雪峰山地区长界岩浆硫化物镍矿成矿地质特征——与桂北宝坛地区类比研究

邹 源，杨 斌，岑 敏

（1. 中南大学地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083；2.湖南省地质调查院，湖南 长沙 410116）

长界镍矿位于湖南省通道县甘溪乡长界村，是湖南雪峰山地区唯一已知的与基性-超基性岩有关的岩浆硫化物镍矿床，但是矿化较弱，为低品位镍矿。该矿床是20世纪60年代初由湖南冶金地质勘探二三九队发现，而后湖南冶金地质二三七队、二三五队、二四五队和湖南冶金地质研究所等单位先后在该区对耐火橄榄岩及镍矿均开展找矿评价和研究工作，取得了一定的地质效果[1]。2007年长界地区在开采耐火橄榄岩矿过程中，补充施工了少量探槽及钻孔，发现低品位镍矿的开采价值远高于橄榄岩矿，所以转采镍矿资源（湖南中大勘测设计研究院，2008）。近年来，围绕华南前寒武纪壳-幔相互作用及全球超级大陆重建，在江南造山带湖南段开展了少量的中-新元古代基性-超基性岩的岩浆演化与大地构造背景研究，主要在通道、古丈、洪江、中方及湘东北浏阳等地（郑基俭等，2001；贾宝华等，2004；周金城等，2005；2009；Wang et al.,2006;Zhou et al.,2007；张春红等，2009；王艳楠等，2014；寇彩化等，2017），对长界地区基性-超基性岩体也开展了少量的岩体地质研究工作。但是，相关的地质科研工作关注点多放在了岩浆演化及其与Rodina超大陆的聚合-裂解关联上，对镍矿成矿机制及基性-超基性岩浆作用-构造背景之间可能的关联很少关注（石少华等，2018）。

桂北宝坛地区铜镍硫化物矿床自20世纪70年代发现开始，前人对其做了大量的研究工作，如岩体年代学、岩石学、同位素地球化学等，对矿床成因、成矿模式等均有了较深刻的认识，成矿成岩特点与金川、赤柏松、力马河基本相同。宝坛地区与长界地区相毗邻（图1），且与长界镍矿位于同一岩浆构造带上。但是，宝坛地区找矿进展远远超前于长界地区。本文在前人工作基础上，结合最新研究成果认识，希望通过本次类比研究，形成的认识有助于长界地区实现找矿突破。

1 长界镍矿地质特征

位于江南造山带雪峰弧形构造带的西南段，构造以北东-北北东向的甘溪-凉亭界深大断裂为主导。区内岩浆岩仅有以岩墙形式沿深大断裂次级断裂所侵入的新元古代基性-超基性岩体[2]。因后期断裂影响，呈近南北向的“N”字形展布。总体上各自呈长条状展布，带宽70m～300m。据其岩性特征，可分为四种岩相：基性岩-辉长辉绿岩相；超基性岩-辉石岩相、辉石橄榄岩相、橄榄岩相。平面上显示了较完整的结晶分异序列，由边部到中部，辉绿岩→辉石岩→辉石橄榄岩→橄榄岩（图2）。整个基性—超基性岩墙两侧无论前述哪种侵入序列，都有钠长英板岩出现，说明岩体之围岩蚀变特征相同[3]。因此认为区内岩相分带属同期不同序次产物（湖南中大勘测设计研究院，2008）。

图1 长界镍矿床与宝坛地区铜镍矿床位置图（地质背景图据周鼎武等，2002）

图2 长界镍矿区地质略图（据湖南省地勘局413队，1978；及湖南中大勘测设计研究院，2008修改）

镍矿主要赋存于橄榄岩中，次为辉石橄榄岩，辉石岩中少见，而辉长辉绿岩中基本不存在镍矿。岩石中橄榄石成分越高，矿化越强，矿化富集地段主要分布在橄榄岩带较厚地段。含矿岩体蛇纹石化、碳酸盐化、闪石化及绿泥石化显著。

目前，共圈定出了三个镍矿体，其中II矿体为隐伏矿体。Ⅰ矿体厚16.8m，长114.0m，镍品位0.048%～0.60%，平均0.51%。Ⅱ矿体厚7.84m，长31.4m，镍品位0.032%～0.46%，平均0.36%。Ⅲ矿体厚4.70m，长60m，镍品位0.042%～0.51%，平均0.39%。

矿石矿物成分：矿石的金属矿物主要为镍黄铁矿，次为紫硫镍铁矿、针镍矿、黄铜矿、磁黄铁矿等；非金属矿物主要为橄榄石，次为辉石、蛇纹石、绿泥石、滑石、方解石、白云石及云母等[4-6]。

矿石结构以自形晶、半自形晶为主，它形粒状结构为次，尚见有交代溶蚀结构。矿石构造主要为块状构造和浸染状构造。

2 与桂北宝坛地区类比

2.1 宝坛地区成矿特征

桂北宝坛地区与通道长界地区毗邻，位于广西罗城县，大地构造位置同样位于江南造山带雪峰弧形构造带的西南段。中元古代末四堡运动使蛇绿岩套遭受强烈挤压，形成一系列近EW向的紧闭复式褶皱，同时形成以四堡断裂为主干的NNE向断裂构造，成为区内主要的控岩、控矿构造。前人工作在元古代浅变质岩、基性-超基性岩体及花岗岩体内及其内外接触带发现了大量的Cu、Ni、Sn、Pb-Zn、PGE、Au及U等金属矿床点，其中，Cu-Ni矿床点有近20处，代表性的有大坡岭、清明山、满洞及一洞等。

赋存铜镍矿化的基性-超基性岩体，岩相分带明显，从岩体上部到下部可划分出闪长岩→辉长岩、辉长辉绿岩→辉石岩→辉橄岩、橄榄岩等岩相; 按岩性组合可以分为 3 种类型∶ 橄榄岩-辉石岩-辉长岩-闪长岩; 橄榄岩-辉石岩-辉长辉绿岩; 辉石岩-辉长辉绿岩。

铜镍矿床( 化) 与基性-超基性侵入岩体关系密切，多分布在基性-超基性侵入岩体底部( 橄榄岩相、辉石岩相)约0.5m～15.0m范围内，由超基性岩浆熔离作用形成，矿石主要由浸染状矿石组成，局部有岩浆深部熔离作用形成的块状、脉状铜镍矿石分布；浸染状分布的铜镍矿(化)体镍品位0.2%～0.5%，铜0.10%～0.3%；贯入型的脉状铜镍矿体镍品位一般在1%以上。

矿石类型主要为三种：斑杂状矿石、浸染状矿石及块状矿石。矿石的主要组成矿物为磁黄铁矿和镍黄铁矿，还有黄铜矿、黄铁矿、辉钴矿、辉铁镍矿及紫硫镍矿等。

2.2 类比分析

与基性-超基性岩有关的岩浆硫化物型矿床是全球镍钴铜及铂族元素等资源的重要来源，国内外同类型矿床找矿取得了很大进展。就全球范围而言，既已发现的大型-超大型基性-超基性岩矿床主要集中分布在俄罗斯、澳大利亚、加拿大、中国、南非、美国和其它几个有限的地区（Naldrett,1999）。此类型矿床基性岩浆具多期侵入特征，且存在较完整的岩浆结晶分异序列，岩体即矿体、矿化体，且矿/化体发育于辉长岩→橄榄岩基性程度高的岩相分带中（宋谢炎等，2005；2012）。另外，此类矿床只可能形成于岩浆活动较强烈的地质部位，特别是沿深大断裂分布的岩体。因此，本文主要对长界地区及宝坛地区岩体地质特征及矿体地质特征进行对比。

2.2.1 含矿岩体成岩地质特征

长界镍矿及宝坛地区铜镍矿均为岩浆硫化物型矿床，二者岩体地质特征见表1，从表中可以看出二者的异同。

可以看出，长界地区与宝坛地区岩体具有相似的成岩地质背景，二者均多以岩墙形式侵入，岩石地球化学、微量元素、稀土元素特征也相似。不同的是，长界地区构造相对简单，仅有一条深大断裂；岩浆活动相对较弱，基性-超基性岩体仅有一次侵入，以辉长辉绿岩-辉石岩-辉石橄榄岩-橄榄岩为岩石组合类型。宝坛地区构造较发育，有多条深大断裂；岩浆活动较强烈，二次侵入层状杂岩体，基性岩体数量多，且出露有大面积花岗岩，以橄榄岩-辉石岩-闪长岩为主要岩石组合类型。

表1 长界岩体与宝坛地区岩体地质特征对比

2.2.2 矿体地质特征对比

长界镍矿及宝坛地区铜镍硫化物矿体地质特征见表2。

表2 长界镍矿床和宝坛铜镍矿体地质特征对比表

可以看出，长界地区虽与宝坛地区毗邻，但宝坛地区矿床规模已达中型，找矿效果远远好于长界地区。二者均为岩浆硫化物矿床，具有相似的成矿模式，成矿以就地熔离结晶分异成矿方式为主。不同的是在长界地区矿种单一，主要为镍矿，矿石主要为块状矿石及浸染状矿石，成矿作用为地熔离结晶分异成矿。宝坛地区矿种主要为铜镍矿，次为钴矿；矿石主要为浸染状矿石、脉状块矿，成地熔离结晶分异成矿方式为主，部分矿床有深部熔离-贯入成矿作用。宝坛地区铜镍矿化物成矿作用方式要多于长界地区。

3 结论

（1）长界岩浆硫化物矿床含矿岩体分带明显，可初步划分出四种岩相，分别为辉长辉绿岩相、辉石岩相、辉橄岩相及橄榄岩相。矿体主要产于橄榄岩中，次为辉橄岩中。岩石中橄榄石成分越高，矿化越强，矿化富集地段主要分布在橄榄岩带较厚地段。成矿作用为就地熔离结晶分异成矿，其形成的动力学机制很可能是裂谷作用导致新元古代软流圈物质上涌。

（2）类比长界矿床与宝坛地区铜镍硫化物矿床，认为二者具有相似的成岩成矿地质背景，长界地区工作程度较低，找矿潜力较大。总体而言，长界地区构造相对简单，岩浆活动相对较弱，矿种单一，成矿方式单一。宝坛地区构造相对发育，岩浆活动相对较强，矿种多且相对较富，成矿方式相对复杂。

（3）对于岩浆硫化物矿床，岩浆活动是成矿物质的主要来源，含矿岩体具有多次岩浆补充的特征，该类矿床只可能形成于岩浆活动较强烈的部位。长界地区找矿工作应重点关注深大断裂附近、并且岩浆活动相对强烈的超基性岩体。