秦嶺柞水鳳凰鎮地區鎳礦床地質特征及找礦前景淺析

李樹雷，裴春霞，楊 振，劉 存，鄧書榕，任志永

（1.咸陽西北有色七一二總隊有限公司，陜西 西安 712000；2.陜西鐵道工程勘察有限公司，陜西 西安 710000；3.西北有色工程有限責任公司，陜西 西安 710000；4.昆明市東川金水礦業有限責任公司，云南 昆明 654100）

陜西秦嶺柞水—山陽地區既是秦嶺造山帶內重要礦集區之一,也是秦嶺地區物化探異常分布密集區之一。區內地質構造演化史長，具有利的成礦地質條件，成礦作用強烈，各類礦產資源豐富，其中鳳鎮—山陽大斷裂貫穿整個工作區，近幾年在斷裂兩側相繼發現銅、金、鉛鋅、銀、鐵等多金屬礦點，在柞水—山陽多金屬成礦帶中發現鳳凰鎮鎳礦，為今后在柞水—山陽地區尋找鎳礦提供了依據，總結其礦床地質特征和礦床成因對指導本區尋找鎳礦具有重要意義。

1 區域地質背景

工作區位于秦嶺褶皺系南秦嶺印支褶皺帶。屬秦嶺區禮縣—柞水分區唐藏—山陽小區，并跨鳳鎮斷裂北部的唐藏—山陽小區南部及鳳鎮斷裂南部的鳳縣—鎮安小區北部。地層主要出露有中泥盆統青石埡組、牛耳川組，上泥盆統沙灣組、下東溝組及二臺子組。為一套淺海相碎屑巖、泥質巖夾碳酸鹽巖的地槽型沉積。

區內構造發育，主要有鳳鎮區域性大斷裂，呈北西向展布。區內巖漿巖不發育，局部出露少量的花崗巖脈及基性巖脈，主要分布于北西向斷裂構造帶附近。區域礦產較多，主要有銅礦、鎳礦、鐵礦及金礦等。

工作區以鳳鎮—山陽大斷裂為界劃分為南、北兩區，工作區位于鳳鎮北側銅、金、鎳、鈷成礦帶中，鎳礦主要分布在北區（見圖1）。

2 礦區地質

2.1 礦床地質特征

2.1.1 地層

工作區北區主要出露地層為中泥盆統牛耳川組（D2n），其又分為五層：

D2ne：深灰色薄層粉砂巖、含鈣粉砂巖、板巖，局部夾細雜砂巖，厚度約185m。

D2nd：灰色中—厚層細雜砂巖、粉砂巖、板巖、含砂細晶灰巖，厚度約88m。

D2nc：灰—深灰色薄層粉砂巖、含鈣粉砂巖、細砂巖、粉砂質板巖夾含砂細晶灰巖。萬丈溝西溝和蔡家灣鎳礦位于此層中的斷裂內，厚度約789m。

D2nb：灰—紫灰色中—薄層石英雜砂巖夾粉砂巖、粉砂質板巖。該層為礦區主要含礦層位，厚約587m。

D2na：淺灰色厚層細砂巖、鈣質細砂巖、粉砂巖，厚度408m。

地層總體向北東傾斜,傾角35°～75°,局部地段向南西傾斜,傾角65°～78°。南區僅出露上泥盆統地層，上部為火星溝組（D3h），巖性為細砂巖、粉砂巖夾板巖，下部為二臺子（D3R）灰色板巖。

2.1.2 構造

工作區內鳳鎮—山陽大斷裂以北屬區域西蘆山—蔡玉窯復向斜南翼，呈現一系列以北北東傾斜為主的復式次級褶皺，西部緊閉，向東漸趨開闊。蛇行地以北褶皺非常寬緩，巖層傾角僅10°左右。

區內主要斷裂為鳳凰鎮斷裂，其呈近東西向—北西向展布于鳳凰鎮—下梁子—吉家岔溝一線,呈斷裂束產出。長度大于50km，斷層面上不同性質斷裂形跡交織復雜，斷面總體比較平滑，呈舒緩波狀，傾向北，傾角變化較大，一般23°～55°之間。斷裂破碎帶疏松，寬幾十至幾百米，沿走向斷裂帶發育成連續的負地貌及斷層三角面，碎裂巖寬闊地帶，斷裂構成現代地貌單元的天然邊界。斷裂帶內糜棱巖、初糜棱巖、構造角礫巖、斷層泥、超碎裂巖、構造透鏡體相互截切包繞，是一個由韌性—脆韌性—脆性交織的斷裂破碎帶。

在鳳凰鎮斷裂帶以北，順層發育一組北西西向、相互基本平行、傾向北北東的高角度脆—韌性斷裂。斷裂帶糜棱巖、角礫巖發育。該組斷裂多數規模較小，為區內鎳、鈷、銅礦控礦構造。主要有：

F1斷裂，分布于礦區北部，長350m，寬0.1～5m，帶內巖石破碎，多形成角礫巖、斷層泥等，并充填有細小石英脈。斷層向北東傾斜，傾角45°～65°。

F2斷裂構造，分布于礦區東部，長約460m，寬0.1～4m，帶內多為斷層泥，蝕變不發育，傾向北東，屬正斷層，傾角35°～70°。

F3斷裂構造，分布于F2斷裂構造南部，并與之平行。構造帶長大于15km，向東延伸出礦區。帶寬0.2～10m，內充填有斷層角礫巖、斜輝桿欄巖脈等，并有不同程度的糜棱巖化。帶內蝕變強烈，有黃鐵礦化、黃銅礦化、毒砂化等。構造傾向南西，屬正斷層，傾角55°～80°，該構造控制K2、K3礦體的空間分布。

F5斷裂構造，分布于礦區西北部，長大于5km，寬0.1～1.0m。多為斷層泥和斷層片理,角礫巖較少,基本無蝕變,傾向北東,傾角40°～65°。

F6斷裂構造，分布于F5斷裂構造南部，其東部被北東向斷裂錯斷，長230m，寬0.2～2.3m，帶內角礫巖發育，黃鐵礦化、黃銅礦化等蝕變比較發育，上、下斷層面較清楚。構造帶傾向北東，傾角55°～75°。該構造帶控制Ⅳ號礦帶的產出部位，內圈出K4礦體。

F9斷裂構造帶，分布于礦區東部，萬丈溝地段，F3斷裂構造南部。帶長300m左右，寬0.1～0.5m，基本為“干”構造，帶內巖石較為破碎，未風充填物及蝕變礦物等，構造走向北西向，傾向北東，傾角35°～55°。

F10斷裂構造帶，分布于干溝—萬丈溝地段，斷續長14km，寬0.1～20m，帶內糜棱巖及構造角礫巖發育，局部充填有斜輝桿欄巖脈，黃鐵礦化、毒砂化及黃銅礦化蝕變在干溝東溝囗南及西溝地段較發育，局部形成黃鐵礦團塊。該斷裂構造上、下斷層面較清楚，傾向并東，傾角32°～78°，其控制Ⅴ、Ⅵ礦化帶及K5、K6礦體空間展布，為區內主要控礦斷裂帶。

F14斷裂構造，分布于礦區東南部，長200余米，寬0.1～2.5m，為一脆性斷裂，角礫巖較發育，有黃鐵礦化蝕變，傾向南西，傾角60°～75°，其控制了K7礦體的產出部位。

其它北西向斷裂構造多為脆性斷裂，帶內巖石破碎，基本無充填物及蝕變等，長300～3000m，寬0.1～5m，傾向北東，傾角35°～60°。

北北東向斷裂也較發育，其為后期斷層，對北西西向斷裂構造具破壞作用。

鳳鎮—山陽大斷裂以南屬西華獄—回龍復向斜南翼翹起端，次級褶皺相當發育，往往以相似褶皺為主，伴以極發育的軸面破劈理。

2.1.3 巖漿巖

工作區內巖漿巖不發育。僅在萬丈溝西溝和紙房溝口見有斜輝桿欄巖，呈角礫產于斷裂帶中。

此外發育有石英脈、石英鐵碳酸鹽脈、碳酸巖脈、石英重晶石脈和煌斑巖脈等，與鎳礦化關系密切。

2.1.4 圍巖蝕變含礦斷裂帶中構造巖發育有硅化、鐵碳酸鹽化、蛇紋石化、方柱石化等蝕變。

2.2 礦體地質特征

工作區圈出鎳礦化帶（體）8條（見圖2），即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ號礦化帶，Ⅰ-Ⅶ號礦化帶內各圈出鎳礦體一個，即K1-K7礦體。Ⅷ號礦化帶內礦化不連續，礦化由單工程控制。礦化帶嚴格受斷裂構造控制，賦存于北西西向及近東西向斷裂構造中。礦體呈似脈狀、透鏡狀產出。

鳳凰鎮鎳礦區鎳主礦體K2、K5礦體規模622～636m，控制斜深150～230m，礦體厚度變化系數39.05%～55.19%,礦體較穩定,礦體形態主要為似層狀、脈狀產出，礦體內無夾石，礦體形態復雜程度較低，斷層對礦體基本無破壞作用，構造影響程度較小,Ni品位變化系數72.82%～88.34%，礦體品位較均勻型。

2.2.1 礦體特征

工作區內共圈出7個礦體（其它5條非主礦體礦體特征見表1），其中主礦體K2和K5礦體特征如下：

表1 工作區內5條非主礦體礦體特征一覽表

K2號礦體為工作區主礦體之一，位于干溝與東溝3～10號勘探之間，K1號礦體南側，與K1礦體基本平行產出。地表由ⅡTC5-ⅡTC11等七個探槽及淺部PD4平硐二個穿脈控制，地表出露最大標高900m，最低標高740m，控制斜深40～135m，礦體長636m，厚度0.79～2.85m，平均厚度2.39m，厚度變化系數36.23%，厚度較穩定。Ni品位1.76%～2.97%，平均品位1.58%，品位變化系數82.43%，品位變化較均勻。礦體產狀22°～35°∠75°～83°。礦體呈似層狀賦存于Ⅱ號礦化帶內，受F3斷裂構造控制。

K5號礦體為工作區主礦體之一，位于Ⅱ號礦化帶南部,干溝兩側至學堂溝一帶，分布于11-2呈勘探線之間,與K1、K2礦體大致平行產出，是礦區(工作區)主礦體之一。礦體地表由ⅤTC1-ⅤTC8八個探槽控制，淺部由PD5、PD8二個平硐控制。礦體地表出露最大標高915m，最低出露標高704m，礦體長度622m，厚度0.92～4.73m，平均厚度2.57m，厚度變化系數42.47%。Ni品位1.86%～3.39%，平均品位2.23%,品位變化系數73.91%。礦體賦存于Ⅴ號礦化帶內，呈似層狀、透鏡狀產出，嚴格受F8斷裂構造控制。產狀8°～17°∠65°～73°。

2.2.2 礦石礦物成分

（1）礦石礦物。主要金屬礦物為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃銅礦以及毒砂等，次為黃鐵礦、輝砷鎳礦、針鎳礦、紫硫鎳礦、硫鎳鈷礦、輝砷鈷礦、金銀礦等。主要含鎳礦石礦物有鎳黃鐵礦、鎳黃銅礦、輝砷鎳礦、針鎳礦、紫硫鎳礦、硫鎳鈷礦、輝砷鈷礦。

脈石礦物主要有石英、鈉長石、方解石及碳酸鹽礦物絹云母以及鐵質礦物，還有少量的巖屑。

（2）化學成分。經15件礦石樣化學分析，可見礦石化學成分比較簡單，礦石中主要成分是SiO2，Na2O含量大于K2O,暗色礦物質含量較低（見表2）。

表2 礦石化學分析表

2.2.3 礦石結構、構造

2.2.3.1 礦石結構

礦石具碎裂結構、變晶結構、他形粒狀結構，以碎裂結構為主。

碎裂結構:磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦被壓碎呈不規則狀。

他形晶粒狀結構：礦石中黃鐵礦、黃銅礦等金屬礦物呈他形晶顆粒體，互相鑲嵌，界線不清，晶體形態不完整，未見完整晶形。

2.2.3.2 礦石構造

浸染狀、網脈狀、塊狀構造。

浸染狀構造：礦石中鎳黃鐵礦等金屬硫化物呈稠密浸染狀散布于石英脈中，金屬硫化物呈稠密狀、不規則團塊狀和網脈狀、他形粒狀，顆粒較細。

網脈狀構造：后期黃鐵礦等金屬硫化物呈網脈狀，沿石英脈內的解理裂隙充填而成。

塊狀構造:礦石的鎳黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃銅礦以及毒砂金屬礦物呈粒狀集合體緊密鑲嵌而成，他形晶、顆粒較細，無規律分布。

2.2.4 礦石自然類型

礦石自然類型按鎳礦物存在形式劃分為浸染狀和網脈狀鎳礦石，局部見脈狀和塊狀鎳礦石。按其氧化程度可分原生礦石及氧化礦石，氧化礦石較少，分布于地表以下0～3m范圍，地表礦石屬氧化礦石，而地下坑道礦石則為原生硫化鎳礦石。

礦石工業類型：單鎳礦石。礦區鎳礦石平均品位2.14%，屬中等品位礦石。

3 控礦因素與成礦規律

3.1 控礦因素

3.1.1 構造控礦鎳礦化蝕變帶嚴格受北西西向、總體向北北東高角度傾斜、相互基本平行的層間斷裂破碎帶控制。

3.1.2 層位控礦

中泥盆系牛耳川組含銅、鎳、鈷巖層為容礦層位，該組粉砂（板）巖—碎裂砂巖夾板巖為成礦有力層位。在該層位中Ag、Ba、As、Zn、Hg、Sb、Ni等明顯高于地殼克拉克值，分別為這些元素的礦源層。

3.2 成礦規律

礦源：柞水—山陽熱水沉積盆地在中泥盆世形成過程中,出現了較大范圍的海底熱水噴流沉積作用,給柞水—山陽多金屬成礦帶內銅、鎳礦床的形成提供了充足的成礦物質來源。

熱源：大地構造運動與巖漿活動帶來的構造巖漿熱液作用明顯,對前期已經形成的礦床具有改造作用,因而使得本區成礦普遍具有多期、多階段的成礦特點。

容礦部位：該礦床其空間分布普遍受控于區域構造,且礦體多數賦存于有利構造斷裂部位。

4 找礦標志

4.1 構造標志

中泥盆統牛耳川組b段中部和c段為區內的容礦層位，有方解石、石英、鈉長石和巖屑出現斷裂角礫巖巖層，該層熱液發育的部位為找礦的首要標志。

4.2 地層巖性標志

以近順層或微切層產出的北西西向、北東向或近南北向層間斷裂破碎帶為主要控礦構造，鎳礦化蝕變帶受其構造作用顯著。斷裂破碎帶可作為區內找礦的重要標志。

4.3 礦化蝕變標志

鐵碳酸鹽化、硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化、鎳黃鐵礦、輝砷鎳礦等中低溫熱液蝕變，構成鳳凰鎮地區尋找鎳礦的重要識別礦物組合標志。

4.4 化探異常標志

銅、鎳、鈷礦化蝕變帶與銅、鎳、鈷化探次生暈異常兩者分布范圍總體套合，因此元素異常可作為找礦的間接標志。

5 結論

綜上所述，工作區內鎳礦主要受北西西向、總體向北北東高角度傾斜、相互基本平行的層間斷裂破碎帶控制，含礦巖石主要是帶內破碎的角礫巖，含礦斷裂帶中常見鐵碳酸鹽化、硅化等中低溫熱液蝕變，故認為該礦床成因類型屬中低溫熱液型硫化鎳礦床。

6 找礦前景分析

本工作區以往地質工作程度較低，以往工作區僅通過地形測量、地質填圖、探槽、坑道等地質工程基本查明礦區內礦體形態、規模及出露情況有了大致了解，礦體在走向和傾向都有大找礦空間，該地區礦體向深部仍有延伸，應加大深部探礦力度，資源儲量仍可增加，鎳礦找礦前景比較很大。

（1）工作區內主礦體Ⅱ、Ⅴ號，僅用稀疏探槽和坑道控制，且坑道僅控制一個中段，對鎳礦體沒有系統深部控制，深部找礦潛力較大。

（2）工作區其它5條鎳礦體工作程度相對較低，其中Ⅰ、Ⅳ、Ⅶ號礦體僅地表稀疏探槽進行控制，深部無工程控制，深部找礦潛力較大。

（3）工作區內礦體呈條帶狀展布，礦體之間工作程度較低，沿礦體走向進行追索控制，進而擴大礦體規模，增加資源量。

（4）區域上斷層角礫巖帶出露12～15km，角礫巖帶貫穿整個工作區內，目前7條鎳礦體均分布在角礫巖帶北側，僅在角礫巖帶南側發現Ⅷ鎳礦化帶，在工作區東西兩側及斷層角礫巖帶南側尋找同類型鎳礦，找礦潛力較大。