新疆哈密市黃山東銅鎳礦礦區(qū)地質(zhì)、地球化學及成礦模式探討

王洪慶 唐慶軍

（西部礦業(yè)集團公司新疆瑞倫礦業(yè)有限責任公司，新疆哈密 839200）

1 礦區(qū)地質(zhì)

該區(qū)大地構(gòu)造位于哈薩克斯坦-準噶爾板塊（Ⅰ）準噶爾微板塊（Ⅱ）覺羅塔格晚古生代溝弧帶（Ⅲ）的東北部，區(qū)域性康古爾深大斷裂派生的黃山斷裂的北側(cè)。

1.1 地層

本區(qū)的地層區(qū)劃屬于塔里木-南疆地層大區(qū)，中南天山-北山地層區(qū)，南天山地層分區(qū)，區(qū)內(nèi)出露的地層比較簡單，主要為石炭系干墩組（C1g）、梧桐窩子組（C2w）及新第三系葡萄溝組（N2p），第四系上更新統(tǒng)-全新統(tǒng)。第四系多在階地、溝谷、洼地中分布，其中下石炭統(tǒng)干墩組地層中產(chǎn)出有黃山東、黃山南及黃山基性-超基性巖體；上石炭統(tǒng)梧桐窩子組地層中產(chǎn)出有香山基性-超基性巖體。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，褶皺與斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，主要構(gòu)造線方向呈近東西向。

褶皺構(gòu)造：區(qū)內(nèi)經(jīng)受了從華力西中期到喜馬拉雅期的多期構(gòu)造變動，褶皺構(gòu)造發(fā)育。因經(jīng)受長期構(gòu)造變動的破壞，構(gòu)造形態(tài)多已不完整，但總的形態(tài)、展布方向仍受區(qū)域性東西向主體構(gòu)造的控制，具有明顯的相似性，多為線狀緊密褶皺，其范圍大小不等。

斷裂構(gòu)造：在圖幅內(nèi)發(fā)育，主要呈東西向和近東西向展布，一般屬于區(qū)域性大斷裂，是區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造單元的分界線。康古爾塔格斷裂體系中派生的次級斷裂，在地質(zhì)發(fā)展中控制著不同構(gòu)造單元地質(zhì)發(fā)展、地層、巖性組合及巖漿活動，斷裂構(gòu)造規(guī)模大，一般以逆斷層為主。其次是以北東向和北西向、南北向斷裂，這類斷裂較少，其規(guī)模小，以平推性質(zhì)的斷層為主。黃山東銅鎳礦區(qū)位于康古爾塔格大斷裂派生的次級斷層的北側(cè)。

1.3 巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿巖分布廣泛、種類較多、巖性復(fù)雜，從酸性到基性均有出露。巖漿活動集中于華力西期，以華力西中期表現(xiàn)最為頻繁和劇烈，華力西晚期是該區(qū)銅鎳礦床主要成礦期次。不同的巖漿巖巖石共生組合反映了不同的巖漿成因和演化，巖體多呈東西向和北東東向帶狀產(chǎn)出，受區(qū)域性深斷裂及其次級斷裂控制。

2 基性-超基性特征

區(qū)域上基性-超基性巖體多侵位于下石炭統(tǒng)干墩組及上石炭統(tǒng)梧桐窩子組之中，沿黃山-鏡兒泉深斷裂帶及其次級斷裂，呈北東東向帶狀展布。巖體形態(tài)多為長透鏡狀，明顯受斷裂帶中次一級褶皺及斷裂控制，各巖體都具有多階段侵入特點，每階段巖體又可分多個巖相帶，不同階段和不同巖相帶的巖體都以不同巖石組合和礦物共生組合相區(qū)別，反映了巖漿活動經(jīng)歷了復(fù)雜的成巖機制，是一個銅、鎳、金有利的成礦帶。

黃山東含銅鎳礦的基性-超基性巖體巖性一般為輝石閃長巖、輝長巖、橄欖蘇長巖、橄欖巖組合，鎂鐵比值（m/f）為2.93-5.21，屬鐵質(zhì)超基性巖。

3 地球化學特征

1∶20 區(qū)域地球化探成果表明，該區(qū)有Cu、Ni、Au、Mo 等主要成礦元素異常。異常元素組合主要由Cu、Ni、Au、Cr、V、Ti、Mn、Ag、As、Bi、Mo、Zn、Sr、Zr、Sc、B、Ba、Ga 等元素組成，主要成礦元素Cu、Ni、Au，近程指示元素為Cr、Co、Ag,中程指示元素為Ba、B、Zr、Mn,遠程指示元素為V、Ti、Sc、Zn、Sr、Ga。主要成礦元素極大值：Cu300×10-6,Ni300×10-6,最低值：Cu＜5×10-6,Ni＜30×10-6,平均值：Cu23×10-6,Ni43×10-6,離差：Cu31,Ni50，變化系數(shù)Cu1.34,Ni1.16。異常群、帶沿黃山—鏡兒泉一帶分布，構(gòu)成海西期銅、鎳、金成礦帶。

4 成礦模式

根據(jù)100%硫化物中Ni、Cu、PGE等元素特征，橄欖石Fo 值、Ni 含量特征。本研究提出黃山東礦床新的成礦模式。第一期次主體輝長巖巖漿在深部經(jīng)歷強烈的結(jié)晶分異作用，最終侵入形成不含硫化物的主體輝長巖巖相；第二期次巖漿深部經(jīng)歷過中度結(jié)晶分異，在結(jié)晶分異過程中達到硫飽和。該期巖漿攜帶硫化物和橄欖石上侵形成第二期次巖相，硫化物通過重力分異作用賦存在該巖相的底部，部分硫化物向底部第一期次橄欖輝長巖中滲濾，形成第一期次橄欖輝長巖中的礦體（外來硫化物）。該期巖漿上侵過程中部分硫化物殘留在通道中；深部巖漿房中巖漿經(jīng)結(jié)晶分異作用形成第三期次輝長蘇長巖的母巖漿，該巖漿上侵過程中熔解了第二期次巖漿殘留在通道中的硫化物，在淺部通過流動分異作用形成賦存在輝長蘇長巖中心部位的礦體；第四期次（深部少量結(jié)晶分異）巖漿侵入到黃山東巖體的底部形成第四期次超基性巖、第二期次超基性巖和第三期次蘇長巖的巖相在部分中段可見兩者為過渡接觸關(guān)系。橄欖石Fo-Ni 結(jié)晶分異過程模擬表明第三期次蘇長巖中的橄欖石可以通過第二期次巖漿經(jīng)過橄欖石結(jié)晶分異作用形成，且100%硫化物中Rh-Pd 關(guān)系圖表明部分硫化物樣品相對虧損Rh，指示深部可能存在橄欖石和尖晶石的結(jié)晶分異作用。以上特征表明第三期次蘇長巖很可能是第二期次巖漿在深部經(jīng)歷橄欖石和尖晶石結(jié)晶分異作用形成的演化巖漿，且深部巖漿房中巖漿成分主要受結(jié)晶分異作用控制。因此推斷第二期次超基性巖和第三期次蘇長巖深部受控于同一巖漿房，且基性程度較高的第二期次巖漿和第三期次演化巖漿可能通過同一巖漿通道就位到淺部巖漿房。該推論與第三期次蘇長巖在巖漿通道中繼承了第二期次巖漿殘留在巖漿通道中的硫化物的推論相吻合。