新疆北山地區紅石山鎳礦地質地球物理特征及找礦潛力預測

王恒 呂穎 王鵬

（新疆地礦局第六地質大隊 哈密 839000）

0 前言

紅石山北山鎳礦的大地環境構造，處在塔里木大陸地殼結構的一級單元當中，即北山西段裂谷帶。大地構造地殼單元由斷裂帶、褶皺帶及剪切韌性帶等發育而成。根據成礦需要的條件綜合分析，紅石山超基巖銅鎳元素的硫化物礦床處在北山銅鎳礦帶里，受到紅柳河大斷裂的控制。北山西段裂谷帶由塔里木大陸地殼結構板塊起源，受到了拉張過程、匯聚過程、固結過程、活化過程、封閉過程等階段地質的活動。從而逐漸形成現在變化復雜的構造、地層和巖漿巖，由此為形成銅、金、錳、鐵、鎳等多種礦產資源提供了所需的地質環境和必要條件。

1 紅石山的成礦環境

紅石山北山的鎳、銅、金礦帶露出地層外，從二疊系到元古代都能有顯現，礦源層的結構形成主要是由元古界的中下結晶變質基底的碎屑巖與火山巖產生，與上石炭巖、含炭的碎屑巖、碳酸巖建造。當紅石山北山的裂谷在進入回旋發展時，其侵入巖也隨之發育，此時，超基性酸性巖出露，并沿著大裂縫以及旁邊進行分布。其形成的過程中，巖漿會攜帶著熱能、有用成分、揮發成分等，為形成礦床提供了能量與物質基礎[1]。特別是筆架山與中坡山出露的鎳銅礦化超基性巖體，成為巖漿鎳、銅成礦的主要條件。

紅石山北部區域因為長期受到拉張過程、匯集過程、固結過程、活化過程、封閉過程影響，致使該區域斷裂與褶皺極其明顯。鐵、銅、鎳等礦帶分布在北部紅柳河的大斷裂帶，銅鎳礦帶分布在中部白地洼的大斷裂帶北坡。通過上述分析可以看出，該區域內具有豐富儲礦的空間以及導礦的構造，從而為鎳、銅、金礦形成創造了良好條件。

圖1 紅石山地質結構圖

地球的物理性特征表明，紅山區重力場在南北分布顯示異常，北面顯示大片平緩高布格異常重力區，含銅的基性巖在梯級帶北面的邊緣。異常航磁圍繞在異常重力區的周圍，并分布著EW 向或NEE向的異常局部磁場。在磁異常中，主要是正異常，異常的產生主要是由基性巖或火山巖所引發。在反應區里的超基性巖具備一定規模，這與斷裂性區域存在著直接關系。

地球的化學性特征證明，在區域內的銅、鎳、鐵、鈷、鉻各元素的異常與超基性巖體異常相同。和銅鎳有關的異常為10多個，并且異常的元素規模較大、組合相對復雜、濃集的中心較為明顯、分帶比較清楚。礦元素鎳、鈷、銅的含量較高[2]。

2 礦床的地質特點

2.1 地層

礦區主要露出石炭系古生界石英片黑云母、大理、英安、玄武巖等，其中石英黑云母巖和大理巖與紅石山的鎂、鐵巖體就存在直接性的接觸。

圖2 紅石山鎳礦分布圖

2.2 侵入巖

侵入巖在該范圍內分布廣泛，占勘測總面積30-40%。侵入巖呈現出的種類包括銅、鎳礦的超基性巖體以及花崗巖[3]。紅石山北鎂鐵的巖體存在多沿的斷裂，斷裂由東向西展開，巖體表面各巖相的分布存在不均勻現象，有輝長巖里存在零星的橄欖巖，也有橄欖巖里分布著輝長巖。垂直方向，上部主要是輝長巖，在下部主要是橄欖巖，在巖體鉆孔中，能夠看到橄欖巖-輝長巖的旋回結構。在紅石山鎂、鐵巖南北的兩側，輝長巖的年齡在286.4 兆帕，在紅石山鎂鐵巖中部所懸浮的輝長巖，其年齡在321.7 兆帕。當巖漿進入時，非常容易混雜同化，圍巖與巖體的混雜結果將增大巖漿鈣的含量，當巖體進入冷卻階段時，將會結晶出斜石。這一特征證明其紅石山的巖體不是經過一次的巖漿侵入產生的。因為北山處于地殼伸展作用，該地區受南北方向的拉張力作用，所以，巖體處在開放拉張環境[4]。

3 礦體的特征及礦石的構造

3.1 礦體的特征

依據對紅石山基性巖槽探施工與鉆孔得知，設定邊界鎳為0.2%標準，地表可圈定的礦體達40個左右，圈定深部的鎳礦體達13 個左右。其中的地表圈定40 個的礦體位置在巖體的西部，尤其在巖體的西南部輝長巖和基性巖的接觸地帶，產出的礦體主要是橄欖巖的底部。根據所鉆探研究的結果表明，深部的礦體特征分布和地表的特征相同。

紅石山當前所發現53 個鎳礦中，最大規模的礦體為鎳41，其次是鎳9、鎳50、鎳6等礦。礦體的長度在300m 至1000m 左右，最長為2480m 左右，厚度平均在2m 至40m，最大的厚度可達118.47m，平均延深可達100m至400m，最大的延深達700m，礦體的基本形態和巖體的基本形態相同，都顯現透鏡狀或層狀的產出。鎳礦品位平均在0.2%至0.4%之間，局部地域鎳礦富裕，其鎳品位最高達0.69%。其鉆孔ZK3-1深240m、鉆孔ZK16深360m、鉆孔ZK24深410m可見貫入熔離礦脈，其厚度平均在1cm-5cm之間，找礦標志十分明顯。在礦石中的鈷、銅含量很低，達不到品位邊界，只有出現鎳含量局部較高大于0.4%時，鈷、銅品位才能達到品位邊界[5]。

3.2 礦石的構造結構

礦石的主要結構為半自形-他形結構，其結構主要因為金屬的硫化物結晶比硅酸鹽的礦物晚，并且空間存在受限，在結構中包裹著輝巖晶體及橄欖石成分。當硫化物多時，局部會形成損鐵的結構，在礦石中，磁鐵礦和鎳鐵礦具有較好的半生現象，形成團塊狀、斑狀、半自形-自形結構。礦石的主要構造有：塊狀、浸染稀疏狀、浸染星散狀、浸染星點狀等[6]。

4 礦藏的預測與分析

4.1 礦床的成因

紅石山的北山伸展形成為晚石炭，北山因受到NS 的拉伸作用，其環境處在開放的拉張情況。由于一期巖漿的侵入，通過巖漿重力的分離，致使橄欖巖上形成輝長巖，巖漿在地殼運動產生的壓力作用下逐漸向地面方向移動，輝長巖首先浸位隨后橄欖巖浸位，經過冷卻后，橄欖巖又置于輝長巖的下部。在上述情況發生的過程中，周圍云母的石英巖及大理巖進行了混雜，其結果是鎳礦礦床成因為：產生在地幔巖上，經過分熔以及分凝的作用形成玄武巖漿，玄武巖漿侵入斷裂底殼的一定深度巖漿房位置，通過巖漿房分異與熔離的作用，在地殼作用下，通過多次的侵入形成和基性巖熔離的銅鎳、硫化鎳的礦床。

4.2 礦藏潛力的預測分析

通過上述分析表明，紅石山的鎳礦資源儲量為大型礦藏，分析如下：

（1）紅石山主要是以大規模雜巖體組成，在紅石山的鎳礦中，有熔離形成的浸染稠密狀、?染稀疏狀、點星狀的礦石，以及少量貫入塊狀礦石，這證明基性的雜巖體是經過分離與熔離的過程，在熔離的作用下形成浸染稠密狀、浸染稀疏狀、點星狀的礦石為主要形式，因此，紅石山地區具有很好的礦藏潛力[7]。

（2）因為紅石山礦體東西的兩側，沒有進行鉆探施工，其地段雜巖體顯現面積占總面積一半，所以，資源的增加存在較大的可能空間。

（3）在基性的雜巖南側C6 的磁異常強度高、范圍大，如果C6 為石炭系地質時，將不會出現磁異常的信號，因此，根據磁異常的特征證明，所測地域地層中，存在較高的磁性基性巖，并且，在C6磁異常位置為兩斷裂帶的交匯點略向南，磁異常表明C6具有很好的礦藏潛力。

5 結論

根據上述紅石山地質情況以及勘測潛力的預測，紅山區礦區具有如下特征：

（1）礦體向南側延伸，顯現盆狀。

（2）巖體多由巖漿形成，依據上述研究表明，巖體西為輝長巖結構，并且橄欖巖互層的現象頻繁。

（3）上部的鎂鐵巖為開放拉張環境存在。

（4）貧硫鈣質巖在拉張溫壓環境下同化作用，對巖體的成礦起到影響。

（5）下部的鎂鐵巖及硫化物的含量增加。

綜合分析，新疆紅石山北具有大型鎳礦的可能性。