吉林紅旗嶺銅鎳礦床的地質特征及成因探析

孔偉思，喻海洋

（吉林省有色金屬地質勘查局六O七隊，吉林 吉林 132105）

銅鎳礦是我國最重要的礦產資源之一，其在自然界中常常以硫化物的形態(tài)存在，銅鎳礦物的開采在我國礦產能源勘探和開采工作的推進和發(fā)展有著極為重要的作用。根據(jù)礦物形成的一般規(guī)律，以銅鎳礦為主的礦床主要生長于富鎂基巖和富鐵超基性巖環(huán)境中，礦床主要富集于基性巖底部，通常以大規(guī)模礦產形式存在，較少地區(qū)有零星的銅鎳礦床分布。通鎳礦往往與黃鐵礦、黃銅礦伴生[1]。吉林紅旗嶺礦床主要礦產資源位銅鎳硫化物，是我國主要的銅鎳產地之一，通過對該礦床的地質特征及礦床成因進行分析，是進一步提高開采利用效率，促進我國采礦業(yè)發(fā)展的重要理論基礎，現(xiàn)報道如下[2]。

1 吉林紅旗嶺銅鎳礦床地質特征

吉林紅旗嶺銅鎳礦床處于輝發(fā)河深斷裂北部，與華北陸臺相接，是典型得槽臺相接地區(qū)，是吉林巖漿礦產資源較集中的區(qū)域。礦床所在區(qū)域主要地質構造為褶皺和斷裂，處吉林褶皺帶東南邊緣轉折處、輝發(fā)河主干斷裂西北部，主要受到該主斷裂的次級斷裂控制[3]。

根據(jù)地質構造發(fā)展方向的相關理論，該礦區(qū)主要發(fā)展方向為北東向和北西向，也是該斷裂地質構造的主要發(fā)展方向。斷裂的兩個發(fā)展方向在礦區(qū)內交互縱橫，在此影響下礦區(qū)的基本構造也呈現(xiàn)北西、北東向的交互與縱橫。其次該礦區(qū)主要位于北東方向地質構造之上，礦床方向基本與輝發(fā)河斷裂帶平行，在緩慢的力學作用下，輝發(fā)河斷裂帶受到繼承性活動影響，因此具有相應的活動特征。與輝發(fā)河斷裂帶平行的斷裂帶通常是指紅旗礦區(qū)的柳家-紅旗嶺鎮(zhèn)斷裂帶以及何家屯斷裂帶等，這些斷裂帶和礦區(qū)周圍地質特征有明顯的劃分界線，但是斷裂的分布會對礦區(qū)中的礦體、巖體以及礦體、巖體的發(fā)展生成產生較大影響。這也是紅旗嶺礦區(qū)銅鎳礦生成的重要原因之一。

該區(qū)地質活動相對活躍，研究人員發(fā)現(xiàn)，在多期活動中，該地區(qū)巖體被鎂鐵質巖、超鎂鐵質巖侵入，同時有少數(shù)北東向構造的發(fā)展方向向北西向改變。雖然地質構造上有北東向和北西向的區(qū)分，但礦區(qū)內地質構造都受到同一應力場的影響，整體上與輝發(fā)河斷裂帶平行，也因此礦區(qū)內地質構造間有廣闊的成礦空間，這位銅鎳礦床的形成提供了較大余地。

其中礦區(qū)內北西向地質構造是形成較早的成熟構造，與早期的巖漿活動有關。而早期的巖漿活動形成的熔離床是成礦的有利條件，也因此礦區(qū)內巖體、礦體的形態(tài)和地質活動的性質與特征基本相同。

結合對紅旗嶺礦區(qū)的實地考察和研究發(fā)現(xiàn)，該礦區(qū)的巖體主要為鎂鐵、超鎂鐵質巖體，巖體呈成群或帶狀分布，分布面積較廣，根據(jù)實地勘探統(tǒng)計，該礦區(qū)內已探明的鎂鐵、超鎂鐵質巖體有三十多處，而鎂鐵、超鎂鐵質巖是已知的銅鎳礦生成的基礎。這些已知的鎂鐵、超鎂鐵質巖的形成都與輝發(fā)河斷裂的地質活動有關，在礦區(qū)內形成了三個不同的巖帶。不同巖帶包含不同的巖相，這就使得礦床的貧富程度有所差距。

2 吉林紅旗嶺銅鎳礦床成因

對礦床成因進行研究和探討，一方面可以進一步明確礦區(qū)內礦產資源的儲量和分布特征，另一方面可以為同類型礦產資源勘探、開采和利用積累相應的經(jīng)驗，所以對于礦床成因的研究也是現(xiàn)階段礦床研究的重點內容。

吉林紅旗嶺銅鎳礦的開采時間相對較短，對于礦床成因的研究程度相對較低，這意味著該地區(qū)礦床成因的研究價值較高，值得研究和探討的內容較多。在早期的地質勘探工作中已經(jīng)對紅旗嶺礦區(qū)的巖體進行較深入的研究，對其進行了定位和分類，為銅鎳礦床成因研究打下了相應基礎。

在實際研究中我們發(fā)現(xiàn)，紅旗嶺銅鎳礦床中巖體可分為三大類，通過對不同類型巖體進行研究，發(fā)現(xiàn)銅鎳礦床的成因與該地區(qū)鎂鐵、超鎂鐵基性巖有較大聯(lián)系。銅鎳礦主要生成于巖漿硫化物礦床，巖漿活動活躍時，高溫會將鐵、銅、鎳等元素溶解，溶解的金屬元素成分以原子態(tài)或離子態(tài)存在，隨著溫度的持續(xù)降低，溶解的后的金屬成分逐漸開始結晶，結晶到達一定程度時就會成礦，富集到一定程度就會生長成具有研究開采價值的礦床，在這個活動過程中巖漿的酸度高低決定了硫化物的熔離作用強烈與否。而銅鎳礦床往往以硫化物礦床的形式存在，也就是說熔離作用決定了硫化物生成，硫化物生成決定了礦床的富集程度。此外，在不同的情況下，熔離情況不同，形成的礦產類型也會有所差別，這也是紅旗嶺銅鎳礦床伴生礦類型眾多的原因之一。這是紅旗嶺銅鎳礦床礦產類型產生的原因。

除了熔離和硫化作用外，紅旗嶺銅鎳礦床的形成還離不開鎂鐵、超鎂鐵質巖，而鎂鐵、超鎂鐵質巖的生長和聚集又與輝發(fā)河斷裂的地質活動以及斷裂地質構造方向有關。根據(jù)研究可以確定巖體的形成物質主要來源于地幔，這就又回歸到前文的所說的巖漿活動上來。早期巖漿活動活躍，在地質活動下巖體構成物質隨著巖漿來到地殼表層，在熔離活動以及不斷上升的過程中逐漸成巖，在地殼相對薄弱的地方冒出，即輝發(fā)河斷裂帶及附近的其他小型地質構造出大量成巖，造就了紅旗嶺銅鎳礦床中鎂鐵、超鎂鐵質巖富集的情況。以地質構造以及地質活動為基礎的鎂鐵、超鎂鐵質巖自然也沿著地質構造方向分布，因此紅旗嶺銅鎳礦床的分布基本與輝發(fā)河斷裂地質構造的方向一致，位置上也屬于平行狀態(tài)，也因此紅旗嶺礦床有較大的成礦空間。這是紅旗嶺銅鎳礦床走向及分布特征的主要成因。

3 總結和找礦思路

在紅旗嶺銅鎳礦形成過程中有兩個因素極為重要。一個是地質活動，尤其是巖漿活動，巖漿活動是熔離作用、硫化作用發(fā)生和鎂鐵、超鎂鐵質巖生長的必要條件，巖漿活動一方面提供了礦床生成的溫度條件，另一方面將地幔中的成巖、成礦物質帶到地殼表層，使其達到成礦后可開發(fā)利用的程度。另一個即是當?shù)氐牡刭|構造，從某種意義上來說地質構造是地殼連接較薄弱，地質活動較活躍的地區(qū)，紅旗嶺處于輝發(fā)河的大斷裂之上，具有早期地質活動展開的條件，大量的銅鎳結晶在此生成并富集，從而逐漸發(fā)展為今天的具有開發(fā)利用價值的礦產資源。從某種意義上來說，紅旗嶺銅鎳礦床的形成是其得天獨厚的地理位置以及在早期地質活動中不斷積聚、富集的熔離成巖活動共同作用的結果。

未來尋找新的銅鎳礦床可以參考紅旗嶺銅鎳礦床的基本情況，從地質條件和巖性進行判斷，如果某區(qū)域在早期有活躍的地質活動且處于較大的地質構造上（不一定局限于斷裂，大的褶皺、向斜、背斜都有可能），且可探知其構造內有大量的鎂鐵、超鎂鐵質巖富集，那么在此區(qū)域內大概率有銅鎳礦床，可沿構造方向進行探查。