王 恒

（新疆地矿局第六地质大队，新疆 哈密 839000）

塔里木克拉通泛指新疆塔里木盆地的外缘区域，向北与中天山南缘深断裂带相连，向东则直接接壤阿尔金山的核心断裂地带。整个克拉通地区的内部结构与中新元古界的沉积作用区域类似，仅能在边缘位置处出现较为小强度的陆缘沉积行为。该地区的矿床基底起源于新元古代晚期至晚古生代早期阶段，包含碳酸盐岩等多种海相沉积岩体，且所有矿床也基本表现为山前坳陷型的沉积作用形式，这一特质的形成也与西部海侵行为的出现具有直接联系。近年来，随着国家矿体开采需求量的增加，以镍矿为首的各类金属矿床也逐渐成为稀缺材料，据地质报告显示，塔里木克拉通东北缘地区分布着大量的镍矿矿带，为更好满足相关部门对于镍矿矿石的采掘需求，针对该地区的成矿过程及相关控矿因素展开研究。

1 镍矿成矿过程研究

1.1 岩浆的起源与演化分析

分析塔里木克拉通地区的矿床发展报告可知，东北缘区域的镍矿主要来源于地表岩石层的软流圈熔断作用，且随着基层矿床的不断沉积，这种熔断作用的表现形式也在逐渐增强。通常情况下，掺杂于镍矿矿床中的铜矿类物质具有与镍矿矿石相同的熔融程度，这也是导致二者物化性能水平始终保持高度相似的主要原因。在过去几百年、几千年甚至更长的时间里，塔里木克拉通东北缘地区的外界成矿因素不断变化，特别是高温、干燥等条件，更是极易造成高活性火山的喷发，从而导致岩浆的持续外流。随着风力侵蚀作用强度的增大，这些岩浆一部分自然形成了石灰岩等坚硬的岩土类矿石，另一部分则在风力及自然土体的打磨下，逐渐具备了一定的金属光泽，也就是上文所述的镍矿类矿石的基础矿床。

1.2 矿床熔离程度

塔里木克拉通东北缘地区的镍矿矿床大多属于一种特殊的岩浆熔离型矿床，所谓岩浆熔离型矿床是指在高温作用下，逐渐形成的均匀岩浆熔融体，当外界温度及物理压力值开始不断下降时，岩浆熔融体可被分离成两种或两种以上互不相熔的新型熔融体矿石，并在堆积作用下逐渐形成稳定的金属类矿床，如镍矿。在熔离作用的影响初期，未被硫化的镍矿矿石主要呈现乳浊状或小珠滴状，且能够稳定分散于悬浮型的硅酸盐类物质熔浆之中。随着沉积作用时间的延长，这些小珠滴慢慢汇集在一起，并逐渐形成较大的硅酸盐类矿石物质。由于其自身物理重量较大，大部分镍矿矿石在尚未冷凝状态下，就会自发向着岩浆渊中心不断沉积，当达到一定厚度水平后，就会形成条状或似层状的镍矿矿体。经过后期构造应力挤压作用后，熔离程度较高与熔离程度较低的矿石都会被过滤出去，并在周围先期结晶的母岩岩体裂隙中等待岩浆的下一次覆盖，并最终成为全新的镍矿矿床。

图1 熔离程度较低适中的镍矿矿石

1.3 氧逸度对成矿速度的影响

氧逸度可解释为有效的氧分压系数，在已知矿床熔离程度的情况下，氧分压数值越大，与矿石结构匹配的硬度系数值也就越大。对于镍矿一类的岩浆型成矿岩体来说，氧逸度系数值的大小能够直接决定矿石所表现出的物化性能。对于熔离程度较高的镍矿矿石来说，氧逸度数值越大，矿床的成矿速度也就越快，这类型镍矿矿石的适应性能力相对较差，单体矿石极易损坏，只有在岩石量达到一定的数值水平后，才能发挥出镍矿矿石的实用性价值。对于熔离程度较低的镍矿矿石来说，氧逸度数值越大，矿床的成矿速度也就越慢，这类型镍矿矿石的物理承力水平相对较差，但光泽度水平较高，可被用于磨至或加工各类型金属型装饰物。对于熔离程度低适中的镍矿矿石来说，氧逸度数值只能对矿石的软硬度水平造成影响，一般情况下，成矿初期的岩浆温度值越高，镍矿矿石的硬度水平也就越高，反之则越低。

2 镍矿控矿因素分析

2.1 矿床成因

根据侵入期次基性条件的不同，可将塔里木克拉通东北缘镍矿矿床的成矿情况分为如下六个时期：第一时期也叫最早的镍矿矿床控矿周期，该时期的镍矿矿床能够较好抵御含钛、含铁岩体对底层矿石侵入作用。第二时期也叫涌动侵入时期，该时期的镍矿矿床能够精准分辨含磁铁类矿石所处的实际位置，并可在后续沉积作用下，将这类型杂质物质逐渐累积到镍矿矿床表面，以便于后期开采的直接去除。第三时期为涌动侵入的深入发展时期，该时期的镍矿矿床中包含大量的基性岩体，但其物化性能相对较为薄弱，仅有一部分脉状超基性岩具有出露能力，且大多数均为辉石岩。第四时期为涌动侵入的最终发展时期，除核心镍矿矿床外，外部缓坡处的镍矿矿石也具备了一定的出露能力，可与含铜镍矿岩体一起，在镍矿矿床表面形成一层坚硬的岩石外壳。第五、第六时期为矿床稳定时期，该时期镍矿矿床中的矿石完全为基性与超基性岩体，且其出露能力也已经达到了一定的强度水平。

图2 不同时期的镍矿矿床成矿情况

2.2 地层特征

塔里木克拉通东北缘镍矿矿床出露地层部分矿石的主要成分为中元古界长城系的古硐井岩群型古老变质岩，其中所有岩石均富含足量的钙类物质。从所处地层深度条件来看，古硐井岩群下岩组矿石的物化特性与细粒石英片岩相似，大多数表现为灰岩或具有斑点状红柱石的黑云母片岩。对于镍矿矿床来说，灰岩、母片岩所处的地层相对较高，其坚硬度水平较小，但抗压性能力极强，能够承载地面表层镍矿矿床的物理压力，并为其提供反向支撑作用。但在更深一层的地下岩石组织中，古硐井岩群上岩组矿石的分布形式相对较为零散，由于岩浆对矿床造成的熔离影响相对较大，所有后期侵入的岩体都只能存留于辉长岩中，而这些岩石经过长时间的累积作用只能形成矽卡岩或大理岩，并不具备直接成为镍矿矿床的能力，因此为对镍矿矿床进行有效控制，应特别注意矿床底部古硐井岩群上岩组矿石所处的具体地层位置及其所表现出的物化特征。

2.3 矿体特征

据现有资料显示，塔里木克拉通东北缘镍矿矿床中的矿石大多符合隐伏矿体判定条件，常与铜、钴等金属性岩石伴随出现。通常情况下，这类型矿床大都位于岩体底部或接近岩体底部的位置处，且总是保持悬浮状产出状态，而作为主要开采物质的镍矿石则主要分布在矿床底部或矿床与围岩相接触的部位。从矿体特征的角度来分析，镍矿矿床围岩中包含一定量的伊丁石、绿泥石、蛇纹石、纤闪石与绢石，随外界风力冲刷作用强度的增大，这些岩石可出现局部细脉浸染状的变化，而随着作用时间的延长，浸染产物会形成一种膜状保护成分（其物化性能类似孔雀石），这也是矿床底部镍矿矿石在开采过程中不会出现严重破损的主要原因。但值得注意的是，一部分矿床围岩中还有可能存在硫化物，如磁黄铁矿、镍黄铁矿等，这类型物质大多呈现星点状或细脉浸染状，但由于矿体特征并不十分明显，因此在镍矿控矿过程中极易被忽略。

2.4 找矿标志

为加强人为因素对塔里木克拉通东北缘镍矿成矿能力的影响强度，可将整个矿区分为左右两个断裂部分。其中，左断裂部分为深源物质上升提供通道，并可使镍矿矿石成岩提供良好的构造条件。大多数镍矿矿石形成于基性岩体的环状裂缝中，具有良好的成矿与储矿能力，特别是在岩浆熔离作用的影响下，这些矿石能够快速出露到矿床表面，这也是镍矿找矿的最明显标志。右断裂部分主要为辉长岩岩基，虽含有一定量的镍矿矿石，但因平均含量水平较低，因此具有较大的开采难度。对于塔里木克拉通东北缘镍矿找矿来说，应当以超基性岩体作为参考条件，在确保出露矿石具有正常表现颜色的情况下，针对该区域及该区域下部的矿石进行深度挖掘，再对所获矿石进行分离处理，从而获得大量的镍矿矿石，完成最初的找矿与控矿任务。

3 结语

从长远发展的角度来看，镍矿开采应是一项可持续性勘探任务，需要在矿体采掘的同时，注重对周边及矿区内生态环境的保护，一方面对地层特征进行有效保护，另一方面也可较好适应矿石类物质的成矿特性。因此为实现对镍矿成矿过程的精准探究，应对塔里木克拉通东北缘地区开采出的矿石特性进行分析，再借助各项精密仪器，探索矿区内部的具体控矿因素，最后按照矿床下部矿石的熔离程度标准，实现对找矿标志条件的定义与研究。