吉林红旗岭铜镍矿床的地质特征及成因探讨

孙宇佳

（吉林省有色金属地质勘查局六〇七队，吉林 吉林 132105）

1 吉林红旗岭铜镍矿床概述

红旗岭矿床位于吉林省中部磐石县境内，地处辉发河主干断裂北西侧，是我国主要的铜镍硫化物矿床之一。矿区内露出地层主要为下元古界呼兰群变质岩，矿床分布与辉发河断裂北西向次级断裂基本一致[1]。

该地区岩浆硫化物矿床分布较广泛，而铜镍金属矿主要存在于与岩浆活动有关的硫化物矿床中，因此该地区具有天然的铜镍矿资源开发优势。随着能源勘探、矿物产能工程的深入，通过长期的矿床勘探和开采，于矿床底部发现了规模较大的、层状分布的铜镍硫化物。伴生矿有黄铁矿、黄铜矿、铂族矿等主要矿物，其他少量伴生矿还有砷镍矿、磁铁矿、方铅矿、墨铜矿、钛铁矿、辉相矿等。矿区内矿体框式结构主要有晶粒状结构、焰状结构、环边结构、蠕虫状结构等，矿石构造有团块状构造、细脉浸染状构造、角砾状构造等。

吉林红旗岭铜镍矿床在我国矿床勘探与开采作业中具有重要地位，合理、有效、科学、效率开发红旗岭铜镍矿床是推动我国矿业发展的重要环节[2]。

2 吉林红旗岭矿床地质特征分析

矿区内主要地质构造为褶皱和断裂，从整体上来说，整个矿床位于吉林褶皱带东南边缘转折处，因此在较早时期该地区地质活动活跃，容易发生岩浆活动，从而为大量岩浆硫化物矿床形成创造了条件。从微观上来说，红旗岭矿床地质构造可分为北东向、北西向两种，两种地质构造在矿区内交错分布，构成了矿床的基本地质体征。

矿区北东向地质构造上基本与辉发河断裂带相平行，地质活动特征与断裂带活动相似，在北东向地质构造上又有多个次级断裂带，这些断裂带构成了红旗岭矿床的边界。研究表明，在地质活动较活跃的时期，地幔的岩浆活动在断裂带中留下多次活动的证据，这种多次的周期性活动造就了红旗岭铜镍矿床层次分明的特点。在镁铁质岩、超镁铁质岩侵入活跃期，部分地质构造发生改变，北东向断裂带部分转变为北西向断裂带，在长期的地质活动后演变成了今日红旗岭矿床内北东向、北西向地质构造交错分布的特征。相较于北东向地质构造，北西向地质构造是更为成熟的矿区发育构造，该地区曾经岩浆活动频繁，北西向断裂内岩体、矿体分布广泛。虽然北东向、北西向地质构造形成于不同时期，但是都主要由镁铁质岩组成，矿床也主要由此类岩体构成，多分布于辉发河断裂次级断裂之中。

通过长期的矿产勘探作业，已经证实红旗岭铜镍矿床中，镁铁质岩、超镁铁质岩分布极为丰富，截止到目前为止已经发现了至少三十处具备开采价值的镁铁质岩、超镁铁质岩矿床，矿区整体呈现北东向、北西向特征，矿区存在于断裂带或次级断裂带上，如赵家沟断裂、明德屯断裂等。在实际的开采作业中一经发现，虽然该区域断裂带形成原因大同小异，均来源于早期岩浆活动，但是不同地区矿床的富集程度不同，这种情况与矿化作用无关，主要与岩浆活动时期侵入程度有关。

红旗岭铜镍硫化物矿床主要开采价值集中在矿底，整体开采价值较高，矿田规模较大，主要呈层状分布。通过对岩体的深入研究，发现矿体分布类型和地质活动有关，不同时期地质活动的强弱对矿物质形成有重要影响。

3 红旗岭铜镍矿床形成原因分析

对红旗岭铜镍矿床成因进行分析，对矿产资源勘探和开发均具有积极意义，因此在此从矿床矿物元素来源为切入点，对红旗岭铜镍硫化矿床成因进行分析。

从理论上来说，红旗岭铜镍硫化矿床成因较其他矿床的研究价值更低，一方面是由于该地区岩体性质较为单一，值得研究的矿产元素较少，另一方面则是该地区地质构造鲜明、岩体结构层次明确，没有太高的鉴别难度。

通过长期的勘探和开采工作，就目前已知来说，红旗岭铜镍矿床岩体可分为三种，对三种岩体成因进行分析后发现，他们的形成都与镁铁质岩、超镁铁质岩有密切联系，这提示找到镁铁质岩、超镁铁质岩的来源基本已经明确矿床成因。另一方面铜镍矿床属于一般的岩浆硫化物矿床，只会在岩浆活动时形成，在高温状态下，固态金属被熔解，熔解后的金属元素逐渐结晶，当结晶到达一定程度后就会形成岩浆硫化物矿床，其中硫化物的熔离作用与岩浆酸性程度正相关。而研究已经表明，温度不同时硫化作用产生的矿种不同，在特定的温度下，金属元素熔离后就会产生铜镍矿床，这是红旗岭矿床中铜镍金属的成因。

单纯的金属元素生成并不能富集成矿，必须要有合适的床才能成为矿产资源。“床”的成因也就呼之欲出，就是岩浆活动使镁铁质岩、超镁铁质岩侵入原有岩层，形成合适的矿床。因此，红旗岭铜镍矿床的成因直接与早期岩浆活动有关，岩浆活动既形成了矿又形成了床。

4 结论

通过上述分析，可以明确地确认岩浆活动和地质构造共同造就了红旗岭铜镍矿床，其中岩浆活动更为主要。从矿物的形成上来看，岩浆活动的活跃程度决定了矿物丰富程度，铜镍硫化物矿床的形成过程中硫化作用必不可少，而岩浆活动直接与早期硫化作用、熔离作用相关，因此在红旗岭铜镍矿床找矿工作中可以通过分析早期硫化作用活跃程度来判断矿床内金属元素富集程度，明确矿产资源类型和开采价值。

5 发展展望

红旗岭铜镍矿床找矿工作是现阶段矿产资源勘探和开发的重点工作。而找矿工作是有迹可循的，通过一些蛛丝马迹可以在未开发之前就判断出某一矿田的开采价值，这就是找矿工作的根本目的，也是降低矿产开采成本的重要途径。

红旗岭铜镍矿床找矿工作较为简单，可从方向分析、岩层分析以及开采价值判断三个方面进行。

红旗岭铜镍矿床所处区域整体地质构造为辉发河断裂边缘褶皱转换地带，区域内有北东向、北西向两个大的次级断裂构造，和北东向相比，北西向断裂成矿价值更高，那么找矿方向可以暂定为北西向，沿辉发河断裂或次级断裂向北西向找矿，当然在资源相对充足的情况下，北东向也是找矿的合理方向。

岩层分析则是对可能存在开采价值矿床深度判断的依据，铜镍矿床以硫化物矿床为主，此地区硫化物矿床又以镁铁质岩、超镁铁质岩为主，因此可以从判断岩层性质来分析铜镍矿可能存在的岩层及其深度，当该层面为镁铁质岩、超镁铁质岩时那么极有可能有铜镍矿资源。

开采价值分析是对投入产出比的计算，当产出远远大于投入时，矿床就具备相应的开采价值。红旗岭铜镍矿床形成与岩浆硫活动时硫化作用直接相关，因此在确定矿床深度后可以通过取样分析来判断硫化作用强弱以及矿产内富含的金属元素，再通过对应算法来确定是否具有开采价值。