東天山中段具有尋找通道型巖漿銅鎳硫化物礦床的成礦條件

2019-03-26 08:34:33
來源：中國地質調查成果快訊
作者：毛啟貴呂曉強
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來源于《中國地質調查成果快訊》

摘要：通過系統調查和研究，厘定了東天山早二疊世火山巖和鎂鐵—超鎂鐵質雜巖體為同一構造巖漿產物，明確了東天山中段具有尋找通道型巖漿銅鎳硫化物礦床的成礦條件，建立了鎂鐵質雜巖體成礦模式和綜合信息找礦預測模型。資源潛力評價顯示，東天山中段巖漿型銅鎳硫化物礦床找礦潛力巨大，有望形成新的銅鎳資源基地。

1.項目概況

東天山是我國繼甘肅金川之后的第二鎳資源集中區和最具銅鎳找礦前景的地區之一。目前正面臨鎳資源枯竭，生產能力呈現逐年下降態勢，急需探礦增儲，保障基地資源安全。“新疆東天山中段有色金屬基地綜合地質調查”項目，為自然資源部中國地質調查局首批部署的4個礦產資源基地綜合地質調查試點項目之一，歸屬于“礦產資源節約與綜合利用”工程，由北京礦產地質研究院承擔。項目周期為2016—2018年。主要目標任務是貫徹礦產資源基地資源、環境、開發利用“三位一體”綜合地質調查，支撐基地找礦突破和綠色礦業發展。其主要工作任務之一是系統總結區域成礦規律，開展典型礦床研究，建立成礦模式；開展重點地區1∶50000礦產地質調查，評價資源潛力，提交找礦靶區，支撐找礦突破；為東天山銅、鎳、鉛鋅勘查開發基地的建設和規劃布局提供資源支撐和對策建議。本次工作在成礦地質體、成礦規律、剝蝕程度等方面取得了新認識，建立了找礦勘查預測模型，支撐了找礦新發現。

2.成果簡介

（1）取得成礦規律新認識，引領銅鎳找礦。以往研究認為東天山地區銅鎳礦空間上主要沿康古爾斷裂帶和阿其克庫都克斷裂帶分布，且主要產出于鎂鐵—超鎂鐵質雜巖體內。本次工作認為早二疊世巖漿型銅鎳礦跨構造單元、成群成帶集中產出，鎂鐵質雜巖體也是重要的成礦巖體。

區域成礦地質條件優越。東天山地區發育大量的早二疊世火山巖和鎂鐵質（—超鎂鐵質）雜巖體（圖1），系統地質學、巖石學和地球化學研究顯示二者是同一構造巖漿結晶分異多期次噴發和侵入的產物。①基地內早二疊世幔源火山巖和侵入巖主要沿著近東西向、北西向、南北向和北東向的斷裂產出，具有較為明顯的伴生關系。②基地內鎂鐵質（—超鎂鐵質）雜巖體侵入的最新地層為石炭系，鋯石U-Pb同位素定年結果顯示其形成時代集中在278~289Ma，與東天山東段黃山-鏡兒泉和白石泉銅鎳成礦帶鎂鐵—超鎂鐵質雜巖體成巖成礦時代一致（269~285Ma），也與基地及吐哈盆地內大規模早二疊世火山巖成巖時代一致（275~285Ma）。③基地內早二疊世火山巖，包括橄欖玄武巖、玄武巖、粗玄巖、安山巖、安山質英安巖、英安巖，以及少量的輝長（輝綠）巖體和巖脈，具有連續演化的特征。雜巖體和玄武巖中橄欖石的Ni含量為360×10^-6~1710×10^-6，明顯低于未分異的含飽和硫化物的巖漿中橄欖石Ni正常含量（2500×10^-6），顯示出該區巖漿曾發生過不同程度的分異。④地球化學研究顯示區內早二疊世火山巖和鎂鐵質雜巖體在主量、稀土和微量元素具有很好的線性關系，是同一巖漿結晶分異的產物。總之，早二疊世幔源巖漿巖是以噴出相和侵入相兩種方式產出，這非常有利于形成通道型巖漿銅鎳硫化物礦床。

侵入巖相高度演化有利于成礦。區內二疊紀鎂鐵（—超鎂鐵）質雜巖體結晶分異好、多期次貫入。如發現的月牙灣中型銅鎳硫化物礦床，含礦雜巖體（0.53km²）具有雜巖體特征，巖性組合含橄欖輝長巖、輝石橄長巖、粗粒輝長巖、細粒輝長巖、橄長巖、淡色輝長巖、斜長巖（閃長巖）等10余相，具有多期次逆序侵位的特征，即早期侵位的巖相/巖石單元基性程度相對較低，含礦橄欖輝長巖相位于巖體底部，為最晚一期侵入巖相。巖體SiO₂含量為45.79%~52.06%，m/f比值為1.58~2.73，屬于鐵質系列，巖體各巖相地球化學特征顯示較好的線性關系。

工作區剝蝕程度低，深部找礦潛力大。東天山地區是軟碰撞造山帶，不同地區剝蝕程度變化大。工作區發育大量早二疊世火山巖和鎂鐵質雜巖體，黃山銅鎳成礦帶二疊紀火山巖不發育，巖體以鎂鐵-超鎂鐵質雜巖體為主。而且工作區成礦元素是Cu>Ni，這都表明工作區剝蝕程度相對較低，這也與工作區內大南湖島弧帶目前仍保存了斑巖和淺成低溫熱液成礦系統的地質特征相吻合。總之，工作區剝蝕程度低，鎂鐵質雜巖體深部具有巨大找礦空間。

（2）1∶5萬礦產地質調查發現大量的找礦線索，提交6處找礦靶區。在以上新認識的指導下，結合新疆地勘基金項目深部驗證，首次在大南湖島弧帶內新發現了月牙灣中型銅鎳礦（圖1），這也是東天山地區首次在鎂鐵質雜巖體中發現的銅鎳礦。在此基礎上，新發現了洪湖灣、平臺山、沙爾湖、沙海、沙山銅鎳找礦靶區5處及含銅鎳礦化基性—超基性雜巖體30余個，極大地拓展了東天山地區銅鎳找礦空間。資源潛力評價顯示基地內發現的鎂鐵（—超鎂鐵）質雜巖體具有與黃山-鏡兒泉銅鎳礦帶同等量級的銅鎳找礦潛力（240萬t），有望引領東天山銅鎳礦找礦新方向。

圖1 東天山區域構造及礦產地質圖

1—早二疊世火山-沉積巖；2—早二疊世鎂鐵-超鎂鐵雜巖體；3—早二疊世鎂鐵質雜巖體；4—蛇綠巖塊；5—斑巖銅礦；6—金礦；7—VMS/火山熱液銅多金屬礦；8—銅鎳礦；9—鎢鉬礦；10—鉛鋅礦；11—鐵礦；①—卡拉美麗斷裂；②—康古爾斷裂；③—雅滿蘇斷裂；④—阿其克庫都克斷裂；⑤—卡瓦布拉克斷裂；I—大南湖-哈爾里克島弧帶；II—康古爾混雜帶；III—雅滿蘇島弧帶；IV—中天山；V—南天山；VI—塔里木板塊

（3）同步開展靶區地質環境、開發利用條件調查與評價，示范形成戈壁荒漠景觀區礦產勘查綜合地質調查樣板。同步實施基于“本底”和“小流域”靶區地質環境調查，查明靶區地質環境本底為戈壁荒漠景觀，動植物匱乏，地表水和地下水量貧乏，區內Cu、Ni、Cr、Co等元素背景高。勘查階段主要環境地質問題為槽探施工挖損了地表，破壞了礫幕層，易造成揚沙現象，可以通過探槽及時回填或“以鉆代槽”實施最大限度降低勘查階段對環境的擾動和影響，實現綠色勘查。同步開展開發利用條件調查，查明影響基地礦業開發的“水”“電”“路”等主要外部因素現狀，分析認為現有基礎設施建設，能有效地滿足基地內勘查與初級開發階段的需求。完成了與區帶內典型黃山銅鎳礦技術經濟對比，礦體主要賦存在基性程度高的橄欖輝長巖相內，屬于易采型。礦石主要為浸染狀、塊狀等構造，細粒結構，金屬礦物主要為硫化物（圖2），屬于易選型。銅、鎳屬大宗礦產資源，市場需求旺盛，經濟可行。初步構建品位-價格動態盈虧平衡模型，促進找礦勘查。建議加大勘查工作投入，開發利用前景較好，社會經濟效益明顯。