浅谈东天山15号基性―超基性杂岩体特征及含矿性
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[摘 要]东天山15号杂岩于天宇-白石泉铜镍成矿区内，查明该岩体的岩性特征及其含矿性，可以为该矿床的后期找矿勘查提供有效指导，作者对15号基性-超基性岩体特征和矿体特征进行了研究总结，并结合岩石地球化学特征对岩体含矿性进行了分析，最后总结了矿床的成因及成矿模式，认为该区具有寻找工业价值的镍矿潜力。
[关键词]15号杂岩体 岩性 岩相 含矿性 矿床成因
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0031-02
天宇-白石泉一带基性-超基性杂岩体是2002年新疆哈密地质六大队在进行矿产普查工作时发现的，其中15号杂岩体在白石泉铜镍矿和天宇铜镍矿之间。自2012年15号杂岩体先后进行了普查工作，通过与含矿岩体对比，总结了该岩体各岩相之间的侵入关系及含矿性，为进一步在该区寻找铜镍矿床提供新的依据。
1.地质背景
15号杂岩于天宇镍矿北东1.5千米，构造上位于塔里木板块前沿活动带与中天山地块结合部，沙泉子深大断裂东南侧，中天山地块内[1]（图1）。目前在该岩体周围共发现20个大小不等的小岩体，地表出露面积不大，最大岩体出露面积1.4平方千米。这些岩体均分布于沙泉子大断裂南侧，受沙泉子大断裂及次级断裂控制，呈条带状、透镜状及不规则椭圆状，整体展布方向与区域构造线方向一致。沙泉子大断裂及次级断裂是本区岩浆活动通道和重要赋矿构造。
区内出露的地层主要为中元古界长城系星星峡群（Chx）（图2），一套浅海―滨海相正常沉积碎屑岩与其后中基性-酸入岩经受区域变质作用形成的片岩及片麻岩。
区内构造比较简单，主要为沙泉子大断裂派生的次级断层构造，共见3条断层，均由天宇镍矿延伸贯穿该区，根据断层走向区内共NEE（F8、F9）向，NE（F4）向两组走向断层。其中F4断层对15杂岩体的形态、产状、规模具控制作用；F8、F9断层为天宇镍矿控矿、导矿构造，同时也是该区控矿、导矿构造。
2.岩性特征
15号杂岩体是华力西晚期第一侵入次产物（δ―φ），中性―超基性岩体由同源同期次，不同亚期次侵入于长城系星星峡群地层中。
2.1 岩体形态
岩浆以F4断裂为通道，侵位上升且沿长城系星星峡群花岗片麻岩这一脆弱带成形，呈近东西向北陡倾单斜岩体，地表形态呈椭圆形，露头东西长500余米，南北宽160多米，沿倾斜方向延深220米以上。
2.2 岩体岩石类型及矿物组合
15号含矿镁铁-超镁铁质杂岩体，是东疆铜镍成矿带的重要组成部分。杂岩体以辉橄岩、橄辉岩、橄榄岩、辉长岩、辉长苏长岩、石英闪长岩为主。
2.3岩体深部岩相分带及含矿性
15号基性―超基性杂岩体为“多期复合相”岩体，岩体分异完善。岩体
从浅部―深部分布特征：上部为辉长岩―苏长岩相；底部为闪长岩相；辉石岩―橄榄岩相呈岩枝穿插于上部辉长―苏长岩相内 （图3）。岩体从岩相空间分布特征及各岩相之间接触关系表明， 闪长岩相为最早侵入体，其次为辉长岩―苏长岩相，辉石―橄榄岩相为后期侵入体。
2.3.1辉长岩―苏长岩相（ν-νο）
分布于岩体中上部，比较稳定，与地表对应一致；属于超基性岩围岩，其中辉长苏长岩中见薄层铜镍矿化。
辉长岩：浅灰色―灰色，辉长结构，块状构造。主要矿物成分为拉长石、普通辉石及少量普通角闪石。拉长石呈半自形板状，晶体以不规则排列产出，含量60-70%；普通辉石呈半自形短柱状，部分已纤闪石化，含量20-25%；褐色普通角闪石具褪色现象。上述矿物颗粒较为均一，粒径在0.8-1.6mm，最大可达2.2mm。可见有榍石及粒状金属矿物，含量小于0.5%。
辉长苏长岩：岩石呈灰绿色，辉长结构，块状构造。矿物成分：伊丁石化橄榄石5-7%，纤闪石化、滑石化斜方辉石40%左右，假像纤闪石化普通辉石15%，绿泥石化斜长石35%。
2.3.2辉石岩―橄榄岩相（φ）
呈岩枝穿插于辉长岩―苏长岩相中，在ZK0-3、ZK0-4钻孔中尤为明显。铜镍矿体产于该岩相底部与辉长苏长岩接触带，品位0.1-0.62%。
辉石岩：灰绿色，假象纤状变晶结构，块状构造。斜长石
橄榄岩：灰绿色，变余嵌晶结构、嵌晶柱―粒状结构，块状构造。主要矿物成分为橄榄石及辉石，次要矿物为斜长石等。橄榄石呈熔蚀粒状，沿晶体裂纹有蛇纹石呈网络状交代，含量55%±。橄榄石残留15%±。普通辉石呈柱状，多已纤闪石化，含量40%±。残留辉石为10%。绿泥石化斜长石呈嵌晶散布，含量3-4%。金云母含量1%±。一般矿物粒径为1-3.5mm。铬尖晶石含量
2.3.3闪长岩相（δ）
分布于岩体底部，岩石呈灰绿色，中粒状结构，块状构造。主要矿物为斜长石、角闪石，次要矿物为黑云母等。斜长石2-3毫米，半自形板状，含量65%±；角闪石1.5-4毫米，他形―半自形状，中部常有微板状钛铁矿析出，边部有鳞片-叶片状黑云母交代含量30%±。
2.4 超基性岩特征
2.4.1岩石特征
15号杂岩体属拉斑玄武岩成因系列，镁铁比值（m/F）在1.44～3.16之间，为铁质超基性岩（m/f=2～6.5）（李甲平，2010）。
2.4.2岩石化学特征
超基性岩岩石化学成分：SiO2含量在42.53%～46.36%之间，Fe2O3+FeO含量>10%，MgO含量在20%左右，Al2O3在6.25%～10.04%之间。参考同一岩带的矿区镁值为0.65～ 0.73%，白石泉矿区的镁值为O6.2～0.72 ，（李甲平，2010）该区基性一超基性岩的成分接近原始岩浆，均来自于地幔。
岩石化学特征与成矿的关系：通过熔离作用及形成硫化物矿床，硫的含量是一个重要因素，因为镍为亲硫元素，当岩浆富含硫时，镍的亲硫性质促使它积极地转入硫化物相；含C2O高，一方面减少了由于类质同相置换而发生镍的分散，另一方面能促使硫化物在岩浆岩中的溶解度降低，使它有利于发生熔离成矿；岩浆中碱金属Na、K浓度增高，它们与重金属元素形成可溶性络合物，就不利于硫化物发生熔离和形成矿床。15号杂岩体含S、CaO高，含K2O、Na2O偏低，是形成矿区主要工业矿体的重要素因之一。
2.5 岩相分带
地表岩体岩相分带不明显，地表露头岩相简单为一椭圆状辉长岩―苏长岩相，在该岩相内见零星分布的超基性岩。深部岩相相对地表分带较好，矿区Ni15-1、Ni15-2 、Ni15-3号主要矿体赋存于辉石岩―橄榄岩相之中；但该分布分散，规模小，延伸不稳定，导致矿体规模小、品位低、延伸不稳定。
3.矿体特征
15号杂岩体目前发现3个规模较大、品位较高盲矿体，矿体主要赋存在超基性岩中，其基性岩仅有矿化显示。
Ni15-1号矿体为深部隐伏矿体，呈透镜状，矿体延伸约130米，Ni品位0.094-0.34%，平均品位0.23%，赋矿岩石为含长橄辉岩。Ni15-2号矿体呈脉状，矿体延伸约150米，单工程最大视厚度4.25米，最小为2.30米。矿体镍平均品位0.25%，含矿岩性为橄榄岩。Ni15-3号矿体呈脉状，倾向延伸超过550米。矿体视厚度为7-10米，矿体镍平均品位0.49%，铜平均品位0.23%，含矿岩性橄榄岩。
3.2 矿床成因
白石泉杂岩体成岩时代为 280～290 Ma年[6]（吴华等，2005），15号杂岩体的成岩时代可能与白石泉相同，为早二叠世产物，与黄山东铜镍矿成岩成矿时代280±20Ma[11]（毛景文等，2002）相同，都是东天山地区一次大规模的幔源岩浆侵入的产物[11]。15号杂岩体来源于同一源区，是同一原始岩浆分异演化的产物，原始岩浆为高镁的拉斑玄武岩岩浆，硫化物的熔离是由原始岩浆结晶分异导致的。
15杂岩体成矿模式（图4），因沙泉子深大断裂的长期活动性，地壳深部原始岩浆经中间岩浆房的液态分异，形成上轻下重的熔体，早期侵位的是上部中性岩浆，随着中岩浆就位冷却，其次侵位的是基性岩浆，就位后随温度下降，结晶分异出不同的岩相带。此时中间岩浆房的重岩浆受重力作用影响，由弥散状向珠滴状运动，逐步形成原始的矿浆。
基性岩浆侵位后，与周围岩层应力不同产生了裂隙，其底部通道附近裂隙更大些，为重岩浆的侵位创造条件。早期含矿浆的超基性岩浆，沿上述裂隙贯入、侵位并在基性岩中形成岩枝状的超基性岩，有条件在此处产生分异作用，形成就地熔离的矿体。
3.3 控矿因素及找矿标志分析
3.3.1控矿因素
①15号基性―超基性杂岩于沙泉子区域性深大断裂旁侧，沙泉子深大断裂为深源物质的上升提供了通道，控制着15号基性―超基性杂岩体的分布、形态及产状，为成岩成矿提供了良好的构造条件。沙泉子大断裂派生的次级断裂，为超基性岩侵位成矿创造了良好的储矿空间。
②基性―超基性岩体是岩浆型铜镍矿床找矿的地质前提，15号基性―超基性杂岩体的存在，是控制岩浆型铜镍矿床的重要地质因素。沙泉子断裂带两侧糜棱岩化带和次级断裂发育，是控制15号基性―超基性杂岩体及控矿的主要构造因素。侵入时间稍晚，基性程度较高的超基性岩体有利于镍的富集，是寻找镍矿的重要位置。
3.3.2找矿标志
①铜镍矿床的形成与超基性岩侵位密切相关，因此基性―超基性复式岩体存在与否是寻找该矿床最重要的标志。
②区域性深断裂是基性-超基性岩体活动的通道，其次级断裂是岩体赋存的重要部位。
③沿沙泉子深断裂的南北两侧分布的Cu、Ni、Co异常，并伴有Fe、V、Ti、Cr、Mn等元素异常，是寻找该类型矿床的主要标志。
④物探磁测结果表明，对应与15号岩体含矿超基性岩有一定规模的正磁异常反映，磁异常幅值为200-400nT。含矿超基性岩上对应为高重力、低阻、高-低激化梯度带。因此磁异常、激电异常等的分布是寻找该类型矿床的间接标志。
⑤铜镍硫化物出露地表，常形成褐红色的风化壳，含铜、镍次生矿的风化壳是极好的地表找矿标志。
综上所述，15号基性―超基性杂岩体处于构造环境有利部位， 岩相分异较完善，S含量较高，特别见到一定厚度的工业矿体，为以后在该区扩大矿床规模提供依据。
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Presenting lithologic character and ore-bearing potential of Tianyu NO.15 complex rock in eastern Tianshan
Tan Zhixiong，Ma Jinlin，Wang Jinzhuang，Ma Tao，Wan Danyang
（1.The Bureau of Geology and Mineral Resources Develoment of Xijinag，Hami，Xinjiang，839000；2.Earth Sciences and Resources institute，China University of Geosciences，Beijing，100083，China）
Abstract ：Figuring out lithologic character and ore-bearing potential of Tianyu NO.15 complex rock located in Tianyu-Baishiquan Nickel copper metallogenic belt in Eastern Tianshan， can direct the following exploration of this mineral deposit. After a long-time research on geochemical and isotope character of the complex rock， on basis of lithology and mineralogy， we proposed the genetic model of ore deposit and proved the industrial value of nickel in this paper.
Key words： Tianyu NO.15 complex rock lithology lithofacies ore-bearing potential genetic model of ore deposit
作者简介
马金林，青海湟中人，男，1982年11月生，工程师，从事地质矿产工作，本科生，2005年毕业于东华理工学院，现工作于新疆地矿局第六地质大队