《1 前言》

1 前言

东天山地区产出了十多个大中型铜镍硫化物岩浆矿床（大型3个：黄山、黄山东、图拉尔根），已经成为我国第二大铜镍硫化物矿床成矿带，目前发现的铜镍资源储量大于1×106 t，仅次于金川铜镍硫化物矿床 [1] 。东天山地区断裂构造十分发育，三条主干断裂多为近东西走向，从北往南依次为康古尔塔格-黄山深断裂、秋格明塔什-苦水断裂、阿齐克库都克-沙泉子断裂，是岩浆活动的通道。康古尔塔格深断裂带是东疆规模最大的深断裂带之一，具有剪切和挤压交替作用而呈多期变形特征，镁铁-超镁铁杂岩体沿康古尔塔格断裂带不连续分布。在主干断裂两侧派生出一系列次级断裂构造，为本区重要的控岩控矿构造，而更次级的断裂构造是镁铁-超镁铁质岩体直接的容岩容矿构造 [2] 。此外，区内褶皱构造较为发育，多为线状紧闭褶皱。

东天山地区地层除中生界白垩系、三叠系缺失外，中元古界至新生界皆有出露。中元古界主要出露于研究区南部，为一套深变质岩系；奥陶系分布零星且面积较小，为一套海相凝灰岩夹安山岩及细碧角斑岩建造；泥盆系出露于研究区西北部，岩性为中酸-中基性火山岩、火山碎屑岩；石炭系为本区出露最广的地层，岩性为中酸-中基性火山岩、火山碎屑岩夹硅质岩、板岩和结晶灰岩、变粒岩、浅粒岩、片岩等。

东天山地区目前发现大小镁铁-超镁铁质岩体数十处，各岩体的基本岩石类型主要为橄榄岩、辉石岩、苏长岩、辉长岩以及它们之间的过渡类型，部分岩体还有闪长岩。但是，不同岩体之间各种岩石所占的比例存在明显差异。各岩体岩石主要发生了蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化、绿泥石化、钠黝帘石化、透闪石化、纤闪石化等。目前在有些岩体中发现矿化较好，有些岩体中只有少量的矿化或没有矿化，大量的勘探工程实施之后，仍然无法分辨岩体是否具有成矿潜力。本文总结了东天山地区成矿岩体与不成矿岩体（或贫矿化岩体）的地质与地球化学特征，试图从理论上区分二者之间的差异，初步建立找矿评价指标，进一步指导勘查找矿。

《2 找矿评价指标体系》

2 找矿评价指标体系

《2.1 小岩体对成矿有利》

2.1 小岩体对成矿有利

研究区镁铁-超镁铁质岩体的规模都较小，岩体面积多集中于0～6.3 km2 之间，具有小岩体成矿的特征。其中图拉尔根、天宇、马蹄岩体面积小于 0.1 km2 ，香山中、葫芦、白石泉、土墩岩体面积不足1 km2 ，黄山、黄山东、香山西、白鑫滩、红石岗、二红洼北岩体面积小于3 km2 ，二红洼南、黄山南、大草滩、峡东等岩体面积在4～6.3 km2 之间，四顶黑山岩体面积最大（＞35 km2 ），属大岩体。总体来看，小岩体对成矿有利（见表1）。

《表1》

表1 东天山岩体形态与规模一览表

Table 1 The shape and scale of Eastern Tianshan intrusions

《2.2 岩体分异充分且富含斜方辉石，岩浆具有多期侵入特征对成矿有利》

2.2 岩体分异充分且富含斜方辉石，岩浆具有多期侵入特征对成矿有利

各岩体间岩相分带关系主要有两种，一种为从内到外基性程度增加，比如黄山、黄山东、土墩、马蹄、疙瘩山口岩体，从中心到边部依次为（闪长岩）→辉长岩→辉石岩→橄榄岩；另一种为从内到外基性程度降低，如图拉尔根、葫芦岩体，从中心到边部依次为橄榄岩→辉石岩→辉长岩（→闪长岩）。各岩相之间为侵入接触或渐变过渡关系，显示出多期侵入的特征。

总体来看，黄山、黄山东等岩体均是正序侵位，侵位顺序为：闪长岩-辉长岩（苏长岩）-辉石岩-橄榄岩，不含矿的岩相先侵位，含矿岩相后侵位，含矿岩体未遭受到破坏；白石泉、天宇岩体是反序侵位，侵位顺序为：橄榄岩-辉石岩-辉长岩（苏长岩）-闪长岩，含矿岩相先侵位，不含矿岩相后侵位。

《2.3 矿物粒度之间的变化范围较大对成矿有利》

2.3 矿物粒度之间的变化范围较大对成矿有利

各岩体的主要造岩矿物组合为橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、斜长石、角闪石，其中黄山、黄山东、图拉尔根、四顶黑山岩体含有少量黑云母；马蹄、串珠岩体含有少量金云母；葫芦、天宇、白石泉岩体含有少量黑云母和金云母。矿物粒度之间的变化范围较大对成矿有利（见表2）。

《表2》

表2 矿物粒度变化统计表

Table 2 Statistics table of mineral grains    mm

《2.4 橄榄石Fo值太大，橄榄石中镍含量太高对成矿不利》

2.4 橄榄石Fo值太大，橄榄石中镍含量太高对成矿不利

各岩体中橄榄石Fo牌号在70～90之间，属贵橄榄石，随着橄榄石Fo值的降低，Ni含量有降低的趋势，橄榄石中出现了 Ni 的亏损（Ni 一般小于2 500 ppm，1 ppm=10-6 ），表明在橄榄石大量结晶之前发生了硫化物的熔离，对成矿有利；而峡东岩体橄榄石Fo牌号在90左右（见表3），属镁橄榄石，其Ni含量一般大于2 000 ppm，Ni含量较高，对形成铜镍矿不利。

《表3 》

表3 东天山各岩体橄榄石成分一览表

Table 3 Olivine compositions of Eastern Tiansan intrusions

《2.5 岩体中镁铁比值（m/f）介于2～6.5对成矿有利》

2.5 岩体中镁铁比值（m/f）介于2～6.5对成矿有利

岩体的主量元素分析显示，各类岩石具有高镁、低钙、低铝、低碱、低钛、低磷的特征。各岩体的镁铁-超镁铁质岩体的m/f主要（＞70 %）集中于2～6.5之间，Mg# 在0.7～0.9之间，属铁质超基性岩，少部分样品m/f在0.5～2之间，Mg# 在0.4～0.7之间，属富铁质超基性岩或铁质基性岩。

大型矿床（图拉尔根、黄山、黄山东）79 %以上样品的m/f在2～6.5之间，Mg#在0.7～0.84之间，其余样品m/f在0.5～2之间，相应的Mg# 在0.5～0.7之间；中型矿床（香山中、葫芦、土墩、白石泉、天宇）70 %以上样品的 m/f 在 2～6.5 之间，Mg# 在 0.7～0.85之间，其余样品m/f在0.5～2之间，相应的Mg#在0.4～0.7之间；小型铜镍矿床（点）74 %以上样品m/f在2～6.5之间，相应的Mg# 在0.7～0.9之间，其余样品m/f在0.5～2之间，相应的Mg# 在0.4～0.7之间。

峡东岩体纯橄岩样品的 m/f 在 10～13 之间，Mg# 大于0.9，而辉长岩样品的m/f在1～2之间，Mg#在0.5～0.6之间。

在SiO2 -Na2O+K2O图解中，东天山各样品点主要落入亚碱性岩区，仅有少部分落入碱性岩区；在FeOT-Na2O+K2O-MgO图解中，各样品点大部分落入拉斑玄武岩区。总体显示为亚碱性拉斑玄武岩系列。

《2.6 稀土元素配分曲线图右倾（（La/Sm）N 与（La/Yb）N 大于1）对成矿有利》

2.6 稀土元素配分曲线图右倾（（La/Sm）N 与（La/Yb）N 大于1）对成矿有利

含矿岩体的微量元素分析显示相对富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Sr、Th、U），亏损高场强元素（Zr、Hf、Nb、Ta）。含矿岩体稀土元素分析显示稀土总量较高，配分模式图总体显示为右倾形式，轻稀土富集，重稀土相对亏损。主体表现平坦型稀土元素分布特征的岩体一般不成矿或成贫矿，主体表现轻稀土元素亏损的岩体一般不成矿。

在稀土元素配分曲线图上（见图 1），大、中型铜镍矿床的稀土元素配分图均显示右倾，轻稀土富集，重稀土相对亏损，轻重稀土元素分馏程度相似，微量元素配分图显示Nb、Ta亏损，大离子亲石元素U富集。串珠、白鑫滩、疙瘩山口岩体稀土元素配分图也显示右倾，暗示其可能有利于成矿。四顶黑山、峡东、马蹄岩体稀土元素配分图均显示平坦型，可能不成矿或成贫矿。利用各岩体（La/Yb）N 及Cu/Ni比值的平均值作图（见表4和图2）。从图中可以大致划分出不成矿区和成矿区以及它们中间的过渡带。

《图 1》

图 1 东天山岩体稀土元素配分图解（标准化数据据Taylor 等，1985）

Fig. 1 Chondrite normalized REE pattern diagrams of Eastern Tiansan intrusions
（normalization values after Taylor et al，1985）

《表4》

表4 东天山各岩体微量元素分析数据

Table 4 The characteristic data of trace elements from Eastern Tiansan intrusion

注：括号内数值为平均值，标准化数据据Taylor等，1985

《图 2 》

图 2 镁铁-超镁铁质岩体（La/Yb）N -Cu/Ni图解

Fig. 2 （La/Yb）N -Cu/Ni diagram of mafic-ultramafic intrusions

《2.7 高Cu/Zr值对成矿有利》

2.7 高Cu/Zr值对成矿有利

前人测试样品中，除葫芦、白石泉岩体有个别样品Cu/Zr＜1外，其余样品Cu/Zr＞1；总体来看，从超基性岩→基性岩→中性岩，Cu/Zr值逐渐降低，Ni含量也逐渐降低；各岩体的大多数样品Cu/Zr＞1，仅少部分样品Cu/Zr＜1；随着Cu/Zr值的增加，大多数样品的 Ni 含量逐渐增加，显示出硫化物熔离的趋势。

《2.8 区域上的Cu、Ni、Co、Cr综合化探异常对找矿有利》

2.8 区域上的Cu、Ni、Co、Cr综合化探异常对找矿有利

1∶200 000区域地球化学测量结果表明，黄山-镜儿泉镁铁-超镁铁岩带表现为 Ni、Co、Cr 高背景和高相关性的组合异常，同时还有 Cu、Mo等元素的高异常背景。区内综合异常与有利赋矿岩体及断裂构造关系密切，并呈明显带状展布，与镁铁-超镁铁岩带分布范围相一致，特别是规模大、浓度高的异常，多沿断裂构造及其两侧分布。异常带内的铜镍矿床往往位于1∶50 000化探扫面发现的Cu、Ni、Co、Cr 组合异常区内，异常中心常与超基性岩体相对应。

《2.9 高磁、高重力、高极化、低阻组合物探异常有利于成矿》

2.9 高磁、高重力、高极化、低阻组合物探异常有利于成矿

含矿镁铁-超镁铁质岩体的地球物理标志主要为“三高一低”：a. 相对较高的磁异常：相对于周围地层，各岩体均具有较强的磁异常，ΔT 在-2 080～2 383 nT之间，幅值达4 400 nT 以上；各岩体 ΔT 值跳跃较大，岩体磁性不均匀；b. 相对较高的重力异常，幅值 1×10-5 m/s2 ；c. 相对较高的极化率异常：ηa最大可达16.8 %；d. 相对较低的电阻率异常：ρa 最小为17 Ω·m，最大为500 Ω·m，变化范围较大。

《3 结语》

3 结语

对东天山与铜镍成矿有关的镁铁-超镁铁质岩体进行了系统总结，通过对比东天山各岩体宏观地质、岩石化学、地球化学及地球物理特征，总结得出有关东天山地区镁铁-超镁铁质岩体的找矿评价指标如下。

1）地质找矿评价指标：a. 区域上的深大断裂带是岩浆活动的通道，对成矿有利；b. 围岩含硫对成矿有利；c. 小岩体对成矿有利；d. 岩体分异充分，岩相分带明显，岩石类型多样，对成矿有利；e. 主要造岩矿物组合为橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、斜长石、角闪石、橄榄石与斜方辉石密切共生。

2）地球化学找矿评价指标：a. 岩体的主量元素分析显示，各类岩石具有高镁、低钙、低铝、低碱、低钛、低磷的特征，岩体的镁铁摩尔比值（m/f）大多数在2～6.5之间对形成铜镍矿有利；b. 稀土元素配分模式图总体为右倾形式一般对成矿有利，主体表现平坦型稀土元素分布特征的岩体一般不成矿或成贫矿，主体表现轻稀土元素亏损的岩体一般不成矿；c. 橄榄石牌号Fo太高对成矿不利，橄榄石中出现Ni亏损（Ni含量一般＜2 500 ppm）对成矿有利；d. 岩石中Cu/Zr值较大对成矿有利；e. 区域上的Cu、Ni、Co、Cr综合化探异常对找矿有利。

3）地球物理找矿评价指标：高磁、高重力、高极化、低阻组合物探异常对找矿有利。