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新疆哈密市红石岗铜镍矿矿床地质特征及找矿前景

GeologicalcharacteristicsandprospectingpotentialoftheHongshigangCu-NisulfideDepositinHami,XinjiangProvinxe

王志福1，吴飞2，谭克彬3，李杉杉4，师霄杰5，张亮6，谭治雄7，王芳8

（1.新疆地质矿产勘查开发局第六地质大队，新疆，哈密，839000）

（1、SixthGeologicalTeam,XinjiangGeologicalandMineralExplorationDevelopmentBureau,Hami,Xinjiang,839000）

[摘要]红石岗杂岩体位于黄山-康古尔断裂次级红石岗断裂北侧，地表杂岩体由东岩体、西岩体及中部小岩体三部分组成。

为了研究本杂岩体地质特征及找矿前景，本次投入例如地质、物探、化探、钻探、槽探等综合找矿方法。

认为杂岩体深部应为1个长大于3公里、宽200-700米的大岩体，并发现了新的矿体和矿化体。

本杂岩体处于极为有利的成矿位置，具有寻找熔离分异型贯入式、悬浮式铜镍矿具有极好的前景，同时寻找铂钯矿、滑石矿也具有很好的前景。

关键词铜镍矿地质特征找矿前景

AbstractHongshigangcomplexbody,locatedinnorthsideofthesecondaryHongshigangfaultofHuangshan-KangguerFault,isconsistingofthreepartssurficially:

theEastrock,theWestrockandtheCenterrock.InordertostudythegeologicalcharacteristicsandexploringprospectiveofthisComplex,weappliedseveralexplorationmethods,suchasgeological,geophysical,geochemical,drilling,andtrenchingprospecting.Theresultsshowthatthethreepartsofthiscomplexbodyshouldintegrateintoabigoneindeep,whichismorethan3kminlenthandvariesfrom200to700minwidth.Also,manyneworebodisandmineralizedbodieswerefounedinthiscomplex.Basedoncomprehensiveanalysis,weconsiderthatHongshigangcomplexbodyissituatedinfavorableconditionsofmineralization,andhasthepotentialofhostingdifferentiatedpenetrativetypeandHangingTypeCu-Nisulfidedeposits,aswellasPt-Pdandtalcdeposits.

KeywordsCu-Nisulfidedeposits,geologicalcharacteristics,exploringprospective

1988年第六地质大队在区调中发现本杂岩体，并在后期投入少量物探、钻探等工作，初步评价为含矿性不好的岩体，由东、西两个岩体组成。

本杂岩体目前研究程度较低，投入工作量较少，对其形成时代、地质特征、含矿性等认识不足，急需加强综合研究。

1区域地质特征

杂岩体位于准噶尔成矿域，觉罗塔格铜、镍、金、钼、铁、铅锌、稀有金属成矿带，康古尔-黄山铜、镍、金、钼成矿亚带。

区域上陆续发现了黄山、黄山东、葫芦等铜镍矿以及白山钼矿、红岭金矿等多种矿产。

本区大地构造位于塔里木板块和准噶尔板块结合部位（图1），塔里木板块北缘（Ⅲ）小热泉子-梧桐窝子早石炭世弧内盆地（Ⅳ）内。

以黄山-康古尔断裂为界，北侧为大南湖-头苏泉泥盆纪岛弧，南侧为苦水-干墩早石炭世裂隙带。

黄山-康古尔断裂北主要出露梧桐窝子组一套深灰—灰绿色海相喷发岩；以南出露的地层为干墩组深灰－灰黑色浅变质的硅质岩、泥质岩及少量基性火山岩。

区内铜镍矿和超基性岩体主要分布于这两套地层之中。

本区位于1：

20万重力布格异常康古尔—镜儿泉重力梯级带的东段，呈局部重力高异常。

在1:

100万航磁异常图上，本区位于赤湖—梧桐窝子泉正磁异常区，呈强磁场区中的局部条带状弱正磁场异常。

本区元素组合具有一定分布规律：

在变质岩石中分布Au—Ag—As—Sb—Cd；在中基性—超基性岩体中为Cr—Ni—Co—Cu—V—Mn；与构造热液活动有关的为Pb—Zn—Mo—As；与某些断裂构造中酸性岩体侵入作用之热液活动有关的为Mo－Cu。

本区寻找Au、Cu、Ni、Co、Mo矿等具有良好的地球化学前提。

2矿床地质特征

2.1矿区地质概况

2.1.1岩体特征

杂岩体地表主要由东岩体、西岩体及中部小岩体三部分（图2）组成。

东岩体平面形态呈椭圆形，东西长1km，南北宽0.5km，面积0.5km2；剖面形态呈岩盆状，向南倾斜，倾角65°－70°，盆底向南缓缓倾斜。

西岩体平面呈椭圆形，东西长1.35km，南北宽0.55km，面积0.54km2；剖面上呈“漏斗形”，向南陡倾。

中部小岩体地表零星出露，形态各异。

杂岩体侵入于石炭系上统梧桐窝子组浅粒岩、变粒岩、结晶片岩中。

矿区脉岩多为后期侵入，穿插于岩体中，宏观上呈近东西向、北东东向展布，与区域构造线一致。

图1新疆东天山地区大地构造分区及中天山铜镍矿分布图（据秦克章等，2002b修改）

Fig.1GeologicalmapoftheEastTianshanareainXinjiang,showingtectonicdivisionandCu-Ni-sulfidedepositsdistribution（modifiedafterQinetal.,2003b）

图2新疆哈密市红石岗铜镍矿地质图

Fig.2GeologicalmapoftheHongshigangCu-Ni-sulfidedeposit,Hami,Xinjiang

2.1.2岩体规模及产状

从重力成果推断示意图（图3）可见，红石岗杂岩体东、中、西三部分原为1个长大于3公里、宽200-700米的大岩体，其被后期断层分割成2个岩体。

东岩体向北移动，并顺时针旋转，中岩体和西岩体整体向南移动，并顺时针旋转，二者断距约400米。

2.1.3矿区构造

矿区内主要构造为断裂构造。

在中部小岩体与东岩体之间走向约140°的断层（图3）为矿区主要断层，其他断层规模多较小。

矿区因靠近韧性剪切带，而有弱的糜棱岩化、千糜岩化。

2.1.4矿区变质作用

本杂岩体具有较强的变形变质作用。

辉长岩多有糜棱岩化、千糜岩化，辉石岩具很强的滑石化、纤闪石化，橄榄岩具很强的蛇纹石化、伊丁石化、碳酸盐化、硅化。

2.2矿区地球化学概况

化探异常显示Cu、Co、Ni元素在东西两个岩体上均形成了高值异常区，且异常套合较好，Ni、Co元素异常与岩体出露范围基本吻合。

以30ppm圈定的Cu元素异常在东岩体形成两个浓集中心，最高强度280ppm；西岩体形成四个浓集中心，最高强度540ppm。

以100ppm圈定的Ni元素异常在东岩体形成两个浓集中心，最高强度为3660ppm；西岩体也形成两个浓集中心，最高强度为1330ppm。

以20ppm圈定的Co元素异常在东岩体最高强度150ppm，具有外、中、内三级浓度分带；西岩体最高强度为175ppm，具有中外两级浓度分带。

总体上，东岩体Cu、Co、Ni异常形态较西岩体好，强度也比西岩体高。

同时东、西岩体中Cu、Co、Ni丰度值存在一定差别，超基性岩中东岩体更高，证明超基性岩东岩体矿化更好；而基性岩中西岩体更高，证明基性岩西岩体矿化更好。

2.3矿区地球物理概况

矿区内先后投入了磁法面积测量、激电剖面测量、重力面积测量、CSAMT剖面测量等物探工作。

磁法面积测量成果表明，在东中西三个岩体上均对应有磁异常。

东部磁异常圆滑规则，东西长约1公里、南北宽约600米。

西部磁异常形态不规则，形成多个磁异常中心，ΔZ最大值1411nT。

中岩体有小范围的似椭圆形磁异常。

东、中、西岩体三个异常不相连，主要是因为断裂的存在及辉长岩为弱-无磁性。

重力面积测量成果（图3）表明，基性-超基性岩普遍反映为高密度对应重力高，围岩反映为低密度对应重力低。

超基性岩强蚀变后密度也明显降低对应局部重力低，如G3和G4之间的强蚀变橄榄岩。

图3岩体分布范围重力成果推断示意图（新疆地矿局第六地质大队，2011）

Fig.3Inferedsketchmapofthedistributionareaofrockboddy,basedongravityresults

矿区内选取部分勘探线及纵剖面进行了CSAMT剖面测量，成果显示矿化辉长岩及橄榄岩对应明显的低阻体，而围岩则为高阻体。

3.矿床地质特征

3.1铜镍矿（化）体

红石岗杂岩体地表铜镍矿化体主要分布于西岩体，深部已发现的镍矿体主要分布于东岩体。

地表铜镍矿（化）体主要分布于西岩体，在辉长岩、辉石岩中见宽约60米孔雀石化黄钾铁矾化褐铁矿化带，含Cu0.10—0.20%，含Ni0.10—0.15%，局部金品位达0.15克/吨。

中岩体探槽橄辉岩中见宽2米含Cu0.16%、Co0.019%、Ni0.32%的矿层。

东岩体中部辉长岩中见宽约5米的孔雀石化带，含Cu0.10—0.20%、Ni0.10—0.15%。

深部已发现的镍矿体主要分布于东岩体。

Ni1号矿体（图4）产于橄榄岩相中部，为岩浆融离型悬浮式矿体，厚10-42.37米，走向长40O米，斜深385米，南倾，倾角27°,平均品位：

Cu0.02%、Co0.015%、Ni0.21%，最高Ni品位0.43%。

矿石具星点状、稀疏浸染状构造。

Ni2号矿体产于辉石岩相下部，为岩浆融离型贯入式矿体,走向长200米，斜深85米，南倾，倾角31°，平均品位：

Cu0.61%、Co0.109%、Ni1.89%，最高Ni品位2.68%。

矿石具稠密浸染状、块状、细脉状构造。

中岩体钻孔中见厚17米含Cu0.2-0.3%、Ni0.2-0.25%的铜镍矿层。

西岩体钻孔中见有厚1-3米含Ni0.2-0.3%的镍矿层。

矿体中金属硫化物有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、紫硫镍矿、镍黄铁矿等。

图4新疆哈密市红石岗铜镍矿东岩体7号勘探线剖面图

Fig.4theEastrockNo.7linegeologicalprofilemapoftheHongshigangCu-Ni-sulfidedeposit,Hami,Xinjiang

3.2矿石化学组分

红石岗杂岩体化学组分含量（新疆地矿局第六地质大队，1991）表1

ChemicalcomponentcontentsoftheHongshigangcomplexbody（SixthgeologicalteamofXinjiangGeologicalProspectingBureau,1991）Table1

岩石名称

有益组分含量

Cu/10-2

Co/10-2

Ni/10-2

Ru/10-6

Os/10-6

Pt/10-6

Pd/10-6

Ag/10-6

角闪二辉橄榄岩

0.01

0.01

0.13

0.04

0.14

2.63

角闪斜长橄榄岩

0.01

0.01

0.10

0.04

0.11

2.63

角闪斜长橄榄岩

0.01

0.01

0.10

0.02

0.03

2.63

角闪单辉橄榄岩

0.01

0.01

0.11

0.04

0.06

1.97

硫化镍低品位矿

0.13

0.02

0.34

0.03

0.10

2

1.97

硫化镍工业矿

0.33

0.06

1.01

0.12

0.20

3

5

2.63

镍矿化斜辉辉石岩

0.01

0.01

0.11

0.02

0.03

1.32

铜矿化辉长岩

0.02

0.01

0.05

0.02

0.04

1.32

铜矿化辉长岩

0.03

0.01

0.07

0.02

0.04

1.32

铜矿化辉长岩

0.01

0.01

0.02

0.02

0.04

1.97

铜矿化辉长岩

0.01

0.01

0.01

0.02

0.04

1.32

镍矿床伴生有用组分标准为：

Au≥0.1×10-6、Ag≥1×10-6、Co≥0.01×10-2、Se≥6×10-6、Te≥2×10-6、Os、Ru、Rh、Ir≥0.02×10-6、Pt、Pd≥0.03×10-6、Cu≥0.1×10-2。

从上表（表1）可知，红石岗杂岩体总体Co、Ru、Os、Ag含量较高，在矿层中Co、Ru、Os、Ag、Pt、Pd均已达到伴生有用组分标准，其中Pt、Pd已可单独成矿体。

4．本杂岩体成因探讨

4.1岩相分异

根据岩相之间穿切关系共划分3个侵入亚次8个岩相（表2）。

东岩体以橄榄岩相、辉石岩相、辉石角闪辉长岩相为主，西岩体以辉长岩相、辉石角闪辉长岩相为主，中部小岩体主要为辉石岩相、角闪石岩相。

其中橄榄岩相、辉石岩相为主要含矿岩相。

红石岗杂岩体岩相划分（新疆地矿局第六地质大队，2011）表2

DivisionsofpetrofacesoftheHongshigangcomplexbody

（SixthgeologicalteamofXinjiangGeologicalProspectingBureau,2011）Table2

华

力

西

晚

期

第

一

侵

入

次

第一亚次

闪长玢岩（δμ）43a-1

第二亚次

辉长岩相：

蚀变辉长岩、辉长岩、角闪辉长岩（VB）43a-2

辉石角闪辉长岩相：

蚀变（千糜岩化、碎裂）辉石角闪辉长岩（VA）43a-2

辉石角闪辉长岩相：

蚀变（千糜岩化、碎裂）辉石角闪辉长岩（VB）43a-2

第三亚次

辉长苏长岩相:

辉长苏长岩（φ7）43a-3

角闪石岩相:

蚀变辉石角闪石岩（φ6）43a-3

辉石岩相:

蚀变辉石岩、角闪辉石岩、角闪二辉辉石岩、角闪单辉辉石岩（φ5）43a-3

橄辉岩相:

蚀变橄辉岩、角闪橄辉岩（φ4）43a-3

橄榄岩相:

蚀变角闪橄榄岩、斜长角闪橄榄岩、单辉角闪橄榄岩、角闪二辉橄榄岩、二辉橄榄岩（φ3）43a-3

4.2成因分析

综合目前研究成果，岩体总体产状为南倾。

从西南侧红石岗断裂第一次侵入的岩浆主要形成了闪长玢岩相（图5），第二次侵入的岩浆主要形成了辉长岩相、辉石角闪辉长岩相，第三次侵入的岩浆主要形成了橄辉岩相、橄榄岩相、辉石岩相、角闪石岩相、辉长苏长岩相。

早期形成的闪长玢岩相被后期岩体包围，其后形成辉长岩相等，最后形成的橄辉岩相等把辉长岩相等拱出地表并穿插其中。

已知本矿区的橄榄岩中形成了岩浆融离型悬浮式矿体的同时，岩浆融离型贯入式矿浆在岩体深部沿构造分枝，分3个方向贯入。

其一，贯入至辉石岩相中形成了Ni2号富矿体。

其二，贯入至辉长岩相中形成了中岩体的矿体。

其三，贯入至辉长岩相中形成了西岩体的矿（化）体，该段因受韧性剪切带作用裂隙发育形成了相对开阔的容矿空间，并经后期热液作用而被贫化。

4.3岩体矿体形成模式

橄榄拉斑玄武岩岩浆经底劈上拱作用，从上地幔上涌到地壳，在地壳中形成了岩浆房。

岩浆房中岩浆在高温高压作用下，沿黄山—康古尔断裂、红石岗断裂上侵到近地表形成红石岗杂岩体。

后期再经构造运动，岩体被断层分割为东岩体与中、西岩体，同时出露地表被剥蚀。

红石岗杂岩体在岩浆房形成过程中，当溶入硅酸盐岩浆中的硫达到饱和时，S就会与亲铜元素（Ni、Cu、Fe、Co）等元素结合而形成一种不混溶的硫化物熔体。

这种不混溶的硫化物从硅酸盐熔体中融离出来聚集在一起而呈“珠滴”状，这些“珠滴”密度较大，含有Cu、Co、Ni、Mo、Ru、Os、Au、Ag、Pt、Pd等多种有益组分。

“珠滴”虽受重力作用但同时受岩浆上浮作用影响，最终悬浮于硅酸盐岩浆中随其一起上升到近地表。

同时岩浆粘度较大而且温度下降较快，部分“珠滴”则来不及沉降到岩浆底部，没有达到富集的目的，只能悬浮于硅酸盐岩浆中形成星点状

或稀疏浸染状构造的低品位矿石，即本矿区的橄榄岩中岩浆融离型悬浮式矿体。

相反，在岩浆房中另一部分“珠滴”沉淀出来形成了多金属矿浆，随后从构造薄弱带呈分枝状贯入到岩体中，形成块状构造的矿石，即本矿区岩体底部辉石岩中岩浆融离型贯入式矿体。

（据世界找矿模型与矿产勘查修改）

图5推断岩体剖面形态示意图（据东天山—北山一带铜镍矿普查报告修改2010）

Fig.5Infereddiagrammaticcross-sectionofthetheHongshigangcomplexbody

（modifiedaftergeologicalsurveyreportonCu-NidepositsinEastTianshan-Beishanbelt,2010）

5．找矿前景

5.1区域矿床对比

对比本区域基性—超基性岩体中所产出的镍矿床（表3）可知，本杂岩体与区域镍矿床控矿构造均为黄山—康古尔断裂或其次级断裂，形成时代均为早二叠世（暂未确定本杂岩体形成时代），矿体产状也多为南倾，在橄榄岩、辉石岩、辉长岩等岩相中均有矿体产出，也应具有极好的找矿前景。

区域镍矿对比（新疆地矿局第六地质大队，2010）表3

RegionalContrastofNickledeposits

（SixthgeologicalteamofXinjiangGeologicalProspectingBureau,2011）Table3

矿产地名

赋矿岩石

控矿构造

规模

平均品位（%）

成矿时代

主矿体特征

走向

倾向

倾角

黄山

橄榄岩、纯橄榄岩

黄山-康古尔断裂

大型

0.48

早二叠世

100°

北倾

25-62°

图拉尔根

辉长岩、角闪辉长岩、橄榄岩

黄山-康古尔断裂

中型

0.37

早二叠世

34°

南东

45-85°

红石岗西

橄榄岩相、辉石岩相

黄山-康古尔断裂之红石岗断裂

矿点

0.21

未知

110°

南倾

27°

黄山东

角闪橄榄岩、斜长橄榄岩、角闪辉长岩

黄山-康古尔断裂之黄山断裂

大型

0.52

早二叠世

90°

南倾

55-72°

香山

单辉橄榄岩、辉石岩

黄山-康古尔断裂之香山断裂

小型

0.55

早二叠世

60°

南倾

56-73°

葫芦

辉长闪长岩、辉长岩、橄榄岩

黄山-康古尔断裂

中型

0.48

早二叠世

45°

南东

30-41°

5.2找矿方向

1、寻找熔离分异型贯入式镍矿体为本杂岩体主攻目标，以中岩体及西岩体为重点寻求突破，同时追索东岩体Ni2号矿体（最高Ni品位2.68%）。

2、本杂岩体分异较好，熔离分异型悬浮式矿体规模较大（视厚大于40米），宜向两侧追索。

3、结合区域镍矿床在橄榄岩、辉石岩、辉长岩等岩相中均有矿体产出的特征，对未发现矿体但有矿化的岩相加强研究。

4、本杂岩体矿层中铂钯含量很高（2-5×10-6），已可单独成矿，应加强对本矿床铂钯矿成矿规律的研究。

5、本杂岩体辉石岩相具有很强的滑石化，应加强对本矿床滑石矿成矿规律的研究。

5.3找矿前景

本杂岩体成矿带划分属于准噶尔成矿域，觉罗塔格铜、镍、金、钼、铁、铅锌、稀有金属成矿带，康古尔-黄山铜、镍、金、钼成矿亚带。

本区域上地质构造复杂，岩浆岩发育，为各类矿产成矿提供了有利条件。

已有矿体及矿化显示，本杂岩体对于多金属成矿极为有利，目前工作程度很低，同时本矿床铂钯高、强滑石化等特点使其区别于本带上其他岩体，应在工作中探索不同的找矿方法，寻求突破。

综上，本杂岩体寻找熔离分异型贯入式、悬浮式铜镍矿具有极好的前景，同时寻找铂钯矿、滑石矿、含钼矿也具有很好的前景。

致谢项目工作得到新疆地矿局第六地质大队杨良哲等工程师的支持与帮助；同时还得到了第六地质大队物探工程师姚建场、地矿高级工程师王居立的指导，在此一并表示感谢。

参考文献

1.施俊法.唐金荣.周平.金庆花等.世界找矿模型与矿产勘查.中国地质调查局发展研究中心.地质出版社.2010年

2.秦克章,方同辉,王书来,朱宝清,冯益民,于海峰,修群业.2002.东天山板块构造分区、演化与成矿地质背景研究.新疆地质20,302-307.

3.王恒.东天山—北山一带铜镍矿普查报告.2010年

4.邓和亮.胡志贵.邹长兴.新疆哈密镜儿泉红石岗基性—超基性岩体含矿性调查地质报告.1991年12月

第一作者简介：

王志福，甘肃武威人，男，1953年2月生，地矿高级工程师，从事地质项目管理和技术质量管理工作，本科生，1978年毕业于成都地质学院，现工作于新疆地矿局第六地质大队

Email：

289845494@

通讯地址：

哈密市建国北路174号，新疆地质矿产勘查开发局第六地质大队，新疆，哈密，839000

支持项目：

自治区地质勘查基金项目管理中心《新疆哈密市红石岗铜镍矿普查》，项目编号：

T11-3-XJ6