新疆哈密图拉尔根铜镍矿发现、勘查与开发启示
刘继顺
2012-08-12

 

一、发现、勘查与开发简况

 

1999年，经中国有色金属工业总公司地质总局批准，新疆有色地勘局与甘肃有色地勘局合作完成了头苏泉地区1：5万岩屑地球化学分散流扫面项目，测区面积1510平方千米，经费80万元。化探结果圈出了9处铜、镍、金等元素为主的综合异常。特别是头苏泉Ⅱ号综合异常因元素组合套合好，浓集中心明显，头苏泉区地表有铜多金属蚀变矿化显示，遂引起了新疆有色地质局的高度关注。

 

 

2000年，新疆有色地勘局自筹资金35万元，由彭晓明领导的新疆有色地质704队，主要针对头苏泉Ⅱ号综合异常区开展异常查证及矿点调查工作。

 

2001年，新疆有色地质704队，以头苏泉Ⅱ号综合异常区为重点，承担了“新疆哈密市头苏泉地区金铜镍资源潜力评价”地质大调查项目，当年经费60万元。在对Ⅱ号综合异常区开展Ⅱ、Ⅲ级化探异常检查工作中，圈出了一长约8000米、宽约200米的硅化、绿带石化带。带内以密布的石英脉、石英网脉为特征，孔雀石化较为普遍，局部见有方铅矿。矿化带产于英安斑岩体南侧的安山玄武岩和紫色玄武岩带中，钻探验证全孔自然铜发育，但矿石品位偏低。

 

2001年9月8日，在第三次踏入Ⅱ号综合异常区外围的图拉尔根片区，开展地球化学剖面测量与取样时，放测尺的高级水文地质工程师李江，在等待记录的间隙中，低头观察地表。突然，一片约1平方米范围内零星散布着几十片指头大小的孔雀石岩块引起了李江的注意。随即叫来同事康峰、雷军文、秦全新，仔细观察含矿岩性和周边地质地貌特征。

 

这是一个负地形的剥蚀洼地，含铜镍超镁铁质岩石的风化产物--“羊粪蛋”随处可见。虽然含铜镍超镁铁质岩体大部被碎砾与沙土掩覆，岩体地表露头与矿化，在烈日刺眼的荒漠戈壁中难以识别，但图拉尔根所处香山、黄山、土敦、胡芦、镜儿泉铜镍矿带上，这些含孔雀石的超镁铁岩块与“羊粪蛋”，强烈地显示出了地表下铜镍硫化物矿床存在的信息，更加坚定了时任704队队长兼总工彭晓明的找矿信心。

 

随后开展了地质填图、槽探和大比例尺物化探工作，大致确定了图拉尔根含铜镍超镁铁岩体的地表分布范围、矿化强度、形态与产状特征。分析结果发现，地表铜镍矿化微弱，品位较低，一般在0.1-0.3%之间。

 

2003年10月份开始地表钻探。虽然钻探结果不太理想，镍铜品位低(平均含镍在0.2%左右），但ZKl201孔钻遇了0.6m的块状富镍铜矿体。

 

2001-2003年共投入槽探3071.48方、1：1万地质草测10km2、1：2千地质草测1km2、钻探676.87米，经费160万元。基本确定了图拉尔根中型镍(铜钴）的良好找矿前景。2004年3月1日，由彭晓明与三金柱等提交的“新疆哈密市头苏泉地区金铜镍资源潜力评价”报告，粗估图拉尔根铜镍矿333+3341类金属资源量镍3.24万吨，共、伴生铜2.31万吨，钴0.19万吨。

 

2004年，钻遇铜镍矿化总厚达104.7m的矿体，其中穿富矿（含镍大于1%）达30米之多。

2006年11月5日，在原富矿段东部又钻遇穿矿厚38米的特富铜镍矿，镍品位4.56％，铜品位2.52％，钴品位0.22％。

 

2006年10月26日，新疆有色集团与青海西部矿业公司合作成立的哈密和鑫矿业公司正式挂牌。注册资金2亿元，双方各持股50%。

 

2007年4月，图拉尔根铜镍矿山开建。

 

2008年8月和10月，新疆有色地质勘查局704队分别提交了“新疆哈密市图拉尔根铜镍矿普查报告”和新疆哈密市图拉尔根铜镍矿详查报告”。三金柱等撰写的报告中说：图拉尔根铜镍矿位于哈密市东230公里的沁城乡境内，勘查面积9.48km2；共完成钻探2314.94m，槽探39.84立方米，岩芯样319件，刻槽样4件。

 

据8月的详查报告：初步估算工业矿体332+333类矿石量932.27万吨，Ni金属量63045.34吨（镍品位0.68%），Cu金属量32631.41吨（铜品位0.35%），Co金属量3676.53吨（0.039%）。

 

据2个月后的普查报告；333+334类矿石量1811.181万吨, Ni金属量6.352万吨（镍品位0.35%）,Cu金属量4.538万吨（铜品位0.25%）,Co金属量0.430万吨（0.024%）；其中333类矿石量1700.14万吨,Ni金属量5.808万吨（镍品位0.34%）,  Cu金属量4.22万吨（铜品位0.25%）,Co金属量0.403万吨（钴品位0.024%）。工业矿体333+334矿石量838.77万吨, Ni金属量4.674万吨（镍品位0.56%），Cu金属量3.647万吨（铜品位0.43%），Co金属量0.24万吨（0.028%）；其中333类矿石量730.82万吨，Ni金属量4.136万吨（镍品位0.56%）, Cu金属量3.332万吨（铜品位0.45%），Co金属量0.211万吨（0.028%）。

 

为什么详查报告提交在前，普查报告却在2个月后提交？原因不得而知。

 

2010年9月13日，选厂投料试生产。

 

截至本人考察的2012年8月12日，已完成投资约7亿元，建成了主井、副井、措施井、通风井，形成了一、二、三和五中段（900米标高，井深约500米）的开拓与采切工程，建成了2000吨/日的采选厂，并实现了铜镍分离；高标准建成了安全生产的六大系统；完成了113.5公里的重力自流有压无罐无泵输水管线建设。一座现代化的高自动化的中大型铜镍矿山矗立在戈壁荒原上。

 

 

二、图拉尔根铜镍矿床地质

图拉尔根铜镍矿床产于位于香山、黄山、土敦、葫芦、镜儿泉铜镍硫化物成矿带的东段，葫芦铜镍矿床北东20 km的荒漠戈壁，海拔1300-1400米。

 

区内地层主要为中上石炭统(C2-3)与中泥盆统大南湖组(D2d)浅变质火山-沉积建造。矿区为一宽缓背斜，发育有NEE向韧性剪切带。断裂构造以北东东向、北北东向为主，多表现为韧性剪切性质，片理、劈理极其发育，含矿岩体受弱韧性变形带控制，在平面上、剖面上与韧性片理带协调一致。华力西中晚期侵入的花岗闪长岩、二长花岗岩及镁铁质一超镁铁质杂岩体发育。

    图1 新疆东天山图拉尔根铜镍矿区地质图（三金柱等，2007）
    1一中上石炭统英安质、安山质含角砾凝灰岩、晶屑凝灰岩；2一中泥盆统大南湖组凝灰质砂岩；3一角闪橄榄岩；4一花岗闪长岩；5一闪长岩；6一花岗细晶岩；7一辉长岩；8一安山玢岩；9一挤压破碎带；10一区域大断裂；11一铜镍矿体
 
    矿田范围内现已发现3个镁铁质一超镁铁质杂岩体，各岩体长200-1400 m不等，宽20-150 m不等。平面形态呈岩墙状、透镜状。其中的二、三号岩体在地表主要为辉长岩相，矿化较弱。目前主要控制了一号岩（矿）体(图1)。岩体的分布受康古尔一黄山断裂带的次级断裂黄山一镜儿泉北断裂控制，总体呈NNE向延伸。图拉尔根一号镁铁质-超镁铁质杂岩体侵位于中上石炭统地层中，围岩为含角砾晶屑凝灰岩、含角砾岩屑晶屑凝灰岩，岩石挤压片理发育，糜棱岩化强烈。岩体与围岩界线清晰，构造侵入特征明显，产状124゜<68゜。岩体呈北东一南西向延伸，北东宽、南西窄，中间略有膨大。地表圈定岩体长740 m，宽20-60 m，岩体地表出露面积不足0.005km2。岩体两侧发育宽3-5 m的土黄色泥化带，其中见有辉长岩残块，而围岩碎裂，反映泥化带主要发育于岩体一侧。钻探控制矿体已向西延伸至31线岩体向深部具波状起伏、膨大狭缩特征，局部膨大部位产状趋缓呈岩盆状。东段(18线一9线)岩体厚度为50-150 m，西段(13线-27线)岩体厚度150-400 m；东段延伸地表至250 m以下，西段顶板100-400 m，底板400-600 m(未完全控制)，实际延伸420余米，全矿区平均延伸300余米。岩体向深部延伸较深而且变宽变大，呈巨大透镜体，属于半隐伏岩体，西段岩体规模有待于进一步探测。浅表含镍0.10％-0.42％，最高1.53％；含铜0.15%，最高Cu品位5％以上。I号矿体总体沿倾向表现为品位变富，厚度变大，沿走向则表现为：在埋藏深度上，东浅西深，在矿体厚度上，东薄(甚至尖灭)西厚，在矿体产状上，东缓西陡。矿体呈透镜状、似层状、脉状产出，特富块状矿体呈板状多产于岩体中上盘，局部矿体产于杂岩体向深部变缓部位，局部杂岩体呈岩盆状(见图2)，杂岩体在5线、15线、17线剖面形态呈岩席状，厚大的囊状矿体主要赋存在岩体上部和底部，矿体形态受岩体形态制约，其产状与围岩基本一致。钻孔揭露矿体视厚度30-260 m，品位由地表向深部增高，在走向上向岩体侧伏方向也表现出一定的矿化富集趋势。2006年施工的1503孔累计见矿厚度达83.12 m，其中在287.90-325.88 m为视厚37.98 m的块状特富矿，含镍4.56％，含铜2.52％。

 

矿体及岩体表层因碎砾及沙土难辨，矿床氧化带深度一般为6-8米。矿体近地表部位破碎呈碎裂块状、碎粒状、“羊粪蛋状”，次生孔雀石化、褐铁矿化、蓝铜矿、黄钾铁矾发育，地表常反映为鲜艳的绿色、醒目的褐黄色杂色带，疏松、多孔，块度差，形成绿色、褐黄色铁帽。

 

原生矿石多呈深黑色、墨绿色，致密坚硬，多具粒状结构、固熔体分离结构，以块状、浸染状、团斑状、珠滴状构造为主。金属矿物以磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、黄铁矿、紫硫镍矿、钴辉砷镍矿和镍辉砷钴矿为主。矿石中以硫化镍为主（占全镍95％以上。

一号杂岩体由中心向两侧及由浅部向深部均可见角闪橄榄岩相、辉长岩相等岩相分带，主要有角闪橄榄岩、角闪辉石岩、橄榄辉石岩、角闪辉长岩等，剖面及平面均表现为环带状杂岩体，对称分异特征明显，从中心向外依次为辉石橄榄岩相、角闪橄榄岩相、角闪辉长岩相。其中角闪辉长岩相往往呈透镜体产出。铜镍矿体主要分布在岩体南缘的辉橄岩相与角闪橄榄岩相接触带和角闪橄辉岩相中。

    图2图拉尔根铜镍矿P一5线剖面图（三金柱等，2007）
1一糜棱岩化角砾晶屑凝灰岩；2-角闪紫苏橄榄岩；3一角闪橄榄岩；4一角闪辉石岩；5一辉长岩；6一闪长岩；7一霏细斑岩；8一斜长细晶岩；9一实测推测地质界线断层；10一相变线；11一蛇纹石化；12一黏土化；13一黄铁矿化；14一硅化；15一黄铁绢云母化；16一褐铁矿化；17一地质产状；18一铜镍矿体及编号

（刘继顺注，此剖面圈连是存在问题的，舍近求远，很不自然，有待于坑探验证）

    含矿杂岩体与围岩糜棱岩化含角砾凝灰岩呈构造侵入接触关系，两者以泥化带为界，界线清晰。岩体蚀变除区域性的动力变质作用造成的糜棱岩化外，主要包括蛇纹石化、纤闪石化、透闪石化、滑石化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化和伊利石化等，纤维状具丝绢光泽的石棉集合体较多见。
 


    图3图拉尔根一号岩体地球物理综合图（三金柱等，2007）
1一中上石炭统英安质、安山质含角砾凝灰岩、晶屑凝灰岩；2一中上石炭统安山质含角砾晶屑凝灰岩；3一花岗岩；4一镁铁质一超镁铁质杂岩体及编号；5一闪长玢岩；6-安山玢岩；7一细晶岩脉；8一石英脉；9一硅化；10一探槽位置及编号；11一蚀变界线；12一相变界线；13一勘探线位置及编号；14一钻孔位置及编号；15一磁异常曲线；16-铜镍矿体
 
    图拉尔根一号杂岩体为含矿单式岩体，呈现脉动式侵入特征，其岩浆演化从早到晚基性程度逐渐增高。找矿标志为：1：5万化探分散流Cu、Ni、Co、Cr异常+地表铜镍矿化(主要为杂色铁帽)+分异的镁铁质一超镁铁质杂岩体+物探低阻高极化、高磁组合异常。三金柱等（2007）认为，沿断裂上升的矿质热液与早期形成的矿体发生交代或充填作用，往往使原来的贫矿变成富矿，富矿变成特富矿。

 

三、发现启示

 

图拉尔根铜镍矿是21世纪以来东天山新发现的中型且具有大型发展前景的铜镍矿产地。从2001年发现地表矿化露头，2007年矿山开建至2010年试产，体现了现代勘查-开发速度。可敬可佩！

 

图拉尔根矿床的发现，说明了：

 

1、地质观察，对于矿床的发现，在现代理论与技术发展的今天，仍然是至关重要的！锤子、罗盘、放大镜，并没有过时，也永远不会过时！

 

2、自305项目执行以来，关于东天山地区的地质科研项目与发表的论著如汗牛充栋，但对于矿产地的发现，作用可说非常有限，值得大牛们深思。

 

3、茫茫戈壁，沙砾遍地；物理风化，表岩黝亮；强光刺眼，天地一色。犹应铁锤时敲，仔细观察，耐心琢磨。

 

4、看似工作程度高，通达条件好的地区，实则是发现矿产地的宝地。前提是少搞汽车地质，多做步行地质。

 

 

四、开发问题

 

图拉尔根铜镍矿床的勘查与开发速度是惊人的，但萝卜快了难洗泥，目前产生了极大的隐忧：

 

1、目前入选品位镍在0.3%以下（最低为0.208%），铜在0.22%左右（最低0.144%），如果镍价不在20万元/吨以上，亏损将是难免的！

 

2、矿床勘探程度低，难以为开采提供可靠依据。

 

目前矿床中部达详查程度，东端仅达普查网度，西端实为预查。为什么详查报告提交在前，而2个月后才提交普查报告？

 

矿体主要埋深150-550米，赋存标高在1150-850米海拔之间，工程控制明显不够。

 

一般矿山开采，特别是中大型矿山开采，必须达到勘探程度。如果在开发过程中不强化生产勘探，将矿体几何形态、夹石、结构构造弄清楚，后果将是严重的。

 

特高品位矿体，在储量计算中，不知处理了没有？

 

3、矿体中部为陡倾斜，穿矿厚度远少于矿体真厚度，特别是富矿体圈连问题多多。

 

4、急需研究富矿体的形成与产出规律。富矿体为何出现在矿体上盘，值得深思与工程验证。

 

5、当务之急是生产探矿，急需圈出含镍在0.5%以上的首采矿块或矿段。否则难以确保可持续发展。