復雜地質環境下新疆北山鎳（銅）地球化學特征及礦產開發意義

王 恒，呂 穎，王 鵬

（新疆地礦局第六地質大隊，新疆 哈密 659001）

在國民經濟發展越來越快速的時代背景下，關于礦產資源的開發重要性也逐漸提升。在各種礦產資源中，鎳、銅資源使用范圍廣泛。尤其是鎳合金，因為有著耐腐蝕、抗高溫、抗氧化、延展性高等特點，在工業發展與軍事中都被應用。作為一個鎳資源消費大國，直到2018年，關于鎳資源的應用百分之八十都要依靠進口了，為鎳礦市場造成了巨大沖擊。而銅資源在建筑、電子、機械制造行業應用廣泛。因此，關于鎳（銅）礦床的探測與開采，國內資源儲量的增加，變成了急需完成的任務。近些年，新疆北山地區發現了多個鎳銅硫化物礦床，其主要組成金屬為：鎳、銅等。新疆北山地區成為鎳銅資源重要基地之一。本文所面向的問題就是復雜地質環境下新疆北山鎳（銅）地球化學特征及礦產開發意義。通過本文研究，希望能夠促進鎳礦的勘探與開發工作，緩解資源緊張問題。

1 新疆北山地質環境分析

新疆北山地區所處地質環境較為復雜，干旱的氣候環境，稀少的降水量，并且伴隨著強烈蒸發，使得水資源時空分配不均。造成了植被稀疏，區域內主要以草原為主。此外，其礦產位置，在北山石炭一二疊紀陸內裂谷的西部地區。東天山的南緣是北山裂谷的位置，并且其西南方是塔里木盆地。北山地區和中天山地塊相隔不遠，僅以中天山南緣斷裂作為界限；敦煌地體在該地區南部，向西邊是庫魯克塔格隆起位置，向東部與其他裂谷形成裂谷帶。古生界地層是區域內最主要的構成之一，而石炭系、二疊系地層則是分布最廣泛的地層。除此之外，新疆北山地區構造變動次數較多，因此區域內存在很多褶皺和斷裂，其斷裂以區域性深大斷裂為主，并對巖漿巖、內地層分布起著控制作用。該地區銅鎳礦中最重要的巖體是基性一超基性巖。上述因素構成了新疆北山地區復雜的地質環境。

2 新疆北山鎳（銅）地球化學特征

2.1 地球化學背景特征

根據該區域的地球化學演化進行分析，北山地區具有周期性、獨立階段性的成礦元素聚集特點，其中每個階段也在不斷變化，總體上來說，表現出元素的富集程度增加，礦化作用增強的趨勢。而從侵入巖的角度來分析，以元素的濃集、富集、專屬性和分異程度為判斷依據，呈現出逐漸減弱的基性。從構造角度進行研究，可以發現，從前的元素地區背景與礦帶存在異常。

2.2 與基性—超基性巖有關元素的地球化學特征

通過研究發現，100-500×10-6是新疆北山地區的Cr單元素的異常峰值，50-100×10-6是Ni元素的異常峰值，二者的峰值都屬于偏高的程度。該區域內，大概有50多處顯示鎳單元素異常，這種現象出現，主要由于同基性—超基性雜巖和基性火山巖的存在，異常區主要集中在筆架山附近。基性—超基性巖體中，地表巖中的Cu、Ni、Co、Cr、Zn等元素都顯示的比較好。Cu最大值是2058×10-6，Ni最大值是2768×10-6，Co則是220×10-6，所有的異常規模和巖體的大小是相符合的。

2.3 區域綜合異常特征

新疆北山地區的綜合異常位置處于紅石山東面，其 地 理 坐 標 為 東 經92° 01'35″～92° 05'30″；北 緯40°53'40″～40°56'20″。該異常所呈現的大小約為15.6 km2，以南北方向展現，其主要組成單元素是Cr與Ni。這兩個元素中，Cr單元素的異常面積為12.5km2，并且以馬鞍的形狀展現，在該區域內元素最高值是167×10-6，正常情況下的平均值，也高達135×10-6。Ni單元素的異常面積為10.9km2，元素的最高值表示為75.9×10-6，其襯度與規模的分別是1.53、17.76，所展現出來的異常濃度相當大。經過后續的探測，發現該異常區域由紅柳園組長石砂巖、灰巖、變質粉砂巖、凝灰質砂巖夾沉積變質鐵礦等組成出露地層。此外，下二疊統因尼卡拉塔格組、紅柳河組砂巖、砂巖、粉砂巖、中酸性凝灰巖、英安斑巖、安山玢巖。而這個異常中所包含的就有紅山石基性—超基性巖體。

3 新疆北山鎳（銅）礦產開發意義

3.1 緩解鎳、銅資源緊張

鎳資源應用于不銹鋼、合金等各個方面，并且隨科技進步，其消費量向更大邁步。由于鎳礦產量有限，無法滿足需求，就造成了鎳礦進口金額巨大的現象，如表1所示。我國鎳資源消費量遠遠大于產量，近些年需求量甚至達到了產量的4～5倍，截至2020年為止，鎳資源進口金額也高達5154.61百萬美元。鎳資源緊缺的情況，是顯而易見的。

表1 鎳資源現狀

同樣銅資源的現狀同樣不容樂觀，目前，所利用的銅資源也有超過60%源自于進口，為我國經濟情況造成了很大的壓力。目前，根據預測新疆北山地區的鎳、銅礦產資源含量豐富，高達300萬噸左右，如此巨大的礦產資源開采，對于此前鎳、銅資源需求的緊張有所緩解。同時開采礦產供應充足后，有利于減少資源進口，降低國家經濟壓力。

3.2 促進新疆北山地區經濟增長

目前，由于對鎳、銅資源的需求日益增長。根據調查，新疆北山地區資源含量大概有300萬噸。采用潛在價值法進行經濟分析，鎳資源目前市場價格，每噸的價值在七萬元左右，那么該礦區的潛在經濟價值就已經相當之高了，如果將一部分礦產進行深一步加工，礦石的附加價值得到飛速提升，因此可以明顯對礦床開發后的經濟效益進行預測。況且，該地區資源按照每年10t進行開采的話，也可以持續30年左右，是一個長期經濟收入，可以變成該地區支柱產業之一。

關于新疆北山地區經濟狀況，如圖1所示，該地區自2014年起至2020年，GDP增速一直處于下滑狀態，從2016年的10%增速，到2020年，GDP增速僅為6%。這種情況下，鎳（銅）礦產開發，促進了區域經濟增長，并且在未來幾十年內對地區的政府財政、社會經濟發展都具有重大意義。

圖1 新疆北山地區GDP增速

3.3 增加新疆北山地區社會效益

新疆地區特殊的地理位置，也就導致了其經濟社會發展存在一定挑戰。該區域是國家重點扶持的地區，也是國土資源部將其視為扶貧對象的區域。新疆北山地區，區域面積廣闊，勞動力資源豐富，煤礦山的開發在解決人口就業問題上，起到了重要作用。同時，運輸、工業等行業也會借此機會進行發展。在區域經濟發展的同時帶動了政府稅收的增長，政府可以利用稅收，將其投入區域建設之中，實現互利的效果。所以，礦產資源的開發對于經濟不是很發達的地區來說，可以帶來良好的社會效益。

4 結束語

本文針對復雜地質環境下新疆北山鎳（銅）地球化學特征及礦產開發意義進行分析，以新疆北山地質環境為基礎，分析其地球化學特征，并研究其礦產開發的意義。通過本文研究，有利于鎳礦尋找與開發，解決鎳資源緊張的問題。