新疆若羌县红石山镍矿岩石化学特征及矿床成因分析

王振佳 哈依热提·卡力阿斯哈

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队，新疆哈密 839000）

1 地质概况

岩体位于笔架山西侧，赋存于红石山基性超基性杂岩体中，红石山基性超基性杂岩体是笔架山岩带矿化最好的岩体。侵位于石炭系红柳园组变质砂岩及二迭系红柳河组大理岩中。

岩体走向为NE70°左右，呈长条状展布，长5 千米，最大宽度1 千米，最窄处300 米左右，出露面积约2.8 平方千米。岩体分异良好，为二迭纪晚期3 个阶段侵入的产物。第一阶段，形成了辉长岩相，第二阶段形成了橄长岩相，第三阶段形成了橄榄岩、橄榄辉石岩相。第一阶段岩相分布于岩体边缘，第二、三阶段侵入的橄长岩、橄榄岩主要分布在岩体中部，橄长岩相为该岩体的主体，其中蛇纹石化蚀变强烈。

（1）辉长岩：分布于岩体外侧，呈岩墙状、条带状产出，走向75－80°，北侧向北倾，倾角69°，南侧向南倾，倾角64－72°，部分成小的透镜状以捕虏体形式产于橄长岩中。该岩相为岩体主要岩相之一。局部见橄榄辉长岩呈似层状分布于辉长岩中，球状风化明显。

（2）橄长岩：分布于岩体中部，呈岩墙状产出，走向75°。出露面积占岩体总面积的50%，该岩相为岩体主要岩相之一。

（3）橄榄岩：分布于岩体中心部位，呈长条状产于橄长岩内，出露面积不大。岩体中还见有部分橄榄辉石岩分布于橄揽岩附近。呈小岩枝状产出。走向与橄榄岩相同。

2 岩石化学特征

（1）岩石化学成份及数值特征

各岩石SiO2含量36.85－55.98%，处在全国主要含镍矿岩体SiO2含量35-58.5%范围中；Na2O 含量为0.42－3.00%，同样处在全国主要含镍矿岩体Na2O 含量0.3-5.5% 区间内。MgO/FeO 比值为1.19-6.08，CaO、K2O、Al2O3及TiO2偏低，这些特点与超基性岩浆成因的超基性岩相特征相一致。

（2）里特曼指数、岩石碱度指数、固结指数、镁铁比值

根据岩石的硅酸稀土特征来看各类岩石的碱度值（里特曼指数）小于4，岩石碱度指数小于2，属钙碱性岩。固结指数为30.43-75.47，岩石愈基性，固结指数愈大。镁铁比值为1.19-6.08，与铜镍矿有关。

（3）铁、镁、钙划分

根据铁、镁、钙含量认为红石山岩体样品投影点几乎落入贫钙的铁镁质区，只有一个点落入低钙质区，反映岩石总体富镁铁贫钙。

（4）根据（Mg/Fe′）—（Mg＋Fe′）/Si 变异图由（Mg/Fe′）—（Mg＋Fe′）/Si 特征显示，红石山岩体样品几乎全落入铁镁区，只有两个点落入镁铁质区，反映岩石富铁镁。

（5）Al2O3—SiO2特征

由Al2O3—SiO2含量变化来看，基性岩投影点主要落入低铝质区，超基性岩投影点主要落入铝质区，反映岩石向富硅低铝方向演化。

利用岩石化学特征判定，红石山岩体已具备铜镍成矿的岩石化学条件。

镁铁比值：吴利仁对我国100 多个超基性、基性岩化学成份研究认为：据镁、铁重量百分数比，即MgO/＜FeO＞可以确定岩石类型及矿产，其中（FeO）=FeO+Fe2O3×0.9。镁质超基性岩MgO/＜FeO＞一般=6.5-14 与铬矿有关；铁质超基性岩Mg/＜FeO＞=2-6.5与硫化铜、镍矿、铂矿有关。富铁质超基性岩及铁质基性岩MgO/＜FeO＞=2-0.5。

红石山岩体Mg/＜FeO＞比值为1.19-6.08，均在2-6.5间，说明红石山岩体与硫化铜、镍矿、铂矿有关。

3 地球物理特征

统计结果表明橄榄岩、橄辉岩、橄长岩等超基性岩，在本区属高密度地质体，一般值2.9g/cm3，最高达2.96g/cm3。细晶岩、大理岩密度相对较低，一般2.8g/cm3以下，低到2.74g/cm3。各种沉积岩密度更低，低到2.79g/cm3左右。由此可见，区内基性—超基性岩是产生局部重力异常的主要场源。区内超基性岩（橄榄岩、橄辉岩、辉橄岩）磁性为中—较强。K 值一般2453-4616×10-64πSI，Jr 值1794-5539×-3A/m。各种基性岩一般中等磁性—微弱磁性。K值及Jr值，一般均在1000 单位左右，有时只具微弱磁性。其它岩性属地层，从微弱磁性到无磁性。电性统计结果表明，区内基性岩显示低极化、高阻特征。超基性岩相对电阻率低323-978Ω·m，当岩体中硫化矿物校较多时可显高极化、低阻特征。物探异常特征如下：

（1）重力异常特征：重力剖面成果总体反映局部重力异常强度不很突出，重力剖面基本上有一相似的重力区域场，即中部稍低缓，两翼翘起的中凹曲线特征，并在此区域场上，有规模大小不同的局部重力异常，重力剩余值一般0.3-0.7×10-5m/s2。

（2）磁异常特征:磁测剖面成果总的来看没有发现较大规模的高磁异常，ΔT 曲线强度值较弱，一般在300-500nT，ΔT 最高值1200 nT，无明显的局部磁异常出现。

（3）激电异常特征:通过红石山岩体所做6 条电法（中梯）剖面，其ρs 曲线的共同特征表现为低阻，ρs 值一般100-200Ω·m，曲线形态较平缓。ηs 曲线跳动较大，强度不高，ηs值一般2-2.5%，个别区段ηs值3%。高ηs值点对应在橄榄岩中，可能与该岩性中硫化矿物相对富集有关。

4 地球化学特征

化探成剖面成果显示，Cu、Ni、Co 高含量段均对应在橄长岩和橄榄岩相上。Cu 元素含量一般为5-120×10-6，极大值521×10-6。Ni 元素含量一般为20-300×10-6，极大值1710×10-6。Co 元素含量一般为40-50×10-6，极大值125×10-6。区内基性岩Cu、Ni、Co元素含量较超基性岩含量明显的偏低，各种地层中Cu、Ni、Co元素含量更低。

综合上述资料认为红石山岩体已具备寻找硫化铜镍矿的条件，是一个具有寻找硫化铜镍矿远景的基性超基性杂岩体。

5 矿体特征

该岩体位于笔架山岩带中，是该带矿化最好的岩体。地表各岩相具有硫化物矿化。特别是在超基性岩与基性岩的接触部位常见金属硫化物，有黄铁矿化、褐铁矿化、孔雀石化等，另外在橄榄辉长岩中也见有较多的黄铁矿，偶见黄铜矿。矿体中见到了不同程度的孔雀石化和镍黄铁矿化。其中，在TCH－3 探槽0－10.55 米为辉长岩，见到了稀疏浸染状的孔雀石化和黄铁矿化，10.55－33.8 米为橄榄岩，见到了星点状的孔雀石化和镍黄铁矿化，经化学样分析，Ni品位多为0.10－0.17%，显示了好的镍矿化。

在岩体东部橄榄岩与辉长岩的接触带孔雀石化辉长岩（TC0329探槽）中采化学样分析发现了镍品位为0.23%、视厚3米的镍矿（化）体。

6 矿床成因

综合以上资料，认为这一时期由于板块俯冲下插作用，形成了一系列的岩浆活动，形成了坡北岩带及蚕头山—笔架山一带分布有众多的含铜镍的基性—超基性杂岩体。该期次的岩浆活动与含硫化物的围岩发生了同化混染作用，吸收了大量的围岩硫，由于该期次的岩浆本身铜、镍等成矿元素含量高，进而形成了区内的铜镍矿床的高背景值。本区粗粒辉长岩体与岩体上盘地层中的辉长闪长岩就是这一时期形成的。同期发育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。随后深部由于地幔部分熔融作用，形成了深部岩浆房，在岩浆上升过程中与周围的围岩再次发生了同化混染作用，从而形成了以浸染状矿化为主的主要矿化体。再加上后期的富矿岩浆再通过岩浆通道沉淀到低洼地带形成贯入式的矿体这也是今后的找矿方向的重点。