新疆哈密市黄山铜镍矿成矿规律浅谈

2018-05-26张学文

新疆有色金属 2018年2期

关键词：基性基性岩铜镍

张学文

（新疆亚克斯资源开发股份有限公司哈密 839000）

1 区域地质

该区大地构造位置位于觉罗塔格复背斜东段北侧，康古尔韧性剪切带东段南侧。

1.1 地层

区域内古生界主要为中石炭统梧桐窝子组(C2w)和干墩组(C2g)，前者分布于北部，后者分布于南部。

1.2 岩浆岩

该区岩浆岩发育，分布较广，主要为华力西中期的闪长岩和花岗岩。闪长岩在梧桐窝子组中出露的规模最大，花岗岩呈岩基、岩株状侵入于干墩组中。

区内基性-超基性岩是整个土墩-黄山-镜儿泉超基性岩带的一部分。整个岩带大小共约30个岩体成群带状分布，北东东向出露于觉罗塔格复背斜东段北侧。

1.3 构造

大地构造位置位于塔里木板块(Ⅰ)，塔里木板块前沿活动带(Ⅱ)，觉罗塔格石炭纪岛弧带(Ⅲ)东部，干墩大断裂南侧（图1）。觉罗塔格复背斜东段的基性-超基性岩体，均分布于康古尔塔格深断裂的南侧，即断裂的上盘，愈近断裂岩体出露的愈多，远离断裂逐渐减少。据研究表明，康古尔塔格深断裂，是一条超壳断裂，控制整个基性-超基性岩带的分布。北东向的断裂，如香山断裂有香山岩体侵入，山口断裂有二红洼岩体侵入。近东西向的断裂，如黄山南断裂有黄山南岩体侵入，黄山断裂有Ⅰ号岩体和黄山东侵入。因此第二序次的次级断裂对基性-超基性岩而言是导岩容岩构造。

图1

区域内黄山断裂带的主体断裂，一旦出现北东向的次级断裂(即第三序次构造)，当右行剪切作用持续作用，沿北东向断裂右侧会出现拉张区，作用时间和强度愈长愈大，拉张区亦愈大。这个拉张区就是造成基性-超基性岩侵入就位的有利部位。

就Ⅰ号岩体来说，岩浆物质最先沿断裂侵位，当右行剪切作用持续作用，根据同构造生长脉的理论，先期侵入的岩浆脉体发生顺时针方向旋转，稍后侵入的仍按原断裂方向贯入（图2），结果表现为反“S”的弯曲。

图2

因此，第三序次北东向的断裂，是岩体侵位的可能有利部位，同时控制岩体的形态、产状和规模。

总之，构造规模和序次的不同，对基性和超基性岩体控制作用的表现形式亦不同。

2 矿床地质

矿区内共圈出91个矿体，均为隐伏矿体，按照矿体规模划分大型矿体1个、中型矿体4个，其余均为小型矿体。

2.1 岩体

区内出露I号、Ⅱ号、Ⅲ号岩体。I号、Ⅱ号岩体为基性-超基性杂岩体，地表出露岩相为辉长岩-辉长苏长岩-二辉辉石岩组合（图3）。Ⅱ号岩体呈北东东向分布在I号岩体东边，出露宽度130～25 m，长约2.0 km左右。Ⅲ号岩体为不含矿的闪长岩体，位于Ⅱ号岩体南部。I号岩体分异较好，出露规模最大，称为黄山基性-超基性复式含矿岩体。也是黄山铜镍矿的赋矿岩体，故为黄山岩体。

黄山岩体地表形态近东西向，长约4 km，东端约55 m，西端宽840 m，向西逐渐变宽，呈“蝌蚪状”（图3），面积约1.4 km2。岩体东部最浅，向西逐渐变深。岩体东部及中部南界北倾，北界南倾，倾角60°左右，西部南北界产状同东部相同，只是倾角在80°左右（图4、图5）。黄山岩体的侵位受区域剪切作用控制，岩体走向与区域构造和区域节理走向相同。

图3

图4

图5

岩体侵入石炭系中统干墩组上部，与围岩呈侵入关系接触。根据主要造岩矿物组合，岩石结构、构造特征，岩石类型的组合，空间分布和接触关系以及矿化特征，首先确定岩相的划分，在此基础上依据岩相生成及岩相组合间的接触关系的先后顺序，岩石演化和化学特征等再进行期次的划分。因区内基性-超基性岩是华力西中期较晚侵入次侵入的，故岩体内部的侵入期次称作“亚次”。

黄山I号岩体共划分出4个侵入期次。第一侵入期次主要为单一的斜长橄榄岩，主体岩相为斜长角闪橄榄岩，分布于第二侵入期次的苏长岩相中；第二期次侵入苏长岩和辉长岩，包围第一侵入期次斜长角闪橄榄岩，分布在岩体的东侧。第三期次侵入辉石岩、橄榄岩是黄山铜镍矿的主含矿岩体，侵入到第二期次辉长苏长岩和辉长岩中，第三期次橄榄岩分布于黄山岩体的西侧底部，为隐伏岩相。第三期次岩相从深部到浅部依次为橄榄岩、橄辉岩和辉石岩。第四侵入岩体为辉长闪长岩较为单一的。

2.2 矿体

以区内大中型矿体为例，30号、31号矿体主要赋存在第三期次岩相的底部或靠近底部位置，30-2号矿体位于橄榄岩，顶板为辉长岩，底板为细碧玢岩岩。32X-1号矿体顶板主要为橄榄岩，局部为辉长闪长岩和辉橄岩，底板为辉长闪长岩。32X-2号矿体顶底板主要为橄榄岩，局部为辉长闪长岩和辉橄岩。对本矿区资源储量占90%以上的矿体进行剖析,矿体主要赋存在橄榄岩、辉橄岩中，部分赋存在辉橄岩中。以中等浸染状矿石为主，局部地段块状、半块状矿石呈不规则脉状穿插在浸染状矿石中。

2.3 矿岩及地化分析

黄山铜镍矿的第一期次分布于第二期次的辉长岩中，地表未见两者的穿插关系，深部钻孔控制的斜长橄榄岩延伸较浅，在底部已控制，因此将其化为第一侵入期次。第二侵入的辉长岩和苏长岩有渐变过渡关系，表明第二侵期次岩相有结晶分异存在。第二期次基性岩和第三期次超基岩的界限较为明显。根据接触关系和矿物含量突变将二期次基性岩与第三期次橄榄岩、辉石岩、橄辉岩等划分为两个侵入期次。第三期次的橄辉岩和橄榄岩之间存在过渡与截然关系。往浅部逐渐变为橄辉岩、辉石岩，橄榄岩赋存在该期次岩相底部。显示岩浆结晶分异的特征。另外，岩浆结晶过程中，随着矿物的结晶，岩浆中的最高硫溶解度会发生改变，即岩浆中硫化物/硅酸盐的共结比也会发生改变，硫化物/硅酸盐的共结比增加会使岩浆中熔离出硫化物的含量增高。黄山矿床的矿体主要赋存在橄榄岩中，且硫化物饱和时间较早表明黄山岩浆橄榄石堆晶和硫化物熔离都发生在结晶作用的早期，橄榄岩结晶时岩浆硫化物/橄榄岩的共结比基本一致。因此橄榄岩/硫化物共结比的改变也不是黄山矿床矿体中镍、铜品位变化的主要控制因素。

新鲜岩浆的注入，能提高岩浆中硫化物的含量和岩浆体系的R值（硫化物/硅酸盐），也可以造成黄山矿床铜镍矿体中的金属元素的变化。熔离出来的硫化物和岩浆发生金属元素的交换，高R值是岩浆中的硫化物富集亲硫元素。硫化物中的亲硫元素含量变化也表明由底部往浅部含量升高。

以上表明,黄山岩体铜镍矿中镍、铜元素变化主要受多期次岩浆不给控制，因为亲硫元素具有很强的亲硫性，在早期熔离硫化物将带走岩浆中绝大部分亲硫元素，残余岩浆中将强烈亏损亲硫元素。因此，在一个封闭体系中形成的硫化物变现为底部富集、上部亏损。从黄山岩体剖面变化表明岩体中的硫化物形成于开放体系。橄榄岩中的硫化物也形成于开放体系。