新疆若羌县北山地区坡北一号岩体铜镍矿矿床成因探讨

谢登科

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

1 矿区地质

坡北基性-超基性杂岩体侵位于中元古界古硐井群地层中，坡一岩体位于坡北基性-超基性杂岩体的西段，坡一镍矿床处于D岩体中的超基性岩相中，岩体的边部见有较多的地层残留体。

1.1 地层

矿区地层区划属中南天山-北山地层区北山地层分区，出露地层主要为中元古界古硐井群（Pt2CcG）古老变质岩系，其岩石均富含钙质成分。

1.1.1 古硐井群下岩组（COG1）

古硐井群下岩组（COG1）分布在矿区西部及基性—超基性岩体南、北两侧。主要岩石为细粒石英片岩，由下向上为灰色二云石英片岩、斑点状红柱石黑云母片岩、阳起黑云母石英片岩等。

该组地层与上覆地层为整合接触。

1.1.2 古硐井群上岩组（COG2）

古硐井群上岩组（COG2）分布极为零散，呈被后期侵入岩体侵吞破坏的残留体存在于辉长岩中。岩石由石榴石矽卡岩、大理岩等组成。

1.1.3 第四系全新统（Qhal+pl）

第四系全新统（Qhal+pl）主要分布在矿区超基性岩分布区及较大的沟谷中，岩性为冲洪积砂土碎石层。

1.2 构造

坡一岩体位于区域性白地洼-淤泥河深大断裂南侧1.3千米处，该断裂为重要的导岩、控岩构造。其衍生的次级断裂为重要的控矿、贮矿构造。坡一岩体处于中坡山隆起区中部，古老的变质岩基底被抬升出露地表，构造以小型褶皱构造为主，断裂构造不发育。

1.3 岩浆岩

坡一岩体位于坡北基性-超基性杂岩体D侵入期次内，各期次岩体为脉动接触关系。岩体长轴方向NEE-SWW，长2.8千米，宽2.4千米，面积约6.72平方千米。其中超基性岩相集中分布于岩体中心偏北的负地形中，多被第四系覆盖，本区内超基性岩体是根据区内探槽工程成果来圈定，长2.2千米，平均宽0.6千米，面积约1.32平方千米，平面形态呈东大西小的水滴状。根据钻探和槽探成果确定超基性岩相南、北边界均北倾：南界倾角50°-80°，北界倾角70°-80°。西部（30线以西）超基性岩体最大埋深1923米，大部分埋深为1300米以上，东部（30线以东）深部找矿项目成果显示超基性岩体最小埋深为984米，最大埋深大于2477米（ZK38-4底部仍为超基性岩体），特别是本项目新发现的第三侵入阶段的超基性岩体埋深一般大于1200米，因此东部岩体的埋深远远大于西部岩体的埋深，同时结合物探和钻探成果综合分析认为：本区超基性岩体整体为南缓北陡的北倾岩墙状（或向东侧伏的漏斗状）岩体。

2 矿体赋存特征

坡一镍矿已发现的27个矿体中尤其以Ni4矿体规模最大，其次为Ni7号矿体。矿体形态呈似层状或透镜状，长度一般＞700米，最大1120米；厚度一般＞20米，单层矿体最大视厚度532.27米；延深一般500米，最大1517米。矿体倾向北，倾角一般50°-80°不等，矿石镍品位一般0.20%-0.60%，局部较富，镍品位达0.97%；矿体各处产状均显示，矿体倾向北，矿体水平投影呈长板状，长80-1120米，宽2.4-286米，形态稳定。矿石镍品位一般0.20%-0.60%，局部较富，镍品位达0.97%。ZK38-1孔650.30米、ZK26-2孔753.5米见贯入式矿脉，镍品位最高达4.13%。矿石中铜、钴含量较低，一般达不到边界品位，只有局部镍含量较高时(镍含量＞0.5%)，铜、钴品位则可达边界品位以上。

3 矿床成因探讨

对坡一镍矿地层、岩浆岩、构造、矿体特征资料分析后对其成矿作用进行总结分析，初步探讨矿床成因如下：

来自上地幔软流圈的拉斑玄武质岩浆，在地热动力的推动下，沿切割至地幔的高序次超壳白地洼深大断裂上侵至地壳中。软流圈（类似亏损地幔）经过在上升过程中减压熔,产生了坡北原始的母岩浆，该母岩浆在深部经历了硫化物熔离，之后发生了结晶分异和较弱的重力分异，将岩浆分为岩浆、含硫化物岩浆、富含硫化物岩浆、矿浆。岩浆在上侵过程中受到温度、动力等因素影响，产生多次的岩浆液态分异及多阶段的岩浆侵位坡北岩体为二叠系侵入的复式基性-超基性质杂岩体，多期脉动侵入。

可分6个侵入期次的基性-超基性杂岩体，其中最早期的第一次侵入岩体为含钛铁矿的基性岩体；第二次涌动侵入为含磁铁矿的基性岩体，目前在在该期次侵入的基性岩中发现多个磁铁矿床；第三次涌动侵入，以基性岩体为主，可见少量脉状超基性岩出露，主要为辉石岩；第四次涌动侵入形成了坡一、坡十、坡东的基性-超基性含铜镍矿的岩体；第五、六期次侵入的主要为基性-超基性岩体。

根据坡一岩浆结晶分异程度、岩性之间接触关系、岩矿石的结构构造特征将坡一岩体的岩浆侵入阶段划分为四个侵入阶段：

第一侵入阶段:不含矿岩浆上侵阶段。伴随地壳构造运动,贯穿于地壳深处岩浆房的白地洼深断裂的次级断裂生成,岩浆房上部的不含矿岩浆首先沿白地洼次级断裂上侵至地壳上部的适当空间,在较低的温度及压力条件下,逐渐冷却结晶并发生不太完善的就地垂直分异作用,最后形成闪长岩、辉长岩组成坡北一带大岩基。此时处于深部岩浆房内岩浆的熔离作用还在继续进行，由硫化物组成的矿液滴向下进行运移至岩浆底部，底部岩浆中硫化物得到进一步富集。

第二侵入阶段:含金属硫化物的岩浆上侵阶段。闪长-辉长岩体形成之后,北山地区构造运动持续不断,含金属硫化物的岩浆随之沿白地洼次级断裂上侵,侵位于坡北一带大岩基中有利空间内，发生了充分的分离结晶作用，分离结晶作用以橄榄石及辉石的分离结晶作用为主。形成辉长岩-橄榄辉长岩-斜长橄榄岩-辉橄岩-纯橄岩这样的岩浆分层。在此过程中，岩浆同地壳发生了强烈的地壳混染作用，同化混染作用岩浆中增加了少量的成矿作用必要的硫元素，成为岩浆分离结晶作用的催化剂。分离结晶作用释放出热能使岩浆同地壳的同化混染作用不断进行，二者相互作用、相互影响，相辅相成，促使分离结晶作用加强，最终使硫化物饱和发生熔离作用，分布于先结晶的橄榄石之间空隙中，呈填隙状分布。此时处于深部岩浆房内母岩浆的熔离作用还在继续进行，由硫化物组成的矿液滴继续向下进行运移，岩浆分为上部为富含金属硫化物岩浆和下部矿浆。

第三侵入阶段:富含金属硫化物的岩浆上侵阶段。在第二阶段冷凝之后时,富含金属硫化物的超基性岩浆随之沿白地洼次级断裂上侵,与第二阶段的岩浆产生混熔，形成纯橄岩、橄辉岩、橄榄岩、辉石岩等岩性组合，同时本期的岩浆得到较为充分的分异作用，致使硫化物在重力作用下向下运移之底部，因此本期的富矿体赋存于该期岩体的底部。

第四侵入阶段:矿浆贯入阶段。该阶段在坡一岩体只在局部见有少量分布，并见脉状高品位矿体。当第三阶段结束之后,岩浆房底部的矿浆沿断裂上侵,穿插于不同岩性接触的薄弱部位,形成贯人型致密块状硫化铜镍矿脉。

4 结论

初步探讨矿床成因为产生于地幔的地幔岩，在其呈底辟上升过程中经分熔-分凝作用形成原始拉斑玄武质岩浆。岩浆沿深大断裂侵入到地壳一定深度的岩浆房，经过在岩浆房的同化混染与岩浆分异和熔离等作用，并在构造应力作用下经多次侵位形成与基性-超基性岩有关的以底部岩浆熔离型矿体为主，以悬浮矿体-贯入式为次的硫化镍矿床。