论文摘要
红旗岭矿床是我国的第二大岩浆型铜镍硫化物矿床。本文系统地研究了该矿床的地质特征、镁铁—超镁铁岩体的时空分布规律、成矿岩体的地质地球化学特征和矿床成矿机理，深化了红旗岭铜镍矿床的成岩成矿机理认识；在此基础上，对各种找矿方法的有效性进行了研究，首次系统阐述了同类型矿床的找矿技术流程。红旗岭铜镍矿床位于兴安—蒙古造山带东部，中朝准地台与天山—兴安地槽区之交汇处。红旗岭矿区内出露的地层主要为下古生界寒武—奥陶系呼兰群变质岩系，茶尖矿区内出露的地层主要为下二叠统寿山沟组碎屑岩系。北东向辉发河深大断裂诱导出的北西向断裂是该矿床的控岩控矿构造，也是主要的导矿和容矿构造。红旗岭铜镍矿床包括红旗岭和茶尖两个矿区。红旗岭矿区由3个镁铁—超镁铁岩带组成：Ⅰ岩带包括1号、7号、3号、2号和32号等含矿岩体及33号、23号等不含矿岩体，其中多为多岩相岩体；Ⅱ、Ⅲ岩带岩相相对简单，未发现工业矿体，且Ⅱ岩带岩体普遍具有片麻状构造。茶尖矿区由3个岩带组成：西部超镁铁质亚带分布有8号和9号岩体；后水—茶尖—南水镁铁—超镁铁质亚带分布有1号、2号、14号、10号、5号等岩体；和平—齐家—上富太镁铁—超镁铁质亚带分布有3号、6号、7号岩体等。其中含矿性较好的岩体主要有1号、9号和新6号岩体。红旗岭铜镍矿床成矿岩体均形成于印支期。茶尖矿区的成矿岩体年龄略早于红旗岭矿区，显示了成矿岩体形成时代具有由西南至东北逐渐变新的趋势。成矿岩体的岩相组合主要有3种型式：1号岩体型、7号岩体型和3号岩体型。1号岩体型为辉长岩相+辉岩相+辉石橄榄岩相+橄榄二辉岩相，含矿岩相为橄榄二辉岩相；7号岩体型为二辉岩相+辉石橄榄岩相，两相均为含矿岩相；3号岩体型为辉长岩相+含长角闪辉石岩相+橄榄二辉岩相，含矿岩相主要为含长角闪辉石岩相。红旗岭矿区各岩体橄榄石和斜方辉石均以富镁为特点，橄榄石均为贵橄榄石，斜方辉石En一般在80%以上。成矿岩体单斜辉石主要为顽透辉石、普通辉石和异变普通辉石，化学成分变化大，尤其是单斜辉石Di端元的比例变化最大。成矿岩体角闪石均属于钙质角闪石类，化学成分变化大。成矿岩体岩石化学成分变化大，表现出岩浆强烈分异的特点。红旗岭1号岩体的镁铁比值（m/f）为2.69～5.99，平均为4.79，Mg#为73.40～85.89，平均为82.31；7号岩体的镁铁比值（m/f）为1.01～5.03，平均为3.75，Mg#为50.49～83.84，平均为77.44；3号岩体的镁铁比值（m/f）为0.74～5.11，平均为2.98，Mg#为42.76～83.84，平均为72.58。成矿岩体总体成分均属于铁质超基性岩。成矿岩体U、K、Pb含量相对富集以及Nb、Ta含量的相对亏损是本区成矿岩体固有的地球化学特征，与岩浆演化分异无明显关系。Nd稳定同位素显示，成矿岩浆来自亏损地幔。Sr、Os同位素等研究显示成矿岩体均具有明显的地壳物质混染，而成矿岩体中发现的捕获锆石为地壳物质混染提供了直接证据。综合研究表明，岩浆来源应为亏损地幔，并受到明显的地壳物质混染。稀土元素、铂族元素研究显示，成矿岩体经历了明显的岩浆分离结晶作用。红旗岭1号岩体和3号岩体成矿作用以就地熔离为主，7号岩体以深部熔离为主。分离结晶作用和地壳物质混染是促使硫饱和而发生硫化物熔离成矿的主要机制。成矿后期热液的叠加改造对矿化的再富集有一定的作用，甚至局部（如7号岩体深部）存在富PGE的热液脉状矿体。岩体强烈蚀变以及闪长伟晶岩、石英—硫化物脉等广泛分布是成矿岩体重要的地质标志之一。根据造岩矿物地质温压计，估算红旗岭成矿岩体橄榄石结晶的开始温度为1400～1500℃，主要成矿岩体二辉石共结温度为1000～1200℃。成矿岩体冷凝固结温度略低于不成矿岩体，与成矿岩体普遍挥发性组分较高有关。成矿岩体的成岩压力为3.7～6.2kb，深度为12.3～20.7km。成矿温度为300℃～500℃，成矿深度与成岩深度相近。研究表明，与岩浆硫化物矿床有关的镁铁—超镁铁岩群均产出于板块边缘带、槽台边界或造山带中深大断裂旁侧次一级断裂中。矿化较好的镁铁—超镁铁岩群在1:20万水系沉积物中常具有较明显的Ni异常，且Ni/Co高；但对矿化程度较低、岩体规模较小的镁铁—超镁铁岩群Ni、Ni/Co的指示效果不明显。在中比例尺的航磁中，镁铁—超镁铁岩群常位于条带状、线状以及串珠状的负磁异常带中或正负异常的分界处。镁铁—超镁铁岩体与大比例尺高磁异常、重力高值圈闭以及Ni、Co、Cu组合异常均有较好的对应关系，表明高精度地磁、高精度重力以及土壤地球化学测量是寻找镁铁—超镁铁岩体的有效方法。而岩体的地质地球化学评价是筛选成矿岩体，寻找矿体的最佳途径。瞬变电磁法是铜镍硫化物矿体定位的有效手段，可控源音频大地电磁测深法和地电化学法对铜镍硫化物矿体定位也具有一定的效果。综合研究提出的岩浆型铜镍硫化物矿床找矿技术流程分为战略选区阶段、岩体定位阶段、岩体评价阶段以及矿体定位4个阶段。战略选区阶段：通过构造背景分析、区域化探异常分析以及航磁异常分析等确定镁铁—超镁铁岩体分布远景区；岩体定位阶段：通过高精度地磁、高精度重力以及土壤地球化学测量圈定镁铁—超镁铁岩体；岩体评价阶段：对镁铁—超镁铁岩体的含矿性进行评价，选出成矿潜力较高的镁铁—超镁铁岩体；矿体定位阶段：采用瞬变电磁法、可控源音频大地电磁测深法和地电化学法联用对深部矿体进行定位。