吉林红旗岭铜镍矿床综合找矿模型的思考

孙雪峰

（吉林省有色金属地质勘查局六〇七队，吉林 吉林 132105）

1 红旗岭矿区地质背景

红旗岭铜镍矿床位于天山～兴盟地槽与华北地台接触带槽区，辉发河断裂之上，属吉林准褶皱带东南边缘转折处，位于吉林省中部磐石县境内，是我国主要的铜镍硫化物矿床之一。矿区内露出地层主要为下元古界呼兰群变质岩，矿床分布与辉发河断裂北西向次级断裂基本一致[1]。

该地区岩浆硫化物矿床分布较广泛，而铜镍金属矿主要存在于与岩浆活动有关的硫化物矿床中，因此该地区具有天然的铜镍矿资源开发优势。随着能源勘探、矿物产能工程的深入，通过长期的矿床勘探和开采，于矿床底部发现了规模较大的、层状分布的铜镍硫化物。伴生矿有黄铁矿、黄铜矿、铂族矿等主要矿物，其他少量伴生矿还有砷镍矿、磁铁矿、方铅矿、墨铜矿、钛铁矿、辉相矿等。矿区主要地质构造以断裂为主，北东向、北西向断裂交错纵横，褶皱构造发育不完全，对矿区地质特征影响并不显著。该地区主要构造为辉发河断裂，该断裂形成于加里东运动之后，矿区内主要分布着加里东期、海西期、燕山期岩浆活动相关火成岩，其中辉发河断裂及其北西向次级断裂为矿区的控岩控矿构造。区域内主要以太古界鞍山群变质岩为主，其次是下元古界呼兰群变质岩，剩下的主要为陆相砂、砂岩、砾岩等，距今最近的为火山活动后形成的玄武岩（喷出岩）。具有较高开采价值的矿层主要集中在呼兰群地层。岩体性质主要为黑云母片麻岩、云母片岩、大理岩、角闪片岩等。该地区岩层形成与岩浆活动密切相关，主要是在岩浆熔离作用下形成的镁铁质岩、超镁铁质岩，1号岩体赋存中型铜镍矿床，7号号岩体（斜方辉岩）赋存大型铜镍矿床。吉林红旗岭铜镍矿床在我国矿床勘探与开采作业中具有重要地位，合理、有效、科学、效率开发红旗岭铜镍矿床是推动我国矿业发展的重要环节。

2 矿体基本信息

该地区各类矿体中主要金属矿物为以下几种，黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、砷镍矿、方铅矿、墨铜矿、砷镍矿、磁铁矿、钛矿、辉相矿等。矿区内矿石构造主义为浸染状构造、斑点状构造、海绵状构造等，少数可见团块状构造、角砾状构造。根据矿体和周围岩体的形态、结构关系，可以将红旗岭铜镍矿床岩体矿体分为6中类型，分别是板状矿体、层状矿体、脉状矿体、纯硫化物矿体、上悬透镜状矿体以及囊状矿体。矿体的类型也能一定程度上反应矿体的空间形态特征和形成特点。

3 成矿过程分析

通过长期的矿产勘探作业，已经证实红旗岭铜镍矿床中，镁铁质岩、超镁铁质岩分布极为丰富，截至目前已经发现了至少三十处具备开采价值的镁铁质岩、超镁铁质岩矿床，矿区整体呈现北东向、北西向特征，矿区存在于断裂带或次级断裂带上，如赵家沟断裂、明德屯断裂等[2]。在实际的开采作业中一经发现，虽然该区域断裂带形成原因大同小异，均来源于早期岩浆活动，但是不同地区矿床的富集程度不同，这种情况与矿化作用无关，主要与岩浆活动时期侵入程度有关。

红旗岭铜镍矿床是典型的硫化物矿床，矿床深部有明显的岩浆熔离作用痕迹，根据现阶段红旗岭铜镍矿区地质研究以及地球科学相关理论，确定该地区成矿起源于岩浆活动，随岩浆活动地幔中成岩物质缓慢上升，在辉发河深大断裂带附近形成大面积成岩地区，沿次级断裂单持续发展，形成北西向、北东向两个断裂带方向上的矿田。上地幔中富含成矿物质的岩浆在熔离作用和重力效应下逐渐沉积下来，形成了自上而下的火成岩岩层，自上而下的岩层分层即今日所见的下层矿浆层、中层含矿或富矿岩层以及上层不含矿岩层。

旗岭铜镍硫化物矿床主要开采价值集中在矿底，整体开采价值较高，矿田规模较大，主要呈层状分布。通过对岩体的深入研究，发现矿体分布类型和地质活动有关，不同时期地质活动的强弱对矿物质形成有重要影响。

4 矿体综合信息

（1）地质信息。红旗岭铜镍硫化矿床主要含矿岩体为镁铁质岩和超镁铁质岩，岩体分异程度与含矿性呈正相关，含矿岩层主要为深部分异程度较高的橄榄辉岩、斜方辉岩、辉长岩等，分异程度较高的矿体大部分形成于海西期。红旗岭铜镍矿床中的镁铁质岩、超镁铁质岩矿化与矿区内地质构造密切相关，多位于北西向断裂、北东向断裂交错部位。从纵剖面上来说，北西向侧伏角由缓变陡的部分最容易聚集矿质，从横剖面上来说，岩体倾角由缓变陡的部分最容易聚集成矿。

（2）化学信息。对矿区内岩体矿体进行采样和化学分析，分析结果如下：固结指数40～80，长英指数15～40，镁铁指数20～40，岩体平均含矿性较好，固结指数和氧化物结合良好，岩体分异程度越高提示含矿性越高。

（3）地球化学信息。红旗岭铜镍矿区内岩体、矿体稀土元素特征较为鲜明，成岩、成矿物质均来源于上地幔，具有典型的轻稀土富集、重稀土亏损特征，轻稀土富集程度与岩体分异指数正相关，因此轻稀土富集特征越显著岩体含矿性越高，对镁铁质岩、超镁铁质岩岩体微量元素进行定量分析后，结果显示Cu、Ni、Co、Zn、S具有较强的矿物指示特征。

（4）物理信息。从红旗岭铜镍矿床已开采的矿体进行物理信息分析，结果发现含矿岩体相对重力较高，含矿程度越高，相对重力越高，含矿岩体平均密度较一般片麻岩高0.3g/cm3，含矿岩体表面电阻较低，整体在100欧姆～300欧姆之间，表面磁性较高，增加幅度在2000nT～300nT之间，因此含矿岩体基本物理特征应当包括表面低电阻、高磁力、高重力、整体密度偏高四项。

5 综合找矿模型构建

红旗岭铜镍矿床找矿模型构建对矿物勘探和开采具有重要价值，是合理开发矿藏的重要环节。基于上述研究分析和矿业作业生产实际经验，找矿模型应当基于以下思路构建。

首先，遵从地理学地质研究结果，沿辉发河股断裂带及其次级断裂带北西向、北东向交错部位（基于研究，两个次级断裂带交错地带附近更容易出现高价值矿藏）寻找海西期含矿岩体，然后再对海西期含矿岩体进行细致分析，包括矿岩化学信息分析以及物理信息分析，根据研究结果确定参数对矿岩进行筛选。

具体筛选参数如下：初级筛选：①海西期镁铁质岩、超镁铁质岩相辉岩、橄榄岩、橄辉岩。②处于成矿有利地带，辉发河断裂带北西向、北东向次级断裂交错地带。③具有鲜明的轻稀土富集，重稀土亏损特征。次级筛选：①岩体化学指数为固结指数40～80，长英指数15～40，镁铁指数20～40。②岩体构造有典型的侵入火成岩特征。③岩体具有表面低电阻、高磁力、高重力、密度偏高特点。④元素组合以Cu、Ni、Zn、S、Co为主。

结合以上初级筛选和次级筛选信息即可建立红旗岭铜镍矿区综合找矿模型，通过层层筛选条件可有效评价矿区内岩体含矿性，确定岩体开采价值，经信息查验后进一步确定各地区矿石开采价值，进而确定找矿靶区，在实际作业中进行最终验证。