东天山图拉尔根大型铜镍硫化物矿床的斜长石主量成分特征：对矿床成因的指示

郭海棠，唐冬梅，三金柱，陈寿波

(1. 新疆有色金属工业(集团)有限公司, 新疆乌鲁木齐 830000; 2. 中国科学院矿产资源研究重点实验室, 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029; 3. 新疆有色地质勘查局704队, 新疆哈密 839000)

东天山图拉尔根大型铜镍硫化物矿床的斜长石主量成分特征：对矿床成因的指示

郭海棠1，唐冬梅2，三金柱3，陈寿波3

(1. 新疆有色金属工业(集团)有限公司, 新疆乌鲁木齐 830000; 2. 中国科学院矿产资源研究重点实验室, 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029; 3. 新疆有色地质勘查局704队, 新疆哈密 839000)

图拉尔根镍铜矿床产于康古尔塔格-黄山韧性剪切带NEE向的次级挤压破碎带上，位于黄山-镜儿泉岩浆铜镍成矿带的东段。矿田范围内有I、II、III号3个镁铁质-超镁铁质杂岩体，主要铜镍矿体就位于I号基性-超基性杂岩体内。该杂岩体主要包括辉长岩、角闪橄榄岩、二辉橄榄岩、角闪辉橄岩等岩相，其中角闪橄榄岩为主要的赋矿岩相。本文通过对矿物颗粒镜下形态、结构、构造的观察，对钻孔中赋矿岩相、不含矿岩相的斜长石进行系统的成分分析和对比，来进一步限定岩浆的演化及矿床成因。图拉尔根矿床中主要造岩矿物的结晶次序为：橄榄石-辉石(角闪石)-角闪石。仅见极少数斜长石颗粒包裹橄榄石，而与辉石和角闪石没有明显的包裹关系，可能是略晚于橄榄石结晶的另一单独结晶序列的矿物。赋矿的角闪橄榄岩中斜长石与硫化物含量呈负相关性。斜长石中SiO2和Al2O3含量相对集中，CaO、Na2O、K2O含量变化范围大。SiO2含量从深部到浅部，表现出含量从低到高变化的趋势，说明岩体中斜长石受同源岩浆结晶分异作用的控制。越靠近富硫化物的角闪橄榄岩，斜长石中CaO和Al2O3含量越高，SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2O等主量元素的含量变化范围较大。因此，斜长石的主量成分可以作为接近硫化物富矿体的指示。

东天山 图拉尔根 岩浆硫化物矿床 斜长石 成矿作用

Guo Hai-tang, Tang Dong-mei, San Jin-zhu, Chen Shou-bo. Mineral characteristics and mineralization of the Tulaergen magmatic Ni-Cu sulfide deposit, Eastern Tianshan: Constraints from major oxide compositions of plagioclase [J]. Geology and Exploration, 2014, 50(2):0269-0280.

东天山-北山地区位于中亚造山带南缘，与铜-镍矿相关的古生代中性-中基性-超基性岩石十分发育，含矿岩体以规模小(北山地区岩体规模稍大)、成群成带出现为特点，是我国铜镍矿床的主要产地之一，占全国探明镍储量的13.8%(汤中立等，2007；秦克章等，2007；Maoetal.，2008；王玉往等，2010)。新疆喀拉通克、黄山、图拉尔根、坡十、坡一等铜镍矿床的发现和深部勘查突破，使该区成为我国继甘肃金川之后的第二镍资源大省和最具铜镍矿找矿前景的地区，尤以东天山地区矿床最为密集，规模也最大。图拉尔根矿床是东天山地区目前已探明储量最大的岩浆铜镍硫化物矿床。前人针对图拉尔根矿床的成岩、成矿时代、岩体及矿石形态、矿体规律、全岩地球化学特征、矿石矿物的赋存状态、硫化物珠滴等进行了大量的研究(孙赫等，2006；三金柱等，2007，2010；秦克章等，2007；刘平平等，2010)，但是缺少系统的造岩矿物相关研究。

镁铁-超镁铁岩体中硅酸盐矿物的主量成分对构造背景、熔体成分、岩浆演化、硫化物结晶过程等都有良好的指示作用，是研究岩浆硫化物矿床的直观手段。火山成因的铬尖晶石的Al2O3含量由熔体的成分决定。蚀变基性火山岩、玄武岩和碎屑砂岩中尖晶石Al2O3和TiO2含量可以用来确定构造背景(Kamenetskyetal., 2001)。侵入岩中补堆晶结构辉石可以直接推算母岩浆的成分，Cr、Al、Na含量对形成温压和深度的指示，H2O含量对熔体水含量的指示，单颗粒辉石Cr温度计对岩体形成温度有所指示，橄榄石和单斜辉石Mg#和长石Ca/(Ca+Na) 揭示同化混染和分异结晶趋势(Morrisetal., 2002; Okumura, 2011)。磁铁矿结晶及是否有次生加大边对熔体成分和与硫化物相对结晶早晚的指示(Dareetal., 2012)。本文试图用图拉尔根镁铁-超镁铁岩中斜长石的主量成分，指示岩浆结晶与硫化物熔离、富集作用。

1 区域地质背景

图拉尔根矿床位于东天山造山带的东段。东天山地区在大地构造位置上处于古亚洲洋南缘，是西伯利亚板块和塔里木板块的聚合地区。

东天山地区出露的主要地层为：泥盆系下统大南湖组下亚组，出露于本区西北部，岩性为中酸-中基性火山岩、火山碎屑岩。石炭系为出露最广地层，由南往北依次出露下石炭统雅满苏组中亚组、干敦组，中石炭统梧桐窝子组。侏罗系仅出露于鸭子泉北西3km处，系中下侏罗统水西沟组，岩性为类复理石碎屑岩夹煤层、菱铁矿。第三系出露于鸭子泉、红石岗、镜儿泉一带，属渐新-中新统桃树园组，分布于低山丘陵边缘，由橙红色泥质粉砂岩、钙质粉砂岩和细沙岩等组成，含古脊椎动物化石。第四系广布于戈壁、沟谷，有更新统西域组砾岩、更新-全新统洪积层。

区内主干断裂为东西向展布，次为北东东向。从北到南依次为康古尔塔格-黄山深断裂、苦水断裂、阿齐克库都克-沙泉子断裂、卡瓦布拉克断裂、尖山子断裂和星星峡断裂等，其中以康古尔塔格-黄山断裂带的重力、航磁异常最显著。

区内岩浆岩种类丰富，既有与铜镍矿化关系密切的基性-超基性岩，又有与铜金、铜矿化有关的闪长玢岩、花岗闪长斑岩，还有与金银矿化密切的花岗岩类。岩浆岩时代跨度较大，从新元古代-晚古生代均有，以海西期最为发育。

2 岩体地质特征

图拉尔根镍铜矿床产于康古尔塔格-黄山韧性剪切带NEE向的次级挤压破碎带上，位于黄山-镜儿泉岩浆铜镍成矿带的东段。

矿区地层主要为中下石炭统的一套动力变质火山碎屑岩建造，主要为含角砾晶屑凝灰岩、含角砾岩屑晶屑凝灰岩，另外还有中泥盆统大南湖组的一套火山碎屑沉积建造。

矿区主要为一宽缓背斜，其上叠加了NEE向韧性剪切带(秦克章等，2006)。断裂构造以北东东向、北北东向为主，多表现为韧性剪切性质，片理、劈理极其发育，镁铁-超镁铁岩体受弱韧性变形带控制，在平面上、剖面上与韧性片理化带协调一致。

矿田范围内现已发现3个镁铁质-超镁铁质杂岩体(图1)，各岩体长200～1400m不等，宽20～150m不等。平面形态呈岩墙状、透镜状。I号基性-超基性杂岩体地表长740余米，宽20～60m，呈北东-南西向延伸，北东宽、南西窄，中间略有膨大。产状124°∠68°～74°。在埋藏深度上，东浅西深，在矿体厚度上，东薄西厚。岩体与围岩界线清晰，岩体两侧发育宽3～5m的土黄色泥化带，其中见有辉长岩残块，围岩碎裂。位于I号岩体北西侧和北侧的II、III号岩体地表主要为辉长岩相，矿化显示较弱。

3 主要岩相特征

图拉尔根I号岩体主要包括辉长岩、(含长)辉石角闪橄榄岩、二辉橄榄岩、角闪辉石橄榄岩等岩相，其中(含长)角闪橄榄岩为主要的赋矿岩相(孙赫等，2006；三金柱等，2007，2010)。根据岩体接触和穿插关系，厘定主要岩相的形成侵位顺序为：辉长岩-辉石角闪橄榄岩-二辉橄榄岩-橄榄辉石岩-角闪橄榄辉石岩/角闪辉石橄榄岩(富矿体)-贯入型块矿。

I号镁铁-超镁铁岩体地表蚀变强烈，主要为蛇纹石化、透闪石化、石棉化、绢云母化、碳酸盐化等，地表见孔雀石化。I号岩体探槽中岩性从中心向外依次为角闪橄榄岩相、橄榄辉石岩相、角闪辉石相、辉长岩相(刘平平等，2010)，这种模式可能反映了岩浆上侵时的脉动特征，即分期涌入式就位。从钻孔剖面来看，岩相呈渐变过渡，但基性-中性岩相仅在局部出露。

块状矿化和海绵陨铁特富矿体主要产在角闪橄榄辉石岩相中，辉石橄榄岩和角闪橄榄岩含矿性次之，为稠密浸染状矿化和稀疏浸染状矿化。块状矿化就位空间不确定，多位于岩体上部(图2)，局部位于岩体下部，矿体呈板状、似层状、透镜状。钻孔中发现从浸染状-海绵陨铁状-块状矿化过渡的矿石结构，反映出硫化物熔离之后发生重力分异的特征，硫化物逐渐向下沉淀。从矿体赋存的位置来看，硫化物往往富集在岩体由狭窄向宽缓部位过渡的位置，反应出岩浆流动携带硫化物发生流动分异的特征。

图1 图拉尔根矿区平面图(据孙赫等，2006)Fig.1 Geological map of the Tulaergen deposit (modified from Sun et al., 2006) 1-花岗斑岩; 2-辉绿岩; 3-闪长玢岩; 4-第四系; 5-泥盆系火山岩; 6-辉长岩; 7-角闪橄榄岩; 8-铜镍矿体; 9-花岗细晶岩脉; 10-闪长岩; 11-花岗岩; 12-花岗闪长岩; 13-中下石炭统火山碎屑岩；14-岩体及编号；15-勘探线及钻孔位置1-granite porphyry; 2-diabase; 3-diorite porphyrite; 4-Quaternary; 5-Devoian volcanic rock; 6-gabbro; 7-hornblende peridotite; 8-Cu-Ni orebody; 9-fine-granied granitic dykes; 10-diorite; 11-granite; 12-granodiorite; 13-middle-lower carbona-ceous pyro-clastic rock; 14-rock mass number; 15-prospecting line and drill hole position

I号矿体沿倾向深部多具波状起伏，脉状分叉，呈似层状、透镜状产出，矿体平均品位Cu 0.4wt%，Ni 0.6wt%，Co 0.05wt%。矿床Ni∶Cu约为3∶2。

后期热液富集及伟晶岩化气成热液成矿作用形成的脉状、团块状矿石，仅占Ⅰ号矿体矿石的很小一部分。多沿岩相接触带呈脉状产出，或充填于含矿岩体的原生裂隙中。

4 岩石学特征

主要赋矿岩相及含斜长石的岩相的岩石学特征简述如下：

4.1 辉石角闪橄榄岩相

图拉尔根I号岩体的主要赋矿岩相，岩石呈黑色致密块状，发生蛇纹石化的样品略呈暗绿色。橄榄石含量占85%，颗粒直径在0.5～1.5mm之间，发育紧密堆晶结构，大部分颗粒新鲜，在9线以东橄榄岩呈现较强烈的蚀变，主要为蛇纹石化、纤闪石化、绿泥石化等。辉石含量占5～10%，包括单斜辉石和斜方辉石。角闪石含量占5%左右。硫化物主要富集在这一岩相，充填在橄榄石颗粒间隙中，发育典型的海绵陨铁结构(图3b)。

该岩相中斜长石含量变化较大，从几乎不含到10%左右变化，长石大多较新鲜，呈他形填隙状充填在橄榄石颗粒晶间(图3c)。硫化物含量和斜长石有一定的相关性，斜长石含量越高，占据了硫化物充填橄榄石间隙的位置，硫化物含量减少。

4.2 二辉橄榄岩相

岩石呈黑色致密块状。橄榄石成分占70%，单斜辉石和斜方辉石共存，含量占30%，具有明显的包橄结构(图3d)，与角闪橄榄岩呈渐变过渡关系，斜长石含量较少～5%，有些颗粒有较好的晶形，有些呈填隙状，晶形较好的颗粒有包橄的特征 (图3e)。

图2 15线勘探线剖面图、Zk1503柱状图及采样位置图Fig.2 Profile map of line 15, histograms and sample location of drillhole 1503 1-第四系；2-糜棱岩化含角砾凝灰岩；3-角闪橄榄岩；4-角闪辉长岩；5-安山玢岩；6-花岗闪长岩；7-花岗 细晶岩；8-实测、推测地质界线/断层；9-工业矿体；10-钻孔位置及编号1-Quaternary；2-brecciated tuff；3-hornblende peridotite；4-hornblende gabbro；5-andesitic porphyrite；6-granodiorite；7-granite aplite；8-measured/speculated boundary/fault；9-orebody；10-location and number of the drill holes

4.3 辉长岩相

主要分布在II号岩体，岩石蚀变强烈，发生绿帘石化、粘土化等。I号含矿岩体也有少量辉长岩薄层存在。主要组成矿物为基性斜长石和辉石，次要矿物是普通角闪石、石英和钾长石，副矿物是磷灰石、磁铁矿、钛磁铁矿、尖晶石等；辉石占40%～80%，主要为单斜辉石，多蚀变为纤维状角闪石、绿泥石、透闪石等；斜方辉石含量少；斜长石占20%～60%，常呈板状，晶形不太完整(图3a)；角闪石含量<5%，为褐色或棕色的普通角闪石；黑云母，不常见，出现在磁铁矿边缘，为棕褐色，形成较晚。

5 样品采集及实验方法

系统采集Zk1503钻孔中镁铁-超镁铁岩体不同岩相的岩石样品(图2)，挑选新鲜样品进行探针片磨制。斜长石的主量元素分析在中国科学院地质与地球物理研究所JXA1800电子探针仪上完成。测试环境分别为加速电压15kV，束电流20nA，束斑直径5μm。

图3 图拉尔根岩石显微结构照片Fig.3 Microphotographs showing textures of important rock types in the Tulaergen intrusion a-辉长岩，斜长石弱蚀变；b-角闪橄榄岩，角闪石及硫化物填隙橄榄石；c-含长角闪橄榄岩，斜长石新鲜硫化物含量明显低于不含长角闪橄榄岩；d-角闪辉石橄榄岩；e-辉石橄榄岩；f-蛇纹石化橄榄岩; Ol-橄榄石; Opx-斜方辉石; Cpx-单斜辉石; Amp-角闪石; Pl-斜长石a-gabbro, weakly altered; b-hornblende peridotite, olivine enclosed in sulfide and hornblende; c-pl-bearing hornblende peridotite; d-hornblende lherzolite; e-lherzolite; f-serpentinized peridotite; Ol-olivine; Opx-orthopyroxene; Cpx-clinopyrox-ene; Amp-amphibole; Pl-plagioclase

6 斜长石的矿物学特征

图拉尔根矿床典型的赋矿岩相为角闪橄榄岩，橄榄石具有明显的正堆晶结构，角闪石在各岩性中含量都明显高于东天山地区其它成矿的镁铁-超镁铁岩体是图拉尔根的突出特点。主要的造岩矿物为橄榄石、辉石、斜长石和角闪石，黑云母非常少见。接近硫化物的橄榄石(图4d、g、i、l)、辉石(图4g、h、i)颗粒蚀变程度明显大于距硫化物相对较远的颗粒(图4b、c、e、f)。矿化样品中橄榄石普遍蛇纹石化，辉石普遍透闪石化、纤闪石化，晶形不完整。而未靠近硫化物的颗粒晶形明显完整，蚀变程度小。

长石类矿物相对比较稳定，图拉尔根矿床I号镁铁-超镁铁岩体的斜长石在基性岩相中含量较高，超基性岩相中含量略低，斜长石颗粒大多比较新鲜。在辉长岩中，斜长石颗粒(100μm～2mm)大于辉石颗粒或与辉石颗粒大小相当(图3a)。含长角闪橄榄岩和含斜长石超镁铁质岩中，斜长石颗粒包裹橄榄石和角闪石(图3c)，或者呈填隙状充填在橄榄石颗粒之间。角闪辉石橄榄岩中见少量斜长石，颗粒较小(50～300μm)，主要呈填隙状。含硫化物样品中，靠近硫化物的斜长石矿物颗粒的蚀变程度(图4d)远高于距离硫化物相对较远或者硫化物含量较少的样品(图4a、b、c)，斜长石的晶形也相对不完整。

图拉尔根矿床主要含矿岩相斜长石含量及特征值列于表1，SiO2含量从49.8～59.7wt%，Al2O3含量从24.1～31.2wt%，FeO含量0.2～2.6wt%，CaO含量5.9～14.1wt%，Na2O含量3.4～8.3wt%。根据钠长石(Ab)和钙长石(An)端员的组成，主要为中长石(An=35～49)和拉长石(An=56～69)。按照鲍文反应系列，斜长石结晶应该按照钙质斜长石、钙-钠质斜长石、钠质斜长石和钾长石的顺序，单斜辉石按照镁辉石、镁钙辉石和角闪石的顺序，即Mg首先进入结晶相，然后是Ca和Al，最后Na和K依次进入(Bowen，1928)。图拉尔根矿床没有橄长岩相，说明斜长石开始结晶晚于橄榄石，结合广泛发育的角闪橄榄岩相，说明岩浆为富水的。含斜长石岩相中斜长石的Al2O3含量随岩石基性程度增加而增高，SiO2与Al2O3、CaO等主量成分表现为正相关性，与Na2O表现出良好负相关性，说明为同期岩浆结晶分异的结果。

图4 主要矿物颗粒显微照片及相互包裹关系Fig.4 Microphotographs of silicate minerals and their textures Ol-橄榄石; Opx-斜方辉石; Cpx-单斜辉石; Amp-角闪石; Pl-斜长石Ol-olivine; Opx-orthopyroxene; Cpx-clinopyroxene; Amp-amphibole; Pl-plagioclase

T1503-379-8T1503-379-11T1503-379-12T1503-379-14T1503-381-4T1503-381-5T1503-381-10T1503-381-11T1503-381-13T1503-381-14T1503-381-16T1503-381-24T1503-389-6T1503-389-7T1503-389-8T1503-389-11SiO251.5659.7450.9151.0656.9956.1557.6558.5750.8750.8451.1150.9350.9550.0250.8750.30TiO20.100.030.070.080.030.050.000.010.050.040.050.050.080.050.080.02Al2O329.3524.1028.1229.2126.4927.3726.2625.4929.4229.1729.2329.9228.2928.2528.3827.94Cr2O30.030.040.090.010.020.000.010.000.040.000.010.010.000.010.000.02FeO0.520.231.560.920.210.250.190.210.350.560.440.370.400.390.400.33MnO0.040.020.230.340.000.000.010.030.010.060.020.020.010.000.010.00MgO0.030.041.640.650.050.070.030.040.150.100.130.120.130.120.070.14CaO12.735.9311.5611.968.499.278.317.5312.9513.5413.3113.2012.5612.8812.5712.61Na2O4.268.304.144.256.786.277.017.613.824.003.753.804.143.894.164.08K2O0.040.310.070.080.200.230.220.160.100.090.120.120.110.120.130.14NiO0.010.000.000.020.010.020.030.030.000.030.040.010.020.000.000.01Total98.798.798.498.699.399.799.799.797.898.498.298.596.795.796.795.6基于8个OSi4+2.3772.7002.3472.3622.5772.5342.5942.6322.3652.3582.3702.3522.3962.3792.3932.394Ti4+0.0030.0010.0020.0030.0010.0020.0000.0000.0020.0010.0020.0020.0030.0020.0030.001Al3+1.5951.2841.5591.5931.4121.4561.3931.3501.6131.5951.5971.6281.5681.5831.5741.567Cr3+0.0010.0020.0030.0000.0010.0000.0000.0000.0020.0000.0000.0000.0000.0000.0000.001Fe2+0.0200.0090.0620.0350.0080.0100.0070.0080.0130.0220.0170.0140.0160.0150.0160.013Mn2+0.0010.0010.0090.0130.0000.0000.0000.0010.0000.0020.0010.0010.0000.0000.0000.000Mg2+0.0020.0020.1150.0450.0030.0050.0020.0030.0100.0070.0090.0080.0090.0090.0050.010Ca2+0.6290.2870.5820.5930.4110.4480.4000.3630.6450.6730.6610.6530.6330.6560.6340.643Na+0.3810.7270.3770.3820.5940.5480.6120.6630.3440.3600.3370.3400.3780.3590.3790.376K+0.0030.0180.0040.0050.0110.0130.0130.0090.0060.0050.0070.0070.0070.0070.0080.008Ni2+0.0000.0000.0000.0010.0000.0010.0010.0010.0000.0010.0020.0000.0010.0000.0000.000Total5.0135.0295.0605.0325.0195.0175.0225.0295.0015.0255.0025.0065.0105.0105.0115.014An62.1227.8160.4360.5440.4444.4039.0735.0564.8164.8365.7865.3262.1964.2262.1062.57Ab37.6370.4639.1538.9758.4454.3159.6964.0934.5934.6733.5033.9937.1435.0937.1536.62Or0.251.730.420.481.121.291.240.860.610.500.710.690.670.690.740.80T1503-404-3T1503-404-4T1503-404-13T1503-404-14T1503-404-18T1503-404-23T1503-429-2T1503-429-9T1503-429-10T1503-429-12T1503-429-19T1503-429-23T1503-429-24T1503-462-6T1503-462-8T1503-462-11SiO252.1752.0451.2650.3652.0951.5953.1251.0756.9455.6055.5953.0052.5152.1752.5552.02TiO20.050.050.030.050.040.080.100.070.020.000.040.090.050.080.070.10Al2O329.0029.4130.3331.2330.0830.1129.1629.4427.1228.2827.7229.1129.6029.8529.0629.22Cr2O30.010.040.000.000.000.000.000.000.010.000.020.010.040.040.020.01FeO0.320.400.360.450.290.330.321.610.250.280.230.340.340.500.350.41MnO0.000.000.000.010.000.030.010.130.000.000.000.000.000.010.000.01MgO0.110.110.100.060.150.100.090.600.020.050.040.060.170.070.070.10CaO12.4612.4213.9213.9413.0613.2911.8312.448.9610.449.8111.8712.5112.7512.2712.45Na2O4.264.343.713.404.254.105.044.176.935.976.315.034.524.434.614.30K2O0.120.150.110.070.100.110.150.050.270.220.200.190.150.060.140.08NiO0.000.000.000.000.010.020.000.000.050.040.000.010.000.000.000.00Total98.599.099.899.6100.199.899.899.6100.6100.9100.099.799.9100.099.198.7

续表

7 讨论

7.1 矿物生成顺序

根据矿物之间的包裹和共生关系(图4)，可以发现，矿物的结晶次序为：橄榄石-辉石(角闪石)-角闪石，与北疆多数含矿岩体的结晶顺序一致(王润民等，1987；Songetal., 2009)。斜长石的含量较低，在蚀变橄榄岩、角闪橄榄岩和辉石橄榄岩中都见少量斜长石，斜长石与辉石和角闪石没有明显的共生包裹关系，不能确定它们之间的结晶次序，见个别斜长石包裹橄榄石，斜长石可能是结晶略晚于橄榄石的另一单独结晶序列的矿物。

7.2 对成矿的指示

在铜镍矿的研究中，橄榄石的成分(Fo值、Ni含量以及Fo-Ni相关性)对硫化物的熔离以及橄榄石和硫化物熔体的Fe-Ni交换反应有很好的指示意义(Lietal., 1999, 2004; Brenanetal., 2000;李士彬等，2008)。由于超基性岩结晶过程中斜长石的结晶较晚，且基本不含Fe、Mg、Ni等元素，与硫化物基本没有元素交换，因此研究甚少。若斜长石结晶过程中岩浆体系中有硫化物的熔离，则会对岩浆体系的成分、物理化学条件造成影响。正在结晶的斜长石可能记录了这些信息。

图拉尔根Zk1503超基性岩体(主要为角闪橄榄岩)总计约320m(270～592m)，其中包含两段含硫化物达到工业品位的岩体，270～379m共100m厚，445～465m约20m厚。主要赋矿岩相为角闪橄榄岩，其中斜长石含量从1%～10%不等。斜长石含量与矿化品位有一定的反相关性。即:斜长石含量越高，岩石的矿化程度越低。可以从岩石和矿石的手标本和显微照片中直观的看出，浸染状和海绵陨铁状矿化的角闪橄榄岩中硫化物以橄榄石颗粒的晶间填隙物形式存在，同时还存在少量晶形不完整的角闪石和少量辉石颗粒；而含硫化物较少或未达工业品位的角闪橄榄岩中，橄榄石的填隙物主要为自形和他形的角闪石和辉石，自形角闪石、辉石的大多为包橄结构，填隙状的斜长石颗粒大多较小，包橄结构较少见。上述结构可能由于辉石、角闪石和橄榄石矿物颗粒之间有明显的先后结晶次序，而斜长石却没有。斜长石和硫化物都呈填隙物形式出现在角闪橄榄岩中，硫化物达到饱和，熔离并占据了橄榄石晶间的位置，与同样呈填隙状的斜长石含量呈现此消彼长的趋势。但是角闪石和辉石等其他矿物与硫化物之间却没有该趋势。

钻孔剖面上不同岩性的斜长石中SiO2和Al2O3含量相对集中，CaO、Na2O、K2O含量变化范围大。SiO2含量从深部到浅部，表现出含量从低到高变化的趋势，说明斜长石受同源岩浆结晶分异作用的控制。在富硫化物的角闪橄榄岩样品中，斜长石CaO含量低于不含或含少量硫化物的样品，Na2O和K2O含量高于不含或含少量硫化物的样品。在第一段较高的硫化物矿化部位的底部(T1503-379)，出现的样品中斜长石的SiO2含量(50.91～59.74wt%)、Na2O含量(4.14～8.30wt%)和K2O含量(0.04～0.31wt%)都较高，变化范围也远高于其他离硫化物赋矿较远的样品；此外，斜长石的An和Ab变化范围(An=28～62，Ab=38～70)也远大于富硫化物的样品中的一个样品及其离硫化物较远的样品，CaO和Al2O3含量略低或者与其他样品中含量相当。深部T1503-381、T1503-389和T1503-404样品中SiO2、Na2O、K2O含量降低，CaO和Al2O3含量升高。到T1503-429样品，接近第二段富矿出现部位，斜长石的SiO2、Na2O、K2O含量升高，变化范围变大，CaO和Al2O3含量降低。可能富硫化物的角闪橄榄岩中硫化物的熔离结晶分异过程造成了其附近的斜长石的蚀变，导致其主量成分变化大(图5)。上述特征不能简单地用结晶分异来解释，而是表现为受硫化物产出的影响。接近富矿部位的斜长石为An牌号更高、更偏基性的长石，随着离富矿的距离变远，An牌号降低、偏向中性长石。斜长石成分的变化，往往有规律的指示出岩石/斜长石矿物颗粒形成时岩浆物质成分的变化。Zk1503钻孔的长石都较新鲜，受岩浆和后期热液蚀变影响较小，斜长石与硫化物相互之间也几乎不发生交换作用，富硫化物矿石和基性长石共生，暗示硫化物的熔离作用和残余熔体质量的减少，导致随着较早结晶的基性长石的分离结晶作用而降低的CaO和Al2O3含量又略有升高，从而再次结晶出偏基性的斜长石，硫化物瞬间达到硫饱和并且发生硫化物熔离，岩浆体系成分发生短暂的变化后，重新进行正常的分异结晶作用。

8 结论

该岩体主要造岩矿物的结晶次序为：橄榄石-辉石(角闪石)-角闪石。在蚀变橄榄岩、角闪橄榄岩和辉石橄榄岩中都见少量斜长石，斜长石与辉石和角闪石没有明显的共生包裹关系，斜长石可能是略晚于橄榄石结晶的另一单独结晶序列的矿物。

图5 图拉尔根Zk1503斜长石主量元素含量剖面变化图Fig.5 Simplified stratigraphy of plagioclase major oxides compositions from borehole Zk1503

岩石中斜长石与硫化物含量呈负相关性，斜长石的 SiO2含量从深部到浅部，表现出含量从低到高变化的趋势，说明岩体中斜长石受同源岩浆结晶分异作用的控制。斜长石的主量成分可以作为接近硫化物富矿体的指示，越接近富矿体，斜长石中SiO2、CaO、Na2O、K2O、Al2O3含量变化范围越大。接近富硫化物样品的角闪橄榄岩中斜长石为CaO和An牌号高、SiO2含量低的更偏基性的长石，暗示硫化物的熔离作用导致CaO和Al2O3含量又略有升高，从而再次结晶出偏基性的斜长石。

致谢 中国科学院地质与地球物理研究所李光明副研究员、赵俊兴博士、周起凤博士、曹明坚博士进行了有益的讨论和样品前期准备方面的帮助。匿名审稿人对本文提出建议，使本文更加完善，在此一并致以衷心的感谢！

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Mineral Characteristics and Mineralization of the Tulaergen Magmatic Ni-Cu Sulfide Deposit, Eastern Tianshan: Constraints from Major Oxide compositions of Plagioclase

GUO Hai-tang1, TANG Dong-mei2, SAN Jin-zhu3, CHEN Shou-bo3

(1. Xinjiang nonferrous metals industry (Group) Co. Ltd., Urumqi, Xinjiang 100029; 2. Key Laboratory of Mineral Resources, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029; 3. No. 704 team of Xinjiang Nonferrous Geological Exploration Bureau, Hami, Xinjiang 839000)

The Tulaergen magmatic Ni-Cu sulfide deposit, located in the eastern part of the Huangshan-Jingerquan Cu-Ni mineralization belt, is controlled by the NEE-trending secondary crushing squeeze belt of the Kangguertage-Huangshan ductile shear zone. There are three mafic-ultramafic intrusions named as No. I, II, and III complexes in the Tulaergen ore field, respectively. Orebody No. I, distributed in the No. I mafic-ultramafic intrusion, is the primary orebody of the Tulaergen deposit. Gabbro, hornblende peridotite, lherzolite and hornblende lherzolite are major rock units in the intrusion. Hornblende peridotite is the main host rock of orebody. The alteration of ultramafic rocks is intensive on the surface, and crustal contamination of the rocks from boreholes is common. In this paper, we observe the shape, structure and texture of silicate minerals, compare the component of plagioclase from sulfide-bearing and sulfide-poor ultramafic rocks, in order to reveal the magma evolution and mineralization. The results show that the crystallization order of major silicate minerals is olivine-pyroxene/hornblende- hornblende. Olivine is anhedral to subhedral and commonly enclosed in large clinopyroxene, orthopyroxene and hornblende crystal, while barely enclosed in plagioclase. So we consider that plagioclase may be the mineral crystallized alone, which is slightly later than olivine. Plagioclase content increases with decreasing sulfide content in sulfide-bearing hornblende peridotite. Increasing plagioclase SiO2content of sulfide-bearing hornblende peridotite from deep to shallow implies that they are crystal fractionation from the similar magma. The major oxide components of plagioclase can be used as the indicator of the sulfide ore. The SiO2, Al2O3, CaO, Na2O and K2O components of plagioclase are highly variable in the sulfide-rich rocks.

Eastern Tianshan, Tulaergen, magmatic sulfide deposit, plagioclase, mineralization

2013-07-10；

2014-01-10；[责任编辑]郝情情。

国家重点基金(41030424)和新疆有色集团东天山岩浆铜镍硫化物矿床预测评价研究项目资助。

郭海棠(1956年—)，男，高级工程师，长期从事地质矿产研究管理工作。E-mail:tdm@mail.iggcas.ac.cn.

P618

A

0495-5331(2014)02-0269-12