安徽省濉溪縣后馬場銅鎳礦礦床地質特征及成礦機制淺析

王振強

摘要：后馬場銅鎳礦是淮北地區目前唯一基性巖銅鎳礦，本文論述該礦礦床地質特征及成礦模式，指出圍巖、巖漿巖、構造是主要控礦因素，屬由巖漿熔離作用而形成的基性巖銅鎳礦。對在本區基性巖中尋找銅鎳金屬礦具有很好的指導意義。

關鍵詞：銅鎳礦；礦床特征；巖漿巖；成礦規律

礦區位于安徽省濉溪縣城東約5km，屬宋疃鎮管轄，通過地面磁測、鉆探驗證、化驗分析等方法發現該銅鎳礦，并提交詳查報告。探明金屬儲量：鎳759.67t、銅924.91t，伴生金屬礦物鈷38.3t、鉑+鈀11.0kg、鎵2334.0kg、硒1671.0kg。研究該礦的地質特征與成礦規律對本區基性巖銅鎳礦有一定的指導意義。

1.礦區地質特征

1.1地層

隸屬華北地層大區晉冀魯豫地層區徐淮地層分區內，為標準北相地層，根據鉆孔揭露基巖自上而下為石炭系上統太原組、本溪組，奧陶系下統馬家溝組、蕭縣組，其中奧陶系下統蕭縣組是有利成礦層位。

1.2構造

本區大地構造位于華北陸塊南緣徐淮地塊的淮北斷褶帶內，區域地質構造為皇藏峪復式背斜次一級褶曲十里長山背斜北部轉折端。礦區發育一系列與區域構造線相一致的北北東短軸背斜、向斜、斷裂構造及南北向的張性斷裂，相伴產生層內揉皺及破碎，給巖漿巖的侵入創造了有利條件。

1.3巖漿巖

區內巖漿活動相對頻繁，與金屬礦產關系最緊密的是中性巖、其次是酸性巖和基性巖。中性巖是鐵、銅、金礦產的主要成礦母巖。酸性巖體區域內僅見礦化現象。基性巖體僅見于后馬場的銅鎳礦床，為銅鎳礦體的直接成礦母巖和圍巖。礦區基性巖主要為黑云母閃長巖、輝長閃長巖、輝長巖和橄長巖。

1.4礦體特征

根據主要成礦作用和礦體的賦存的空間部位、礦物共生組合，全礦區可分上部、邊部礦體、底部礦體和異離體中透鏡礦體，共29個礦體?，F將礦體特征敘述如下：

（1）上部、邊部礦體。上部邊部礦體包括1號～18號、20號、22號～25號及28號礦體，大多分布于4線～9線橄長巖相中，少數在輝長巖相中。呈透鏡狀產出，由浸染狀礦石構成貧礦。一般上部或邊部較富，與圍巖呈漸變關系。規模小，連續性差，與巖體分異關系密切，礦體形態一般與巖相及巖體邊部界線形態一致。

上述各礦體產狀不一，變化較大，一般傾向北東89°，少數為北北西89。，傾角10°～40°，邊部礦體較陡，礦體一般長50m～100m，厚1m～4m，延深10m～47m，埋深50m～200m，少數在200m～300m或更深。其中7號礦體規模較大，長144m，厚1.01m-7.88m，延深20m-25m，銅鎳金屬儲量占全礦區3.6%。

本礦體金屬礦物組合以鎳黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦為主紫硫鎳鐵礦、方黃銅礦次之。礦石結構構造以自形～半自形晶稀疏浸染狀為主，斑染狀次之。

（2）底部礦體。底部礦體包括21號、19號、29號礦體。其中21號礦體規模最大，銅鎳礦金屬儲量占全區89%，因之為底部或本區主要礦體，重點描述如下：

礦體位于13線～0線橄長巖相之底部，其形態與橄長巖相底界線相一致，局部切穿巖相界線，受構造裂隙和底板形狀控制，在圍巖凸起或巖體呈袋狀凹入圍巖內處，礦體明顯增厚。該礦體呈似層狀，橫向上呈“V”字形，自北向南緩角度側伏，長260m，厚1.7m～14.97m，延深10m～50m，埋深-200m～-420m，厚度膨縮變化大，兩邊及邊部常具分叉尖滅現象。礦石結構構造以稠密浸染狀為主，局部見角礫狀和脈狀，交代結構發育，與橄長巖呈漸變關系，與底板大理巖或角礫狀大理巖界線清楚，常使大理巖水鎂石化。礦石的物質組分與上部、邊部礦體有明顯的變化，紫硫鎳鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦明顯增加；鎳黃鐵礦和磁黃鐵礦減少。金屬礦物問交代結構廣泛發育，伴生有益組分明顯富集。

1.4.3異離體中小透鏡狀礦體

系指26號、27號礦體。賦存于桿長巖和輝長巖組成的異離體的桿長巖中，產狀陡立，和上部、邊部礦體相類似。規模小，工業價值不大。

1.5礦石特征

（1）礦石的物質成分。礦石礦物以硫化物為主，氧化物及硅酸鹽次之。硫化物主要以磁黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦和黃鐵礦為主，部分及少量硫化物單獨分布，熱液期金屬硫化物分布在先期礦物之中。氧化物有磁鐵礦、鈦鐵礦。脈石礦物以拉長石、橄欖石、輝石及黑云母為主；角閃石、蛇紋石、滑石、綠泥石、碳酸鹽次之。

（2）礦石中有益組分的賦存形式。礦石主要組分為鎳、銅，伴生有益組分為鈷、鉑、鈀、鎵、硒。各有益組分賦存如下：①鎳：主要賦存于硫化物紫硫鎳鐵礦和鎳黃鐵礦中，少量分散于其他硫化物磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦及氧化物、硅酸鹽中全礦區鎳平均品位0.48%。②銅：主要賦存于黃銅礦中，少量存在于黃鐵礦及鎳礦物中。全礦區銅平均品位0.47%，單樣最高含量為3.11%。③鈷：主要以類質同象存在于鎳礦物中，少量存在于磁黃鐵礦中和黃銅礦中，偶見硫鈷礦呈包體存在于紫鎳鐵礦和黃銅礦中。據化學分析，礦石中鈷平均品位0.018%，單樣最高含量為0.078%。④硒：主要賦存于黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦和鎳礦物中。據組合分析，硒品位變化區間為0.0003～0.0027，全礦區平均品位0.00083。

（3）礦石構造。本區礦石以浸染狀為主，斑雜狀次之。

浸染狀構造：屬礦物多呈自形、半自形粒狀集合體，較均勻地分布于非金屬礦物粒間，金屬硫化物含量一般為10%。此種構造系熔離作用形成的星點狀礦石經后期含礦熱液交代作用形成。根據金屬礦物的集合體密集程度一般又可分稀疏浸染狀構造和稠密浸染狀構造。稀疏浸染狀構造多見于上部、邊部礦體和異離體中小透鏡狀礦體；稠密浸染狀礦體多見于底部礦體，金屬礦物的集合體密集成塊狀，非金屬礦物較少如磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦等為主的礦石呈此構造。

斑雜狀構造：金屬硫化物呈自形、他形晶集合體密集成大小不等的斑點，其點大小通常在0.5mm-lmm，金屬礦物略少于非金屬礦物。主要見于底部礦體。

1.6圍巖蝕變

后馬場銅鎳礦屬基性巖銅鎳礦床，由巖漿熔離而形成。礦體產狀、形態完全受巖相的控制，與橄長巖相帶關系最為密切，礦體與圍巖呈漸變關系。該巖體有四個巖相帶，即黑云母閃長巖、輝長閃長巖、輝長巖、橄長巖，巖相間則為過渡關系。僅在巖體接觸帶附近圍巖有蝕變，與奧陶系灰巖接觸時尤以底部易形成大理巖、水鎂石大理巖或矽卡巖。

2.礦化階段劃分及分布

后馬場銅鎳礦為產于基性中的巖漿熔離礦床，礦體的產狀、形態完全受巖相的控制，基性巖及其巖相分帶是成礦的控制因素，與桿長巖相關密切。成礦過程有兩期。

2.1正巖漿期

按礦物的結晶順序可分為硅酸鹽和硫化物兩個階段：

（1）硅酸鹽階段。隨著結晶分異作用，硅酸鹽成分的個橄欖石、輝石及拉長石相繼結晶，伴隨結晶的還有呈自形晶的氧化物磁鐵礦和鈦鐵礦。本階段無礦化，為成礦的最初階段。

（2）硫化物階段。硅酸鹽結晶后，由于熔離作用的結果，金屬硫化物開始晶出。初期以固熔體混熔形式出現，而后以葉片連晶形式晶出。為初期成礦階段。

2.2巖漿期后期

（1）早期階段。含礦的殘余熔漿金屬硫化物在礦化劑的影響下，沿構造裂隙上升，對早期結晶的礦物進行充填交代，并疊加在原來的硫化物之上，使銅、鎳、鈷得到較好的富集。本期主要生成有鎳黃鐵礦、黃銅礦、方黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、硫鈷礦、白鐵礦等。多數以交代方式，疊加于早期硫化物之上，形成浸染狀、斑雜狀礦石及少量塊狀礦石呈脈狀貫入。最后，巖漿中剩余的氧與鐵結合，磁鐵礦的灌入而結束。為本區的主要成礦階段。

（2）晚期階段。為本區內生成礦期的末期，表現為黃鐵礦呈脈體貫入母巖及圍巖中，并伴生有白鐵礦、紫硫鎳鐵礦。與圍巖界線清楚，伴隨的并有碳酸鹽脈、蛇紋石脈穿插，礦化作用較弱。

3.成礦機制和成礦模式

淮北地區基性巖分布相對較少，野外所見多以巖脈或巖墻為主，出露寬度一般不足10m。后馬場是淮北地區目前唯一的基性巖銅鎳礦，與其他基性巖體相比，有以下有利條件：①巖體侵入地層層位及巖性對成礦有利。一般認為巖體侵入于寒武、奧陶系碳酸鹽巖類成礦有利。后馬場基性巖侵入地層為奧陶系下統蕭縣組，巖性為灰巖及角礫狀泥灰巖。②巖體產出部位及產狀對成礦有利。一般復雜的巖體較單一的巖體有利于成礦，與圍巖的關系常是順層侵入于成礦不利。后馬場基性巖位于趙集十里長山中性巖體的北部邊緣，呈巖墻狀沿斷裂侵入。

后馬場基性巖呈巖墻狀沿斷裂侵入于奧陶系下統肖縣組灰巖及角礫巖中。在一些有利的成礦條件作用下，均一的巖漿熔融體隨溫度和壓力下降，逐漸分離成黑云母閃長巖、輝長閃長巖、輝長巖、桿長巖四種熔融體，基性程度漸增。隨巖體基性程度的增加和揮發分的外逸，以及同化作用而使熔體中SiO₂、Al₂O、KO₂、NaO₂減小，巖漿中金屬硫化物的溶解度降低，從而發生熔離作用，在巖體底部形成含礦橄長巖，且在圍巖凸起或巖體呈袋狀凹入圍巖內處，礦體明顯增厚。

4.結論

后馬場銅鎳礦是產于基性巖一定的巖相中，主要產于橄長巖相之底部，少數在輝長巖相中，其產狀、形態受巖相的嚴密控制，與圍巖呈漸變關系；礦床常見金屬礦物主要為鎳黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、黃銅礦、方黃銅礦、磁黃鐵礦等，并伴生有鈷、鉑、鈀、鎵、硒等有益組分；礦體形狀為似層狀、小透鏡狀。規模較小，品位較低。

據此，可認為后馬場銅鎳礦的礦床類型屬由巖漿熔離作用而形成的基性巖銅鎳礦。