新疆坡北-筆架山銅鎳礦地質特征及成礦遠景分析

曾華棟 路通 鄭媛媛 張濤 熊健

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第六地質大隊 哈密 839000）

北山裂谷帶是新疆重要成礦帶之一，裂谷內坡北-筆架山地區前寒武紀及古生代地層分布廣泛，侵入巖較發育，構造形跡復雜。1989～1990年，中國地質大學高懷忠、胡旺亮等人與新疆地礦局第六地質大隊楊甲全、吳華等人合作，完成了國家305項目Ⅲ9-1子課題《新疆坡北1號、10號基性-超基性巖體含礦性調查地質報告》、《新疆坡北1號、10號基性-超基性巖體地質特征及其成礦遠景研究報告》，是集地、物、化、遙感資料分析綜合的重要研究成果，對評價坡北巖體的含礦性有重要參考價值。2001～2003年，新疆地調院《新疆北山金銅礦評價》項目北山項目組對坡十、坡一、紅石山、旋窩嶺等基性-超基性雜巖體進行了初步檢查，發現了坡十銅鎳礦床，并對其基性-超基性巖體含礦性有了初步了解。

2009～2012年，中央地質勘查基金管理中心對坡一、旋渦嶺、筆架山等基性-超基性巖體進行普查，坡一鎳礦礦床儲量達到大型以上規模。

本文在以往成果的基礎上通過對成礦地質背景，重點研究基性-超基性巖體巖相特征、典型礦床特征，總結出該區地質找礦標志、控礦因素，為今后坡北-筆架山地區銅鎳礦找礦突破奠定了基礎。

坡北-筆架山存在兩個基性-超基性雜巖帶（圖1），即坡北巖帶和筆架山巖帶，前者已發現包括坡一、坡十在內的23個基性-超基性雜巖體；后者分布于蠶頭山－筆架山一帶，已發現紅石山、筆架山、旋渦嶺等8個基性-超基性雜巖體，但工作研究程度較低。

坡北-筆架山基性-超基性雜巖帶內的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別。反映了巖漿活動經歷了復雜的成巖機制,是一個對銅鎳礦床有利的成礦帶。

圖1 新疆若羌坡北-筆架山一帶基性-超基性雜巖體及銅鎳礦點分布示意圖（據新疆地礦局第六地質大隊.2012）

1 區域成礦背景

1.1 區域地質特征

新疆北山裂谷帶依成礦條件分析，位于北山金銅鎳成礦帶中，北山裂谷帶發源于塔里木陸殼板塊，經歷了拉張?匯聚?固結?重新活化?封閉等多階段的地質活動過程。帶內前寒武紀變質基底和早古生代蓋層塊體較多，由此形成了復雜多變的地層、構造、巖漿巖。地層出露較全，從中下元古界-新生界地層均有，礦區出露地層多為古元古代。

1.2 區域物理特征

新疆北山地區先后發現磁海、筆架山、旋窩嶺、坡北等基性、超基性巖體群。坡北、筆架山等巖帶均位于“白地洼”重力高的邊緣梯級帶上。其中：坡北巖帶位于東南緣，蠶頭山-筆架山巖帶位于其北緣。坡北巖帶、旋窩嶺巖體處于負磁異常中。其中坡北巖帶所對應的負磁異常長約35km，寬約7km，異常幅值-200nT。旋窩嶺巖體處于一個小的負磁異常中，該磁異常長僅5km，幅值-100nT。蠶頭山-筆架山巖帶處于EW向的正磁異常帶中，其中蠶東巖帶所對應的磁異常長約20km，寬約10km，異常幅值-250nT。筆架山巖帶的磁異常在這個帶的東部，該磁異常長約10km，幅值-100nT。

1.3 區域化學特征

坡北銅鎳礦床、紅石山含銅鎳巖體的發現，確定了坡北-筆架山-磁海基性-超基性巖體綜合異常帶為尋找銅鎳硫化物礦床的重要成礦帶。沿該帶基性-超基性巖體地表出露良好。在巖體各巖相巖石中Cu、Ni、Co、Cr、Zn等元素均有較好的顯示，其中Cu max=2058×10-6，Nimax=2768×10-6，Comax=220×10-6。經巖石面積測量和剖面測量均發現了濃度清晰的原生暈異常，異常規模與巖體規模成正比。

2 典型礦床地質特征

2.1 坡十銅鎳礦

坡十銅鎳礦位于坡北基性-超基性雜巖帶的西部，坡十巖體中。礦區地層區劃屬中南天山-北山地層區北山地層分區，出露地層主要為中元古界滹沱系北山群巖性細粒石英片巖、石榴石矽卡巖、大理巖，分布在礦區西部及基性-超基性巖體南、北兩側。構造以小型褶皺構造為主，斷裂構造不發育。礦區內侵入巖廣布，以基性-超基性雜巖為主，其次為灰白色片麻狀黑云母花崗巖、灰白色黑云母花崗巖及脈巖等。坡十基性-超基性雜巖體東西長約2 km，南北寬約1.6km，出露面積約3.2km2。其中超基性巖相集中分布于巖體中心偏南的負地形中，多被第四系覆蓋。該巖相呈北東走向，長1.5km，寬0.2～0.9km，平面形態呈不規則橢圓狀。超基性巖相邊部內傾，傾角60°～80°，根據地質草測、地質剖面、鉆孔資料并結合物探異常成果，初步認為該巖相為盆狀。地表出露的巖相有橄欖輝長巖相、角閃輝長巖相、橄欖巖相、輝橄巖相。深部鉆孔中除以上巖相外，還見有橄欖輝長蘇長巖相、二輝輝石巖相、方輝橄輝巖相。

坡十銅鎳礦目前發現18個礦體，礦體與超基性巖主巖相-橄欖巖關系密切，主要產于橄欖巖底部或靠近其底部呈懸浮狀產出。在斜長單輝輝橄巖、橄欖輝長巖、橄欖輝長蘇長巖或橄長巖中雖有鎳礦體存在，但礦體規模均很小，品位也較低。如Ni4、Ni11為典型的超基性巖底部熔離礦體，不僅礦體規模較大，品位也較高。其他巖相含礦性較差。礦體長大于200～1080m，平均延深200～760m，多在300～400間，平均厚度2.05～31.77m。礦石結構多為呈自形-半自形晶粒狀結構和斑狀、團塊狀結構、他形-半自形晶結構、包含結構，局部呈隕鐵結構、葉片狀結構。

礦石構造星散-稀疏浸染狀構造為主，其次為斑點狀構造、交代殘余構造、不均勻浸染狀構造、細脈浸染狀構造。礦石主要礦石礦物為黃銅礦、鎳黃鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、紫硫鎳，次要礦物為鉻尖晶石、磁鐵礦，少見礦物紅砷鎳礦、方黃銅礦、輝銅礦，偶見礦物墨銅礦、藍輝銅礦、銅藍、馬基諾礦、針鎳礦、斑銅礦等。脈石礦物為橄欖石、輝石、斜長石、角閃石及蛇紋石、透閃石、綠泥石、纖閃石、滑石、絹石等蝕變礦物。礦石鎳品位0.21%～0.67%，局部見有貫入式礦脈，品位達0.96%，礦石銅品位與鎳品位成正比，只有鎳品位達到0.50以上時，銅品位達到邊界品位以上。

2.2 坡一銅鎳礦

坡一鎳礦產于坡一超基性巖體中，位于坡十巖體東約1km處。坡十、坡一超基性巖體均為坡北基性-超基性雜巖體中的超基性巖相，雜巖體侵位于中元古界滹沱系北山群古老變質巖系中，礦區地質特征與坡十銅鎳礦類同，此不贅述。

坡一巖體長軸方向NEE-SWW，長2.8km，寬2.4 km，面積約6.72km2（圖2）。其中超基性巖相集中分布于巖體中心偏北的負地形中，多被第四系覆蓋，長2.2km，平均寬0.6km，平面形態為東大西小的滴水狀。巖體產狀內傾，南部較緩，傾角45°左右；北部較陡，傾角60°左右。坡一鎳礦區共圈定鎳礦體26個。

其中地表礦體13個，深部盲礦體13個，Ni4礦體規模最大，Ni3、Ni1、Ni6、Ni7次之。礦體主要產于橄欖巖、輝橄巖、純橄巖底部或靠近其底部，呈懸浮狀態產出，呈似層狀、透鏡狀。礦體規模較大，長度一般＞700m，最大1800m；厚度一般＞20m，最大視厚度532.27m；延深一般500m，最大1517m；礦體各處產狀均顯示，礦體傾向北，傾角一般50°～80°不等，靠近巖體底部礦體傾角一般30°左右，沿走向具有由西向東埋深逐漸增加即向東側伏特征。礦石鎳品位一般0.20%～0.60%，局部較富，鎳品位達0.97%，底部熔離型礦體ZK26-2孔753.5m見貫入式礦脈，鎳品位達4.13%。礦石中銅、鈷含量較低，一般達不到邊界品位，只有局部鎳含量＞0.5%時，銅、鈷品位則可達邊界品位以上。

圖2 坡一銅鎳礦地質圖（據新疆地礦局第六地質大隊.2012）

2.3 筆架山鎳礦

筆架山鎳礦位于筆架山基性-超基性雜巖帶中，礦區地層區劃屬中南天山-北山地層區北山地層分區，出露地層為下石炭統紅柳園組上段（C1h）英安巖，南部出露大面積第四系沖洪積、風積沙、礫石層(圖3)。礦區內侵入巖廣布，出露面積占測區總面積的80%。以華力西晚期第一侵入次筆架山基性－超基性雜巖體為主，其次為中粒閃長巖（δ43a-1）及脈巖等。基性-超基性巖體呈東西方向展布，總體走向90°。巖體長大于5.6km，最寬處2.6km，最窄處1.6km，平均寬約2.1km，出露面積約13km2。巖體出露形態呈帶狀，礦區只是雜巖體的一部分，向東、向西延伸較大。根據地質并結合物探成果初步認為，該巖體為向南陡傾的單斜狀巖體，傾角75°～80°。通過對筆架山巖體系統地表發現鎳含量多在0.1%～0.19%，鈷含量0.015%～0.017%，地表未圈出硫化鎳氧化礦化體。礦化體賦存于第三階段侵入的超基性巖相中，礦化巖石伊丁石化、蛇紋石化、碳酸鹽化等發育，孔雀石化、褐鐵礦化等微弱，孔雀石多呈薄膜狀-星點狀分布。在第三侵入階段形成的橄欖巖相底部中發現了Ni1、Ni2、Ni3礦體，含礦巖石為輝橄巖，傾向140°，傾角35°。平面上礦體延伸長度大于400m，剖面上向深部延深大于200m。礦體視厚度14m，鎳品位0.20%～0.21%，平均0.20%，銅品位0.001%～0.004%，平均0.002%，鈷品位0.011%～0.012%，平均0.012%。

圖3 筆架山鎳礦地質圖（據新疆地礦局第六地質大隊.2012）

3 區域礦產資源前景分析

3.1 區域礦產時間分布規律

成礦時代是研究礦床形成、發展、演化和分布的時間規律性。在不同的構造環境下，不同的沉積-巖漿-構造組合或不同的巖石建造控制了不同礦產或成因上相互聯系的一組礦產的產出。成礦時間可歸結為：

為變陸源-碳酸鹽巖建造組合，主要為含鐵石英巖建造，據現有資料，本區與其有關的只有白石灘金礦，產于斜長綠泥片巖-黑云石英片巖中，規模小，經濟意義不大，但具有重要的找礦意義，為在本區老地層中尋找金礦提供了佐證。

3.1.2 華力西成礦期

是北山成礦帶主要的成礦時期，北山裂谷發展演化伴隨著強烈的構造巖漿活動，形成華力西晚期與正常堿度火山巖-次火山巖建造有關的磁海型鐵礦，與華力西中、晚期基性-超基性巖有關的銅鎳礦化，熱液型金銅礦化等。

⑴與華力西中期有關的熱液型金銅礦床：為陸源碎屑巖-火山巖-碳酸鹽巖建造組合，主要為含炭粉砂巖建造，與之有關的主要為韌性剪切帶破碎蝕變巖型金礦床，主要與大斷裂帶有關，圍巖為石炭系火山巖和含炭碎屑巖，以八一泉金礦為代表;與熱液及矽卡巖有關的銅礦床，如赤銅山銅礦點、天石銅礦。

⑵與華力西晚期基性-超基性巖有關的銅鎳礦床成礦系列：其中，坡北一帶基性-超基性雜巖體共有23個，已發現坡十銅鎳礦、坡一鎳礦、羅中鎳礦，而蠶頭山-筆架山一帶基性-超基性雜巖體共有12個，已發現紅石山銅鎳礦點。

⑶與華力西晚期有關的熱液充填交代型鐵礦，以地源鐵礦為代表。

區內還存在與新生代紅色陸源碎屑沉積有關的鹽類礦床，主要為石鹽、鉀鹽礦床。

3.2 區域成礦空間分布規律

礦床的區域空間分布和成礦時代有著密切的關系，一定時代的礦床必定產在一定的空間中；一定空間中的礦床必然是一個或幾個成礦時代的產物。另外，礦產的形成是在地質演化的背景上發生的，受許多因素控制，因此，要在控礦因素分析的基礎上結合地球物理、地球化學分區特征來分析各時代成礦的空間分布規律性。

將方向圓與大理市鄉鎮疊加發現，北向為大理洱海水域，西北主要是大理鎮和銀橋鎮，東北向主要是海東鎮，東、東南為鳳儀鎮范圍，南、西南、西向為大理下關鎮范圍。結合大理市域范圍的地貌數據，沿洱海從上關鎮、喜洲鎮、灣橋鎮、銀橋鎮至大理鎮、下關鎮，右上轉至鳳儀鎮的1 000～3 000 m范圍均為中海拔洪積湖積平原，該地貌外圍被中海拔沖積洪積平原包圍。大理市大理鎮、下關鎮城區范圍主要分布在這兩種地貌內。而海東鎮、鳳儀鎮城區主要分布在侵蝕剝蝕中海拔平緩高丘陵、中海拔沖積洪積平原地貌范圍。

新疆北山華力西成礦期的成礦地段在區域上明顯受北東東向和近東西向深斷裂及其有關的構造巖漿帶控制。北東東向紅十井大斷裂控制著區內金礦床的分布（主要礦床有紅十井金礦、222金礦、八一泉金礦等）；近東西向依格孜塔格深斷裂中西段分布有筆架山巖漿型銅鎳礦化帶（目前已發現紅石山銅鎳礦、筆架山鎳礦）；北北東向白地洼深斷裂分布有坡北巖漿型銅鎳礦化帶（目前已發現坡十銅鎳礦床、坡一鎳礦及羅中鎳礦、坡東鎳礦）。它們的地球物理場特征為：

⑴分布在重力布格異常梯級帶。如坡北巖帶分布在北東東向重力布格梯級帶內，重力值-150mgl至-210mgl，梯級帶長250km，寬45km，梯度值1.5 kml/km，北側為平緩大片重力高。

(2)在航磁異常平面等值線圖上，分布在局部正磁異常和負磁異常排列而成的異常帶上，如坡北、筆架山巖帶的區域航磁異常呈北東東向分布，帶寬約40km，長度在250km以上。局部正異常值在150nT至250nT，局部負異常值-70～-150nT。這些局部異常區指示了基性-超基性巖體和中基性火山巖的集中分布區。地球化學分區特征表現為Fe、Cu、Ni、Cr、Co、V等元素分布區。

3.3 控礦因素和找礦標志

3.3.1 控礦因素

⑴構造因素：基性-超基性雜巖體多沿大斷裂分布，且分布于大斷裂以南。如坡北基性-超基性巖帶沿白地洼大斷裂以南分布；蠶頭山-筆架山基性巖帶沿依格孜塔格大斷裂以南分布。

⑵巖性因素：基性-超基性雜巖體的存在，是尋找巖漿型銅鎳礦床的首要條件。坡北巖帶巖相分異明顯，基性巖為輝長巖、橄欖輝長巖。超基性巖為橄欖巖，呈脈狀、扁豆狀分布在雜巖體下部。含礦巖石為蘇長輝石橄欖巖。礦帶展布方向與超基性巖的產狀、形態基本一致。

筆架山巖帶巖石為華力西晚期產物，第一階段為輝長巖、輝長閃長巖、閃長巖，第二階段為輝長巖、橄欖輝長巖、暗色橄長巖、橄欖巖等。

3.3.2 找礦標志

⑴構造標志：深大斷裂控制著基性-超基性雜巖體的分布，如白地洼大斷裂控制著坡一、坡十等基性-超基性雜巖體的分布，依格孜塔格大斷裂控制著筆架山巖帶的分布。因此深大斷裂的存在是尋找基性-超基性雜巖體的間接標志。

⑵基性-超基性雜巖體的存在，是尋找巖漿型銅鎳礦床的首要條件。因此他是尋找該類礦床的直接找礦標志。

⑶地球化學標志：Cu、Ni異常分布與華力西中期的基性-超基性雜巖體基本吻合。如對應坡北巖體的AP1綜合異常，由Cr、Ti、Ni、Cu、Co、Mo等元素異常構成，其面積、強度、規模均較大，元素分帶明顯，呈同心圓狀。主要元素具良好的中外濃集帶，銅異常主要分布于輝長巖內接觸帶。

在筆架山巖帶范圍內圈出4個Cu、Ni等元素綜合異常，對應于紅石山基性-超基性巖體為Ni、Co、Cr、Vc、U異常，對應于旋窩嶺巖體為Ni、Cr、Cu異常。

⑷地球物理標志：坡北含銅鎳基性-超基性巖體位于重力梯級帶東南緣，負磁異常區的西北邊緣。具高極化低電阻特征。筆架山巖帶位于重力梯級帶的北緣，正磁異常區。具不太明顯的高極化低電阻特征。

⑸遙感影像標志：坡北巖體、筆架山巖帶總體遙感影像特征為較大線性影像，旁側有一系列環形影像。

⑹地貌標志：由于超基性巖體抗風化能力差，故地表多呈負地形的洼地，可作為在本區尋找超基性雜巖體的一個間接標志。

3.4 資源遠景分析

坡北-筆架山兩個與基性-超基性巖有關的巖漿熔離型銅鎳成礦帶，即坡北華力西晚期銅鎳成礦帶和蠶頭山-筆架山華力西晚期鐵銅鎳成礦帶。

坡北華力西晚期銅鎳成礦帶位于坡北基性-超基性雜巖帶，帶內的銅鎳礦主要與坡北基性-超基性雜巖體有關。其中已發現包括坡十、坡一、坡三、羅中等主要的基性-超基性巖體在內的23個巖體，對應在主要的基性-超基性巖體上均有較好的物探異常和化探異常，經資源評價工作已發現坡十大型銅鎳礦、坡一大型鎳礦及羅中中型鎳礦。由此可以得出坡北-筆架山銅鎳成礦帶的找礦前景極好，由于工作程度較低，經過進一步的投入深部工程在銅鎳富礦方面極有可能取得突破。蠶頭山-筆架山華力西晚期鐵銅鎳成礦帶位于蠶頭山-筆架山基性-超基性雜巖帶內，帶內目前已經發現了紅石山大型鎳礦及筆架山鎳礦。此外，還有旋渦嶺、蠶東、蠶西等8個基性-超基性巖體，因此該帶也是尋找銅鎳礦的極有利的地區。

3.5 銅資源遠景分析

區內銅礦主要有兩種類型，一種主要為伴生礦產，與巖漿型銅鎳礦有關，如坡十銅鎳礦床，是以鎳為主銅為輔的礦床；另一種是熱液型的銅礦，主要分布在蠶頭山-筆架山華力西晚期鐵銅鎳成礦帶和南部的紅十井-八一泉華力西中期金銅成礦帶中。目前已發現的礦點有天石銅礦、赤銅山銅礦點、鹽灘銅礦點及區外的石門銅礦等。這些地區也是今后該區銅礦資源評價需要投入的地區。

4 結論

⑴通過作者的研究進一步了解了新疆北山裂谷帶西段坡北－筆架山一帶的地層、巖漿巖、構造特征及其與礦產的關系，加深了對區內銅鎳礦產成礦規律的認識，初步建立了區域性的銅鎳礦產的找礦標志、控礦因素，為該區進一步工作奠定了基礎。

⑵坡北銅鎳成礦帶的找礦前景極好，坡十銅鎳礦、坡一鎳礦及羅中鎳礦由于工作程度較低，經過進一步的投入深部工程在銅鎳富礦方面極有可能取得突破。蠶頭山-筆架山華力西晚期鐵銅鎳成礦帶位于蠶頭山-筆架山基性-超基性雜巖帶內，帶內目前也證實有多個基性-超基性巖體含礦，因此該帶也是尋找銅鎳礦的極有利的地區。

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