東天山是我國繼甘肅金川之后的第二鎳資源集中區(qū)和最具銅鎳找礦前景的地區(qū)之一。目前正面臨鎳資源枯竭，生產(chǎn)能力呈現(xiàn)逐年下降態(tài)勢，急需探礦增儲，保障基地資源安全。“新疆東天山中段有色金屬基地綜合地質(zhì)調(diào)查”項目，為自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局首批部署的4個礦產(chǎn)資源基地綜合地質(zhì)調(diào)查試點項目之一，歸屬于“礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用”工程，由北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院承擔(dān)。項目周期為2016—2018年。主要目標(biāo)任務(wù)是貫徹礦產(chǎn)資源基地資源、環(huán)境、開發(fā)利用“三位一體”綜合地質(zhì)調(diào)查，支撐基地找礦突破和綠色礦業(yè)發(fā)展。其主要工作任務(wù)之一是系統(tǒng)總結(jié)區(qū)域成礦規(guī)律，開展典型礦床研究，建立成礦模式；開展重點地區(qū)1∶50000礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查，評價資源潛力，提交找礦靶區(qū)，支撐找礦突破；為東天山銅、鎳、鉛鋅勘查開發(fā)基地的建設(shè)和規(guī)劃布局提供資源支撐和對策建議。本次工作在成礦地質(zhì)體、成礦規(guī)律、剝蝕程度等方面取得了新認識，建立了找礦勘查預(yù)測模型，支撐了找礦新發(fā)現(xiàn)。

二成果簡介

（ 1）取得成礦規(guī)律新認識，引領(lǐng)銅鎳找礦。以往研究認為東天山地區(qū)銅鎳礦空間上主要沿康古爾斷裂帶和阿其克庫都克斷裂帶分布，且主要產(chǎn)出于鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)雜巖體內(nèi)。本次工作認為早二疊世巖漿型銅鎳礦跨構(gòu)造單元、成群成帶集中產(chǎn)出，鎂鐵質(zhì)雜巖體也是重要的成礦巖體。

圖1  東天山區(qū)域構(gòu)造及礦產(chǎn)地質(zhì)圖1—早二疊世火山-沉積巖；2—早二疊世鎂鐵-超鎂鐵雜巖體；3—早二疊世鎂鐵質(zhì)雜巖體；4—蛇綠巖塊；5—斑巖銅礦；6—金礦；7—VMS/火山熱液銅多金屬礦；8—銅鎳礦；9—鎢鉬礦；10—鉛鋅礦11—鐵礦；①—卡拉美麗斷裂；②—康古爾斷裂；③—雅滿蘇斷裂；④—阿其克庫都克斷裂；⑤—卡瓦布拉克斷裂；I—大南湖-哈爾里克島弧帶；II—康古爾混雜帶；III—雅滿蘇島弧帶；IV—中天山；V—南天山；VI—塔里木板塊

區(qū)域成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。東天山地區(qū)發(fā)育大量的早二疊世火山巖和鎂鐵質(zhì)（ —超鎂鐵質(zhì)）雜巖體（圖1），系統(tǒng)地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)和地球化學(xué)研究顯示二者是同一構(gòu)造巖漿結(jié)晶分異多期次噴發(fā)和侵入的產(chǎn)物。①基地內(nèi)早二疊世幔源火山巖和侵入巖主要沿著近東西向、北西向、南北向和北東向的斷裂產(chǎn)出，具有較為明顯的伴生關(guān)系。②基地內(nèi)鎂鐵質(zhì)（ —超鎂鐵質(zhì)）雜巖體侵入的最新地層為石炭系，鋯石U-Pb同位素定年結(jié)果顯示其形成時代集中在278~289Ma，與東天山東段黃山-鏡兒泉和白石泉銅鎳成礦帶鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)雜巖體成巖成礦時代一致（269~285Ma），也與基地及吐哈盆地內(nèi)大規(guī)模早二疊世火山巖成巖時代一致（275~285Ma）。③基地內(nèi)早二疊世火山巖，包括橄欖玄武巖、玄武巖、粗玄巖、安山巖、安山質(zhì)英安巖、英安巖，以及少量的輝長（輝綠）巖體和巖脈，具有連續(xù)演化的特征。雜巖體和玄武巖中橄欖石的Ni含量為360×10-6~1710×10-6，明顯低于未分異的含飽和硫化物的巖漿中橄欖石Ni正常含量（2500×10-6），顯示出該區(qū)巖漿曾發(fā)生過不同程度的分異 。④地球化學(xué)研究顯示區(qū)內(nèi)早二疊世火山巖和鎂鐵質(zhì)雜巖體在主量、稀土和微量元素具有很好的線性關(guān)系，是同一巖漿結(jié)晶分異的 產(chǎn) 物 。總 之 ， 早 二 疊 世 幔 源 巖 漿巖是以噴出相和侵入相兩種方式產(chǎn)出，這 非 常 有 利 于 形 成 通 道 型 巖 漿 銅 鎳 硫化物礦床。

侵入巖相高度演化有利于成礦。區(qū)內(nèi) 二 疊 紀 鎂 鐵 （ — 超 鎂 鐵 ） 質(zhì) 雜巖 體結(jié) 晶 分 異 好 、 多 期 次 貫 入 。如 發(fā) 現(xiàn) 的月 牙 灣 中 型 銅 鎳 硫 化 物 礦 床 ， 含 礦 雜巖體（0.53km 2）具有雜巖體特征，巖性 組 合 含 橄 欖 輝 長 巖 、 輝 石 橄 長 巖 、粗 粒 輝 長 巖 、 細粒 輝 長 巖 、 橄 長 巖 、淡色輝長巖、斜長巖（閃長巖）等10余相，具有多期次逆序侵位的特征，即早期侵位的巖相/巖石單元基性程度相對較低，含礦橄欖輝長巖相位于巖體底部，為最晚一期侵入巖相。巖體SiO2含量為45.79%~52.06%，m/f比值為1.58~2.73，屬于鐵質(zhì)系列，巖體各巖相地球化學(xué)特征顯示較好的線性關(guān)系。工作區(qū)剝蝕程度低，深部找礦潛力大。東天山地區(qū)是軟碰撞造山帶，不同地區(qū)剝蝕程度變化大。工作區(qū)發(fā)育大量早二疊世火山巖和鎂鐵質(zhì)雜巖體，黃山銅鎳成礦帶二疊紀火山巖不發(fā)育，巖體以鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜巖體為主。而且工作區(qū)成礦元素是Cu>Ni，這都表明工作區(qū)剝蝕程度相對較低，這也與工作區(qū)內(nèi)大南湖島弧帶目前仍保存了斑巖和淺成低溫?zé)嵋撼傻V系統(tǒng)的地質(zhì)特征相吻合?？傊?，工作區(qū)剝蝕程度低，鎂鐵質(zhì)雜巖體深部具有巨大找礦空間。

（2）1∶5萬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)大量的找礦線索，提交6處找礦靶區(qū)。在以上新認識的指導(dǎo)下，結(jié)合新疆地勘基金項目深部驗證，首次在大南湖島弧帶內(nèi)新發(fā)現(xiàn)了月牙灣中型銅鎳礦（圖1），這也是東天山地區(qū)首次在鎂鐵質(zhì)雜巖體中發(fā)現(xiàn)的銅鎳礦。在此基礎(chǔ)上，新發(fā)現(xiàn)了洪湖灣、平臺山、沙爾湖、沙海、沙山銅鎳找礦靶區(qū)5處及含銅鎳礦化基性—超基性雜巖體30余個，極大地拓展了東天山地區(qū)銅鎳找礦空間。資源潛力評價顯示基地內(nèi)發(fā)現(xiàn)的鎂鐵（ —超鎂鐵）質(zhì)雜巖體具有與黃山-鏡兒泉銅鎳礦帶同等量級的銅鎳找礦潛力（240萬t），有望引領(lǐng)東天山銅鎳礦找礦新方向。

（3）同步開展靶區(qū)地質(zhì)環(huán)境、開發(fā)利用條件調(diào)查與評價，示范形成戈壁荒漠景觀區(qū)礦產(chǎn)勘查綜合地質(zhì)調(diào)查樣板。同步實施基于“本底”和“小流域”靶區(qū)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，查明靶區(qū)地質(zhì)環(huán)境本底為戈壁荒漠景觀，動植物匱乏，地表水和地下水量貧乏，區(qū)內(nèi)Cu、Ni、Cr、Co等元素背景高?？辈殡A段主要環(huán)境地質(zhì)問題為槽探施工挖損了地表，破壞了礫幕層，易造成揚沙現(xiàn)象，可以通過探 槽 及 時 回 填或 “ 以 鉆 代 槽 ” 實 施 最大 限 度 降 低 勘 查 階 段 對 環(huán) 境 的 擾 動 和影響，實現(xiàn)綠色勘查。同步開展開發(fā)利用條件調(diào)查，查明影響基地礦業(yè)開發(fā)的“水”“電”“路”等主要外部因素現(xiàn)狀，分析認為現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，能有效地滿足基地內(nèi)勘查與初級開發(fā)階段的需求。完成了與區(qū)帶內(nèi)典型黃山銅鎳礦技術(shù)經(jīng)濟對比，礦體主要賦存在基性程度高的橄欖輝長巖相內(nèi)，屬于易采型。礦石主要為浸染狀、塊狀等構(gòu)造，細粒結(jié)構(gòu)，金屬礦物主要為硫化物（圖2），屬于易選型。銅、鎳屬大宗礦產(chǎn)資源，市場需求旺盛，經(jīng)濟可行。初步構(gòu)建品位-價格動態(tài)盈虧平衡模型，促進找礦勘查。建議加大勘查工作投入，開發(fā)利用前景較好，社會經(jīng)濟效益明顯。

三成果意義

銅鎳成礦規(guī)律新認識支撐項目首次在大南湖島弧帶、鎂鐵質(zhì)雜巖體中取得了找礦突破，擴大了銅鎳找礦空間、拓展了找礦地質(zhì)體，支撐了銅鎳找礦新進展。同步查明了靶區(qū)環(huán)境本底和開發(fā)利用條件，支撐了后續(xù)勘查開發(fā)工作，示范形成戈壁荒漠景觀區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查樣板。（北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院呂曉強供稿）