青海省牛鼻子梁地区铜镍矿床的地质特征及找矿前景分析
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摘要：牛鼻子梁地区铜镍矿床位于柴达木盆地西北缘，阿尔金山南坡。根据板块构造划分，本区大地构造位置属柴达木陆块的柴达木中新生代后造山磨拉石前陆盆地。根据三轮区划成矿带划分，本区属俄博梁华力西期铁、铜、铅、锌、稀土、（钨、铋）成矿带。区内出露地层主要为古元古代金水口岩群斜长片麻岩、透闪石大理岩和第四纪地层。
Abstract: Key beam region nickel-copper deposit is located in the south of Chaidamu basin，the Aljin slope. According to the plate tectonic division，the tectonic is located the area of Chaidamu lands of Chaidamu in mesozoic-cenozoic after orogenic grinding pull stone foreland basin. According to three rounds regionalization metallogenic belt，this belongs to the E Bo Liang，HuaLi west period iron copper lead zinc rare earth （tungsten bismuth）metallogenic belt. Zone is out mainly for paleoproterozoic matured layer jinshui YanQun oblique mouth long gneiss through flash stone marble and quaternary strata.
关键词：地质特征；找矿前景；超基性岩体；铜镍矿床；阿尔金
Key words: geologic feature；ore prospects；ultrabasic complex；nickel-copper deposit；Aljin slope
中图分类号：TD163 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）12-0054-03
1 矿区地质特征
1.1 地层
矿区出露地层主要为古元古代金水口岩群（Pt1J）和第四纪地层（Q）。
古元古代金水口岩群（Pt1J）的地层主要出露于矿区的西北部和南部，岩性主要为斜长片麻岩（Pt1J-gn）和透闪石大理岩（Pt1J-mb）等。西北部加里东期的石英闪长岩（δo31a）、闪长岩（δ31a）和超基性岩（Σ3）侵入于斜长片麻岩中。
斜长片麻岩：呈灰色，鳞片粒状变晶结构，片麻状构造。成分主要为石英45%-54%，斜长石32%，黑云母13%，白云母1%-10%。
透闪石大理岩：呈灰白-深灰色,粒状鳞片变晶结构,千枚状构造。成分主要为石英38%，绢云母55%，长石3%，黑云母3%。
第四纪地层（Q）砂、砾石层及砂土。
1.2 构造
区内古元古代褶皱构造较为发育，由于地层变质程度深,褶皱形成机制复杂。牛鼻子梁凸起分布有一系列的次级褶皱，褶皱轴走向以东西向为主，局部呈近南北向。
矿区内与成矿有关的断裂构造主要有F1，F2两条断层，具体叙述如下：
F1断层位于Σ3Ⅱ-4和Σ3Ⅱ-5角闪橄榄岩脉的北接触带，其中Σ3Ⅱ-4岩脉处地表出露长700m，Σ3Ⅱ-5岩脉处地表出露长1000m，断层走向106-109°，倾向南，倾角70-75°，断层北侧为古元古代金水口岩群的斜长片麻岩，断层通过处岩石破碎，具挤压特征。断层两侧的岩石均具较强的片理化。在Σ3Ⅱ-4角闪橄榄岩脉北接触带的断层破碎带中已发现铜镍硫化物矿体1条，低品位矿体3条。
F2断层断层呈北东东向，为一条右行平移断层，将Σ3Ⅱ-4岩脉和Σ3Ⅱ-5岩脉错断，断距约1200m。断层中见有水平擦痕和构造透镜体。
1.3 侵入岩
矿区岩浆活动强烈。西北角出露有加里东期闪长岩（δ31a）和石英闪长岩（δo31a），呈岩株状产出；中部主要为加里东期闪长岩（δ31a），呈岩株状产出。中北部和东南角出露有印支期二长花岗岩（ηγ51a），呈岩脉状侵入于闪长之中；南部和中部有加里东晚期超基性岩脉（Σ3）侵入于加里东期闪长岩（δ31a）及金水口岩群的斜长片麻岩中。
1.4 脉岩
矿区内脉岩种类繁多，其中超基性岩脉12条，初步认为为两条超基性岩带，呈北西向展布，长150-1000m，宽20-250m。
Ⅰ号超基性岩带
位于矿区北部，由Σ3Ⅰ-1-Σ3Ⅰ-6六条超基性岩脉组成，长约2km，各岩脉出露长100-700m，宽20-160m。侵入于闪长岩中。
Ⅱ号超基性岩带
位于矿区南部，地表出露规模最大，由Σ3Ⅱ-1-Σ3Ⅱ-6六条超基性岩脉组成，长约5km，其中Σ3Ⅱ-4和Σ3Ⅱ-5两条角闪橄榄岩脉受F1断层控制。
Σ3Ⅱ-4岩脉位于Ⅱ号超基性岩带的中西部，呈北西西向延伸，西窄、东宽，中间膨大。地表出露长680m，宽20～250m，为角闪橄榄岩脉，岩石具不同程度的蛇纹石化。岩脉与北侧的黑云斜长片麻岩呈断层接触，断层走向109°，倾向南，倾角70-75°，此断层破碎带中已发现铜镍矿体四条，岩脉与南侧的斜长片麻岩呈侵入接触。
Σ3Ⅱ-5岩脉位于Ⅱ号超基性岩带的中部，呈北西西向延伸，东窄西宽，地表出露长550m，宽20-250m，为角闪橄榄岩和辉石角闪橄榄岩脉，岩石具不同程度的蛇纹石化。岩脉与北东侧的黑云斜长片麻岩呈断层接触，断层倾向南，倾角70-75°，与南侧的闪长岩呈侵入接触。
Σ3Ⅱ-4与Σ3Ⅱ-5岩脉被北东东向平移断层F2错断，断距约为1200m，推断此两条岩脉原为同一条岩脉。
综上所述，Ⅰ号与Ⅱ号超基性岩带特征对比如下：
相同点：岩性均为角闪橄榄岩和角闪石岩；走向基本为近东西和北西西向；各岩脉规模均小于0.1km2。
不同点：Ⅰ号超基性岩带主要侵入于闪长岩中；Ⅱ号超基性岩带规模较大，主要侵入于古元古代金水口岩群的斜长片麻岩中，为F1断层逆冲推覆出露地表，产于断层上盘。
1.5 牛鼻子梁超基性岩体的规模和形态
牛鼻子梁超基性岩体的出露面积约8km2，岩体平面形态呈长条状，长轴方向近东西向，长约6km，最大宽度约1.5km，根据已有钻孔资料，越靠近岩体近东西向的中轴部位，岩体深度越大，从中轴部位向南北两侧，岩体厚度逐渐减薄。由于钻孔资料有限，目前还无法确定岩体的最大深度。依据现有资料，初步判断牛鼻子梁岩体的三维形体为岩床状。
牛鼻子梁岩体两段的南北两侧尚保留有金水口岩群的残留顶盖，而东段未见。导致这种局面的原因既可能是东段较西段抬升大，剥蚀深度大；也可能是岩体顶端的不平整性所致，也可能是两种因素的叠加。
2 超基性岩脉岩石地球化学特征
2.1 主量元素
根据对Σ3Ⅱ-4角闪橄榄岩脉硅酸盐样（GS1、GS2、GS3）和Σ3Ⅱ-5角闪橄榄岩脉硅酸盐样（GS4、GS5）五件样品分析结果（表1）可以看出：两岩脉均具有高镁、贫钙、低碱、低铝特征，m/f比值在1.48-1.74之间，属富铁质超基性岩。
M.H.戈得列夫斯基按照侵入岩中MgO的含量把超基性岩浆及其结晶产物分为三类：
①无硫化物的镁铁质岩石MgO≤8%；
②含铜镍中等镁铁质岩石MgO含量8%-30%；
③无硫化物的镁铁质岩石MgO≥30%。本区的Σ3Ⅱ-4和Σ3Ⅱ-5两条岩脉的MgO含量在20.40%-28.75%之间，属含铜镍中等镁铁质岩石。高镁的岩浆提供了对形成岩浆铜镍硫化物矿体有利的岩浆条件。
2.2 Cu、Ni、Co含量特征
本区针对区内超基性岩体进行了1/5000岩石地球化学剖面测制，化验结果显示：
ΣⅡ-4角闪橄榄岩岩脉的Ni平均含量为689×10-6，最高1227×10-6，Co平均含量为89.1×10-6，最高132×10-6，Cu平均含量为150×10-6 ，最高720×10-6，Ni/Co比值为7.7；
ΣⅡ-4角闪橄榄岩岩脉的Ni平均含量为772×10-6，最高1185×10-6，Co平均含量为81.4×10-6，最高122×10-6，Cu平均含量为80×10-6，最高450×10-6，Ni/Co比值为9.5；
ΣⅠ-5和ΣⅠ-7（角闪橄榄岩和角闪石岩）岩脉的Ni平均含量为393×10-6，最高542×10-6，Co平均含量为37.2×10-6，最高47.5×10-6，Cu平均含量为55.3×10-6，最高69.7×10-6，Ni/Co比值为10.5；
ΣⅠ-6（角闪橄榄岩和角闪石岩）岩脉的Ni平均含量为500.3×1 0-6，最高760×10-6，Co平均含量为42.8×10-6，最高56.8×10-6，Cu平均含量为74 .2×10-6，最高101.4×10-6，Ni/Co比值为11.7；
根据黎彤（1976）曾对上地幔、下地幔Co、Ni含量做过统计，指出上地幔的Ni/Co比值为9.3，而下地幔的则为10。据此，牛鼻子梁地区的超基性岩具有幔源岩浆成因的标志。
3 物探异常特征
3.1 磁物性参数的测定
为了解矿区岩矿石磁性特征，在出露基岩、槽探及钻孔等采集标本进行物性测定（表2）。
从表2可以看出，磁化率最强的为基性-超基性岩，其次为花岗岩、闪长岩、片麻岩；岩石剩磁也存在明显差异：强度最大的为铜镍矿石差异其次为大理岩、片麻岩和花岗岩，片岩磁性最弱。
3.2 磁异常特征
区内高精度磁测工作所圈出的异常显示，异常主要由超基性岩体引起。
C-1异常：异常呈椭圆状，走向北西向，异常长800m，宽约600m，异常强度较强，南正北负。T极大值928nT，T极小值为-495nT。异常区北西段与Σ3Ⅰ-2角闪橄榄岩脉地表出露位置对应，南东段与Σ3Ⅰ-3角闪橄榄岩脉地表出露位置对应。经上延100m后异常还存在。推断该异常为有一定延深的超基性岩引起。
C-2异常：异常整体呈椭圆状，走向近东西，异常长600m，宽约300m，异常强度较大，南正北负，T极大值为1578nT，T极小值为-881nT。经1/5千高精度磁法剖面检查后，在主异常北西侧分解出一个小异常C-2-1，走向250°左右，长约400m，宽约150m。该异常与Σ3Ⅱ-3橄榄角闪石岩脉和Σ3Ⅱ-4角闪橄榄岩脉地表出露位置对应。
C-3异常：异常呈带状，走向北西向，异常长约1200m，宽约300-400m，异常强度较大，南正北负。T极大值为1882nT，T极小值为-965nT。该异常西段为Σ3Ⅱ-5角闪橄榄岩脉，地表出露长约550m、宽约50-250m，异常东段有两处长约20m的透镜状角闪橄榄岩脉出露。该异常向上延拓100m后，西部异常强度减弱，东部异常强度增强。推断该岩体向东倾伏，延深较大。
3.3 三分量磁测井和激电测井
通过对ZK0301的三分量磁测井和激电测井结果分析，在铜镍硫化物矿体段，三分量磁测井的水平分量模差曲线和垂直分量曲线表现出无规则跳跃。激电测井的电阻率均小于100，平均值为57.7，视极化率平均值为29.4%，最高51.57%，在铜镍硫化物矿体段表现出低阻、高极化、高自然电位特征。
4 矿体特征
4.1 矿体特征
矿区工作主要集中于Σ3Ⅱ-4岩脉，在该岩脉处共发现铜镍矿体四条，编号分别为M1、M2、M3、M4，具体叙述如下：
M1矿体由TC0501、TC0301、ZK0301、ZK0302控制，长度为160m，厚度为2.88-22m，控制矿体斜深160m。Ni最高品位1.57%，平均品位0.50%；Cu最高品位0.79%，平均品位0.29%；Co最高品位0.079%，平均品位0.03%。钻孔中矿体厚度增大，品位增高。经组合分析Pt平均品位为15.68×10-9，最高为24.2×10-9，Pd平均品位为10.42×10-9，最高为34.1×10-9，均接近伴生组分品位要求。
M2矿体由TC0101控制，长80m，宽7m，Ni品位在0.2%-0.3%之间。
M3矿体由TC0001、ZK0001、ZK0002控制，长80m,控制斜深80m，厚2m，Ni品位在0.2%-0.368%之间。矿化体品位虽然不高，但在ZK0002中42.10-80.12m断续见磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿化，矿化段厚度较大。
M4矿体均由TC0001控制，长80m,宽2m，Ni品位在0.2%-0.3%之间。
4.2 矿石质量
①矿石结构构造。
矿石结构有它形晶粒状结构、海绵陨铁结构和碎裂结构；矿石构造有星点状构造、稀疏浸染状构造、网脉浸染状构造和斑点状构造。
②矿石矿物特征。
金属矿物主要有黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、铬铁矿、磁铁矿和石墨等。黄铁矿含量一般为少量1%-15%，最高30%，磁黄铁矿一般为1%-2%，镍黄铁矿一般为1%-2%，黄铜矿含量一般为1%-4%，铬铁矿、磁铁矿和石墨一般在1%以下。
5 成矿条件浅析
5.1 矿体成因
已发现的四条铜镍矿体均位于Σ3Ⅱ-4角闪橄榄岩脉下盘的矿化破碎带中，明显受断层破碎带控制。地表破碎带呈黄绿色、土黄色、红色粉末状、土块状铁帽，见有孔雀石、黄钾铁矾、磁黄铁矿、黄铜矿、褐铁矿等矿化蚀变。钻孔中见铜镍硫化物原生矿石，呈深黑色、黑绿色，见有黄铁矿、黄铜矿细脉穿插，矿物颗粒有构造破坏碎裂现象，局部具糜棱岩化，局部表面具蜂窝状，可能为金属矿物颗粒被构造挫动所致，初步分析应为熔离贯入改造型矿体，并有后期热液叠加。
5.2 找矿标志
①颜色及断层破碎带标志。
地表破碎带呈黄绿色、土黄色、红色粉末状、土块状铁帽。
②矿化蚀变标志。
孔雀石、黄钾铁矾、磁黄铁矿、黄铜矿、褐铁矿等矿化蚀变等为直接找矿标志。
③磁异常与超基性岩脉标志。
磁异常与超基性岩脉对应地段。
6 结论
综上所述，通过对牛鼻子梁地区的超基性岩体进行的工作，认为具有幔源岩浆成因标志的超基性岩是形成铜镍硫化物矿体的先决条件，而高镁的岩浆通过构造等因素是形成岩浆铜镍硫化物矿体的有利条件。上述特征表明，牛鼻子梁矿区具有较好的找矿前景，应紧密结合地质、化探、物探等工作，开展进一步找矿勘查工作。
参考文献：
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