復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下新疆北山鎳（銅）地球化學(xué)特征及礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)意義

王 恒，呂 穎，王 鵬

（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)，新疆 哈密 659001）

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來(lái)越快速的時(shí)代背景下，關(guān)于礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)重要性也逐漸提升。在各種礦產(chǎn)資源中，鎳、銅資源使用范圍廣泛。尤其是鎳合金，因?yàn)橛兄透g、抗高溫、抗氧化、延展性高等特點(diǎn)，在工業(yè)發(fā)展與軍事中都被應(yīng)用。作為一個(gè)鎳資源消費(fèi)大國(guó)，直到2018年，關(guān)于鎳資源的應(yīng)用百分之八十都要依靠進(jìn)口了，為鎳礦市場(chǎng)造成了巨大沖擊。而銅資源在建筑、電子、機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用廣泛。因此，關(guān)于鎳（銅）礦床的探測(cè)與開(kāi)采，國(guó)內(nèi)資源儲(chǔ)量的增加，變成了急需完成的任務(wù)。近些年，新疆北山地區(qū)發(fā)現(xiàn)了多個(gè)鎳銅硫化物礦床，其主要組成金屬為：鎳、銅等。新疆北山地區(qū)成為鎳銅資源重要基地之一。本文所面向的問(wèn)題就是復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下新疆北山鎳（銅）地球化學(xué)特征及礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)意義。通過(guò)本文研究，希望能夠促進(jìn)鎳礦的勘探與開(kāi)發(fā)工作，緩解資源緊張問(wèn)題。

1 新疆北山地質(zhì)環(huán)境分析

新疆北山地區(qū)所處地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，干旱的氣候環(huán)境，稀少的降水量，并且伴隨著強(qiáng)烈蒸發(fā)，使得水資源時(shí)空分配不均。造成了植被稀疏，區(qū)域內(nèi)主要以草原為主。此外，其礦產(chǎn)位置，在北山石炭一二疊紀(jì)陸內(nèi)裂谷的西部地區(qū)。東天山的南緣是北山裂谷的位置，并且其西南方是塔里木盆地。北山地區(qū)和中天山地塊相隔不遠(yuǎn)，僅以中天山南緣斷裂作為界限；敦煌地體在該地區(qū)南部，向西邊是庫(kù)魯克塔格隆起位置，向東部與其他裂谷形成裂谷帶。古生界地層是區(qū)域內(nèi)最主要的構(gòu)成之一，而石炭系、二疊系地層則是分布最廣泛的地層。除此之外，新疆北山地區(qū)構(gòu)造變動(dòng)次數(shù)較多，因此區(qū)域內(nèi)存在很多褶皺和斷裂，其斷裂以區(qū)域性深大斷裂為主，并對(duì)巖漿巖、內(nèi)地層分布起著控制作用。該地區(qū)銅鎳礦中最重要的巖體是基性一超基性巖。上述因素構(gòu)成了新疆北山地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境。

2 新疆北山鎳（銅）地球化學(xué)特征

2.1 地球化學(xué)背景特征

根據(jù)該區(qū)域的地球化學(xué)演化進(jìn)行分析，北山地區(qū)具有周期性、獨(dú)立階段性的成礦元素聚集特點(diǎn)，其中每個(gè)階段也在不斷變化，總體上來(lái)說(shuō)，表現(xiàn)出元素的富集程度增加，礦化作用增強(qiáng)的趨勢(shì)。而從侵入巖的角度來(lái)分析，以元素的濃集、富集、專(zhuān)屬性和分異程度為判斷依據(jù)，呈現(xiàn)出逐漸減弱的基性。從構(gòu)造角度進(jìn)行研究，可以發(fā)現(xiàn)，從前的元素地區(qū)背景與礦帶存在異常。

2.2 與基性—超基性巖有關(guān)元素的地球化學(xué)特征

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，100-500×10-6是新疆北山地區(qū)的Cr單元素的異常峰值，50-100×10-6是Ni元素的異常峰值，二者的峰值都屬于偏高的程度。該區(qū)域內(nèi)，大概有50多處顯示鎳單元素異常，這種現(xiàn)象出現(xiàn)，主要由于同基性—超基性雜巖和基性火山巖的存在，異常區(qū)主要集中在筆架山附近。基性—超基性巖體中，地表巖中的Cu、Ni、Co、Cr、Zn等元素都顯示的比較好。Cu最大值是2058×10-6，Ni最大值是2768×10-6，Co則是220×10-6，所有的異常規(guī)模和巖體的大小是相符合的。

2.3 區(qū)域綜合異常特征

新疆北山地區(qū)的綜合異常位置處于紅石山東面，其 地 理 坐 標(biāo) 為 東 經(jīng)92° 01'35″～92° 05'30″；北 緯40°53'40″～40°56'20″。該異常所呈現(xiàn)的大小約為15.6 km2，以南北方向展現(xiàn)，其主要組成單元素是Cr與Ni。這兩個(gè)元素中，Cr單元素的異常面積為12.5km2，并且以馬鞍的形狀展現(xiàn)，在該區(qū)域內(nèi)元素最高值是167×10-6，正常情況下的平均值，也高達(dá)135×10-6。Ni單元素的異常面積為10.9km2，元素的最高值表示為75.9×10-6，其襯度與規(guī)模的分別是1.53、17.76，所展現(xiàn)出來(lái)的異常濃度相當(dāng)大。經(jīng)過(guò)后續(xù)的探測(cè)，發(fā)現(xiàn)該異常區(qū)域由紅柳園組長(zhǎng)石砂巖、灰?guī)r、變質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)砂巖夾沉積變質(zhì)鐵礦等組成出露地層。此外，下二疊統(tǒng)因尼卡拉塔格組、紅柳河組砂巖、砂巖、粉砂巖、中酸性凝灰?guī)r、英安斑巖、安山玢巖。而這個(gè)異常中所包含的就有紅山石基性—超基性巖體。

3 新疆北山鎳（銅）礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)意義

3.1 緩解鎳、銅資源緊張

鎳資源應(yīng)用于不銹鋼、合金等各個(gè)方面，并且隨科技進(jìn)步，其消費(fèi)量向更大邁步。由于鎳礦產(chǎn)量有限，無(wú)法滿(mǎn)足需求，就造成了鎳礦進(jìn)口金額巨大的現(xiàn)象，如表1所示。我國(guó)鎳資源消費(fèi)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于產(chǎn)量，近些年需求量甚至達(dá)到了產(chǎn)量的4～5倍，截至2020年為止，鎳資源進(jìn)口金額也高達(dá)5154.61百萬(wàn)美元。鎳資源緊缺的情況，是顯而易見(jiàn)的。

表1 鎳資源現(xiàn)狀

同樣銅資源的現(xiàn)狀同樣不容樂(lè)觀，目前，所利用的銅資源也有超過(guò)60%源自于進(jìn)口，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)情況造成了很大的壓力。目前，根據(jù)預(yù)測(cè)新疆北山地區(qū)的鎳、銅礦產(chǎn)資源含量豐富，高達(dá)300萬(wàn)噸左右，如此巨大的礦產(chǎn)資源開(kāi)采，對(duì)于此前鎳、銅資源需求的緊張有所緩解。同時(shí)開(kāi)采礦產(chǎn)供應(yīng)充足后，有利于減少資源進(jìn)口，降低國(guó)家經(jīng)濟(jì)壓力。

3.2 促進(jìn)新疆北山地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)

目前，由于對(duì)鎳、銅資源的需求日益增長(zhǎng)。根據(jù)調(diào)查，新疆北山地區(qū)資源含量大概有300萬(wàn)噸。采用潛在價(jià)值法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，鎳資源目前市場(chǎng)價(jià)格，每噸的價(jià)值在七萬(wàn)元左右，那么該礦區(qū)的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值就已經(jīng)相當(dāng)之高了，如果將一部分礦產(chǎn)進(jìn)行深一步加工，礦石的附加價(jià)值得到飛速提升，因此可以明顯對(duì)礦床開(kāi)發(fā)后的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行預(yù)測(cè)。況且，該地區(qū)資源按照每年10t進(jìn)行開(kāi)采的話，也可以持續(xù)30年左右，是一個(gè)長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)收入，可以變成該地區(qū)支柱產(chǎn)業(yè)之一。

關(guān)于新疆北山地區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況，如圖1所示，該地區(qū)自2014年起至2020年，GDP增速一直處于下滑狀態(tài)，從2016年的10%增速，到2020年，GDP增速僅為6%。這種情況下，鎳（銅）礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)，促進(jìn)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，并且在未來(lái)幾十年內(nèi)對(duì)地區(qū)的政府財(cái)政、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重大意義。

圖1 新疆北山地區(qū)GDP增速

3.3 增加新疆北山地區(qū)社會(huì)效益

新疆地區(qū)特殊的地理位置，也就導(dǎo)致了其經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展存在一定挑戰(zhàn)。該區(qū)域是國(guó)家重點(diǎn)扶持的地區(qū)，也是國(guó)土資源部將其視為扶貧對(duì)象的區(qū)域。新疆北山地區(qū)，區(qū)域面積廣闊，勞動(dòng)力資源豐富，煤礦山的開(kāi)發(fā)在解決人口就業(yè)問(wèn)題上，起到了重要作用。同時(shí)，運(yùn)輸、工業(yè)等行業(yè)也會(huì)借此機(jī)會(huì)進(jìn)行發(fā)展。在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)帶動(dòng)了政府稅收的增長(zhǎng)，政府可以利用稅收，將其投入?yún)^(qū)域建設(shè)之中，實(shí)現(xiàn)互利的效果。所以，礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)對(duì)于經(jīng)濟(jì)不是很發(fā)達(dá)的地區(qū)來(lái)說(shuō)，可以帶來(lái)良好的社會(huì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下新疆北山鎳（銅）地球化學(xué)特征及礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)意義進(jìn)行分析，以新疆北山地質(zhì)環(huán)境為基礎(chǔ)，分析其地球化學(xué)特征，并研究其礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的意義。通過(guò)本文研究，有利于鎳礦尋找與開(kāi)發(fā)，解決鎳資源緊張的問(wèn)題。