新疆哈密市白石泉铜镍矿床的成矿规律及成矿模式

王 军，王家林

（中化地质矿山总局新疆地质调查院，新疆 乌鲁木齐 830000）

新疆哈密市白石泉铜镍矿在沙泉子大断裂层向南4km的地方，该铜镍矿的矿床大部分是基性超基性的杂岩，主矿床是位于铜镍矿中心呈现椭圆状的基岩，并且大部分基岩的长约2km，宽约1km。该铜镍矿床北侧稍微向南倾斜，而矿床的南侧却是向北倾斜，东侧是弧形的接触带，并且自北西向南西倾斜，总体来看，矿床是呈现出向内倾斜的聚宝盆状。矿床的主要构成从内到外分别是辉长岩和辉石岩。影响铜镍矿床的主要岩体是杂岩体中的超基性岩体，位于矿床顶部的岩体主要成分是辉长岩和辉石岩，位于矿床底部的岩体主要成分是花岗片麻岩和黑云斜长片岩。由于矿床侧面的矿体围岩所遭受的蚀变非常强烈，所以长此以往，表面逐渐出现孔雀石化和褐铁矿化，矿床中的超基性岩经过风化逐渐绿泥石化[1]。目前，在新疆哈密市白石泉矿区，已经发现的铜镍矿床共有30个，已经发现的矿床大多呈现出透镜状、叶脉状和似层状，如同树枝一样，矿床也有明显的分枝复合现象。在进行找矿勘查时，最重要的步骤就是要清楚勘查区域矿床的成矿规律和成矿模式，本文分别从矿床的时间分布规律和空间分布规律对成矿规律展开论述，并且根据对地质特征的考察，分析了新疆哈密市白石泉铜镍矿床的成矿模式。

1 成矿规律

1.1 成矿时间明显区分且集中

根据查阅大量资料可以总结出新疆哈密市白石泉矿床在时间上的成矿规律是：

（1）在岩体发育时期，由于一些岩体发生沉积作用，和海底的喷流反应[2]，在古熔岩区的岩体经过长期的沉积形成了矿床。

（2）在岩浆活动时期，由于岩浆不断地运动，形成了矿床。

（3）在地下热水活跃时期，由于岩浆剧烈活动形成矿床后残余的地下热水进一步活跃，经过沉积作用再一次形成矿体。总的来说，新疆哈密市白石泉成矿时间主要是在第四世纪，在岩体发育的早期和晚期，经过发育地下热液作用形成矿床，其中，风化型矿床主要结构是花岗岩。而且在时间分布上与国内大多数矿床一致，均是十分明显且呈现集中分布，如表1所示。

表1 国内主要铜镍矿床时间分布

从表1可以看出，铜镍矿床形成时间较集中，主要的铜镍矿床成矿时期为元古代。从早纪到新近纪都有铜镍矿床产生，其中，沉积成矿作用最强，形成了以沉积型矿床为主的锰、铝、煤等矿床；新生时代的矿床主要构成是煤、石膏以及高岭土等；在各种不同的沉积作用下，台地相、盆地相和陆相大都可以产生沉积矿床。除此之外，各类岩浆的成矿期与岩体构造进行剧烈运动的时期基本相同，均可以形成不同构造的矿床，在各个成矿时期，燕山期的铜镍成矿作用是最强的，其次是加里东期，而元古代的四堡期和华力西期时期的矿床成矿数量和种类相对比较少，成矿作用最不明显的是印支期。因为中酸性岩浆和基性超基性岩浆进入的量是影响岩浆成矿的主要因素，所以，加里东期和华力西期以及燕山时期形成的铜镍矿床的主要构成均是属于壳幔同熔型或壳源重熔型的花岗岩，在四堡期形成的铜镍矿床的构成则是属于幔源型的基性超基性岩。

1.2 成矿区域呈带状分布

新疆哈密市白石泉矿床位于褶皱带内，由于受到韧性剪切带的附加断裂带间接控制，铜镍矿床受力向一个方向不断延伸，长约200km，在区域分布上呈现为带状分布。铜镍矿床的分布大多是位于板块、岩体或者岩体褶皱断裂的边缘，新疆哈密市白石泉矿的杂岩带处于康尔韧性剪切带上。白石泉的铜镍矿床中，大断裂带旁边的次级断裂带受到沉积作用的拉伸往往形成一定长度的铜镍矿带的就位空间，这个就位空间的形成与铜镍岩浆活动有着紧密的联系，并且在就位空间中经过矿床延伸作用形成铜镍矿床侵入岩带。新疆哈密市白石泉铜镍岩带中完全分化好的铜镍矿床均是由于小岩体的不断沉积形成的。这些铜镍岩体表面与树叶相似，呈现出叶脉形态，形状多种多样，如：葫芦形状、马蹄形状或者近似于火苗的形状，这些多种多样的铜镍岩体形状表现出在铜镍岩体形成和凝固的过程受到严重的韧性剪切作用。

2 成矿模式

研究矿床成矿模式可以清楚直接地表现各个矿床之间的联系和成矿原因以及时空分布，如图1所示，分析新疆哈密市白石泉铜镍矿床成矿模式。

图1 成矿模式

2.1 岩浆结晶形成上轻下重熔体

岩浆房上方的基性岩浆先进行侵位，侵位后随温度降低结晶成不同的岩相带。而随后，沿着不同的岩相带，富含铜镍的岩浆逐渐流入岩浆房深处，并且在特定位置形成一个特殊的次生岩浆房。由于铜镍元素的流失，岩浆房中的温度逐渐降低，温度降低后大量斜方辉石开始出现结晶现象，同时岩浆中少量的斜长石也开始结晶。在结晶过程中，比较重的辉石由于重力作用逐渐沉淀到岩浆房的底部，而同时，比较轻的斜长石由于分异作用逐渐漂浮到岩浆房的顶部，也就形成了上轻下重熔体[3]。

2.2 分异作用形成品位较富矿体

在形成上轻下重熔体的过程中，岩浆中也产生了大量辉石和少量斜长石结晶。由于辉石数量庞大，而且结晶速度很快，辉石经过结晶后，使得岩浆中铁的含量出现大幅度下降，从而导致岩浆中硫的溶解度降低。此时，由于硫元素得不到溶解，岩浆中硫元素浓度迅速增大，并且趋于硫元素饱和状态。早期岩浆是液滴状，以不混溶的形式分散。在重力作用下，岩浆房中部的重质岩浆由分散状变为水滴状。岩浆房底部通道出现的裂隙逐渐变大，为重的岩浆创造了再次侵位的方便条件。由于分异作用，岩浆房中产生原地熔融矿体，最后，早期产生的超基性岩浆沿岩体的断裂带和构造破碎带直接出现裂隙的地方，流入矿浆里，经过结晶形成品位较富矿体。

2.3 热液贯入形成脉状伟晶岩

在形成品位较富矿体的同时，不混溶硫化物在矿浆中的含量不断增多。在不混溶硫化物的含量不断增加的同时，矿浆的扩散对流作用十分薄弱，但环境中的重力作用和分异作用依然十分显著，其中，较重的硫化矿浆由于重力作用逐渐沉淀，向下汇聚，形成一层含硫化物的岩浆，另外，在含硫化物岩浆层与辉石层之间形成少量但浓度极高的硫化物岩浆。岩浆房上部斜长石堆积，中部产生硫化物浆体，底部形成由辉石堆积体的岩浆层。晚期，含挥发性的残余硫化物的热液会沿着岩石裂隙侵入，形成脉状伟晶岩。

2.4 矿体氧化形成氧化矿体

形成脉状伟晶岩体之后，岩浆房中的所有岩浆在构造应力的激烈作用下，按自上而下的顺序再次发生侵位。第一阶段侵位是岩浆房中的上部侵位，其中，含有丰富的斜长石堆积体的岩浆经过沉积形成了斜长岩，第二阶段，先是硫化物浆体经过侵位形成一个个块状的硫化物矿体，这些块状硫化物矿体经过含有辉石堆积体的岩浆侵位，最终形成了辉石岩。形成的辉石岩与含硫化物矿体经过大面积地接触后，第二次侵位的岩浆已经大幅度的冷却了，并且成矿。在铜镍矿床成矿晚期，经过不同的矿物构造活动，已经形成的岩体被风化侵蚀，并且发生一定程度的氧化，导致地表和浅部矿体也发生氧化，形成了氧化矿体。

3 结束语

在进行实地找矿和矿产勘查的过程中，必须要提前了解勘查地区的成矿模式和成矿规律，本文通过查阅大量已有的资料分析总结新疆哈密市白石泉铜镍矿床的成矿规律和成矿模式，而国内的铜镍矿床体系大体一致，所以本文的研究可以为之后的找矿勘查提供理论依据，可以有效地缩短准备工作，提高勘查效率。但本文的研究由于受技术和地域的局限，缺少对铜镍矿床的实际考察，缺乏有力的实践证明，所以今后的研究有待提高。