图拉尔根铜镍矿床的几点认识

图拉尔根铜镍矿床的成矿作用过程及对找矿工作的几点认识
图拉尔根矿床在研究和找矿方面仍存在以下主要问题：1、该矿床与国内其它铜镍矿床矿体特征不同，从垂向上看富矿体位于岩体上部，导致这种现象的原因是后期构造倒转引起的还是赋矿岩浆侵入时受同期构造导致的？目前两种观点都有，但证据都不足以支撑各自的观点，此次我们考虑从垂向及纵向上不同侵入期次矿物晶体（橄榄石、辉石）化学和系统的铂族元素分析角度入手，解决该问题。

目前这些测试工作还在开展中。

但是此次利用您提供的不同钻孔中Cu、Ni成矿元素的数据对该问题进行了初步分析。

2、图拉尔根矿床肯定要开展深部找矿工作，但关键是往哪找？是我们目前面临的关键问题。

在开展深部找矿工作之前，我们有必要对目前积累的资料进行系统的总结，
1、岩相、矿体及成矿元素分布规律
从目前已搜集到的东天山图拉尔根-黄山东铜镍矿带中典型矿床的地质资料（表1）来看，图拉尔根矿床相对于区域上其它典型矿床其超镁铁岩所占的比例最高，且赋矿岩性为角闪橄榄岩，基性程度也明显高于其它矿床，从这一特征我们可以推测①该矿床的剥蚀程度可能较高，岩体中基性程度较低的岩石已剥蚀殆尽；②岩浆中硫化物开始发生熔离的时间较早，这使岩浆体系中的Ni金属元素能较大程度的进入硫化物中，这与金川和夏日哈木超大型矿床具有相似的特征。

图拉尔根铜镍矿床主要赋存在Ⅰ岩体中，依据各岩相之间的接触关系及相关现象，认为该岩体可以划分为三个侵入期次，第一期侵位的为角闪辉长岩，第二期为角闪橄榄岩，其中可见角闪辉长岩透镜体；第三期为角闪辉橄岩，主要岩石类型为角闪橄榄辉石岩和角闪辉石橄榄岩，该期侵位与矿化关系最为密切，第二期侵位的角闪橄榄岩多沿第三期辉橄岩相边部呈薄的环带状产出。

铜镍硫化物矿床是典型的岩浆矿床，其矿体与岩体密切相关，勘查过程通过追索岩体进而找到矿体是非常有效的手段，因此详细总结三个侵入期次岩石类型的空间分布规律有利于准确确定深部找矿方向。

图1 图拉尔根矿床11线钻孔中Ni、Cu、Ni/Cu比值沿垂向变化特征
图2 图拉尔根矿床15线钻孔中Ni、Cu、Ni/Cu比值沿垂向变化特征与其它矿床不同，图拉尔根铜镍矿床中富矿位于岩体上部（图1、2），目前关于导致这一现象的原因不同研究者有不同的认识，主要观点为：1、矿床形成时富矿位于岩体中下部，由于后期构造运动使岩体发生倒转使矿体呈现出现在的
特征；2、依据观察到的硫化物珠滴中矿物成分的向地性及珠滴长轴方向与岩体产状之间的关系，认为岩体产状是受形成是同构造控制的。

如何正确认识矿体的这一特殊现象对深部找矿工作具有重大的意义，目前我们依据已有的矿山资料，对11线和15线典型钻孔中Ni/Cu 比值在垂向上的变化特征进行了总结。

从图2中可以明显的看出，在ZK1503中，Ni含量大于4%的样品（代表块状矿石）在垂向上随着深度的变化Ni/Cu比值呈逐渐增大的趋势；在ZK1506中，Ni含量大于0.8%的样品（代表稠密浸染状矿石）在垂向上随深度变深Ni/Cu比值也呈逐渐变大的趋势，这表明靠近矿体的底部Ni含量具有逐渐增高的趋势，这也与稠密浸染状和块状矿石中硫化物具有较好的连通性有关，而那些Ni含量较低的矿石的Ni/Cu比值的变化特征则不明显。

这一Ni/Cu比值随深度变化的特征可能与硫化物中的上部富铜下部富镍的特征具有相同的成因，是硫化物结晶作用过程中重力分异的结果。

通过成矿元素及Ni/Cu比值在同一矿层中垂向上的变化特征，我们认为图拉尔根铜镍矿床矿体上富下贫的特征不是后期构造倒转造成的（要进一步确定该认识可能需要进一步对其它典型钻孔的Ni/Cu比值进行分析，同时此次由于数据有限，未对沿矿体走向上成矿元素及相关比值的分布规律进行总结）。

表1：东天山图拉尔根-黄山-土墩铜镍矿带典型铜镍矿床一览表
2、图拉尔根铜镍矿床的成矿作用过程探讨
已发表的学术论文中也多有涉及对矿床成矿作用过程的探讨的内容，但是这
些结论大多讨论岩浆演化过程中同化混染程度、硫化物熔离机制、分离结晶过程等，对实践找矿的指导意义不大。

从找矿的角度出发，对于已成型矿床成矿过程的研究应主要集中在硫化物熔离过程和硫化物熔离后的聚集及就位过程。

硫化物熔离过程主要讨论硫化物发生大量熔离的相对时间和场所；硫化物的聚集及就位过程主要是为了探讨岩浆通道的那个部位有可能是其最可能的聚集部位，进而为深部深部找矿指出方向。

如果从以上角度出发，关于图拉尔根的研究过程仍很薄弱。

目前利用前人已有研究成果，可以大致得出以下结论：1、图拉尔根铜镍矿床中大量硫化物的熔离发生在深部中间岩浆房中，且硫化物发生熔离的时间在岩浆演化的早期，与金川和夏日哈木矿床相似，硫化物发生大量熔离后是否发生了明显的重力分异作用并导致了成矿元素的相对分层还有待进一步探讨，但是可以肯定的是在硫化物侵入现存空间后存在有明显的重力分异作用，这可以从硫化物珠滴的向地性及同一矿层中Ni/Cu比值的垂向变化得到佐证。

2、图拉尔根矿床成矿元素沿岩体走向及侧伏方向有一定的变化规律，如越向深部品位越富，但是这方面的总结目前还很薄弱，有必要利用已有的矿山资料进行进一步的总结，同时也应从研究角度选择几个典型钻孔开展进一步系统的Cu、Ni、S等元素的分析工作，查明100%硫化物基础上成矿元素沿走向的变化规律，进一步总结矿体成矿元素的变化规律，并对深部进行一定的预测。

图拉尔根矿床具有通道成矿的特点，但是我们对于通道成矿系统的理解也是在逐渐的深入，目前图拉尔根在探测深度范围内出现了深部尖灭，目前所有研究工作开展的目的都应该围绕是否有可能存在深部“尖灭再现”这一问题来开展。

3、对图拉尔根今后研究及找矿工作的几点粗浅建议
图拉尔根铜镍矿床尽管深部找矿工作的紧迫性还不是太强，但在现阶段就开展深部找矿工作研究也十分有必要，且相对于国内外其它典型矿床而言，图拉尔根铜镍矿床的研究程度仍相对较低，因此有必要在今后与科研单位合作开展更深入的研究工作，且研究工作应以贵公司未主导，以找矿实践中具体的问题为重心开展相应的研究工作，而不仅仅是研究矿床的硫化物熔离机制、分离结晶过程、同化混染程度等无关紧要的内容，要明确研究的目的是为了深部找矿服务的，且研究过程中应充分开展野外地质现象的考察与总结。

关于今后工作个人有以下几点粗浅的认识：
（1）首先明确铜镍矿床是典型的岩浆矿床，且图拉尔根矿床的地质特征也表明矿体与岩体密切相关，所以岩体找到了矿体也就找到了；但问题是利用何种方法推测岩体的延伸部位。

在此，建议有必要和研究单位合作，进一步总结岩体各岩相的分布规律，并对典型钻孔开展系统的矿物学（橄榄石、辉石、磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿）的微区研究工作，通过追索岩相的变化，推测深部是否仍存在岩体。

（2）成矿过程是物理和化学综合作用的结果，目前研究过程中我们更多的重视的是化学过程而忽视了物理过程，其实成矿元素的聚集与就位更多的与岩浆的物理过程密切相关。

该类矿床岩浆系统的物理过程也主要的强调的是流动分异和重力分异作用，硫化物珠滴的形态及向地性研究表明硫化物珠滴上升过程中具有一定的流动分异作用，同时就位后还存在一定的重力分异作用，且硫化物的就位可能和流动分异作用关系更加密切。

今后工作中，我们应对成矿元素Ni、Cu 及Ni/Cu比值进行更系统的总结，总结成矿元素及相关比值的变化规律，同时尤其需要选择典型钻孔开展系统的Ni、Cu、S等的分析，在100%硫化物基础上总结成矿元素的变化规律，为深部找矿提供成矿元素变化依据。

（3）已有研究成果表明，大型-超大型铜镍矿床在深部岩浆房内都的存在多期次的后续岩浆的贯入，这为形成大型-超大型矿床提供了物质基础。

目前如何确定是否存在多期次岩浆事件更多的从矿物学角度出发，如橄榄石的Fo和Ni 的变化特征、铂族元素的变化特征等，这些都需要进行系统的研究，但是目前图拉尔根都还未开展，今后有必要开展这方面的研究工作。

（4）目前深部找矿工作，重点是解决是否存在深部岩体/矿体“尖灭再现”的现象，如果存在，深部的矿石品质可能会好于目前已发现的矿体，同时依据国外一些典型矿床的勘查经验，我们也应重视深部岩体是否存在分支的现象。