甘肅北山紅柳溝銅鎳礦地球化學特征及成礦潛力

何佳軍，王 剛，耿海軍，榮 驍

(核工業二〇三研究所，陜西 咸陽 712000)

近幾年在天山圖拉爾根、白石泉及新疆北山坡北、旋窩嶺等地陸續發現了大批的銅鎳礦，對比其成礦地質背景和控礦因素，認為甘肅北山地區也具有非常大的銅鎳成礦潛力，區內已發現了紅柳溝、怪石山、黑山、拾金灘等多個含礦巖體，體現出非常好的找礦前景。紅柳溝基性-超基性雜巖體模巨大，分異明顯，具有較好的找礦前景。通過對紅柳溝巖體的年代學研究，對于有效識別北山地區裂谷的形成、演化以及巖體成巖地質背景具有非常重要意義。

1 甘肅北山紅柳溝銅鎳礦巖石地球化學特征分析

1.1 巖體地質特性分析

紅柳溝巖體侵位于黑云花崗片麻巖、變粒巖以及斜長角閃巖中，受方山口—廟廟井—雙鷹山大斷裂控制，主要呈北西向的分布態勢。巖體的主體主要為輝長巖，可細分為早、晚兩期，早期為暗色輝長巖，晚期為淺色輝長巖，兩者為侵入接觸關系。其次為超基性巖，多呈巖珠、巖脈產出，且具有較為明顯的相帶，主要包括橄欖輝長蘇長巖、橄欖角閃蘇長巖、輝石巖、輝橄巖、二輝橄欖巖等。一般情況下這些巖體處在較為低洼、斷裂地帶中，大多呈碎裂狀及蜂窩狀，并且發育多種較強蝕變，

1.2 主量元素的基本特征分析

據以下5件樣品的分析結果（表1），SiO2含量43.08%～50.01%。Al2O3含量8.15%～17.48%，相較于原始地幔要高很多，說明巖體具有較高的熔融程度。MgO含量12.17%～19.76%。TiO2含量0.13%～0.6%。另外，巖體的SI值在51-74之間，比原生玄武質巖漿值略高，說明此處巖體的分異程度非常高。從m/f值得知巖體屬于鐵質超基性巖。Mg#值介于0.71～0.77之間，超出了原始巖漿的Mg#值（0.68～0.73），產生此種情況的主要原因在于受到早期橄欖石堆晶影響。

1.3 稀土元素及微量元素分析

紅柳溝巖體稀土元素總體含量相對較低，ΣREE=6.37-29.92×10-6；LREE=4.91-24.07×10-6；HREE=1.46-5.85×10-6；LREE/HREE=1.71-4.29；LaN/YbN=0.89-3.98；稀土分布特征參數δ（Eu）=0.84-2.05。從上述數據可知，LREE相對富集，說明該區域較深地幔位置發生過弱的富集事件。球粒隕石標準化REE分布曲線表明LREE分布曲線表現出右傾的趨勢，HREE分布曲線則較為平坦，這與板內拉張環境玄武巖稀土分布曲線較為類似，見圖1。

圖1 基性-超基性巖稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖

表1 北山紅柳溝巖體主量元素分析結果（%）

從圖1得知，不同類型巖石微量元素表現為明顯的大離子親石元素（Rb、Ba、Sr、K）富集，但不同類型的微量元素其富集程度存在較大不同，其中高場強元素（Nb、Zr、Hf、P、Ti）呈現虧損的特性。

2 紅柳溝巖體成礦潛力

（1）紅柳溝銅鎳礦屬于巖漿熔離型銅鎳礦，構成巖體的巖石主要包括二輝橄欖巖、輝石巖、橄欖輝石巖等，這些巖石均發育強孔雀石化、褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化等蝕變類型，且地表顯示更為明顯。另外，該區內斷裂構造相對復雜，除廟廟井—雙鷹山近東西向深大斷裂外，近東西向次級斷裂和北東、北西向斷裂構造也有發育。

（2）紅柳溝巖體和黑山、怪石山巖體位于同一構造帶中，這些巖體具有相同的地質背景，鋯石U-Pb同位素測年得出這些巖石的成巖年齡均在357Ma～376Ma范圍，其形成及演化與裂谷作用直接相關。相較于黑山、怪石山巖體，紅柳溝巖體規模更大，且具有較好的分異，不同巖體的特征較為相似，巖石具有輝長結構、細-中粒結構、包含結構、包橄結構等，蝕變類型主要有滑石化、綠泥石化、輝石閃石化、蛇紋石化等。礦物中也包含金云母、角閃石、斜長石等。上述這些特征和東天山地區產銅鎳硫化物礦床的鎂鐵—超鎂鐵巖特征極為相似?？偟膩碚f，紅柳溝巖體屬于鐵質超基性巖，在地質背景、巖石特性、地球化學等方面都具備形成銅鎳硫化物礦床的條件。

（3）在進行成礦潛力分析時通過不同的測量方式能夠得出相應的結論，例如通過1：5萬的高精度磁法測量能夠發現在巖體內部發生了很多位置的磁異常情況，其中面型烴基蝕變異常以及局部鐵染蝕變異常是最為重要的問題，和遙感環狀影像地質體空間耦合；通過1：20萬的水系沉積物測量能夠發現強度相對較低、規模相對較大的銅鎳成礦元素異常情況。該區域內部表面呈現出了約100km2的巖體，這些基性—超基性巖體主要表現出了輝長巖特性，具有比較大的規模。通過相應的調查分析能夠得知紅柳溝含礦巖體的巖相分帶、礦化范圍以及銅鎳礦化富集部位，可以大體上得知銅鎳礦體。通過分析可知這些含礦巖體上存在著非常顯著的磁異常，并且具有正負相伴的情況，磁場強度能夠達到500nT。和地表的銅鎳礦化超基性巖范圍大體上相同，可能是由深部硫化礦體造成的，具有非常好的成礦潛力。

（4）找礦標志。① 地表礦化基性—超基性巖體具有非常好的磁、電異常，可作為區內尋找銅鎳礦有效的物探信息。② 銅鎳礦化集中產于二輝橄欖巖、蝕變橄欖輝石巖及輝石巖中，其發育的孔雀石化、褐鐵礦化及黃鉀鐵礬化等類型的蝕變可作為銅鎳礦的找礦標志；③ 區內斷裂構造相對復雜，其中廟廟井—雙鷹山主要是近東西向深大斷裂，同時也存在近東西向次級斷裂帶和北東、北西向斷裂構造的發育，這些斷裂控制著與礦化相關的基性—超基性巖體，可作為找尋銅鎳礦的重要標志。

3 結語

文章主要以甘肅北山紅柳溝為例闡述銅鎳礦地球化學特征及成礦潛力方面的相關內容，通過本文的介紹能夠為銅鎳礦分析及找礦提供一定參考和幫助。