新疆哈密市天星西銅鎳礦地質(zhì)特征及其發(fā)現(xiàn)意義

劉洋旭 黃敏 韓飛

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì) 哈密 839000）

1 區(qū)域地質(zhì)成礦背景

天星西銅鎳礦位于黃山-鏡兒泉巖漿銅鎳成礦帶東段的鴨子泉北山雜巖體北部邊緣。帶內(nèi)主要出露晚元古、古生代區(qū)域變質(zhì)巖、火山碎屑沉積巖、火山巖；區(qū)域性深大斷裂以北東東向?yàn)橹?，多表現(xiàn)為韌性剪切性質(zhì)；巖漿活動強(qiáng)烈，超基性到中酸性巖體均有發(fā)育。該區(qū)已先后發(fā)現(xiàn)葫蘆、馬蹄、串珠、圖拉爾根、圪塔山口、咸水泉等多處基性-超基性雜巖體,沿深大斷裂及次級斷裂侵位,呈巖盆、巖墻或漏斗狀侵入以上石炭統(tǒng)梧桐窩子組為主的圍巖中[2]。天星西含銅鎳礦基性—超基性巖體夾持于康古爾塔格深大斷裂與紅石崗斷裂之間（圖1）。

2 礦區(qū)地質(zhì)

圖1 鏡兒泉一帶區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖

礦區(qū)出露晚石炭世-早二疊世中-超基性侵入巖，侵入序次從早到晚依次為閃長巖、蘇長巖、紫蘇輝石巖、輝橄巖，侵入接觸界線明顯（圖2）。

閃長巖：具自形中細(xì)粒粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，多碳酸鹽化、綠簾石化蝕變。主要由角閃石（約30%）、斜長石（50%）、碳酸鹽（10%）、綠簾石（5%）、金屬礦物（5%）組成。角閃石呈長柱狀，粒徑2～3mm左右，單偏光下無色，正交偏光下二級黃-橙干涉色。斜長石呈板柱狀，粒徑2mm左右，具聚片雙晶（顯基性斜長石特征），多碳酸鹽化、綠簾石化。

圖2 天星西礦區(qū)地質(zhì)簡圖

蝕變蘇長巖：具中細(xì)粒輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，碳酸鹽化、綠泥石化蝕變強(qiáng)烈。主要由斜長石(30%)、輝石(10%)、綠泥石(20%)、碳酸鹽(25%)、綠簾石(5%)、金屬礦物（5%）、榍石(5%）組成。基性斜長石呈板狀，單偏光下無色，正交偏光下一級灰白干涉色，多見卡斯巴雙晶，粒徑2～3mm左右，大量碳酸鹽化，可見少量綠簾石交代。輝石呈短柱狀，單偏光下無色，干涉色顯橙色，自形程度與長石較為接近，粒徑3mm左右，大量碳酸鹽化、綠泥石化。綠泥石顯靛藍(lán)色異常干涉色，粒徑0.125mm左右，多為輝石蝕變形成?？梢娚倭块鞘植?，高級白干涉色明顯，粒徑0.4mm左右。金屬礦物呈稀疏浸染狀分布。

紫蘇輝石巖：具自形細(xì)粒粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由紫蘇輝石組成，粒徑2mm左右，含少量金屬礦物。紫蘇輝石呈短柱狀，單偏光下淡紅色，多色性明顯，正交偏光下干涉色達(dá)二級橙色，解理夾角近90°，蝕變十分強(qiáng)烈，輝石僅殘留少部分，主要見碳酸鹽化（20%～50%）、次閃石化（10%～30%）、金云母化（10%～20%）、綠泥石化（5%～10%），局部可見角閃石反應(yīng)邊。金屬礦物呈群聚分布，含量5%左右，與非金屬礦物形成海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。

輝橄巖：具自形細(xì)粒粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由輝石（30%）、橄欖石（40%）、碳酸鹽（15%）、次生角閃石（10%）、金屬礦物（5%）組成。橄欖石呈粒狀，單偏光下無色、正高突起，正交偏光下最高可達(dá)三級底，邊緣可見輝石反應(yīng)邊，粒徑1.5mm左右，多見碳酸鹽化。輝石呈短柱狀，單偏光下無色，正交偏光下干涉色達(dá)二級橙色，解理夾角近90°，粒徑0.5mm左右，多發(fā)生次閃石化、碳酸鹽化。金屬礦物呈群聚分布，與非金屬礦物形成海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。輝橄巖是礦區(qū)的含礦巖相。

3 巖石地球化學(xué)特征

天星西銅鎳礦區(qū)輝橄巖及閃長巖主微量分析結(jié)果見表1。

3件輝橄巖樣品具有相對較低的SiO2（39.0%～44.5%）、Al2O3（6.1%～9.5%）、CaO（3.6%～5.7%）、TiO2（0.37%～0.64%）含量，較高的MgO（21.5%～25.1%）、Fe2O3T（FeO+Fe2O3，18.5%～18.8%）含量，且相對富K（K2O/Na2O＞1）。1件閃長巖樣品相對輝橄巖具有較高的SiO2（50.1%）、Al2O3（17.3%）、CaO（8.5%）、TiO2（1.2%）含量，較低的MgO（5.4%）含量。但兩者Fe2O3T含量相近，且閃長巖相對富Na（K2O/Na2O=0.22）。輝橄巖具有相對較高的Mg#（68-74），m/f介于2.1～2.8，屬于鐵質(zhì)超基性巖類[3]。在主量元素相關(guān)性圖解上，輝橄巖及閃長巖MgO與SiO2、Al2O3、TiO2之間呈一定的負(fù)相關(guān)性，而與Fe2O3T之間呈較明顯的正相關(guān)性（圖3），表明閃長巖可能是輝橄質(zhì)巖漿結(jié)晶分異的產(chǎn)物[4]。

由于鎂鐵-超鎂鐵巖的SiO2含量較低，不宜用AFM圖解確定巖石的構(gòu)造環(huán)境，我們用TiO2-10×P2O5-10×MnO三項(xiàng)氧化物投圖（圖4）。投圖結(jié)果顯示輝橄巖樣品落于鈣堿性玄武巖區(qū)內(nèi)，而閃長巖樣品落在島弧拉斑玄武巖區(qū)域，可能指示兩者是碰撞大陸邊緣巖漿演化的產(chǎn)物。

表1 天星西基性-超基性巖主量（%）及微量（ppm）元素分析結(jié)果

天星西輝橄巖及閃長巖在M·F-Ni圖解上呈較好的正相關(guān)性(圖5)，表明Ni礦化程度與巖石M·F密切相關(guān)。這是由于在鎂鐵-超鎂鐵雜巖巖漿分異時，Mg和Ni通常以類質(zhì)同像的形式進(jìn)入硅酸鹽礦物結(jié)晶相，因此，Mg含量的高低可以作為熔體中成礦元素Ni含量高低的指示劑。

4 礦（化）體特征

圖3 天星西輝橄巖及閃長巖主量元素相關(guān)性圖解

圖4 天星西輝橄巖及閃長巖TiO2-10P2O5-10MnO圖解

礦區(qū)通過探槽、鉆孔控制圈定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條礦（化）體。地表礦（化）體蝕變強(qiáng)烈，形成褐紅色松散堆積層，主要成分為褐鐵礦化、孔雀石化、鎳華、綠簾石化、纖閃石，局部可見碎裂的褐鐵礦化塊狀硫化物脈，寬1～20厘米。鉆孔驗(yàn)證深部銅鎳礦體產(chǎn)出于橄輝巖底部，礦體產(chǎn)狀向深部變陡，礦石以稠密浸染狀、塊狀為主，品位逐漸升高，具淺部熔離再延構(gòu)造薄弱帶貫入成礦特征。

圖5 天星西輝橄巖及閃長巖M·F-Ni圖解

Ⅰ號銅鎳礦（化）體由TC16-4控制，礦體長100米，厚6.7米，呈透鏡狀，走向147°，傾向57°，傾角60°；Cu品位0.21%～1.17%，平均品位0.72%；Ni品位0.22%～0.93%，平均品位0.47%。Ⅱ號銅鎳礦（化）體由TC5-1、TC0-1、TC8-1、TC10-1控制；礦體長280米，厚2.2～7.6米，平均厚度4.6米，呈條帶狀，走向57°，傾向327°，傾角51°；Cu品位0.13%～0.63%，平均品位0.34%；Ni品位0.23%～0.36%，平均品位0.28%。Ⅲ號銅鎳礦（化）體由TC12-2，TC16-2，TC20-1，TC24-1，ZK16-1，ZK16-2，ZK16-3控制；地表礦體長350米，厚0.8～12.5米，呈條帶狀，走向62°，傾向332°，傾角46°，Cu品位0.16%～2.76%,平均0.77%，Ni平均品位0.19%～2.16%，平均0.7%；深部由ZK16-1，ZK16-2，ZK16-3控制斜深145米，厚度1.2-7.75米，平均厚度3.85米；Cu平均品位0.20%～1.07%，最高2.76%；Ni平均品位0.80～3.56%，最高8.56%。

5 發(fā)現(xiàn)意義

新疆東天山黃山-鏡爾泉Cu-Ni-Co成礦帶是新疆最重要的銅、鎳礦帶，目前已發(fā)現(xiàn)的銅鎳礦主要集中在西段香山-黃山一帶和東段鏡兒泉-圖拉爾根一帶。其中，東段鏡兒泉-圖拉爾根一帶先后發(fā)現(xiàn)了葫蘆銅鎳礦、圖拉爾根銅鎳礦和串珠、馬蹄、圪塔山口等多處銅鎳礦點(diǎn)。圖拉爾根銅鎳礦發(fā)現(xiàn)以后，相關(guān)單位在鏡兒泉-圖拉爾根一帶長期開展了大規(guī)模的找礦工作，對區(qū)內(nèi)的基性-超基性巖體、重磁異常進(jìn)行了系統(tǒng)性的驗(yàn)證，成果均不理想。天星西銅鎳礦的地表礦化蝕變強(qiáng)烈而典型，鉆孔驗(yàn)證礦體產(chǎn)狀向深部變陡，礦石以稠密浸染狀、塊狀為主，品位逐漸升高，具淺部熔離再延構(gòu)造薄弱帶貫入成礦特征。天星西銅鎳礦的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步擴(kuò)大了該區(qū)銅鎳礦的找礦前景，并具有找到貫入式銅鎳礦的潛力，對鏡兒泉-圖拉爾根一帶的銅鎳礦找礦工作具有重要意義。