甘肃省肃北蒙古自治县黑山镍铜矿地质找矿浅析

2016-11-28尹茂红王多清高达元

甘肃科技 2016年16期

关键词：基性岩铜镍黑山

尹茂红，王多清，周河，高达元，孙彬

（甘肃省金川集团公司，甘肃金昌 737100）

甘肃省肃北蒙古自治县黑山镍铜矿地质找矿浅析

尹茂红，王多清，周河，高达元，孙彬

（甘肃省金川集团公司，甘肃金昌 737100）

肃北黑山铜镍矿区构造位置属于塔里木板块东北边缘，处于多期板块拼裂而形成的复杂造山带上。本文从区域地质背景、矿区地质特征、矿床地质特征、近几年的钻孔施工以及物化探施工等几个方面探讨了肃北黑山铜镍矿找矿靶区的找矿靶区。通过分析认为，1)矿体延倾向的方向尚未控制，延倾向的方向具有较大找矿潜力。2)黑山镍铜的矿体数目多，小矿体大多是单孔控制，小矿体延纵向方向的找矿潜力不可忽视。3)对7勘探线以西，20线以东的岩、矿体的的延伸和赋存状态研究程度不够，矿体的走向方向矿体有可能延伸，是找矿的有利区段。

黑山镍铜矿；地质找矿；靶区；浅析

甘肃省肃北蒙古族自治县黑山铜镍矿经过了几轮勘探,对矿体的延伸及走向进行了大概的控制，对于下一阶段的找矿方向，本文在前人地质工作的基础上,通过系统研究输理矿体的形态，研究前期钻孔揭露矿体的特征,提出了矿区下一步找矿的思路，对该地区进一步矿产勘查具有一定的参考价值。

1 区域地质背景

黑山铜镍矿区位于甘、新、蒙相邻地区。地处塔里木板块与哈萨克斯坦两大板块的对接部位。勘查区位于塔里木板块东北边缘的北山裂谷带（左国朝）（如图1所示）。

图1 新甘蒙相邻地区大地构造略图

北山裂谷带位于天山褶皱带之南、塔里木克拉通北缘，是一个NEE向的古生代裂谷，从新疆东部延伸至甘肃北部，星星峡断裂和坑抵-课帕-柳园断裂构成了其北界和南界。裂谷带内的沉积岩主要是古生代地层，元古代基底出现在裂谷带中部和北部；岩浆岩以大面积出露的华力西期岩的中酸性岩为主，基性-超基性岩体也较常见，加里东期的岩浆岩出露较少（如图2所示）。（含镍、铜）基性超基性—超基性杂岩体沿裂谷带深大断裂的次级断裂带分布。

图2 北山裂谷带地质简图

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内各时代地层均有分布，以元古界分布最广，下古生界十分重要。前长城系、长城系及志留系均见海相火山岩，奥陶系及石炭—二叠系为裂陷海槽碎屑岩与中、基性熔岩、火山碎屑岩；泥盆系及上二叠统为山间火山—磨拉石沉积建造。中新生界为陆相沉积。

北山地区的中晚元古宙地层从下至上为长城系白湖群、蓟县系平头山组、青白口系大豁落山组和震旦系洗肠井组。

元古代、古生代及中新生代地层出露较全，缺失的地层包括三叠系地层、下泥盆统、上石炭统等单元。三叠系地层的缺失暗示古生代末期-中生代早期剧烈的构造隆升，古生代内部不整合非常发育，说明古生代该区构造活动非常剧烈，特别是泥盆-石炭系大量的火山岩表明这个时代岩浆作用较其它时

代强烈。

2.2 构造

矿区位于双鹰山断裂带南侧，泽鲁木—大豁落山背斜褶皱内，属黑山—大豁落山—月牙山断裂带，带内褶皱和断裂均发育。该带西起庙庙井，经双鹰山东抵大豁落山，东西断续延伸800km，宽6～10km，由发育在中、上元古界和下古生界中的数条规模宏大的逆冲断裂和派生断裂以及间夹的褶皱组成。逆冲断裂群既有北倾，亦有南倾者，呈叠瓦式或对冲构造，具分叉交织现象。带内岩浆活动强烈，从超基性到酸性均有。断裂带东西两端与北东向构造的交汇部位，对大规模岩浆侵入活动有控制作用，黑山基性—超基性岩体位于本带两条主干断裂之内。元古代地层作为基底广泛出露，早古生代中上寒武统以盖层出露。历经多期运动，已褶皱的地层受后期构造运动的强烈影响，导致了区内褶皱重复，断裂交织，形成十分复杂的构造格架。

区内断裂构造主要有破城山断裂带，玉石山断裂带，营毛沱山—白湖断裂带和庙庙井—双鹰山断裂带，多为一系列北东东—东西向的逆断层，倾向南或北，倾角55°～75°，具破碎带、角砾岩、拖褶曲、三角面标志，局部有糜棱岩出现。

矿区中部背斜为一条贯穿东西的大倒转背斜，由青白口系大豁落山群上岩组和下岩组组成。岩性主要为绢云硅质板岩、千枚岩、石英方解石大理岩。长超过2000m，倾角约70°，走向约110°。背斜西段有南倾的正断层F4通过，南侧还有逆断层F5、F6（表1）。根据F4、F5、F6的产状和中部背斜的产状及位置关系可以认为：F4、F5、F6是背斜形成时，核部弯曲产生的巨大张应力所形成。

表1 黑山铜镍矿断层性质及特征表

2.3 侵入岩

矿区处于北山中带复背斜构造的南翼，含矿岩体侵位于青白口系，岩体南侧围岩主要为白云石大理岩，北侧及东西侧主要为钙质、泥质板岩、千枚岩夹硅质板岩。矿区侵入岩体主要形成于加里东晚期，除基性-超基性岩体外，还有少量其它侵入岩和脉岩，分布于矿区西部及北部。

2.4 变质岩

矿区主要存在的变质作用大体上有区域变质作用、接触变质作用、气成水热变质作用和动力变质作用。矿区除岩体及第四系外，基本全由晚远古期和加里东期区域低温动力变质岩系构成。主要岩石类型有硅质板岩、千枚岩、变质长石石英砂岩和各种类型的大理岩，线型褶皱、劈理、板理发育，属低温绿片岩的外接触带，主要是岩体围岩-绢云硅质板岩的角质作用伴随区域变质作用发生，主要发生在大理岩、板岩、变质砂岩中，具体表现为各种大理岩中的方解石、石英等小规模脉体普遍发育。矿区动力变质作用主要发生在断裂破碎带，主要岩性为构造片岩，构造角砾岩，石英质构造角砾岩。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

黑山岩体中矿与非矿的界线不很明显，主要依据样品分析结果划分。总的来说黑山铜镍矿体分布于整个岩体的中下部，少量透镜状矿体悬浮于超基性岩体中；矿体的赋存形态较复杂，膨缩变化较大，沿走向或倾向方向出现分叉现象，总体呈似层状或透镜状产出，在平面上（图3）形似树根，剖面上（图4、5）呈透镜状，矿体揭露最高标高2280m，在16～21勘探线地势较平坦处出露地表第四系覆盖层之下；初步控制最低标高1404m，位于11行及其附近的矿化优势区。矿体沿走向长约750m，沿倾向延伸约850m。

图3 1800水平平面图

镍矿石品位变化系数 Ni为 78.46%，Cu为105.98%，矿化较均匀；但在总体上表现出由岩体底部向上部由强逐渐变弱趋势，表现出不连续性，具体表现由2000～1600m水平之间，矿化逐渐增强，矿体规模逐渐增大。矿体与岩体的产状基本一致，总体走向310°，倾向SW，倾角70°～87°，在剖面上矿体沿倾斜方向由浅入深，呈现上陡下缓趋势，在平面上，自2000m水平至1600水平，矿体走向由北西逐渐向南北、北东向展布，自1600～1800水平，7～8行，由分枝体逐渐变为聚合体，构成矿区主矿体，自1800～2200水平，从8～21行，由聚合体逐渐发生分枝，分为多个岩枝状矿体，岩枝长约200m，宽约6～30m，岩枝深入到下盘围之中。

图4 10勘探线剖面图

黑山铜镍矿单工程矿石镍品位变化范围0.30%～6.86%，平均品位0.58%；铜品位变化范围0.04%～5.44%，平均品位0.30%。贫矿体分布在7～21勘探线，沿走向长约750m，矿体的连续性、稳定性较好，在走向上镍矿化表现较均匀且连续，但铜矿化表现不均匀且不连续，贫矿单工程厚度约2～130m，总厚度约2106.7m，平均厚度约41.29m，平均品位Cu：0.22%，Ni∶0.47%，Ni∶Cu∶2：1。各勘探线Ni平均品位变化范围 0.37%～0.69%，Cu平均品位变化范围0.12%～0.54%，在19勘探线最高 Ni：0.69%，Cu：0.54%。

黑山铜镍富矿体分布在8～11、14～18勘探线，单工程厚度约2～48m，总厚度约208.60m，平均厚度约9.05m，平均品位Cu∶0.79%，Ni∶1.44%，Ni∶Cu∶1.8∶1。各勘探线Ni平均品位变化范围1.06%～1.67%之间，Cu平均品位变化范围0.22%～1.01%，在14勘探线最高，Ni∶1.67%、Cu∶1.01%。矿体的稳定性、连续性在走向上总体表现较差，其中在8～11勘探线矿体延伸较好，在深部继续向北延伸，矿化表现较均匀且连续，Ni品位最高为 6.86%，Cu品位最高为2.31%；14～18勘探线矿体延伸较差，矿化表现不均匀且不连续，向南矿化悬殊相差较大，铜矿石表现尤为突出。

图5 11勘探线剖面图

3.2 矿石类型

黑山铜镍矿矿石类型按照工业类型可以划分为5类：超基性岩型硫化镍贫矿石、超基性岩型硫化镍富矿石、超基性岩型硫化铜贫矿、超基性岩型硫化铜富矿。

1)超基性岩型硫化镍贫矿石（SN－A2）。金属硫化物为半自形—它形粒状结构和半自形针状结构，以其集合体充填于其它矿物之间，形成网脉—浸染状、星点浸染状、半海绵状构造。矿石矿物以黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、磁铁矿为主，约占4%～8%，粒径0.05～3mm。脉石矿物主要有橄榄石、辉石、角闪石、斜长石和少量金云母，脉石矿物已蚀变，主要蚀变矿物有钠黝帘石、次闪石、绿泥石、蛇纹石等，该矿石是黑山铜镍矿的主要矿石类型。

2）超基性岩型硫化镍富矿石（SN－A1）。金属硫化物为半自形－它形粒状结构、半自形针状结构，常

以粒状集合体的形式分布在其它矿物之间，形成块状、半块状、海绵状、网脉－浸染状构造。主要矿石矿物有黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、磁铁矿，约占8%～10%，最高达20%，粒径0.05～3mm。黄铜矿有分布于磁黄铁矿的边缘具交代结构的特征，部分黄铜矿集合体呈脉状贯入磁黄铁矿中。脉石矿物主要有橄榄石、辉石、角闪石、斜长石。脉石矿物基本发生了蚀变，主要次生矿物有蛇纹石、绿泥石、次闪石、钠黝帘石等。金属氧化物为磁铁矿。富矿石在黑山铜镍矿已控制的储量中所占比例不大，多在岩体底盘富集。

3）超基性岩型硫化铜贫矿（SNC-A2）。金属硫化物为半自形—自形粒状结构和半自形针状结构，以其集合体充填于其它矿物之间，形成网脉—浸染状、星点浸染状、半海绵状结构。矿石矿物以黄铜矿、磁黄铁矿、磁铁矿为主，约占2%～8%，粒径0.05～3mm，次为镍黄铁矿。脉石矿物主要有橄榄石、辉石、角闪石、斜长石和少量金云母，脉石矿物已蚀变，主要蚀变矿物有钠黝帘石、次闪石、绿泥石、蛇纹石等。

4）超基性岩型硫化铜富矿（SNC-A1）。金属硫化物为半自形—它形粒状结构、半自形针状结构，常以粒状集合体的形式分布在其它矿物之间，形成海绵状、网脉—浸染状构造。矿石矿物以黄铜矿、磁黄铁矿、磁铁矿为主，约占8%～10%，最高达20%，粒径0.05～3mm，次为镍黄铁矿。黄铜矿有分布于磁黄铁矿的边缘具交代结构的特征，部分黄铜矿集合体呈脉状贯入磁黄铁矿中。脉石矿物主要有橄榄石、辉石、角闪石、斜长石。脉石矿物基本发生了蚀变，主要次生矿物有蛇纹石、绿泥石、次闪石、钠黝帘石、金属矿物等。

按照成因类型黑山铜镍矿矿石可划分为：就地熔离型、晚期贯入型、接触交代型三类。根据矿石构造特征，岩浆就地熔离型矿石多为星点状和半海绵状构造，晚期贯入型矿石为海绵状、半块状、块状构造。岩浆熔离型矿体主要由星点状矿石组成，半海绵状矿石夹于星点状矿石之中，分布很少。

3.3 矿石特征

黑山岩体主体部分为斜长方辉橄榄岩、斜长辉闪橄榄岩（占岩体面积的94%）。斜长石多沿橄榄石辉石间隙分布，形成间隙结构，大颗粒中常包有浑圆状橄榄石，形成包含结构，橄榄石和斜长石共存，表明岩体是低压(50～5kPa)条件下分离结晶的产物。另外，在斜长辉闪橄榄岩中，可见到角闪石及金云母，且含量较高，表明本区地幔应为渗透交代式富集型地幔。