新疆若羌县北山地区坡北一号岩体铜镍矿成矿模式及成矿规律探讨

师霄杰

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

1 矿区地质

工作区大地构造位于北山裂谷西段。北山裂谷位于中亚造山带之中东天山的南缘，塔里木盆地的东北缘。发源于塔里木陆壳板块，经历了多阶段的地质活动过程。由此形成了复杂多变的地层、构造、岩浆岩，为金、铜、镍、铁、锰等矿产的形成提供了良好的地质背景条件。

1.1 地层

区内出露地层由下而上包括下元古界北山群、中元古界长城系古硐井群和古生界石炭系下统红柳园组、上统石板山组以及第四系全新统洪积层。

1.1.1 古元古界北山群（Pt1B）

北山群出露于中南部小长山南部一带，平面上呈一向西收敛尖灭，向东撒开的楔状体，南北两侧均为断层所限。北山群为一套角闪片岩、斜长片麻岩、变粒岩、石英片岩和石英岩为主，夹磁铁石英岩的角闪岩相变质岩组合。

1.1.2 中元古界长城系古硐井群（Pt2CcG）

古硐井群广泛出露于中北部地区，由于受中元古代—华力西期多次岩浆活动侵蚀，分布较为紊乱。主要为灰绿色绿泥黑云石英片岩、夹似层状、透镜状白（绢）云母石英片岩、灰色、紫灰色细粒黑云片岩、夹大理岩、石榴子石矽卡岩组成。

1.1.3 古生界石炭系

⑴下石炭统红柳园组（C1h）：主要分布于坡北一带及以南地区。下部为砾岩、砂砾岩、杂砂岩，上部为灰岩与钙质砂岩、页岩的不均匀互层，不整合于中上元古界之上。

⑵上石炭统石板山组(C2s)：主要呈北东东-东西向带状展布于南东部，为一套陆源碎屑岩组合，主要岩性为千枚岩、变粉—细砂岩夹变长石岩屑粗砂岩、变泥质细砂岩及少量变玄武岩。

1.1.4 第四系全新统洪积层(Qhpl)

第四系全新统洪积物普遍发育，广泛分布于河谷及洼地之中，由松散的砾石、碎石、砂及粘土等组成。

1.2 构造

北山主干断裂为NEE向和近EW向展布，北山陆内造山带主要分布于中天山隆起带南缘深大断裂和疏勒河深大断裂之间的广大地区。该带经历了复杂的构造演化过程，在前寒武纪时期与塔里木地台曾经为一个古陆整体，在古生代阶段由于古陆内部拉张和伸展裂陷作用，同一古陆裂离，形成古生代陆内造山带。空间上呈现近EW向平行或者相互叠置的三个断裂造山带所组成，即红石山-塔水早古生代断裂造山带、中坡山-白山石炭纪断裂造山带、二叠纪断裂造山带。而每个断裂造山带内部为断隆和断坳。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩较为发育，主要为华力西中晚期侵入岩。岩石类型从超基性至酸性岩类均有出露。基性-超基性侵入岩为本区岩浆硫化物型铜镍矿床的重要含矿建造。

坡北基性-超基性杂岩带出露于白地洼-淤泥河深断裂南侧，并与重力异常的重力梯级带、局部重力高值区及磁异常的分布关系密切，其显示了它们形成期的空间条件与上部地壳演化及在成因上与上地幔物质的渗入有着密切的联系。根据以往同位素测量成果（吕新彪等2013、姜常义等2006、秦克章等2009），本区杂岩体多形成于283.8-271Ma。表明该区在晚石炭世-早二叠世期间有一次大规模幔源岩浆侵入事件。

2 成矿规律与成矿模式

2.1 坡北一带铜镍矿成矿规律

坡北一带基性-超基性质岩体出露面积较东天山地区的岩体大，根据坡北一带岩体的岩石学、岩石化学、岩相学分析该带岩体具有较好的成矿潜力。形态上多为葫芦状、不规则圆状等，整体上受断裂控制成群成带出现。岩体侵位于中元古界古井硐群中。

区内与铜镍矿有关的基性-超基性岩体，已积累了大量成岩、成矿年代学资料，成岩年龄集中在271-283Ma，尽管这些岩体分布范围广，物质组成及其他地球化学特征存在差异，但是形成年代均集中在晚石炭世-早二叠世。

区内基性-超基性质岩成群成带分布，并产出有众多铜镍矿床。岩体明显沿断裂带产出，坡北杂岩体包括坡一、坡十、罗东、坡东等一系列岩体。

岩体由东向西依次侵入，岩浆的演化程度由东向西逐渐增高，岩体由早期的镁质向晚期的铁质演化，越晚期侵入的岩体成矿越有利。根据本项目的成果，在坡一、坡十所在的第四侵入次岩体中的晚期岩体（第四阶段侵入苏长岩相）内，具有寻找高品位富镍矿体的潜力。

2.2 坡北一带铜镍矿矿床成矿模式

坡一、坡十的铂族元素研究表明其具有硫化物熔离，经坡北矿物平衡计算得出的坡北“母岩浆”（其实为次级母岩浆）的Mg在9.8%-9.6%，Al在7.0%-8.3%，Ti在0.65%-1.03%，明显低于原始母岩浆中的元素含量，说明坡北原始母岩浆其经过了结晶分异演化成为坡北次级母岩浆，很可能结晶分异的同时发生了硫化物的早期熔离。

坡北次级母岩浆继续结晶分异演化，依次形成了岩浆、含矿岩浆、富含矿岩浆、矿浆。在构造动力作用下岩浆、含矿岩浆、富含矿岩浆、矿浆先后从白地洼次级断裂中上侵，但部分岩浆在上侵过程中周围围岩发生混染，同地层进行物质交换，降低了岩浆的熔点，迫使岩浆不断结晶分异。随着岩浆结晶分异及同化混染作用的不断作用，致使岩浆基性程度不断增加，熔离作用越来越强，从而形成不同岩石组合和不同的含矿性密切关联的现象，演化程度越高的岩浆，其含矿性越好。

通过对坡一、坡十矿区岩石学、岩石化学、岩相学、矿相学等成果的综合分析，认为岩体的成矿作用是岩体不断同化混染和结晶分异的共同结果。成矿作用的发生同其岩浆演化程度关系密切，越晚期的岩浆，其岩浆演化程度越高。如坡一、坡十早期的橄榄岩含矿性不佳，而晚期的辉橄岩含矿性较好。