內(nèi)蒙古烏拉特后旗達布遜鎳礦地質(zhì)特征及成因淺析

楊波　姚海龍

［關鍵詞］地質(zhì)特征；礦床成因；達布遜鎳礦；烏拉特后旗

達布遜鎳礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特后旗政府所在地巴音寶力格鎮(zhèn)北東方向約210 km處，該區(qū)域是我國目前已知較大超基性巖產(chǎn)地之一，區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，斷裂發(fā)育，在超基性巖內(nèi)產(chǎn)有鉻鐵礦和鎳礦、鈷土、鉑礦以及菱鎂礦、蛇紋巖等礦產(chǎn)[1]，成礦條件十分有利。本文對達布遜鎳礦床的地質(zhì)特征、礦體（石）特征和礦床成因等進行研究[2]，對該區(qū)超基性巖體找礦有一定指引作用。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)大地構造分區(qū)屬天山蒙古地槽褶皺系北緣西段、內(nèi)蒙古興安地槽褶皺帶，華力西晚期褶皺帶，烏力吉吐—哈達呼舒復背斜，烏力吉吐褶皺束南翼，南與華北地臺、東與寶音圖隆起毗鄰（圖1）。

研究區(qū)內(nèi)地層發(fā)育，由老到新有中元古界溫都爾廟群桑達來呼都格組，巖性為灰綠色綠泥石英片巖、綠簾綠泥片巖和絹云綠泥石英片巖夾含鐵石英巖及基性火山巖；早古生界志留紀系中下統(tǒng)徐尼烏蘇組，巖性組合由礫巖、千枚巖、板巖、灰?guī)r及變質(zhì)砂巖組成，與上下地層接觸關系清楚；晚古生界石炭系上統(tǒng)阿木山組第一巖段，巖性為灰、灰紫色結晶灰?guī)r、灰色、灰褐色鈣質(zhì)粉砂巖夾硅泥質(zhì)粉砂巖及砂巖；中生界白堊系上統(tǒng)烏蘭蘇海組，巖性組合為磚紅色砂質(zhì)泥巖、灰白色砂質(zhì)泥灰?guī)r、姜黃色粉砂質(zhì)泥巖；新生界第四系主要為第四系沖洪積物。

區(qū)域內(nèi)侵入巖分布較廣泛，從超基性巖到酸性巖均有出露。侵入巖主要有石炭紀超基性巖，巖石類型有蛇紋石化輝橄巖、蛇紋巖，該超基性巖受到強烈的蝕變，主要有蛇紋石化、碳酸鹽化、硅化；二疊紀侵入巖有蝕變片理化閃長巖、糜棱巖化花崗巖、中細粒二長花崗巖。根據(jù)其侵入層位，穿插關系和巖性特征，確定本區(qū)侵入巖分別屬于華力西中期和華力西晚期形成。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層為志留系中下統(tǒng)徐尼烏蘇組二巖段、白堊系上統(tǒng)烏蘭蘇海組及第四系全新統(tǒng)（圖2）。徐尼烏蘇組二巖段廣泛分布于勘查區(qū)，出露面積約1.5 km2，為礦區(qū)主要地層，巖性為云母石英片巖夾含綠泥石石英千枚狀片巖及少量灰?guī)r；白堊系上統(tǒng)烏蘭蘇海組主要分布在礦區(qū)東南角，小面積分布，其主要巖性為淺灰、灰綠、磚紅色砂巖，含礫砂巖、礫巖；第四系全新統(tǒng)僅在勘查區(qū)西部及東部小面積出露，呈條帶狀展布，地表主要為土黃色砂礫、砂等松散堆積物。

2.2 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖較發(fā)育，中部侵入巖分布較廣，以石炭紀超基性巖為主，呈小巖株或脈狀產(chǎn)出，主要呈北東向展布，傾向南西，傾角50°～70°，寬10～300 m。西北部零星發(fā)育二疊紀蝕變石英閃長巖。

石炭紀超基性巖巖性主要為輝橄巖，巖體受近東西向和北東向兩組斷裂控制，巖體呈東西向橫貫礦區(qū)中部，分布面積約0.85 km²，侵入于古生代志留系中下統(tǒng)徐尼烏蘇組中。巖石蝕變強烈，主要有蛇紋石化、碳酸鹽化、硅化、黃（褐）鐵礦化。

輝橄巖：巖石新鮮面為暗綠、綠黑色，風化后呈黃褐色或棕褐色，似斑狀結構，蛇紋石化強時為葉片結構所代替，塊狀或片狀構造。恢復橄欖石含量在70%以上，其中約有20%的橄欖石殘晶，屬鎂橄欖石，均已蛇紋石化；斜方輝石、單斜輝石含量5%～30%，以10%～20%居多，二者含量近乎相等。其結晶順序為鎂橄欖石、斜方輝石、單斜輝石；鉻尖晶石，呈它形晶，半透明至不透明，粒度0.5～1 mm，含量1%～3%，常見鉻尖晶石與輝石呈似共結結構，晶形比輝石更完好次生礦物有次閃石、綠泥石、滑石、磁鐵礦、菱鎂礦。

石炭紀超基性巖體為礦區(qū)主要含礦巖體，區(qū)域上華力西中期的侵入活動為成礦帶來了物質(zhì)來源和空間，并因分異熔離作用使成礦物質(zhì)富集，在超基性巖體底部及巖體下盤與地層接觸部位成礦[3]；后期的熱液作用使早已固結的巖體中的金屬鎳又進行活化、富集，在有利地段沉淀下來成礦。

二疊紀蝕變石英閃長巖位于礦區(qū)西部，分布面積約0.5 km²，侵入于古生代志留系中下統(tǒng)徐尼烏蘇組中。巖石呈淺灰綠色，變余細粒半自形粒狀結構，塊狀構造，巖石主要由斜長石、石英、角閃石、黑云母等組成，斜長石含量40%～75%，大小以0.2～2 mm的細粒為主；角閃石含量25%～40%，大小以0.2～2 mm的細粒為主；石英含量5% 左右，它形粒狀，大小以＜0.2 mm 的微粒為主；黑云母呈片狀，大小以0.2～1 mm的細粒為主。礦物蝕變有綠簾石化、硅化。

2.3 構造

礦區(qū)內(nèi)主要分布F1、F2兩條近東西向斷層為主要的導礦構造，也為巖漿活動提供了通道和賦存的空間，超基性巖體出露主要沿該斷層走向分布。

F1斷層分布于礦區(qū)中西部，總體呈近東西向延伸，表現(xiàn)為斷續(xù)的褐鐵礦化、鐵錳染等蝕變破碎帶。不同地段蝕變特點差異較大，東端主要以褐鐵礦化為主，尤其在片巖接觸帶上，往往呈褐鐵礦化狀，局部巖石硅化較強；西端除褐鐵礦化較弱，巖體蛇紋石化較強。F1 斷層長1000 m，發(fā)育寬2～10 m，整體傾向120°～180°，傾角60°～70°，為一正斷層。斷層帶中較破碎，蝕變較強。

F2斷層分布于礦區(qū)南部，總體呈近東西向轉(zhuǎn)北東向，表現(xiàn)為斷續(xù)的碳酸鹽化、鐵錳染等蝕變破碎帶。F2斷層長800 m，發(fā)育寬10～50 m，整體傾向140°～180°，傾角30°～40°，為一正斷層。此斷層帶較破碎，為主要超基性巖體侵入通道，巖體蝕變較強，主要為褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等。

3 礦體地質(zhì)特征

達布遜礦區(qū)共圈定礦體40條，地表出露礦體為1號、8號及10號，其余均為隱伏礦體。礦體規(guī)模較大、品位較高的礦體主要分布在超基性巖體底部靠近巖體與地層接觸帶的部位，巖體上部礦體多為囊狀礦體，巖體下部為層狀（似層狀或透鏡狀）礦體。下面對1號和3號礦體特征分述如下。

1號鎳礦體為礦區(qū)的主礦體，呈層狀（似層狀）分布，主要賦存在地層之間的超基性巖體之中，走向為東西向，傾向南，礦體傾角約為34°（圖3），礦體控制延長791 m，延深923 m，厚度控制為1.00～38.11 m，礦體最大埋深為587 m，礦體鎳平均品位為0.39%，Co平均品位為0.020%。該礦體整體厚度變化較大，局部出現(xiàn)夾石，產(chǎn)狀受巖體與地層接觸帶控制變化較大。

3號鎳礦體為礦區(qū)的主要礦體之一，為隱伏礦體，呈似層狀分布，主要賦存在地層與超基性巖體的接觸帶附近，含礦巖體為輝橄巖，礦體走向為東西向，向南傾斜，礦體傾角約為27°。礦體整體埋藏較淺，礦體中伴生有鈷。礦體控制延長357 m，延深203 m；厚度控制為1.35～15.84 m，礦體中鎳平均品位為0.33%，鈷平均品位為0.015%。礦體厚度品位變化較大，產(chǎn)狀受巖體與地層接觸帶控制。

4 礦石特征

礦石自然類型主要為硫化鎳礦石，礦石中金屬礦物主要為鎳黃鐵礦、黃鐵礦、針鐵礦、磁黃鐵礦，同時含有少量磁鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦、黃銅礦等。其中鎳黃鐵礦呈淡黃白色，它形粒狀，殘余狀，均質(zhì)，粒度大小在0.56～0.005 mm，呈星散粒狀或與黃鐵礦緊密連生分布或局部呈殘余狀分布；黃鐵礦呈淺黃白色，半自形—它形粒狀，均質(zhì)，粒度1.5～0.05 mm，部分呈碎裂狀，被脈石交代呈骸晶狀，呈聚集體分布，聚集體稠密浸染狀；針鐵礦呈灰—灰白色，半自形—它形假象粒狀，均質(zhì)，大小＜0.5 mm，局部星散或呈聚集體分布；磁黃鐵礦呈淺玫瑰棕色，半自形粒狀，被交代呈骸晶狀，零星分布，粒度0.2 mm（圖4）。脈石礦物主要為方解石、石英、白云母，少量蛇紋石、橄欖石、輝石、綠簾石、方解石、碳酸鹽、滑石等。其中方解石呈顯微粒狀、顯微變晶粒狀、不規(guī)則狀及碳酸鹽化脈狀分布；石英呈顯微變晶粒狀、不規(guī)則狀及硅化石英脈狀分布；白云母呈鱗片狀—葉片狀或顯微鱗片狀集合體，多分布于方解石顆粒間。

礦石結構主要為它形晶粒狀結構：它形粒狀鎳黃鐵礦呈星散狀分布在礦石中；半自形晶粒狀結構：部分半自形黃鐵礦呈聚集體或分散狀分布在礦石中；交代結構：針鐵礦、脈石交代黃鐵礦，黃鐵礦呈骸晶狀，殘余狀。

礦石構造為稠密浸染構造，塊狀構造。稠密浸染（塊狀）構造金屬礦物黃鐵礦、鎳黃鐵礦等緊密堆集分布，構成稠密浸染（塊狀）構造。

礦石中主要有用組分為鎳，伴生有益組分為鈷，鈷元素品位與鎳元素含量屬正相關關系，鈷元素品位隨鎳元素含量的增加而升高。

5 圍巖蝕變

礦體頂?shù)装鍑鷰r與礦體的礦化原巖巖性一致，主礦體頂?shù)装鍑鷰r以輝橄巖為主，石英片巖次之。圍巖普遍具有蛇紋石化、黃鐵礦化、綠泥石化、硅化、滑石化等與礦體相同的蝕變礦化，但蝕變程度較礦化體弱[4]。礦體與圍巖界限呈漸變過渡關系。

6 礦床成因及找礦標志

6.1 礦床成因

該礦床成礦母巖為超基性巖體，巖漿中的成礦物質(zhì)（金屬硫化物熔漿）在液態(tài)狀態(tài)下從硅酸鹽巖漿中分離出來，隨溫度壓力下降到一定的范圍，較重的金屬硫化物熔漿就會透過較輕的硅酸鹽熔漿向下沉降。由于地下溫度、壓力等外界因素的差異，形成自上至下的不同巖性段空間控礦模型，不同的巖性段含礦性也不同，元素富集程度具有分帶現(xiàn)象[5]。這些熔離出來的硫化物熔體也可以在大部分硅酸鹽類礦物結晶凝固之后，在動力作用（其中也包括由揮發(fā)性組分集中而產(chǎn)生的內(nèi)應力）下，貫入到母巖或其圍巖裂隙中去，冷凝后形成主要由塊狀礦石組成的熔離礦床的脈狀礦體，總體來說本礦床屬于巖漿熔離型礦床[6]。

6.2 找礦標志

在含礦母巖超基性巖體與地層的接觸部位，并在地表發(fā)育有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、蛇紋石化等礦化蝕變帶露頭，尋找這些蝕變帶及深部超基性巖體下盤與地層接觸帶是找礦的直接標志。

7 結論

達布遜鎳礦床屬于巖漿熔離型礦床，礦體主要賦存在石炭紀超基性巖體底部與志留系徐尼烏蘇組地層接觸帶的部位，超基性巖體呈巖脈穿插在徐尼烏蘇組地層中，礦體呈層狀（似層狀）分布。礦體中有用組分為鎳，伴生有益元素為鈷，經(jīng)物相分析，含礦母巖超基性巖體中的鎳元素主要以硫化鎳的形式存在，屬于硫化鎳型礦石，礦區(qū)主要以低品位礦石為主。達布遜鎳礦的發(fā)現(xiàn)與研究，可為中蒙邊境線一帶的超基性巖體的找礦與勘查有一定指引作用。