新疆维吾尔自治区东天山地区铜镍矿成矿规律及哈密市白石泉铜镍矿地质矿产特征

郑国平

摘要：对新疆东天山地区多金属成矿带中铜镍矿成矿规律进行了分析，同时对新疆哈密白石泉铜镍矿地质矿产特征进行论述，认为白石泉铜镍矿成因类型为与基性—超基性岩有关的深部熔离—贯入型硫化物铜镍矿。

关键词：铜镍矿；超基性岩；矿床成因类型

新疆东天山地区铜矿是我国继江西德兴铜矿和西藏玉龙铜矿之后的又一重大发现，东天山地区具有非常大的铜矿找矿潜力，并有可能成为我国大型国家级铜矿资源基地。在东天山地区开展过大量的研究工作，如国家科技攻关305项目、八五课题和九五专题等，取得丰硕的研究成果，区内有着非常优越的成矿地质条件，将很多专家学者吸引过来在该区开展很多科研工作，初步建立地质成矿理论，并对一些具有较好开发价值的铜矿床进行评价。基于此本文将新疆哈密白石泉铜镍矿作为研究对象，进行如下分析。

1.东天山地区铜镍矿成矿规律

东天山地区矿产资源非常丰富，是我国重要的铜镍成矿区带之一，过去研究过程中发现成矿作用分布很不均一，分布特点总体表现为幕式分布，同时在不同时期，各种元素与其组合分布规律很不相同，区内地质历史演化过程中大规模成矿作用，在区域地质构造单元内部短时间形成，大面积高强度富集成矿元素促进成矿。东天山作为中亚晚古生代板块构造演化的重要组成部分，华力西期东天山历经拉张→俯冲→碰撞造山等完整演化过程，同时不同时期堆集大量金属元素，促进区内内生金矿形成，在一个地区多种构造演化和成矿作用短时间内共同叠置，形成内生金属矿产大量富集区。

诸多金属矿床在东天山地区主要产于360Ma～220Ma时代范围内，为华力西期主要成矿带。诸多金属矿床在北、中、南三个区域上形成三个矿带，北矿带主要赋存铜镍矿与铜钼矿，在大南湖岛弧带和康古尔塔格弧后盆地交接部位分布，发现的铜钼矿床主要为三岔口、赤湖、土屋、延东、小热泉子等矿床。斑岩型铜钼矿为延东和土屋矿床，规模为大型，主要成矿时代在360Ma～310Ma；斑岩型浅成热液铜钼矿主要以三岔口、赤湖矿为代表，其规模属于小中型矿床；浅成热液型铜矿主要以小热泉子铜矿为代表，规模为中型矿床，成矿时代为339Ma。主要的铜镍矿为香山、黄山、土墩等铜镍矿，和镁铁—超镁铁质杂岩体紧密相关，岩体侵位时间变化于320Ma～305Ma，已达大、中型。东天山的成矿作用，由北而南其变化规律反映出东天山在华力西期壳幔演化阶段北老南新；花岗质岩浆源区部分熔融深度由北而南逐渐加深；岩浆喷发和侵位时代从400Ma～240Ma。区内由北向南花岗质岩浆源一些熔融深度呈现不断加深的特点；400Ma～240Ma是区内岩浆喷发侵位的主要时代，自北侧区域上的哈尔里克到康古尔塔格，并延伸至中天山，可能存在一个连续的花岗质岩浆演化面。准噶尔洋盆于华力西期，麻冲消减在塔里木板块下部，促使大南湖岛弧、哈尔里克海沟与康古尔塔格弧后盆地形成，构成东天山重要的构造单元。而加里东期中天山俯冲在塔里木板块之下，由于受到华力西期的构造叠加，许多地质现象已经模糊。因此东天山的成矿作用以华力西期为主，为华力西期造山带型矿床。矿床特征及其空间展布和成矿环境都比较类似，成矿系列主要为和矽卡岩密切相关的铜、银、金、钨、钼等多金属矿，在规模上，这些矿床都属于中小型；铜镍钴矿床和激性超基性、杂岩体紧密相关。

2.白石泉铜镍矿地质特征

该矿位于新疆东疆地区，是区内最为重要的铜镍矿，主要分布在东疆地区多金属成矿带东侧，属于尾亚—马庄山铜、金、钨、钼、铁成矿带中部，大地构造为中天山地块，相距哈密市东南部约1701km，矿区中有一套古老变质岩系出露，侵入岩在区内广泛分布，该区铜镍矿形成，和区内的构造运动与岩体侵入密切相关。

2.1矿区地层

2.1地层

中元古界变质岩系在矿区比较发育，矿区北部主要发育卡瓦布拉克组（蓟县系），为石英岩、绿泥石英片岩以及绢云母石英片岩和大理岩。星星峡组（长城系）为一套片麻岩、斜长角闪片岩、（绢、黑）云母斜长石英片岩，第四系冲洪积物零星分布在低洼地带。

2.2构造

构造在矿区比较简单，卡瓦布拉克组与星星峡组中亚组均倾向南，呈斜构造，矿区内断裂构造发育，呈北东向展布，属于沙泉子深大断裂派生次级断裂。

2.3侵入岩

区内中基性岩侵入岩比较发育，分布面积达到95%左右，基性超基性岩分布于中部与边部，促进该区主岩体的形成，苏长岩、辉长岩以及闪长岩主要的岩石类型，超基性岩相对次之，橄榄岩、角闪石岩、辉石岩是其主要岩石类型。

（1）杂岩体特征。位于矿区中部，具有比较复杂的形态，属脉动成因的杂岩体，分异欠佳。其中第一阶段形成石英闪长岩—辉长闪长岩相，构成杂岩体的主体，出露面积较大，约0.8km2，呈现65°～70°方向展布。辉长岩相、辉长苏长岩相分布于闪长岩相的边部，不连续零星出露，和石英闪长岩、辉长闪长岩相呈相变接触。橄长岩相、辉石岩相以及角闪石岩相与橄榄岩相是第二阶段形成的影响特征，至第二阶段形成的岩相有角闪石岩相、辉石岩相、橄长岩相、橄榄岩相，在第一阶段形成岩体的边部及中部有超基性岩近似圆形或呈脉状产出，伴随着超基性岩侵位形成了铜镍矿化。

（2）基性、超基性岩体特征。白石泉南侧辉长岩（脉）体极为发育，一般呈细条带状沿主体构造线分布于花岗质片麻岩、角闪斜长片麻岩中，个别与橄辉岩、辉石岩共同形成基性一超基性杂岩体。现在区内有11个辉石岩、橄辉岩超基性岩体，铜镍矿化主要发现于∑-15、16、19号岩体当中，铜、镍、钴、铬地球化学异常在∑-16、19岩体当中表现较好，提示找矿前景优越。简述其特征：①∑-15号超基性岩体。位于白石泉铜镍矿矿区南西侧约4km处，与辉长岩、闪长岩共同构成一复式杂岩体，以二辉辉石岩及橄辉岩为主，其中二辉辉石岩具强纤闪石化，尚未发现矿化，橄辉岩具“球状”风化特征，新鲜面可见较多的磁黄铁矿、黄铁矿及少量的黄铜矿、镍黄铁矿，孔雀石零星可见。②∑-16号超基性岩体。在∑-15号超基性岩体东部，和闪长岩以及辉长岩共同组成复式杂岩体，具有侧向分异特征，其中南侧为橄辉岩，向北基性程度变低。该岩体规模岩体规模相对较小，主要表现为橄辉岩，黄铜矿达到0.3%含量，镍黄铁矿处在0.5%～1%的范围，磁铁矿为3%～5%的含量，鈦铁矿为0.3%，磁铁矿含量为3%～5%，为铜镍矿化超基性岩体。该岩体与北侧规模较大辉长岩相、闪长岩相共同构成复式杂岩体，与∑-15复式杂岩体以花岗质片麻岩相隔，二者可能为同一岩体；③∑-19号超基性岩体。该岩体东西长约120m，南北最大宽度为50m，呈透镜状，以辉橄岩为主，橄辉岩次之，并与北侧的橄榄苏长岩、辉长岩共同构成一复式杂岩体。橄榄苏长岩具强纤闪石化并形成蚀变带，长与超基性岩体长度基本一致，宽大于20m，目前在蚀变带中部发现孔雀石化蚀变。橄榄苏长岩宽大于8m，取样分析铜镍钴含量分别为Cu 0.32%、Ni 0.34%、Co 0.029%。

3.矿体地质特征

3.1蚀变带特征

该区有五条铜镍矿化蚀变带，为SbI、SbⅡ、SbⅢ、SbⅣ、SbV（表1），在主杂岩体的中北部分布SbⅢ蚀变带，在主杂岩体与地层的接触带分布SbI、SbⅡ、SbⅣ、SbV蚀变带，分布特点表现为半环状不连续特征。

在空间上矿体与蚀变围岩表现为紧密共生关系，蚀变围岩在找矿工作当中是重要的指示标志，围岩蚀变类型与矿床类型紧密相关，所以围岩蚀变类型的确定，能够更好指导找矿工作。该矿的围岩蚀变发生在中基性岩中，为高温-低温岩浆热液蚀变。其蚀变类型均为与铜矿紧密相关的标志性蚀变类型。次生矿物与原生矿物在种类、结构、构造上都有一定的关系。该矿的矿化多为铜矿氧化带的表生次生矿物，常见铜矿的次生富集带是铜矿的重要找矿标志。

通过对蚀变带特征及含矿元素的品位变化的分析，发现区内的矿化特征和SbI～SbV蚀变特征没有较为明显的区别，而寒矿元素品位存在一定的区别和变化。具有较高含矿性的蚀变带主要为SbI、SbⅣ、SbV，最为突出的为SbⅣ，具有较高元素含量的为Cu、Ni、Co元素，分别达到1.11%、1.02%、0.062%最高含量。Cu、Ni、Co元素在SbII蚀变带含量相对较低，分别达到0.14%、0.20%、0.018%最高含量。

3.2矿体特征

矿区中根据0.2%镍、铜含量圈出10个矿体，隐伏盲矿体有5个，其中Ⅱ、Ⅳ、V、Ⅵ矿体规模较大，Ⅱ、Ⅵ矿体位于含矿元素较高的SbI、SbV蚀变带上，其有用矿物元素含量也相对较高。矿体的产出与一定的岩相带有关，对于铜镍矿最有利的岩相是橄榄岩及二辉橄榄岩。现对主要矿体叙述如下。

Ⅱ矿体：辉长闪长岩以及辉长岩和橄辉岩是其主要的含矿岩石，矿石整体呈褐色，单辉辉石（纤闪石化）与橄榄石（蛇纹石化）是其主要组成，镜下检查能够发现磁铁矿、镍黄铁矿、磁黄铁矿以及钛铁矿等。Ⅵ矿体：矿石主要为暗绿色，其内的金属硫化物主要有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿，其次有方黄铜矿、磁铁矿，不均匀存在，在辉石岩中一般呈海绵陨铁状产出，含量可大于10%；在围岩中含量一般小于5%，多呈斑点浸染状、稀疏浸染状、脉状产出。含量可大于10%；在围岩中含量一般小于5%，多呈斑点浸染状、稀疏浸染状、脉状产出。通过对含矿元素的分析，Ⅲ、Ⅷ矿体也具有较好的工作价值，需要更进一步加强工程控制，有望成为下一步工作的主要对象，以达到更好地利用。

3.3含矿岩石特征

3.3.1矿石物质组分

（1）矿石化学组分。主要有益组分为Ni、Cu、Co、Au、Ag。同时Pt、Pd元素含量值最高为39×10-6，有异常显示。

（2）矿石矿物成分。矿石矿物成分复杂，已发现有近30余种岩石矿物，其金属矿物主要有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、自然铜、褐铁矿、孔雀石等，次要金属矿物为自然金、黄铁矿、方铜矿、墨铜矿、兰辉铜矿、铜兰、辉铜矿、钛铁矿、磁铁矿、赤铁矿、硅孔雀石、绿铜矿等。主要的脉石矿物为橄榄石、辉石及其蚀变矿物（蛇纹石、纤闪石）等，次要脉石矿物为金云母、斜长石、捐云母、绿泥石、方解石、磷灰石、尖晶石、萤石、滑石等。

3.3.2矿石结构构造

（1）矿石结构。自然铜、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、褐铁矿、孔雀石矿石结构为自形—半自形粒状结构、半自形—他形晶粒状结构、他形晶粒状结构、海绵陨铁结构、绳结状结构等。

（2）矿石构造。以稀疏（中等）浸染状、珠球（滴）状、脉状构造最为常见。

4.结论

根据矿体与侵入岩体的关系，分析矿体规模形态以及产状、赋存矿体部位、矿物共生组合以及围岩蚀变、矿石结构构造，综合分析认为白石泉铜镍矿属于和基性超基性岩密切联系的深部熔离—贯入型硫化物铜镍矿床。

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