新疆坡北地区镍铜硫化物矿床综合找矿信息分析与成矿预测

发布时间：2020-11-19 22:02

　　 新疆坡北地区是我国重要的铜镍储备基地,区内先后开展了多轮矿产勘查和成岩成矿规律研究,已发现有坡一超大型、坡十中型、罗东小型、坡东小型、坡三小型镍铜矿及多个镍铜矿点。目前区内已积累了大量的基础地质、地球物理、地球化学资料,在成矿模式研究上也取得了重要进展,但目前坡北地区镍铜矿综合找矿模型的研究还是空白,进一步的找矿工作缺少理论指导。本文旨在详细的野外地质调查和多源信息综合分析的基础上,以岩浆型铜镍硫化物矿床成矿理论为指导,从典型矿床、坡北成矿带、新疆北山三个尺度系统总结区内镍铜矿的控矿因素和成矿规律,归纳找矿地质条件和找矿标志,构建地物化遥综合找矿模型。最后对坡北地区进行成矿远景区预测,圈定找矿靶区。研究取得主要认识及成果有:(1)坡北及邻区铜镍矿的成矿模式为“深部熔离+就地熔离多期次脉动成矿”,其控矿因素为构造和岩浆岩。岩浆岩是直接控矿因素,构造通过控岩间接控矿。(2)新疆北山地区镍铜矿的形成和分布受到区内晚石炭-二叠纪镁铁-超镁铁岩岩浆岩的控制。坡北地区找矿岩体条件为具有成矿潜力的超镁铁岩产出处,也即在找铜镍矿之前先要找到成矿超镁铁岩。主要表现为五个方面:(1)镍铜矿的矿化类型受岩浆成分控制,辉橄岩成矿最好;(2)矿体空间分布受岩浆通道控制,即矿体多产于赋矿超镁铁岩底部;(3)成矿时间受岩浆活动阶段控制,即赋矿岩相为岩浆活动最晚旋回最晚期的超镁铁岩;(4)岩浆活动的物理化学条件控制成矿,适量的地壳混染有利于成矿,成矿规模最大的坡一超镁铁岩的混染程度小于坡北杂岩体的橄榄辉长岩,大于罗东的橄榄辉长岩;(5)岩浆活动控制着成矿物质迁移分配,主要表现为岩浆中橄榄石、辉石的分离结晶导致硫饱和,同时硫化物熔离导致剩余岩浆和早期结晶橄榄石中的Ni富集到硫化物中成矿。(3)坡北地区找矿构造条件为有二级断裂产出处,具体为矿床、矿点与二级断裂的距离10km。构造控矿主要表现为区域性构造控制成矿带的形成和分布,也即红柳河-依格孜塔格一级断裂是母岩浆上侵通道,白地洼-淤泥河二级断裂是派生岩浆的上侵通道,也是导矿容矿构造,岩浆房位于一级断裂和二级断裂的交汇处。(4)坡北地区找矿地质条件中大地构造区位条件优越。地壳深部结构反演显示,新疆北山裂谷在岩石圈地幔可导通至塔里木盆地,结合区内镁铁-超镁铁岩、暗色岩墙的岩浆源区偏向于塔里木地幔源区,显示塔里木地幔柱为区内铜镍矿母岩浆源区提供了物质和能量。(5)研究区预查阶段应以找成矿超镁铁岩为主,普查阶段以找镍铜矿体为主。相应的找镍铜矿体的地质找矿标志中直接标志有:(1)地表标志:孔雀石化、镍华或铁帽;(2)矿石类型:浸染状矿石,贯入式硫化物矿体;(3)矿物学标志:镍黄铁矿。地质找矿标志中间接标志有:(1)辉橄岩、橄榄岩发育;(2)特殊地形:杂岩体内负地形盆地;(3)地表标志:伊丁石化;(4)蚀变标志:蛇纹石化。同时,汇总坡北地区成矿岩体的判别标志:(1)成岩时期:晚石炭世-二叠纪;(2)岩体分布:与二级断裂的距离10km;(3)侵入序次晚:较少被岩脉穿插,环形构造的边部;(4)母岩浆成分:母岩浆为高温高MgO的拉斑玄武岩;(5)岩浆混染程度为5%;(6)岩浆硫饱和,橄榄石中Ni亏损;(7)矿物学标志:磁黄铁矿,含水矿物出现;(8)矿物化学标志:橄榄石Fo80。(6)地球物理找矿标志为高磁异常、低重力异常、低电阻率异常,用以指示超镁铁岩。在成矿远景区预测中以找超镁铁岩主,在矿区勘探中以解析赋矿超镁铁岩的深部结构为主。物探的。(7)地球化学找矿标志为成矿元素Ni主要和Co、Cu、S、Se、Te、Bi、Fe伴生,原生晕表现为Te→Fe、Co、Cu、Ni、S、Bi→Se,其中最重要的前缘晕元素为Se,Se在地表有次生富集;Ni与Mg正相关,与Ti、Ca反相关则是受造岩矿物的组合控制;Ni与Ni/Co呈正相关性,可用Ni/Co的高值区指示高镍矿体;1:20万水系沉积物化探异常反映次生晕,可圈定成矿超镁铁岩发育的区域。(8)遥感找矿标志为遥感矿石含量反演信息,表现为高Si~-指数、低高岭土矿物含量和低碳酸盐矿物含量对应于镁铁-超镁铁杂岩,杂岩体内铁染蚀变矿物含量高值区对应于超镁铁岩。(9)构建了坡北地区铜镍矿地质-地球物理-地球化学-遥感综合找矿模型。并在综合找矿模型的指导下,结合数据驱动有价值变量筛选预测模型Elastic Net-Fuzzy WofE对坡北预测区进行成矿远景区定量预测,圈定2个A级靶区,1个B级靶区,2个C级靶区,为区内进一步找矿工作提供理论依据。(10)此外,橄榄石的Fo-Ni演化图解显示坡一主成矿期前母岩浆中有高Ni熔体的加入,这是坡一成矿规模相对大的关键。
【学位单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P612
【部分图文】：

图 1.1 1994-2018 年世界主要储量国家堆积柱状图图 1.2 1994-2017 年世界主要镍产量堆积柱状图中国4%美国0%澳大利亚26%俄罗斯10%南非5%其他国家9%2018年世界主要储量国饼状图5%1%9%7%10%11%9%2%2%3%7%2017年全球镍生产量分布

图 1.2 1994-2017 年世界主要镍产量堆积柱状图图 1.3 2018 年世界主要储量国家饼状图和 2017 年世界镍生产国镍生产量饼状图图 1.1-图 1.3 数据来自 USGS《mineral summaries》（1996-2018）中国4%美国0%澳大利亚26%巴西16%加拿大4%哥伦比亚2%古巴7%多米尼亚2%希腊6%印度尼西亚2%菲律宾7%俄罗斯10%南非5%其他国家9%2018年世界主要储量国饼状图中国 美国 澳大利亚巴西 加拿大 哥伦比亚古巴 多米尼亚 希腊印度尼西亚 菲律宾 俄罗斯南非 其他国家5%1%9%7%10%2%3%19%10%11%9%2%2%3%7%2017年全球镍生产量分布中国 美国 澳大利亚巴西 加拿大 哥伦比亚古巴 印度尼西亚 新喀里多尼亚菲律宾 俄罗斯 南非马达加斯加 危地马拉 其他国家

图 1.2 1994-2017 年世界主要镍产量堆积柱状图图 1.3 2018 年世界主要储量国家饼状图和 2017 年世界镍生产国镍生产量饼状图图 1.1-图 1.3 数据来自 USGS《mineral summaries》（1996-2018）中国4%美国0%澳大利亚26%巴西16%加拿大4%哥伦比亚2%古巴7%多米尼亚2%希腊6%印度尼西亚2%菲律宾7%俄罗斯10%南非5%其他国家9%2018年世界主要储
【参考文献】

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本文编号：2890497