东天山中段具有寻找通道型岩浆铜镍硫化物矿床的成矿条件

2019-03-26 08:34:33
来源：中国地质调查成果快讯
作者：毛启贵吕晓强
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来源于《中国地质调查成果快讯》

摘要：通过系统调查和研究，厘定了东天山早二叠世火山岩和镁铁—超镁铁质杂岩体为同一构造岩浆产物，明确了东天山中段具有寻找通道型岩浆铜镍硫化物矿床的成矿条件，建立了镁铁质杂岩体成矿模式和综合信息找矿预测模型。资源潜力评价显示，东天山中段岩浆型铜镍硫化物矿床找矿潜力巨大，有望形成新的铜镍资源基地。

1.项目概况

东天山是我国继甘肃金川之后的第二镍资源集中区和最具铜镍找矿前景的地区之一。目前正面临镍资源枯竭，生产能力呈现逐年下降态势，急需探矿增储，保障基地资源安全。“新疆东天山中段有色金属基地综合地质调查”项目，为自然资源部中国地质调查局首批部署的4个矿产资源基地综合地质调查试点项目之一，归属于“矿产资源节约与综合利用”工程，由北京矿产地质研究院承担。项目周期为2016—2018年。主要目标任务是贯彻矿产资源基地资源、环境、开发利用“三位一体”综合地质调查，支撑基地找矿突破和绿色矿业发展。其主要工作任务之一是系统总结区域成矿规律，开展典型矿床研究，建立成矿模式；开展重点地区1∶50000矿产地质调查，评价资源潜力，提交找矿靶区，支撑找矿突破；为东天山铜、镍、铅锌勘查开发基地的建设和规划布局提供资源支撑和对策建议。本次工作在成矿地质体、成矿规律、剥蚀程度等方面取得了新认识，建立了找矿勘查预测模型，支撑了找矿新发现。

2.成果简介

（1）取得成矿规律新认识，引领铜镍找矿。以往研究认为东天山地区铜镍矿空间上主要沿康古尔断裂带和阿其克库都克断裂带分布，且主要产出于镁铁—超镁铁质杂岩体内。本次工作认为早二叠世岩浆型铜镍矿跨构造单元、成群成带集中产出，镁铁质杂岩体也是重要的成矿岩体。

区域成矿地质条件优越。东天山地区发育大量的早二叠世火山岩和镁铁质（—超镁铁质）杂岩体（图1），系统地质学、岩石学和地球化学研究显示二者是同一构造岩浆结晶分异多期次喷发和侵入的产物。①基地内早二叠世幔源火山岩和侵入岩主要沿着近东西向、北西向、南北向和北东向的断裂产出，具有较为明显的伴生关系。②基地内镁铁质（—超镁铁质）杂岩体侵入的最新地层为石炭系，锆石U-Pb同位素定年结果显示其形成时代集中在278~289Ma，与东天山东段黄山-镜儿泉和白石泉铜镍成矿带镁铁—超镁铁质杂岩体成岩成矿时代一致（269~285Ma），也与基地及吐哈盆地内大规模早二叠世火山岩成岩时代一致（275~285Ma）。③基地内早二叠世火山岩，包括橄榄玄武岩、玄武岩、粗玄岩、安山岩、安山质英安岩、英安岩，以及少量的辉长（辉绿）岩体和岩脉，具有连续演化的特征。杂岩体和玄武岩中橄榄石的Ni含量为360×10^-6~1710×10^-6，明显低于未分异的含饱和硫化物的岩浆中橄榄石Ni正常含量（2500×10^-6），显示出该区岩浆曾发生过不同程度的分异。④地球化学研究显示区内早二叠世火山岩和镁铁质杂岩体在主量、稀土和微量元素具有很好的线性关系，是同一岩浆结晶分异的产物。总之，早二叠世幔源岩浆岩是以喷出相和侵入相两种方式产出，这非常有利于形成通道型岩浆铜镍硫化物矿床。

侵入岩相高度演化有利于成矿。区内二叠纪镁铁（—超镁铁）质杂岩体结晶分异好、多期次贯入。如发现的月牙湾中型铜镍硫化物矿床，含矿杂岩体（0.53km²）具有杂岩体特征，岩性组合含橄榄辉长岩、辉石橄长岩、粗粒辉长岩、细粒辉长岩、橄长岩、淡色辉长岩、斜长岩（闪长岩）等10余相，具有多期次逆序侵位的特征，即早期侵位的岩相/岩石单元基性程度相对较低，含矿橄榄辉长岩相位于岩体底部，为最晚一期侵入岩相。岩体SiO₂含量为45.79%~52.06%，m/f比值为1.58~2.73，属于铁质系列，岩体各岩相地球化学特征显示较好的线性关系。

工作区剥蚀程度低，深部找矿潜力大。东天山地区是软碰撞造山带，不同地区剥蚀程度变化大。工作区发育大量早二叠世火山岩和镁铁质杂岩体，黄山铜镍成矿带二叠纪火山岩不发育，岩体以镁铁-超镁铁质杂岩体为主。而且工作区成矿元素是Cu>Ni，这都表明工作区剥蚀程度相对较低，这也与工作区内大南湖岛弧带目前仍保存了斑岩和浅成低温热液成矿系统的地质特征相吻合。总之，工作区剥蚀程度低，镁铁质杂岩体深部具有巨大找矿空间。

（2）1∶5万矿产地质调查发现大量的找矿线索，提交6处找矿靶区。在以上新认识的指导下，结合新疆地勘基金项目深部验证，首次在大南湖岛弧带内新发现了月牙湾中型铜镍矿（图1），这也是东天山地区首次在镁铁质杂岩体中发现的铜镍矿。在此基础上，新发现了洪湖湾、平台山、沙尔湖、沙海、沙山铜镍找矿靶区5处及含铜镍矿化基性—超基性杂岩体30余个，极大地拓展了东天山地区铜镍找矿空间。资源潜力评价显示基地内发现的镁铁（—超镁铁）质杂岩体具有与黄山-镜儿泉铜镍矿带同等量级的铜镍找矿潜力（240万t），有望引领东天山铜镍矿找矿新方向。

图1 东天山区域构造及矿产地质图

1—早二叠世火山-沉积岩；2—早二叠世镁铁-超镁铁杂岩体；3—早二叠世镁铁质杂岩体；4—蛇绿岩块；5—斑岩铜矿；6—金矿；7—VMS/火山热液铜多金属矿；8—铜镍矿；9—钨钼矿；10—铅锌矿；11—铁矿；①—卡拉美丽断裂；②—康古尔断裂；③—雅满苏断裂；④—阿其克库都克断裂；⑤—卡瓦布拉克断裂；I—大南湖-哈尔里克岛弧带；II—康古尔混杂带；III—雅满苏岛弧带；IV—中天山；V—南天山；VI—塔里木板块

（3）同步开展靶区地质环境、开发利用条件调查与评价，示范形成戈壁荒漠景观区矿产勘查综合地质调查样板。同步实施基于“本底”和“小流域”靶区地质环境调查，查明靶区地质环境本底为戈壁荒漠景观，动植物匮乏，地表水和地下水量贫乏，区内Cu、Ni、Cr、Co等元素背景高。勘查阶段主要环境地质问题为槽探施工挖损了地表，破坏了砾幕层，易造成扬沙现象，可以通过探槽及时回填或“以钻代槽”实施最大限度降低勘查阶段对环境的扰动和影响，实现绿色勘查。同步开展开发利用条件调查，查明影响基地矿业开发的“水”“电”“路”等主要外部因素现状，分析认为现有基础设施建设，能有效地满足基地内勘查与初级开发阶段的需求。完成了与区带内典型黄山铜镍矿技术经济对比，矿体主要赋存在基性程度高的橄榄辉长岩相内，属于易采型。矿石主要为浸染状、块状等构造，细粒结构，金属矿物主要为硫化物（图2），属于易选型。铜、镍属大宗矿产资源，市场需求旺盛，经济可行。初步构建品位-价格动态盈亏平衡模型，促进找矿勘查。建议加大勘查工作投入，开发利用前景较好，社会经济效益明显。