东昆仑石头坑德镍矿床岩石矿物特征

谢恩顺，董俊



东昆仑石头坑德镍矿床岩石矿物特征

谢恩顺1，董俊2

(1. 四川省地质矿产勘查开发局攀西地质队，四川西昌 615000； 2. 四川省地质矿产勘查开发局一O八地质队，成都 611230)

青海石头坑德是近年来发现的镍矿床，赋矿岩石为辉长岩、辉石岩相和橄榄岩相；矿石金属矿物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿。矿石主要为交代粒状结构，海绵陨铁状，块状构造。该文中对石头坑德镍矿床和夏日哈木超大型镍矿的主要岩石矿物组合和矿石矿物组合作了比较，表明石头坑德镍矿具有形成大型-超大型规模矿床的有利条件。

镍矿；岩石矿物；成矿潜力；石头坑德

东昆仑造山带是青藏高原内部可以与冈底斯带相媲美的一条巨型构造岩浆岩带（莫宣学等，2007），近年来在该造山带内铜镍硫化物矿床找矿工作获得重大突破，相继发现了夏日哈木超大型镍矿及冰沟南、石头坑德镍矿点。石头坑德镍矿点是四川省地质矿产勘查开发局一O八地质队在2014年发现的，少有报道。现重点对该矿点含矿岩石和矿石的矿物学特征进行讨论，以期对石头坑德镍矿后续的勘查工作提供更多参考。

1 区域地质背景

石头坑德位于东昆仑造山带的北昆仑地块（图1b）。北昆仑地块南端的昆中断裂附近存在一条规模巨大的俯冲带（Meng et al., 2013），北缘隐伏断裂带也是一南倾的深大断裂（李光岑等，1990；吴功建等，1990）。北昆仑地块是该造山带内部相对稳定地块，推测地表下约40km处麻粒岩相岩石构成加厚地壳（邓晋福等，1995），并且在基底内部存在一条岩石圈断裂（祁生胜等，2014）。北昆仑地块出露的地层和岩浆活动相对简单，主要有两类地质体：一是古元古界金水口群白沙河岩组，其主要岩石类型为黑云斜长片麻岩、云母二长片麻岩、斜长角闪岩和大理岩，变质程度达角闪岩相—麻粒岩相；二是花岗岩体，带内不同期次的花岗岩极为发育，近年来区域地质调查表明，主体为志留纪-泥盆纪花岗岩和晚二叠世-晚三叠世花岗岩，两个不同旋回中的花岗岩分布面积相近。北昆仑地块内部发育呈近东西向分布的逆冲型韧性剪切带。

图1 （a）中国构造示意图；（b）石头坑德大地构造略图（据Li et al., 2015修改）；（c）石头坑德矿区地质图

2 矿区地质特征

石头坑德矿区内地层相对简单，主要出露早元古代金口水群(Pt)以及沿河谷、缓坡地带分布的第四系冰水冲积物。早元古代金口水群的岩性组合为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、透辉石大理岩、石英岩。其中黑云斜长片麻岩与角闪斜长片麻岩为赋矿围岩，片麻理产状为220°∠50°～56°。矿区受北昆仑地块内部近东西向逆冲型韧性剪切带影响，发育脆-韧性断裂带，沿深大断裂带两侧形成次级剪切构造带，可能为区内重要的热液型矿床成矿通道和容纳场所。矿区受多期岩浆-构造活动影响，伴随发生区域变质、动力变质、接触变质等多期次变质作用。

矿区岩浆岩十分发育，从基性—超基性到中、酸性侵入体均有出露。其中镁铁-超镁铁杂岩体对区成矿作用具有重大意义。该杂岩体长3.8~4.6km，宽0.6~1.2km，出露面积5.2km2，主要由辉石岩相、橄榄岩相和辉长岩相组成（图1c），发生全岩铜镍矿化，前人获得矿化辉长岩锆石U-Pb年龄为423.5±3.2 Ma（周伟等，2015）。岩体与围岩呈侵入接触关系，在与岩体接触部位，围岩蚀变强烈，同时矿区在断裂破碎带、节理裂隙、脉体及其旁侧发育热液蚀变，，蚀变类型有硅化、绢云母化、高岭土化及碳酸盐化等，其地表以绢云母化、高岭土化为主，深部则以硅化为主。

图2 石头坑德镍矿Ⅰ号杂岩体野外现象

a-岩体与围岩侵入接触关系；b-片麻岩捕掳体；c、d-辉石岩相侵入辉长岩相；e-橄榄岩相侵入辉石岩相；f-各岩相带野外关系；g-堆晶辉长岩；h-橄榄石和辉石互层；I-后期石英脉体贯入

3 矿体特征

矿区已圈出矿体9条，多呈厚大似层状、透镜状、条带状和不规则状，主要赋存于辉石岩相、橄榄岩相和辉长岩相，其中辉石岩相中矿化最强烈。矿体均表现出中间厚，品位高，向两侧趋于尖灭。其中1号矿体规模最大，大致产状245°∠85°，长约235m，厚5.78~30.81m，倾向最大延伸50m。矿体风化面可见镍华及原生镍黄铁矿，已获镍资源量（332）+（333）6.98万吨（平均品位Ni 1.17%）、钴0.33万吨（平均品位Co 0.04%）、铜0.09万吨（平均品位Cu 0.21%）。

4 岩石矿物特征

成矿杂岩体主要由辉长岩相-辉石岩相-橄榄岩相等岩石类型组成（图2）。辉长岩相包括辉长岩、暗色橄榄辉长岩；辉石岩相包括单辉辉石岩、二辉辉石岩和方辉辉石岩；橄榄岩相包括单辉橄榄石、方辉橄榄石和纯橄岩。

辉长岩为灰色，块状构造，辉长结构（图3a）、堆晶结构，局部可见包辉结构（图3c）。主要由斜长石（50%～60％），单斜辉石（30%～45％），斜方辉石（10%～15％）及少量不透明矿物（1％）组成，堆晶矿物主要为斜方辉石和单斜辉石，斜长石充填在斜方辉石和单斜辉石晶体的空隙中。斜长石为半自形−自形板条状，一般长1.5~2mm，聚片双晶清晰可见，绝大部分斜长石较新鲜，只有少数斜长石颗粒见有钠黝帘石化。单斜辉石为半自形短柱状，粒径多为1.5mm左右，发育不同程度的次闪石化，有的完全蚀变为次闪石，次闪石为纤维状、针状集合体，主要为透闪石。斜方辉石亦为半自形−他形短柱状，以蛇纹石化为主。暗色橄榄辉长岩为灰色，中-细粒结构、包橄结构，块状构造。主要由辉石（45%～65％），斜长石（20%～25％），橄榄石（5%～10％），尖晶石（1%～3％）组成。辉石主要为单斜辉石，偶见斜方辉石。辉石粒径一般在0.5～1.5mm，呈半自形短柱状，次闪石化强烈，也见有滑石化、绿泥石化。橄榄石为他形浑圆粒状，粒径1.5mm，以蛇纹石化为主，亦见滑石化。橄榄石的蛇纹石化呈网脉状，网结中心部位的橄榄石一般未蚀变。个别橄榄石颗粒被较大的斜方辉石包裹，形成包橄结构；局部可见橄榄石的斜方辉石反应边结构（图3d）。斜长石为自形-半自形板条状，粒径变化较大，0.3～2mm不等，较新鲜，有微弱钠黝帘石化，分布于橄榄石和辉石颗粒的粒间。尖晶石为粒状，四方形，被包裹于斜长石和单斜辉石颗粒内部（图3e-f）。

图3 辉长岩镜下特征

a-辉长岩辉长结构；b-辉长岩堆晶结构；c-辉长岩包辉结构；d-暗色橄榄辉长岩包橄结构，橄榄石的斜方辉石反应边；e-暗色橄榄辉长岩堆晶结构；f-暗色橄榄辉长岩中的尖晶石；Pl-斜长石；Cpx-单斜辉石；Opx-斜方辉石；Spl-尖晶

图4 橄榄岩岩相岩石镜下特征

a、b-单辉橄榄岩包橄结构；c-方辉橄榄岩堆晶结构；d-方辉橄榄岩橄榄石蛇纹石化；e、f、g-纯橄岩堆晶结构，局部范围斜方辉石较多且集中；h-纯橄岩中橄榄石内部尖晶石；I-纯橄岩橄榄石蛇纹石化；Cpx-单斜辉石；Opx-斜方辉石；Ol-橄榄石；Spl-尖晶石；Srp-蛇纹石；Mag−磁铁矿

橄榄岩根据不同的矿物组合分为单辉橄榄岩，二辉橄榄岩，方辉橄榄岩和纯橄岩。单辉橄榄岩深灰色，块状构造，包橄结构，主要矿物成分为单斜辉石（45%～50％）、橄榄石（45％）、斜方辉石（5%～10％）和斜长石（2%～5％）。橄榄石他形浑圆粒状0.5～1.5mm，个别可达2mm，裂理发育，沿其裂理发育有程度不等的蛇纹石化，并析出微细粒磁铁矿。部分橄榄石被辉石包裹，形成包橄结构（图4a-b），且这部分辉石多为单斜辉石。单斜辉石呈半自形短柱状，1.5～2mm，较新鲜，个别单斜辉石见有微弱的次闪石化，以透闪石化为主。斜长石他形粒状，0.1～0.3mm，充填于辉石和橄榄石的粒间。二辉橄榄岩为深灰色，中-细粒结构，块状构造。主要由单斜辉石（45％）、斜方辉石（50％）、斜长石（5％）组成。单斜辉石半自形短柱状，粒径一般在1.5～2mm，蚀变微弱，以次闪石化为主。斜方辉石为半自形短柱状，2～2.5mm，蚀变以蛇纹石化为主。方辉橄榄岩为黑色，中-细粒结构，包橄结构，堆晶结构，块状构造。由橄榄石（±80％）、斜方辉石（±15％）、斜长石（5％）组成。橄榄石为堆晶矿物，斜方辉石为充填（图4-c）。橄榄石全部蚀变为蛇纹石（图4-d），也见滑石化，且析出大量粉尘状磁铁矿。颗粒新鲜的橄榄石几乎未见，橄榄石经常被斜方辉石包裹。斜方辉石呈半自形-他形短柱状，0.5～1.5mm，较橄榄石新鲜，只有微弱的次闪石化。极个别斜方辉石也有蛇纹石化。纯橄岩为深灰色-黑色，块状构造，中-细粒结构，堆晶结构，包橄结构。由橄榄石（±95％）和辉石（±5％）组成。橄榄石为主要的堆晶矿物，其它矿物充填在橄榄石晶体间隙，局部范围斜方辉石较多且集中（图4e-g）。橄榄石呈他形浑圆粒状，1.0～1.5mm，橄榄石内部可见四方形尖晶石（图4h），且大部分橄榄石蛇纹石化强烈，多已完全蛇纹石化，并伴有微-细粒磁铁矿脉析出（图4I）。个别橄榄石颗粒被大颗粒的单斜辉石包裹，形成包橄结构。辉石呈半自形-他形短柱状，单斜辉石较新鲜，斜方辉石次闪石化强烈。

辉石岩根据矿物组合不同分为单辉辉石岩，二辉辉石岩，方辉辉石岩。单辉辉石岩主要由单斜辉石（±80％）、斜方辉石（15%～20％）、斜长石（5％）组成。颜色为深灰色，块状构造，中-细粒结构，包辉结构。单斜辉石呈半自形短柱状，有的为粒状，粒径一般在1.5～2mm，最小者为0.03～0.05mm，且这部分小颗粒辉石被斜长石包裹着，形成包辉结构（图3.4a）。颗粒粗大的辉石见有微弱的次闪石化（图3-4b）。斜方辉石半自形短柱状，1.5mm，发育较弱的蛇纹石化。斜长石他形粒状，0.5mm左右，充填于辉石粒间，粒度较大的斜长石包裹着单斜辉石颗粒。二辉辉石岩为深灰色，中-细粒结构，包辉结构，堆晶结构，块状构造。主要由斜方辉石（40%～50％）、单斜辉石（30%～40％）、斜长石（5%～10％）及少量不透明矿物（3%～5％）组成。斜方辉石多为自形-半自形短柱状，粒径多在1.5～2mm，单斜辉石为半自形短柱状，1.5mm±居多。岩石中局部可见堆晶结构，斜方辉石和大部分单斜辉石为堆晶相，斜长石和少部分单斜辉石为填隙相（图5c-d）。各矿物均较新鲜，在斜长石较集中部位可见大颗粒斜长石包裹斜方辉石，形成包辉结构。不透明矿物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿等。方辉辉石岩为深灰色，包橄结构，堆晶结构，块状构造。主要由斜方辉石（85%～90％）、橄榄石（0～5％）单斜辉石（0～10％）和斜长石（2%～5％）组成。斜方辉石半自形-自形短柱状，平均1mm，最大者达1.5mm，四方形切面明显。只有极个别斜方辉石表面见有蚀变的蛇纹石脉，脉宽不足0.02mm，大部分斜方辉石较为新鲜。单斜辉石呈半自形短柱状，也见他形粒状，粒径一般在1.5mm。单斜辉石较新鲜。斜长石为他形粒状，充填于辉石颗粒所组成的空隙中。橄榄石他形浑圆粒状，1.5～2mm，裂理发育，较新鲜，可见小颗粒橄榄石被颗粒较大的斜方辉石所包裹，形成包橄结构（图5e）。斜方辉石为主要的堆晶相矿物，单斜辉石和斜长石为填隙相矿物（图5f）。

图5 辉石岩相岩石镜下特征

a-单辉辉石岩包辉结构；b-单辉辉石岩中单斜辉石次闪石化；c、d-二辉辉石岩中堆晶结构；e-方辉辉石岩中包橄结构；f-方辉辉石岩堆晶结构；Pl-斜长石；Cpx-单斜辉石；Opx-斜方辉石

5 矿石矿物特征

矿石主要为块状构造（图6）、海绵陨铁构造（图2，图6）、浸染状构造（图2）等。金属矿物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿，还有少量的针铁矿、闪锌矿、钛铁矿、含钛磁铁矿、辉钼矿、辉铜矿、硫砷铜矿、赤铁矿、六方硫镍矿，发育自形-半自形粒状结构、交代结构等。

磁黄铁矿为矿区最主要的金属矿物，在块状硫化物镍矿石、稠密浸染状镍矿石、海绵陨铁镍矿石、稀疏浸染状镍矿石，磁黄铁矿含量均是最主要金属矿物，并和镍黄铁矿、黄铜矿共生（图6e），其矿相学特点是玫瑰棕色，磨光性较好，但也有擦痕，具强非均质性，偏光色为蓝绿色，无内反射色，反色率为中等（R=±40），矿物粒径一般2~8mm，磁黄铁矿周边分布镍黄铁矿，构造节状结构（图6e），而且可见磁黄铁矿包裹硅酸盐矿物形成海绵陨铁结构结构。镍黄铁矿是矿区最重要的镍矿物，常与磁黄铁矿共生，其矿相学特征是反光率较强（R=±46），均质性，无内反射，淡黄色，可见两组解理，粒径一般在1mm左右，和磁黄铁矿的含量比约3:1。黄铜矿在镍矿石中普遍产出，与磁黄铁矿、镍黄铁矿共生，黄色，多呈不规则状，粒径一般在0.5mm之下，反光率较强（R=±48），、弱非均性、蓝绿灰色偏光色、无内反射、磨光面多擦痕。黄铁矿矿相学特征为黄白色，反光率较强（R=54），均质性。常呈不规则状与磁黄铁矿连生，局部黄铁矿十分破碎，有被磁黄铁矿胶结的现象，局部可见磁黄铁矿充填于黄铁矿裂隙，颗粒大小不等，粒径40~200μm。磁铁矿为灰色，反射率较低（R=±21）、均质性强，无内反射，硬度较高，钢针不能刻划，凸起高于磁黄铁矿。呈板状、针状分布于脉石矿物中（图6），同时可见呈他形和半自形六面体与po伴生。

6 讨论

石头坑德铜镍矿床与夏日哈木超大型铜镍矿相邻，二者均位于东昆仑造山带的北昆仑地块，我们将这两个矿床的构造背景、含矿岩体岩石特征、金属矿物组合进行了对比。

6.1 构造背景对比

石头坑德镍矿位于中昆仑断裂北侧（图1b），夏日哈木镍矿靠近北昆仑断裂带（图1b），与前人研究的小岩体矿床一般都邻近深大断裂相符（汤中立等，2011），中昆仑及北昆仑断裂无疑有利于含矿岩体的侵位，其次级断裂对矿体产出起了控制作用，并且这两条深大断裂是成矿岩浆事件的岩浆和矿液活动的通道。石头坑德矿床赋矿辉长岩锆石U-Pb年龄为423.5±3.2 Ma（周伟等，2015），夏日哈木铜镍矿成岩成矿年龄为439~393.5Ma（李世金等，2012；王登红等，2014；姜常义等，2015），成矿时期同属于加里东晚期，共同处于造山后的伸展环境（周伟等，2015）。石头坑德铜镍矿与夏日哈木铜镍矿具有相似的大地构造背景以及相同的成矿地质条件，并且经历了相同的大地构造演化。

图6 石头坑德矿床矿石显微照片

Pn-镍黄铁矿；Po-磁黄铁矿；Cp-黄铜矿；Mt-磁铁矿；Py-黄铁矿；Gt-针铁矿

6.2成矿岩体岩石组合对比

石头坑德含矿杂岩体出露面积约5km2，而夏日哈木镍矿赋矿岩体地表出露面积约0.7km2，具有中国典型小岩体的特征（汤中立等，1991）。石头坑德杂岩体岩石类型为橄榄岩相、辉石岩相和辉长岩相，且岩相带清晰（图1c），系岩浆多次侵位产物；通过野外地质现象观察（图2），各岩相间的侵位先后顺序为辉长岩相-辉石岩相-橄榄岩相，且均有矿化。夏日哈木赋矿岩石为纯橄岩、方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、橄榄方辉辉石岩、方辉辉石岩、含长二辉岩以及橄榄辉长岩、暗色辉长苏长岩和淡色辉长岩，但是侵入顺序与石头坑德相反（杜玮，2015）。二者表现为具有相同的赋矿岩性组合特征，为多期次侵入的复式岩体，岩石类型丰富，岩浆充分分异特征明显。石头坑德镍矿石中橄榄石Ni=471×10-6~2 279×10-6，夏日哈木橄榄石Ni=1 564×10-6~2 687×10-6，均在有利成矿范围内（周伟等，2016）；石头坑德橄榄石Fo值为81~86，夏日哈木橄榄石Fo值为86~87（周伟等，2016），表明石头坑德与夏日哈木含矿岩体橄榄石Ni的含量与Fo属于同一变化范围，含矿岩石均发生过硫化物的熔离，均具有形成铜镍硫化物矿床的有利条件，而夏日哈木为超大型矿床，石头坑德在局部地段已有较好的成矿显示。因此，石头坑德镍矿具有形成大型-超大型矿床规模的潜力。

6.3金属矿物组合对比

石头坑德镍矿的主要金属矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿，主要结构为结构有自形-半自形粒状结构、交代结构等，构造为块状构造、海绵陨铁构造等；夏日哈木超大型镍矿主要金属矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿，结构为粒状结构、交代结构、乳滴状结构等，构造为块状构造、海绵陨铁状构造、浸染状构造、斑杂状构造、角砾状构造。说明二者金属硫化物组成、结构、构造类型相同，且均有海绵陨铁构造，进一步证明了两个矿床主要含矿硫化物形成于岩浆熔离作用。

综上所述，石头坑德镍矿床与夏日哈木超大型镍矿床具有相同的岩石、金属矿物组合，相似的成矿条件、成矿机制，并且在局部地段已经控制相当规模的资源量，结合该矿床勘查工作已取得的Cu、Ni、Co化探异常及高磁异常，说明石头坑德是具有形成大型-超大型铜镍硫化物矿床的有利条件。

7 结论

1）石头坑德矿床的赋矿岩石由橄榄岩相+辉石岩相+辉长岩相组成。侵入先后顺序为辉长岩相、辉石岩相、橄榄岩相。

2）石头坑德矿床主要矿石矿物组合为磁黄铁矿＋镍黄铁矿＋黄铜矿±黄铁矿±磁铁矿，矿石结构为自形-半自形粒状结构、交代结构，矿石构造为块状构造、海绵陨铁构造。由主要矿物组构说明了含矿硫化物形成于岩浆熔离作用。

3）通过对比夏日哈木超大型铜镍硫化物矿床的岩石组合、矿石矿物组合，结合前人的研究成果，说明石头坑德矿床具有形成大型-超大型铜镍硫化物矿床的有利条件。

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Petrography and Mineragraphy for the Shitoukengde Ni Deposit in the East Kunlun

XIE En-shun1DONG Jun2

(1-Panxi Geological Party, BGEEMRSP, Xichang, Sichuan 615000; 2-No.108 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 611230)

The Shitoukengde Ni deposit in Qinghai is confined to gabbro, pyroxenite and peridotite. Main ore minerals are pyrrhotite, pentlandite, chalcopyrite, pyrite and magnetite. The ores have granular metasomatic texture, sideronitic texture and massive structure. This paper compares mineral assemblage of the Shitoukengde Ni deposit with that of the superlarge Xiarihamu Ni deposit, considering the Shitoukengde Ni deposit might be a superlarge one.

Ni deposit; mineral assemblage; ore potential; Shitoukengde

P618.63

A

1006-0995（2017）02-0233-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.013

2016-10-09

谢恩顺（1975-），男，安徽岳西人，硕士，高级工程师，从事地质矿产勘查工作