內蒙古黃花灘銅、鎳礦礦床地質特征及礦床成因

朱建興　賈文艷　李福占

摘要：本文簡要介紹了黃花灘銅、鎳礦床的礦石性質和礦床成因，認為黃花灘銅鎳礦床屬典型的巖漿型銅鎳硫化物礦床，礦床形成主要受巖漿作用和構造作用控制。結合實際的工作情況提出有效的找礦方法。

1.地質概況

黃花灘礦區位于華北地臺內蒙古臺隆北緣狼山——白云鄂博臺緣坳陷，白云鄂博褶皺斷束的東部收斂部位南側。主要構造線方向近東西向，與區域構造整體一致。是基陛巖中含多種金屬、貴金屬礦物的鉑、鈀、銅、鎳、硫化礦床，以小而富著稱。

本區地層主要為上太古界色爾騰山群，巖性為角閃斜長片麻巖、混合花崗片麻巖，尚見大理巖和石英巖。主要分布于礦區南北兩側。礦區內與成礦有關的巖漿巖為華力西晚期中基性侵入體，主要巖性為角閃輝長巖、閃長石和角閃巖。

黃花灘銅鎳礦區就位于朝圪朝背斜北東翼，屬于西河——黃花灘——吉生太斷裂中東段，該斷裂走向北東，長約90km，航磁異常沿斷裂明顯增高，呈線性分布，沿斷裂帶有不同期次的巖漿巖侵入，特別是華力西中期基性巖體，沿斷裂帶零星分布，對銅、鎳、鉑；鈀礦的產出有明顯控制作用。區內褶皺、斷裂構造較為發育，主要構造線方向近東西向，這與區域整體構造基本一致。朝圪朝背斜位于西營盤背斜之西端，核部及翼部均由色爾騰山群之角閃斜長片麻巖及混合巖組成。軸向北東轉向北西，向南東傾伏，局部受華力西期花崗巖破壞而不完整（見圖1構造與礦產的關系）。

2.礦石性質

2.1礦石物質成分及化學特征

（1）礦石物質成分氧化礦石：褐鐵礦、孔雀石、銅藍和藍銅礦。次之有赤銅礦、黑銅礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、白鈦礦和磁鐵礦，伴生有砷鉑礦和自然金。

硫化礦石：為黃銅礦、黃鐵礦、含鎳黃鐵礦，次之紫硫鎳鐵礦、磁黃鐵礦、針鎳礦和輝鐵鎳礦，少量白鐵礦、黝銅礦、閃鋅礦、毒砂、輝砷鈷礦、輝銅礦和方黃銅礦。伴生砷鉑礦、鉍碲鉑鈀礦、鉍碲鉑礦、鉍碲鈀礦、鉍碲鎳鉑鈀礦和自然金。

脈石礦物：角閃石、基性斜長石、酸性斜長石、輝石、次閃石、綠泥石、綠簾石、黑云母、石英和碳酸鹽。

（2）化學特征

氧化礦石：Cu最高品位3.42%，平均品位1.62%；Ni最高品位0.5%，平均品位0.302%；Pt最高品位112g/t，平均品位1.35g/t；Pd最高品位30g/t，平均品位0.802g/t；Co最高品位0.75%，平均品位0.022%；

硫化礦石：Cu最高品位17.3%，平均品位3.608%；Ni最高品位4.21%，平均品位1.998%；Pt最高品位4.87g/t，平均品位1.365%；Au最高品位2.65g/t，平均品位0.287g/t；Co最高品位0.099%，平均品位0.0132%。

2.2礦石類型

（1）氧化銅鎳鉑礦石：赫土型礦石、孔雀石化角閃巖型礦石。

（2）硫化銅鎳鉑礦石：角閃巖型礦石、角閃巖和片麻巖混合型礦石、致密塊狀礦石

（3）致密塊狀礦石又分為三種：

塊狀黃鐵礦石、塊狀黃銅礦石、塊狀磁黃鐵礦。

2.3礦石結構構造

（1）礦石結構：他形粒狀結構、網格狀結構、交代殘余結構、包含結構、壓碎結構和環邊結構、固熔體連晶。

（2）礦石構造：氧化帶礦石：可見土狀、半土狀和團塊狀構造。

硫化物礦石：浸染狀構造、條帶狀構造、致密塊狀構造和角礫狀構造。

2.4礦物的生成順序

從金屬礦物特征和之間相互關系分析認為：磁鐵礦、鈦鐵礦生成于巖漿期；輝鐵鎳礦、黝銅礦砷鉑礦和鈀礦物生成于巖漿晚期；黃鐵礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦和黃銅礦主要生于巖漿晚期，而在熱液期亦出現，但數量較少；針鎳礦、毒砂在巖漿晚期出現，但以熱液期為主，氧化礦均生于表生期。

3.礦床成因探討

3.1成礦巖體

黃花灘銅鎳礦體主要產于中細粒閃長巖中的構造帶里的中細粒角閃巖體中，與基性巖體關系十分密切。目前發現十個銅鎳鉑鈀礦體，全部分布在角閃輝長巖巖體南部閃長巖與片麻巖的內接觸帶附近的近東西向斷裂帶中。

地表巖體出露長約5，000米，寬1，800米，呈NEE走向的橢圓形，長短軸比為3：1。巖體中有大量呈懸垂狀片麻巖體，可知巖體剝蝕深度有限。礦體產于近東西向壓扭性大斷裂的兩側次級構造中，多呈北東東向，與主構造有近20°的變角，而且又多位主構造南側，這說明主構造是礦液通道，而次級構造是容礦構造。按成礦理論分析，礦液通道也可成為容礦構造，它所形成的礦體規模遠大于次級容礦構造的礦體。礦體大部為脈狀和透鏡狀，有尖滅再現（見圖1成礦巖體的分布）。

3.2典型礦體

I號礦體大部區內，東段部分在勘查區外空白區。在該礦體北部打驗證孔見有工業礦體存在，而在南部打控制鉆時于CK84孔又見到產于片麻巖中致密塊狀的銅鎳礦。該礦體長約110米，最大寬度為95米，礦體走向大致280°，北傾70°，礦體呈透鏡體。賦存于角閃巖中部位置。

3.3主要控礦構造

礦區以斷裂構造主，褶皺次之，呈單斜構造。主要斷裂構造為近東西向壓扭性斷裂為主，橫穿全礦區，同時伴生次級構造，多呈北東東向，與主構造有近20°的交角，而且又多位于主構造線南側。從野外觀察分析認為，主構造是本區導礦構造，而次級構造是容礦構造，造成本區礦體呈邊幕式排列的主要原因。另外尚有晚期北北向橫斷裂，對礦體起破壞作用。該區斷裂構造有復活、復合特征，致使礦體形態受到影響，更加復雜。

3.4礦化現象

該區主要蝕變為：磁閃石化、綠泥石化、綠簾石化、黑云母化、蛇紋石化、碳酸鹽化。但與礦化均無明顯關系。在破碎帶和銅、鎳、鉑、鈀硫化礦體底板綠泥石化相當強烈，但看不出這種蝕變與其內在聯系。礦體圍巖蝕變較弱，可見經微硅化和絹方母化及綠泥石化。

3.5鉑鈀與銅鎳硫化物的關系

鉑鈀濃集體主要賦存在銅鎳硫化礦體的中部或下盤，一般上盤較少。與銅鎳成此消彼長關系，這說明鉑鈀具有一定的親銅性，這種親屬性除鉑鈀與銅原子結構相似外，可能與重礦化劑含量也有很大關系。氧化礦石Cu：Ni=2：1，Pt：Pd=2：1；硫化礦石Cu：Ni=2：1 Pt：Pd=1：1。

3.6巖漿熔離礦床觀點的提出

黃花灘礦區的巖漿巖主要為中基性，是本區找礦的主要對象。應對角閃輝石巖和輝長巖類進行深部評價，評價深部是否有硫化銅鎳熔離富集條件。

礦床成因類型：（1）中溫熱液交代礦床

礦體嚴格受構造和巖性（角閃巖）控制。礦物共生組合有自然金、黃銅礦、毒砂、輝砷鈷礦。礦體形態呈透鏡狀、串狀，多為交代作用而成。

（2）巖漿熔離交代變質含鉑族元素硫鎳礦床。

①輝長閃長巖為含鉑鈀銅鎳硫化元素的含礦母巖。

②含銅鎳鉑礦液沿角閃巖裂隙片理充填交代形成透鏡狀、串狀、脈狀礦體。礦石由稠密侵染狀和致密塊狀礦石組成。

③礦體多產于輝長閃長巖的南部邊緣地帶，為上懸礦體。

④銅鎳鉑族元素，在巖體尚未固結前，經熔離、重力、結晶分異作用，向巖體底部下沉，致使硫化物富集成礦體。

⑤在巖漿熔離過程中，由于構造運動和變質作用影響致使一部分含鉑銅鎳元素的巖漿和富含銅鎳鉑族金銀硒砷鉍等重礦化劑的礦液，通過構造軟弱帶上侵到角閃巖中進行充填交代。同時鉑鈀下沉到底部，硫化物進一步富集，致使致密塊狀侵染狀銅鎳礦體中下部位形成鉑富集礦體。

4.結論

巖漿熔離作用也稱液態分離作用或不混容作用。是在較高溫度下的一種成分均勻的巖漿熔融體，在溫度和壓力降低時，分離成兩種或兩種以上互不混溶的熔融體的作用。巖漿熔離成礦作用在銅鎳硫化物礦床的形成過程中表現最為明顯。

總的來說該礦區具有如下地質特征：（1）基性巖體具有較好的分異作用。

（2）角閃輝長巖體Cu、Ni、Pt、Pa、Au元素高于克拉值數十倍，并在巖體人工重砂中見有鉑鈀顆粒，說明他是成礦元素重要來源。

（3）礦體主要產于構造帶中的角閃巖，礦體呈透鏡狀和脈狀，礦石結構為侵染狀和致密塊狀。

（4）礦體圍巖蝕變不強，礦化與圍巖蝕變無明顯關系。有者致密塊狀礦體產于片麻巖裂隙中，而圍巖蝕變十分弱。

（5）經研究硫化物礦物主要生成于巖漿晚期，具有巖漿熔離礦床成因特點。

已發現的礦體和礦化體，全部呈脈狀、囊狀或透鏡狀填充在早期構造裂隙中，與礦區內的中基性巖體在空間上或成因上密切相關，巖體具有一定分異，礦石有致密塊狀類型，圍巖蝕變輕微。因此已發現礦體屬于與中基性巖有關的貫入式含鉑銅鎳礦床，同時具備巖漿熔離型礦床成礦地質條件。

桂林地研所進行化探工作試驗、巖體特征和鉑礦物質成分的研究工作。得出如下結論：礦體周圍原生暈總體不太發育，尾暈不發育，礦體下盤的側暈有的發育，有的不發育，頭暈僅在一次可以見到。可以認為本區應用次生暈尋找隱伏盲礦體是行之有效的找礦手段，并且深部具有較大的找礦潛力。