楊洪波，許承平，牛 特，齊麗娟，吳衛(wèi)群，苗萌萌

1.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇五隊(duì)，吉林 延吉 133000；2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇四隊(duì)，吉林 吉林 132000

吉林省和龍市柳水坪鎳礦床地質(zhì)特征及成因初探

楊洪波1，許承平1，牛 特1，齊麗娟2，吳衛(wèi)群1，苗萌萌1

1.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇五隊(duì)，吉林 延吉 133000；2.吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇四隊(duì)，吉林 吉林 132000

柳水坪鎳礦床產(chǎn)于超基性巖體中（6號(hào)巖體），巖體呈透鏡狀侵入于青龍村群變質(zhì)巖系中。礦體按其在巖體中賦存部位的不同，分為底部礦體、中部礦體、頂部礦體。通過(guò)對(duì)該礦床的綜合研究及成礦作用和礦化特點(diǎn)的分析，認(rèn)為，該礦床的成因類(lèi)型是以巖漿晚期熔離為主，貫入為次的巖漿晚期熔離-貫入型銅鎳礦床。

柳水坪鎳礦；超基性巖體；成礦作用；礦床成因

0　引言

柳水坪鎳礦位于長(zhǎng)仁銅鎳礦區(qū)內(nèi)，長(zhǎng)仁銅鎳礦區(qū)先后有多家地勘單位做過(guò)不同程度的地質(zhì)工作，共發(fā)現(xiàn)了22個(gè)基性—超基性巖體。柳水坪鎳礦產(chǎn)于6號(hào)巖體中，該礦距吉林省和龍市西城鎮(zhèn)柳水坪村（亦稱(chēng)獐項(xiàng)村）北西兩公里處；柳水坪鎳呈北西—南東分布，長(zhǎng)1.5 km，寬0.4 km，該礦提交過(guò)一定量的鎳金屬儲(chǔ)量。通過(guò)對(duì)該礦床的研究和成礦作用、礦化特點(diǎn)的分析，對(duì)該區(qū)找礦具有一定的意義。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ級(jí)）、遼東臺(tái)?。á蚣?jí)）、鐵嶺—靖宇臺(tái)拱（Ⅲ級(jí)）、和龍斷塊（Ⅳ級(jí)）的東部。處在古洞河深斷裂帶的北東側(cè)，北西—南東弧形斷褶帶的弧頂部位，較靠近古洞河深大斷裂帶。

區(qū)內(nèi)出露的地層為太古界前震旦系鞍山群，下古生界奧陶系青龍村群，中生界侏羅系中上統(tǒng)屯田營(yíng)組、上統(tǒng)長(zhǎng)財(cái)組及白堊系大拉子組，第四系砂礫石層及砂質(zhì)粘土（見(jiàn)圖1）。

區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛出露，主要分布在十里坪—長(zhǎng)仁—青龍—獐項(xiàng)北西向青龍村地層的兩側(cè)，由花崗巖類(lèi)及規(guī)模不大的基性—超基性巖體群組成。巖漿巖侵入形成時(shí)代，可劃分為三個(gè)大的巖漿旋回，即加里東期、華力西期和燕山期。其中華力西期的超基性巖與礦化關(guān)系密切。

區(qū)域內(nèi)以北西向褶皺構(gòu)造和北西向及北東向的斷裂構(gòu)造為主體構(gòu)造格架。褶皺構(gòu)造發(fā)育于古洞河北東側(cè)的青龍村群中，多數(shù)發(fā)育與褶皺軸向平行的壓性、壓扭性斷裂構(gòu)造帶。

古洞河斷裂帶為該區(qū)Ⅰ級(jí)斷裂，該斷裂帶是由一系列規(guī)模較大的平行的逆斷層組成，為槽區(qū)和臺(tái)區(qū)的分界斷裂。其次一級(jí)的北西向斷裂帶主要為長(zhǎng)仁—青龍斷裂和獐項(xiàng)斷裂。北東向斷裂往往切割北西向構(gòu)造，多為張性斷裂，形成時(shí)代較晚。

圖1　吉林省和龍市柳水坪鎳礦區(qū)域地質(zhì)略圖Fig.1　The regional geological sketch of Liushuiping nickel deposit in Helong City, Jilin Province

2　礦區(qū)地質(zhì)

2.1地層

礦區(qū)出露的地層為下古生界奧陶系青龍村礦區(qū)出露的地層為下古生界奧陶系青龍村群中、下段及第四系沖積、洪積、坡積層。

2.1.1奧陶系青龍村群

下段：黑云斜長(zhǎng)片麻巖段，上部以含石墨黑云斜長(zhǎng)片麻巖為主，下部以混合巖化黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖為主，一般混合巖化作用較強(qiáng)，嚴(yán)重的變?yōu)閴K狀花崗質(zhì)巖石，輕微的還可以看到片麻理和淺色組分注入的特征，局部有石墨化，原巖中礦物蝕變，多數(shù)變?yōu)樽厣情W石和綠泥石，為巖體的圍巖。

中段：大理巖段，為糖粒狀硅質(zhì)大理巖、石墨化黑云斜長(zhǎng)片麻巖及混染閃長(zhǎng)巖，局部大理巖呈混染巖狀。部分混染閃長(zhǎng)巖也是巖體的圍巖。

上段：角閃斜長(zhǎng)片麻巖段，巖性為角閃斜長(zhǎng)片麻巖、角閃巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖夾黑云石英片巖、透鏡狀大理巖。

2.1.2 第四系

為河谷溝塹沖積層，坡積—?dú)埛e層由砂礫石層組成，分布在礦區(qū)河谷和一級(jí)階地處。

2.2構(gòu)造

2.2.1控巖（控礦）構(gòu)造

礦區(qū)控巖控礦特點(diǎn)是：構(gòu)造控制巖體、巖體控制礦體?？刂茙r體的構(gòu)造可分為導(dǎo)巖、配巖（運(yùn)巖）和儲(chǔ)巖構(gòu)造三種形式。

根據(jù)巖體中的硫同位素（δ34S‰值在0.1～-2.9之間；32S/34S值略小于或等于22.22）說(shuō)明硫源來(lái)自上地幔，結(jié)合巖體的產(chǎn)狀、產(chǎn)出位置及區(qū)域上古洞河深斷裂的切割深度分析，古洞河深斷裂是區(qū)內(nèi)唯一的切割深度達(dá)上地幔的導(dǎo)巖構(gòu)造。

獐項(xiàng)（柳水坪）斷裂及與其平行的同期斷裂為礦區(qū)的配巖（運(yùn)巖）構(gòu)造。而北東向至北北東向的構(gòu)造則為儲(chǔ)巖構(gòu)造。

2.2.2破壞性構(gòu)造

由于儲(chǔ)巖構(gòu)造自身的繼承性活動(dòng)往往造成巖體頂、底板與圍巖交界處的破壞，使巖體頂板、底板巖石（包括該位置的巖礦體）十分破碎，而在巖體中也隨機(jī)出現(xiàn)規(guī)模不大的擠壓片理、摩擦鏡面、擠壓透鏡體及糜棱巖化等軟弱結(jié)構(gòu)面。在6號(hào)巖體北東方向邊界斷裂（北西向的壓扭性斷裂帶），被一北東向張扭性斷裂切割，使巖體造成水平錯(cuò)動(dòng)，對(duì)底部礦體產(chǎn)生破壞影響。

2.3基性-超基性巖漿巖（6號(hào)巖體）

2.3.1巖體特征

巖體沿北西向斷裂侵入于青龍村群變質(zhì)巖系中，巖體走向320°，傾向南西、傾角40°～45°，地表出露長(zhǎng)750 m、寬200～400 m，呈西窄東寬的舌狀，傾斜最大延伸650 m，巖體向北西側(cè)伏，側(cè)伏角25°～30°，側(cè)伏方向最大延伸700 m。

巖體的頂、底板凹凸不平，加之傾斜和側(cè)伏，造成垂直剖面上產(chǎn)狀變化較大，使巖體形態(tài)多樣化，整體看南東段為盆狀、似盤(pán)狀，而北西段為側(cè)伏楔狀、脈狀。

2.3.2巖相特征

巖體分異作用不顯著，以二輝橄欖巖（包括含長(zhǎng)二輝橄欖巖）為主巖相，其次為橄欖二輝巖、次閃石巖、閃長(zhǎng)質(zhì)混染巖。局部地段尚有少量的輝橄巖、蝕變輝巖、輝長(zhǎng)巖等。

2.3.3巖體巖石化學(xué)特征

（1）巖體屬于SiO2飽和—過(guò)飽和的貧堿性的基性—超基性巖。

（2）MgO：FeO=5.0～5.8屬鐵質(zhì)超基性巖，有利于Ni的富集，但是FeO、Fe2O3、Al2O3、CuO、Na2O、K2O等組分均較鎂質(zhì)超基性巖高，較富鐵質(zhì)超基性巖低。

（3）巖漿結(jié)晶作用的主要階段中Fe2+＞Fe3+，說(shuō)明結(jié)晶環(huán)境為還原環(huán)境。

（4）巖漿侵入時(shí)經(jīng)與圍巖的同化混染作用，在成份上Mg、Fe（OH）離子減少，而Si、Al、Ca、K離子增加，這對(duì)巖漿溶離及鎳的富集是有利的。

（5）巖體各類(lèi)巖石成份在扎氏分解圖上，顯示在南b軸方向上分布范圍窄少，高度集中密集，曲線線段較短（見(jiàn)圖2），說(shuō)明巖體是在近淺成環(huán)境下迅速冷凝，就地分異形成，但分異程度很差。

圖2　柳水坪6號(hào)巖體化學(xué)成分扎氏圖解Fig.2　Zavaritskii diagram of the chemical compositions of Liushuiping No.6 rock mass

2.3.4巖體的蝕變及同化混染作用

（1）蝕變作用：重點(diǎn)發(fā)育在巖體的頂?shù)装宀课坏膸r石中，其它部位蝕變較少，大部份為自變質(zhì)作用形成，主要蝕變有次閃石化、蛇紋石化、綠泥石化，其次為黑云母化、皂石化、沸石化、碳酸鹽化、黝簾石化等。

（2）同化混染作用：巖漿侵入時(shí)與圍巖——混合巖化黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖（或少量大理巖）按觸發(fā)生熔化、溶解、交代作用，使圍巖被同化，巖漿被混染，進(jìn)而產(chǎn)生一種結(jié)構(gòu)不均勻，無(wú)一定結(jié)晶順序的，暗色礦物聚集，具斑雜構(gòu)造的閃長(zhǎng)質(zhì)混染巖，一般很規(guī)律的分布在巖體的周邊。

3　礦體特征

3.1礦體產(chǎn)狀、規(guī)模及賦存部位

礦體按其在巖體中賦存部位的不同，分為底部礦體（1號(hào)）、中部礦體（2號(hào)）、頂部礦體（3號(hào)）。

3.1.1底部礦體

由四個(gè)礦體（編號(hào)1—1號(hào)～1—4號(hào)）組成，礦體全部賦存在巖體的底部邊緣，巖性以二輝橄欖巖為主，局部為次閃石巖和混染巖，與巖體圍巖一般無(wú)明顯界線，產(chǎn)狀受巖體底板的形態(tài)控制，礦體走向、傾向與巖體吻合。

1—1號(hào)礦體，分布在巖體北東邊緣的巖體底部。礦體以透鏡體狀、傾斜脈狀為主，走向320°，傾向南西，傾角20°～ 40°。向北西側(cè)伏，側(cè)伏角25°礦體走向控制長(zhǎng)300 m，傾向控制延深100 ～150 m。礦體厚度1.15 ～7.5 m，平均厚3.41 m，礦體中鎳品位為0.2%～0.7%，平均0.57%，銅品位0.01%～0.38%，平均0.16%。

1—2號(hào)礦體，分布在巖體北西斷部側(cè)伏尖滅部位的巖體底部。礦體以似層狀、透鏡體狀為主，走向350°，傾向南南西，傾角20°～ 35°。向北北西側(cè)伏，側(cè)伏角25°礦體走向控制長(zhǎng)250 m，傾向控制延深100～150 m。礦體厚度1～11.95 m，平均厚3.84 m，礦體中鎳品位為0.2%～0.7%，平均0.40%，銅品位0.01%～0.38%，平均0.14%。

1—3號(hào)礦體，分布在巖體北西端部間巖體底部，礦體呈倒置楔狀為主，走向北西，傾向南南東，傾角25°～35°，礦體走向控制長(zhǎng)300 m，傾向控制延深150～180 m。礦體厚度2.83～16.40 m，平均4.7 m，礦體中鎳品位為0.2%～0.96%，平均0.46%，銅品位0.08%～0.24%，平均0.14%。

1—4號(hào)礦體，分布在巖體的東南部的巖體底部，礦體以?xún)A斜脈狀體為主，走向345°，傾向255°，傾角35°～40°，礦體走向控制長(zhǎng)90 m，傾向控制延深50～80 m，礦體厚度1～7 m，平均厚3.5 m，礦體中鎳品0.2%～1.85%平均0.55%，銅品位0.02%～0.14%，平均0.12%。

3.1.2頂部礦體

由兩個(gè)礦體（3—1號(hào)、3—2號(hào)）組成，賦存在巖體頂部位置，巖性以閃長(zhǎng)質(zhì)混染巖為主和部分二輝橄欖巖。

3—1號(hào)礦體，礦體呈似層狀和緩傾斜脈狀，礦體走向330°、傾向南西、傾角35°左右，礦體走向控制長(zhǎng)130 m，傾斜控制延深50～70 m，礦體厚度1～4 m，平均厚1.7 m，礦體中鎳品位0.2%～0.48%，平均0.37%，銅品位0.08%～0.19%，平均0.12%。

3—2號(hào)礦體，礦體為狹長(zhǎng)透鏡狀，礦體走向330°、傾向南西、傾角30°～35°礦體走向控制長(zhǎng)90 m，傾向控制延深120 m。礦體厚度1～9 m，平均厚4.6 m，礦體中鎳品位為0.2%～0.5%，平均0.31%，銅品位0.1%～0.19%，平均0.14%。

3.1.3中部礦體

只有一個(gè)2—1號(hào)礦體，分布在巖體中間部位9-11線區(qū)間，礦體呈傾斜脈狀，礦體走向340°、傾向南西、傾角40°，礦體走向控制長(zhǎng)130 m，傾向控制延深50 ～60 m 。礦體厚度1～6 m，平均厚3.5 m，礦體中鎳品位0.2%～0.5%，平均0.35%。銅品位0.08%～0.22%，平均0.12%。

3.2礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)為他形粒狀、他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，固熔體結(jié)構(gòu)，海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。

礦石的構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造，星點(diǎn)狀、斑點(diǎn)狀、細(xì)脈狀構(gòu)造，海綿晶鐵狀、致密塊狀構(gòu)造，角礫狀構(gòu)造。

3.3礦石質(zhì)量

3.3.1礦石中有益元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)特征

礦石中主元素為鎳，可綜合利用伴生元素為銅。鎳的平均品位0.45%，底部礦體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.43%～0.59%，略高于頂部和中部礦體0.3% ～0.35%，一般鎳品位均在0.3%～0.6%區(qū)間，較穩(wěn)定。銅品位平均0.14%、最低0.01%、最高1.09%，銅品位一般為0.1%～0.2%。

3.3.2礦石中Ni、Cu元素賦存狀態(tài)和特點(diǎn)

礦石中Ni元素主要以硫化物形式存在，主要含鎳礦物為鎳黃鐵礦，多數(shù)以較大的獨(dú)立礦物相產(chǎn)出（巖漿晚期熔離階段形成），少量為細(xì)粒狀，在磁黃鐵礦中呈固熔體分解狀存在（為巖漿早期熔離階段形成）。次要含鎳礦物有砷鎳礦、紅砷鎳礦、紫硫鎳鐵礦及針鎳礦，為巖漿晚期貫入—熱液階段形成，其次在巖漿結(jié)晶早期Ni元素以類(lèi)質(zhì)同象替換一部分Mg、Fe元素而進(jìn)入到橄欖石、輝石晶格中，形成“硅酸鎳”，并進(jìn)一步蝕變形成鎳綠泥石、鎳蛇紋石及含鎳陽(yáng)起石-透閃石，根據(jù)物相樣分析，結(jié)果NiSiO4/NiS平均值為0.32，而NiS04的質(zhì)量分?jǐn)?shù)甚微，只占全鎳（TNi）質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2.6%。

礦石中Cu元素主要以硫化物方式析出，形成黃銅礦及少量方黃銅礦，其次為硅酸銅，經(jīng)物相分析CuSiO4/TCu為＜10%。

3.4礦石中礦物成分及組合類(lèi)型

3.4.1金屬礦物

礦區(qū)見(jiàn)到金屬礦物有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、紅砷鎳礦、砷鎳礦、紫硫鎳鐵礦、針鎳礦等。

常見(jiàn)金屬礦物組合有三種：磁鐵礦-鈦鐵礦-鉻鐵礦型；磁黃鐵礦-鎳黃鐵礦-黃銅礦型；黃鐵礦-紅砷鎳礦-砷鎳礦-紫硫鎳鐵礦-針鎳礦型。

3.4.2非金屬礦物

非金屬礦物有輝石、橄欖石、角閃石、陽(yáng)起石、透閃石、斜長(zhǎng)石、黑云母、綠泥石、石英等。

由于巖體巖相十分接近，所以巖體脈石礦物組合不多，但因蝕變和混染作用，形成了不少蝕變礦物組合。

斜方輝石-單斜輝石-橄欖石-（斜長(zhǎng)石）型；斜方輝石-單斜輝石-角閃石型；次閃石（陽(yáng)起石、透閃石）-綠泥石-殘余礦物（輝石、桿欄石、角閃石）型；角閃石-長(zhǎng)石-透輝石-黑云母-綠泥石-石英型。

3.5礦石類(lèi)型

礦石自然類(lèi)型為浸染狀銅鎳礦石。礦石工業(yè)類(lèi)型為原生硫化礦石。

3.6礦物生成順序和成礦階段

礦物生成順序和成礦階段見(jiàn)表1。

表1　金屬硫化物成礦階段與生成順序Table 1　The metallogenic stages and the mineral paragenetic sequence of the metal sulfi des

4　礦床成因

4.1成礦作用及礦化特點(diǎn)

巖體鎳礦床早期是巖漿在淺成環(huán)境下迅速冷凝形成的，當(dāng)富含揮發(fā)份的含礦巖漿開(kāi)始冷凝的早期階段，由于溫度高，NiO的熱效應(yīng)遠(yuǎn)離于NiS，具“親石性”加上巖漿硫離子濃度低，使大量的鎳離子以類(lèi)質(zhì)同象置換鎂離子（Ni與Mg離子半徑相等為0.74?），而進(jìn)入桿欄石、斜方輝石晶格中，呈“硅酸鎳”狀態(tài)產(chǎn)出，只有少量鎳離子以類(lèi)質(zhì)同象置換二價(jià)鐵離子（Fe2+）進(jìn)入到硫鐵化物—磁黃鐵礦中，呈固熔體形式存在。

隨著巖漿溫度的降低，巖漿進(jìn)入晚期熔離作用，這時(shí)硫離子、鐵離子濃度也相對(duì)增加，此時(shí)鎳離子具有“親硫性”，形成大量的金屬硫化物，另一方面巖漿又熔化、溶解交代富含鈣、鋁、硅的圍巖（混合巖化片麻巖或大理巖）發(fā)生同化混染作用，使巖漿成分中增加了Al、Si、Ca等，失去大量的Mg、Fe等組份，引起硫化物在巖漿中溶解度的降低而沉淀，促進(jìn)巖漿熔離作用的加速進(jìn)行，而熔離出來(lái)的硫化物巖漿，在重力作用和壓濾作用下，在巖體的底部和適當(dāng)?shù)闹苓呂恢枚逊e形成了大量的磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦及黃銅礦 等金屬硫化物，從而形成了底部礦體，這就是本礦床第一種成礦作用——巖漿早期至晚期熔離及分凝的成礦作用。

應(yīng)當(dāng)指出在上述熔離分凝的同時(shí)或后期亦有小規(guī)模富礦巖漿的貫入作用發(fā)生，并形成細(xì)小的純硫化物脈出現(xiàn)在巖體中，見(jiàn)到的脈寬僅為幾毫米至十幾毫米的細(xì)脈，未見(jiàn)一定規(guī)模和有工業(yè)價(jià)值的純硫化物脈狀礦體，說(shuō)明該期貫入作用十分微弱。

在巖漿熔離的晚期階段與前期均可能連續(xù)或者間斷出現(xiàn)巖漿熔離—貫入作用，該作用期是以熱液階段開(kāi)始，隨著含有Ni等其它金屬元素的巖漿及揮發(fā)份的貫入，在適于沉淀的有利部位形成的大量的黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、針鎳礦及紅砷鎳礦、砷鎳礦等熱液礦物的集合而成為礦體，這就是本礦床第二種成礦作用——巖漿晚期熔離-貫入成礦作用。

本礦床第三種成礦作用-混染帶硫化交代成礦作用，該作用是在巖漿與圍巖同化混染作用和后期熱液疊加作用綜合形成的，因其作用范圍、部位有限未形成規(guī)模的典型礦體。

4.2礦床成因

通過(guò)對(duì)該礦床的綜合研究及成礦作用和礦化特點(diǎn)的分析，本礦床的成因類(lèi)型是以巖漿晚期熔離為主，貫入為次的巖漿晚期熔離-貫入型銅鎳礦床。

［1］ 吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局.吉林省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社，1989.

［2］ 吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司，吉林省和龍市柳水坪礦區(qū)6號(hào)巖體鎳礦床補(bǔ)充詳查報(bào)告［R］.2008.

［3］ 傅德彬，陳爾臻.吉林省硫化物銅鎳礦床成礦規(guī)律［J］.吉林地質(zhì)，1988，7（2）.

［4］ 吉林長(zhǎng)仁銅鎳礦床地質(zhì)特征及礦床成因探討［J］.吉林地質(zhì)，2011，6（2）.

［5］ 劉俊海，張 宏，馮修云等.紅旗嶺礦區(qū)2號(hào)巖體巖漿型硫化物銅鎳礦床成礦規(guī)律及找礦意義［J］.吉林地質(zhì)，2010，29（4）.

Study on geological characteristics and genesis of Liushuiping nickel deposit in Helong City ,Jilin Province

YANG Hong-bo1， XU Cheng-ping1， NIU Te1， QI Li-juan2， WU Wei-qun1， MIAO Meng-meng1
1.Team 605，Bureau of Nonferrous Metals Geolgical Exploration of Jilin Province，Yanji 133001， Jilin， China；2.Team 604，Bureau of Nonferrous Metals Geolgical Exploration of Jilin Province， Jilin 133001， Jilin， China

The Liushuiping nickel deposit occurs in ultrabasic rock （No.6 rock mass）， the lenticular rock mass intruded into the metamorphic rocks of Qinglongcun group.The orebody is divide into the orebody at the bottom， central orebody and the orebody at the top， according to its place in rock mass.It is believed that the genesis of this deposit is mainly the late magmatic segregation， the magmatic injection is the secondary， it is a Cu-Ni deposit of the late magmatic segregation and injection， according to the comprehensive study of the deposit and the analysis of the mineralization feature and mineralization

Liushuiping nickel deposit； ultrabasic rockbody； mineralization； genesis of ore deposit

P618.63

A

1001—2427（2015）04 - 61 -5

2015-05-10；

2015-12-11

楊洪波（1963—），男，吉林農(nóng)安人，吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇五隊(duì)高級(jí)工程師.