甘肅省肅北蒙古自治縣黑山鎳銅礦地質找礦淺析

尹茂紅，王多清，周 河，高達元，孫 彬

（甘肅省金川集團公司，甘肅 金昌 737100）

甘肅省肅北蒙古自治縣黑山鎳銅礦地質找礦淺析

尹茂紅，王多清，周 河，高達元，孫 彬

（甘肅省金川集團公司，甘肅 金昌 737100）

肅北黑山銅鎳礦區構造位置屬于塔里木板塊東北邊緣，處于多期板塊拼裂而形成的復雜造山帶上。本文從區域地質背景、礦區地質特征、礦床地質特征、近幾年的鉆孔施工以及物化探施工等幾個方面探討了肅北黑山銅鎳礦找礦靶區的找礦靶區。通過分析認為，1)礦體延傾向的方向尚未控制，延傾向的方向具有較大找礦潛力。2)黑山鎳銅的礦體數目多，小礦體大多是單孔控制，小礦體延縱向方向的找礦潛力不可忽視。3)對7勘探線以西，20線以東的巖、礦體的的延伸和賦存狀態研究程度不夠，礦體的走向方向礦體有可能延伸，是找礦的有利區段。

黑山鎳銅礦；地質找礦；靶區；淺析

甘肅省肅北蒙古族自治縣黑山銅鎳礦經過了幾輪勘探,對礦體的延伸及走向進行了大概的控制，對于下一階段的找礦方向，本文在前人地質工作的基礎上,通過系統研究輸理礦體的形態，研究前期鉆孔揭露礦體的特征,提出了礦區下一步找礦的思路，對該地區進一步礦產勘查具有一定的參考價值。

1 區域地質背景

黑山銅鎳礦區位于甘、新、蒙相鄰地區。地處塔里木板塊與哈薩克斯坦兩大板塊的對接部位?？辈閰^位于塔里木板塊東北邊緣的北山裂谷帶 （左國朝）（如圖1所示）。

圖1 新甘蒙相鄰地區大地構造略圖

北山裂谷帶位于天山褶皺帶之南、塔里木克拉通北緣，是一個NEE向的古生代裂谷，從新疆東部延伸至甘肅北部，星星峽斷裂和坑抵-課帕-柳園斷裂構成了其北界和南界。裂谷帶內的沉積巖主要是古生代地層，元古代基底出現在裂谷帶中部和北部；巖漿巖以大面積出露的華力西期巖的中酸性巖為主，基性-超基性巖體也較常見，加里東期的巖漿巖出露較少（如圖2所示）。（含鎳、銅）基性超基性—超基性雜巖體沿裂谷帶深大斷裂的次級斷裂帶分布。

圖2 北山裂谷帶地質簡圖

2 礦區地質特征

2.1 地層

區內各時代地層均有分布，以元古界分布最廣，下古生界十分重要。前長城系、長城系及志留系均見海相火山巖，奧陶系及石炭—二疊系為裂陷海槽碎屑巖與中、基性熔巖、火山碎屑巖；泥盆系及上二疊統為山間火山—磨拉石沉積建造。中新生界為陸相沉積。

北山地區的中晚元古宙地層從下至上為長城系白湖群、薊縣系平頭山組、青白口系大豁落山組和震旦系洗腸井組。

元古代、古生代及中新生代地層出露較全，缺失的地層包括三疊系地層、下泥盆統、上石炭統等單元。三疊系地層的缺失暗示古生代末期-中生代早期劇烈的構造隆升，古生代內部不整合非常發育，說明古生代該區構造活動非常劇烈，特別是泥盆-石炭系大量的火山巖表明這個時代巖漿作用較其它時

代強烈。

2.2 構造

礦區位于雙鷹山斷裂帶南側，澤魯木—大豁落山背斜褶皺內，屬黑山—大豁落山—月牙山斷裂帶，帶內褶皺和斷裂均發育。該帶西起廟廟井，經雙鷹山東抵大豁落山，東西斷續延伸800km，寬6～10km，由發育在中、上元古界和下古生界中的數條規模宏大的逆沖斷裂和派生斷裂以及間夾的褶皺組成。逆沖斷裂群既有北傾，亦有南傾者，呈疊瓦式或對沖構造，具分叉交織現象。帶內巖漿活動強烈，從超基性到酸性均有。斷裂帶東西兩端與北東向構造的交匯部位，對大規模巖漿侵入活動有控制作用，黑山基性—超基性巖體位于本帶兩條主干斷裂之內。元古代地層作為基底廣泛出露，早古生代中上寒武統以蓋層出露。歷經多期運動，已褶皺的地層受后期構造運動的強烈影響，導致了區內褶皺重復，斷裂交織，形成十分復雜的構造格架。

區內斷裂構造主要有破城山斷裂帶，玉石山斷裂帶，營毛沱山—白湖斷裂帶和廟廟井—雙鷹山斷裂帶，多為一系列北東東—東西向的逆斷層，傾向南或北，傾角55°～75°，具破碎帶、角礫巖、拖褶曲、三角面標志，局部有糜棱巖出現。

礦區中部背斜為一條貫穿東西的大倒轉背斜，由青白口系大豁落山群上巖組和下巖組組成。巖性主要為絹云硅質板巖、千枚巖、石英方解石大理巖。長超過2000m，傾角約70°，走向約110°。背斜西段有南傾的正斷層F4通過，南側還有逆斷層F5、F6（表1）。根據F4、F5、F6的產狀和中部背斜的產狀及位置關系可以認為：F4、F5、F6是背斜形成時，核部彎曲產生的巨大張應力所形成。

表1 黑山銅鎳礦斷層性質及特征表

2.3 侵入巖

礦區處于北山中帶復背斜構造的南翼，含礦巖體侵位于青白口系，巖體南側圍巖主要為白云石大理巖，北側及東西側主要為鈣質、泥質板巖、千枚巖夾硅質板巖。礦區侵入巖體主要形成于加里東晚期，除基性-超基性巖體外，還有少量其它侵入巖和脈巖，分布于礦區西部及北部。

2.4 變質巖

礦區主要存在的變質作用大體上有區域變質作用、接觸變質作用、氣成水熱變質作用和動力變質作用。礦區除巖體及第四系外，基本全由晚遠古期和加里東期區域低溫動力變質巖系構成。主要巖石類型有硅質板巖、千枚巖、變質長石石英砂巖和各種類型的大理巖，線型褶皺、劈理、板理發育，屬低溫綠片巖的外接觸帶，主要是巖體圍巖-絹云硅質板巖的角質作用伴隨區域變質作用發生，主要發生在大理巖、板巖、變質砂巖中，具體表現為各種大理巖中的方解石、石英等小規模脈體普遍發育。礦區動力變質作用主要發生在斷裂破碎帶，主要巖性為構造片巖，構造角礫巖，石英質構造角礫巖。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

黑山巖體中礦與非礦的界線不很明顯，主要依據樣品分析結果劃分?？偟膩碚f黑山銅鎳礦體分布于整個巖體的中下部，少量透鏡狀礦體懸浮于超基性巖體中；礦體的賦存形態較復雜，膨縮變化較大，沿走向或傾向方向出現分叉現象，總體呈似層狀或透鏡狀產出，在平面上（圖3）形似樹根，剖面上（圖4、5）呈透鏡狀，礦體揭露最高標高2280m，在16～21勘探線地勢較平坦處出露地表第四系覆蓋層之下；初步控制最低標高1404m，位于11行及其附近的礦化優勢區。礦體沿走向長約750m，沿傾向延伸約850m。

圖3 1800水平平面圖

鎳礦石品位變化系數 Ni為 78.46%，Cu為105.98%，礦化較均勻；但在總體上表現出由巖體底部向上部由強逐漸變弱趨勢，表現出不連續性，具體表現由2000～1600m水平之間，礦化逐漸增強，礦體規模逐漸增大。礦體與巖體的產狀基本一致，總體走向310°，傾向SW，傾角70°～87°，在剖面上礦體沿傾斜方向由淺入深，呈現上陡下緩趨勢，在平面上，自2000m水平至1600水平，礦體走向由北西逐漸向南北、北東向展布，自1600～1800水平，7～8行，由分枝體逐漸變為聚合體，構成礦區主礦體，自1800～2200水平，從8～21行，由聚合體逐漸發生分枝，分為多個巖枝狀礦體，巖枝長約200m，寬約6～30m，巖枝深入到下盤圍之中。

圖4 10勘探線剖面圖

黑山銅鎳礦單工程礦石鎳品位變化范圍0.30%～6.86%，平均品位0.58%；銅品位變化范圍0.04%～5.44%，平均品位0.30%。貧礦體分布在7～21勘探線，沿走向長約750m，礦體的連續性、穩定性較好，在走向上鎳礦化表現較均勻且連續，但銅礦化表現不均勻且不連續，貧礦單工程厚度約2～130m，總厚度約2106.7m，平均厚度約41.29m，平均品位Cu：0.22%，Ni∶0.47%，Ni∶Cu∶2：1。各勘探線Ni平均品位變化范圍 0.37%～0.69%，Cu平均品位變化范圍0.12%～0.54%，在19勘探線最高 Ni：0.69%，Cu：0.54%。

黑山銅鎳富礦體分布在8～11、14～18勘探線，單工程厚度約2～48m，總厚度約208.60m，平均厚度約9.05m，平均品位Cu∶0.79%，Ni∶1.44%，Ni∶Cu∶1.8∶1。各勘探線Ni平均品位變化范圍1.06%～1.67%之間，Cu平均品位變化范圍0.22%～1.01%，在14勘探線最高，Ni∶1.67%、Cu∶1.01%。礦體的穩定性、連續性在走向上總體表現較差，其中在8～11勘探線礦體延伸較好，在深部繼續向北延伸，礦化表現較均勻且連續，Ni品位最高為 6.86%，Cu品位最高為2.31%；14～18勘探線礦體延伸較差，礦化表現不均勻且不連續，向南礦化懸殊相差較大，銅礦石表現尤為突出。

圖5 11勘探線剖面圖

3.2 礦石類型

黑山銅鎳礦礦石類型按照工業類型可以劃分為5類：超基性巖型硫化鎳貧礦石、超基性巖型硫化鎳富礦石、超基性巖型硫化銅貧礦、超基性巖型硫化銅富礦。

1)超基性巖型硫化鎳貧礦石（SN－A2）。金屬硫化物為半自形—它形粒狀結構和半自形針狀結構，以其集合體充填于其它礦物之間，形成網脈—浸染狀、星點浸染狀、半海綿狀構造。礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、磁鐵礦為主，約占4%～8%，粒徑0.05～3mm。脈石礦物主要有橄欖石、輝石、角閃石、斜長石和少量金云母，脈石礦物已蝕變，主要蝕變礦物有鈉黝簾石、次閃石、綠泥石、蛇紋石等，該礦石是黑山銅鎳礦的主要礦石類型。

2）超基性巖型硫化鎳富礦石（SN－A1）。金屬硫化物為半自形－它形粒狀結構、半自形針狀結構，常

以粒狀集合體的形式分布在其它礦物之間，形成塊狀、半塊狀、海綿狀、網脈－浸染狀構造。主要礦石礦物有黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、磁鐵礦，約占8%～10%，最高達20%，粒徑0.05～3mm。黃銅礦有分布于磁黃鐵礦的邊緣具交代結構的特征，部分黃銅礦集合體呈脈狀貫入磁黃鐵礦中。脈石礦物主要有橄欖石、輝石、角閃石、斜長石。脈石礦物基本發生了蝕變，主要次生礦物有蛇紋石、綠泥石、次閃石、鈉黝簾石等。金屬氧化物為磁鐵礦。富礦石在黑山銅鎳礦已控制的儲量中所占比例不大，多在巖體底盤富集。

3）超基性巖型硫化銅貧礦（SNC-A2）。金屬硫化物為半自形—自形粒狀結構和半自形針狀結構，以其集合體充填于其它礦物之間，形成網脈—浸染狀、星點浸染狀、半海綿狀結構。礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦為主，約占2%～8%，粒徑0.05～3mm，次為鎳黃鐵礦。脈石礦物主要有橄欖石、輝石、角閃石、斜長石和少量金云母，脈石礦物已蝕變，主要蝕變礦物有鈉黝簾石、次閃石、綠泥石、蛇紋石等。

4）超基性巖型硫化銅富礦（SNC-A1）。金屬硫化物為半自形—它形粒狀結構、半自形針狀結構，常以粒狀集合體的形式分布在其它礦物之間，形成海綿狀、網脈—浸染狀構造。礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦為主，約占8%～10%，最高達20%，粒徑0.05～3mm，次為鎳黃鐵礦。黃銅礦有分布于磁黃鐵礦的邊緣具交代結構的特征，部分黃銅礦集合體呈脈狀貫入磁黃鐵礦中。脈石礦物主要有橄欖石、輝石、角閃石、斜長石。脈石礦物基本發生了蝕變，主要次生礦物有蛇紋石、綠泥石、次閃石、鈉黝簾石、金屬礦物等。

按照成因類型黑山銅鎳礦礦石可劃分為：就地熔離型、晚期貫入型、接觸交代型三類。根據礦石構造特征，巖漿就地熔離型礦石多為星點狀和半海綿狀構造，晚期貫入型礦石為海綿狀、半塊狀、塊狀構造。巖漿熔離型礦體主要由星點狀礦石組成，半海綿狀礦石夾于星點狀礦石之中，分布很少。

3.3 礦石特征

黑山巖體主體部分為斜長方輝橄欖巖、斜長輝閃橄欖巖（占巖體面積的94%）。斜長石多沿橄欖石輝石間隙分布，形成間隙結構，大顆粒中常包有渾圓狀橄欖石，形成包含結構，橄欖石和斜長石共存，表明巖體是低壓(50～5kPa)條件下分離結晶的產物。另外，在斜長輝閃橄欖巖中，可見到角閃石及金云母，且含量較高，表明本區地幔應為滲透交代式富集型地幔。

4 有利找礦靶區

1）礦體的深部方向尚未控制，延傾向的方向具有較大找礦潛力。

2）黑山鎳銅的礦體數目多，小礦體大多是單孔控制，小礦體延縱向方向的找礦潛力不可忽視。

3）對7勘探線以西，20線以東的巖、礦體的的延伸和賦存狀態研究程度不夠，礦體的走向方向礦體有可能延伸，是找礦的有利區段。

5 結論

1）黑山銅鎳礦階段勘探工作已證實了是一走向近南北的中大型硫化銅鎳礦床，而且確定了主礦體礦化較好、連續、穩定。

2）礦體的深部，單孔控制的小礦體周圍，礦體的走向方向，是找礦的有利區段。

3）基性—超基性巖體是找鎳銅礦的找礦標識，應運用現代地學成礦理論分析研究，采用地、物、化、遙感等綜合找礦方法，加強對該區域及外圍的找礦力度，有望發現新的礦體。

[1] 王伏泉.北山地區海相火山巖中銅—多金屬成礦作用的構造背景[J].大地構造與成礦學，1996,20(4):319-328.

[2] 代雙兒.甘肅北山地區板塊構造演化與銅多金屬成礦系列研究[J].蘭州大學學報，2001，37(6):112-120.

[3] 湯中立，任端進，薛增瑞，等.中國礦床.中國鎳礦床[M].北京:地質出版社，1989，205-266.

[4] 湯中立，S.J.Barnes.巖漿硫化物礦床成礦機制[M].北京:地質出版社，1998，10-32.

[5] 張新虎.甘肅省區域成礦及找礦[M].北京:地質出版社，2013.

[6] 楊秦琨，尹茂紅.甘肅省肅北黑山銅鎳礦詳查補充報告,2011.

F416.1