新疆北山地區(qū)紅石山鎳礦地質(zhì)地球物理特征及找礦潛力預(yù)測(cè)

王恒 呂穎 王鵬

（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊(duì) 哈密 839000）

0 前言

紅石山北山鎳礦的大地環(huán)境構(gòu)造，處在塔里木大陸地殼結(jié)構(gòu)的一級(jí)單元當(dāng)中，即北山西段裂谷帶。大地構(gòu)造地殼單元由斷裂帶、褶皺帶及剪切韌性帶等發(fā)育而成。根據(jù)成礦需要的條件綜合分析，紅石山超基巖銅鎳元素的硫化物礦床處在北山銅鎳礦帶里，受到紅柳河大斷裂的控制。北山西段裂谷帶由塔里木大陸地殼結(jié)構(gòu)板塊起源，受到了拉張過程、匯聚過程、固結(jié)過程、活化過程、封閉過程等階段地質(zhì)的活動(dòng)。從而逐漸形成現(xiàn)在變化復(fù)雜的構(gòu)造、地層和巖漿巖，由此為形成銅、金、錳、鐵、鎳等多種礦產(chǎn)資源提供了所需的地質(zhì)環(huán)境和必要條件。

1 紅石山的成礦環(huán)境

紅石山北山的鎳、銅、金礦帶露出地層外，從二疊系到元古代都能有顯現(xiàn)，礦源層的結(jié)構(gòu)形成主要是由元古界的中下結(jié)晶變質(zhì)基底的碎屑巖與火山巖產(chǎn)生，與上石炭巖、含炭的碎屑巖、碳酸巖建造。當(dāng)紅石山北山的裂谷在進(jìn)入回旋發(fā)展時(shí)，其侵入巖也隨之發(fā)育，此時(shí)，超基性酸性巖出露，并沿著大裂縫以及旁邊進(jìn)行分布。其形成的過程中，巖漿會(huì)攜帶著熱能、有用成分、揮發(fā)成分等，為形成礦床提供了能量與物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。特別是筆架山與中坡山出露的鎳銅礦化超基性巖體，成為巖漿鎳、銅成礦的主要條件。

紅石山北部區(qū)域因?yàn)殚L(zhǎng)期受到拉張過程、匯集過程、固結(jié)過程、活化過程、封閉過程影響，致使該區(qū)域斷裂與褶皺極其明顯。鐵、銅、鎳等礦帶分布在北部紅柳河的大斷裂帶，銅鎳礦帶分布在中部白地洼的大斷裂帶北坡。通過上述分析可以看出，該區(qū)域內(nèi)具有豐富儲(chǔ)礦的空間以及導(dǎo)礦的構(gòu)造，從而為鎳、銅、金礦形成創(chuàng)造了良好條件。

圖1 紅石山地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖

地球的物理性特征表明，紅山區(qū)重力場(chǎng)在南北分布顯示異常，北面顯示大片平緩高布格異常重力區(qū)，含銅的基性巖在梯級(jí)帶北面的邊緣。異常航磁圍繞在異常重力區(qū)的周圍，并分布著EW 向或NEE向的異常局部磁場(chǎng)。在磁異常中，主要是正異常，異常的產(chǎn)生主要是由基性巖或火山巖所引發(fā)。在反應(yīng)區(qū)里的超基性巖具備一定規(guī)模，這與斷裂性區(qū)域存在著直接關(guān)系。

地球的化學(xué)性特征證明，在區(qū)域內(nèi)的銅、鎳、鐵、鈷、鉻各元素的異常與超基性巖體異常相同。和銅鎳有關(guān)的異常為10多個(gè)，并且異常的元素規(guī)模較大、組合相對(duì)復(fù)雜、濃集的中心較為明顯、分帶比較清楚。礦元素鎳、鈷、銅的含量較高[2]。

2 礦床的地質(zhì)特點(diǎn)

2.1 地層

礦區(qū)主要露出石炭系古生界石英片黑云母、大理、英安、玄武巖等，其中石英黑云母巖和大理巖與紅石山的鎂、鐵巖體就存在直接性的接觸。

圖2 紅石山鎳礦分布圖

2.2 侵入巖

侵入巖在該范圍內(nèi)分布廣泛，占勘測(cè)總面積30-40%。侵入巖呈現(xiàn)出的種類包括銅、鎳礦的超基性巖體以及花崗巖[3]。紅石山北鎂鐵的巖體存在多沿的斷裂，斷裂由東向西展開，巖體表面各巖相的分布存在不均勻現(xiàn)象，有輝長(zhǎng)巖里存在零星的橄欖巖，也有橄欖巖里分布著輝長(zhǎng)巖。垂直方向，上部主要是輝長(zhǎng)巖，在下部主要是橄欖巖，在巖體鉆孔中，能夠看到橄欖巖-輝長(zhǎng)巖的旋回結(jié)構(gòu)。在紅石山鎂、鐵巖南北的兩側(cè)，輝長(zhǎng)巖的年齡在286.4 兆帕，在紅石山鎂鐵巖中部所懸浮的輝長(zhǎng)巖，其年齡在321.7 兆帕。當(dāng)巖漿進(jìn)入時(shí)，非常容易混雜同化，圍巖與巖體的混雜結(jié)果將增大巖漿鈣的含量，當(dāng)巖體進(jìn)入冷卻階段時(shí)，將會(huì)結(jié)晶出斜石。這一特征證明其紅石山的巖體不是經(jīng)過一次的巖漿侵入產(chǎn)生的。因?yàn)楸鄙教幱诘貧ど煺棺饔?，該地區(qū)受南北方向的拉張力作用，所以，巖體處在開放拉張環(huán)境[4]。

3 礦體的特征及礦石的構(gòu)造

3.1 礦體的特征

依據(jù)對(duì)紅石山基性巖槽探施工與鉆孔得知，設(shè)定邊界鎳為0.2%標(biāo)準(zhǔn)，地表可圈定的礦體達(dá)40個(gè)左右，圈定深部的鎳礦體達(dá)13 個(gè)左右。其中的地表圈定40 個(gè)的礦體位置在巖體的西部，尤其在巖體的西南部輝長(zhǎng)巖和基性巖的接觸地帶，產(chǎn)出的礦體主要是橄欖巖的底部。根據(jù)所鉆探研究的結(jié)果表明，深部的礦體特征分布和地表的特征相同。

紅石山當(dāng)前所發(fā)現(xiàn)53 個(gè)鎳礦中，最大規(guī)模的礦體為鎳41，其次是鎳9、鎳50、鎳6等礦。礦體的長(zhǎng)度在300m 至1000m 左右，最長(zhǎng)為2480m 左右，厚度平均在2m 至40m，最大的厚度可達(dá)118.47m，平均延深可達(dá)100m至400m，最大的延深達(dá)700m，礦體的基本形態(tài)和巖體的基本形態(tài)相同，都顯現(xiàn)透鏡狀或?qū)訝畹漠a(chǎn)出。鎳礦品位平均在0.2%至0.4%之間，局部地域鎳礦富裕，其鎳品位最高達(dá)0.69%。其鉆孔ZK3-1深240m、鉆孔ZK16深360m、鉆孔ZK24深410m可見貫入熔離礦脈，其厚度平均在1cm-5cm之間，找礦標(biāo)志十分明顯。在礦石中的鈷、銅含量很低，達(dá)不到品位邊界，只有出現(xiàn)鎳含量局部較高大于0.4%時(shí)，鈷、銅品位才能達(dá)到品位邊界[5]。

3.2 礦石的構(gòu)造結(jié)構(gòu)

礦石的主要結(jié)構(gòu)為半自形-他形結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)主要因?yàn)榻饘俚牧蚧锝Y(jié)晶比硅酸鹽的礦物晚，并且空間存在受限，在結(jié)構(gòu)中包裹著輝巖晶體及橄欖石成分。當(dāng)硫化物多時(shí)，局部會(huì)形成損鐵的結(jié)構(gòu)，在礦石中，磁鐵礦和鎳鐵礦具有較好的半生現(xiàn)象，形成團(tuán)塊狀、斑狀、半自形-自形結(jié)構(gòu)。礦石的主要構(gòu)造有：塊狀、浸染稀疏狀、浸染星散狀、浸染星點(diǎn)狀等[6]。

4 礦藏的預(yù)測(cè)與分析

4.1 礦床的成因

紅石山的北山伸展形成為晚石炭，北山因受到NS 的拉伸作用，其環(huán)境處在開放的拉張情況。由于一期巖漿的侵入，通過巖漿重力的分離，致使橄欖巖上形成輝長(zhǎng)巖，巖漿在地殼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的壓力作用下逐漸向地面方向移動(dòng)，輝長(zhǎng)巖首先浸位隨后橄欖巖浸位，經(jīng)過冷卻后，橄欖巖又置于輝長(zhǎng)巖的下部。在上述情況發(fā)生的過程中，周圍云母的石英巖及大理巖進(jìn)行了混雜，其結(jié)果是鎳礦礦床成因?yàn)椋寒a(chǎn)生在地幔巖上，經(jīng)過分熔以及分凝的作用形成玄武巖漿，玄武巖漿侵入斷裂底殼的一定深度巖漿房位置，通過巖漿房分異與熔離的作用，在地殼作用下，通過多次的侵入形成和基性巖熔離的銅鎳、硫化鎳的礦床。

4.2 礦藏潛力的預(yù)測(cè)分析

通過上述分析表明，紅石山的鎳礦資源儲(chǔ)量為大型礦藏，分析如下：

（1）紅石山主要是以大規(guī)模雜巖體組成，在紅石山的鎳礦中，有熔離形成的浸染稠密狀、?染稀疏狀、點(diǎn)星狀的礦石，以及少量貫入塊狀礦石，這證明基性的雜巖體是經(jīng)過分離與熔離的過程，在熔離的作用下形成浸染稠密狀、浸染稀疏狀、點(diǎn)星狀的礦石為主要形式，因此，紅石山地區(qū)具有很好的礦藏潛力[7]。

（2）因?yàn)榧t石山礦體東西的兩側(cè)，沒有進(jìn)行鉆探施工，其地段雜巖體顯現(xiàn)面積占總面積一半，所以，資源的增加存在較大的可能空間。

（3）在基性的雜巖南側(cè)C6 的磁異常強(qiáng)度高、范圍大，如果C6 為石炭系地質(zhì)時(shí)，將不會(huì)出現(xiàn)磁異常的信號(hào)，因此，根據(jù)磁異常的特征證明，所測(cè)地域地層中，存在較高的磁性基性巖，并且，在C6磁異常位置為兩斷裂帶的交匯點(diǎn)略向南，磁異常表明C6具有很好的礦藏潛力。

5 結(jié)論

根據(jù)上述紅石山地質(zhì)情況以及勘測(cè)潛力的預(yù)測(cè)，紅山區(qū)礦區(qū)具有如下特征：

（1）礦體向南側(cè)延伸，顯現(xiàn)盆狀。

（2）巖體多由巖漿形成，依據(jù)上述研究表明，巖體西為輝長(zhǎng)巖結(jié)構(gòu)，并且橄欖巖互層的現(xiàn)象頻繁。

（3）上部的鎂鐵巖為開放拉張環(huán)境存在。

（4）貧硫鈣質(zhì)巖在拉張溫壓環(huán)境下同化作用，對(duì)巖體的成礦起到影響。

（5）下部的鎂鐵巖及硫化物的含量增加。

綜合分析，新疆紅石山北具有大型鎳礦的可能性。