龚璇1，陈明辉1，2，杨洪超1，鲍振襄1，鲍珏敏1
（1.湖南省有色地质勘查局二四五队，湖南 吉首 416007；[1]
2.中南大学地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083）
摘 要：湖南通道南部长界基性—超基性岩体位于雪峰弧形构造带西南段，沿NNE向临口三江深大断裂带呈两条平行的、大深度的岩墙产出，侵入于新元古界板溪群五强溪组黑色板岩中。由于受自变质和热液变质作用的影响，致使原有岩石皆已蚀变。本区岩相划分采用原岩名称概括为4种岩相：属基性岩的有辉长辉绿岩相，属超基性岩的有辉石岩相、辉石橄榄岩相和橄榄岩相，各岩相间呈渐变过渡关系。本区Ni、Cu、Co、Pt、Pd元素矿化主要赋存于辉石橄榄岩和橄榄岩中。虽然与国内外含镍铜矿床的成矿岩体比较，其Si O2含量偏高，镁铁质偏低，Ni元素平均含量较低，但如Ni、Cu、Co、Pt、Pd等元素都与硫化物共生，其含量与岩石基性程度、镁铁值成正比增减，因此，如区内能找到更超基性的岩石，则发现这类矿床也不无可能。此外，本区超基性岩平均Mg O含量大于25%，是一种农业化肥矿物原料，若作为农业化肥利用时，能回收可观的Ni、Cu、Co、Pt、Pd等有价元素，其经济意义是十分重大的。
关键词：基性—超基性岩；岩相划分；岩石化学；有用组分；找矿效果；长界；湖南通道
湖南通道县南部基性—超基性岩及其矿化早在20世纪60年代初即由湖南冶金地质二三九队发现，经湖南冶金地质二三七队、二三五队、二四五队和湖南省冶金地质研究所等单位数十年的找矿评价和研究，取得了一定的地质效果。笔者在从事该地区多年找矿实践的基础上，结合地质资料的二次开发，对于该地区、重点是陇城 长界地区基性—超基性岩地质地球化学特征及找矿意义，提出一些粗浅的认识，或可作为进一步开展找矿研究之参考。
1 区域地质背景
通道南部基性—超基性岩位于江南造山带雪峰弧形构造带的西南段，主要沿NNE向的临口 三江深大断裂西侧呈带状分布。区内出露地层以新元古界板溪群、下古生界寒武系最发育，震旦系次之，泥盆系仅在大断裂旁侧成残存的线状分布，北段尚出露白垩系红色砂砾岩。板溪群主要由一套浅变质的千枚状板岩、黑色板岩、粉砂质板岩等组成，厚度大于5000m。其上不整合覆于震旦系的粗砂砾岩、砂岩和冰碛砾岩等，厚约900m。下寒武统及泥盆系均以碎屑岩沉积开始，以不纯碳酸盐岩告终，前者厚1000m，后者200m左右。
区域构造以凉亭介 甘溪断裂（临口 三江断裂北段）为主导，沿走向长达百余千米，板溪群板岩与泥盆系砂砾岩、页岩或灰岩呈断层接触，两侧均为次级NE向向斜。该深大断裂发生于基底背斜轴部，在断层西侧500m范围内有基性—超基性岩侵入，与之平行分布，称为陇城 长界基性—超基性岩体。其西为长坡向斜，轴部地层为震旦系洪江组冰碛砾岩，再往西的背斜中也有基性岩侵入，称团头 上岩岩群，在10km长的范围内出露长约1000m的岩墙3条，在凉亭介 甘溪断裂东侧为石岩向斜，向斜轴部出露寒武系，在其北端的一个背斜构造也发现基性岩墙侵入板溪群中，称张家湾 下洞岩体。上述褶皱、断层和岩体均作NNE向，与雪峰弧形构造带西南段的构造线展布方向一致；3个基性—超基性岩体均侵入板溪群中。据同层位、同构造的黔阳隘口镁铁—超镁铁质岩岩体全岩Sm-Nd等时线年龄为890±104Ma，钕同位素初始值为ξNd（T）=1.63±1.90[1]，表明岩体源自略亏损的地幔源区，可能是新元古代江南碰撞造山带中段的一个组成部分，如弧后盆地开张初期的产物。
2 岩体地质
2.1 岩体地质概况
本文重点讨论的是通道南部基性—超基性岩带中工作程度较高、研究程度较高的陇城 长界基性岩体中的长界基性—超基性岩体。该岩体长3km、宽1km，主要侵入板溪群五强溪组中，岩层全部为黑色，包括千枚岩、千枚状板岩、粉砂质及砂质板岩，间夹变质砂岩。上部变质浅，为薄层状具纹层和条带状结构的板岩；下部变质较深，为千枚岩和千枚状板岩。砂岩单层厚15～50cm，下部夹层多，单层厚度也较大。该组总厚770m。
图1 长界基性—超基性岩体地质图
区内岩层总体走向30°，倾向NW，倾角60°～80°，呈单斜构造。断裂构造发育。岩体主要沿走向断层侵入，断层破碎带宽2～13m，是主要的控岩控矿构造。在走向上岩体被1条NS向平移断层错断，致使NE向断层重叠并列，尔后沿NE向断层侵入的岩浆同样贯入其间的NS向断层中，形成区内Ⅰ、Ⅱ号岩体及其两头相连的岩枝（图1）[2]。随着断层的平移、错距的继续发展，使岩体重叠并列部位不断加长。
2.2 岩体产状形态
长界基性—超基性岩体出露长3000m，由同一构造方向侵入的，被NS向断层错断的Ⅰ、Ⅱ号岩体组成，2条岩体重叠部位长800m，是岩体分异最完全的地段。岩体呈陡倾斜的岩墙产出。其中Ⅰ号岩体长1500m，宽60～260m，走向30°，倾向NW，倾角70°～90°，Ⅰ号岩体中部（104线）附近为全区矿化最好地段[3]，由于受走向断层影响致使上盘辉石岩相缺失，在断层处见钠长岩脉。Ⅱ号岩体长2200m，宽140～350m，走向30°，倾向NW，倾角40°～70°。在重叠部位，岩体上盘连同小岩枝受NS向断层控制，沿断层见有破碎带、板岩倒转、岩相缺失等现象。
岩体与围岩呈侵入接触，特别表现在倾向与倾角上，而在走向上与岩层走向大致平行，局部有小岩枝插入围岩中或围岩小枝插于岩体中。与岩体接触的围岩都产生强烈蚀变现象，其特征性蚀变为钠长石化，称钠长英板岩，主要由钠长石、石英组成，含少量绢云母、绿泥石等。蚀变带一般宽10～20m。
2.3 岩相划分、特征及空间分布
2.3.1 岩相划分、特征
本区岩体受自变质和热液作用的影响，致使全区岩石皆已蚀变。为了表达各种岩石的蚀变现状，在具体岩石名称的后面加上（主要的）蚀变、岩石名称，但由于各类岩石都残留有原岩的结构，推导恢复原岩的工作经与岩石化学对照，划分岩相时只采用了原岩的名称。全区岩体中的岩石概括有4种岩相[3，4]：属基性岩的有辉长辉绿岩相，属超基性岩的有辉石岩相、橄榄岩相、辉石橄榄岩相。
1）基性岩相：辉长辉绿岩
（1）暗色辉绿岩：主要矿物为单斜辉石、钠长石（15%～30%）和角闪石，主要蚀变矿物为透闪石、纤闪石、绿泥石、绢云母、斜黝帘石等，具变余嵌晶辉长结构、变余辉长辉绿结构。
（2）辉绿岩：主要矿物为钠长石（35%～70%）、单斜辉石、角闪石，主要蚀变矿物为透闪石、纤闪石、绿泥石、黑云母、绢云母、斜黝帘石等。具变余辉长辉绿结构。为辉长辉绿岩相主要部分。
（3）辉长辉绿岩：主要矿物为钠长石（45%～65%）、单斜辉石、角闪石，主要蚀变矿物为透闪石、纤闪石、绿泥石、绢云母、斜黝帘石，钠里黝帘石等。具变余辉长辉绿结构。为辉长辉绿岩相主要部分。
（4）钠化辉长岩：主要矿物为钠长石（55%～85%）、单斜辉石、角闪石，主要蚀变矿物为透闪石、纤闪石、绿泥石等，具变余辉长结构。呈脉状、不规则状（可能是同化捕虏体）。
（5）微晶辉绿岩：主要矿物为钠长石（60%）、角闪石、单斜辉石，主要蚀变矿物为绿帘石、绿泥石、黑云母。基质具显微辉绿结构的斑状结构。系辉长辉绿岩相与钠长英板岩接触边缘相。
（6）细粒钠长岩：主要矿物钠长石（80%～85%）、单斜辉石、角闪石，主要蚀变矿物绿泥石、黝帘石或纤闪石。具柱状—斑状结构，呈脉状，少数为不规则状（可能是同化的捕虏体）。
上述辉长辉绿岩相的岩石，一般含有白钛矿 钛铁矿、黄铁矿等金属矿物。
2）超基性岩相
（1）辉石橄榄岩相：包括辉石橄榄蛇纹岩、辉石橄榄滑石岩。主要矿物为橄榄石（假象70%～80%）、斜方辉石、单斜辉石，主要蚀变矿物为滑石、叶蛇纹石、绿泥石、菱镁矿等。具变余全自形粒状结构。以辉石橄榄滑石岩为主。
（2）橄榄岩相：包括橄榄蛇纹岩、橄榄滑石岩。主要矿物橄榄石（假象30%～70%）、单斜辉石、斜方辉石，主要蚀变矿物滑石、蛇纹石、绿泥石、菱镁矿等、透闪石等；具变余全自形粒状结构、变余包含结构。以橄榄滑石岩为主。
（3）辉石岩相：①橄榄辉石蛇纹岩或橄榄辉石滑石岩：主要矿物单斜辉石、斜方辉石、橄榄石（假象15%～30%）、角闪石，主要蚀变矿物纤闪石、滑石、透闪石、绿泥石、蛇纹石等。具变余包含结构、纤维变晶结构。主要为橄榄辉石次闪岩，次为少量橄榄辉石、滑石岩。②辉石次闪岩：主要矿物单斜辉石、斜方辉石、角闪石、橄榄石（假象＜15%），主要蚀变矿物纤闪石、透闪石、绿泥石等。具纤维变晶结构、基质具纤维变晶变余斑状结构。系辉石岩相的主要部分。③长石辉石次闪岩：主要矿物单斜辉石、斜方辉石、角闪石、钠长石（＜15%），主要蚀变矿物纤闪石、透闪石、绿泥石、绢云母、斜黝帘石等。基质具鳞片变晶变余斑状结构、纤维变晶变余辉长结构。
上述超基性岩石，一般都含有磁黄铁矿、黄铁矿、磁铁矿、钛铁矿等金属矿物。
2.3.2 岩相空间分布特征
各岩相间呈渐变过渡关系，常见相邻岩相的异离体，随着岩石基性程度的增加，其造岩矿物的出现也是逐渐增加和减少的，说明分相不是截然的。
各岩相在岩体横剖面上，一般中部基性程度高，边部低。出露完整的剖面中心相是辉石橄榄岩，上、下盘依次过渡为橄榄岩、辉石岩、辉长辉绿岩。中心相的超基性都是偏居岩体的下盘，居下盘的基性岩相比上盘薄，且多数情况下是分异缺失。
各岩相在岩体中的分布与岩体走向平行，辉长辉绿岩相分布遍及全区，在岩体上盘厚度大且稳定，下盘厚度小或有缺失；辉石岩相有时作为中心相，常呈环边状分布于橄榄岩或辉石橄榄岩两侧；橄榄岩多呈中心相长条状分布，局部则在辉石橄榄岩之边部；辉石橄榄岩主要分布于岩体膨大部位靠近下盘处，在两个岩体的顶端出露最好。
此外，在Ⅰ号岩体104线附近橄榄岩中见有晚期石英脉沿破碎带充填，在辉长辉绿岩中常见有浅色辉长岩和细粒钠长岩脉，二者界线明显，呈突变接触。
2.4 岩石化学特征
矿区基性—超基性岩石主要化学成分如表1所示。
由表1可以看出：基性岩（辉长辉绿岩相）与一般辉长岩比较，Si O2、Na2O+K2O等组分偏高，而Ca O、Al2O3等组分则稍低，Mg O、Fe O、Fe2O3等组分近似。其数字特征值a值与花岗岩、花岗闪长岩相近，b值则与一般辉长岩相当，近于碱性辉长岩成分，唯Ca O稍低，Mg O/TFe O=1.06～2.58，属铁质基性岩。
超基性岩（包括辉石岩相、橄榄岩相、辉石橄榄岩相）化学成分特点是，Si O2、Al2O3组分比一般超基性岩偏高，Mg O、Ca O偏低。Mg O/TFe O=2.09～4.13，属铁质超基性岩。
由向量图解可看出如下现象。①在Sb轴右侧分异曲线的线段较长，且曲线上端偏向右方。说明岩浆分异较强，在岩浆分异后期，渐偏于碱性。②Sb轴右侧下端超基性岩的向量点均靠近Sb轴，说明岩石中极少含铝硅酸盐矿物。上端基性岩的向量点离Sb轴远，箭头均向右陡倾，说明属于正常岩石，偏于碱性。③Sb轴左侧的向量点均靠近Sb轴，说明岩石中缺少钙长石成分。向量箭头向左倾稍陡，特别是基性岩中更陡，说明岩石中碱质中的钠多于钾，特别是基性岩以钠为主，表现在矿物上长石多为钠长石。
表1 长界基性—超基性岩岩石主要化学成分表（%）
注：①据黎彤等，1963。
2.5 各岩相有用组分含量
历年地质勘查及科研工作所取各类岩相样品统计结果可以看出，区内各岩相中主要矿化为镍铜矿化，其Ni、Cu含量以橄榄岩及辉石橄榄岩较高，分别为0.01%～0.65%和0～1.63%，随着基性程度的降低，Ni、Cu含量随之下降。各岩相中Ni/Cu值为1～5，其比值大小与岩石中碱含量有关，其中Ni含量则与岩石中Mg O含量呈明显的正相关关系。
Co在各岩相中的含量比较稳定，为0.003%～0.020%，与Ni的含量一样，随着岩石的基性程度增高而增加。
作为伴生的贵金属元素Pt、Pd，在岩相中的含量总体情况是Pd的含量（0.0073%～0.022%）大于Pt（0.0036%～0.016%），且与Cu的含量成正比。
通过矿区橄榄岩的浮选试验，浮选的硫化物精矿是原矿的近36倍，Pt、Pd含量亦高于原矿15倍，说明这些元素都与硫化物有密切的关系。
2.6 矿相特征及矿化阶段
矿区内在矿化岩石中的硫化矿物粒径很细（0.1～0.5mm），星散的浸染于橄榄岩中，含量可达1%～3%。经镜下观察，硫化物多嵌生于硅酸盐矿物颗粒之间或充填在橄榄石裂隙中。硫化物颗粒多为集合体，以磁黄铁矿为主，常见与黄铜矿、镍黄铁矿连生，硫铁镍矿、黄铁矿较少。另在黄铜矿颗粒中曾发现2颗微粒状钯铂矿。此外，在个别钻孔中见有黄铜矿细脉和黄铁矿细脉。黄铜矿细脉宽1cm。伴生少量黄铁矿、磁黄铁矿以及固溶体分离的闪锌矿微粒，含Ni量低。黄铁矿细脉充填在辉绿岩裂隙中，不含Ni。
根据矿相的研究，可以看出硫化物是在不同矿化阶段生成的。第一期的矿物磁黄铁矿、黄铜矿与铂钯矿是在岩浆期硅酸盐矿物结晶后熔离出来的。伴随构造活动集中浸染形成矿化带，而在没有构造活动的部位则硫化物均匀地浸染分布，形成矿化现象，第二期为热液活动早期，与滑石化关系密切，生成以硫铁镍矿为主的矿物组合，明显的交代岩浆期硫化物，具有改造和叠加富化作用。第三期为具有典型的热液矿物组合，以黄铜矿为主，伴生有闪锌矿与黄铁矿等，一般不含镍的矿化，但该期热液活动仅局部存在。
2.7 岩石自变质及蚀变
本区基性—超基性岩石普遍遭受变质和热液变质作用，致使所见岩石皆已蚀变，蚀变深度达地表以下600m仍未见原生矿物。
在基性岩中常见的蚀变有：绿泥石化、斜黝帘石化、钠黝帘石化、钠长石化、纤闪石化、黑云母化等。其中透闪石化、纤闪石化主要见于辉绿岩中，具变余变晶含长结构、变质辉长辉绿结构等。主要蚀变矿物透闪石20%～35%、纤闪石5%～35%、绿泥石5%～35%。绿泥石化主要见于辉绿岩中，具变余辉绿结构。钠长石化主要见于钠化辉长岩中，具变余辉长结构，主要蚀变矿物透闪石5%～30%，纤闪石3%～15%，绿泥石3%～25%。
在超基性岩中常见的蚀变有：蛇纹石化、透闪石化，滑石化、菱镁滑石化、纤闪石化等。滑石化、蛇纹石化主要见于辉石橄榄岩和橄榄岩中，具变余自形粒状结构、变余包嵌结构。主要蚀变矿物滑石30%～90%、叶蛇纹石40%～70%、绿泥石5%～40%。透闪石化、纤闪石化主要见于辉石中，具纤维变晶结构、变余包嵌结构，基质具纤维变晶变余斑状结构等，主要蚀变矿物纤闪石40%～80%、透闪石5%～30%、滑石5%～35%、绿泥石10%～40%。
3 找矿效果
3.1 地质找矿效果
通过多年的地质勘查工作，证实长界基性—超基性岩体长3000m，宽60～350m，由Ⅰ号和Ⅱ号2条呈NNE向产出的岩墙组成。其间Ⅰ号与Ⅱ号岩体走向上重叠长800m，是岩体分异良好地段。岩体与围岩呈侵入接触关系，接触带上的围岩普遍发生钠长石化，形成宽10～20m的钠长英板岩。
区内基性岩主要为辉长辉绿岩相，主要岩石类型为辉绿岩、辉长辉绿岩。超基性岩包括辉石岩、辉石橄榄岩及橄榄岩。各岩相呈渐变过渡关系。由于受到自变质和热液变质作用影响，岩石皆已蚀变，蚀变深度在600m以下仍未见到原生矿物。
大量化学分析资料表明，Ⅰ、Ⅱ号岩体超基性岩含Ni达到0.063%～0.078%、Cu0.022%～0.036%、含Co0.0076%。另在103～104线附近通过钻探发现了3条铜镍矿化较好的地段，矿化带长100～150m，平均厚10m左右，呈陡倾斜脉状延深达200m。矿化带受与岩体走向平行的断层控制，主要产于岩体中部橄榄岩相中，取得了某一些找矿效果。
另外，经化学分析，本区橄榄岩和辉石橄榄岩平均含Mg O26.38%，这些Mg O＞25%的超基性岩，可作为提炼农业上所用的镁质磷肥原料，其远景资源量是相当可观的。因此，长界超基性岩可以作为农业化肥原料储备基地。如这些矿石加以利用，可从中回收可观的Ni、Cu、Co、Pt、Pd等有色金属和贵金属矿物原料。
3.2 物化探找矿效果
本区开展了面积性的物化探工作，包括磁法、激发极化法、金属量测量等综合性方法，并取得了一定的效果。实际资料表明，磁法对圈定超基性岩体的分布范围是十分有效的。
金属量测量对于圈定岩体边界及寻找浸染状硫化物矿化地段，有较好的效果。当Ni、Cu、Co次生晕曲线出现峰值时，则表示其下为岩体。通过钻孔验证表明，当地表土壤中Ni含量在1000×10-6～2000×10-6，并伴有Cu异常时，其下就有浸染状硫化物矿化存在。
在进行次生晕测量的同时，还作了原生晕测量，其结果与次生晕异常基本吻合。
激发极化法在本区未取得良好的效果。主要是由于本区围岩黑色碳质板岩是电子导体，当进行值提高，造成强大的干扰，因此未见效果。
4 结语
（1）通道南部基性—超基性岩体，位于雪峰弧形构造带西南段，沿NNE向临口 三江深大断裂附近成群成带产出，向南延至广西境内。临口 三江深大断裂具同生断裂及长期活动的特点，为区内重要的控岩、控相和控矿构造。长界镍铜钴及铂钯矿化与相应的基性岩浆侵入演化有密切的成因联系，成矿与基性—超基性岩体形成时代一致，其成矿期是新元古代江南碰撞造山环境[1]。该期构造岩浆侵入为多中心式，形成多个岩浆穹隆构造，可划分为两个成矿阶段，早期阶段深部岩浆房岩浆发生深部熔离作用，形成含Ni、Cu的超基性岩（矿）浆，在超基性岩体发生铜镍硫化物成矿。晚期阶段，随着雪峰运动的发展、深大断裂的复活，深部岩浆房含Ni、Cu岩（矿）沿先前的岩浆通道上升侵入，于基性—超基性岩被NNE向断裂切割部位形成浸染型铜镍矿化。表明区内存在一定的深部岩浆熔离分异作用和铜镍成矿的地质条件。
（2）与国内外铜镍矿床成矿岩体比较，其Si O2含量偏高，镁铁值偏低，Ni元素平均含量较低，但其赋存于超基性岩中的Ni、Cu、Co、Pt、Pd等元素都与硫化物共生，其含量与岩石的基性程度、镁铁值成正比关系增减。可以认为，如本区能找到更超基性些的岩石，则发现与岩浆溶离分异形成的硫化物铜镍矿床也不无可能。
（3）对比桂北地区在基性—超基性岩体与围岩接触带形成的剪切带，发现蚀变岩型金矿的地质条件[6—8]，本区岩体接触断裂带亦可进行类似的找矿研究，还可探讨接触带上形成的与钠长英板岩有关的稀有金属矿化的可能性[9，10]。
（4）据初步概算，长界地区超基性岩可作为农业化肥矿物原料资源量达1.7亿吨，能回收可观的铜镍钴矿和铂钯矿，其潜在的资源价值甚大。
致谢：成文过程中，参考并引用了湖南冶金地质勘探研究所、湖南冶金地质二三九队、二三七队、二三五队等单位资料，谨此致以由衷的感谢。
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[10]鲍振襄，陈明辉.湘西北万岩钠质基性岩岩相特征及其找矿研究意义[R].吉首：湖南省有色地质勘查局二四五队，2014.
[1]文章来源：《湖南地学新进展》，2014年。作者简介：龚璇（1980—），女，湖南张家界人，助理工程师，从事环境地质及矿产勘查工作。
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