新疆維吾爾自治區東天山地區銅鎳礦成礦規律及哈密市白石泉銅鎳礦地質礦產特征

鄭國平

摘要：對新疆東天山地區多金屬成礦帶中銅鎳礦成礦規律進行了分析，同時對新疆哈密白石泉銅鎳礦地質礦產特征進行論述，認為白石泉銅鎳礦成因類型為與基性—超基性巖有關的深部熔離—貫入型硫化物銅鎳礦。

關鍵詞：銅鎳礦；超基性巖；礦床成因類型

新疆東天山地區銅礦是我國繼江西德興銅礦和西藏玉龍銅礦之后的又一重大發現，東天山地區具有非常大的銅礦找礦潛力，并有可能成為我國大型國家級銅礦資源基地。在東天山地區開展過大量的研究工作，如國家科技攻關305項目、八五課題和九五專題等，取得豐碩的研究成果，區內有著非常優越的成礦地質條件，將很多專家學者吸引過來在該區開展很多科研工作，初步建立地質成礦理論，并對一些具有較好開發價值的銅礦床進行評價。基于此本文將新疆哈密白石泉銅鎳礦作為研究對象，進行如下分析。

1.東天山地區銅鎳礦成礦規律

東天山地區礦產資源非常豐富，是我國重要的銅鎳成礦區帶之一，過去研究過程中發現成礦作用分布很不均一，分布特點總體表現為幕式分布，同時在不同時期，各種元素與其組合分布規律很不相同，區內地質歷史演化過程中大規模成礦作用，在區域地質構造單元內部短時間形成，大面積高強度富集成礦元素促進成礦。東天山作為中亞晚古生代板塊構造演化的重要組成部分，華力西期東天山歷經拉張→俯沖→碰撞造山等完整演化過程，同時不同時期堆集大量金屬元素，促進區內內生金礦形成，在一個地區多種構造演化和成礦作用短時間內共同疊置，形成內生金屬礦產大量富集區。

諸多金屬礦床在東天山地區主要產于360Ma～220Ma時代范圍內，為華力西期主要成礦帶。諸多金屬礦床在北、中、南三個區域上形成三個礦帶，北礦帶主要賦存銅鎳礦與銅鉬礦，在大南湖島弧帶和康古爾塔格弧后盆地交接部位分布，發現的銅鉬礦床主要為三岔口、赤湖、土屋、延東、小熱泉子等礦床。斑巖型銅鉬礦為延東和土屋礦床，規模為大型，主要成礦時代在360Ma～310Ma；斑巖型淺成熱液銅鉬礦主要以三岔口、赤湖礦為代表，其規模屬于小中型礦床；淺成熱液型銅礦主要以小熱泉子銅礦為代表，規模為中型礦床，成礦時代為339Ma。主要的銅鎳礦為香山、黃山、土墩等銅鎳礦，和鎂鐵—超鎂鐵質雜巖體緊密相關，巖體侵位時間變化于320Ma～305Ma，已達大、中型。東天山的成礦作用，由北而南其變化規律反映出東天山在華力西期殼幔演化階段北老南新；花崗質巖漿源區部分熔融深度由北而南逐漸加深；巖漿噴發和侵位時代從400Ma～240Ma。區內由北向南花崗質巖漿源一些熔融深度呈現不斷加深的特點；400Ma～240Ma是區內巖漿噴發侵位的主要時代，自北側區域上的哈爾里克到康古爾塔格，并延伸至中天山，可能存在一個連續的花崗質巖漿演化面。準噶爾洋盆于華力西期，麻沖消減在塔里木板塊下部，促使大南湖島弧、哈爾里克海溝與康古爾塔格弧后盆地形成，構成東天山重要的構造單元。而加里東期中天山俯沖在塔里木板塊之下，由于受到華力西期的構造疊加，許多地質現象已經模糊。因此東天山的成礦作用以華力西期為主，為華力西期造山帶型礦床。礦床特征及其空間展布和成礦環境都比較類似，成礦系列主要為和矽卡巖密切相關的銅、銀、金、鎢、鉬等多金屬礦，在規模上，這些礦床都屬于中小型；銅鎳鈷礦床和激性超基性、雜巖體緊密相關。

2.白石泉銅鎳礦地質特征

該礦位于新疆東疆地區，是區內最為重要的銅鎳礦，主要分布在東疆地區多金屬成礦帶東側，屬于尾亞—馬莊山銅、金、鎢、鉬、鐵成礦帶中部，大地構造為中天山地塊，相距哈密市東南部約1701km，礦區中有一套古老變質巖系出露，侵入巖在區內廣泛分布，該區銅鎳礦形成，和區內的構造運動與巖體侵入密切相關。

2.1礦區地層

2.1地層

中元古界變質巖系在礦區比較發育，礦區北部主要發育卡瓦布拉克組（薊縣系），為石英巖、綠泥石英片巖以及絹云母石英片巖和大理巖。星星峽組（長城系）為一套片麻巖、斜長角閃片巖、（絹、黑）云母斜長石英片巖，第四系沖洪積物零星分布在低洼地帶。

2.2構造

構造在礦區比較簡單，卡瓦布拉克組與星星峽組中亞組均傾向南，呈斜構造，礦區內斷裂構造發育，呈北東向展布，屬于沙泉子深大斷裂派生次級斷裂。

2.3侵入巖

區內中基性巖侵入巖比較發育，分布面積達到95%左右，基性超基性巖分布于中部與邊部，促進該區主巖體的形成，蘇長巖、輝長巖以及閃長巖主要的巖石類型，超基性巖相對次之，橄欖巖、角閃石巖、輝石巖是其主要巖石類型。

（1）雜巖體特征。位于礦區中部，具有比較復雜的形態，屬脈動成因的雜巖體，分異欠佳。其中第一階段形成石英閃長巖—輝長閃長巖相，構成雜巖體的主體，出露面積較大，約0.8km2，呈現65°～70°方向展布。輝長巖相、輝長蘇長巖相分布于閃長巖相的邊部，不連續零星出露，和石英閃長巖、輝長閃長巖相呈相變接觸。橄長巖相、輝石巖相以及角閃石巖相與橄欖巖相是第二階段形成的影響特征，至第二階段形成的巖相有角閃石巖相、輝石巖相、橄長巖相、橄欖巖相，在第一階段形成巖體的邊部及中部有超基性巖近似圓形或呈脈狀產出，伴隨著超基性巖侵位形成了銅鎳礦化。

（2）基性、超基性巖體特征。白石泉南側輝長巖（脈）體極為發育，一般呈細條帶狀沿主體構造線分布于花崗質片麻巖、角閃斜長片麻巖中，個別與橄輝巖、輝石巖共同形成基性一超基性雜巖體。現在區內有11個輝石巖、橄輝巖超基性巖體，銅鎳礦化主要發現于∑-15、16、19號巖體當中，銅、鎳、鈷、鉻地球化學異常在∑-16、19巖體當中表現較好，提示找礦前景優越。簡述其特征：①∑-15號超基性巖體。位于白石泉銅鎳礦礦區南西側約4km處，與輝長巖、閃長巖共同構成一復式雜巖體，以二輝輝石巖及橄輝巖為主，其中二輝輝石巖具強纖閃石化，尚未發現礦化，橄輝巖具“球狀”風化特征，新鮮面可見較多的磁黃鐵礦、黃鐵礦及少量的黃銅礦、鎳黃鐵礦，孔雀石零星可見。②∑-16號超基性巖體。在∑-15號超基性巖體東部，和閃長巖以及輝長巖共同組成復式雜巖體，具有側向分異特征，其中南側為橄輝巖，向北基性程度變低。該巖體規模巖體規模相對較小，主要表現為橄輝巖，黃銅礦達到0.3%含量，鎳黃鐵礦處在0.5%～1%的范圍，磁鐵礦為3%～5%的含量，鈦鐵礦為0.3%，磁鐵礦含量為3%～5%，為銅鎳礦化超基性巖體。該巖體與北側規模較大輝長巖相、閃長巖相共同構成復式雜巖體，與∑-15復式雜巖體以花崗質片麻巖相隔，二者可能為同一巖體；③∑-19號超基性巖體。該巖體東西長約120m，南北最大寬度為50m，呈透鏡狀，以輝橄巖為主，橄輝巖次之，并與北側的橄欖蘇長巖、輝長巖共同構成一復式雜巖體。橄欖蘇長巖具強纖閃石化并形成蝕變帶，長與超基性巖體長度基本一致，寬大于20m，目前在蝕變帶中部發現孔雀石化蝕變。橄欖蘇長巖寬大于8m，取樣分析銅鎳鈷含量分別為Cu 0.32%、Ni 0.34%、Co 0.029%。

3.礦體地質特征

3.1蝕變帶特征

該區有五條銅鎳礦化蝕變帶，為SbI、SbⅡ、SbⅢ、SbⅣ、SbV（表1），在主雜巖體的中北部分布SbⅢ蝕變帶，在主雜巖體與地層的接觸帶分布SbI、SbⅡ、SbⅣ、SbV蝕變帶，分布特點表現為半環狀不連續特征。

在空間上礦體與蝕變圍巖表現為緊密共生關系，蝕變圍巖在找礦工作當中是重要的指示標志，圍巖蝕變類型與礦床類型緊密相關，所以圍巖蝕變類型的確定，能夠更好指導找礦工作。該礦的圍巖蝕變發生在中基性巖中，為高溫-低溫巖漿熱液蝕變。其蝕變類型均為與銅礦緊密相關的標志性蝕變類型。次生礦物與原生礦物在種類、結構、構造上都有一定的關系。該礦的礦化多為銅礦氧化帶的表生次生礦物，常見銅礦的次生富集帶是銅礦的重要找礦標志。

通過對蝕變帶特征及含礦元素的品位變化的分析，發現區內的礦化特征和SbI～SbV蝕變特征沒有較為明顯的區別，而寒礦元素品位存在一定的區別和變化。具有較高含礦性的蝕變帶主要為SbI、SbⅣ、SbV，最為突出的為SbⅣ，具有較高元素含量的為Cu、Ni、Co元素，分別達到1.11%、1.02%、0.062%最高含量。Cu、Ni、Co元素在SbII蝕變帶含量相對較低，分別達到0.14%、0.20%、0.018%最高含量。

3.2礦體特征

礦區中根據0.2%鎳、銅含量圈出10個礦體，隱伏盲礦體有5個，其中Ⅱ、Ⅳ、V、Ⅵ礦體規模較大，Ⅱ、Ⅵ礦體位于含礦元素較高的SbI、SbV蝕變帶上，其有用礦物元素含量也相對較高。礦體的產出與一定的巖相帶有關，對于銅鎳礦最有利的巖相是橄欖巖及二輝橄欖巖。現對主要礦體敘述如下。

Ⅱ礦體：輝長閃長巖以及輝長巖和橄輝巖是其主要的含礦巖石，礦石整體呈褐色，單輝輝石（纖閃石化）與橄欖石（蛇紋石化）是其主要組成，鏡下檢查能夠發現磁鐵礦、鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦以及鈦鐵礦等。Ⅵ礦體：礦石主要為暗綠色，其內的金屬硫化物主要有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦，其次有方黃銅礦、磁鐵礦，不均勻存在，在輝石巖中一般呈海綿隕鐵狀產出，含量可大于10%；在圍巖中含量一般小于5%，多呈斑點浸染狀、稀疏浸染狀、脈狀產出。含量可大于10%；在圍巖中含量一般小于5%，多呈斑點浸染狀、稀疏浸染狀、脈狀產出。通過對含礦元素的分析，Ⅲ、Ⅷ礦體也具有較好的工作價值，需要更進一步加強工程控制，有望成為下一步工作的主要對象，以達到更好地利用。

3.3含礦巖石特征

3.3.1礦石物質組分

（1）礦石化學組分。主要有益組分為Ni、Cu、Co、Au、Ag。同時Pt、Pd元素含量值最高為39×10-6，有異常顯示。

（2）礦石礦物成分。礦石礦物成分復雜，已發現有近30余種巖石礦物，其金屬礦物主要有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、自然銅、褐鐵礦、孔雀石等，次要金屬礦物為自然金、黃鐵礦、方銅礦、墨銅礦、蘭輝銅礦、銅蘭、輝銅礦、鈦鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、硅孔雀石、綠銅礦等。主要的脈石礦物為橄欖石、輝石及其蝕變礦物（蛇紋石、纖閃石）等，次要脈石礦物為金云母、斜長石、捐云母、綠泥石、方解石、磷灰石、尖晶石、螢石、滑石等。

3.3.2礦石結構構造

（1）礦石結構。自然銅、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、褐鐵礦、孔雀石礦石結構為自形—半自形粒狀結構、半自形—他形晶粒狀結構、他形晶粒狀結構、海綿隕鐵結構、繩結狀結構等。

（2）礦石構造。以稀疏（中等）浸染狀、珠球（滴）狀、脈狀構造最為常見。

4.結論

根據礦體與侵入巖體的關系，分析礦體規模形態以及產狀、賦存礦體部位、礦物共生組合以及圍巖蝕變、礦石結構構造，綜合分析認為白石泉銅鎳礦屬于和基性超基性巖密切聯系的深部熔離—貫入型硫化物銅鎳礦床。

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