新疆岔路口一带基性-超基性岩地质特征及找矿意义

赵芳 屈李华 卢慧林 夏辉 蒋忠祥 侯明利 伊永国 云鹏 李司俊阳 周权

摘    要：以新发现的基性-超基性岩体为研究对象，结合区域地质、化探背景，在岩相学观察基础上，对区内岩体地质特征、岩石矿物组合、热液蚀变特征、物理化学特征进行系统分析，总结该岩体的找矿意义，划分铜镍找矿预测区。结果表明：岩体以辉石岩为主，次为纯橄榄岩、橄辉岩、角闪岩及少量玄武岩、安山岩，具有岩浆铜镍硫化物矿床磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿的典型矿物组合特征;热液蚀变见蛇纹石化、阳起石化、绿帘石化等，蚀变导致岩体镁铁比值偏小;岩体具有较好的铜镍异常且异常面积大，具多级浓度分带特征。地球物理特征表明，岩体具岩浆型铜镍矿产的一般规律，反映该岩体具有寻找铜镍矿的潜力。

关键词：西昆仑;超基性岩;岩石矿物组合;物理化学特征;找矿意义

西昆仑为秦祁昆造山带的一部分，与秦岭、祁连山造山带经历了原特提斯、古特提斯及特提斯洋的演化过程[1-2]，每个演化阶段均伴随相应的成矿作用，漫长的地质演化历史造就了西昆仑丰富的矿产资源。研究区位于林济塘（弧后盆地）Pb-Zn-Cu-Au-Mo-石膏成矿带[3]，该成矿带是我国主要铜铅锌多金属成矿带集中区之一，具有良好的成矿地质背景和控矿条件。近年来，通过1∶5万化探异常查证工作，区内陆续发现与沉积地层有关的铅锌矿、铁矿、石膏矿[4-8]，与花岗岩有关的铌锂矿，与锂辉石有关的锂矿[9-11]，尚未发现与基性-超基性岩有关的铜镍硫化物矿床。西昆仑岔路口一带新发现的基性-超基性岩体，矿物组合特征指示岩体属具铜镍矿找矿潜力的杂岩体，显示出良好的寻找铜镍矿前景。结合岔路口一带存在的铬-镍-钴-铜组合异常，推断由基性-超基性岩引起，急需查证[12]。因此，开展以寻找铜镍矿为目标的岩体含矿性研究，一方面可为该区铜镍矿的找矿部署提供依据;另一方面也为西昆仑寻找铜镍硫化物矿床打开突破口。

本文拟通过对研究区基性-超基性岩体地质特征、物探及化探特征分析，结合详细的岩相学特征，论述基性-超基性岩体的找矿意义，圈定区域上铜镍找矿预测区。

1  区域地质

研究区位于林济塘盆地北东部沉积盆地，该盆地处于塔什库尔干-甜水海地体东南部，SW向乔尔天山断裂贯穿该盆地（图1-a）。塔什库尔干-甜水海地层基底由古元古代中高阶变质复合体及中元古代变质浅海相碳酸盐岩组成[13]。古生界包括石炭纪、二叠纪碎屑岩及其他类型碳酸盐岩。三叠纪晚古生代花岗岩侵入体位于林济塘盆地北部可可西里-巴颜克拉板块;侏罗—白垩纪侵入岩带，包括塔什库尔干-甜水海和羌塘地体中花岗闪长岩侵入体，位于林济塘盆地西南部[14]。侏罗—白垩纪岩浆弧盆地与塔什库尔干-甜水海地块下部的班公-怒江板块的北向附冲作用有关[15]。

区内古生界南部为深水浊积岩沉积，北部以碳酸盐岩-碎屑岩建造为主;中生界南北沉积环境趋于一致[16]，侏罗—白垩系上部为碳酸盐岩建造，下部为陆相碎屑岩[8]。区内铅锌矿产主要赋矿地层为中侏罗统龙山组和上白垩统铁隆滩群，次为上三叠统克勒青河组。区域上断裂构造发育，NW向以乔尔天山-岔路口及河尾滩断裂为代表，NE向断裂主要为阿尔金大断裂。潘桂堂等认为乔尔天山-岔路口断裂两侧构造行迹截然不同[14]，北侧发育古生代地层及线性不对称的紧闭型褶皱;南侧发育中新生代地层及线性对称的宽缓型褶皱，该断裂及次级断裂是区内铅锌铜多金属矿最主要的导矿和容矿构造。区内岩浆岩不发育，多为小型中酸性侵入体，变质作用以动力变质为主。

2  研究区地质

2.1  地质特征

区内出露地层为中三叠统河尾滩组和上白垩统铁龙滩群，为浅海相碎屑岩-碳酸盐岩建造（图1-b）。其中，河尾滩组分为上下两个亚群。上亚群岩性为石英砂岩、杂砂岩夹石英粉砂岩、长石石英粉砂岩，局部夹有少量含双壳化石的中层状灰岩;下亚群为一套深水类复理石建造，岩性为深灰色粉砂质泥板岩夹薄层白云质石英粉砂岩等。沉积物中粗-细韵律发育，岩石为深灰色，反映出还原环境，总体表现为深水复理石建造特征。铁隆滩群以灰白色为主，岩性以褐红色生屑灰岩、微晶灰岩为主。灰岩一般具厚层-块状构造，微晶结构，含大量生物，主要有瓣鳃类、海百合茎、腕足类等。该套地层总体为局限浅海碳酸盐台地相沉积。区内次级断裂总体与区域断裂走向相交，为主要控矿构造。岩石裂隙和节理发育，片理产状与次级构造线走向一致，呈近EW向。区内基性-超基性岩南部接触部位见少量变质岩。岩性主要有白云母石英片岩、含石榴石绿泥白云母片岩、角闪片岩及堇青石白云母石英片岩。

区内发生大面积褐铁矿化，局部见孔雀石化、硅化及黄钾铁矾化。地表水循环是区内发生表生氧化作用的主要原因。由于褐铁矿是硫化矿床氧化带的固定组分，区内早期含硫矿物（黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等）因氧化生成褐铁矿。褐铁矿是最稳定的矿物之一，在长期氧化及淋蚀作用下，形成主要矿物，使得本区大面积褐铁矿化[17]。

2.2  岩体特征

岩体以辉石岩为主，次为纯橄榄岩、细粒辉橄岩、角闪岩、透辉石角闪岩、细粒闪长岩，少量玄武岩及安山岩。岩石结构为半自形-自形粒状及他形粒状结构，块状构造。造岩矿物以橄榄石、辉石、角闪石、透闪石、斜长石为主。矿物粒度大小悬殊。金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、钛铁矿、镍黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿等硫化物。蚀变有蛇纹石化、阳起石化、绿帘石化、绿泥石化、斜长石化等。受氧化作用影响，岩石具不同强度蚀变特征。主要岩性特征如下（图2）：①中-细粒辉石岩。矿物多为普通辉石，含少量次生蚀变矿物透闪石、绿泥石及方解石等，含金属矿物较多。辉石为半自形粒状、柱状，粒径0.1～5 ㎜，呈粒状集合体，后期被次生透闪石、绿泥石及方解石等沿边缘交代。金属矿物为黄铜矿、镍黄铁矿、钛铁矿及黄铁矿，半自形-他形粒状，粒径变化大，分布于透明矿物粒间或沿裂隙分布。黄铜矿呈他形粒状，粒径极细。镍黄铁矿呈他形粒状，粒径极细，呈单晶粒。钛铁矿呈半自形-他形粒状。黄铁矿与其他金属矿物共生;②纯橄榄岩。由次生蚀变矿物蛇纹石和角闪石构成，原生矿物橄榄石完全被蛇纹石取代，呈交代网格状分布。蛇纹石鳞片状，粒径极细，析出细粒-尘点状磁铁矿。角闪石自形-半自形粒状、柱状，粒径细，叠加在蛇纹石中。白云石半自形-他形粒状，粒径细-中，在蛇纹石中叠加分布。金属矿物多为磁铁矿，少量黄铜矿、磁黄铁矿。磁铁矿半自形-他形粒状，粒径有细粒-尘点状和粗粒两类，其中细粒-尘点状磁铁矿（小于0.05 ㎜）多由橄榄石蚀变析出。粗粒磁铁矿（0.1～0.2 ㎜）呈半自形粒状，分布在橄榄石粒间，属原岩中副矿物。黄铜矿、磁黄铁矿及磁铁矿呈星散浸染状分布;③细粒辉橄岩。由普通辉石和蛇纹石构成，次生蚀变作用明显，为蛇纹石交代橄榄石。辉石半自形粒状、柱状，粒径较细，呈粒状集合体分布。橄榄石他形粒状，粒径细，分布在辉石粒间。橄榄石完全被次生蛇纹石取代，内部可见裂理，沿裂理分布由蛇纹石化形成的铁质。金属矿物多为磁铁矿，次为钛铁矿，半自形-他形粒状，粒径极细-细，多数由橄榄石蚀变析出，少量粒徑较粗金属矿物属于原生副矿物。磁铁矿半自形-他形粒状，粒径很细，多呈单晶粒分布在透明矿物粒间。钛铁矿他形粒状，粒径较粗，呈连晶状分布;④角闪岩。矿物多为角闪石，次为方解石及少量绿泥石、白云母等。角闪石半自形粒状、柱状，粒径细，呈粒状集合体分布。方解石他形粒状，粒径细，多交代角闪石。绿泥石片状，粒径很细，交代角闪石。白云母片状，粒径极细，分布在角闪石粒间。金属矿物多为钛铁矿，次有黄铁矿及黄铜矿，多呈星点浸染状分布。黄铁矿自形粒状，粒径较粗，呈单晶粒，被次生褐铁矿沿边缘或裂理交代，内部见细粒黄铜矿。黄铜矿他形粒状，粒径很细，被黄铁矿沿边缘交代。钛铁矿半自形-他形粒状，粒径变化大;⑤细粒闪长岩。由斜长石、阳起石及少量石英构成，岩石中次生蚀变作用很强。斜长石半自形粒状、板状，粒径很细，多为0.2～0.35 ㎜，属原生矿物。阳起石半自形粒状，纤柱状，粒径细，多呈条带状产出。帘石为绿帘石和黝帘石，半自形-他形粒状，粒径很细，叠加分布于斜长石中。斜长石粒间分布有少量细粒石英。金属矿物仅为黄铁矿，半自形-他形粒状，粒径极细，呈单晶粒分布。黄铁矿呈星点状分布在透明矿物粒间，少部分被次生褐铁矿沿边缘交代，还有少量被完全取代呈假象存在。

3  物化探特征

3.1  地球化学特征

岩体对应的1∶5万综合异常整体呈不规则带状，近NW向展布（图3）。异常组合为Cu，Cr，Ni，Co，Zn，Ag等，元素强度高，套合好，其中Co，Ni，Cr元素具多个浓集中心。Cu极大值为76.6×10-6，异常面积5.33 km2，见有三级浓度分带;Co极大值为51.1×10-6，异常面积10.8 km2，见有二级浓度分带;Ni极大值为350×10-6，异常面积16.27 km2;Cr极大值为765×10-6，异常面积14.27 km2，见有三级浓度分带。研究认为，区内基性-超基性岩是引起该铜镍异常的主要原因，是形成铜镍矿的有利岩石。

1∶1万地化剖面测量显示，0线剖面中段呈明显的Cu，Cr，Ni，Co异常，元素间套合较好，变化趋势一致，南侧围岩中Pb，Zn，Ag出现异常（图4-a）。2线地化剖面中段有明显的Cu，Cr，Ni，Co高值区，异常值与0线相比较弱。南侧围岩中Pb，Zn，Ag出现异常，且较0线强（图4-b）。岩体是引起铜镍异常的主要原因，这与基性-超基性岩含铜镍元素有关。Pb，Zn异常产于三叠统河尾滩组灰岩段，地表见较强的褐铁矿化。

3.2  地球物理特征

物性表明，辉石岩相较围岩具较高的密度和电阻率。岩体密度一般随分异的基性程度增加而增大，蛇纹石化强烈的超基性岩密度有所降低。矿化辉石岩密度及极化率高于非矿化岩石，其变化与矿化正相关，通常稠密浸染状的含矿岩体具较高的极化率及密度（表1）。

CSAMT电阻率异常整体呈盆状，从地表向下整体表现为低阻-高阻-低阻的电性变化特点（图4）。区内新发现的基性-超基性岩具明显的封闭高阻异常，异常宽度大于岩体地表出露范围，纵向延伸至海拔4 900 m，反映出岩体具相当规模。布格重力异常总体呈两端低、中间高变化趋势，反映出岩体具较大的宽度延深，形态与水平椭球体异常特征接近。异常两翼快速衰减，大致对应于岩体边界。剩余重力异常极大值0.7×10-5m/s2，异常正值范围大致对应于地表出露岩体。剩余重力高异常两侧有较好的Cu，Cr，Ni元素化探异常，符合岩浆型矿产在岩体边部及底部成矿的一般规律。综上所述，该基性-超基性岩体空间延伸较大，具一定规模，具寻找基性-超基性岩类型铜镍矿的前景。

4  找矿意义

4.1  矿物组合特征

据野外地质工作，结合区域1∶5万化探异常、岩相学特征及岩石化学分析，认为研究区基性-超基性岩体符合铜镍硫化物矿床基本特征。从岩石-矿物角度看，含矿岩石为橄榄岩-闪长岩组合，具岩浆铜镍硫化物矿床磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿典型矿物组合;矿化围岩矿物为橄榄石、辉石、斜长石、角闪石、云母、石榴石、钛铁矿等;矿化伴生矿物有蛇纹石、滑石、绢云母及碳酸盐岩;热液矿物镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿、方铅矿、闪锌矿、石英、黄铜矿及碳酸盐岩;表生矿物有孔雀石、蓝铜矿及褐铁矿;符合岩浆成因的铜镍硫化物矿床的岩石-矿物组合[18]。

4.2  岩石化学及蚀变意义

据岩石化学计算岩体镁铁比值时，虽SiO2小于45%，但M/F为0.72（MgO=17.01%、Fe2O3=13.29%、FeO=10.30%），未落在含铜镍相应区间（2～6.4），这可能与岩体遭受强烈热液蚀变作用有关（蛇纹石化、绿泥石化）[19]。橄榄石、斜方辉石是含镁较高的硅酸盐矿物，MgO组分在热液中含量很低，镁主要为围岩提供。易被蛇纹石化的岩石主要为两种含镁高的围岩，一种是与超基性岩有关的橄榄岩、纯橄榄岩及辉石岩等火成岩;另一种为白云岩、白云质灰岩等碳酸盐岩。受热液作用影响，含镁高的硅酸盐矿物（橄榄石、斜方辉石）分解成蛇纹石，使得岩体镁铁比值偏离[20]。与蛇纹石化有关的矿床有铜、铅、锌、镍、金等，与超基性岩有关的铜、镍、钴、铬等晚期岩浆矿床的形成普遍有水等挥发分的参与，因此，后期常表现出不同程度的热液交代蚀变，特别是蛇纹石化。岩浆成因的铜镍硫化物矿床后期的热液蚀变作用，可能对成矿元素有一定的富集作用。研究区岩石矿物组合和化学成分符合岩浆岩型铜镍硫化物矿床的普遍特征，反映本区具寻找铜镍矿的极大潜力。

5  铜镍找矿预测区

通过对区域铜镍铅锌（金钼钨）等异常查证工作，发现大量铅锌矿床（点），如火烧云、萨岔口、多宝山及甜水海铅锌矿等矿床。据铜镍综合异常分布范围及特征，在区域上圈定冰海、克孜勒、兴山及小红山铜镍找矿预测区4处（图5），其中冰海铜镍找矿预测区中基性-超基性岩体为本文研究区。

5.1  小红山铜镍找矿预测区

预测区位于乔尔天山-长干湖（韧性）断裂南部，NE向次级断裂发育。地层主要为中—下二叠统神仙湾组薄-中层状中细粒砂岩、灰岩及硅质岩，次为中侏罗统龙山组薄-中厚层状灰岩，局部夹灰紫色杏仁状玄武岩、英安岩、少量辉长岩（脉）发育。该区1∶5万水系沉积物测量圈出以Cu，Ni，Pb，Zn，Sb为主的综合异常7处，异常呈NW向带状展布。区内Cu，Ni，Pb，Zn最高值分别为105.53×10-6、686×10-6、297 ×10-6、513×10-6，衬值分别为1.8、7.57、2.99、1.68，显示该区具较好的铜镍锑铅锌等多金属富集条件，成矿可能性较大。区内受乔尔天山-长干湖韧性断裂影响，发育糜棱岩化，岩石普遍发育褐铁矿化、弱硅化和碳酸盐化等。区内还发育大量辉长岩（脉），是寻找铜镍矿的有力部位。据已知区域矿化线索、化探异常特征及成矿地质背景分析，认为该预测区成矿条件较优越，具寻找岩浆型铜镍矿较好条件。

5.2  興山铜镍找矿预测区

预测区位处乔尔天山-长干湖（韧性）断裂南侧，出露地层主要为中侏罗统龙山组薄-中厚层状泥晶灰岩，局部夹杏仁状玄武岩、英安岩;上白垩统铁龙滩群灰岩质砾岩、泥质灰岩、泥晶灰岩、亮晶鲕粒灰岩;中—下二叠统神仙湾组中细粒长石石英砂岩、微晶灰岩、硅质岩分布在预测区北西部。1∶5万水系沉积物测量，在该区圈出以Pb，Zn，W，Au为主的综合异常9处，异常呈NW向串珠状分布，元素组合以Pb，Zn，Cu（W，Sb，Au）为主。地球化学成果显示，预测区Pb，Zn，Cu最高值697×10-6、767×10-6、122×10-6，衬值分别为6.37、2.33、2.73，该区具较好的铜铅锌钨锑金等多金属富集条件。区内次级构造发育，为铜铅锌钨锑金等成矿物质的迁移和富集提供了良好的成矿条件。据区域矿化线索、化探异常特征及成矿地质背景，认为该预测区成矿条件较优越，具寻找矽卡岩型铜铅锌钨锑矿床的良好条件。

6  结论

（1） 研究区岩体以辉石岩类为主，具有岩浆铜镍硫化物矿床磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿的典型矿物组合。受热液作用影响，岩体发生蛇纹石化、阳起石化、绿帘石化等，热液蚀变致使镁铁比值偏低。

（2） 研究区岩体具以Cu，Cr，Ni，Co等元素为异常的组合特征，元素强度高，套合好，具多个浓集中心。岩体是引起该铜镍异常的主要原因，是形成铜镍矿的有利岩石。物探特征表明，岩体具岩浆型铜镍矿产特征，反映岩体具寻找铜镍矿的潜力。

（3） 研究认为岔路口一带是喀喇昆仑地区寻找岩浆型铜镍硫化物矿床的重要地区，研究区基性-超基性岩无论从岩体地质特征、岩相学特征、岩石化学特征、蚀变特征，还是物化探异常特征等方面均显示出较好的铜镍成矿条件，深部具进一步寻找铜镍硫化物矿床的潜力。

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Geological Characteristics of Basic-Ultrabasic Rocks and Its Prospecting Significance in Chalukou， Xinjiang

ZZhao Fang， Qu Lihua， Lu Huilin ，Xia Hui， Jiang Zhongxiang， Hou Mingli， Yi Yongguo，

Yun Peng， Li Sijunyang ， Zhou Quan

（Geophysical and Geochemical prospecting group of Xinjiang bureau of geology and mineral resources Exploration

and Development，Changji，Xinjiang，831100，China）

Abstract： The study of basic-ultrabasic rock masses in the Chalukou， West Kunlun， has significant implications for the exploration of copper-nickel sulfide deposits in this district. Taking the newly discovered basic ultrabasic rock mass as the research object， combined with the regional geological and geochemical background， on the basis of petrographic observation， this paper systematically analyzes the geological characteristics， rock mineral assemblage， hydrothermal alteration characteristics and physicochemical characteristics of the rock mass in the area， summarizes the prospecting significance of the rock mass， and divides the regional copper nickel prospecting prediction area. The results show that the rock mass is mainly pyroxenite， followed by pure peridotite， olivine pyroxenite， amphibolite and a small amount of basalt and andesite; It has typical mineral assemblage characteristics of pyrrhotite nickel pyrite chalcopyrite in magmatic copper nickel sulfide deposit; Serpentinization， Yangqi fossilization and epidotization can be seen in hydrothermal alteration， which leads to the small magnesium iron ratio of the rock mass; The rock mass has good copper nickel anomaly with large anomaly area and multi-level concentration zoning characteristics. The geophysical characteristics show that the rock mass has the general law of magmatic copper nickel ore， which reflects that the rock mass has the potential to look for copper nickel ore.

Key words： Ultrabasics;Rock/mineral combination;Physical and chemical characteristics;Ore-prospecting significance;West Kunlun