广西宝坛地区铜镍矿床地质特征及找矿潜力分析

罗永恩 石永龙 黄美金 卢雪梅

广西第七地质队，广西 柳州 545100

广西宝坛地区在 20世纪 60～70年代至 21世纪10年代，先后发现探明了17个铜镍矿床，除了一个中型规模外，其余均为小型规模，矿床类型有岩浆熔离型和贯入型两种。20世纪80～90年代，区内外多家科研单位在该区开展锡多金属矿床成矿系列和成矿历史演化轨迹、地质特征及成矿机理研究等工作。同时，地勘单位开展过1∶20万航磁、重力等物探以及1∶20万化探和重砂，1∶5万水系沉积物测量和1∶5万区域地质调查、矿产调查等工作。近年来，在开挖电站的过水洞中见到高品位镍矿石，矿山深部的超基性岩性中也探明品位较富且具一定规模的铜镍钴矿体。本文通过对该地区矿床地质特征以及成矿地质条件的分析，结合近几年老矿山深部勘查成果及物化探资料综合分析，认为该区存在寻找铜镍矿潜力。

1 地质概况

宝坛地区位于扬子克拉通南缘东侧[1]、江南陆块的西南端，桂北台隆九万大山穹褶带[2]。出露地层有石炭系、泥盆系、寒武系、震旦系、南华系、上元古界丹洲群、中元古界四堡群（图1），其中赋矿地层为四堡群文通组和鱼西组，文通组和鱼西组的岩性主要为浅变质砂泥岩、板岩，并夹有数层铁镁质-超铁镁质火山岩层。

图1 宝坛地区地质简图[4]Fig.1 Geological sketch map of Baotan area

该区经历了四堡、雪峰、加里东、印支等多次构造运动，构造线主要为北东和北西两个方向。早期以褶皱为主要特征，中晚期以断裂构造为特征。褶皱主要为轴向近东西向和北东向的倒转复背斜、复向斜。规模较大的有池洞背斜、五地背斜、清明山背斜、田逢背斜、文得向斜、高岭向斜等。这些褶皱控制了区内与基性、超基性岩有关的铜镍矿床[3]。断裂主要为北东、北西和近南北向断裂，其中北东向较大断裂以区域性的池洞断裂和四堡断裂为代表，延伸和断距较大，是本区主要控岩、控矿断裂；近南北向断裂主要控制本区的锡多金属矿，北西向断裂形成时间较晚[4]，与成矿关系不密切。

区内具多旋回岩浆活动，主要是四堡期和雪峰期。四堡期是以基性、超基性岩为主，大多岩体呈岩床产于文通组和鱼西组地层中，既有侵入，也有喷出，并与铜镍矿化有关。铜镍矿体主要产在分异良好的多相岩体底部，受后期断裂改造叠加富集[5]。含矿岩体自下而上通常为：超基性岩（蚀变辉石岩、蚀变橄辉岩）→基性岩（蚀变辉长辉绿岩、蚀变辉绿岩）→中性岩（蚀变闪长岩），具有明显的侧向分异现象[4]。雪峰期是以侵入花岗岩为主，其次为基性玢岩。花岗岩与锡矿关系密切。

2 矿床地质特征

2.1 矿床分布

区内已发现含铜镍矿岩体70多个。主要含矿部位在纤闪石化辉石岩底部（倒转后产于顶部）0～15m范围内，尤其是0～4m常见。地表为锡矿时，往下部大多为铜镍矿；铜镍矿化范围与锡矿化大致相同。

2.2 矿体产出特征

主要有两种形态：一是岩浆熔离型成矿，主要产于纤闪石化辉石岩底部的铜镍矿体，矿体呈透镜状、似层状产出（图2），距离岩体与围岩之接触面1～4m，矿体长度一般为几百米至一千米，倾角一般 13°～30°与 45°～70°，矿石品位 Ni一般0.395%～0.578%，从接触带向外（远离岩体）品位逐渐降低；二是岩浆贯入型成矿，受构造控制，产于倒转背斜倾伏端或翼部的破碎带。如满洞铜镍矿床，矿体长20～30m，厚1.25m，Ni品位一般为5%～15%[3]。断裂产状陡处相对于缓处，矿体厚度大、品位富。

图2 池洞铜镍矿床似层状矿体产出示意图[5]Fig.2 Schematic diagram of the occurrence of quasi strata form ore bodies of copper-nickel deposit in Chidong

2.3 矿石类型及结构、构造

矿石类型常见有斑杂状、浸染状和块状。矿石的结构主要有半自形晶粒状结构、他形晶结构、结状结构、包含结构、填隙结构、熔蚀结构、交代残余结构、角砾结构、揉皱结构等。矿石构造主要有致密块状构造、浸染状构造、千枚状构造、片状构造、皱纹状构造、细脉状、环状（豆斑状）构造及不规则团块状等。

2.4 矿物组合

矿石矿物主要是镍黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、方黄铜矿、黄铁矿、褐铁矿、钛铁矿等；脉石矿物有阳起石、长石、绿泥石、角闪石、黑云母、白云母、石英、绢云母、方解石，微量榍石、白钛石、锆英石、绿帘石等。

2.5 围岩蚀变

（1）硅化。见于含矿岩体外接触带，硅化强烈处可形成密集的硅质条带，硅化的强弱取决于变质粉砂岩中的SiO2的含量及蚀变温度。

（2）混染岩化。含矿岩体侵入时温度较高，与部分围岩产生强烈交代作用，形成几米厚的混染岩化带，该带与围岩及岩体，在成分上都是互相过渡，矿物颗粒细，有时也富集铜镍矿。

（3）绿泥石化。主要出现在含矿岩体一侧的内接触带，绿泥石化呈显微鳞片状沿接触带平行排列，形成不规则的片理化带，铜镍矿化与此带关系密切，其出露宽度一般小于10m。

（4）纤闪石化。辉石被纤维状绿色角闪石代替，在近矿部位围岩蚀变较强，岩石具有较细的颗粒结构；在远离矿体的部位围岩蚀变较弱，岩石颗粒较粗。蚀变强度与矿体距离成正比，远离围岩则递减。镍钴矿化与此蚀变关系密切。

3 矿床成因

当含矿的基性-超基性岩浆侵入围岩之后，由于结晶分异作用，分出不同的岩相带。由于铜镍硫化物比重较大，因重力作用向下沉降，在近岩体底部的一定范围内，或因处于分散状态而呈浸染状，或因流动汇集而成“豆斑”或不规则团块状。在硫化物沉降过程中，岩体底部与围岩接触带，一方面因接触变质作用而导致外接触带某些接触角岩的形成；另一方面，由于岩体边部冷凝较快而产生细粒结构的纤闪石化辉岩，其中也常有一定程度的矿化，有时在某些地段，“豆斑”或浸染状相当显著。在大多数情况下，以离开接触面的一定部位，矿化较为集中，这显然与当时硫化物的下沉速度及岩浆的冷凝快慢有关，也可能与地壳内部物质成分的运动有关系[6]。

其次，含矿岩体的厚度，各处并不一致，但矿化富集的程度，并不因岩体厚度的不同而有明显的差异。这说明原始熔浆中，硫化物含量不高且较分散，而其下沉及聚集作用又均较缓慢，故在厚度较大的地段，除了在近底部的矿化带有铜镍硫化物的分布外，在其中部的中粒至粗粒纤闪石化辉岩中，有时也出现一定程度的矿化，以致形成“两段矿化”现象，即所谓“上悬矿化”，其铜镍品位不如近底部的矿化带强。

宝坛地区铜镍矿成矿可划分为两期多阶段，其成矿模式如图3所示。研究区含矿基性-超基性岩整合侵入到中元古界四堡群文通组中，该地层受构造运动的影响，在研究区一带形成清明山倒转背斜，故矿体其形态、产状、规模均严格受中元古界四堡群地层以及清明山倒转背斜所控制。成矿后期断层又对其进行了不同程度的切割，使得矿体连续性较差。另外，有细小脉状矿体沿断裂或岩流层底部外围岩中的片理或小裂隙充填而成，甚至切割原生矿石。

图3 宝坛地区铜镍矿成矿模式简图[1]Fig.3 Sketch of metallogenic model of copper-nickel deposit in Baotan area

综上所述，矿体的厚薄，含镍的贫富与超基性岩相的厚薄、分异完全情况及后期残浆热液活动有一定的关系。超基性岩相稍厚，矿体厚度相应较大，品位较高。研究区铜镍矿体产于基性-超基性岩体（主要是纤闪石化辉岩相）的内接触带，受地层、岩性、断裂构造等多种因素控制，属基性-超基性岩浆熔离型矿床。

4 找矿潜力分析

在大地构造位置上，该区位于扬子克拉通南缘东侧[1]，桂北台隆九万大山穹褶带[2]，属于俯冲环境，铜镍矿形成与弧后幔源岩浆上涌侵入四堡群后发生的就地熔离有关[7]。成矿位置位于有利大地构造上。

4.1 位于九万大山-元宝山成矿区

宝坛地区位于南岭锡多金属成矿带九万大山-元宝山成矿区南段，已探明的铜镍矿床有文得、大坡岭、小坡岭、陶家、池洞、清明山、地苏、满洞等矿床[8]，这些矿床规模除了大坡岭矿床为中型[9]外，其余均为小型。同时，近年来，在坡甲电站的过水洞某沟中，见到含镍20%～25%的高品位矿石50t[4]；另外，在一洞等一批老矿山深部的超基性岩中发现有品位较富且具一定规模的铜镍钴矿体。

4.2 地层提供了容矿空间

宝坛地区内主要地层岩性以中元古界四堡群文通组和鱼西组的浅变质砂岩、板岩为主，岩性组合有利于铜镍矿生成。由于砂泥质岩石不透水，在成矿过程中起着隔阻作用，而镁铁质-超镁铁质岩因其可溶性和化学性质活泼，普遍发生纤闪石化，极容易交代成矿。尤其是文通组的辉石岩，在与倒转背斜、断裂配套组成的成矿圈闭构造中容易形成铜镍矿床，为宝坛地区容矿提供了成矿空间。

4.3 构造控制了铜镍矿床的展布

四堡期褶皱为一系列近东西向的紧密线状复式褶皱，两翼次一级褶皱构造极为发育。这些褶皱控制了锡矿床的空间分布，同时也控制了区内基性超基性岩有关的铜镍矿床，褶皱倒转翼是铜镍矿成矿的较为有利部位。区域性的池洞断裂和四堡断裂，延伸和断距较大，早期有大量的镁铁质-超镁铁质岩浆沿其喷溢出海底并伴生有一系列同生层状Cu-Ni-Co硫化物矿床[5]。此外，同生的 Cu-Ni-Co硫化物矿体中的成矿元素在变质作用过程中经活化，沿其派生次一级构造转移至岩性有利成矿的空间沉淀，而形成了一些规模较小的Cu-Ni硫化物矿脉，并叠加于原生矿体附近。

4.4 岩浆岩

主要有四堡期和雪峰期两个岩浆岩活动旋回。四堡期岩浆岩产于四堡群九小组至鱼西组中，镁铁质岩和超镁铁质岩以文通组最为发育，受四堡期东西向构造控制。岩浆活动在成矿过程中提供了矿液和热动力，基性-超基性侵入体是本区铜镍矿的含矿岩体，呈似层状产出的岩体与四堡群同步褶曲。田逢岩体、清明山岩体、平英岩体是相连通的[5]，它们具有深部强烈熔离分异作用的基性、超基性岩浆活动的产物，岩浆活动规模大，分异演化强，具有良好的铜、镍成矿的地质条件，岩体底部下伏的岩浆侵入通道及附近的断裂构造是重要的成矿场所[10]，铜镍硫化物矿化普遍发育，铜镍矿床主要分布在分异良好的超镁铁质岩的底部。

4.5 物探特征显示铜镍矿床向深部延伸潜力较大

该区矿床区域上处于重力、磁异常梯度带上[11]；航磁 ΔTmax=85nT，ΔTmin=-50nT，磁化率变化范围从 10～71200nT，几何均值 210～3314nT，异常范围大，异常强度大，梯度陡，说明镁铁质岩和超镁铁质岩体空间范围和向深部延伸较大[12]，铜镍矿床主要分布于超镁铁质岩，可以认为铜镍矿床向深部延伸潜力较大。

4.6 化探高异常值区域为寻找铜钴镍矿的最有利地段

1∶50000 区内水系沉积物中Cu、Ni等12种元素的富集系数达2以上，表明这些元素富集最为强烈[13]。Cu、Ni、Co、Cr异常规模大，强度高，连续性好，浓集中心明显，浓集中心与蚀变超基性岩脉相吻合，Ni异常浓集中心中高值大于400×10-6处均能新发现钴镍矿（化）体。Cu、Ni、Co、Cr综合异常形态反映了隐伏超基性岩的空间展布（图4），为寻找超基性岩铜镍矿提供依据[13]。龙有-蒙洞口一带Cu-Ni-Co-Cr综合异常沿四堡断裂近南北向展布，浓集中心与基性-超基性岩脉吻合，北东向展布，Ni、Co高异常值区域是寻找与蚀变超基性岩有关的铜钴镍矿最有利地段[13]。

图4 宝坛地区综合异常图[13]Fig.4 Comprehensive anomaly map of Baotan area

宝坛地区铜镍矿床是一种铁镁质岩浆熔离作用为主形成的硫化物矿床，已探明最大矿体长度达1300m，宽141m，厚1.84m[9]。该矿位于九万大山-元宝山成矿区，区内铜镍矿产丰富，四堡群文通组和鱼西组地层为铜镍矿提供了空间，镁铁质岩和超镁铁质岩较发育，近东西向的复式褶皱及其两翼次一级褶皱构造极为发育，构造控制矿床展布，勘查显示，向下延伸稳定；物化探异常强度大，范围宽，具备了形成规模大的岩浆铜镍硫化物矿床的成矿条件，找矿潜力大。

5 结论

宝坛地区成矿条件好，在浅部找锡矿潜力大，深部找铜镍矿潜力大。从近十年的矿山深部探采成果来看，找铜镍矿成绩显著。对该地区的铜镍矿勘查工作，除了就矿找矿外，还应加大老矿山周边成矿条件好的地段勘查，尤其是在龙有-蒙洞口一带Cu-Ni-Co-Cr综合异常浓集中心蚀变的超基性岩。同时，侧重找深部岩浆熔离型矿，并关注北东向和东西向后期断裂对成矿的富集或影响，应有新的突破。