东天山铜镍矿找矿潜力地球化学分析

总结，并对图拉尔根、白鑫滩、路北铜镍矿床与不同尺度化探中的异常特征进行总结。区域化探圈定找矿远景区，化探普查寻找基性-超基性杂岩体，并对其含矿性进行评价，化探详查可直接圈定矿体。通过化探成果数据集成，对东天山地区开展了定量预测，镍预测资源量987×104 t。指出东天山铜镍矿带具有寻找超大型铜镍矿的潜力。

关键词：东天山;找矿潜力;地球化学;铜镍

东天山地区以铜镍矿著称，主要集中在东部的黄山地区。以新疆地矿局第六地质大队1976 年参与查证航磁异常发现土墩超基性岩体、1979 年发现产于土墩岩体中的铜镍矿为标志，黄山一带铜镍矿地质找矿工作全面展开[1]。1979年新疆地质局第六地质大队发现哈密土墩铜镍矿床，在铜镍矿的主攻类型和主攻地区的认识上有了突破，相继发现了黄山东（1981）、黄山（1982）、香山、黄山南、二红洼（1983）、葫芦（1988）等大中型铜镍矿床，使新疆镍矿地质工作进入了一个崭新时期[2]。2001年，新疆有色地勘局 704 队通过检查铜镍异常发现了图拉尔根铜镍矿[3]，之后又发现圪塔山口镍铜床[4]，进一步证实了黄山铜镍成矿带仍具找矿潜力[5]。2012年五堡幅区域化探发现白鑫滩铜镍矿[6];2014年，化探普查又发现路北铜镍矿[7]。铜镍找矿的连续突破，打破了东天山铜镍矿西不过土墩的格局，展示了东天山铜镍矿巨大的找矿前景。

1  大地构造背景

对东天山地区与铜镍硫化物矿床有关的镁铁质-超镁铁质岩体形成的构造背景及成因机制，有阿拉斯加型岩体[8，9]、陆内裂谷[10]、蛇绿岩[11-13]、碰撞后伸展环境[14-22]、地幔柱[23，24]、活动陆缘[25]等不同认识。根据多年来对主要岩带和典型矿区的宏观地质特征及地球化学研究，冯延清总结归纳东天山镁铁质-超镁铁质岩具如下共性特点[26]：①岩浆沿着区域线性  （构造）分布;②发育造山期后A型花岗岩[27];③石炭纪存在拉张背景下形成的海相双峰式火山岩建造、弧后盆地及弧内盆地[28];④堆晶结构及层状相带仅局部断续发育[29];⑤超镁铁岩的m/f 值为2.20～4.90，均属铁质超基性岩[30]，⑥岩浆演化所涉及的是以岩石圈运动为主导的、限于地幔浅部的构造-岩浆活动，尚未发现涉及下地幔的岩浆活动[31]。岩体的精确定年表明，东天山镁铁质-超镁铁质岩体大多形成于晚石炭—早二叠世，应为碰撞后期产物[32]，对后碰撞阶段开始于何时，还存在不同认识[22，33]，但对于该区二叠纪地壳演化以及属于后碰撞阶段则无异议。早二叠世碰撞后驰张构造阶段，大量镁铁-超镁铁岩沿深大断裂带上侵，形成了一系列铜镍岩浆硫化物矿床。从镁铁质岩石和铜镍硫化物矿床的分布来看，东天山成矿带是新疆东北部碰撞后伸展环境成矿的主要地区[34]。李锦轶通过对西部恰特卡尔（黄羊沟）岩体、海豹滩（沟权山）岩体及侵入大南湖泥盆纪活动陆缘型花岗岩的基性岩墙研究[35]，认为其均是来自亏损地幔并受地壳物质混染的岩浆活动影响，属于东天山吐哈盆地南缘幔源岩浆杂岩带的一部分（图1）[36]。

2  区域地球化学特征

2.1  元素组合特征

对东天山17 463个样品39种元素分析结果，采用R型聚类分析，以研究各元素之间的相关性，选择相关系数0.25为临界值，可获得如下6种组合：     ①Cr，Ni，Ti，V，Fe2O3，Co，Cu，Mn，P，Zn，Li组;      ②La，Nb，Y，Zr组;③As，Sb组;④CaO，MgO，Cd，Ag组; ⑤SiO2，K2O组;⑥Al2O3，Na2O组。基本都是与成岩作用密切相关的元素组合：第一组以铁族元素为主，与区内中基性火山岩广泛分布相联系，部分可能与基性杂岩体、超基性岩有关;第二组稀土分散元素，推测与区内广泛分布的花岗质岩石有关;第四组钙镁及多金属矿床中常见的镉银，可能是区内较多碳酸盐岩的显示，这些碳酸盐岩是多金属矿的成矿母岩。成矿元素组合不明显，上述组合中仅第三组砷锑组合，是通常意义上的低温热液成矿指示元素组合。

采用因子分析方法，Fe2O3，Mn，V，Ti，Co，Cu，Zn，P同在第一因子，Cr，Ni，Co，MgO构成第五因子，CaO，MgO构成第二因子，La，Nb，Zr构成第三因子，Cd，Ag同属第四因子，其它如金、钼、钨、汞都是独立因子。铁族元素（特别是铬镍钴）特征极为明显，其它元素的组合特征都不甚清楚。铜异常经常与铁族元素异常出现在同一空间，显示某种基性度元素同源产出特征。

2.2  侵入岩元素含量特征

选取东天山中段的侵入岩进行地球化学信息分析，从超基性、基性到中性、中酸性、酸性乃至碱性均有分布，以中性、中酸性、酸性为主。对不同岩石类型中Cu，Ni，Co，Cr的含量统计分析见表1。

根据侵入岩类型和时代分布，对其地球化学参数进行统计，随着岩石基性程度降低、酸性程度增高， Cu，Cr，Ni，Co含量呈顯著降低趋势，在不同岩石类型中的含量变化大，最大值与最小值相差在10倍以上。值得强调的是，Cu的最大值出现在超基性岩中，高达60.8×10-6，说明区内超基性岩整体富铜，对铜镍矿成矿有利。

3  典型矿床化探特征

多年来众多科研、地勘单位在东天山地区投入了大量地质工作，取得显著找矿成果。对图拉尔根、白石泉、天宇及白鑫滩、路北等铜镍矿床的发现，区域化探起到了重要作用。覆盖全区的 1∶20 万化探成果为找矿提供了丰富信息，1∶5万化探大大缩减了找矿区域，路北铜镍矿即是1∶5万化探的直接找矿成果[7]。通过对典型铜镍矿区不同尺度的化探异常特征分析，将有助于东天山地区铜镍化探异常区的地质找矿突破。

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