东天山白鑫滩铜镍矿成矿特征及找矿启示

韩建华，赵恒乐，李鑫，薛炯，彭宇

摘  要：哈密市白鑫滩铜镍矿位于东天山地区大草滩断裂北侧，该矿为东天山地区铜镍品位最高的矿床。成矿特征与区域上黄山一带铜镍矿存在明显差异。通过对该矿床成矿特征的全方位研究，发现矿床形成于后碰撞伸展环境，受呈高磁低重特征的基性-超基性无根杂岩体控制，呈铜高镍低，伴生钴、银的特征。该矿的评价及独有特征为沙垄以西铜镍矿的寻找提供了有利经验与借鉴，说明沙垄以西具备寻找与白鑫滩铜镍矿类似矿床的潜力。

关键词：东天山;基性-超基性杂岩体;成矿特征;铜镍矿

白鑫滩铜镍矿位于大草滩断裂北侧（图1），属大南湖（复合岛弧带）Cu-Zn-Au-U-Ni-钠硝石煤成矿带，是该成矿带内唯一成功评价具备开发价值的中型铜镍矿，而目前已发现的海豹滩铜镍矿点、滩北铜镍矿点均不具备矿床规模[1]。前人研究认为，东天山超基性铜镍硫化物矿床向西延伸不会超过沙垄，构造环境以大陆内部裂谷与边缘裂谷为主[2]。通过笔者在评价过程中的发现与思考，对白鑫滩铜镍矿的成矿特征与评价经验进行总结，认为在沙垄以西，大草滩断裂带以北的大南湖岛弧带内还存在巨大的找矿空间，值得后续探索。因此，有必要通过对本矿床特有成矿特征的全面分析，加强对沙垄以西铜镍矿找矿应用的研究，为后续寻找类似矿床提供勘查启示。

1  杂岩体特征

1.1  杂岩体分异特征

基性-超基性杂岩体在平面上呈葫芦状，中部较窄，两侧较宽。长2800 m，最宽760 m，最窄250 m，面积约1.5 km2。岩体走向60°。剖面上，该岩体在07线以西，岩体倾向NW向，倾角约30°，空间上为一个向北缓倾伏的单斜巖体。平面上岩相分异由北向南表现为辉长岩[→]橄榄辉长岩[→]辉石橄榄岩[→]角闪橄榄辉石岩。在勘探线剖面上的垂向分异总体表现为辉长岩[→]橄榄辉长岩[→]橄榄辉石岩[→]角闪橄榄辉石岩[→]角闪橄榄辉长岩或角闪辉长岩。超基性岩普遍发生地表氧化淋滤现象，表现为羊粪蛋状或醒目的褐红色风化壳。遥感特征表现为“白板地”，均被第四系洪积黄土覆盖。

矿区内主要赋矿岩性为角闪橄榄辉石岩，分异于杂岩体中部，地表出露部分均已风化蚀变呈浅黄褐色，土状，深部岩心呈深绿灰色，块状特征，顶部岩相为辉石橄榄岩相，底部岩相为角闪橄榄辉长岩相。矿区主要矿体均赋存于该岩性中，呈底悬浮特征。次要赋矿岩性为角闪橄榄辉长岩，位于杂岩体底部，呈浅灰绿色，具绿泥石蚀变，近地层部分发生褪色蚀变，顶部岩相为角闪橄榄辉石岩相，底部与中—下奥陶统恰干布拉克组呈侵入接触，矿体呈底部富集或分布不均的特征，均为小薄矿体。

1.2  杂岩体化探异常特征、地球物理特征

白鑫滩基性-超基性杂岩体化探异常呈Cu，Ni，Co，Ag，Au元素异常组合特征，铜元素异常值最高为1 390.39×10-6，镍元素最高值为1 384.5×10-6，钴元素最高为347×10-6，银元素最高为153×10-9，金元素最高为151.8×10-9。黄山东铜镍矿表现为Cu，Ni，Au，As，Co，Cr异常组合特征，路北铜镍矿表现为Cu，Ni，Cr，Co，Sb，As异常组合特征。白鑫滩铜镍矿表现为明显的低Cr、且As，Sb异常不发育特征。

白鑫滩基性-超基性杂岩体呈高磁、低重、高激化、低电阻特征（图2），与沙垄以东黄山一带超基性杂岩体呈现 “高磁、高重、高激化、低阻”的物性特征存在明显差异。在详查评价过程中通过深部岩性与地表物性特征对比，发现基性程度越高，表现的低重特征越明显。剖面反演与投影显示，矿体均位于高低磁与高低重的梯度带内。初步分析判断认为，该物性特征主要是因超基性杂岩体厚度较小，且杂岩体下伏为中酸性火山岩导致。

1.3  杂岩体岩石化学特征

本次在矿区共采集9件角闪橄榄辉石岩与辉石橄榄岩岩石化学样品，通过主量元素分析，样品中SiO2 含量为16.75%～40.85%，为超镁铁岩;Na2O（0.30%～1.51%）、K2O（0.15%～0.63%）、Al2O3 （4.23%～10.07%）、P2O5（0.05%～0.10%）含量低;TFe2O3（13.89%～55.81%）、MgO（1.8～28.31%）含量高、变化大， TFe2O3与MgO总量较稳定（30.40%～57.61%）（表1）。m/f平均值2.13，属铁质超基性岩[3]。岩石样品中Cu，Ni含量与TFe2O3含量呈线性正相关，与SiO2含量呈线性负相关。

1.4  杂岩体稀土微量特征

共采集赋矿超基性岩样品3件进行稀土微量元素分析，样品稀土总量∑REE为25.02×10-6～51.19×10-6，平均34.93×10-6，轻稀土LREE总量为14.76×10-6～30.43×10-6，平均20.66×10-6，重稀土HREE总量为4.19×10-6～8.17×10-6，平均5.61×10-6。从稀土元素分布图中可看出（图3），曲线右倾，轻重稀土比为4.19～8.17，平均3.66，（Ce/Yb）N比值为1.81～2.34，平均2.06，显示稀土分异较强，轻稀土弱富集，δEu值为0.99～1.09，平均1.03，δEu无异常，表现出无结晶分异特征。从微量元素蛛网图中可看出（图4），各样品曲线形态基本一致，均表现出高场强元素Nb，Ti亏损，大离子亲石元素K，Th，La富集特征。岩体中（Nb/La）N比值为0.62～1.01（多小于1），Th/Nb（0.21～0.58），Th/Ta（10.7～42.7）比值较高，RbN/YbN值为1.29～5.08，平均2.60，表明岩浆来自受俯冲体交代的幔源区。Nb异常值为0.32×10-6～0.61×10-6，平均0.45×10-6;Ti异常值为0.50×10-6～0.65×10-6，平均0.57×10-6，及LREE的弱富集特征、大离子亲石元素元素的富集表现出岩浆同化混染较强。

1.5  构造环境分析

该杂岩体与塔里木大火成岩省镁铁-超镁铁质侵入岩的地球化学特征有显著区别，由塔里木地幔柱岩浆活动形成的可能性较小，形成于早二叠世。在白鑫滩北侧的大南湖一带可见下二叠统紫红色底砾岩与石炭系呈不整合接触，说明东天山地区的俯冲碰撞事件结束于晚石炭世，二叠纪该地区己进入碰撞后伸展阶段，因此确定白鑫滩含矿岩体形成于后碰撞伸展环境。

2  矿体特征

2.1 矿体空间分布特征