李唯一
摘 要:黃山東巖體位于新疆東天山造山帶中部,由四次巖漿侵入形成:第一次侵入主要為角閃輝長巖相、橄欖輝長巖相及閃長巖相,本次侵入形成了黃山東雜巖體的主體;第二次侵入主要為過渡型的輝長蘇長巖;第三次侵入主要為斜長二輝橄欖巖;第四次侵入僅形成了巖體底板的角閃輝長巖。黃山東礦床的工業(yè)礦體主要賦存于第三次侵入的斜長二輝橄欖巖中,其次為第一次侵入的橄欖輝長巖中。
關鍵詞:黃山東基性;超基性巖體;銅鎳硫化礦體;成礦;規(guī)律
1.引言
東天山晚古生代造山帶位于中亞造山帶南部,夾于準格爾地塊與中天山地體之間,帶內(nèi)巖漿銅鎳 硫化物礦床包括土墩、黃山西、黃山東、葫蘆、鏡兒 泉、圖拉爾根,構(gòu)成黃山-鏡兒泉銅鎳成礦帶。
2.黃山東巖體地質(zhì)背景
依據(jù)古生代底層巖石組合及重要斷裂的分布,東天山造山帶從北向南可分為哈爾里克奧陶紀-石炭紀島弧帶、博格達石炭紀弧間盆地、大南湖奧陶紀
-石炭紀島弧帶和康古爾-雅滿蘇泥盆紀-石炭紀島
弧帶。黃山東基性-超基性巖體位于康古爾- 雅滿蘇泥盆紀-石炭紀島弧帶中段(圖 1),巖體地表出露形態(tài)為梭形,近東西向分布,長軸長 5.2 km,中間膨脹部分寬 1.15 km,總面積約 2.8 km2,侵位于下石炭統(tǒng)干洞組變余含鐵粉砂巖、含碳鐵質(zhì)板巖和生物碎屑灰?guī)r之中(圖 2)。巖體接觸帶圍巖受侵位影響發(fā)生熱接觸變質(zhì)作用,使含碳板巖變質(zhì)形成含石墨黑云絹云石英角巖,其中不純石灰?guī)r夾層變質(zhì)形成硅灰石大理巖,巖體中多處出現(xiàn)圍巖的捕擄體(李德惠等,1989)。
3.黃山東巖體地質(zhì)特征
黃山東巖體與下古生界石炭系地層呈 15° ~ 18° 交角(局部地段巖體與地層走向一致),不整合侵入石炭系中統(tǒng)干洞組下段含炭粉砂質(zhì)板巖中、變質(zhì)粉砂巖-細砂巖之中。巖體侵位受區(qū)域性黃山斷裂 F9 控制,斷裂為巖漿上升提供了深部通道。黃山斷裂所派生的次一級剪切斷裂為巖體侵入提供了空間,成為黃山東巖體的控巖構(gòu)造。
黃山東巖體為同源巖漿深部分異,多次侵入形成的復式巖體,巖相間的接觸關系顯示主要有四次巖漿侵入。第一次侵入為閃長巖相、角閃輝長巖相和橄欖輝長巖相,此次侵入形成了黃山東雜巖體的主體;第二次侵入主要為過渡類型的輝長蘇長巖相;
第三次侵入形成巖體下部斜長二輝橄欖巖體;第四次侵入僅形成巖體底部的角閃輝長巖。根據(jù) Rb—Sr 同位素測定,巖體等時線同位素年齡在 t = 329 ± 148 Ma 之間,應屬華力西中、晚期產(chǎn)物。
4.礦床地質(zhì)特征
黃山東礦床的工業(yè)礦體主要賦存于第三次侵入 的斜長二輝橄欖巖中(Ⅱ號超基性巖體),其次為第一次侵入的橄欖輝長巖中。斜長二輝橄欖巖中的礦 體產(chǎn)在斜長二輝橄欖巖與輝長巖接觸帶之斜長二輝橄欖巖中,礦體在剖面上多為“U”形和鉤狀,礦體產(chǎn)狀與超基性巖體底板產(chǎn)狀基本一致,東部埋 藏較淺,西部埋藏較深,由于開采深度有限,這一類 型的礦體僅由鉆孔控制。橄欖輝長巖中的礦體產(chǎn)在 第一次侵入橄欖輝長巖與第四次侵入的角閃輝長巖 接觸帶之橄欖輝長巖中,該層橄欖輝長巖因蝕變也 呈深灰色,蝕變以綠泥石化、纖閃石化及滑石化為 主,礦體在剖面上多為脈狀或不規(guī)則狀,底板產(chǎn)狀較 緩,通常在 45°左右,礦體與底板的角閃輝長巖之間界限十分明顯,多呈侵入接觸,少數(shù)呈斷層接觸,礦 體受接觸帶產(chǎn)狀控制,通常東端高西端低,并向南西 側(cè)伏。銅、鎳品位由底板往上逐漸降低,
5.礦床成因
銅鎳礦床產(chǎn)于基性- 超基性雜巖體內(nèi),兩者緊密伴生,為同一母巖漿,屬深源巖漿分異之產(chǎn)物(陳毓川,1999)。
⑴造巖礦物組合特征,各階段巖石中,單斜輝石與斜方輝石并存,橄欖石與輝石常呈反應關系,反映了拉斑玄武巖系列的礦物組合特征。
⑵稀土元素特征。各階段巖石稀土豐度低,為弱富集,屬平坦型稀土分配型,表明原始巖漿來源于上地幔(王潤明等,1991)。
6.礦體分布規(guī)律
黃山東硫化銅鎳礦體主要產(chǎn)于橄欖輝長巖和二 輝橄欖巖中(Ⅱ號超基性巖體),礦體類型為就地熔離型,這主要因為硫化熔離作用發(fā)生較晚而造成巖 漿貧鎳。我們知道,巖漿銅鎳硫化物礦床成礦的關 鍵是巖漿中硫達到飽和,并且硫化物熔離作用必須 發(fā)生在大量鎂鐵質(zhì)礦物結(jié)晶前或者兩者同時發(fā)生,因為玄武巖漿中 5% 的橄欖石結(jié)晶分異將導致其中50%的 Ni 發(fā)生虧損(Maiereta1,1998),之后熔離出來的硫化物中 Ni 含量將比較低,不利于成礦。
由于黃山東巖體橄欖石成分落于橄欖石結(jié)晶模擬曲線之 下,表明巖漿中硫達到飽和;并且通過模擬計算得知橄欖石是母巖漿在經(jīng)過 2% 的橄欖石結(jié)晶分異后,硫化物熔離作用才開始發(fā)生,造成了巖漿貧鎳,不利 于熔離-貫入式礦體的形成,到目前為止,只在主井470 中段 12 穿發(fā)現(xiàn)了一個熔離-貫入式礦體,因此尋找就地熔離型礦體是黃山東礦區(qū)主要的找礦目標。⑴產(chǎn)于橄欖輝長巖中的就地熔離型礦體分布特 征。這一類型礦體產(chǎn)在第一次侵入的橄欖輝長巖與 第四次侵入的角閃輝長巖接觸帶之橄欖輝長巖中,主要產(chǎn)于巖體北接觸帶中,礦體嚴格受底板產(chǎn)狀的 控制,產(chǎn)狀平直或變化不大的地方含礦性較差或不含礦。以 430 中段東延和 12 穿礦體為例,430 中段
東延礦體底板呈不對稱“船狀”,底板向東向北抬升較大,向西及向南抬升較緩且迅速下轉(zhuǎn)的特點;12 穿礦體底板沿走向呈舒緩波狀,沿傾向呈尖狀突起并迅速下轉(zhuǎn)的特點。
在主井 470 中段 82 線以西還發(fā)現(xiàn)一段比較特殊的地段,黃山東巖體的北接觸帶由內(nèi)向外基本為:斜長二輝橄欖巖-蝕變角閃輝長巖-蝕變橄欖輝長巖-角閃輝長巖-閃長巖-地層,但該段卻顯示出更 復雜更多期次侵入的特點,并夾有輝石巖、斷層及破 碎帶,其中的蝕變橄欖輝長巖顯示出良好的含礦性,西 8 穿至 20 穿均有礦,但礦體受斷層影響較大,主要為頂?shù)装寮暗V石均較破碎,且蝕變較強。
底板產(chǎn)狀基本一致,由于受開采深度的限制,該類型的礦體只是由少數(shù)鉆孔控制,對現(xiàn)有的鉆孔分析可知,礦體嚴格受底板產(chǎn)狀控制,礦體皆產(chǎn)于底板低洼處,即“坑”中。44-48 線之間有個“坑”,530 東延、470 東及 430 東均有礦就是因為這個“坑”的原因;38 線也有個“坑”,但該坑規(guī)模較小,沒有成大礦的條件;28 線以西由于深度較大,目前尚沒有鉆孔控制,但由于黃山東巖體總體產(chǎn)狀為向東抬升向西側(cè)伏,因此 28 線以西至 16 線附近為巖體最低洼處,黃山東的主礦體就應賦存在這里。
參考文獻
[1]王潤民,劉德權,殷定泰.新疆哈密土墩-黃山一帶銅鎳硫化物礦床成礦控制條件及找礦方向的研究[J].礦物巖石,1987 .
(作者單位:遼寧科技學院)