謝燮，楊建國，王小紅，王磊，姜安定

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西　西安 710054；2.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安　710064))

?

謝燮1，楊建國1，王小紅1，王磊1，姜安定2

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安 710054；2.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安710064))

甘肅北山大山頭—黑山一帶位于塔里木板塊北緣北山裂谷帶，區(qū)內(nèi)與基性-超基性巖有關(guān)的銅鎳礦化較為普遍，含礦巖體多受廟廟井-西雙鷹山及其次級斷裂控制，成巖時代集中在358～397Ma，巖體的形成和演化與裂谷作用密切相關(guān)。區(qū)內(nèi)與銅鎳礦化有關(guān)的基性-超基性巖體規(guī)模較小，多期侵位且分異較好，具高M(jìn)g、低堿、低Ca和低Ti的特征，含礦巖相具有較高的Mg#，稀土元素配分形式較為平坦，LREE略富集，大離子親石元素(Rb、Ba、Sr、U)相對富集，高場強(qiáng)元素(Nb、Zr、Hf)相對虧損。礦化巖體發(fā)育強(qiáng)度不高，但規(guī)模較大的Cu、Ni成礦元素異常，并有套合較好的磁、電異常。通過對區(qū)內(nèi)已知及新發(fā)現(xiàn)的幾處銅鎳礦化基性-超基性巖體地質(zhì)特征、巖石學(xué)特征及巖石地球化學(xué)特征等進(jìn)行研究，結(jié)合近年來的地質(zhì)找礦實(shí)踐，認(rèn)為該地區(qū)與鐵質(zhì)基性-超基性巖有關(guān)的銅鎳成礦條件較好，具有進(jìn)一步尋找?guī)r漿型銅鎳硫化物礦床的前景。

成礦條件；找礦前景；基性-超基性巖；大山頭-黑山；北山

①中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心.甘肅省營毛沱-玉石山地區(qū)鐵銅多金屬礦調(diào)查報告，2014.

北山裂谷帶位于塔里木板塊東北緣, 由新疆東部延伸至甘肅西部，是早古生代古亞洲洋俯沖-消減-碰撞造山后，裂谷伸展形成的天山(中亞)大火成巖省的組成部分(夏林圻等，2006)。近年來，隨著新疆坡北、紅石山、羅東、筆架山、漩窩嶺等一系列含銅鎳硫化物基性-超基性巖體的發(fā)現(xiàn)，甘肅北山地區(qū)顯示出了較大的銅鎳礦找礦潛力，有望成為東天山—北山地區(qū)巖漿型銅鎳礦潛在的資源遠(yuǎn)景基地。大山頭—黑山一帶地處甘新交界北山山系中部，區(qū)內(nèi)沿布特-黃草灘微地塊及其南北兩側(cè)裂谷發(fā)育近百千米長的基性-超基性巖帶。通過開展區(qū)內(nèi)異常檢查工作，在該基性-超基性巖帶先后新發(fā)現(xiàn)怪石山、拾金灘、紅柳溝和三個井巖體等多處銅鎳礦化基性-超基性巖體。在各巖體與同一構(gòu)造成礦帶內(nèi)，近年來勘查發(fā)現(xiàn)的黑山含銅鎳巖體具有較強(qiáng)的相似性或可比性，找礦潛力較好。筆者通過對各銅鎳礦化巖體的地質(zhì)特征、巖石學(xué)特征、巖石地球化學(xué)特征及成礦條件、找礦標(biāo)志等方面進(jìn)行研究，分析其找礦前景，對指導(dǎo)該地區(qū)的銅鎳找礦工作具有重要意義。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

甘肅北山地區(qū)位于哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊的結(jié)合部位，地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，總體上是古亞洲構(gòu)造域的組成部分，其大地構(gòu)造格局和歸屬一直存在諸多看法和認(rèn)識(趙茹石等，1994；聶鳳軍等，2002；左國朝等，2003；龔全勝等，2003；何世平等，2005；楊合群等，2008)。該地區(qū)的地史演化基本可歸屬一種古陸裂解、增生和向成熟陸殼發(fā)展演化模型，主體由東天山和塔里木兩大板塊構(gòu)成(楊建國等，2015)。大山頭—黑山一帶位于塔里木板塊北緣北山裂谷帶，南北橫跨玉石山-牛圈子裂谷、營毛沱-白湖裂谷、布特-黃草灘微地塊和花牛山-黑山裂谷帶4個三級構(gòu)造單元①(圖1)。區(qū)內(nèi)出露地層有晚太古宇—早元古代敦煌巖群，為一套深變質(zhì)巖建造，巖性主要有花崗(閃長)質(zhì)片麻巖、云母石英片巖、變粒巖夾斜長角閃巖、大理巖和石英巖等；長城系古硐井巖群為一套中淺變質(zhì)陸源碎屑巖夾火山巖、火山碎屑巖和碳酸鹽巖建造，巖性主要有灰綠色絹云石英片巖、二云石英片巖、中薄層狀大理巖、磁鐵石英巖；薊縣系平頭山組，為一套淺變質(zhì)濱海相大陸邊緣潮坪沉積環(huán)境的富鎂碳酸鹽巖夾凝灰質(zhì)細(xì)碎屑巖及少量火山巖建造；青白口系大豁落山組為一套為濱海潮坪和潮下淺水內(nèi)源碎屑巖相富鎂富硅質(zhì)中厚層碳酸鹽巖建造。

區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育，中酸性侵入巖以前寒武紀(jì)花崗質(zhì)片麻巖基為主，古生代侵入體多呈小巖株及脈巖，主要形成于華力西晚期，巖石類型常見有石英閃長巖、花崗閃長巖、斜長花崗巖、花崗斑巖、黑云母花崗巖、石英斑巖、長英質(zhì)脈巖等。基性-超基性巖分布較廣，基性巖多呈巖基和巖株，巖性主要有輝長巖、輝長輝綠巖、蘇長巖、橄欖輝長蘇長巖等。超基性巖多呈小巖珠和巖脈，巖相分異明顯，巖性有角閃橄欖巖、輝石巖、二輝橄欖巖、方輝橄欖巖、純橄巖和蛇紋巖等。其中銅鎳礦化通常與分異較好的基性-超基性雜巖體密切相關(guān)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極發(fā)育，除廟廟井-雙鷹山近東西向深大斷裂外，近東西向次級斷裂帶及北東、北西向斷裂構(gòu)造亦較發(fā)育，控制不同時代侵入體的空間展布。

2　巖體地質(zhì)特征

與基性-超基性巖有關(guān)銅鎳礦化在區(qū)內(nèi)較為普遍，成礦信息條件較好。銅鎳礦化基性-超基性巖體侵位于布特-黃草灘微地塊及其南北兩側(cè)的裂谷裂陷帶中，巖體多受廟廟井-西雙鷹山及其次級斷裂控制，由西至東依次出露有紅柳溝、三個井、黑山、怪石山、拾金灘巖體。巖體出露規(guī)模均較小，位于西側(cè)的紅柳溝和三個井巖體規(guī)模相對較大，出露面積可達(dá)3.5～20km2，東側(cè)怪石山和拾金灘巖體與黑山巖體相似，規(guī)模相對較小，單個巖體多數(shù)長幾十至百余米，寬僅十余米至幾十米，巖體形態(tài)各不相同，平面上主要呈巖株?duì)睢⒚}狀及不規(guī)則狀等，巖體展布方向以北西向?yàn)橹鳌?/p>

1.構(gòu)造單元分界斷裂;2. 推測構(gòu)造單元界線; 3. 基性-超基性巖體圖1　甘肅北山大山頭-黑山一帶區(qū)域構(gòu)造與基性-超基性巖體分布圖Fig.1　The regional structure and basic-ultrabasic distribution of Dashantou-Heishan

巖體類型總體屬基性-超基性雜巖類(表1)，具體可分為鎂質(zhì)和鐵質(zhì)2類。鎂質(zhì)系列基性-超基性雜巖以拾金灘巖體為代表，巖體主要由蛇紋石化純橄巖、輝長巖等組成，被大片第四系覆蓋，僅見少量超基性巖小露頭，巖石蝕變強(qiáng)烈，巖相分帶不清。鐵質(zhì)系列基性-超基性雜巖以黑山、怪石山、紅柳溝、三個井等巖體為代表，包括黑山巖體在內(nèi)的諸多含礦巖體，巖石類型主要由輝長巖、輝石巖、橄欖巖組成，巖類組合復(fù)雜多樣，巖相十分發(fā)育，具有明顯的分異特征，巖體具多期次侵位特點(diǎn)，超基性巖相和輝長巖相之間呈明顯的侵入接觸關(guān)系。

西側(cè)紅柳溝和三個井巖體主體以輝長巖為主，其中分異出輝石巖、橄欖輝石巖、橄欖輝長巖、二輝橄欖巖、方輝橄欖巖、橄欖巖和蛇紋巖等巖相；東側(cè)怪石山巖體主要由橄欖輝石巖、橄欖二輝巖及輝長巖等組成，自北西向南東可劃分為細(xì)粒輝長巖、偉晶角閃輝長巖、中粒角閃輝長巖、橄欖二輝巖、橄欖輝石巖、橄欖二輝巖6個巖相帶。

表1　甘肅北山大山頭—黑山一帶基性-超基性巖體特征表

2類巖體巖石學(xué)特征與黑山巖體相似，它們共同的特點(diǎn)是巖石具塊狀構(gòu)造，常見粒狀變晶結(jié)構(gòu)、輝長結(jié)構(gòu)、包橄結(jié)構(gòu)等；巖體中主要礦物包括橄欖石、輝石、斜長石等，成礦巖體巖石普遍發(fā)生了不同程度的蛇紋石化、纖閃石化、綠泥石化等蝕變作用；各巖體成礦類型一致，主要的金屬礦物均為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦等。鐵質(zhì)系列巖體中各類巖石以斜長石為特征，普遍含有較多的褐色普通角閃石、金云母等富水礦物。與其他巖體不同的是在鎂質(zhì)系列的拾金灘巖體中還見微層狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造，碎裂狀結(jié)構(gòu)等特征，其超基性巖中未見斜長石、角閃石、金云母等礦物的出現(xiàn)，該巖體主要為一含鎳礦化巖體，巖石中雖見磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦等原生金屬硫化物，但金屬礦物含量約2%。

3　巖體地球化學(xué)特征

對區(qū)內(nèi)5個含礦巖體的24件樣品進(jìn)行了巖石化學(xué)分析，主量元素地球化學(xué)數(shù)據(jù)(表2)顯示各巖體SiO2平均含量為39.18×10-2～47.35×10-2，均屬超基性-基性巖類。黑山、怪石山、紅柳溝和三個井4個巖體MgO平均含量為16.98×10-2～25.83×10-2，Na2O+K2O平均含量為0.80×10-2～2.31×10-2，CaO平均含量為3.70×10-2～8.32×10-2，TiO2平均含量為0.34×10-2～0.74×10-2，Al2O3平均含量為6.70×10-2～12.83×10-2。巖體m/f值為2.25～5.87，均屬于鐵質(zhì)超基性巖類，有利于形成銅鎳硫化物礦床(吳利仁，1963)。拾金灘巖體具有相對較低的Al2O3(0.46×10-2～0.56×10-2)含量和較高的MgO(32.84×10-2～35.09×10-2)含量，m/f值為8.93～9.84，屬鎂質(zhì)超基性巖類。2類巖體SI值為45.56～83.66，均大于原生玄武質(zhì)巖漿值(40左右)，表明巖體分異程度較高，Mg#值為0.71～0.91，略大于原始巖漿的Mg#值(0.68～0.73)，這可能與早期橄欖石堆晶作用有關(guān)。各巖體整體都具有高M(jìn)g、低堿、低Ca、低Ti特征, 含礦巖相具有較高的Mg#，這些特征與東天山地區(qū)含礦巖體相似(孫赫等，2007)。

表2　甘肅北山大山頭—黑山一帶基性-超基性巖體主量元素分析結(jié)果表(%)

稀土元素分析結(jié)果顯示(表3、表4)，鐵質(zhì)系列巖體ΣREE平均含量為18.30×10-6～39.77×10-6，δEu為0.84～2.05，δCe為0.94～1.04，LREE/HREE為1.71～4.29，LaN/YbN為0.89～3.98，除紅柳溝巖體表現(xiàn)出明顯正Eu異常，其他巖體大部分樣品Eu異常不明顯，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE配分曲線圖中(圖2)，各巖體稀土配分曲線較為一致，輕稀土配分曲線略微右傾，重稀土配分曲線相對平坦，整體顯示出LREE略富集的特征。鎂質(zhì)系列的拾金灘巖體ΣREE相對較低，平均含量為1.30×10-6，δEu為0.94～1.92，δCe為0.81～1.02，LREE/HREE為4.22～6.43，LaN/YbN為4.56～7.00，具有明顯的正Eu異常，巖體稀土配分曲線同樣顯示出LREE略富集的特征。微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中(圖3)，2類巖體均顯示出強(qiáng)不相容元素配分曲線整體呈不規(guī)則波動, 大離子親石元素 ( LILE)Rb、Ba、Sr、U富集,但富集程度明顯不同,相對虧損Th和高場強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Zr、Hf。

圖2　稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖(球粒隕石和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)據(jù)SUN and MCDONOUGH，1989)Fig.2　The REE chondrite-normalized distribution patterns

圖3　微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(球粒隕石和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)據(jù)SUN and MCDON-OUGH，1989)Fig.3　The trace elements primitive mantle normalized spider diagram

表3　甘肅北山大山頭—黑山一帶基性-超基性巖體稀土元素分析結(jié)果表(10-6)

續(xù)表3

表4　甘肅北山大山頭—黑山一帶基性-超基性巖體微量元素分析結(jié)果表(10-6)

4　成礦條件分析

巖漿型銅鎳硫化物礦床通常賦存于大陸內(nèi)部裂谷、克拉通邊緣裂谷、前寒武紀(jì)綠巖帶及活動造山帶中。大山頭—黑山一帶屬北山中部銅鎳成礦帶，晚志留世北山古生代洋盆已經(jīng)俯沖消亡，并開始碰撞造山，晚古生代北山及相鄰地區(qū)進(jìn)入板內(nèi)伸展階段，北山地區(qū)的巖漿型銅鎳礦形成于一種伸展地球動力學(xué)背景的大陸裂谷環(huán)境(白云來等，2002；楊合群等，2006，2008；李向民，2011)。通過對區(qū)內(nèi)幾個基性-超基性巖體的年代學(xué)研究，獲得黑山銅鎳礦區(qū)礦化角閃輝長巖中鋯石的U-Pb年齡為(374.6±5.2)Ma(楊建國等，2012)，怪石山銅鎳礦點(diǎn)礦化中粒輝長巖中鋯石的U-Pb年齡為(358.6±3.9)Ma①，據(jù)大山頭雜巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(359.3±5.7)Ma(閆海卿等，2012)，紅柳溝橄欖角閃輝長蘇長巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(396.7±3.8)Ma(謝燮等，2015)，三個井輝長巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(374.3±3.0)Ma①，可知各巖體成巖時代均集中于358～397Ma，屬中—晚泥盆世，各巖體巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)也都顯示出板內(nèi)環(huán)境特征。由此表明甘肅北山地區(qū)在中—晚泥盆世一直處于陸緣裂谷拉張環(huán)境，巖體的形成和演化與裂谷作用密切相關(guān)，具有形成銅鎳硫化物礦床有利的構(gòu)造背景。

基性-超基性巖是幔源巖漿結(jié)晶分異的產(chǎn)物必須存在超殼深大斷裂作為導(dǎo)巖、導(dǎo)礦構(gòu)造，區(qū)域性深斷裂為地幔巖漿上升提供了通道，不同大地構(gòu)造單元結(jié)合部位又是構(gòu)造-巖漿活動區(qū)，次級斷裂是巖體賦存的重要部位。除拾金灘巖體產(chǎn)出受火石山-牛圈子大斷裂帶控制外，包括黑山在內(nèi)的已知銅鎳礦化基性-超基性巖體大地構(gòu)造位置位于布特-荒草灘微地塊與花牛山-黑山裂谷帶接合部位，巖體侵位受控于分隔微地塊與裂谷帶的廟廟井-西雙鷹山深大斷裂，西側(cè)以紅柳溝、三個井巖體為代表，東側(cè)以黑山、怪石山巖體為代表，區(qū)域性的深斷裂為基性-超基性巖體活動提供了通道。

與基性-超基性巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床，巖體既是銅鎳硫化物的母巖，又是礦體的直接圍巖。在大山頭—黑山一帶，向西可延至布特，沿微地塊兩側(cè)深大斷裂帶發(fā)育一條近百千米長的基性-超基性巖帶，其為銅鎳硫化物礦床產(chǎn)出提供了必要條件。區(qū)內(nèi)銅鎳礦化基性-超基性巖體巖體類型總體屬基性-超基性雜巖類，除鎂質(zhì)系列的拾金灘巖體外，其他巖體m/f值為2.2～6.5，屬鐵質(zhì)超基性巖范疇，與國內(nèi)外同類成礦巖體可對比，m/f值屬于鐵質(zhì)超鎂鐵巖巖體，與銅鎳礦化關(guān)系密切。

5　找礦潛力分析

目前，大山頭-黑山基性-超基性巖帶勘查評價有黑山大型銅鎳礦床1處，近年新發(fā)現(xiàn)怪石山、拾金灘、紅柳溝Ⅲ號、Ⅳ號和三個井銅鎳礦點(diǎn)，以及紅柳溝Ⅰ號、Ⅱ號、大泉東和布特南等含銅鎳礦化巖體。區(qū)內(nèi)基性-超基性雜巖體總體可分為鎂質(zhì)和鐵質(zhì)2類，鎂質(zhì)系列的拾金灘巖體，受火石山-牛圈子大斷裂帶控制，相對其他幾處巖體，其具強(qiáng)烈的碳酸鹽化、蛇紋石化和滑石化蝕變，巖石類型相對較少，巖相分帶不清，礦化巖石中原生金屬硫化物(磁黃鐵礦和鎳黃鐵礦)含量較少，巖體相對具低鋁、高鎂及ΣREE低的特征。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的鐵質(zhì)系列巖體與黑山銅鎳礦床處于同一構(gòu)造帶上，巖體出露面積較小，具多期侵位特點(diǎn)；巖石類型豐富，從輝長巖相到橄欖巖相，再到輝石巖相均有出現(xiàn)，巖漿演化過程中主要發(fā)生了橄欖石、斜方輝石、單斜輝石和斜長石的分離結(jié)晶作用，且分離結(jié)晶在巖漿演化過程中占主導(dǎo)地位，說明巖漿分異充分，有利于成礦物質(zhì)的富集；各類巖石以產(chǎn)出斜長石為特征，巖體輝長巖相、蘇長巖相、橄欖巖相及輝石巖相中普遍含有較多的褐色普通角閃石、金云母等富水礦物，這一特征與東天山地區(qū)所有賦含銅鎳硫化物礦床的鎂鐵-超鎂鐵巖相似，富水的巖漿體系以及蝕變反應(yīng)可能有利于銅鎳硫化物的富集和沉淀(ZHOU MF et al.,2004；孫赫等，2007；蘇本勛等，2011)；巖體地球化學(xué)數(shù)據(jù)顯示出高M(jìn)g、低堿、低Ca和低Ti的特征，整體具拉斑系列向鈣堿系列演化的趨勢，含礦巖相具有較高的Mg#，稀土元素配分形式較為平坦，LREE略富集，大離子親石元素相對富集，高場強(qiáng)元素(Nb、Zr、Hf)的相對虧損，并顯示強(qiáng)烈的Nb負(fù)異常。無論從構(gòu)造背景、巖體特征、巖石學(xué)特征還是地球化學(xué)特征，都與新疆北山、東天山地區(qū)含礦巖體都具有相似性或可比性(姜常義等, 2006；PIRAJNO F et al.,2008；Ao SJ et al.,2010；QIN KZ et al.,2011；SU BX et al.,2012)。

通過對1∶5萬和1∶20萬水系沉積物測量，已發(fā)現(xiàn)的含礦巖體上均發(fā)育強(qiáng)度不高、但規(guī)模較大的Cu、Ni成礦元素異常；1∶5萬高精度磁法測量，在礦化巖體上及外圍均發(fā)育局部磁異常，ΔT最大值為300～1 500nT，伴有面型羥基蝕變異常和局部鐵染蝕變異常。經(jīng)對怪石山、紅柳溝、三個井等礦化巖體進(jìn)行初步地表評價，在地表均圈定出具一定規(guī)模的銅鎳礦(化)體，經(jīng)鉆探驗(yàn)證，含礦巖相及礦(化)體向深部延伸穩(wěn)定；激電測深顯示，銅鎳礦(化)體及礦化巖體深部均對應(yīng)有較強(qiáng)的中低阻、高極化率異常體。綜合地、物、化、遙信息，該地區(qū)與銅鎳礦化有關(guān)的鐵質(zhì)基性-超基性雜巖體，整體剝蝕較淺，深部具有良好的找礦潛力，有望形成銅鎳礦床。

6　找礦標(biāo)志與找礦模型

通過區(qū)內(nèi)開展與基性-超基性巖有關(guān)的銅鎳礦找礦工作的實(shí)踐，在前人對銅鎳硫化物礦床研究的基礎(chǔ)上，建立了區(qū)內(nèi)巖漿熔離型銅鎳礦“構(gòu)造背景+雜巖體+蝕變+異?！钡某醪秸业V模型(表5)。

巖漿硫化物礦床受巖漿分異程度嚴(yán)格控制，分異較好的基性-超基性巖體有利于硫化物相的分熔和熔離富集，因此，鐵質(zhì)系列和分異良好的基性-超基性雜巖體是尋找硫化銅鎳礦床的首要條件和重要標(biāo)志。

超基性巖體耐風(fēng)化，易鐵染，常呈正地形或地表形成大小不等的球狀風(fēng)化暗色巖石堆積體，與其他地質(zhì)體易區(qū)別和被發(fā)現(xiàn)，具鐵染遙感蝕變信息，此乃發(fā)現(xiàn)含礦性超基性雜巖體的宏觀標(biāo)志。區(qū)內(nèi)大部分屬于裸露區(qū)，與銅鎳硫化物礦床有關(guān)的基性-超基性巖體通常在地表已經(jīng)強(qiáng)烈的蝕變，但不均勻，主要蝕變類型有蛇紋石化、滑石化、綠泥石化、碳酸鹽化、次閃石化等。在地表的巖體有磁黃鐵礦和黃銅礦等硫化物或礦化，尤其是因氧化形成的褐鐵礦化、銅礦化(孔雀石化)、黃鉀鐵礬化等均是該類礦床找礦的直接標(biāo)志。

基性-超基性巖體物性特征與圍巖通常存在明顯的差異，尤其表現(xiàn)在磁異常和激電異常特征上。因此，磁異常、激電異常是尋找該類礦床的間接標(biāo)志。在調(diào)查區(qū)內(nèi)與銅鎳硫化物礦床有關(guān)的基性-超基性巖體的發(fā)現(xiàn)、勘查過程中，航磁和地磁異常為尋找超基性小巖體和隱伏巖體提供了主要信息依據(jù)，高極化、中低電阻率激電異常區(qū)反映了銅鎳硫化物礦床的地球物理場信息。

此外， Ni、Cu、Co、Cr等綜合地球化學(xué)異?；驖饧瘏^(qū)亦是尋找該類礦床的重要信息之一。

表5　甘肅北山地區(qū)巖漿熔離型銅鎳礦綜合信息找礦模型表

7　結(jié)論

(1)大山頭-黑山基性-超基性巖帶位于塔里木板塊北緣北山裂谷帶，屬北山中部銅鎳成礦帶，是東天山成礦帶的重要組成部分，區(qū)內(nèi)與銅鎳礦化有關(guān)的鐵質(zhì)基性-超基性巖體與東天山成礦帶含礦巖體同樣具有巖體規(guī)模較小、多階段侵入、巖相分帶清楚、成群成帶產(chǎn)出的特點(diǎn)。

(2)區(qū)內(nèi)銅鎳礦化基性-超基性巖體具高M(jìn)g、低堿、低Ca和低Ti的特征，含礦巖相具有較高的Mg#，稀土元素配分形式較為平坦，LREE略富集，大離子親石元素相對富集，高場強(qiáng)元素(Nb、Zr、Hf)的相對虧損，并顯示強(qiáng)烈的Nb負(fù)異常，與新疆北山、東天山地區(qū)含礦巖體都具有相似性或可比性。

(3)通過分析認(rèn)為，大山頭—黑山一帶是甘肅北山地區(qū)尋找?guī)r漿型銅鎳硫化物礦床的重要地區(qū)，區(qū)內(nèi)鐵質(zhì)銅鎳礦化基性-超基性巖體無論從構(gòu)造地質(zhì)背景、巖體地質(zhì)特征、巖石學(xué)特征、巖石地球化學(xué)特征，還是物、化探異常特征等方面均顯示出了較好的銅鎳成礦條件，巖體整體剝蝕較淺，深部具有進(jìn)一步尋找銅鎳硫化物礦床的潛力。

(4)大山頭—黑山一帶已知的各銅鎳含礦巖體成巖時代集中于358～397Ma，屬中—晚泥盆世，明顯不同于東天山和新疆北山地區(qū)的銅鎳硫化物成礦時期。結(jié)合近年來柴周緣新發(fā)現(xiàn)的夏日哈木、牛鼻子梁等成礦巖體時代(367～394Ma), 從而揭示出晚古生代中—晚泥盆世存在一個重要的巖漿銅鎳硫化物成礦期,它不同于以往巖漿型銅鎳硫化物礦床的形成時代, 在今后的銅鎳找礦工作中值得關(guān)注。

白云來，張漢成，李衛(wèi)紅，等．論甘肅北山中部鎳銅成礦系統(tǒng)的構(gòu)造背景[J]．甘肅地質(zhì)學(xué)報，2002，11 (2)：29-44．

BAI Yunlai，ZHANG Hancheng，LI Weihong，et al．On the Geotectonic Background of the Nickel-Copper Metallogenic System of the central BeiShan Mountains in GanSu，China[J]．Acta Geologica Gansu，2002，11(2)：29-44．

龔全勝，劉明強(qiáng)，梁明宏，等．北山造山帶大地構(gòu)造相及構(gòu)造演化[J]．西北地質(zhì)，2003，36(1)：11-17．

GONG Quansheng，LIU Mingqiang，LIANG Minghong，et al．The tectonic facies and tectonic evolution of Beishanorogenic belt, Gansu[J]．Northwestern Geology，2003，36(1)：11-17．

何世平，周會武，任秉琛，等．甘肅內(nèi)蒙古北山地區(qū)古生代地殼演化[J]．西北地質(zhì)，2005，38(3)：6-15．

HE Shiping，ZHOU Huiwu，REN Bingchen，et al．Crustal evolution of Palaeozoic in Beishanarea,Gansu and Inner Mongolia,China[J]．Northwestern Geology，2005，38(3)：6-15．

姜常義，程松林，葉書鋒，等．新疆北山地區(qū)中坡北山北鎂鐵質(zhì)巖體地球化學(xué)與巖石成因[J]．巖石學(xué)報，2006，22(1)：115-126．

JIANG Changyi，CHENG Songlin，YE Shufeng，et al．Lithogeochemistry and petrogenesis of Zhongposhanbei mafic rock body, at Beishan region, Xinjiang[J]．Acta Petrologica Sinica，2006, 22(1)：115-126．

李向民，余吉遠(yuǎn)，王國強(qiáng)，等．甘肅北山紅柳園地區(qū)泥盆系三個井組和墩墩山群LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年及其意義[J]．地質(zhì)通報，2011，30(10)：1501-1507．

LI Xiangmin，YU Jiyuan，WANG Guoqiang，et al. LA- ICP- MS zircon U- Pb dating of Devonian Sangejing Formation and Dundunshan Group in Hongliuyuan, Beishan area, Gansu Province[J]．Geological Bulletin of China， 2011，30(10)：1501-1507．

聶鳳軍，江思宏，白大明，等．北山地區(qū)金屬礦床成礦規(guī)律及找礦方向[M]．北京：地質(zhì)出版社，2002：1-499．

NIE Fengjun，JIANG Sihong，BAI Daming，et al．Metallogenic regularity and prospecting direction of metal deposit in Beishan area[M]．Beijing：Geological Publishing House，2002：1-499．

孫赫，秦克章，徐興旺，等．東天山鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖帶巖石特征及銅鎳成礦作用[J]．礦床地質(zhì)，2007，26(1)：98-108．

SUN He，QIN Kezhang，XU Xingwang，et al．Petrological characteristics and copper-nickel ore-forming processes of Early Permian mafic-ultramafic intrusion belts in East Tianshan[J]．Mineral Deposits，2007，26(1)：98-108．

蘇本勛，秦克章，唐冬梅，等．新疆北山地區(qū)坡十鎂鐵-超鎂鐵巖體的巖石學(xué)特征及其對成礦作用的指示[J]．巖石學(xué)報，2011，27：3627-3639．

SU BenXun，QIN Kezhang，TANG Dongmei，et al．Petrological features and implications for mineralization of the Poshi mafic-ultramafic intrusion in Beishan area，Xinjiang[J]．Acta Petrologica Sinica，2011，27：3627-3639．

吳利仁．論中國基性、超基性巖的成礦專屬性[J]．地質(zhì)科學(xué)，1963，(1)： 29-41．

WU Liren．Metallogenic specialization of mafic ultrabasic rocks，China[J]．Chinese Journal of Geology，1963，(1)： 29-41．

夏林圻，李向民，夏祖春，等．天山石炭—二疊紀(jì)大火成巖省裂谷火山作用與地幔柱[J]．西北地質(zhì)，2006，39(1)：1-49 ．

XIA Linqi，LI Xiangmin，XIA Zuchun，et al．Carboniferous-Permian Rift-Related Volcanism and Mantle Plume in the Tianshan, Northwestern China [J]．Northwestern Geology，2006，39(1)：1-49．

謝燮，楊建國，王小紅，等．甘肅北山紅柳溝銅鎳礦化基性-超基性巖體SHRIMP鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義[J]．中國地質(zhì)，2015，42(2)：396-405．

XIE Xie，YANG Jianguo，WANG Xiaohong，et al．Zircon SHRIMP U-Pb dating of Hongliugou mafic-ultramafic complex in the Beishan area of Gansu Province and its geological significance[J]．Geology in China，2015，42(2)：396-405．

楊建國，謝春林，王小紅，等．甘肅北山地區(qū)基本構(gòu)造格局和成礦系列特征[J]．地質(zhì)通報，2005，31(2/3)：422-438．

YANG Jianguo，XIE Chunlin，WANG Xiaohong，et al．Basic tectonic framework and features of metallogenic series in Beishanarea,Gansu Province[J]．Geological Bulletin of China，2005，31(2/3)：422-438．

楊合群，李英，楊建國，等．北山造山帶的基本成礦特征[J]．西北地質(zhì)，2006，39(2)：78-95．

YANG Hequn， LI Ying，YANG Jianguo，et al．Main metallogenic characteristics in the Beishanorogen[J]．Northwestern Geology，2006，39(2)：78-95．

楊合群，李英，李文明，等．北山成礦構(gòu)造背景概論[J]．西北地質(zhì)，2008，41(1)：22-27．

YANG Hequn，LI Ying,，LI Wenming，et al．General discussion on metallogenitictectonic setting of Beishan Mountain，Northwestern China[J]．Northwestern Geology，2008，41(1)：22-27．

楊建國，王磊，王小紅，等．甘肅北山地區(qū)黑山銅鎳礦化基性-超基性雜巖體SHRIMP鋯石U-Pb定年及其地質(zhì)意義[J]．地質(zhì)通報，2012，(2/3)：448-454．

YANG Jianguo，WANG Lei，WANG Xiaohong，et al．Zircon SHRIMP U-Pb dating of Heishan mafic-ultramafic complex in the Beishan area of Gansu Province and its geological significance[J]．Geological Bulletin of China，2012，(2/3)：448-454．

閆海卿，趙煥強(qiáng)，丁瑞穎，等．甘肅北山大山頭基性雜巖體SHRIMP鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義[J]．西北地質(zhì)，2012，45(4)：216-228．

YAN Haiqin，ZHAO Huanqiang，DING Ruiying，et al．Zircon SHRIMP U-Pb Dating of the Dashantou Basic Complex and Its Geological Significance in Beishan Area, Gansu Province[J]．Northwestern Geology，2012，45(4)：216-228．

趙茹石，周振環(huán)，毛金海，等．甘肅省板塊構(gòu)造單元劃分及其構(gòu)造演化[J]．中國區(qū)域地質(zhì)，1994，1：28-36．

ZHAO Rushi，ZHOU Zhenhuan，MAO Jinhai，et al．Plate-Tectonic units and tectonic evolution in Gansu[J]．Regional Geology China，1994，1：28-36．

左國朝，劉義科，劉春燕．甘新蒙北山地區(qū)構(gòu)造格局及演化[J].甘肅地質(zhì)學(xué)報，2003，12(1)：1-15．

ZUO Guochao，LIU Yike，LIU Chunyan．Framework and evlution of tectonic structure in Beishan area across Gansu Province，Xinjiang autonomous region and inner Mongolia autonomous region[J]．Acta Geologica Gansu，2003，12(1)：1-15．

AO SJ，XIAO WJ，HAN CM，et al．Geochronology and geochemistry of Early Permian mafic-ultramafic complexes in the Beishan area，Xinjiang，NW China: Implications for Late Paleozoic tectonic evolution of the southern Altaids[J]．Gondwana Research，2010，18：466-478．

PIRAJNO F，MAO JW，ZHANG ZC，et al．The association of mafic-ultramafic intrusions and A-type magmatism in the Tianshan and Altay orogens，NW China: Implications for geodynamic evolution and potential for the discovery of new ore deposits[J]．Journal of Asian Earth Sciences，2008，32：165-183．

QIN K Z，SU BX，SAKYI P A，et al． SIMS Zircon U-Pb geochronology and Sr-Nd isotopes of Ni-Cu bearing mafic-ultramafic intrusions in Eastern Tianshan and Beishan in correlation with flood basalts in Tarim Basin (NW China)：Constraints on a ca．280 Ma mantle plume[J]．AmericanJournal of Science，2011，311：237-260．

SUN S S, Mc Donough W F.Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts： Implications for Mantle Composition and Processes[M]．London：Geological Society Special Publication，1989，42，313-345．

SU B X，QIN KZ，SAKYI P A，et al．Geochronologic-petrochemical studies of the Hongshishan mafic-ultramafic intrusion，Beishan area，Xinjiang(NW China)：Petrogenesis and tectonic implications[J]．International Geology Review，2012，54：270-289．

ZHOU M F，LESHER C M，YANG Z X，et al．Geochemistry and petrogenesis of 270Ma Ni-Cu-(PGE)sulfide-bearing maficintrusions in the Huangshandistrict,EasternXinjiang,Northwest China: Implications for the tectonic evolution of the Central Asian Orogenic Belt[J]．Chemical Geology，2004，209：233-257．

Metallogenic Conditions and Prospecting Potential of Mafic-ultramafic Rocks along Dashantou-Heishan Area in Beishan, Gansu Province

XIE Xie1，YANG Jianguo1，WANG Xiaohong1，WANG Lei1，JIANG Anding2

(1.Xi’an Center of China Geological Survey, Xi’an 710054, Shaanxi, China;2.School of Earth Science and Resources，Chang’an University, Xi’an 710054, Shaanxi, China)

The Dahantou-Heishan area is located in northern margin of the Tarim plate, where mafic-ultramafic rocks related to mineralization are more widespread. The ore-bearing rock is more controlled by Miaomiaojing-Xishuangyingshan fracture and secondary faults, with the diagenetic age concentrated in the age of 358～397Ma. The formation and evolution of these rocks is closely related rifting. In this area, the copper-nickel mineralized mafic-ultramafic rock is small in scale, with multi-stage emplacement and good differentiation, as well as the features of high magnesium, low alkali, low calcium and low titanium. The ore-bearing facies have high Mg# values, and their REEs show relatively flat features in distribution patterns, with the slight enrichment of LREE, relative enrichment of LILE (Rb,Ba,Sr,U) and relative depletion of high field strength elements (Nb,Zr,Hf). The development degree of mineralized rock strength is not high, but large-scale copper and nickel mineralization anomalies are well developed, which can fit the magnetic and electrical abnormalities well. After carrying out the research on geological characteristics, petrological characteristics and rock geochemistry of several copper-nickel mineralized mafic-ultramafic rocks, and combining with the geological prospecting practices in recent years, it’s considered that the ore-forming conditions for copper-nickel mineralization associated with ferruginous mafic-ultramafic rocks are very well, which has a potential to further search for copper-nickel magmatic deposits.

mineralization conditions; prospecting potential; mafic-ultramafic rocks;Dashantou-Heishan; Beishan

2015-02-15；

2015-06-29

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查專項(xiàng)“甘肅北山營毛沱-玉石山地區(qū)鐵銅多金屬礦調(diào)查”(1212011085090)、“甘肅北山狼山-羅雅楚山地區(qū)鐵鎳多金屬礦調(diào)查”(12120113046700)

謝燮(1982-)，男，工程師，碩士，從事于地質(zhì)找礦與礦床學(xué)研究。E-mail:77867876@qq,com

P588.12

A

1008-6248(2016)01-0015-11