內(nèi)蒙古黃花灘銅、鎳礦礦床地質(zhì)特征及礦床成因

朱建興　賈文艷　李福占

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了黃花灘銅、鎳礦床的礦石性質(zhì)和礦床成因，認(rèn)為黃花灘銅鎳礦床屬典型的巖漿型銅鎳硫化物礦床，礦床形成主要受巖漿作用和構(gòu)造作用控制。結(jié)合實(shí)際的工作情況提出有效的找礦方法。

1.地質(zhì)概況

黃花灘礦區(qū)位于華北地臺(tái)內(nèi)蒙古臺(tái)隆北緣狼山——白云鄂博臺(tái)緣坳陷，白云鄂博褶皺斷束的東部收斂部位南側(cè)。主要構(gòu)造線方向近東西向，與區(qū)域構(gòu)造整體一致。是基陛巖中含多種金屬、貴金屬礦物的鉑、鈀、銅、鎳、硫化礦床，以小而富著稱。

本區(qū)地層主要為上太古界色爾騰山群，巖性為角閃斜長(zhǎng)片麻巖、混合花崗片麻巖，尚見大理巖和石英巖。主要分布于礦區(qū)南北兩側(cè)。礦區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的巖漿巖為華力西晚期中基性侵入體，主要巖性為角閃輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)石和角閃巖。

黃花灘銅鎳礦區(qū)就位于朝圪朝背斜北東翼，屬于西河——黃花灘——吉生太斷裂中東段，該斷裂走向北東，長(zhǎng)約90km，航磁異常沿?cái)嗔衙黠@增高，呈線性分布，沿?cái)嗔褞в胁煌诖蔚膸r漿巖侵入，特別是華力西中期基性巖體，沿?cái)嗔褞Я阈欠植?，?duì)銅、鎳、鉑；鈀礦的產(chǎn)出有明顯控制作用。區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要構(gòu)造線方向近東西向，這與區(qū)域整體構(gòu)造基本一致。朝圪朝背斜位于西營(yíng)盤背斜之西端，核部及翼部均由色爾騰山群之角閃斜長(zhǎng)片麻巖及混合巖組成。軸向北東轉(zhuǎn)向北西，向南東傾伏，局部受華力西期花崗巖破壞而不完整（見圖1構(gòu)造與礦產(chǎn)的關(guān)系）。

2.礦石性質(zhì)

2.1礦石物質(zhì)成分及化學(xué)特征

（1）礦石物質(zhì)成分氧化礦石：褐鐵礦、孔雀石、銅藍(lán)和藍(lán)銅礦。次之有赤銅礦、黑銅礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、白鈦礦和磁鐵礦，伴生有砷鉑礦和自然金。

硫化礦石：為黃銅礦、黃鐵礦、含鎳黃鐵礦，次之紫硫鎳鐵礦、磁黃鐵礦、針鎳礦和輝鐵鎳礦，少量白鐵礦、黝銅礦、閃鋅礦、毒砂、輝砷鈷礦、輝銅礦和方黃銅礦。伴生砷鉑礦、鉍碲鉑鈀礦、鉍碲鉑礦、鉍碲鈀礦、鉍碲鎳鉑鈀礦和自然金。

脈石礦物：角閃石、基性斜長(zhǎng)石、酸性斜長(zhǎng)石、輝石、次閃石、綠泥石、綠簾石、黑云母、石英和碳酸鹽。

（2）化學(xué)特征

氧化礦石：Cu最高品位3.42%，平均品位1.62%；Ni最高品位0.5%，平均品位0.302%；Pt最高品位112g/t，平均品位1.35g/t；Pd最高品位30g/t，平均品位0.802g/t；Co最高品位0.75%，平均品位0.022%；

硫化礦石：Cu最高品位17.3%，平均品位3.608%；Ni最高品位4.21%，平均品位1.998%；Pt最高品位4.87g/t，平均品位1.365%；Au最高品位2.65g/t，平均品位0.287g/t；Co最高品位0.099%，平均品位0.0132%。

2.2礦石類型

（1）氧化銅鎳鉑礦石：赫土型礦石、孔雀石化角閃巖型礦石。

（2）硫化銅鎳鉑礦石：角閃巖型礦石、角閃巖和片麻巖混合型礦石、致密塊狀礦石

（3）致密塊狀礦石又分為三種：

塊狀黃鐵礦石、塊狀黃銅礦石、塊狀磁黃鐵礦。

2.3礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

（1）礦石結(jié)構(gòu)：他形粒狀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)和環(huán)邊結(jié)構(gòu)、固熔體連晶。

（2）礦石構(gòu)造：氧化帶礦石：可見土狀、半土狀和團(tuán)塊狀構(gòu)造。

硫化物礦石：浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造。

2.4礦物的生成順序

從金屬礦物特征和之間相互關(guān)系分析認(rèn)為：磁鐵礦、鈦鐵礦生成于巖漿期；輝鐵鎳礦、黝銅礦砷鉑礦和鈀礦物生成于巖漿晚期；黃鐵礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦和黃銅礦主要生于巖漿晚期，而在熱液期亦出現(xiàn)，但數(shù)量較少；針鎳礦、毒砂在巖漿晚期出現(xiàn)，但以熱液期為主，氧化礦均生于表生期。

3.礦床成因探討

3.1成礦巖體

黃花灘銅鎳礦體主要產(chǎn)于中細(xì)粒閃長(zhǎng)巖中的構(gòu)造帶里的中細(xì)粒角閃巖體中，與基性巖體關(guān)系十分密切。目前發(fā)現(xiàn)十個(gè)銅鎳鉑鈀礦體，全部分布在角閃輝長(zhǎng)巖巖體南部閃長(zhǎng)巖與片麻巖的內(nèi)接觸帶附近的近東西向斷裂帶中。

地表巖體出露長(zhǎng)約5，000米，寬1，800米，呈NEE走向的橢圓形，長(zhǎng)短軸比為3：1。巖體中有大量呈懸垂?fàn)钇閹r體，可知巖體剝蝕深度有限。礦體產(chǎn)于近東西向壓扭性大斷裂的兩側(cè)次級(jí)構(gòu)造中，多呈北東東向，與主構(gòu)造有近20°的變角，而且又多位主構(gòu)造南側(cè)，這說明主構(gòu)造是礦液通道，而次級(jí)構(gòu)造是容礦構(gòu)造。按成礦理論分析，礦液通道也可成為容礦構(gòu)造，它所形成的礦體規(guī)模遠(yuǎn)大于次級(jí)容礦構(gòu)造的礦體。礦體大部為脈狀和透鏡狀，有尖滅再現(xiàn)（見圖1成礦巖體的分布）。

3.2典型礦體

I號(hào)礦體大部區(qū)內(nèi)，東段部分在勘查區(qū)外空白區(qū)。在該礦體北部打驗(yàn)證孔見有工業(yè)礦體存在，而在南部打控制鉆時(shí)于CK84孔又見到產(chǎn)于片麻巖中致密塊狀的銅鎳礦。該礦體長(zhǎng)約110米，最大寬度為95米，礦體走向大致280°，北傾70°，礦體呈透鏡體。賦存于角閃巖中部位置。

3.3主要控礦構(gòu)造

礦區(qū)以斷裂構(gòu)造主，褶皺次之，呈單斜構(gòu)造。主要斷裂構(gòu)造為近東西向壓扭性斷裂為主，橫穿全礦區(qū)，同時(shí)伴生次級(jí)構(gòu)造，多呈北東東向，與主構(gòu)造有近20°的交角，而且又多位于主構(gòu)造線南側(cè)。從野外觀察分析認(rèn)為，主構(gòu)造是本區(qū)導(dǎo)礦構(gòu)造，而次級(jí)構(gòu)造是容礦構(gòu)造，造成本區(qū)礦體呈邊幕式排列的主要原因。另外尚有晚期北北向橫斷裂，對(duì)礦體起破壞作用。該區(qū)斷裂構(gòu)造有復(fù)活、復(fù)合特征，致使礦體形態(tài)受到影響，更加復(fù)雜。

3.4礦化現(xiàn)象

該區(qū)主要蝕變?yōu)椋捍砰W石化、綠泥石化、綠簾石化、黑云母化、蛇紋石化、碳酸鹽化。但與礦化均無明顯關(guān)系。在破碎帶和銅、鎳、鉑、鈀硫化礦體底板綠泥石化相當(dāng)強(qiáng)烈，但看不出這種蝕變與其內(nèi)在聯(lián)系。礦體圍巖蝕變較弱，可見經(jīng)微硅化和絹方母化及綠泥石化。

3.5鉑鈀與銅鎳硫化物的關(guān)系

鉑鈀濃集體主要賦存在銅鎳硫化礦體的中部或下盤，一般上盤較少。與銅鎳成此消彼長(zhǎng)關(guān)系，這說明鉑鈀具有一定的親銅性，這種親屬性除鉑鈀與銅原子結(jié)構(gòu)相似外，可能與重礦化劑含量也有很大關(guān)系。氧化礦石Cu：Ni=2：1，Pt：Pd=2：1；硫化礦石Cu：Ni=2：1 Pt：Pd=1：1。

3.6巖漿熔離礦床觀點(diǎn)的提出

黃花灘礦區(qū)的巖漿巖主要為中基性，是本區(qū)找礦的主要對(duì)象。應(yīng)對(duì)角閃輝石巖和輝長(zhǎng)巖類進(jìn)行深部評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)深部是否有硫化銅鎳熔離富集條件。

礦床成因類型：（1）中溫?zé)嵋航淮V床

礦體嚴(yán)格受構(gòu)造和巖性（角閃巖）控制。礦物共生組合有自然金、黃銅礦、毒砂、輝砷鈷礦。礦體形態(tài)呈透鏡狀、串狀，多為交代作用而成。

（2）巖漿熔離交代變質(zhì)含鉑族元素硫鎳礦床。

①輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖為含鉑鈀銅鎳硫化元素的含礦母巖。

②含銅鎳鉑礦液沿角閃巖裂隙片理充填交代形成透鏡狀、串狀、脈狀礦體。礦石由稠密侵染狀和致密塊狀礦石組成。

③礦體多產(chǎn)于輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖的南部邊緣地帶，為上懸礦體。

④銅鎳鉑族元素，在巖體尚未固結(jié)前，經(jīng)熔離、重力、結(jié)晶分異作用，向巖體底部下沉，致使硫化物富集成礦體。

⑤在巖漿熔離過程中，由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和變質(zhì)作用影響致使一部分含鉑銅鎳元素的巖漿和富含銅鎳鉑族金銀硒砷鉍等重礦化劑的礦液，通過構(gòu)造軟弱帶上侵到角閃巖中進(jìn)行充填交代。同時(shí)鉑鈀下沉到底部，硫化物進(jìn)一步富集，致使致密塊狀侵染狀銅鎳礦體中下部位形成鉑富集礦體。

4.結(jié)論

巖漿熔離作用也稱液態(tài)分離作用或不混容作用。是在較高溫度下的一種成分均勻的巖漿熔融體，在溫度和壓力降低時(shí)，分離成兩種或兩種以上互不混溶的熔融體的作用。巖漿熔離成礦作用在銅鎳硫化物礦床的形成過程中表現(xiàn)最為明顯。

總的來說該礦區(qū)具有如下地質(zhì)特征：（1）基性巖體具有較好的分異作用。

（2）角閃輝長(zhǎng)巖體Cu、Ni、Pt、Pa、Au元素高于克拉值數(shù)十倍，并在巖體人工重砂中見有鉑鈀顆粒，說明他是成礦元素重要來源。

（3）礦體主要產(chǎn)于構(gòu)造帶中的角閃巖，礦體呈透鏡狀和脈狀，礦石結(jié)構(gòu)為侵染狀和致密塊狀。

（4）礦體圍巖蝕變不強(qiáng)，礦化與圍巖蝕變無明顯關(guān)系。有者致密塊狀礦體產(chǎn)于片麻巖裂隙中，而圍巖蝕變十分弱。

（5）經(jīng)研究硫化物礦物主要生成于巖漿晚期，具有巖漿熔離礦床成因特點(diǎn)。

已發(fā)現(xiàn)的礦體和礦化體，全部呈脈狀、囊狀或透鏡狀填充在早期構(gòu)造裂隙中，與礦區(qū)內(nèi)的中基性巖體在空間上或成因上密切相關(guān)，巖體具有一定分異，礦石有致密塊狀類型，圍巖蝕變輕微。因此已發(fā)現(xiàn)礦體屬于與中基性巖有關(guān)的貫入式含鉑銅鎳礦床，同時(shí)具備巖漿熔離型礦床成礦地質(zhì)條件。

桂林地研所進(jìn)行化探工作試驗(yàn)、巖體特征和鉑礦物質(zhì)成分的研究工作。得出如下結(jié)論：礦體周圍原生暈總體不太發(fā)育，尾暈不發(fā)育，礦體下盤的側(cè)暈有的發(fā)育，有的不發(fā)育，頭暈僅在一次可以見到?？梢哉J(rèn)為本區(qū)應(yīng)用次生暈尋找隱伏盲礦體是行之有效的找礦手段，并且深部具有較大的找礦潛力。