新疆哈密市圪塔山口铜镍矿地质特征及成因探讨

吴见新

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七0四队 哈密 839000）

1 区域地质背景

圪塔山口铜镍矿床位于新疆东天山铁镁-超铁镁质岩带东段，大地构造位置属于大南湖-头苏泉岛弧带，南侧康古尔塔格深大断裂带是形成铁镁-超铁镁岩的导岩构造，铁镁-超铁镁质岩体均分布于深大断裂的次级断裂中。含矿岩体侵入于泥盆系大南湖组中，直接围岩为凝灰岩、片岩。区域岩体成矿年龄在270～430Ma，多集中在270～290Ma 即早二叠世，该时期为成矿的集中爆发期，而这些镁铁-镁铁岩体是造山后伸展共同作用的产物。成矿带划属于康古尔-土屋-黄山铜镍金成矿带内，区域上黄山、黄山东、香山、葫芦、图拉尔根等铜镍矿床构成东天山东段最主要的铜镍成矿带。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿内地层主要为志留系红柳沟组、泥盆系大南湖组和第四系组成。红柳沟组主要分布于矿区南部F4断裂以南，呈长带状分布，主要由一套浅变质的火山—沉积岩组成。大南湖组矿区广泛分布，为矿区主要分布地层，也是基性杂岩体直接围岩地层，为一套海相火山喷发—沉积建造。主要岩性为凝灰岩、晶屑岩屑凝灰岩、炭质片岩，岩石内部黄铁矿、碳质发育，地表呈褐黄色，深部炭质片岩为杂岩体的上下盘直接围岩，也是寻找岩体的主要标志。第四系分布于矿区中部大沟及北西部洼地内，为一套洪冲积物。

2.2 构造

岩体受区域性深大断裂控制，以强烈挤压、韧性剪切为特征，为基性岩浆上侵、含矿流体的活动提供了良好的通道。北部次级断裂北东东向F2、F3次级断裂控制，是控制杂岩体就位和制约成矿空间的储岩储矿构造。矿体基本产于杂岩体内部、超基性岩体上部及岩相界面上，成岩与成矿构造一致。

2.3 基性杂岩体特征

矿区基性—超基性杂岩体分布于F2 断裂两侧，目前共发现杂岩体7个，其中含矿岩体共6个，除I-4号外均为含矿岩体，岩体呈脉状、透镜状产，杂岩体分为南北两个杂岩带，岩体均侵位于泥盆系大南湖组地层中。

北岩带特征：将分布于F2断裂附近的I-1～4号杂岩体为划为北岩带。I-1整体呈扁漏斗状，地表出露岩石类型有辉长岩、橄榄辉石岩，地表球形风化发育，矿化主要分布于橄榄辉石岩中，为全岩矿化，工程控制的程度延深小于100 米。I-2 号岩体呈透镜状，控制长度450米，最大斜深250米；岩体地表水平分带可划分为三个岩相，垂向分带与水平分带相吻合，自上而下为橄榄辉长岩→角闪辉长岩→辉长岩，呈反序演化特征，高品位铜镍矿体主要富集于岩体上部的超基性岩相中，下部基性岩体主要为铜镍矿化显示。I-3号岩体地表可分为两个岩相，上部为橄榄辉岩相，下部为辉长岩相，矿化主要集中于岩体上部，该岩体以硅酸镍为主。I-4号岩体地表出露为角闪辉长岩及辉长岩，矿化显示弱，为不含矿老岩体。I-2、3号岩体通过详查工作达到小型铜镍矿床规模。

南岩带特征：将分布于F3、4 断裂附近的I-5～7号杂岩体划为南岩带。I-5号岩体呈不规则马蹄状，岩体具全岩矿化特征，平面上、纵向上可分为辉长岩、橄榄岩、角闪辉长岩三个岩相分带，岩体上部为角闪辉长岩，厚度不大；中部为橄榄辉长岩、橄榄辉石岩，岩石中见有大量浸染状、团斑状褐铁矿及纤维状网脉状石棉，岩石中均可见有星点状、团斑状硫化物；下部主要为辉长岩岩石中硫化物较少。I-6号岩体地表第四系覆盖严重，地表为细粒辉长岩脉，深部验证埋深大于600 米，为矿区最大埋深岩体，倾向上延伸稳定。经钻孔验证岩相分异较完全，纵向上可分为橄榄辉长岩相→角闪辉长岩相→辉长岩岩相三个岩相分带；岩体上部为角闪辉长岩，此岩相矿化较为集中，可达全岩矿化；岩体中部为角闪辉长岩相，岩石主要为角闪辉石岩，可见少量硫化物，局部达到镍矿化；岩体下部为辉长岩，矿化较弱，硫化物较少。I-7 号岩体是新发现岩体，岩体地表呈椭圆，两侧第四系覆盖严重。岩体东西走向，长轴约40米，短轴约30米，地表岩相为角闪辉长岩→辉长岩，矿化蚀变见有褐铁矿化、孔雀石化、伊丁石化等特征，均匀铜镍矿化显示。

2.4 矿体特征

圪塔山口铜镍矿赋存于基性杂岩体内，矿区圈定铜镍矿体6 个，I-2-1 号铜镍矿体石控制程度最高、规模较大矿体。

I-2-1铜镍矿体：控制长350米，厚度18.58米，最大延伸200 米；走向60°，倾向150°，倾角49～65°；矿体整体呈囊状、透镜状，Ni 平均品位0.46%，Cu 平均品位0.29%，赋矿岩石为橄榄辉长岩。

I-3-1 号铜镍矿体：控制长225 米，厚度6.57 米，最大延伸150 米；矿体倾向约150°，倾角50～74°；Ni平均品位0.76%，Cu 平均品位0.5%，矿体呈脉状；赋矿岩石为橄榄岩。

I-5-1 铜镍矿体：控制长200 米，厚度6.79 米，最大延伸120 米，矿体倾向约125°，倾角约65～70°，Ni平均品位0.26%，Cu 平均品位0.25%，赋矿岩石为橄榄岩、角闪辉长岩。

2.5 矿石质量

矿石矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、铜蓝、辉铜矿等；脉石矿物有蛇纹石、滑石、纤闪石、镁闪石、橄榄石、斜帘石、透闪石、黑云母、辉石、角闪石等组成。矿石构造有半自形粒状、不规则它形结构、碎裂结构、交代结构、共生边结构、海绵陨铁结构；矿石构造有浸染状构造、星点状构造、块状构造、脉状构造。

3 成因探讨

在大约375-345Ma，准噶尔古大洋板块向南（天山）俯冲，在东天山地区自北向南形成了大南湖-头苏泉岛弧和阿齐山-雅满苏弧后盆地，由于俯冲作用形成一系列的岩浆活动，形成了包括东天山东段诸多杂岩体。东天山地区已经结束造山运动，进入了造山后伸展阶段，构造应力弛张，同期发育康古尔-黄山韧性剪切带和大量的镁铁-超镁铁质岩体，且这一期岩浆富含铜镍等成矿元素。在圪塔山口地区深部由于地幔部分熔融作用，形成了深部岩浆房，且岩浆在岩浆房中发生了硫化物的熔离作用。在280Ma左右，东天山地区发生了大规模的幔源岩浆活动。圪塔山口地区由于韧性剪切作用，在原来的岩浆通道位置形成了新的薄弱面，深部岩浆房的岩浆就沿着原来的岩浆通道依次上侵到地壳浅部，在原来的岩体位置上或者原来岩体的附近有空间的地方固结成岩，分别形成了圪塔山口Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号和Ⅴ号、Ⅵ号、Ⅶ号岩体。在岩浆上升过程中与周围的围岩发生了同化混染作用，但由于围岩中的硫已基本被晚泥盆时期的岩浆活动同化带走，所以这一期的岩浆活动虽然与围岩发生了同化混染作用，但并没有大规模的围岩硫加入，因此其硫同位素仍以幔源硫为主。在岩浆上升及就位过程中发生了硫化物的就地熔离作用，从而形成了以浸染状矿化为主的主要矿化体。综上所述圪塔山口矿床成因类型为岩浆融离-后期贯入型铜镍硫化物矿床。