卜 鵬，徐思超，劉 孜

（1.有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心南方地質(zhì)調(diào)查所，湖南 長(zhǎng)沙 410001；2.哈密紅石礦業(yè)有限公司，新疆 哈密 839000；3.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，北京 100012）

坡一銅鎳礦位于北山裂谷金銅鎳成礦帶西部、坡北鎂鐵-超鎂鐵巖帶西南部。在中亞成礦帶（巨型），北山裂谷是其重要的組成部分，火山巖（晚古生代）在裂谷內(nèi)分布非常普遍，同時(shí)發(fā)育很多侵入巖，主要為鎂鐵質(zhì)與超鎂鐵質(zhì)。區(qū)內(nèi)具有非常復(fù)雜的構(gòu)造行跡，不僅有很多金礦床被發(fā)現(xiàn)，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)很多鐵礦以及銅鎳礦等。筆架山鎂鐵、超鎂鐵巖帶就分布于北山裂谷帶內(nèi)，其長(zhǎng)度范圍在100公里以上，坡北鎂鐵、超鎂鐵巖帶也在該裂谷帶中被發(fā)現(xiàn)，約有70公里的長(zhǎng)度。在坡北鎂鐵、超鎂鐵雜巖帶的偏南西側(cè)區(qū)域上分布著坡一銅鎳礦，依照該巖帶的分布特點(diǎn)，與區(qū)內(nèi)的遙感影像以及物化探和綜合地質(zhì)情況進(jìn)行綜合研究來看，巖體形成過程受到的巖漿活動(dòng)有多次，鎂鐵、超鎂鐵侵入巖在裂谷內(nèi)發(fā)生不同期次的侵入，由于地質(zhì)演化過程的不同，呈現(xiàn)不同特點(diǎn)的巖漿成巖成礦特點(diǎn)[1]。

1 區(qū)域地質(zhì)

1.1 大地構(gòu)造位置

中天山的偏南側(cè)區(qū)域上的緣頭部位（中亞造山帶）是北山地區(qū)的分布所在（圖1A），該區(qū)屬于塔里木盆地偏東方的緣頭部位。中天山地塊中間間隔中天山南緣斷裂與之相鄰，敦煌地體分布于其南側(cè)區(qū)域上，庫魯克塔格隆起主要分布在其西側(cè)方向上，梧桐溝以及紅柳園裂谷在其東部與之共同連接成線，展布特點(diǎn)主要為NEE向，該構(gòu)造為塔里木陸殼板塊中的次級(jí)構(gòu)造單元（圖1B）。在北山裂谷偏西方向的區(qū)段上分布著坡一鎂鐵、超鎂鐵雜巖體，該雜巖體位于坡北鎂鐵、超鎂鐵雜巖帶偏西方向的區(qū)域上。其形成過程與天山造山運(yùn)動(dòng)（石炭世）存在很大關(guān)系，中天山地塊在此階段受拉張應(yīng)力作用的影響，而形成[2]。

1.2 區(qū)域地層

前寒武紀(jì)是北山地區(qū)最為古老的結(jié)晶基底，區(qū)內(nèi)主要有元古界地層以及中元古界地層和下元古界地層出露，同時(shí)還發(fā)育石炭系以及二疊系和古近系新近系與第四系等地層，二云母石英片巖（白湖群古老變質(zhì)巖系（中元古界））受坡北雜巖體侵位。

1.3 區(qū)域構(gòu)造

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)北山地區(qū)影響的時(shí)間較長(zhǎng)，區(qū)內(nèi)不僅發(fā)育有褶皺構(gòu)造，同時(shí)還發(fā)育韌性剪切帶，而且還發(fā)育斷裂構(gòu)造，總體展布方向表現(xiàn)為NE向。白地洼、淤泥河大斷裂以及紅柳河、依格孜塔格大斷裂控制著區(qū)內(nèi)的構(gòu)造格局。

1.4 區(qū)域巖漿巖

圖1 東天山一帶區(qū)域大地構(gòu)造圖

圖2 坡北鎂鐵-超鎂鐵巖體ETM遙感環(huán)形影像圖

侵入巖在北山地區(qū)發(fā)育非常廣泛，侵入巖為華里西中晚期尤為突出，不僅出露超鎂鐵巖，同時(shí)還出露鎂鐵巖，而且還出露酸性類型。區(qū)內(nèi)發(fā)育2條，鎂鐵與超鎂鐵巖帶，主要包括坡北鎂鐵、超鎂鐵巖帶（南側(cè)），該帶主要受控于白地洼、淤泥河大斷裂。與筆架山鎂鐵、超鎂鐵巖帶，該帶受控于紅柳河、依格孜塔格大斷裂，其中分布大量的銅鎳礦。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 巖體群巖漿類型與侵入期次

坡北巖體為鎂鐵、超鎂鐵質(zhì)復(fù)式雜巖體，是由于早二疊世發(fā)生侵入而形成，其長(zhǎng)度范圍在70公里以上，寬度達(dá)2到10公里，該巖體是由很多個(gè)環(huán)狀的巖體所構(gòu)成（圖2），筆者把該雜巖體進(jìn)行A、B、C、D、E、F等六個(gè)侵入期進(jìn)行劃分，并一一對(duì)應(yīng)。超鎂鐵巖未在A、B、E、F巖體內(nèi)出露，橄欖輝長(zhǎng)巖以及輝長(zhǎng)巖產(chǎn)出特點(diǎn)呈現(xiàn)巖基狀。橄欖輝長(zhǎng)巖以及輝長(zhǎng)巖共同構(gòu)成C巖體，超鎂鐵巖呈脈狀在其中進(jìn)行穿插。蘇長(zhǎng)巖相以及橄欖巖相和輝長(zhǎng)巖相等在D巖體上表現(xiàn)較為齊全，其中分布很多超鎂鐵巖體。依照地表不同巖相存在的關(guān)系，與遙感影像相結(jié)合，分析該巖體呈現(xiàn)A→B→C→D→F→E的侵入關(guān)系。

輝長(zhǎng)巖相是次巖體首次侵入的主巖相，輝石巖相在部分區(qū)域小規(guī)模的出現(xiàn)，礦物顆粒在輝長(zhǎng)石巖內(nèi)呈現(xiàn)非常細(xì)小的顆粒，約為1mm～3mm的粒徑大小。

表1 坡北一帶各巖相之間侵入關(guān)系一覽表

輝長(zhǎng)巖相是次巖體第二次侵入的主要巖相特征，輝石巖相在南側(cè)區(qū)域上呈現(xiàn)較大規(guī)模的出現(xiàn)，輝石巖以及輝長(zhǎng)巖結(jié)晶呈現(xiàn)粗粒的特征，礦物多為2mm～5mm的粒徑大小，有的能夠達(dá)到8mm的大小。鈦磁鐵礦體以較小的規(guī)模存在于巖體偏南側(cè)的區(qū)域局部地表位置上出露，小長(zhǎng)山鐵礦在該區(qū)域的位置上分布。

圖3 坡一鎳礦礦區(qū)地質(zhì)圖

輝長(zhǎng)巖相是次巖體在發(fā)生第三次侵入過程中的主要巖相特征，同時(shí)還分布橄欖輝長(zhǎng)巖相以及橄欖巖相與輝石巖相等，前者呈現(xiàn)脈狀的特點(diǎn)，在輝長(zhǎng)巖內(nèi)呈現(xiàn)球狀分布，但是不是很均勻。囊狀以及帶狀特點(diǎn)在輝石巖中比較普遍，主要在巖體的南側(cè)區(qū)域上分布，鉑礦化分布于輝石巖內(nèi)，達(dá)到47g/T的最高品位，呈現(xiàn)不均勻的礦化特點(diǎn)，帶狀特點(diǎn)在橄欖巖相中也非常明顯，輝長(zhǎng)巖內(nèi)分布特點(diǎn)呈條帶狀。

輝長(zhǎng)巖相在第四次侵入過程中的主要巖相特點(diǎn)，在這類巖相內(nèi)，輝長(zhǎng)巖內(nèi)出露零星的橄欖巖，其上覆蓋第四系坡積物。

輝長(zhǎng)巖相在第五次巖體侵入過程中的主要巖相特點(diǎn)，此侵入的橄欖巖相中分布著很多銅鎳礦（坡一、三、七、十銅鎳礦等），輝石巖以及閃長(zhǎng)巖和橄欖巖與橄欖輝長(zhǎng)巖以及純橄等，是其主要的巖相組合。

輝長(zhǎng)巖是第六次侵入的主要巖相特征，同時(shí)還有輝巖以及橄欖巖與橄欖輝長(zhǎng)巖相等，在輝長(zhǎng)巖體內(nèi)分布有零星的輝橄巖以及橄欖巖[3]。

2.2 含礦巖體地質(zhì)特征與其產(chǎn)狀分析

在坡北巖帶五期階段的鎂鐵、超鎂鐵雜巖體內(nèi)，分布著坡一銅鎳礦，二云母石英片巖以及白湖古老變質(zhì)巖系（中元古界）是該礦礦區(qū)的主要地層出露，由于2.2公里長(zhǎng)度的超鎂鐵巖體，其寬度在0.6公里左右，達(dá)到1.32km2面積，橄灰?guī)r以及橄欖輝長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖和純橄欖巖與輝長(zhǎng)巖等是其主要的巖相組成，含礦巖相內(nèi)尤以橄欖巖以及輝橄巖非常突出。橄欖巖侵入特征呈現(xiàn)多期次的特點(diǎn)，早期階段上橄欖巖向侵入比較突出，但其沒有較好的含礦性，后期在含長(zhǎng)橄欖巖相內(nèi)橄欖巖巖漿出現(xiàn)超動(dòng)式侵入（圖3）。

2.3 巖體地球化學(xué)

鎂鐵、超鎂鐵巖體，在天山造山帶內(nèi)的呈現(xiàn)極為類似的主量元素特征，喀拉通克巖體（阿爾泰）與之存在很大的不同，提示巖體在不同巖帶呈現(xiàn)不同的成因類型以及演化特點(diǎn)。相較于其他巖體，在全巖主量元素上，北山鎂鐵、超鎂鐵巖體有著非常高的MgO含量差別，同時(shí)呈現(xiàn)較高的M/F以及Mg#。這些有利因素，進(jìn)一步提示鎂鐵、超鎂鐵巖體（北山地區(qū)）具有非常優(yōu)越的銅鎳礦成礦條件。

2.4 礦體特征

針對(duì)坡一礦區(qū)進(jìn)行過大量的勘探工作，并在該區(qū)進(jìn)行3萬千米的鉆探，進(jìn)行了26個(gè)鉆孔，對(duì)區(qū)進(jìn)行普查找礦，有20個(gè)鎳礦體被圈出，有13個(gè)礦體在區(qū)內(nèi)被圈出（圖3），發(fā)現(xiàn)7個(gè)盲礦體，其中在規(guī)模上最大的為礦體Ni4，與之相比Ni1、Ni3規(guī)模相對(duì)較小，產(chǎn)出特點(diǎn)呈現(xiàn)透鏡狀以及似層狀，其約有700米的長(zhǎng)度，達(dá)到20米的厚度，超過500米的延伸，向N進(jìn)行傾斜，角度在75°左右。達(dá)到0.20%～0.60%的銅鎳礦石品位，鈷以及銅含量較低。

礦體特征：礦體Ni4產(chǎn)線似層狀產(chǎn)出，向N方向傾斜，在接近地表區(qū)域呈現(xiàn)80°傾斜，遠(yuǎn)離地表的深部呈現(xiàn)55°方向傾斜，長(zhǎng)度超過了1760米，超過980米的延伸。達(dá)到1.01～88.77的真厚度，達(dá)到30.56的平均厚度（圖4）。

礦體Ni1呈現(xiàn)似層狀的產(chǎn)出特點(diǎn)，向N方向傾斜，在接近地表區(qū)域呈現(xiàn)80°傾斜，遠(yuǎn)離地表的深部呈現(xiàn)55°方向傾斜，長(zhǎng)度超過了1760米，超過1350米的延伸。達(dá)到1.28米～101.13米的真厚度，達(dá)到14.24的平均厚度，其膨大膨出部位主要為23、22線（圖4）。

礦體Ni3，產(chǎn)出特點(diǎn)為似層狀，向N方向傾斜，在接近地表區(qū)域呈現(xiàn)80°傾斜，遠(yuǎn)離地表的深部呈現(xiàn)55°方向傾斜，長(zhǎng)度超過了1760米，超過1350米的延伸。達(dá)到1.49米～56.50米的真厚度，達(dá)到11.08的平均厚度，其膨大膨出部位主要為23、22線（圖4）。

礦體Ni7產(chǎn)出特點(diǎn)為似層狀，向N方向傾斜，在接近地表區(qū)域呈現(xiàn)80°傾斜，遠(yuǎn)離地表的深部呈現(xiàn)55°方向傾斜，長(zhǎng)度超過了1760米，超過550米的延伸。達(dá)到1.30米～30.63米的真厚度，達(dá)到11.30的平均厚度，其膨大膨出部位主要為13、23線。貫入式礦脈在ZK38-1孔650.30米處可見。

圖4 坡一鎳礦23、27、22、26線礦體聯(lián)合剖面圖

2.5 控礦因素

（1）區(qū)內(nèi)不同期次的巖漿活動(dòng)對(duì)坡北巖帶的形成起著重要的作用，含礦較好的主要為輝橄巖（不含斜長(zhǎng)石）。

（2）鎂含量高以及低堿性特征在坡一巖體尤為明顯。

（3）高TEM異常以及低重力和高磁性的特點(diǎn)在坡一巖體內(nèi)橄欖巖中非常明顯。

（4）Ti以及Fe化探異常在坡北巖帶區(qū)域的偏東北部區(qū)域上有為明顯，Cu以及Co與Ni和化探異常在該礦的中部方向上尤為明顯，稀土元素異常在偏西方向的南側(cè)區(qū)域上尤為明顯。

（5）位于東天山區(qū)域上的銅鎳礦與坡一巖體呈現(xiàn)同一期次形成的特點(diǎn)。

（6）超鎂鐵巖在坡一巖體中具有非常大的規(guī)模，其中的Ni元素，為該礦的形成提供極為有利的條件。

（7）對(duì)坡一巖體進(jìn)行充分細(xì)致的研究，其產(chǎn)出特點(diǎn)呈現(xiàn)北西向側(cè)伏的盆狀特征。

綜合分析認(rèn)為，硫化物流體（含銅鎳）形成于坡一巖體時(shí)的時(shí)代為成巖沉淀所形成，即在坡一巖體偏南部區(qū)域上是礦體的分布所在，并傾向于北側(cè)，礦體規(guī)模以及其形態(tài)和產(chǎn)狀等受橄欖巖所控制。

2.6 礦床成礦時(shí)間

東天山一帶與鎂鐵-超鎂鐵巖有關(guān)的礦產(chǎn)主要有銅鎳礦和釩鈦磁鐵礦，類比其成礦時(shí)間，北山裂谷的鎂鐵-超鎂鐵巖體與東天山銅鎳礦床在時(shí)間上有相近性，應(yīng)同為華力西中晚期巖漿作用的產(chǎn)物（表2）。

表2 東天山、北山超鎂鐵巖成巖成礦類比表

3 成巖成礦模式

綜合分析研究，該礦在形成過程中受到不同期次的巖漿侵入活動(dòng)影響比較突出，鎂鐵-超鎂鐵雜巖體（第5侵入期）是該礦的主要產(chǎn)出部位。采集和收集該巖體的橫向以及縱向的鎳物相樣，伴隨鎳品位的不斷升高硅酸鎳出現(xiàn)不斷降低的趨勢(shì)，硫元素于橄欖巖（早期）呈現(xiàn)不飽和的特點(diǎn)，結(jié)晶分異是巖漿的主要特點(diǎn)，橄欖巖內(nèi)無法萃取親硫元素。因硫元素的飽和以及過飽和作用對(duì)后期巖漿的影響，熔離分異作用非常突出，含鎳硫化物在硅酸鎳作用下形成[4]。

綜合分析研究該礦成巖成礦模式有6個(gè)期次的劃分（圖5）：

4 找礦遠(yuǎn)景分析

針對(duì)該礦以前進(jìn)行過大量的研究工作，目前已有3個(gè)成礦帶發(fā)現(xiàn)于北山裂谷地區(qū)，主要包括紅十井金成礦帶以及蠶西、筆架山銅鎳成礦帶和坡北多金屬成礦帶等。紅十井以及白地洼和紅柳河等斷裂對(duì)上述三個(gè)成礦帶起著明顯的控制作用。

圖5 坡北鎂鐵-超鎂鐵巖帶成巖成礦模式圖

紅石山銅鎳礦（大型）在蠶西、筆架山銅鎳礦成礦帶被發(fā)現(xiàn)，該礦達(dá)到了30萬噸的銅鎳礦資源量，依照坡北鎂鐵-超鎂鐵巖帶成巖成礦模式，以及相關(guān)的研究成果，該帶又有四個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)的劃分，含鉑鈀的銅鎳礦遠(yuǎn)景區(qū)和含鎳的鉑鈀遠(yuǎn)景區(qū)與鎳及稀有元素遠(yuǎn)景區(qū)和含鈧的磁鐵礦、鈦鐵礦遠(yuǎn)景區(qū)等。坡一鎳礦銅鎳達(dá)到一百萬噸以上的銅鎳資源量，同時(shí)在該帶中又發(fā)現(xiàn)了坡三以及坡四和坡五與坡七和坡十等幾個(gè)重要的巖體，坡一巖體以及坡三和坡七等幾個(gè)巖體，在成礦特征上具有非常類似的地質(zhì)特征以及成礦機(jī)制。硫化物鎳礦體（貫入式塊狀）很有可能在坡四、五以及坡十等巖體中被發(fā)現(xiàn)。

紅十井以及大青山等金礦主要分布在紅十井金礦帶中，其規(guī)模大小為中大型，通過近年來的相關(guān)勘查工作的開展，其規(guī)模有望進(jìn)一步擴(kuò)大，能夠達(dá)到大型以上，通過對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的研究，進(jìn)行成礦模型的建立，能夠?yàn)閰^(qū)內(nèi)同類型礦床的尋找提供重要的指示作用。

綜上分析，銅鎳以及金礦等在目前三千八百千米的區(qū)域上具有非常有利的找礦前景，與超鎂鐵巖型銅鎳礦成礦理論進(jìn)行充分結(jié)合分析，結(jié)合相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)區(qū)內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步的勘查資金投入，有望使該區(qū)的鎳礦資源上升為四百萬噸以上。