甘肃北山红柳沟铜镍矿地球化学特征及成矿潜力

何佳军，王 刚，耿海军，荣 骁

(核工业二〇三研究所，陕西 咸阳 712000)

近几年在天山图拉尔根、白石泉及新疆北山坡北、旋窝岭等地陆续发现了大批的铜镍矿，对比其成矿地质背景和控矿因素，认为甘肃北山地区也具有非常大的铜镍成矿潜力，区内已发现了红柳沟、怪石山、黑山、拾金滩等多个含矿岩体，体现出非常好的找矿前景。红柳沟基性-超基性杂岩体模巨大，分异明显，具有较好的找矿前景。通过对红柳沟岩体的年代学研究，对于有效识别北山地区裂谷的形成、演化以及岩体成岩地质背景具有非常重要意义。

1 甘肃北山红柳沟铜镍矿岩石地球化学特征分析

1.1 岩体地质特性分析

红柳沟岩体侵位于黑云花岗片麻岩、变粒岩以及斜长角闪岩中，受方山口—庙庙井—双鹰山大断裂控制，主要呈北西向的分布态势。岩体的主体主要为辉长岩，可细分为早、晚两期，早期为暗色辉长岩，晚期为浅色辉长岩，两者为侵入接触关系。其次为超基性岩，多呈岩珠、岩脉产出，且具有较为明显的相带，主要包括橄榄辉长苏长岩、橄榄角闪苏长岩、辉石岩、辉橄岩、二辉橄榄岩等。一般情况下这些岩体处在较为低洼、断裂地带中，大多呈碎裂状及蜂窝状，并且发育多种较强蚀变，

1.2 主量元素的基本特征分析

据以下5件样品的分析结果（表1），SiO2含量43.08%～50.01%。Al2O3含量8.15%～17.48%，相较于原始地幔要高很多，说明岩体具有较高的熔融程度。MgO含量12.17%～19.76%。TiO2含量0.13%～0.6%。另外，岩体的SI值在51-74之间，比原生玄武质岩浆值略高，说明此处岩体的分异程度非常高。从m/f值得知岩体属于铁质超基性岩。Mg#值介于0.71～0.77之间，超出了原始岩浆的Mg#值（0.68～0.73），产生此种情况的主要原因在于受到早期橄榄石堆晶影响。

1.3 稀土元素及微量元素分析

红柳沟岩体稀土元素总体含量相对较低，ΣREE=6.37-29.92×10-6；LREE=4.91-24.07×10-6；HREE=1.46-5.85×10-6；LREE/HREE=1.71-4.29；LaN/YbN=0.89-3.98；稀土分布特征参数δ（Eu）=0.84-2.05。从上述数据可知，LREE相对富集，说明该区域较深地幔位置发生过弱的富集事件。球粒陨石标准化REE分布曲线表明LREE分布曲线表现出右倾的趋势，HREE分布曲线则较为平坦，这与板内拉张环境玄武岩稀土分布曲线较为类似，见图1。

图1 基性-超基性岩稀土元素球粒陨石标准化分布型式图

表1 北山红柳沟岩体主量元素分析结果（%）

从图1得知，不同类型岩石微量元素表现为明显的大离子亲石元素（Rb、Ba、Sr、K）富集，但不同类型的微量元素其富集程度存在较大不同，其中高场强元素（Nb、Zr、Hf、P、Ti）呈现亏损的特性。

2 红柳沟岩体成矿潜力

（1）红柳沟铜镍矿属于岩浆熔离型铜镍矿，构成岩体的岩石主要包括二辉橄榄岩、辉石岩、橄榄辉石岩等，这些岩石均发育强孔雀石化、褐铁矿化、黄钾铁矾化等蚀变类型，且地表显示更为明显。另外，该区内断裂构造相对复杂，除庙庙井—双鹰山近东西向深大断裂外，近东西向次级断裂和北东、北西向断裂构造也有发育。

（2）红柳沟岩体和黑山、怪石山岩体位于同一构造带中，这些岩体具有相同的地质背景，锆石U-Pb同位素测年得出这些岩石的成岩年龄均在357Ma～376Ma范围，其形成及演化与裂谷作用直接相关。相较于黑山、怪石山岩体，红柳沟岩体规模更大，且具有较好的分异，不同岩体的特征较为相似，岩石具有辉长结构、细-中粒结构、包含结构、包橄结构等，蚀变类型主要有滑石化、绿泥石化、辉石闪石化、蛇纹石化等。矿物中也包含金云母、角闪石、斜长石等。上述这些特征和东天山地区产铜镍硫化物矿床的镁铁—超镁铁岩特征极为相似。总的来说，红柳沟岩体属于铁质超基性岩，在地质背景、岩石特性、地球化学等方面都具备形成铜镍硫化物矿床的条件。

（3）在进行成矿潜力分析时通过不同的测量方式能够得出相应的结论，例如通过1：5万的高精度磁法测量能够发现在岩体内部发生了很多位置的磁异常情况，其中面型烃基蚀变异常以及局部铁染蚀变异常是最为重要的问题，和遥感环状影像地质体空间耦合；通过1：20万的水系沉积物测量能够发现强度相对较低、规模相对较大的铜镍成矿元素异常情况。该区域内部表面呈现出了约100km²的岩体，这些基性—超基性岩体主要表现出了辉长岩特性，具有比较大的规模。通过相应的调查分析能够得知红柳沟含矿岩体的岩相分带、矿化范围以及铜镍矿化富集部位，可以大体上得知铜镍矿体。通过分析可知这些含矿岩体上存在着非常显著的磁异常，并且具有正负相伴的情况，磁场强度能够达到500nT。和地表的铜镍矿化超基性岩范围大体上相同，可能是由深部硫化矿体造成的，具有非常好的成矿潜力。

（4）找矿标志。① 地表矿化基性—超基性岩体具有非常好的磁、电异常，可作为区内寻找铜镍矿有效的物探信息。② 铜镍矿化集中产于二辉橄榄岩、蚀变橄榄辉石岩及辉石岩中，其发育的孔雀石化、褐铁矿化及黄钾铁矾化等类型的蚀变可作为铜镍矿的找矿标志；③ 区内断裂构造相对复杂，其中庙庙井—双鹰山主要是近东西向深大断裂，同时也存在近东西向次级断裂带和北东、北西向断裂构造的发育，这些断裂控制着与矿化相关的基性—超基性岩体，可作为找寻铜镍矿的重要标志。

3 结语

文章主要以甘肃北山红柳沟为例阐述铜镍矿地球化学特征及成矿潜力方面的相关内容，通过本文的介绍能够为铜镍矿分析及找矿提供一定参考和帮助。