鄯善县白梁山异常特征及找矿前景分析

古力娜·太来提，刘勇，曹江宇，任燕

(新疆维吾尔自治区地质调查院，新疆乌鲁木齐 830000)

白梁山异常由新疆东天山成矿带中段1∶5万区域地质综合调查项目圈定[1]，元素组合为Cu-Ni-Cr-Co，属指示基性、超基性岩的综合异常，并与东天山典型重力、航磁异常区重叠，异常查证发现了基性、超基性岩及其中的铜镍矿化，经与路北铜镍矿研究对比认为该异常区具有寻找大型铜镍矿的前景。

1 区域地质背景

异常区大地构造位置处于准噶尔板块南缘的大南湖岛弧与卡瓦布拉克-星星峡地块碰撞造山带中的秋格明塔什-黄山（康古尔）剪切带西段北缘（图1）。东天山基性-超基性杂岩带受康古尔深断裂控制，EW 向展布约500 km，宽8～30 km[1]。岩带、康古尔深断裂与东天山最为醒目的重力异常梯度带、航磁异常陡变带在空间上高度重合。康古尔深大断裂构造带代表了康古尔塔格古洋盆闭合后的缝合带[2]，并在康古尔塔格一带出露有非典型的蛇绿岩建造[3]。研究区石炭纪以前为一具较大规模的洋盆，在早石炭世末期伴随洋壳板块南向俯冲消减而消失，并演化为较为完整的沟弧盆体系[4]。晚石炭世进入碰撞造山阶段，在康古尔大断裂南侧，发生强烈的韧性剪切变形，形成康古尔韧性剪切带，同时及稍后有大规模的中酸性岩体侵位。进入二叠纪早期碰撞造山后的弛张期，康古尔深大断裂强烈活动，上地幔部分熔融产生玄武质岩浆及派生岩浆上升，一部分以火山形式喷出地表，一部分沿断裂上升，并在断裂中或断裂附近定位，呈透镜状、不规则状、等轴状产出。东天山重要的赋矿基性-超基性杂岩体在此时期沿康古尔大断裂两侧集中产出。仅沙垄以西已发现基性、超基性岩体80 余个，其中具有超基性单元的基性-超基性岩27个，构成长达250 km的恰特卡尔-海豹滩基性-超基性岩带，岩性复杂，包括纯橄榄岩、蛇纹岩、橄榄岩、含角闪石橄榄岩、辉橄岩、二辉辉石岩、含角闪石辉石岩橄长岩、橄榄苏长岩、苏长岩、橄榄角闪石岩、橄榄辉长岩、角闪辉长岩、辉长岩等。已发现路北、白鑫滩、海豹滩、云海等铜镍矿处于东天山新的铜镍矿潜力区。白梁山异常就处于恰特卡尔-海豹滩岩带中段（图1）。

图1 研究区构造位置图Fig.1 Geotectonic location map of the study area

2 异常区地质特征

1∶5万区域地质调查成果显示，异常区出露地层为单一的下石炭统干墩组，主要是一套灰-深灰色半深海-深海相复理石建造，受剪切作用影响，岩石发生强烈变形和糜棱岩化，原生层理均被后期构造片理、面理取代，拉伸线理、构造透镜体发育，表现为层状无序变质岩系特征[5]。岩性主要为变质砂岩、粉砂岩夹凝灰岩，有NWW向潜英安斑岩分布。东北部为连续分布的二叠纪石英闪长岩。断裂构造发育，主体NWW 向，南部边缘为近EW向（图2）。

图2 白梁山异常剖析图Fig.2 Bailiangshan anomaly analysis diagram

异常检查发现大量强蚀变岩石，阳起石岩最为常见（图3）,呈深灰绿色，纤维状、微柱状变晶结构，定向构造，原岩结构模糊，由阳起石（95%）、角闪石（3%）、磁铁矿（2%）组成。阳起石大部分呈显微纤维集合体，定向排列，少部分阳起石呈他形粒状、柱状，大致定向，并具角闪（辉石）石式解理；角闪石呈绿色，微晶粒状定向分布于纤维状阳起石之间；磁铁矿呈他形粒状，粒径0.01～0.2 mm，分布在角闪石之间，推断原岩为辉石岩、辉长岩。

图3 异常区阳起石岩露头Fig.3 Outcrop of actinolite of the anomalous area

地表岩体普遍蚀变，主要有透闪石化、阳起石化、绿泥石化、蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化。岩石化学分析表明，岩体岩石类型为基性-超基性岩，m/f为4.59～5.06，属铁质基性-超基性岩；轻稀土富集，为右倾的稀土分布模式；S含量最高1 781×10-6，明显富硫。多项指标评价显示，白梁山岩体属成矿有利岩体（图4）。

图4 白梁山异常与基性-超基性岩关系图Fig.4 Relationship diagram between bailiangshan anomaly and basic ultrabasic rocks

3 地球化学异常特征

3.1 1∶5万土壤测量

白梁山异常(DZHT-87)清晰，面积6.01 km2，形态简单，呈带状NWW 向展布，元素组合为Cu-Ni-Cr-Co（图2,表1）。

从异常剖析图可看出（图2），异常中Cu，Ni，Cr，Co元素含量高、连续性好、浓集趋势明显，且各元素在空间上高度重叠。Cu 异常面积4.06 km2，平均69.09×10-6，最大值112×10-6，异常衬值1.38，具一级浓度带；Ni异常面积6.07 km2，平均68.9×10-6，最大值318×10-6，异常衬值1.72，具二级浓度带，有两个浓集中心；Cr 异常面积3.59 km2，平均127.63×10-6，最大值为544.4×10-6，具二级浓度带；Co异常面积2.79 km2，平均为28.73×10-6，最大值34.13×10-6，具一级浓度带。Cu，Ni 元素不仅在空间位置上套合好，且具面积大、衬值高的特点。

由表1 可看出，研究区Ni，Co，Cr 三元素为强富集元素，其富集系数分别为2.83、2.13、1.98，变化系数分别为1.14、0.54、1.01，其中Ni 元素成矿有利系数高达3.2，属成矿有利元素；Cu，Zn 均为显著富集元素，富集系数分别为1.48、1.26，变化系数分别为0.51、0.24，Cu 属不均匀分异型元素。

表1 白梁山1∶5万土壤样品元素地球化学参数Table 1 1∶50 000 scale Geochemical Parameter statistics of the Bailiangshan area

整体而言，1∶5 万异常范围与研究区基性、超基性岩分布范围大体相当，为典型的铜镍硫化物矿床元素组合。研究区内元素富集特征、富集元素组合、含量变化、主元素Cu，Ni等，均与西部同构造带已发现铜镍矿的路北异常一致。

3.2 1∶1万土壤测量

白梁山异常区开展1∶1 万土壤测量，面积9.7 km2，采样1 235 件，分析Cu，Ni，Cr、Co，Ag，As，Ba，Mo等8种元素。与1∶5万土壤测量相比，异常细节更加清晰，差异更加明显，元素含量特别是极大值含量大幅提高，呈现含矿异常特征。

3.2.1 地球化学参数特征

对研究区土壤样品原始数据进行参数统计（表2），分析结果显示Cu，Ni，Cr，Co，Ag，As，Ba，Mo 含量变化大，且均有特高含量出现，其中Cu 极大值为716×10-6、Ni 极大值为1 735×10-6、Cr 极大值为2 189×10-6、Co极大值为96×10-6、Ag 极大值为345×10-6、As极大值为640×10-6、Ba 极大值为8 724×10-6、Mo极大值为50.2×10-6。各元素平均值对中位数的偏离（比值）除Co略小于1外，其余均大于1，在1.24～2.69 之间，最大为Cr，表明区内元素高含量段相对集中或有高含量出现。各元素的极差（最大值/最小值）在20～1 084 之间，最小为Ag，最大为Ni。Cu，Ni，Cr 元素的浓集克拉克值为1.25～1.92，变化系数为1.03～2.58，表明区内Cu，Ni，Cr离散程度高、含量变化大、属强分异元素，考虑其具高背景含量，因此也为区内富集元素。

表2 白梁山地区1∶1万土壤测量参数统计表Table 2 Geochemical Parameter statistics of the Bailiangshan area

与已知路北铜镍矿区相比，研究区的Cr，Co 含量中位数、平均值均大于路北矿区，Cu，Ni含量中位数大于路北矿区，平均值小于路北矿区，相差幅度并不大，Cu 含量为8%、Ni 含量为31%。元素富集特征、富集元素组合、含量变化、主元素Cu、Ni 的富集等，均与路北矿区一致，因各反映变化大小的指标（变化系数、极大值、含量极差）强度略低，推测与路北为地表矿、相应元素出现一批特高含量所致。因此，白梁山异常的找矿意义完全可与路北对比，找矿目标为岩浆型铜镍硫化物矿床。

3.2.2 元素组合特征

对研究区内土壤样品原始数据进行相关分析，结果显示主成矿元素Ni与Cr，Co，As，Cu，Ag，Mo均呈正相关关系，与元素Ba呈负相关关系。从R型聚类分析图可看出（图5），取0.431的相似水平，可将研究区元素分为5组：①Ni，Cr，Co；②As；③Cu；④Ag、Mo；⑤Ba。从主成矿元素来看，Ni 与Cr，Co 的关系最为密切，其次是Cu，As，Ag，Mo，与其他4 种元素相关性较差。

图5 白梁山地区元素R聚类分析图Fig.5 Pedigree chart of R-type cluster analysis of the Bailiangshan area

4 找矿远景分析

白梁山异常（DZHT-87）元素组合Cu-Ni-Cr-Co为典型指示寻找铜镍矿的异常，在63个铜镍类异常中排名27，对应航磁C-76-7 和重力G-36 异常。1∶5万航磁异常范围与化探异常范围大体一致，最大值1 381 nT；1∶20 万剩余重力异常幅值为11.2×10-5m/s2。前人认为区域重、磁异常由隐伏中-超基性岩体引起的推断已由化探异常查证所证实。1∶5万剩余重力异常呈NW向带状,剩余重力值最大为0.9×10-3m/s2；1∶1万高精度磁测结果显示，高磁与高重异常区的规模、形态具有高度的一致性，极大值高达3 892 nT，与化探异常及地表岩体出露范围呈较好的对应关系。异常查证证实区内出露地质体主要是蚀变辉长岩和辉石岩，首个验证钻孔孔深521 m，全孔黄铜矿、磁黄铁矿、钛磁铁矿常见，镍黄铁矿断续可见，呈现铜镍硫化物矿床的典型组合。因此，该异常区是地质（岩体）-物探（重力、磁法）-化探（Cu-Ni-Cr-Co）-矿化（镍黄铁矿-黄铜矿-磁黄铁矿）高度一致的综合找矿靶区，极具找矿潜力。

5 结论

白梁山异常元素组合Cu-Ni-Cr-Co 为典型指示寻找铜镍矿的异常，在东天山中段63个铜镍类异常中排名27。异常结构、强度、规模及所处地质背景等，完全可与路北铜镍矿对比。对应的航磁、重力异常远优于路北矿区，区内新发现的蚀变辉长岩和辉石岩镍黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿化普遍，呈现铜镍硫化物矿床的典型组合。因此，该异常是极具铜镍找矿前景的矿致异常。