東天山白鑫灘銅鎳礦成礦特征及找礦啟示

韓建華，趙恒樂，李鑫，薛炯，彭宇

摘? 要：哈密市白鑫灘銅鎳礦位于東天山地區(qū)大草灘斷裂北側，該礦為東天山地區(qū)銅鎳品位最高的礦床。成礦特征與區(qū)域上黃山一帶銅鎳礦存在明顯差異。通過對該礦床成礦特征的全方位研究，發(fā)現(xiàn)礦床形成于后碰撞伸展環(huán)境，受呈高磁低重特征的基性-超基性無根雜巖體控制，呈銅高鎳低，伴生鈷、銀的特征。該礦的評價及獨有特征為沙壟以西銅鎳礦的尋找提供了有利經驗與借鑒，說明沙壟以西具備尋找與白鑫灘銅鎳礦類似礦床的潛力。

關鍵詞：東天山;基性-超基性雜巖體;成礦特征;銅鎳礦

白鑫灘銅鎳礦位于大草灘斷裂北側（圖1），屬大南湖（復合島弧帶）Cu-Zn-Au-U-Ni-鈉硝石煤成礦帶，是該成礦帶內唯一成功評價具備開發(fā)價值的中型銅鎳礦，而目前已發(fā)現(xiàn)的海豹灘銅鎳礦點、灘北銅鎳礦點均不具備礦床規(guī)模[1]。前人研究認為，東天山超基性銅鎳硫化物礦床向西延伸不會超過沙壟，構造環(huán)境以大陸內部裂谷與邊緣裂谷為主[2]。通過筆者在評價過程中的發(fā)現(xiàn)與思考，對白鑫灘銅鎳礦的成礦特征與評價經驗進行總結，認為在沙壟以西，大草灘斷裂帶以北的大南湖島弧帶內還存在巨大的找礦空間，值得后續(xù)探索。因此，有必要通過對本礦床特有成礦特征的全面分析，加強對沙壟以西銅鎳礦找礦應用的研究，為后續(xù)尋找類似礦床提供勘查啟示。

1? 雜巖體特征

1.1? 雜巖體分異特征

基性-超基性雜巖體在平面上呈葫蘆狀，中部較窄，兩側較寬。長2800 m，最寬760 m，最窄250 m，面積約1.5 km2。巖體走向60°。剖面上，該巖體在07線以西，巖體傾向NW向，傾角約30°，空間上為一個向北緩傾伏的單斜巖體。平面上巖相分異由北向南表現(xiàn)為輝長巖[→]橄欖輝長巖[→]輝石橄欖巖[→]角閃橄欖輝石巖。在勘探線剖面上的垂向分異總體表現(xiàn)為輝長巖[→]橄欖輝長巖[→]橄欖輝石巖[→]角閃橄欖輝石巖[→]角閃橄欖輝長巖或角閃輝長巖。超基性巖普遍發(fā)生地表氧化淋濾現(xiàn)象，表現(xiàn)為羊糞蛋狀或醒目的褐紅色風化殼。遙感特征表現(xiàn)為“白板地”，均被第四系洪積黃土覆蓋。

礦區(qū)內主要賦礦巖性為角閃橄欖輝石巖，分異于雜巖體中部，地表出露部分均已風化蝕變呈淺黃褐色，土狀，深部巖心呈深綠灰色，塊狀特征，頂部巖相為輝石橄欖巖相，底部巖相為角閃橄欖輝長巖相。礦區(qū)主要礦體均賦存于該巖性中，呈底懸浮特征。次要賦礦巖性為角閃橄欖輝長巖，位于雜巖體底部，呈淺灰綠色，具綠泥石蝕變，近地層部分發(fā)生褪色蝕變，頂部巖相為角閃橄欖輝石巖相，底部與中—下奧陶統(tǒng)恰干布拉克組呈侵入接觸，礦體呈底部富集或分布不均的特征，均為小薄礦體。

1.2? 雜巖體化探異常特征、地球物理特征

白鑫灘基性-超基性雜巖體化探異常呈Cu，Ni，Co，Ag，Au元素異常組合特征，銅元素異常值最高為1 390.39×10-6，鎳元素最高值為1 384.5×10-6，鈷元素最高為347×10-6，銀元素最高為153×10-9，金元素最高為151.8×10-9。黃山東銅鎳礦表現(xiàn)為Cu，Ni，Au，As，Co，Cr異常組合特征，路北銅鎳礦表現(xiàn)為Cu，Ni，Cr，Co，Sb，As異常組合特征。白鑫灘銅鎳礦表現(xiàn)為明顯的低Cr、且As，Sb異常不發(fā)育特征。

白鑫灘基性-超基性雜巖體呈高磁、低重、高激化、低電阻特征（圖2），與沙壟以東黃山一帶超基性雜巖體呈現(xiàn) “高磁、高重、高激化、低阻”的物性特征存在明顯差異。在詳查評價過程中通過深部巖性與地表物性特征對比，發(fā)現(xiàn)基性程度越高，表現(xiàn)的低重特征越明顯。剖面反演與投影顯示，礦體均位于高低磁與高低重的梯度帶內。初步分析判斷認為，該物性特征主要是因超基性雜巖體厚度較小，且雜巖體下伏為中酸性火山巖導致。

1.3? 雜巖體巖石化學特征

本次在礦區(qū)共采集9件角閃橄欖輝石巖與輝石橄欖巖巖石化學樣品，通過主量元素分析，樣品中SiO2 含量為16.75%～40.85%，為超鎂鐵巖;Na2O（0.30%～1.51%）、K2O（0.15%～0.63%）、Al2O3 （4.23%～10.07%）、P2O5（0.05%～0.10%）含量低;TFe2O3（13.89%～55.81%）、MgO（1.8～28.31%）含量高、變化大， TFe2O3與MgO總量較穩(wěn)定（30.40%～57.61%）（表1）。m/f平均值2.13，屬鐵質超基性巖[3]。巖石樣品中Cu，Ni含量與TFe2O3含量呈線性正相關，與SiO2含量呈線性負相關。

1.4? 雜巖體稀土微量特征

共采集賦礦超基性巖樣品3件進行稀土微量元素分析，樣品稀土總量∑REE為25.02×10-6～51.19×10-6，平均34.93×10-6，輕稀土LREE總量為14.76×10-6～30.43×10-6，平均20.66×10-6，重稀土HREE總量為4.19×10-6～8.17×10-6，平均5.61×10-6。從稀土元素分布圖中可看出（圖3），曲線右傾，輕重稀土比為4.19～8.17，平均3.66，（Ce/Yb）N比值為1.81～2.34，平均2.06，顯示稀土分異較強，輕稀土弱富集，δEu值為0.99～1.09，平均1.03，δEu無異常，表現(xiàn)出無結晶分異特征。從微量元素蛛網圖中可看出（圖4），各樣品曲線形態(tài)基本一致，均表現(xiàn)出高場強元素Nb，Ti虧損，大離子親石元素K，Th，La富集特征。巖體中（Nb/La）N比值為0.62～1.01（多小于1），Th/Nb（0.21～0.58），Th/Ta（10.7～42.7）比值較高，RbN/YbN值為1.29～5.08，平均2.60，表明巖漿來自受俯沖體交代的幔源區(qū)。Nb異常值為0.32×10-6～0.61×10-6，平均0.45×10-6;Ti異常值為0.50×10-6～0.65×10-6，平均0.57×10-6，及LREE的弱富集特征、大離子親石元素元素的富集表現(xiàn)出巖漿同化混染較強。

1.5? 構造環(huán)境分析

該雜巖體與塔里木大火成巖省鎂鐵-超鎂鐵質侵入巖的地球化學特征有顯著區(qū)別，由塔里木地幔柱巖漿活動形成的可能性較小，形成于早二疊世。在白鑫灘北側的大南湖一帶可見下二疊統(tǒng)紫紅色底礫巖與石炭系呈不整合接觸，說明東天山地區(qū)的俯沖碰撞事件結束于晚石炭世，二疊紀該地區(qū)己進入碰撞后伸展階段，因此確定白鑫灘含礦巖體形成于后碰撞伸展環(huán)境。

2? 礦體特征

2.1 礦體空間分布特征