王 恒

（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)，新疆 哈密 839000）

塔里木克拉通泛指新疆塔里木盆地的外緣區(qū)域，向北與中天山南緣深斷裂帶相連，向東則直接接壤阿爾金山的核心斷裂地帶。整個(gè)克拉通地區(qū)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與中新元古界的沉積作用區(qū)域類(lèi)似，僅能在邊緣位置處出現(xiàn)較為小強(qiáng)度的陸緣沉積行為。該地區(qū)的礦床基底起源于新元古代晚期至晚古生代早期階段，包含碳酸鹽巖等多種海相沉積巖體，且所有礦床也基本表現(xiàn)為山前坳陷型的沉積作用形式，這一特質(zhì)的形成也與西部海侵行為的出現(xiàn)具有直接聯(lián)系。近年來(lái)，隨著國(guó)家礦體開(kāi)采需求量的增加，以鎳礦為首的各類(lèi)金屬礦床也逐漸成為稀缺材料，據(jù)地質(zhì)報(bào)告顯示，塔里木克拉通東北緣地區(qū)分布著大量的鎳礦礦帶，為更好滿(mǎn)足相關(guān)部門(mén)對(duì)于鎳礦礦石的采掘需求，針對(duì)該地區(qū)的成礦過(guò)程及相關(guān)控礦因素展開(kāi)研究。

1 鎳礦成礦過(guò)程研究

1.1 巖漿的起源與演化分析

分析塔里木克拉通地區(qū)的礦床發(fā)展報(bào)告可知，東北緣區(qū)域的鎳礦主要來(lái)源于地表巖石層的軟流圈熔斷作用，且隨著基層礦床的不斷沉積，這種熔斷作用的表現(xiàn)形式也在逐漸增強(qiáng)。通常情況下，摻雜于鎳礦礦床中的銅礦類(lèi)物質(zhì)具有與鎳礦礦石相同的熔融程度，這也是導(dǎo)致二者物化性能水平始終保持高度相似的主要原因。在過(guò)去幾百年、幾千年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間里，塔里木克拉通東北緣地區(qū)的外界成礦因素不斷變化，特別是高溫、干燥等條件，更是極易造成高活性火山的噴發(fā)，從而導(dǎo)致巖漿的持續(xù)外流。隨著風(fēng)力侵蝕作用強(qiáng)度的增大，這些巖漿一部分自然形成了石灰?guī)r等堅(jiān)硬的巖土類(lèi)礦石，另一部分則在風(fēng)力及自然土體的打磨下，逐漸具備了一定的金屬光澤，也就是上文所述的鎳礦類(lèi)礦石的基礎(chǔ)礦床。

1.2 礦床熔離程度

塔里木克拉通東北緣地區(qū)的鎳礦礦床大多屬于一種特殊的巖漿熔離型礦床，所謂巖漿熔離型礦床是指在高溫作用下，逐漸形成的均勻巖漿熔融體，當(dāng)外界溫度及物理壓力值開(kāi)始不斷下降時(shí)，巖漿熔融體可被分離成兩種或兩種以上互不相熔的新型熔融體礦石，并在堆積作用下逐漸形成穩(wěn)定的金屬類(lèi)礦床，如鎳礦。在熔離作用的影響初期，未被硫化的鎳礦礦石主要呈現(xiàn)乳濁狀或小珠滴狀，且能夠穩(wěn)定分散于懸浮型的硅酸鹽類(lèi)物質(zhì)熔漿之中。隨著沉積作用時(shí)間的延長(zhǎng)，這些小珠滴慢慢匯集在一起，并逐漸形成較大的硅酸鹽類(lèi)礦石物質(zhì)。由于其自身物理重量較大，大部分鎳礦礦石在尚未冷凝狀態(tài)下，就會(huì)自發(fā)向著巖漿淵中心不斷沉積，當(dāng)達(dá)到一定厚度水平后，就會(huì)形成條狀或似層狀的鎳礦礦體。經(jīng)過(guò)后期構(gòu)造應(yīng)力擠壓作用后，熔離程度較高與熔離程度較低的礦石都會(huì)被過(guò)濾出去，并在周?chē)绕诮Y(jié)晶的母巖巖體裂隙中等待巖漿的下一次覆蓋，并最終成為全新的鎳礦礦床。

圖1 熔離程度較低適中的鎳礦礦石

1.3 氧逸度對(duì)成礦速度的影響

氧逸度可解釋為有效的氧分壓系數(shù)，在已知礦床熔離程度的情況下，氧分壓數(shù)值越大，與礦石結(jié)構(gòu)匹配的硬度系數(shù)值也就越大。對(duì)于鎳礦一類(lèi)的巖漿型成礦巖體來(lái)說(shuō)，氧逸度系數(shù)值的大小能夠直接決定礦石所表現(xiàn)出的物化性能。對(duì)于熔離程度較高的鎳礦礦石來(lái)說(shuō)，氧逸度數(shù)值越大，礦床的成礦速度也就越快，這類(lèi)型鎳礦礦石的適應(yīng)性能力相對(duì)較差，單體礦石極易損壞，只有在巖石量達(dá)到一定的數(shù)值水平后，才能發(fā)揮出鎳礦礦石的實(shí)用性?xún)r(jià)值。對(duì)于熔離程度較低的鎳礦礦石來(lái)說(shuō)，氧逸度數(shù)值越大，礦床的成礦速度也就越慢，這類(lèi)型鎳礦礦石的物理承力水平相對(duì)較差，但光澤度水平較高，可被用于磨至或加工各類(lèi)型金屬型裝飾物。對(duì)于熔離程度低適中的鎳礦礦石來(lái)說(shuō)，氧逸度數(shù)值只能對(duì)礦石的軟硬度水平造成影響，一般情況下，成礦初期的巖漿溫度值越高，鎳礦礦石的硬度水平也就越高，反之則越低。

2 鎳礦控礦因素分析

2.1 礦床成因

根據(jù)侵入期次基性條件的不同，可將塔里木克拉通東北緣鎳礦礦床的成礦情況分為如下六個(gè)時(shí)期：第一時(shí)期也叫最早的鎳礦礦床控礦周期，該時(shí)期的鎳礦礦床能夠較好抵御含鈦、含鐵巖體對(duì)底層礦石侵入作用。第二時(shí)期也叫涌動(dòng)侵入時(shí)期，該時(shí)期的鎳礦礦床能夠精準(zhǔn)分辨含磁鐵類(lèi)礦石所處的實(shí)際位置，并可在后續(xù)沉積作用下，將這類(lèi)型雜質(zhì)物質(zhì)逐漸累積到鎳礦礦床表面，以便于后期開(kāi)采的直接去除。第三時(shí)期為涌動(dòng)侵入的深入發(fā)展時(shí)期，該時(shí)期的鎳礦礦床中包含大量的基性巖體，但其物化性能相對(duì)較為薄弱，僅有一部分脈狀超基性巖具有出露能力，且大多數(shù)均為輝石巖。第四時(shí)期為涌動(dòng)侵入的最終發(fā)展時(shí)期，除核心鎳礦礦床外，外部緩坡處的鎳礦礦石也具備了一定的出露能力，可與含銅鎳礦巖體一起，在鎳礦礦床表面形成一層堅(jiān)硬的巖石外殼。第五、第六時(shí)期為礦床穩(wěn)定時(shí)期，該時(shí)期鎳礦礦床中的礦石完全為基性與超基性巖體，且其出露能力也已經(jīng)達(dá)到了一定的強(qiáng)度水平。

圖2 不同時(shí)期的鎳礦礦床成礦情況

2.2 地層特征

塔里木克拉通東北緣鎳礦礦床出露地層部分礦石的主要成分為中元古界長(zhǎng)城系的古硐井巖群型古老變質(zhì)巖，其中所有巖石均富含足量的鈣類(lèi)物質(zhì)。從所處地層深度條件來(lái)看，古硐井巖群下巖組礦石的物化特性與細(xì)粒石英片巖相似，大多數(shù)表現(xiàn)為灰?guī)r或具有斑點(diǎn)狀紅柱石的黑云母片巖。對(duì)于鎳礦礦床來(lái)說(shuō)，灰?guī)r、母片巖所處的地層相對(duì)較高，其堅(jiān)硬度水平較小，但抗壓性能力極強(qiáng)，能夠承載地面表層鎳礦礦床的物理壓力，并為其提供反向支撐作用。但在更深一層的地下巖石組織中，古硐井巖群上巖組礦石的分布形式相對(duì)較為零散，由于巖漿對(duì)礦床造成的熔離影響相對(duì)較大，所有后期侵入的巖體都只能存留于輝長(zhǎng)巖中，而這些巖石經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的累積作用只能形成矽卡巖或大理巖，并不具備直接成為鎳礦礦床的能力，因此為對(duì)鎳礦礦床進(jìn)行有效控制，應(yīng)特別注意礦床底部古硐井巖群上巖組礦石所處的具體地層位置及其所表現(xiàn)出的物化特征。

2.3 礦體特征

據(jù)現(xiàn)有資料顯示，塔里木克拉通東北緣鎳礦礦床中的礦石大多符合隱伏礦體判定條件，常與銅、鈷等金屬性巖石伴隨出現(xiàn)。通常情況下，這類(lèi)型礦床大都位于巖體底部或接近巖體底部的位置處，且總是保持懸浮狀產(chǎn)出狀態(tài)，而作為主要開(kāi)采物質(zhì)的鎳礦石則主要分布在礦床底部或礦床與圍巖相接觸的部位。從礦體特征的角度來(lái)分析，鎳礦礦床圍巖中包含一定量的伊丁石、綠泥石、蛇紋石、纖閃石與絹石，隨外界風(fēng)力沖刷作用強(qiáng)度的增大，這些巖石可出現(xiàn)局部細(xì)脈浸染狀的變化，而隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)，浸染產(chǎn)物會(huì)形成一種膜狀保護(hù)成分（其物化性能類(lèi)似孔雀石），這也是礦床底部鎳礦礦石在開(kāi)采過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重破損的主要原因。但值得注意的是，一部分礦床圍巖中還有可能存在硫化物，如磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦等，這類(lèi)型物質(zhì)大多呈現(xiàn)星點(diǎn)狀或細(xì)脈浸染狀，但由于礦體特征并不十分明顯，因此在鎳礦控礦過(guò)程中極易被忽略。

2.4 找礦標(biāo)志

為加強(qiáng)人為因素對(duì)塔里木克拉通東北緣鎳礦成礦能力的影響強(qiáng)度，可將整個(gè)礦區(qū)分為左右兩個(gè)斷裂部分。其中，左斷裂部分為深源物質(zhì)上升提供通道，并可使鎳礦礦石成巖提供良好的構(gòu)造條件。大多數(shù)鎳礦礦石形成于基性巖體的環(huán)狀裂縫中，具有良好的成礦與儲(chǔ)礦能力，特別是在巖漿熔離作用的影響下，這些礦石能夠快速出露到礦床表面，這也是鎳礦找礦的最明顯標(biāo)志。右斷裂部分主要為輝長(zhǎng)巖巖基，雖含有一定量的鎳礦礦石，但因平均含量水平較低，因此具有較大的開(kāi)采難度。對(duì)于塔里木克拉通東北緣鎳礦找礦來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)以超基性巖體作為參考條件，在確保出露礦石具有正常表現(xiàn)顏色的情況下，針對(duì)該區(qū)域及該區(qū)域下部的礦石進(jìn)行深度挖掘，再對(duì)所獲礦石進(jìn)行分離處理，從而獲得大量的鎳礦礦石，完成最初的找礦與控礦任務(wù)。

3 結(jié)語(yǔ)

從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度來(lái)看，鎳礦開(kāi)采應(yīng)是一項(xiàng)可持續(xù)性勘探任務(wù)，需要在礦體采掘的同時(shí)，注重對(duì)周邊及礦區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，一方面對(duì)地層特征進(jìn)行有效保護(hù)，另一方面也可較好適應(yīng)礦石類(lèi)物質(zhì)的成礦特性。因此為實(shí)現(xiàn)對(duì)鎳礦成礦過(guò)程的精準(zhǔn)探究，應(yīng)對(duì)塔里木克拉通東北緣地區(qū)開(kāi)采出的礦石特性進(jìn)行分析，再借助各項(xiàng)精密儀器，探索礦區(qū)內(nèi)部的具體控礦因素，最后按照礦床下部礦石的熔離程度標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)找礦標(biāo)志條件的定義與研究。