劉院龍

摘要：新疆東天山成礦亞帶礦種豐富，礦床類型齊全，是我國重要的巖漿型銅鎳硫化物產(chǎn)出地，具有巨大的成礦前景。本文結(jié)合前人的研究，選取黃山、黃山東、圖拉爾根和土墩典型銅鎳礦床，對其產(chǎn)出的區(qū)域地質(zhì)背景、構(gòu)造演化、礦床特征、蝕變類型等進行總結(jié)歸納，初步擬定該區(qū)銅鎳硫化物礦床的成礦規(guī)律、找礦潛力及方向。

關(guān)鍵詞：東天山成礦亞帶 銅鎳硫化物 成礦規(guī)律

新疆東天山成礦亞帶地處于哈薩克斯坦——準噶爾板塊和塔里木板塊的交匯部位，其成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，是我國重要的金屬成礦帶，也是我國重要的巖漿型銅鎳硫化物產(chǎn)出地。東天山成礦帶位于康古爾塔格與苦水兩條深大斷裂之間，西起庫姆塔格沙壟，東至鏡兒泉，分布有土墩、二紅洼、香山、黃山、黃山東、黃山南、葫蘆、串珠、馬蹄和圖拉爾根等鎂鐵-超鎂鐵巖體。鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體形成于早二疊世，應(yīng)該是后碰撞階段的產(chǎn)物。巖體高度分異，并普遍具有銅鎳礦化，現(xiàn)已探明黃山、黃山東、圖拉爾根為大型礦床，土墩、香山等為中型礦床。

近年來，東天山成礦帶地質(zhì)找礦和科研工作取得了令人矚目的成績，不僅新發(fā)現(xiàn)了圖拉爾根銅鎳硫化物、白石泉銅鎳礦床和坡北銅鎳硫化物礦床等，而且深入研究了該成礦帶雜巖體的巖石學、巖石地球化學、地質(zhì)年代學、大地構(gòu)造背景以及構(gòu)造與成礦，進一步拓寬了該區(qū)銅鎳硫化物礦床的找礦空間，顯示出東天山地區(qū)具有很好的找礦潛力和成礦資源前景。

一、巖漿巖

1.火山巖

東天山成礦帶晚古生代火山巖十分發(fā)育，形成長達數(shù)百公里的東西向火山巖帶。不同時代火山巖形成的構(gòu)造環(huán)境會有所差異，泥盆系大南湖組和頭蘇泉組主要以拉斑玄武巖為主，夾有安山巖和流紋巖，火山活動以中心式和拉張裂隙式噴發(fā)為主，形成的環(huán)境為島弧構(gòu)造環(huán)境。大草灘斷裂以南的石炭系小熱泉子組合底坎兒組火山巖，被認為是一套發(fā)育完整且成熟的島弧型火山巖；雅滿蘇斷裂以南的雅滿蘇組合土古土布拉克組火山巖，為島弧型鈣堿性火山巖和火山裂隙構(gòu)造環(huán)境有關(guān)的火山巖。二疊系火山巖主要分布于康古爾地區(qū)，為陸相火山巖，形成于陸相拉張盆地的構(gòu)造環(huán)境中。

2.侵入巖

研究區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，侵入巖發(fā)育良好，從深成巖到淺成巖，從巖基、巖株到巖墻均有出露，有超基性、基性、中性和酸性各類巖體，其中以海西晚期巖體發(fā)育最好。

基性-超基性巖體主要分布于研究區(qū)的南北大溝和黃山地區(qū)，南北大溝地區(qū)基性-超基性巖體侵位于泥盆系和石炭系梧桐窩子組中，黃山地區(qū)基性-超基性巖侵位于石炭系干墩組和梧桐窩子組中，花崗巖類分布廣泛，其中華力西中期巖體居多，主要分布于康古爾、黃山、南北大溝和雅滿蘇斷裂附近（如圖1所示）。

二、構(gòu)造演化及構(gòu)造單元劃分

1.構(gòu)造演化

東天山成礦帶自古生代以來的構(gòu)造演化可以劃分為四個構(gòu)造階段：①泥盆紀至二疊紀初：洋盆收縮乃至最后閉合階段，其主要特征是各個地塊之間持續(xù)俯沖匯聚，彼此之間的洋盆相繼關(guān)閉，與石炭紀晚期發(fā)生了比較強烈的碰撞造山作用；②二疊紀至三疊紀初：由后碰撞慢源巖漿底墊與地殼伸展作用；③三疊紀晚期一白堊紀：隆起剝蝕；④新生代：陸內(nèi)活化，表現(xiàn)為地殼差異隆升，北東向左行走滑運動和自南向北的逆沖推覆。該區(qū)在古生代晚期具有多島洋的特點，該洋盆閉合以后形成的相應(yīng)的構(gòu)造單元可以自北而南劃分為吐哈地塊南緣大南湖島弧、康古爾塔格造山帶、阿齊山-喀拉塔格地塊、庫魯克塔格地塊、星星峽-早山地塊、北山造山帶、敦煌北緣活動陸緣等。

歸根結(jié)底，我們可以用萬天豐的兩期構(gòu)造事件，即第一期為泥盆紀末期（或早石炭世末），第二期為晚石炭世末期-早二疊世。對于鄰近許多NW向斷層的活動性質(zhì)研究及其同位素測年結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第一期晚泥盆世-早石炭世（385～323Ma）的碰撞作用是該區(qū)的主碰撞時期，使區(qū)域性一系列走向北西的斷層均表現(xiàn)為右行走滑活動；第二期晚石炭世-二疊紀（316～280 Ma）的構(gòu)造作用卻使一系列NW向斷層都呈現(xiàn)出大幅度的左行走滑特征，其運動滑移特征與第一期晚泥盆世-早石炭世完全相反。

2.大地構(gòu)造與礦產(chǎn)關(guān)系

不同的大地構(gòu)造單元有其自身獨特的地球化學背景場和成礦低值特征，所以礦床（點）的空間分布受大地構(gòu)造的控制十分明顯。在康古爾塔格深大斷裂以北的康古爾塔格-大南湖-哈爾里克島弧帶，地球化學場主要有Cr、Ni、Co、V、Ti、Cu、Zn等鐵族、親銅元素的廣泛分布，特別是銅元素顯示出高背景。該區(qū)發(fā)現(xiàn)有小熱泉子銅鋅礦床、土屋-延東斑巖型銅礦床。介于康古爾塔格深大斷裂與雅滿蘇大斷裂之間，是研究區(qū)內(nèi)金成礦作用最顯著的地區(qū)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有康古爾、馬頭灘、康西和石英灘等眾多金礦床（點），研究區(qū)地球化學場為元素復(fù)雜的多元素異常特征，元素組合主要為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、W、Sn、Mo等，尤其是Au元素呈現(xiàn)高背景區(qū)，元素分帶明顯，濃集中心呈帶狀、規(guī)模大，是找金最有希望的遠景地區(qū)。弛張期幔源成礦流體沿深大斷裂上涌，由于巖漿深部熔離作用和后期貫入作用，形成與鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)有關(guān)的銅鎳硫化物礦床。

三、主要典型礦床特征及控礦分析

1.黃山銅鎳礦床

礦石礦物以金屬硫化物為主，少量氧化物，偶見硫砷化物。金屬硫化物以磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦為主，含量分別大于80%、14%、6%，次要礦物有紫硫鎳礦、四方硫鐵礦（馬基諾礦）、黃鐵礦、白鐵礦、閃鋅礦、針鎳礦、墨銅礦、方硫鎳礦和方黃銅礦等，微量礦物有銀鎳黃鐵礦、砷鉑礦、輝砷鎳礦和輝砷鈷礦，表生礦物有孔雀石、鎳華、黃鉀鐵礬、褐鐵礦和石膏等，脈石礦物主要有橄欖石、輝石、角閃石、斜長石、金云母及蝕變形成的蛇紋石、滑石、陽起石、綠泥石、菱鎂礦、方解石、石英等。

各階段巖石稀土豐度低，為弱富集，屬平坦型稀土分配型，表明原始巖漿來源于上地幔。再者，δ34S為0.86‰～1.09‰～1.70‰，接近隕石硫范圍，再次表明硫來源于上地幔。endprint

2.黃山東銅鎳硫化物礦床

黃山東銅鎳硫化物礦床礦體主要賦存于巖體內(nèi)2套橄欖巖-輝長巖組合的底部，以及巖體底部的蘇長巖中，賦礦巖石以二輝橄欖巖和輝石巖為主。礦石以浸染狀為主，含少量的塊狀礦石。礦石礦物以磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦等金屬硫化物為主，次要礦物有黃鐵礦、紫硫鎳礦、馬基諾礦、白鐵礦、閃鋅礦、針鎳礦、墨銅礦、方硫鎳礦和方黃銅礦等。

黃山東巖體二輝橄欖巖隨氧化鎂的降低，三氧化二鐵降低而氧化鋁和氧化鈣升高，二氧化鈦也隨氧化鎂的降低而升高。巖體大離子親石元素（Rb、Ba、Th、U）相對富集，而部分高場強元素（Nb、Ta、Ti）相對虧損。另外，黃山東巖體的橄欖輝長巖和角閃輝長巖具有明顯Sr的富集和Eu的正異常，而黃山西巖體的輝長蘇長巖沒有或具有弱的Sr的富集和Eu異常?？傊?，其地球化學特征大致與東天山成礦帶一致。

3.土墩鎳（鐵、銅）硫化物礦床

土墩鎳礦床由十多個大小礦體及礦化體組成，它們主要賦存在超基性巖中，其輝長巖僅有礦化顯示。兩個規(guī)模較大的工業(yè)礦體，均分布于南巖體單輝橄欖巖相中。礦石分為稀疏浸染狀礦石、稠密浸染狀礦石及塊狀礦石三種自然類型，礦石礦物有鉻鐵礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、紫硫鋅鐵礦、輝砷鎳礦、黃銅礦、輝砷鈷礦、馬基諾礦。

土墩礦區(qū)內(nèi)的超基性巖體都是鐵質(zhì)超基性巖，微量元素表現(xiàn)出相容元素（如Ni、Cr、Co、V）含量高，不相容元素（如Rb、Ba、Th、U等）含量低的特點，ω（∑REE）隨著基性程度的降低而增高，為球粒隕石的2～8倍。其中Eu異常不明顯（Eu/Eu*=0185～1112），表明斜長石的分離結(jié)晶作用及堆晶作用不明顯。

四、成礦規(guī)律

1.時間規(guī)律

近年來，大量地質(zhì)科學家在研究區(qū)對礦化和相關(guān)巖石進行了大量的同位素測年（如表1所示）。除去潘鴻迪等在2015年所說的459Ma屬于加里東期的年代數(shù)據(jù)，本區(qū)成巖成礦時間應(yīng)該在280～340 Ma之間，即晚石炭世-早二疊世，為海西期巖漿活動的產(chǎn)物，形成時代較新，對應(yīng)于活動造山帶后碰撞或者二疊紀溢流玄武巖大規(guī)模噴發(fā)階段。

2.空間規(guī)律

銅鎳硫化物主要分布于東天山東部，該區(qū)目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)礦化的基性-超基性巖體從西到東有土墩、二紅洼、香山、黃山南、黃山、黃山東以及鏡兒泉地區(qū)的紅石崗、黑石梁、葫蘆、串珠、馬碲、圖拉爾根、咸水泉、四頂黑山等十多個巖體。

在構(gòu)造上，這些礦產(chǎn)地主要產(chǎn)于準噶爾地塊和塔里木地塊陸源的古生代活動帶，礦產(chǎn)在空間上的展布規(guī)律，是受地殼演化到一定階段形成的地質(zhì)環(huán)境和相應(yīng)的地質(zhì)成礦作用控制，區(qū)內(nèi)銅鎳礦主要分布于覺羅塔格晚古生代溝弧帶。鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜巖體沿康古爾大斷裂斷續(xù)出露，由東向西主要集中分布于鏡兒泉、黃山、恰特卡爾三個地區(qū)，雜巖體多為一些小而高分異的凸鏡狀、漏斗狀侵入體，與圍巖呈熱侵入接觸，界線清楚。研究表明，區(qū)內(nèi)鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖巖石化學成分屬正常系列巖石，M/F值變化范圍為2.47～3.68，屬鐵質(zhì)超鎂鐵巖。

該區(qū)銅鎳礦主要形成于板塊匯聚碰撞階段晚期的弛張期，其成礦時代為海西階段。

五、結(jié)論及認識

東天山成礦亞帶的銅、鎳礦化基性-超基性巖體主要由沿康古爾塔格斷裂帶分布的土墩-黃山-鏡兒泉基性-超基性巖帶和沿阿齊克庫都克-沙泉子分布的白石泉基性-超基性巖體組成，是我國銅鎳等有色金屬的主要供應(yīng)地。

首先，含礦巖體成群成帶分布，多數(shù)侵位于下石炭統(tǒng)地層，含礦巖相對多集中在橄欖輝長巖，角閃橄欖巖，輝橄巖和各巖相接觸帶上。巖體低Ti高Mg，高M/F是評價巖體含礦性的良好指標。

其次，黃山、圖拉爾根和土墩等大（中）型銅鎳硫化物礦床，均為中亞造山帶在海西期，即造山作用后碰撞弛張階段構(gòu)造-巖漿-成礦過程中的產(chǎn)物，并非古洋盆擴張階段島弧環(huán)境導致的礦化鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖漿所成。

最后，成礦時期基本為海西期，與玄武巖漿噴發(fā)溢流階段對應(yīng)，也與世界上銅鎳硫化物礦床形成年代對應(yīng)。

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※本文系江西省研究生創(chuàng)新基金項目：金紅石吸附鈾的實驗及鈾成礦意義，項目編號：YC2014-S270。

（作者單位：東華理工大學地球科學學院）endprint