新疆哈密市白石泉铜镍矿地质特征及找矿标志初探

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新疆哈密市白石泉铜镍矿地质特征及找矿标志初探
严 瑞
（新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队，新疆　库尔勒　８４１０００）
摘 要：
为提高新疆哈密市白石泉铜镍矿区内矿藏资源的开发程度，提出新疆哈密市白石泉铜镍矿地质特征及找矿标志初探研究。

首先详细研究矿区土层及结构，结合地球物理和化学特征，分析了矿区的地质特征，并结合对矿区成矿机理的分析结果，总结了适合该矿区找矿标志，以期为该矿区铜镍矿的寻找提供参考。

关键词：
白石泉铜镍矿；地质特征；成矿机理；找矿标志中图分类号：Ｐ６１８．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：
１００２－５０６５（２０２１）０７－００７０－２Geological characteristics and prospecting criteria of Baishiquan copper nickel deposit in Hami City, Xinjiang
YAN Rui
（Ｋｏｒｌａ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｂｕｒｅａｕ，　Ｋｏｒｌａ　８４１０００，　Ｋｏｒｌａ　８４１０００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｉｎ　Ｂａｉｓｈｉｑｕａｎ　ｃｏｐｐｅｒ　ｎｉｃｋｅｌ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ｏｆ　
Ｈａｍｉ　Ｃｉｔｙ，　Ｘｉｎｊｉａｎｇ，　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ　ｏｆ　Ｂａｉｓｈｉｑｕａｎ　ｃｏｐｐｅｒ　ｎｉｃｋｅｌ　ｄｅｐｏｓｉｔ　ｉｎ　Ｈａｍｉ　Ｃｉｔｙ，　Ｘｉｎｊｉａｎｇ　ａｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．　Ｆｉｒｓｔｌｙ，　ｔｈｅ　ｓｏｉｌ　ｌａｙｅｒ　ａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ，　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，　ａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ，　ｔｈｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　ａｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，　ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ｏｆ　ｃｏｐｐｅｒ　ａｎｄ　ｎｉｃｋｅｌ　ｄｅｐｏｓｉｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ．
Keywords: Ｂａｉｓｈｉｑｕａｎ　ｃｏｐｐｅｒ　ｎｉｃｋｅｌ　ｄｅｐｏｓｉｔ；　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；　ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ｃｒｉｔｅｒｉａ
新疆哈密市白石泉铜镍矿区位于新疆维吾尔自治区内，在哈密市北南面约170公里，新疆首府乌鲁木齐北南面650公里位置，目前，资源量达到中型规模[1]。

2011-2014年间，新疆地区的地矿部门对该地区进行了矿质检测。

检测主要在大瓦布拉克、冬吐劲区域进行，以铜镍为主，进行1：20万的化探综合查证，并最终发现了白石泉铜镍矿。

新疆哈密市白石泉地区在长期的地壳运动作用下，逐渐形成了复杂的地质结构和组成，而这种复杂的地质结构也为铜镍矿的形成提供了良好条件，并形成了不同的矿储资源类型。

但是，由于对该区地质矿产研究存在不平衡，因此，矿区内的矿产资源
仍有进一步开发的空间[2]。

在此基础上，本文总结了关于新疆哈密市白石泉铜镍矿的实际数据结果，探寻更适合该区域白石泉铜镍矿发掘和寻找的方法，以期为在矿区内铜镍矿产的寻找提供参考。

1 矿区地质特征
1.1 地层特征
通过对矿区内出露的地层进行分析，该区域主要包括3种地层结构，分别为元古界长城系星星峡群（Chx）、蓟县系卡瓦布拉克群（Jxkw），第四系冲洪积物（QPal），三者共同
组成了碎屑岩-碳酸岩类型的地质构造[3]。

1.1.1 长城系星星峡群（Chx）在该地层中，其主要分布为西南倾斜，大部分位于矿区南偏西部分，并呈现出北宽西窄的态势，地层偏南部分侵入接触中细粒花岗岩，同时散布有少量闪长岩脉。

地层岩性为大理岩、石英片岩、角闪片岩。

1.1.2 蓟县系卡瓦布拉克群第二岩性段（Jxkw2）
在该地层，其主要分布为南向北倾斜，大部分位于矿区
南侧及北侧。

同时，在北西方向上，有侵吞现象出现，主要
为中细粒辉长岩和中细粒花岗岩体，整体上侵入接触岩体，但在部分区域也出现断层接触。

在地层岩性为炭大理岩，白云石化大理岩、硅灰岩、黑云斜长片岩。

1.1.3 第四系冲洪积物（QPal）该地层总体分布趋势同样为向南北倾斜，主要位于盆地等低洼地区，主要通过洪水堆积和自然风力堆积形成，该段地层中，主要是砂、砾石、黏土成分。

根据上述分析，得到新疆哈密市白石泉铜镍矿区内的地质简图，如图1所示。

图1 白石泉矿区地质简图
1.2 构造特征
矿区内的构造发育主要包括2种类型，分别为断裂和褶皱，并以断裂为主要表现形式。

通过分析其整体分布情况可以看出，矿区内的构造为南北向的线型结构，并带着有少量其他方向上的结构掺杂其中，这也与区域的整体构造保持着
收稿日期：
２０２１－０３作者简介：
严瑞，生于１９８９年，汉族，陕西西安人，本科，地质矿产工程师，研究方向：液体钾盐矿产勘查。

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一致性。

同时，除上述2种主体构造外，断裂、次级褶皱、破碎带、节理带等多种构造也有发育。

1.2.1 褶皱构造
矿区主要的褶皱构造主要分为两部分。

两条向斜一条为南北向延伸，另一向斜近似南北向延伸，翼部地层呈现出西向南北倾、北向南西倾的态势，倾角基本在25°到35°之间，相对平缓，主要分布在矿区向斜的南西翼。

两翼地层之间存在倾角，角度在40°到60°之间，并且在两翼地层之间有两组断裂，分别为南向北和南向西向。

背斜出现南向西向左行断裂切错，因此，在背斜部分，两翼的产状出现了变化，这种变化与区域保持一致，即南向西向断裂，并左行切错，同时南向西向褶皱。

1.2.2 断裂构造
矿区的断裂构造是其主要构造组成之一，同时其也是铜镍矿矿化控制的主要因素。

受南北向断层以及其周围的破碎带影响，铜镍矿矿化程度的大小直接受断裂发育程度的影响。

在白石泉铜镍矿区内，断裂结构的发育呈现出程度深，规模大的特点，正断层是主要断裂结构存在方式。

从整体上看，在南向北30°至南向北70°之间的断裂结构最多。

在矿区成矿晚期，断裂出现南西向的转变趋势，且这种转变趋势对矿段矿体的延伸产生了一定的控制作用，而其他断裂则多为后期构造，呈现出断层左行平移的构造性质，角度在南向北50°至75°之间，并且角度倾陡，出现切穿南向北向断裂的情况。

因此，从整体上看，矿区内的两组断裂早期并未对地层产生明显作用，而随着其发育，矿区地层被其切割为断块状，并且南西向断裂发育相对较早，其对矿区局部形成了切穿，也因此，矿区整体出现不连续的情况。

1.3 地球物理特征
在1:1万的高磁异常下，矿区构造、岩体特征显示明显。

正磁异常下，一般表现为不同形式的珠状异常的显示结果，这极有可能上文分析的与矿区地质构造有关；同时，在矿区中部，存在2处面积较大的低负异常区，这有可能与该区域存在的酸性岩体有关。

在白石泉花岗斑岩出露区，1:1万激电测量结果为：少斑花岗斑岩与多斑花岗斑岩出露区视幅频率值均>3%，最大值为13.35%。

幅值高的部位与视电阻率低值区吻合较好。

1.4 地球化学特征
矿区是一个大规模的综合异常，其集Cu、Ni、Au、Ag、As、Sb、Pb、Zn多种元素于一体，且各元素之间具有较高的套合强度高，可以发现明显的分布中心，有清晰分带。

在诸多元素中，Cu的最大异常为445.1·10-6，衬度为45.06；Ni最大异常为1.60·10-6，衬度为2.63。

并且Cu、Ni、Au等元素含量丰富，明显高于矿区岩石背景值，在蚀变岩中，这种差异更加明显；Sb、Pb、Zn元素含量接近矿区岩石的背景值，并存在少量低于背景值的区域，但在蚀变岩中，各组分含量均高于背景值，这可能是由于在成矿过程，元素发生活化、迁移等变化，引起含量局部变化。

2 成矿机理分析
综合已有的研究成果，结合本次研究的认识，根据现有的矿区地质特征及所圈定的矿区的土层形态、赋存部位、矿区结构、构造以及地球物理化学等特征对该矿床成矿机理推测如下：在漫长地质阶段，随着断裂的不断发育，地幔岩浆沿发育的断裂构造逐渐上涌，并在地壳内部形成岩浆汇聚体，液态岩浆在重力和硫化物的共同作用，形成不同组成的岩浆，造成上涌的岩浆多样化。

同时，由于断裂发育的作用，首先上涌的是初步分异的岩浆，上涌到断裂后形成闪长岩、辉长岩。

其次上涌的是分异完全的岩浆，由于温度、压力等环境因素的改变，部分矿物的化学性质会发生改变，引发结晶，导致岩浆中硫含量降低，促进形成含矿的岩浆，并通过上涌的方式，最终形成矿床。

3 找矿标志
基于上述对于新疆哈密市白石泉铜镍矿区地质特征、成矿机理的分析结果，提出以下适合该区找矿标志：
3.1 地层找矿标志
本文通过对矿区进行底层分析，得出了矿区内最重要的赋矿层位和岩性是碳酸岩地质结构，而在此结构下，铜镍矿床顶端会产生部分物质，包括不同质地的泥晶灰岩、泥岩，这也是矿床形成的良好条件。

基于此，不同质地的灰岩和泥岩是可以作为在矿区内找矿的重要标志之一。

3.2 构造找矿标志
在铜镍矿区内，构造是最主要的控矿因素，通过对成矿机理分析结果可知，断裂和褶皱在对矿床的形成和分布产生控制作用的同时，对铜镍矿床中成矿岩浆也有叠加和变异作用。

基于此，矿区内断裂和褶皱相交的区域，可作为找矿的重点。

3.3 地球物理找矿标志
在铜镍矿成矿岩体部分，高精度磁法显示结果为：该区域出现高磁异常环绕现象；同时，激电特征显示结果为：该区域有高幅频低电阻激电异常大规模分布，基于此，可以将其作为找矿的重点依据。

3.4 地球化学找矿标志
白石泉铜镍矿矿化区是一个以Cu、Ni为主的复合元素区，通过对矿体周围元素排布情况分析可知，Au、Cu在矿体中心和外围反复出现。

Cu、Ni、Au元素在中心部位集中分布，且矿区内浓集中心及分带分布清晰，因此可以根据矿区元素的排布进行矿藏探索。

4 结语
作为铜镍矿的关键产地之一，对于新疆哈密市白石泉铜镍矿区的探寻和开采是不可以忽视的重要环节，本文新疆哈密市白石泉铜镍矿地质特征及找矿标志初探研究，并提出以矿区地质、结构、物化性质为依据的找矿方法。

在实际应用中，可以根据矿区地质特性，综合采用遥感、磁法、化探、工程验证等手段进行找矿操作，在降低投入、提高精度情况下，加大了找矿效率和效果。

[1] 方林茹,唐冬梅,秦克章,等.角闪石成分对北天山铜镍矿床岩浆过程
的指示意义[J].岩石学报,2019,35(7):2061-2085.
[2] 潘彤,张勇.北昆仑夏日哈木铜镍矿区榴辉岩地球化学特征及成矿响应
[J].大地构造与成矿学,2020,44(3):447-464.
[3] 何旺,罗先熔,欧阳菲,等.地电化学在陕西略阳县何家垭地区寻找隐
伏铜镍矿的研究[J].物探与化探,2020,44(3):523-532.
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