内蒙古乌拉特后旗达布逊镍矿地质特征及成因浅析

杨波　姚海龙

［关键词］地质特征；矿床成因；达布逊镍矿；乌拉特后旗

达布逊镍矿位于内蒙古自治区乌拉特后旗政府所在地巴音宝力格镇北东方向约210 km处，该区域是我国目前已知较大超基性岩产地之一，区内岩浆活动频繁，断裂发育，在超基性岩内产有铬铁矿和镍矿、钴土、铂矿以及菱镁矿、蛇纹岩等矿产[1]，成矿条件十分有利。本文对达布逊镍矿床的地质特征、矿体（石）特征和矿床成因等进行研究[2]，对该区超基性岩体找矿有一定指引作用。

1 区域地质特征

研究区大地构造分区属天山蒙古地槽褶皱系北缘西段、内蒙古兴安地槽褶皱带，华力西晚期褶皱带，乌力吉吐—哈达呼舒复背斜，乌力吉吐褶皱束南翼，南与华北地台、东与宝音图隆起毗邻（图1）。

研究区内地层发育，由老到新有中元古界温都尔庙群桑达来呼都格组，岩性为灰绿色绿泥石英片岩、绿帘绿泥片岩和绢云绿泥石英片岩夹含铁石英岩及基性火山岩；早古生界志留纪系中下统徐尼乌苏组，岩性组合由砾岩、千枚岩、板岩、灰岩及变质砂岩组成，与上下地层接触关系清楚；晚古生界石炭系上统阿木山组第一岩段，岩性为灰、灰紫色结晶灰岩、灰色、灰褐色钙质粉砂岩夹硅泥质粉砂岩及砂岩；中生界白垩系上统乌兰苏海组，岩性组合为砖红色砂质泥岩、灰白色砂质泥灰岩、姜黄色粉砂质泥岩；新生界第四系主要为第四系冲洪积物。

区域内侵入岩分布较广泛，从超基性岩到酸性岩均有出露。侵入岩主要有石炭纪超基性岩，岩石类型有蛇纹石化辉橄岩、蛇纹岩，该超基性岩受到强烈的蚀变，主要有蛇纹石化、碳酸盐化、硅化；二叠纪侵入岩有蚀变片理化闪长岩、糜棱岩化花岗岩、中细粒二长花岗岩。根据其侵入层位，穿插关系和岩性特征，确定本区侵入岩分别属于华力西中期和华力西晚期形成。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露地层为志留系中下统徐尼乌苏组二岩段、白垩系上统乌兰苏海组及第四系全新统（图2）。徐尼乌苏组二岩段广泛分布于勘查区，出露面积约1.5 km2，为矿区主要地层，岩性为云母石英片岩夹含绿泥石石英千枚状片岩及少量灰岩；白垩系上统乌兰苏海组主要分布在矿区东南角，小面积分布，其主要岩性为浅灰、灰绿、砖红色砂岩，含砾砂岩、砾岩；第四系全新统仅在勘查区西部及东部小面积出露，呈条带状展布，地表主要为土黄色砂砾、砂等松散堆积物。

2.2 岩浆岩

矿区岩浆岩较发育，中部侵入岩分布较广，以石炭纪超基性岩为主，呈小岩株或脉状产出，主要呈北东向展布，倾向南西，倾角50°～70°，宽10～300 m。西北部零星发育二叠纪蚀变石英闪长岩。

石炭纪超基性岩岩性主要为辉橄岩，岩体受近东西向和北东向两组断裂控制，岩体呈东西向横贯矿区中部，分布面积约0.85 km²，侵入于古生代志留系中下统徐尼乌苏组中。岩石蚀变强烈，主要有蛇纹石化、碳酸盐化、硅化、黄（褐）铁矿化。

辉橄岩：岩石新鲜面为暗绿、绿黑色，风化后呈黄褐色或棕褐色，似斑状结构，蛇纹石化强时为叶片结构所代替，块状或片状构造。恢复橄榄石含量在70%以上，其中约有20%的橄榄石残晶，属镁橄榄石，均已蛇纹石化；斜方辉石、单斜辉石含量5%～30%，以10%～20%居多，二者含量近乎相等。其结晶顺序为镁橄榄石、斜方辉石、单斜辉石；铬尖晶石，呈它形晶，半透明至不透明，粒度0.5～1 mm，含量1%～3%，常见铬尖晶石与辉石呈似共结结构，晶形比辉石更完好次生矿物有次闪石、绿泥石、滑石、磁铁矿、菱镁矿。

石炭纪超基性岩体为矿区主要含矿岩体，区域上华力西中期的侵入活动为成矿带来了物质来源和空间，并因分异熔离作用使成矿物质富集，在超基性岩体底部及岩体下盘与地层接触部位成矿[3]；后期的热液作用使早已固结的岩体中的金属镍又进行活化、富集，在有利地段沉淀下来成矿。

二叠纪蚀变石英闪长岩位于矿区西部，分布面积约0.5 km²，侵入于古生代志留系中下统徐尼乌苏组中。岩石呈浅灰绿色，变余细粒半自形粒状结构，块状构造，岩石主要由斜长石、石英、角闪石、黑云母等组成，斜长石含量40%～75%，大小以0.2～2 mm的细粒为主；角闪石含量25%～40%，大小以0.2～2 mm的细粒为主；石英含量5% 左右，它形粒状，大小以＜0.2 mm 的微粒为主；黑云母呈片状，大小以0.2～1 mm的细粒为主。矿物蚀变有绿帘石化、硅化。

2.3 构造

矿区内主要分布F1、F2两条近东西向断层为主要的导矿构造，也为岩浆活动提供了通道和赋存的空间，超基性岩体出露主要沿该断层走向分布。

F1断层分布于矿区中西部，总体呈近东西向延伸，表现为断续的褐铁矿化、铁锰染等蚀变破碎带。不同地段蚀变特点差异较大，东端主要以褐铁矿化为主，尤其在片岩接触带上，往往呈褐铁矿化状，局部岩石硅化较强；西端除褐铁矿化较弱，岩体蛇纹石化较强。F1 断层长1000 m，发育宽2～10 m，整体倾向120°～180°，倾角60°～70°，为一正断层。断层带中较破碎，蚀变较强。

F2断层分布于矿区南部，总体呈近东西向转北东向，表现为断续的碳酸盐化、铁锰染等蚀变破碎带。F2断层长800 m，发育宽10～50 m，整体倾向140°～180°，倾角30°～40°，为一正断层。此断层带较破碎，为主要超基性岩体侵入通道，岩体蚀变较强，主要为褐铁矿化、硅化、碳酸盐化等。

3 矿体地质特征

达布逊矿区共圈定矿体40条，地表出露矿体为1号、8号及10号，其余均为隐伏矿体。矿体规模较大、品位较高的矿体主要分布在超基性岩体底部靠近岩体与地层接触带的部位，岩体上部矿体多为囊状矿体，岩体下部为层状（似层状或透镜状）矿体。下面对1号和3号矿体特征分述如下。

1号镍矿体为矿区的主矿体，呈层状（似层状）分布，主要赋存在地层之间的超基性岩体之中，走向为东西向，倾向南，矿体倾角约为34°（图3），矿体控制延长791 m，延深923 m，厚度控制为1.00～38.11 m，矿体最大埋深为587 m，矿体镍平均品位为0.39%，Co平均品位为0.020%。该矿体整体厚度变化较大，局部出现夹石，产状受岩体与地层接触带控制变化较大。

3号镍矿体为矿区的主要矿体之一，为隐伏矿体，呈似层状分布，主要赋存在地层与超基性岩体的接触带附近，含矿岩体为辉橄岩，矿体走向为东西向，向南倾斜，矿体倾角约为27°。矿体整体埋藏较浅，矿体中伴生有钴。矿体控制延长357 m，延深203 m；厚度控制为1.35～15.84 m，矿体中镍平均品位为0.33%，钴平均品位为0.015%。矿体厚度品位变化较大，产状受岩体与地层接触带控制。

4 矿石特征

矿石自然类型主要为硫化镍矿石，矿石中金属矿物主要为镍黄铁矿、黄铁矿、针铁矿、磁黄铁矿，同时含有少量磁铁矿、褐铁矿、钛铁矿、黄铜矿等。其中镍黄铁矿呈淡黄白色，它形粒状，残余状，均质，粒度大小在0.56～0.005 mm，呈星散粒状或与黄铁矿紧密连生分布或局部呈残余状分布；黄铁矿呈浅黄白色，半自形—它形粒状，均质，粒度1.5～0.05 mm，部分呈碎裂状，被脉石交代呈骸晶状，呈聚集体分布，聚集体稠密浸染状；针铁矿呈灰—灰白色，半自形—它形假象粒状，均质，大小＜0.5 mm，局部星散或呈聚集体分布；磁黄铁矿呈浅玫瑰棕色，半自形粒状，被交代呈骸晶状，零星分布，粒度0.2 mm（图4）。脉石矿物主要为方解石、石英、白云母，少量蛇纹石、橄榄石、辉石、绿帘石、方解石、碳酸盐、滑石等。其中方解石呈显微粒状、显微变晶粒状、不规则状及碳酸盐化脉状分布；石英呈显微变晶粒状、不规则状及硅化石英脉状分布；白云母呈鳞片状—叶片状或显微鳞片状集合体，多分布于方解石颗粒间。

矿石结构主要为它形晶粒状结构：它形粒状镍黄铁矿呈星散状分布在矿石中；半自形晶粒状结构：部分半自形黄铁矿呈聚集体或分散状分布在矿石中；交代结构：针铁矿、脉石交代黄铁矿，黄铁矿呈骸晶状，残余状。

矿石构造为稠密浸染构造，块状构造。稠密浸染（块状）构造金属矿物黄铁矿、镍黄铁矿等紧密堆集分布，构成稠密浸染（块状）构造。

矿石中主要有用组分为镍，伴生有益组分为钴，钴元素品位与镍元素含量属正相关关系，钴元素品位随镍元素含量的增加而升高。

5 围岩蚀变

矿体顶底板围岩与矿体的矿化原岩岩性一致，主矿体顶底板围岩以辉橄岩为主，石英片岩次之。围岩普遍具有蛇纹石化、黄铁矿化、绿泥石化、硅化、滑石化等与矿体相同的蚀变矿化，但蚀变程度较矿化体弱[4]。矿体与围岩界限呈渐变过渡关系。

6 矿床成因及找矿标志

6.1 矿床成因

该矿床成矿母岩为超基性岩体，岩浆中的成矿物质（金属硫化物熔浆）在液态状态下从硅酸盐岩浆中分离出来，随温度压力下降到一定的范围，较重的金属硫化物熔浆就会透过较轻的硅酸盐熔浆向下沉降。由于地下温度、压力等外界因素的差异，形成自上至下的不同岩性段空间控矿模型，不同的岩性段含矿性也不同，元素富集程度具有分带现象[5]。这些熔离出来的硫化物熔体也可以在大部分硅酸盐类矿物结晶凝固之后，在动力作用（其中也包括由挥发性组分集中而产生的内应力）下，贯入到母岩或其围岩裂隙中去，冷凝后形成主要由块状矿石组成的熔离矿床的脉状矿体，总体来说本矿床属于岩浆熔离型矿床[6]。

6.2 找矿标志

在含矿母岩超基性岩体与地层的接触部位，并在地表发育有硅化、碳酸盐化、绿泥石化、蛇纹石化等矿化蚀变带露头，寻找这些蚀变带及深部超基性岩体下盘与地层接触带是找矿的直接标志。

7 结论

达布逊镍矿床属于岩浆熔离型矿床，矿体主要赋存在石炭纪超基性岩体底部与志留系徐尼乌苏组地层接触带的部位，超基性岩体呈岩脉穿插在徐尼乌苏组地层中，矿体呈层状（似层状）分布。矿体中有用组分为镍，伴生有益元素为钴，经物相分析，含矿母岩超基性岩体中的镍元素主要以硫化镍的形式存在，属于硫化镍型矿石，矿区主要以低品位矿石为主。达布逊镍矿的发现与研究，可为中蒙边境线一带的超基性岩体的找矿与勘查有一定指引作用。