趙玉京，陳夢婷，肖艷東，王君良，范 僥

（1.新疆維吾爾自治區(qū)地質調查院，新疆烏魯木齊 830000；2.新疆大學，新疆烏魯木齊 830000）

中亞造山帶是世界上典型的增生型造山帶，出露有大量的鎂鐵—超鎂鐵巖體。在我國東天山造山帶和東準噶爾造山帶，分布黃山—鏡兒泉—圖拉爾根、東準噶爾喀拉通克銅鎳礦為代表的一批中大型銅鎳礦床，是中小型鎂鐵—超鎂鐵巖體成銅鎳礦的代表[1]。東準噶爾造山帶是中亞造山帶的重要組成部分，自古生代以來，經歷了大洋擴張、板塊俯沖、碰撞和后碰撞等構造演化歷史[2]，形成以巖漿型銅鎳礦、斑巖型銅鉬礦、構造蝕變巖型金礦為產物的構造—巖漿帶。東準噶爾地區(qū)自喀拉通克銅鎳礦發(fā)現(xiàn)以來，在錫伯渡—喀拉通克—科克別克提鐵鎂質雜巖帶中繞巖漿型銅鎳礦成礦作用與調查評價開展了大量工作[3-6]。托吐喀臘銅鎳礦位于東準噶爾造山帶北塔山地區(qū)，是近年來東準噶爾地區(qū)巖漿型銅鎳礦勘查的最新突破，總結礦床地質特征，探討成礦作用，對進一步開展礦床評價和區(qū)域銅鎳勘查工作具有重要意義。

1 區(qū)域地質概況

東準噶爾地區(qū)位于天山興蒙造山系、東—西準噶爾弧盆系，賽米斯臺—三塘湖復合島弧帶中；其北側為阿爾曼太蛇綠混雜帶，南側為卡拉麥里復合俯沖增生雜巖帶。屬于賽米斯臺—三塘湖復合島弧帶三級構造單元，依構造位置可進一步劃分為三塘湖復合島弧帶四級構造單元。

區(qū)域出露地層以晚古生代地層為主，零星分布有少量早古生代地層，新生代地層廣泛發(fā)育于戈壁灘及山前地帶。由老到新有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、侏羅系、第三系及第四系。

區(qū)域巖漿活動強烈，侵入巖發(fā)育，巖石類型齊全，超基性—中酸性均有出露?？傮w以中酸性侵入巖分布范圍最廣，巖體侵入時代集中在晚古生代，以石炭紀和二疊紀侵入巖為主?？臻g上石炭紀侵入巖主要分布在阿爾曼太以南—庫普斷裂以北和庫普斷裂以南—清水斷裂以北；區(qū)內二疊紀侵入巖出露范圍較小，主要分布在喀斯開爾索克坎斷裂以南，庫普斷裂以北的也布山及喀臘薩依一帶。華力西晚期殼源島弧型超淺成酸性侵入巖和次火山巖對金、銀、銅等礦產起著一定的控制作用；板塊碰撞后拉張環(huán)境富鎂、富堿、貧鈣，低硅、鋁的幔源玄武巖漿或類似侵入巖對漿熔離型鐵、銅、鎳、鈷等礦產起著絕對的控制作用；殼源島弧型淺成中酸性侵入巖對斑巖型銅、鉬礦化起著絕對的控制作用。工作區(qū)周邊華力西晚期各類侵入巖較發(fā)育。其中基性—超基性巖多與銅鎳礦、蛇紋巖礦及鉻鐵礦等礦產密切相關，如工作區(qū)托吐喀臘一帶銅鎳礦；酸性侵入巖與金礦產有一定聯(lián)系；堿性—偏堿性花崗巖多與金、錫礦產密切相關。

區(qū)域內褶皺、斷裂構造均十分發(fā)育，構造線總體方向為北西—南東向展布，北部受阿爾曼太深大斷裂控制，區(qū)內加里東期、海西期構造活動特別強烈；南部主要發(fā)育庫布蘇斷裂、清水—蘇吉泉斷裂及卡拉麥里等深大斷裂，是一個構造背景極為復雜、巖漿活動極其強烈的地區(qū)。區(qū)域性深大斷裂對區(qū)域礦產分布有明顯的控制作用，在古生代地層中重要的礦床均分布在大斷裂附近，并受大斷裂旁側的次級斷裂構造控制，如分布在卡拉先格爾、北塔山、庫普等大斷裂周邊的哈臘蘇銅礦、烏倫布拉克銅礦、阿克塔斯闊拉金礦等。盡管分布的礦床種類和成因類型有所不同，但所處的成礦構造環(huán)境是基本相同的，在區(qū)域上形成成礦亞帶或礦化集中區(qū)。

2 礦區(qū)地質概況

托吐喀臘銅鎳礦位于阿爾曼太蛇綠巖帶南緣，處于為北塔山（復合溝弧帶）Au-Cu-Fe-Sn-煤—膨潤土礦帶。

2.1 地層

礦區(qū)出露上志留統(tǒng)紅柳溝組淺變質碎屑巖建造、中志留統(tǒng)白山包組變質巖和少量中泥盆統(tǒng)蘊都卡拉組（圖1）。

圖1 礦區(qū)地質圖

紅柳溝組為一套淺變質火山巖碎屑巖、碎屑巖建造，出露巖性主要有凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、凝灰質砂巖、板巖、角巖等，區(qū)內最大出露厚度大于4770.59m，與南側蘊都卡拉組和北側白山包組均為斷層接觸。紅柳溝組產狀總體為北西向，傾角55°～78°，受后期構造、侵入巖改造較強，巖層走向為北東向，地層既有北西傾又有南東傾，傾角50°～70°之間變化。巖石與侵入巖接觸部位普遍具角巖化。

白山包組僅在礦區(qū)北東部呈北西向條帶狀展布，出露面積較小，巖石遭受綠片巖相變質，普遍變形較強，出露巖性主要有角閃片巖、變粒巖為主，與南側紅柳溝組為斷層接觸。該組產狀總體為北西向，傾角45°～63°。

蘊都卡拉組在礦區(qū)南部出露，為一套海相含火山碎屑的陸源碎屑巖建造，巖性主要為凝灰?guī)r、巖屑凝灰?guī)r、凝灰質粉砂巖、粉砂巖、硅化硅質巖等，局部巖石片理化較強。

2.2 構造

礦區(qū)發(fā)育北西向、北東向和近東西向三組斷裂。北西向斷裂位于礦區(qū)南側，屬區(qū)域性深大斷裂，為一具有長期活動性的高角度逆斷層。該斷裂為區(qū)域性大斷裂，走向288°，傾向北東，傾角60°～75°，北西向延伸達百余千米。沿斷裂帶分布北側依次分布三處中基性雜巖體。北東向斷裂：初步認為是控巖控礦斷裂，延伸幾千米至幾十千米，呈平行狀展布長約6～50km，走向32°～40°，傾向北西，傾角近于直立，性質為正斷層，沿此類斷裂，巖石褐鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化等蝕變較強。近東西向斷裂：分布于普查區(qū)東南部，近東西向平行展布的，產狀不清，性質不明。Ⅰ號雜巖體東側發(fā)育該類斷裂，在F5-F6斷裂間發(fā)育北西向、近東西向中基性脈巖。在礦區(qū)可見巖體、地層中發(fā)育310°走向劈理，為區(qū)域性北東向擠壓應力的反映。

2.3 侵入巖

區(qū)內共圈定中基性雜巖體4處，除Ⅳ區(qū)外，其余3處發(fā)育銅鎳礦化?？傮w上看，礦區(qū)基性—超基性巖漿巖規(guī)模較小，基性程度不高。從巖體間接觸關系看，各巖體接觸界線截然，初步判斷屬于不同期次侵入的復式雜巖體。巖體第一侵入階段：閃長巖相；第二侵入階段：輝長巖相；第三侵入階段：橄欖輝長巖相。深部工程驗證表明，隨著巖體基性程度變高，礦化強度變強。各雜巖體特征見表1。

表1 托吐喀臘銅鎳礦區(qū)雜巖體特征

角閃石巖：灰色，他形—半自形粒狀結構，塊狀構造，巖石主要角閃石、少量榍石和金屬礦物組成。巖石受擠壓應力作用，發(fā)育強烈片理化。角閃石有纖閃石化，有少部分的保留褐色角閃石。角閃石呈他形粒狀、柱狀雜亂分布，粒徑最大1.6mm。榍石呈微板狀分布到角閃石中，磁黃鐵礦呈他形板狀分布在角閃石之間，粒徑0.03～0.28mm，偶見黃銅礦。

輝長巖：深灰色，半自形中細粒粒狀結構，定向構造，巖石由斜長石、蝕變暗色礦物組成，片理化定向。主要由斜長石、暗色礦物及少量磷灰石、金屬礦物組成。其中斜長石呈半自形細粒，粒徑0.16～0.8mm，可見聚片雙晶、環(huán)帶構造，簾石化輕度，平行分布。暗色礦物，大多全部蝕變?yōu)槔w閃石、透閃石集合體，平行定向，殘留少數(shù)角閃石，褐黃色，柱狀，粒徑1.2mm×（0.4～0.5mm)，均勻分布于斜長石之間。磷灰石呈柱狀，粒徑0.1～0.02mm。含鈦磁鐵礦2%，粒徑0.8～0.13mm板條狀，菱形十二面體晶形，浸染狀分布于暗色礦物之間，巖漿結晶形成。磁黃鐵礦小于1%，粒徑0.05～0.38mm粒狀，浸染狀伴隨磁鐵礦分布，共生，呈他形板狀分布在角閃石之間。黃銅礦粒徑小于0.26mm,局部被磁黃鐵礦包繞。

閃長巖：灰白色，自形粒狀結構，塊狀構造，巖石主要由斜長石少量角閃石（15%）、輝石（5%）組成。斜長石呈自形板狀，具強泥化，輕到中度絹云母化。有的被陽起石交代。輝石呈半自形到自形柱狀，多和角閃石共生狀分布或包在角閃石中，有的具淺閃石化。角閃石大部分已陽起石化，呈殘留狀分布陽起石中。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

目前，經初步評價，礦區(qū)共圈定6條礦體。其中Ⅰ區(qū)Ⅰ-2-1、Ⅰ-2-1號礦體控制規(guī)模最大。

Ⅰ-2-1號銅鎳礦體分布在Ⅰ號雜巖體東北部，由Ⅰ-TC24、Ⅰ-ZK1201、Ⅰ-ZK1601、Ⅰ-ZK1602、Ⅰ-ZK2401、Ⅰ-ZK2402控制，控制礦體長均為400m。Ⅰ-2-1礦體單工程厚度1.96～4.69m，鎳品位0.20%～0.25%，平均品位0.22%，銅品位0.10%～0.79%，平均品位0.57%，鈷品位0.01%～0.02%，平均品位0.012%。含礦巖性為輝長巖。

Ⅰ-2-2礦體單工程厚度2.52～21.77m，平均厚度16.7m，鎳品位0.27%～0.33%，平均品位0.32%，銅品位0.10%～0.18%，平均品位0.12%，鈷品位0.01%～0.16%，平均品位0.017%。含礦巖性為輝長巖、橄欖輝長巖。

3.2 礦石特征

區(qū)內礦石主要為他形粒狀結構，團斑狀構造、浸染狀構造、脈狀構造、塊狀構造。

團斑狀礦石：本類礦石分布廣泛，主要在巖體中下部的輝長巖中。金屬硫化物呈不等粒集合體分布于硅酸鹽礦物之間，硫化物含量差異大（圖2a、圖2b），粒度較粗。團斑狀礦石有兩類，一類以富鎳貧銅為特征，見于Ⅰ-ZK1601中，金屬硫化物以磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦為主，少量黃銅礦。另一類為富銅貧鎳為特征，見于Ⅰ-ZK2402鉆孔中，金屬硫化物以黃鐵礦、黃銅礦為主，少量鎳黃鐵礦，幾乎不含磁黃鐵礦。

浸染狀礦石：本類礦石分布廣泛，多為稀疏浸染狀。僅在ZK1201孔內橄欖輝長巖中見稠密浸染狀礦石(圖2f)，粒度細，含量變化較大，主要金屬硫化物有磁黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃鐵礦等。

脈狀礦石：本類礦石少量，在ZK1201鉆孔見黃銅礦沿巖石裂隙充填，形成脈狀結構，此類礦石以富銅貧鎳為特征（圖2c）。

塊狀礦石：本類礦石少量，在ZK1201孔下部橄欖輝長巖中(圖2d、圖2e)，見少量后期礦漿貫入疊加熱液改造作用形成的塊狀礦石。此類礦石形成特富鎳礦,鎳品位最高達4.62%，銅品位僅為0.5%。

圖2 礦區(qū)典型礦石照片

4 成礦作用討論

4.1 成礦時代

晚石炭世—早二疊世，準噶爾東北緣地區(qū)步入后碰撞拉張階段，幔源鎂鐵質巖漿及富堿花崗質巖漿上升侵位[7]，形成源自地幔的基性超基性雜巖體和巖漿硫化物銅鎳礦床（喀拉通克）[8]。已有的資料表明，新疆北部的鎂鐵—超鎂鐵質巖體多形成于晚古生代，喀拉通克巖體為287Ma[9]，黃山東巖體為274Ma[10]，白石泉巖體為286Ma[11]。托吐喀臘銅鎳礦區(qū)Ⅱ號雜巖體中輝石閃長巖獲得U-Pb鋯石諧和年齡為307.1Ma±1.4Ma（未發(fā)表數(shù)據(jù)），形成時代歸屬于晚石炭世末期，輝長巖、橄欖輝長巖侵入及銅鎳硫化物成礦時代應為晚石炭世—早二疊世。

4.2 成礦作用

根據(jù)鉆孔巖芯特征，初步認為礦區(qū)存在不同期次成礦作用形成的多種類型礦石。第一類為融離作用形成的團斑狀鎳礦石，此類礦石構成低品位鎳礦石的主體，礦石組成以磁黃鐵礦為主，少量鎳黃鐵礦、極少量黃銅礦。第二類為融離作用疊加熱液改造形成的銅鎳礦石。此類礦石以含孔洞黃鐵礦為特征，硫化物組合以黃鐵礦、黃銅礦為主，少量鎳黃鐵礦，不含磁黃鐵礦，此類礦石較為常見，其形成與富含黃鐵礦、黃銅礦的流體疊加有關。第三類為融離作用+礦漿貫入+熱液疊加型銅鎳礦石，此類礦石以高品位、特高品位鎳為特征，可見貫入型金屬硫化物包裹早期熔離型礦石，形成包含結構，并見后期熱液硫化物脈貫穿塊狀礦石和熔離型團斑狀礦石，此類礦石較少。

托吐喀臘銅鎳礦成礦作用符合湯中立[12]總結的深部融離—貫入成礦機制。具體是指母巖漿侵入現(xiàn)存空間之前，在深部就發(fā)生了融離作用和結晶分異作用，使巖漿分離為不含礦巖漿、含礦巖漿、富礦巖漿、礦漿幾部分，然后對現(xiàn)存空間一次或多次上侵貫入成礦。因此，可將托吐喀臘銅鎳礦成礦作用概括為巖漿融離作用為主，疊加礦漿貫入及熱液改造作用。

5 結論

（1）托吐喀臘銅鎳礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)4處中基性雜巖體，其中3處發(fā)現(xiàn)銅鎳礦化。雜巖體符合多期次侵入特征，為復式巖體。

（2）礦區(qū)已圈定銅鎳礦體6條，礦石礦物主要為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦。成礦作用主要為早期巖漿融離作用形成的團斑狀、浸染狀礦石，中期礦漿貫入形成的塊狀礦石，最晚期熱液疊加作用形成的脈狀礦石。