礦形成，在一個(gè)地區(qū)多種構(gòu)造演化和成礦作用短時(shí)間內(nèi)共同疊置，形成內(nèi)生金屬礦產(chǎn)大量富集區(qū)。

諸多金屬礦床在東天山地區(qū)主要產(chǎn)于360Ma～220Ma時(shí)代范圍內(nèi)，為華力西期主要成礦帶。諸多金屬礦床在北、中、南三個(gè)區(qū)域上形成三個(gè)礦帶，北礦帶主要賦存銅鎳礦與銅鉬礦，在大南湖島弧帶和康古爾塔格弧后盆地交接部位分布，發(fā)現(xiàn)的銅鉬礦床主要為三岔口、赤湖、土屋、延?xùn)|、小熱泉子等礦床。斑巖型銅鉬礦為延?xùn)|和土屋礦床，規(guī)模為大型，主要成礦時(shí)代在360Ma～310Ma；斑巖型淺成熱液銅鉬礦主要以三岔口、赤湖礦為代表，其規(guī)模屬于小中型礦床；淺成熱液型銅礦主要以小熱泉子銅礦為代表，規(guī)模為中型礦床，成礦時(shí)代為339Ma。主要的銅鎳礦為香山、黃山、土墩等銅鎳礦，和鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)雜巖體緊密相關(guān)，巖體侵位時(shí)間變化于320Ma～305Ma，已達(dá)大、中型。東天山的成礦作用，由北而南其變化規(guī)律反映出東天山在華力西期殼幔演化階段北老南新；花崗質(zhì)巖漿源區(qū)部分熔融深度由北而南逐漸加深；巖漿噴發(fā)和侵位時(shí)代從400Ma～240Ma。區(qū)內(nèi)由北向南花崗質(zhì)巖漿源一些熔融深度呈現(xiàn)不斷加深的特點(diǎn)；400Ma～240Ma是區(qū)內(nèi)巖漿噴發(fā)侵位的主要時(shí)代，自北側(cè)區(qū)域上的哈爾里克到康古爾塔格，并延伸至中天山，可能存在一個(gè)連續(xù)的花崗質(zhì)巖漿演化面。準(zhǔn)噶爾洋盆于華力西期，麻沖消減在塔里木板塊下部，促使大南湖島弧、哈爾里克海溝與康古爾塔格弧后盆地形成，構(gòu)成東天山重要的構(gòu)造單元。而加里東期中天山俯沖在塔里木板塊之下，由于受到華力西期的構(gòu)造疊加，許多地質(zhì)現(xiàn)象已經(jīng)模糊。因此東天山的成礦作用以華力西期為主，為華力西期造山帶型礦床。礦床特征及其空間展布和成礦環(huán)境都比較類似，成礦系列主要為和矽卡巖密切相關(guān)的銅、銀、金、鎢、鉬等多金屬礦，在規(guī)模上，這些礦床都屬于中小型；銅鎳鈷礦床和激性超基性、雜巖體緊密相關(guān)。

2.白石泉銅鎳礦地質(zhì)特征

該礦位于新疆東疆地區(qū)，是區(qū)內(nèi)最為重要的銅鎳礦，主要分布在東疆地區(qū)多金屬成礦帶東側(cè)，屬于尾亞—馬莊山銅、金、鎢、鉬、鐵成礦帶中部，大地構(gòu)造為中天山地塊，相距哈密市東南部約1701km，礦區(qū)中有一套古老變質(zhì)巖系出露，侵入巖在區(qū)內(nèi)廣泛分布，該區(qū)銅鎳礦形成，和區(qū)內(nèi)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與巖體侵入密切相關(guān)。

2.1礦區(qū)地層

2.1地層

中元古界變質(zhì)巖系在礦區(qū)比較發(fā)育，礦區(qū)北部主要發(fā)育卡瓦布拉克組（薊縣系），為石英巖、綠泥石英片巖以及絹云母石英片巖和大理巖。星星峽組（長城系）為一套片麻巖、斜長角閃片巖、（絹、黑）云母斜長石英片巖，第四系沖洪積物零星分布在低洼地帶。

2.2構(gòu)造

構(gòu)造在礦區(qū)比較簡單，卡瓦布拉克組與星星峽組中亞組均傾向南，呈斜構(gòu)造，礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，呈北東向展布，屬于沙泉子深大斷裂派生次級斷裂。

2.3侵入巖

區(qū)內(nèi)中基性巖侵入巖比較發(fā)育，分布面積達(dá)到95%左右，基性超基性巖分布于中部與邊部，促進(jìn)該區(qū)主巖體的形成，蘇長巖、輝長巖以及閃長巖主要的巖石類型，超基性巖相對次之，橄欖巖、角閃石巖、輝石巖是其主要巖石類型。

（1）雜巖體特征。位于礦區(qū)中部，具有比較復(fù)雜的形態(tài)，屬脈動(dòng)成因的雜巖體，分異欠佳。其中第一階段形成石英閃長巖—輝長閃長巖相，構(gòu)成雜巖體的主體，出露面積較大，約0.8km2，呈現(xiàn)65°～70°方向展布。輝長巖相、輝長蘇長巖相分布于閃長巖相的邊部，不連續(xù)零星出露，和石英閃長巖、輝長閃長巖相呈相變接觸。橄長巖相、輝石巖相以及角閃石巖相與橄欖巖相是第二階段形成的影響特征，至第二階段形成的巖相有角閃石巖相、輝石巖相、橄長巖相、橄欖巖相，在第一階段形成巖體的邊部及中部有超基性巖近似圓形或呈脈狀產(chǎn)出，伴隨著超基性巖侵位形成了銅鎳礦化。

（2）基性、超基性巖體特征。白石泉南側(cè)輝長巖（脈）體極為發(fā)育，一般呈細(xì)條帶狀沿主體構(gòu)造線分布于花崗質(zhì)片麻巖、角閃斜長片麻巖中，個(gè)別與橄輝巖、輝石巖共同形成基性一超基性雜巖體?，F(xiàn)在區(qū)內(nèi)有11個(gè)輝石巖、橄輝巖超基性巖體，銅鎳礦化主要發(fā)現(xiàn)于∑-15、16、19號巖體當(dāng)中，銅、鎳、鈷、鉻地球化學(xué)異常在∑-16、19巖體當(dāng)中表現(xiàn)較好，提示找礦前景優(yōu)越。簡述其特征：①∑-15號超基性巖體。位于白石泉銅鎳礦礦區(qū)南西側(cè)約4km處，與輝長巖、閃長巖共同構(gòu)成一復(fù)式雜巖體，以二輝輝石巖及橄輝巖為主，其中二輝輝石巖具強(qiáng)纖閃石化，尚未發(fā)現(xiàn)礦化，橄輝巖具“球狀”風(fēng)化特征，新鮮面可見較多的磁黃鐵礦、黃鐵礦及少量的黃銅礦、鎳黃鐵礦，孔雀石零星可見。②∑-16號超基性巖體。在∑-15號超基性巖體東部，和閃長巖以及輝長巖共同組成復(fù)式雜巖體，具有側(cè)向分異特征，其中南側(cè)為橄輝巖，向北基性程度變低。該巖體規(guī)模巖體規(guī)模相對較小，主要表現(xiàn)為橄輝巖，黃銅礦達(dá)到0.3%含量，鎳黃鐵礦處在0.5%～1%的范圍，磁鐵礦為3%～5%的含量，鈦鐵礦為0.3%，磁鐵礦含量為3%～5%，為銅鎳礦化超基性巖體。該巖體與北側(cè)規(guī)模較大輝長巖相、閃長巖相共同構(gòu)成復(fù)式雜巖體，與∑-15復(fù)式雜巖體以花崗質(zhì)片麻巖相隔，二者可能為同一巖體；③∑-19號超基性巖體。該巖體東西長約120m，南北最大寬度為50m，呈透鏡狀，以輝橄巖為主，橄輝巖次之，并與北側(cè)的橄欖蘇長巖、輝長巖共同構(gòu)成一復(fù)式雜巖體。橄欖蘇長巖具強(qiáng)纖閃石化并形成蝕變帶，長與超基性巖體長度基本一致，寬大于20m，目前在蝕變帶中部發(fā)現(xiàn)孔雀石化蝕變。橄欖蘇長巖寬大于8m，取樣分析銅鎳鈷含量分別為Cu 0.32%、Ni 0.34%、Co 0.029%。

3.礦體地質(zhì)特征

3.1蝕變帶特征

該區(qū)有五條銅鎳礦化蝕變帶，為SbI、SbⅡ、SbⅢ、SbⅣ、SbV（表1），在主雜巖體的中北部分布SbⅢ蝕變帶，在主雜巖體與地層的接觸帶分布SbI、SbⅡ、SbⅣ、SbV蝕變帶，分布特點(diǎn)表現(xiàn)為半環(huán)狀不連續(xù)特征。

在空間上礦體與蝕變圍巖表現(xiàn)為緊密共生關(guān)系，蝕變圍巖在找礦工作當(dāng)中是重要的指示標(biāo)志，圍巖蝕變類型與礦床類型緊密相關(guān)，所以圍巖蝕變類型的確定，能夠更好指導(dǎo)找礦工作。該礦的圍巖蝕變發(fā)生在中基性巖中，為高溫-低溫巖漿熱液蝕變。其蝕變類型均為與銅礦緊密相關(guān)的標(biāo)志性蝕變類型。次生礦物與原生礦物在種類、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造上都有一定的關(guān)系。該礦的礦化多為銅礦氧化帶的表生次生礦物，常見銅礦的次生富集帶是銅礦的重要找礦標(biāo)志。

通過對蝕變帶特征及含礦元素的品位變化的分析，發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)的礦化特征和SbI～SbV蝕變特征沒有較為明顯的區(qū)別，而寒礦元素品位存在一定的區(qū)別和變化。具有較高含礦性的蝕變帶主要為SbI、SbⅣ、SbV，最為突出的為SbⅣ，具有較高元素含量的為Cu、Ni、Co元素，分別達(dá)到1.11%、1.02%、0.062%最高含量。Cu、Ni、Co元素在SbII蝕變帶含量相對較低，分別達(dá)到0.14%、0.20%、0.018%最高含量。

3.2礦體特征

礦區(qū)中根據(jù)0.2%鎳、銅含量圈出10個(gè)礦體，隱伏盲礦體有5個(gè)，其中Ⅱ、Ⅳ、V、Ⅵ礦體規(guī)模較大，Ⅱ、Ⅵ礦體位于含礦元素較高的SbI、SbV蝕變帶上，其有用礦物元素含量也相對較高。礦體的產(chǎn)出與一定的巖相帶有關(guān)，對于銅鎳礦最有利的巖相是橄欖巖及二輝橄欖巖?，F(xiàn)對主要礦體敘述如下。

Ⅱ礦體：輝長閃長巖以及輝長巖和橄輝巖是其主要的含礦巖石，礦石整體呈褐色，單輝輝石（纖閃石化）與橄欖石（蛇紋石化）是其主要組成，鏡下檢查能夠發(fā)現(xiàn)磁鐵礦、鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦以及鈦鐵礦等。Ⅵ礦體：礦石主要為暗綠色，其內(nèi)的金屬硫化物主要有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦，其次有方黃銅礦、磁鐵礦，不均勻存在，在輝石巖中一般呈海綿隕鐵狀產(chǎn)出，含量可大于10%；在圍巖中含量一般小于5%，多呈斑點(diǎn)浸染狀、稀疏浸染狀、脈狀產(chǎn)出。含量可大于10%；在圍巖中含量一般小于5%，多呈斑點(diǎn)浸染狀、稀疏浸染狀、脈狀產(chǎn)出。通過對含礦元素的分析，Ⅲ、Ⅷ礦體也具有較好的工作價(jià)值，需要更進(jìn)一步加強(qiáng)工程控制，有望成為下一步工作的主要對象，以達(dá)到更好地利用。

3.3含礦巖石特征

3.3.1礦石物質(zhì)組分

（1）礦石化學(xué)組分。主要有益組分為Ni、Cu、Co、Au、Ag。同時(shí)Pt、Pd元素含量值最高為39×10-6，有異常顯示。

（2）礦石礦物成分。礦石礦物成分復(fù)雜，已發(fā)現(xiàn)有近30余種巖石礦物，其金屬礦物主要有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、自然銅、褐鐵礦、孔雀石等，次要金屬礦物為自然金、黃鐵礦、方銅礦、墨銅礦、蘭輝銅礦、銅蘭、輝銅礦、鈦鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、硅孔雀石、綠銅礦等。主要的脈石礦物為橄欖石、輝石及其蝕變礦物（蛇紋石、纖閃石）等，次要脈石礦物為金云母、斜長石、捐云母、綠泥石、方解石、磷灰石、尖晶石、螢石、滑石等。

3.3.2礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

（1）礦石結(jié)構(gòu)。自然銅、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、褐鐵礦、孔雀石礦石結(jié)構(gòu)為自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、海綿隕鐵結(jié)構(gòu)、繩結(jié)狀結(jié)構(gòu)等。

（2）礦石構(gòu)造。以稀疏（中等）浸染狀、珠球（滴）狀、脈狀構(gòu)造最為常見。

4.結(jié)論

根據(jù)礦體與侵入巖體的關(guān)系，分析礦體規(guī)模形態(tài)以及產(chǎn)狀、賦存礦體部位、礦物共生組合以及圍巖蝕變、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造，綜合分析認(rèn)為白石泉銅鎳礦屬于和基性超基性巖密切聯(lián)系的深部熔離—貫入型硫化物銅鎳礦床。

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