桂北及北天山东段镍铜铂资源找矿研究

如题所述

桂北林洞地区和北天山东段的黄山带是本书预测的另一层面的两个找矿远景区,这两个区过去虽然都不同程度地开展过找矿勘探工作,但进一步的找矿研究还是很有必要的。

一、桂北林洞地区镍铜铂矿产资源远景评价研究

在广西北部的四堡群中,有大量的火山岩,其中有相当一部分属高镁火山岩。与这些火山岩相伴产出的还有500多个镁铁质-超镁铁质杂岩体。目前,地质界普遍认为,这些火山岩与侵入岩是同源、同期不同相的岩浆活动产物,二者均形成于中元古代四堡期(图5-5-1,参见图3-3-22)。

四堡期镁铁质-超镁铁质杂岩体,集中产出于罗城县宝坛地区和融水县林洞地区(有些作者称为元宝山地区)。这两地的镁铁质-超镁铁质杂岩体都呈顺层状侵入于四堡群文通组和九小组内,与围岩呈整合接触。岩体形态多数为岩床状或岩席状,少数是岩盆状或岩盖状。在宝坛地区,有若干相互平行的岩体组成密集的岩群,沿E-W向展布,一般背斜轴部密集而向斜内少见,与四堡群同步褶曲,组成一向南同斜倒转的复式背斜。在林洞地区,镁铁质-超镁铁质杂岩体的展布具多方向性,但总体上仍显示出东西弧形构造特征,与四堡群区域构造一致。

这些镁铁质-超镁铁质杂岩体,以厚度小、横向延伸远、层位稳定为特点。厚度一般为50~200m,最厚350m;长2~3 km乃至5 km以上,长度与厚度之比为10:1~20:1。就出露面积而论,一般在1 km2以下,最大的五地岩体为5 km2。在宝坛地区和林洞地区,杂岩体的岩石组合与岩体类型是有差异的。在林洞地区,按照岩石组合可以划分为变辉橄岩(蛇纹岩)-变角闪橄榄岩-变橄辉岩-变辉石岩型;变辉橄岩(蛇纹岩)-变角闪橄榄岩型;变角闪橄榄岩-变橄辉岩-变辉石岩型和变橄榄岩-变橄辉岩-变辉石岩-变辉长岩型4种类型。其中大部分为变辉橄岩-变角闪橄榄岩型;变辉橄岩-变角闪橄榄岩-变橄辉岩-变辉石岩型亦有相当数量。岩体多呈环带状分异,同时显示垂向分异。中心相为变辉橄岩或变橄榄岩,有时尚有变纯橄岩析离体出现,中心相占岩体总面积的1/2到2/3。边缘相多为变橄辉岩或变辉石岩,蚀变强烈,常具镍、铜、钴矿化和铂、钯异常,例如荣塘岩体和洋边岩体。

图5-5-1 林洞地区岩浆岩分布图

在宝坛地区,主要岩体类型为变橄辉岩或变辉石岩-变辉长岩型和变辉石岩-变辉长岩-变闪长岩型。在红岗山以北,变橄辉岩或变辉石岩为主体相。红岗山以南则逐渐演化为辉长岩占优势,并有变闪长岩出现。所以,在宝坛地区,从北向南,岩体的基性程度逐渐降低。岩体多呈岩席状或岩床状,分异良好。下部为变辉石岩,中部为变辉长岩,上部为变闪长岩,各相带常以似层状产出,互为渐变过渡关系。

广西的镍铜铂岩浆硫化物矿床勘查评价工作始于20世纪60年代末期,结束于70年代末期;此前和此后,都未做过同类工作,也缺乏进一步的综合研究。当时宝坛地区和林洞地区基本为原始森林覆盖,山高路险,公路只通到宝坛乡,交通非常困难,未开展1:20万化探、1:5万区调和航磁工作,所依据的只有1:20万区调资料;找矿工作缺乏明确的理论指导,只能是就矿找矿。由于种种不利因素,当时的矿产勘查评价工作全部集中到宝坛地区的南半部。由地质矿产系统评价了大坡岭、小坡岭和池洞岩体;由当时的冶金系统评价了清明山、文得、田朋3个岩体。这6个岩体均属变辉石岩-变辉长岩型或变辉石岩-变辉长岩-变闪长岩型。矿体全部在岩体底部的变辉石岩中,呈层状或似层状,明显属就地熔离的产物。矿石以斑杂状和浸染状为主,有块状矿石,但数量很少。矿石品位总体上较贫,除大坡岭有一部分矿石的Ni金属量大于0.5%之外,其余5个矿床(点)的大部分矿石Ni金属量为0.2%~0.3%。大坡岭岩体获镍矿工业储量1.4×104t,其余5个岩体均为数千吨。

就成矿条件而言,已经勘查评价的6个岩体,远非理想目标。首先,这些岩体的基性程度明显偏低,氧化镁含量亦低。其次,所评价的矿体主要是就地熔离的产物,还没有发现深部熔离呈矿浆贯入的、有较大规模的块状矿体。然而,在宝坛地区南半部找矿工作的不理想局面,不应成为在整个桂北地区找矿前景暗淡的依据。从成矿条件分析,林洞地区的镁铁质-超镁铁质杂岩体要明显优于宝坛地区的杂岩体,其原因有4个方面。首先,林洞地区的杂岩体有相当一部分是橄榄岩并有形成镍铜铂岩浆硫化物矿床所需要的氧化镁含量;其次,这些岩体有充分的岩浆分异过程;第三,这些岩体多具有镍、铜矿化和Pt、Pd异常,例如洪门、荣塘和长介岩体;第四,这些岩体分布区有显著的Ni、Co、Cr、Fe、Mg化探异常,部分岩体周围有显著的Cu异常。在1:20万化探异常图上,林洞地区的显著异常与宝坛地区的基本无异常或仅有弱异常形成了鲜明的反差。此外,由于山高林密,林洞地区从未做过镍铜铂矿产资源的勘查评价工作,尚属找矿工作的处女地。

二、哈密黄山-镜儿泉含铜-镍镁铁-超镁铁岩带资源远景评价研究

(一)成矿远景显示

该岩带沿康古尔断裂带呈NEE向分布,长约270 km,宽15~20 km,已发现有29个大小不等镁铁-超镁铁岩体,主要集中于哈密黄山地区和甘新边境的镜儿泉一带。黄山地区有10多处岩体,已发现黄山、黄山东2处大型铜镍矿床,4处中小型矿床(点)。镜儿泉一带有14个岩体,其中葫芦岩体铜镍矿化亦达中型规模。现以黄山岩体(矿床)为例,作简要介绍。

黄山矿床含矿岩体为镁铁-超镁铁质复式岩体,分异良好、相带清楚,分为3个侵入期,8个岩相带,主要有橄榄二辉岩、辉橄岩、二辉岩、苏长辉长岩、辉长岩相等。矿体主要赋存于辉橄岩相、橄榄二辉岩相中,两个主矿体均为隐伏矿体,产于岩体底部,长700m,均厚51.57m。矿体平均品位Ni、0.48%,Cu、0.31%,为浸染状矿石,局部为角砾状矿石和准块状矿石。

黄山-镜儿泉地区铜镍硫化物矿床及相关的镁铁-超镁铁岩体分布于北天山海西造山带中。对其成岩成矿环境则有大洋蛇绿岩型、似蛇绿岩型、阿拉斯加型汇聚环境和造山后期陆内伸展拉张环境等不同认识。近年测定黄山和黄山东岩体的Sm-Nd等时线年龄分别为(309±10.7)Ma和(320±28)Ma,矿石为(308.9±10.7)Ma和(314±14)Ma,矿石Re-Os等时线年龄为(288±8)Ma(毛景文,2002),黄山北(香山)岩体的锆石年龄为(286±1.2)Ma,表明岩体和成矿年龄明显晚于围岩(中—下石炭统),且可能存在50~60Ma的时差,因而排除了矿床与蛇绿岩有关的可能。造山带演化经历了古天山洋的形成,俯冲造山和陆-陆碰撞造山以及陆内伸展构造的发展过程。黄山地区岩浆铜镍硫化物矿床显然是在碰撞造山后期伸展环境中侵位和成矿的。

黄山-镜儿泉岩浆硫化物矿床与喀拉通克含铜镍硫化物镁铁-超镁铁岩带尽管处于不同造山带,但其成矿时代和成矿构造环境相近,因此有进一步找矿远景。

(二)关于贫矿与富矿

我国矿产工业指标规定,硫化物矿石Ni品位>1%为富镍矿石,<1%为贫镍矿石。Cu品位>1%为富铜矿石,<1%为贫铜矿石。

黄山-镜儿泉地区已发现矿床(点)绝大部分为贫矿。黄山东和黄山矿床虽具大型规模,但矿石平均品位,Ni分别为0.52%和0.46%,Cu为0.28%和0.31%,该带其它矿床情况类似。那么,在该带是否存在一定比例的富矿石? 是我们要进一步研究的问题。

世界上大型—超大型铜镍硫化物矿床中,富矿往往占相当比例。加拿大萨得贝里矿床平均含Ni 1.5%,含Cu 1.3%;俄罗斯诺里尔斯克“十月”矿床平均含Ni 3.65%,含Cu 4.7%。我国金川矿床富矿储量占85%,矿石平均品位:Ni为2.28%,Cu为1.46%。富矿主要产于晚期侵入的纯橄岩相中,分布于岩体中下部,矿石类型为海绵陨铁状(网脉状)矿石。此外,还有少量块状矿石呈扁豆状、脉状产于岩体下部及顶底接触带。喀拉通克Ⅰ号矿床富矿石储量占75%,矿石平均品位:Ni为1.3%,Cu为2.29%,矿石类型为稠密浸染状和块状矿石。富矿体呈囊状产于岩体中下部。总的来看,国内外大型铜镍硫化物矿床中富矿体产状有如下特征:①富矿体主要呈似层状、透镜状产于岩体底部和下部;②部分富矿体呈脉状、巢状产于岩体内破碎带以及与围岩接触带中;③含矿杂岩体中,以晚期岩浆成矿为主,富矿体主要赋存于晚侵入次侵入体(相)中。

研究表明,世界岩浆铜镍硫化物矿床的成矿母岩浆都是由地幔部分熔融产生的,主要为拉斑玄武岩岩浆系列,其次为科马提岩浆系列。前者平均含Ni0.03%~0.05%,后者含Ni稍高,但不超过0.2%。富矿石浓集系数约在10~20间。显然母岩浆必然要经过充分分异,矿质聚集于少部分次生岩浆或残浆中,才能结晶成富矿石。前已述及,岩浆深部熔离-贯入是铜镍硫化物矿床的主要成矿机制。深部熔离作用和部分结晶作用形成成分不同和密度不同的熔浆和矿浆,其中大量不含矿的岩浆密度小,往往先上侵形成众多不含矿岩体,而密度大的富矿岩浆则较晚上侵,且上侵距离较短,往往分布于浅部岩浆房下部和底部,结晶形成富矿石。而密度更大的矿浆在未固结前,受间歇性构造应力作用,沿岩体内或周边构造裂隙贯入,形成脉状块状矿体。因此,单个岩体相带分布明显或岩群中众多不含矿岩体和少数含矿岩体并存,都表明岩浆分异作用充分,指示有富矿形成的可能。

黄山-镜儿泉地区已发现矿床都是贫矿,但岩带规模大,岩体多,岩石类型多样,特别是该地带第四系砂砾覆盖广,仍有找到富矿的可能。事实上,黄山和黄山东矿床已发现有少量角砾状和准块状矿石,呈脉状产出。此外,该岩带与其西北喀拉通克岩带产出的构造环境相近,后者Ⅰ号铜-镍矿床,富矿占75%。这些间接或直接的信息,都预示该区有进一步工作的实际意义,通过“探底摸边”有可能找到大而富的矿体。

需要强调的是,在黄山岩带,除了寻找高镍铜矿外,还应加强对铂族资源的重新评估。

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