岩浆通道型铜镍硫化物矿床典型实例
铜镍硫化物矿床的成冈——以诺里尔斯克(俄罗斯)和金川(中国)为例
矿年 文章编号2 2 2 ∞床地质第 卷 第 期⁄∞° ≥ × ≥铜镍硫化物矿床的成因) ) 以诺里尔斯克 俄罗斯 和金川 中国 为例罗照华马拉库舍夫中国地质大学 北京潘妮娅苏尚国俄罗斯科学院矿床地质 ! 岩石学 ! 矿物学与地球化学研究所 提莫斯科要 与超基性岩浆作用有关的铜镍硫化物矿床主要有两种成矿建造 一种为含铬建造另一种为含铂建造 ∀ 尖晶石类矿物成分的变化清楚地反映了这两类建造的成矿属性 ∀ 含铬建造 的尖晶石属于铬铁矿 2尖晶石系列 含铂建造中则为尖晶石 2磁铁矿系列 ∀从含铬建造向含铂建造 转变的原因ƒ ° ∀ 因此可以解释为超基性岩浆作用中硫的作用增加 含铬建造中主要富含 ∏! 和从而引起反应∏ƒ≥ ψƒ ≥ °磁铁矿同时分散性铂族元素的专属性特征也发生相应变化而含铂建造中则富含 ° 和 ° ∀ 超基性岩浆作 含铂的超基性岩大多数情况下与富碱 而是含硫用中硫的化学活动性增加与其碱度增加直接有关 ∀ 因此 从而形成矿浆 ∀ 据此 关键词的玄武岩形成共生组合 ∀ 当富铁熔浆发生硫化作用时 将会导致硫化物与硅酸岩熔浆的不混融 金川含铂铜镍矿石不是该矿床二辉橄榄岩侵入体的分异产物 后者也象二辉橄榄岩本身那样 成因 俄罗斯诺里尔斯克 文献标识码 中国甘肃金川 化物纯橄榄岩的独立侵入体 铜镍硫化物矿床°是深部岩浆源的分异产物 ∀中图法分类号本文是依据作者 研究是在金川年在金川矿区工作的结果以及大量公开发表的研究资料≈ ∗ 写成∀ 塔尔纳赫≈诺里尔斯克铜镍硫化物矿床对比计划框架内进行的这两个矿床均是这种类型的超大型矿床 ∀含铬超基性岩建造与含铂超基性岩建造的划分及成因探讨我们研究的这类矿床是含铂族元素的铜镍硫化物矿床 在于铬尖晶石成分的变化序列 有规律的变化 图 图∀主要是富含铂和钯因此决定了它们与超基性岩浆作用具有成因联系∀ 各类超基性岩的岩石建造与成矿作用最明显的区别 从含铬超基性岩建造转变到含铂建造 尖晶石类矿物成分作展示了含铂和含铬建造超基性岩中铬尖晶石成分变异趋势的差别∀ 在含铬铁矿的超基金项目 本论文为俄罗斯国家自然科学基金委员会与中国国家自然科学基金委员会联合资助项目 / 中俄铜镍硫化物 部分成果 矿床成因对比研究 0 2 2 ≥ƒ ≤ 编号 ƒ ƒ 编号 第一作者简介 罗照华 男 江西南康人 副教授 从事岩石学 ! 矿床大地构造教学与研究 ) 收稿日期 修订日期 2 2 2 2第卷第期罗照华等铜镍硫化物矿床的成因 ) ) 以诺里尔 斯克 俄罗斯 和金川 中国 为例图∗ ) 含铂建造含铂和含铬建造超基性岩中铬尖晶石的成分变化ƒ康德辉石岩 2纯橄榄岩 2橄榄石岩岩体 ) 富铂铬铁矿矿石 ) 纯橄榄岩 ) 橄榄石岩 ∗ ) 含铬铁矿建造 克姆皮尔塞岩体 ) 纯橄榄岩 ) 方辉橄榄岩 ) 尖晶石颗粒从中心向边缘成分变化趋势 1 ≤ √ ∏ ° 2 ≤ 2∗ ) ° 2 ) ⁄∏ ) ) ° ∏ ¬ ) ≤ ) ≤ 2 ∏ 2 √ 2 ) ° 2 ∏) ⁄∏基性岩中铂族元素仅呈分散状态出现并且主要是锇! 钌! 铱和铑∀ 因此在含铂超基性岩中主要是铁铂矿和钯矿∀ 从含铬建造向含铂建造过渡 这类矿物的铬铁矿2磁铁矿成分变化趋势在图解中表现很明 显 可以解释为超基性岩浆作用中硫的作用增加ƒ ≥ ƒ ≥ ƒ ∏磁铁矿ψ ° °分散性铂族元素的专属性特征的变化 高的相对化学位和硫化铂 业已证明 组合 特别是硫化钯∀也与此有关 变成更超基性岩浆作用中硫的化学活动性增加与其碱度增加直接有关∀ 这表现在主 而含铂的超基性岩大部要橄榄岩类型的有规律置换 方辉橄榄岩2二辉橄榄岩2异剥橄榄岩 以及与褶皱带中火山岩的 含铬铁矿建造的超基性岩从属于蛇绿岩带的拉斑玄武岩建造 分与碱度增高的玄武岩形成共生组合∀ 在流体2岩浆相互作用过程中 橄榄岩岩浆通常在一定程度上会失去稳定性 并发育成液 态不混溶∀ 结果形成与辉石岩共生的纯橄榄岩! 斜方辉石岩! 二辉岩或单斜辉石岩 应 来看 中 强调它们对铂族金属的地球化学专属性是非常重要的∀ 在含铬铁矿的建造中 纯橄榄岩的特征是含有 ∏! 和 等杂质元素 而在含铂建造 占主导的杂质元素则是铂和钯∀ 含铂建造所特有的铂! 钯纯橄榄岩可以向橄榄石岩 镁 逐渐过渡∀ 与此相 也有方辉橄榄岩型! 二辉橄榄岩型或二辉岩型橄榄岩岩浆∀ 从纯橄榄岩建造属性的观点质纯橄榄岩矿床地质年纯橄榄岩2橄榄石岩岩浆的特征是其分异作用过程伴随着铁的强烈堆积 这也可以解释为 铂和钯的有效萃取 堆积 尔市北 因为它们不仅具有亲铜的地球化学性质 而且也具有亲铁地球化 其例子如乌拉尔 塔吉 学性质∀ 特殊铂矿床的形成可能就是与这种岩浆分异作用趋势有关古雪瓦果尔斯克橄榄石2磁铁矿型铂矿石和南非布什维尔德岩体富铂纯镁铁橄榄岩∀南非布什维尔德矿床! 中国红旗岭矿床以及俄罗斯塔尔纳赫矿床对 比研究布什维尔德岩体中产有世界上规模最大的铂钯矿床 其主要类型可以反映铂2钯地球化学 性质的两重性∀ 一方面说明它们与硫的高度化学亲和性 亲硫性 另一方面又说明它们与铁 的高度化学亲和性 亲铁性 ∀ 与此相应 布什维尔德岩体的铂矿床一方面附属于富硫的铬铁 矿和辉石层 少硫化物型矿床 另一方面又从属于富铁的纯镁铁橄榄岩 后者在侵入体下部 与分层矿体的辉石岩形成共生组合 而在上部则呈筒状侵入于层状岩系之中∀ 根据资料≈ 纯镁铁橄榄岩 含铂 1 Ù 成分如下 1 ≥ ×1 ° ≤ 1 1 1 ƒ 1 ƒ 1 1 1 1 ≤ 1 1 ! 1总量∀ 纯镁铁橄榄岩的富铂性及其总是与异剥岩和苏长岩稳定共生证明它们与富铁岩浆异剥橄榄岩质或橄榄单斜辉石岩质岩浆中的液态不混溶现象密切关系∀ 在莫依湖克和傲岸维尔瓦赫特岩筒被揭露之后 发现它们呈直角切穿整个层系∀但 是 应当注意 也发现了很大的纯镁铁橄榄岩矿体 它与伟晶状异剥岩有关并与地层呈整合 接触≈ ∀ 显然 富铁异剥橄榄岩岩浆发生了纯橄榄岩2辉石岩分离 在分离过程中 由于铂的 亲铁性 富铁的纯镁铁橄榄岩岩浆富集了铂 伟晶状异剥岩等 从而决定了纯橄榄岩的工业价值 虽然在与其 共生的岩石 中也可以发现铂矿物∀布什维尔德侵入体的美妙之处在于 侵入体中也形成了象纯镁铁橄榄岩这样的富铁岩石∀ 这主要是因为富铁岩石与进入的透岩浆流体隔离≈ 因为在这种流体的作用下 与其相应的极 其富铁的熔体应当失去稳定性 并遭受硫化作用∀ 与这类相互作用有关的是复合 不均匀 矿 石的形成 其成矿物质取决于两种作用 布什维尔德型岩浆分异作用和与富铁熔浆硫化作用 因此 亲硫金属元素可能引发 有关的透岩浆流体带入成矿金属∀ 含铂熔体的这种流体硫化作用过程伴随着硫! 铜的带入 以下反应 以标准矿物形式ƒ ≥ ≥ ƒ ≥ ≥在这类成岩作用的基础上将产生含矿硫化物辉石岩岩浆它们的侵入将导致辉石≈ 一个侵入于 岩型含铂铜镍硫化物矿石的形成∀ 其例子如中国红旗岭矿床 × 前寒武纪褶皱带结晶杂岩的侵入型矿体∀ 这类矿床的矿石是浸染型的 具有特征的陨铁结构∀这种结构反映共结型含矿熔浆的正常结晶作用 物矿化作用 辉石2辉石 常不发育液态不混溶作用其液相线矿物为辉石∀ 它的结晶伴随着硫化 在以含斜长石的含铂铁质纯 导致富的 俄充填辉石颗粒粒间的硫化物∀ 在这种铜镍硫化物2硅酸盐系统中 通 因此矿石主要是浸染型∀ 与此不同 常发生硫化物熔浆与硅酸盐熔浆的不混溶橄榄岩和橄长岩熔浆为基础的矿床中致密硫化物熔浆的分离和巨型铜镍矿床的形成其例子如加拿大肖德别里苏长岩型矿床第卷第期罗照华等铜镍硫化物矿床的成因 ) ) 以诺里尔 斯克 俄罗斯 和金川 中国 为例罗斯西伯利亚地台诺里尔斯克苦橄岩型矿床∀ 如果以标准矿物分子的形式表示 硫化作用图式可以用以下反应来表示ƒ ≥ ≤ ≥ ≥ ƒ ≥ ≥ ≤ ≥富铁熔浆的在这种情况下产生的硫化物和硅 酸盐熔浆实际上不混溶 明显表现为 浸染状矿石的水滴状结构∀ 其实例有 诺里尔斯克矿床的浸染状矿石 图 是熔浆中硫化物2硅酸盐液态不混溶 的结果∀硫化物液滴发生上 黄铁矿 ! 下 镍黄铁矿 分层 一般其围岩辉长 岩2辉绿岩有一圈自交代变质晕圈∀ 据 报道 其中有斜长石! 单斜辉石! 斜方 辉石! 黑云母! 石榴石! 磁铁矿! 钛铁 矿! 磷灰石! 葡萄石! 滑石! 绿泥石! 蛇纹石! 方解石! 沸石和硬石膏∀ 交代 变质晕中最为特征的是辉长岩2辉绿 岩的葡萄石化∀ 这也是在诺里尔斯克地区侵入体 底部形成巨型矿体的致密硫化物矿石 成因的基础∀在诺里尔斯克地区 规模 最大的是塔尔纳赫矿床∀ 塔尔纳赫矿床的巨大致密硫化物 矿体的寄主岩是侵入于西伯利亚地台 盖层中的苦橄岩2辉长岩2辉绿岩岩床 图≤ ∗图诺里尔斯克矿床篾德维日河露天 采场鲕粒浸染状矿石素描图∗) 硫化物析离体矿物 ) 磁铁矿 ) 黄铜矿 ) 黄铁矿与 镍黄铁矿 ) 含少量粒间硫化物浸染体的橄榄辉长岩 2辉绿岩 ƒ √ ) ∏ ) ° ∏ ∏ ) ∏ √ ) ) 2∀ 浸染状矿石在矿床中据次要地位∀ 根据矿石结构 可以分成以下几种矿石 辉长岩2辉绿岩中具有圆形硫化物析离体的滴状矿石 常分解为 下部镍黄铁矿2黄铁矿带和上部黄铜矿带 海绵陨铁结构和填隙状矿石 硫化物析离体相对硅 酸盐晶体呈他形 角砾状和细脉状矿石 反映在辉长岩2辉绿岩和接触变质围岩中叠加了硫化 物矿化作用∀ 具有特色的是塔尔纳赫矿床铂和钯的富化作用 尔德矿床相近∀ 与布什维尔德岩体一样 要 含矿层和上部 次要 含矿层 图 在两类铜镍硫化物矿化作用 作用表现较完全 在塔尔纳赫 因此 诺里尔斯克的矿石与上述布什维 可以分出下部 主 表明也可以分出含铂而少硫化物的辉石岩层和苏长岩层∀ 塔尔纳赫侵入体的韵律性分层结构也与布什维尔德相似∀ 铂族金属的含量与铬和硫的富集呈正相关上部和下部层位的铂族元素含矿性是一致的∀ 但是 下部层位与上部层位具有根本的区别 存 致密的和极为分散的液滴状矿化∀ 显然 达到了形成极富铁的熔浆 下部层位的岩浆分异 铁质苦橄岩! 铁质 象布什维尔德侵入体一样橄长岩! 纯镁铁橄榄岩 的水平 它们在流体的作用下会失去稳定 遭受透岩浆硫化作用 导 致铜和亲硫金属的大规模堆积 形成硫化物矿浆∀ 在这方面 无论是塔尔纳赫和布什维尔德 侵入体的一般性岩石化学对比 还是塔尔纳赫致密块状硫化物矿石和布什维尔德纯镁铁橄榄矿床地质年图) 第四系塔尔纳赫侵入体诺里尔斯克地区地质剖面示意图) 地台盖层沉积岩 ∗ ) 火山岩系 ) 莫龙戈夫未分异火山岩 ) 贫镍的纳杰斯金强分异火山岩 见 有含铬铁矿层 ) 夹有富镍苦橄岩层的古德其星火山岩 ) 贫镍的蛇尾尔明火山岩 ) 贫铬和镍的依瓦阱亚碱性火 山岩 ) 下塔尔纳赫未分异岩床 下塔尔纳赫层状侵入体 ∗ ) 上塔尔纳赫层状含矿侵入体 ) 辉长闪长岩 ) 块状硫化物矿石 ) 粗面煌绿岩 可见火山岩系与含矿侵入体 ) 苦橄岩和辉长闪长岩 具浸染状硫化物矿化ƒ) ±∏ ) 2 ) 2 × ∂ ) ≥1√对地台凹陷的专属性 × ∏ √√ ) 2 ) 2 ≥ ) × 2 ∏ √ ) ° ∗ ) ∂ √ ) ) ) ≤ 2 ∏ √ 2 ∏ √ ∏ ¬ √ 2 ≠ ∗ ) ) √ ∏ 2 √ 2 × )2 × ∏ √图) 接触带辉长岩 2煌绿岩 ) 闪长岩塔尔纳赫侵入体上 ! 下含矿带的分层样式) 无橄榄石 ! 含橄榄石和橄榄辉长 2煌绿岩 ) 苦橄质辉长 2煌绿岩 ) 斑杂 状辉长 2煌绿岩 ) 侵入体外接触带交代蚀变岩 ) 变侵入交代岩 ∗ ) 铂矿石类型 ) 变侵入交代岩中的夕卡 岩型 ) 上斑杂岩中的少硫化物型 ) 苦橄岩和下斑杂岩中硫化物型 含浸染状硫化物矿化 ) 致密硫化物矿石ƒ) ∏ √ ≥∏ 2 ) °12≥2 ) 2 ∏ ∏ √ ¬∏) ⁄ ) × ¬ ∗ ) ≥∏ ) ) 2 ) × √ 22√ ) ° √ ∏ ) ¬ 2 2×√ ¬ ∏ √ 2∏ √2 2 ) ∏第卷第期罗照华等铜镍硫化物矿床的成因 ) ) 以诺里尔 斯克 俄罗斯 和金川 中国 为例岩的比较矿物学研究均可以得出可靠证明∀ 表明它们总体相似 并且在塔尔纳赫侵入体图对比这两个岩体的岩石化学图解 图解中铜镍硫化物矿石占据了布什维尔德纯镁铁橄榄岩的位置 在富铁成分区 ∀ 它们的相似性 不仅可以根据一般金属组分追索到 而且也可以依据有别于其他矿石类型 铬铁矿型和单斜 辉石岩型 的铂矿化作用的矿物学特征来证明∀ 尖晶石成分的变化也很明显 在纯镁铁橄榄 岩 和橄榄石岩 中 为尖晶石2磁铁矿系列固溶体 成分接近于硫化物矿石所特有的这类矿 物的铬铁矿2磁铁矿系列 图 的富铂族金属和铁的分异产物∀ 铂族金属和铬尖晶石矿化专属性的这种对应性肯定地揭示了诺里尔斯克硫化物矿石的成因本质 同时反映了它们与铁质熔浆 苦橄岩2辉长岩2辉绿岩岩床 在透岩浆流体作用下发生的硫化作用的关系∀图侵入体塔尔纳赫与布什维尔德∗图尖晶石成分的变化含矿侵入体岩石化学图解的结晶分异作用以残余熔浆 与极富铁 ! 也富铂 族金属的分异体的分离而告终 ∀在布什维尔德岩体中 以这种作 用为基础形成了含铂纯镁铁橄榄岩 而在塔尔纳赫侵入体中 熔 浆遭受了硫化作用 形成含铂的铜镍硫化物矿石) 纯镁铁橄榄岩 ) 从属于纯橄榄岩的铬铁矿 ) 澳大利亚科马提岩 的硫化物矿石 ∗ ) 诺里尔斯克省 诺里尔斯克 一号侵入体 塔尔纳赫侵入体和曼德罗夫斯克侵入 体 ) 含硫化物和铂的苦橄岩 ) 上述岩石中 的铬铁矿团块) 东布什维尔德岩管ƒ≤1° 2∏ √ ∏ ° ° 2× ∏ √2 ≥∏ ∏ 2 ° 2 × ∏ √ 2 ≤∏ ∏ ∏ƒ∗ ≤1 1) ∞≤∏ √ ∏ ∏ ∗ ∏ √ ∏ ∏ ° 2 ∏ √ 2 )√) ) ≥∏ √ × ∏ √ ) ≤ ∏ √ ) ≥∏ 2 ∏ ) 2 2∏ √√ √在透岩浆流体作用下发生的硫化作用的动力学方面 水滴状浸染矿石构造 同时硫化物滴状物发生沉降 同时经常发生液态不混溶作用表现为并在岩床的底部形成致密块状硫化物矿 由于液态不混溶作用 促使硫化物熔体从石∀ 但是 由于分异产物! 特别是富铁分异产物的硫化作用 这样的矿石也可以独立形成∀ 熔 浆的硫化作用伴随着铜和亲铜金属的带入 硅酸盐熔体中大量萃取镍和铂族金属∀ 熔体中发生硫化物2硅酸盐液态不混溶的解释 在硫化作用动力学上可以避免有关硅酸盐矿床地质年熔体中成矿组分 金属和硫 含量高得不太现实的概念 即相对于巨型铜镍硫化物矿床来说 要求母体的成矿物质含量过高∀含有大量硫化物滴状物的诺里尔斯克矿床的辉长岩2辉绿岩的 形成也是富铁苦橄质熔浆 规模也可能无限大∀ 因此 塔尔纳赫矿床是复杂的 含有在岩浆分异过程中富集的金属和与硫一起由透岩浆 认为这是它们在 流体带入的金属∀ 诺里尔斯克含矿侵入体的所有研究者都注意到了它们的 / 镶嵌0 特点 不破坏其原始产状的情况下大量置换西伯利亚地台盖层以及侵入体以捕虏体的形式捕获大量 地台盖层岩块的结果∀ 这反映了侵入体侵入作用的流体特征 其主要作用机制是岩浆的置换 作用 同时伴随着由透岩浆流体大量带入地台盖层岩块∀ 同时也含有成矿物质液滴 硫化作用的结果∀ 因此 这类岩体中 相应地 矿化 硫化物矿化的规模只取决于铁质橄长岩岩浆分异过程中堆积下来的铁的数量金川铜镍硫化物矿床成因及成矿预测与金川含铂铜镍矿床有关的超基性侵入体侵入于超镁铁质侵入体中∀ 超镁铁质侵入体走 向东西) 北西 长约 界杂岩中β∗厚度变化为∗平均约侵入于太古宇 倾向南! 南西≈下元古 倾角后者的组成岩石有镁质大理岩! 混合岩! 片麻岩和角闪岩≈β∀ 侵入体也是向这个方向倾斜 其规模在一定程度上受控于与角闪岩互层的混合岩化片麻岩和大理岩的接触边界∀ 该侵入体的详细形态见汤中立 图 据汤中立≈的文章 他在详细钻探的基础上查明了侵入体与围岩的复杂接触关系∀ 从超基性侵入体钻孔地质剖面图 中可见 侵入体沿着与大量围岩 混合岩化片麻岩 特别是白云 通过钻探 在侵入体内部也发现有围岩碎块 置换残 质大理岩 发生置换作用的边界侵入余 ∀ 在主要由二辉橄榄岩组成的中部最厚部位 约 发现有韵律性分层的特点 出现 斜长石二辉橄榄岩与异剥橄榄岩层 与产于侵入体下部的纯橄榄岩形成共生组合∀ 在剖面图 图 上 清晰显示了该矿床铜镍硫化物矿石组合的地质位置 矿石产于二辉橄榄岩与白云 可见矿石组合贯入二辉橄榄岩体 清楚表明它是侵入∂质大理岩的接触带上∀ 在许多剖面中体的独立 第二次 形成相∀ 矿石组合的形成一直持续到钻孔未追索到的补给通道 为二辉橄榄岩 上部 和铁质橄榄石岩 下部 部分 决定了岩体的二相结构可以确定侵入体与深部分异岩浆地幔岩浆源的关系∀ 在这个岩浆源区 发生了熔体的分化 变 其中每一个 相都单独进行分异∀富铁含铂橄榄石岩岩浆发生流体硫化作用 形成了硅酸盐2硫化物熔体 相 应于该矿床的橄榄石2硫化物浸染状矿石∀ 在岩石化学图解 图 中 它们占据富磁铁矿橄 榄石岩的位置 是含铂建造纯橄榄岩岩浆作用的自然分异产物∀ 乌拉尔含铂带的古雪瓦果尔 斯克矿床 塔吉尔市地区 可以作为橄榄石2磁铁矿 橄榄石岩 型铂钯矿床的代表∀ 导致形 成金川矿床的含铂橄榄石岩岩浆的流体的硫化作用 如下式所示 橄榄石岩岩浆≥ ƒ ≥以标准矿物的形式表示 橄榄石其反应式看来与诺里尔斯克不同 硫化作用没有导致矿浆和硫化物2硅酸盐液态不混溶的发生 这可以 解释为什么金川矿床缺乏致密的富硫化物矿石∀ 金川矿床中产有大量浸染状矿石 品位不高第卷第期罗照华等铜镍硫化物矿床的成因 ) ) 以诺里尔 斯克 俄罗斯 和金川 中国 为例×≈≈具有特征的海面陨铁结构∀ 它反映了含矿熔浆的 正常共结结晶作用 铁镍硫化物 橄榄石ψ 橄榄石 同时在残余熔浆中积聚铜! 亲硫金属! 铂! 钯和金 残余岩 浆进一步又分解为致密的镍矿型和黄 铜矿型∀ 上述情况很符合不同类型铂 矿石的分布规律 × 据尖晶石成分变化规律×≈ ≈根在温度最低的黄铜矿型矿石中铂和钯最为富集∀ 因此 金川矿床实质上是由两个图∗同源侵入体 ) ) 二辉橄榄岩 ¬ 侵入 体和含矿纯橄榄岩侵入体 组成 它们起源于同一个岩浆房 用是各自单独进行的 图 中 所示≈金川矿床二辉橄榄岩中部钻孔地质剖面示意图据×≈沿不同的理岩剖面简化) 白云质大 ) ) 二辉岩断裂构造带侵入∀但是 它们的分异作 并以不同的尖 如×) 太古界 2下元古界杂岩 ) 二辉橄榄岩) 混合岩化片麻岩 ) 铜镍矿石 ) 钻孔) 斜长石二辉橄榄岩贯入型富矿石晶石成分和成分变化趋势为特征 根据ƒ ∏∗ ) ) ⁄ ) • ) ) ⁄ 2 ° ) ¬ ) ° ) ≤∏ 2 ) 2发表资料编制 ∀ 在二辉橄榄岩 常见箭头所示的两种尖晶石成分变化趋势 ≤ ψ 和≤ ψ ƒ 表明 二辉橄榄岩在方辉橄榄岩2二辉橄榄岩2异剥橄榄岩系列的占据中间位置∀ 含铂超基性岩的典型趋势是异剥橄榄岩趋势≤ ψ这种趋势在该矿床的含矿纯橄榄岩中也可以见到 尽管其中的铬尖晶石的铬含量比二 ƒ 辉橄榄岩贫得多∀ 显然 在地幔岩浆源原始分层过程中 与镁具有很高化学亲和力的铬富集在上部富镁的 二辉橄榄岩质熔浆中 而下部则是极富铁的橄榄石岩熔浆 并在后来发生了流体硫化作用 橄榄石岩熔体 ∀ 但是 硫化作用并不改变熔浆之间 ≥ 含硫化物的纯橄榄岩熔浆 的铬2铝比值∀ 由于含矿熔体结晶分异的结果 产生了具有海绵陨铁结构的含硫化物纯橄榄岩 其尖晶石成分相对贫铬 尖晶石与磁铁矿形成固溶体 并在原生铬尖晶 石颗粒边部形成次变边∀ 在这方面 金川具有代表性特征 因为富铁熔浆的硫化作用未导致 浸染状矿石 在熔浆中发生分离出致密富镍硫化物熔浆的液态不混溶 晶石固溶体∀ 与它们不同 期产物∀ 从 成因角度来看 金川的致密矿石贫镍 象诺里尔斯克或与南澳大利亚科马 提岩有关的次火山岩型矿床那样 在其致密富镍硫化物矿石中含有实际上不含铝的铬铁矿2尖 属于残余含矿熔浆强烈熔离分异作用的晚! ! ! ∏包含信息最丰富的是硫化物中铂族耐熔元素混入物它们总是最大限度地富集在早期温度最高的矿石中∀ 在这方面 它们与趋向于堆积在晚矿床地质年图金川矿床含矿侵入体岩石化学图解图岩石和矿石平均成分对比 原始资料据 ≈ ) 二辉橄榄岩 ) 纯橄榄岩 ) 橄榄二辉岩 ) 二辉岩 ) 浸染状铜镍矿石 ) 致密镍黄铁矿 2黄铜矿矿石 ) 含矿岩浆 变异趋势 ∀ 实线表示深部岩浆房中铜镍硫化物 2硅酸盐熔浆分层 曲线 2 ƒ ° ∏ √ ∏) ) ⁄ ) ∂ ∏√ 2 ) ⁄∏ ≤ ∏2 ) √ ) 2 √ ) • 2 2 ≥ 2金川矿床二辉橄榄岩 ¬ 与 铜镍硫化物矿石 中铬尖 晶石的成分变化箭头表示变化趋势 铬尖晶石和磁铁矿 资料圈定 成分变化区 ® 据文献 ≈ƒ≤ ≤ ∏2√ √ ®√ ¬ ∏ ≤ ≈期分异产物中的 ° 和 ° 不同∀ 在金川矿床中 最富耐熔铂族元素的是具有海绵陨铁结构的 ≈ 浸染状矿石中的硫化物 平均值 单位 据× ∏° ° ∏ ≤∏ ∀这种类型比其它类型的矿石占优势 同时也实际上形成了金川超大型矿床∀ 其它类型的矿石明显要少于它 根据铂族 元素的分布判断 它们是分裂为致密镍黄铁矿2磁黄铁矿矿石 括号中的数字 和黄铜矿型矿 石 硫化物数据∏的残余熔浆的最终分异产物° ° ≤∏∏以及砷! 锑! 硒 表明它们与岩 浆期后低温作用和热液成矿作用有关 后者超出了侵入体范围之外 进入到了围岩中∀ 最后再次强调 含铂铜镍矿石不是该矿床二辉橄榄岩侵入体的分异产物 而是含硫化物 纯橄榄岩的独立侵入体 后者也象二辉橄榄岩本身那样 是深部岩浆源的分异产物∀ 这些关 系的阐明可以最合理地对成矿作用空间分布前景作出评价 因为成矿物质的供给通道具有北 西走向∀ 从这个角度来看 金川矿床的深部勘探看来是十分不足的∀ 参汤中立 金川铜镍硫化物× × ∏ ≥∀ 晚期的富铜分异产物比原始浸染状矿石富含挥发分考≈文献北京 地质出版社°∏ ∏ ≈ ∏ ≤ °∏ ∏含铂2矿床成矿模式及地质对比 ≈∏。
金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式
金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式金川铜镍硫化物矿床是中国重要的硫化铜镍矿床之一,位于四川盆地东缘和成都冲绳地体南缘交界处。
该矿床受到地壳演化和构造作用的影响,形成了一系列的岩浆通道系统。
本文将分析金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式。
金川铜镍硫化物矿床主要赋存于下白垩统呈山组内部结构较复杂的剪切带、破碎带和褶皱展开带等构造组成的“三带两穴”成矿区域。
这些构造是由岩浆侵入和区域构造作用而形成的。
其中,地处于盆地东缘的呈山组为一套由海相碳酸盐岩和粗粒砂质岩组成的构造压实体系,自西向东呈倾斜状,沿南北走向展开。
该构造压实体系在晚白垩世至始新世之间经历了一系列撕裂、破碎、拗拉、褶皱、逆冲等变形历史,形成了许多复杂的断层、褶皱和岩浆侵入通道。
金川铜镍硫化物矿床的岩浆通道系统主要分为三类:火成岩墙体、构造赋存岩体和断层岩体。
这些矿体都存在于区域岩体中的褶皱与断层带之中。
火成岩墙体一般具有沿构造的轻剪切,该轻剪切使火成岩墙体对成矿流体的富集和流动起到了重要的作用;构造赋存岩体和断层岩体一般为构造裂隙带中混入的裂隙岩体,其与区域褶皱断层体系相交形成矿脉及流岩体。
在金川铜镍硫化物矿床成矿过程中,主要成矿流体为热水,深部岩浆侵入和地层变形产生的压力使热水向上移动,通过沿火成岩墙体和断层裂隙集中成矿。
热水中的金属元素通过与周围岩石的反应,形成了长条状的矿物化带。
这些带通常与褶皱和断层带的交界处相连接,并且向上下延伸,在不同岩性和构造特征的区域内形成了集中和分散的矿床和矿点。
总之,金川铜镍硫化物矿床的岩浆通道系统是矿床形成的重要因素之一,通过岩浆侵入、构造变形和热水运移等途径形成了一系列的岩浆通道和成矿流体富集带。
该矿床不仅为地质学研究提供了重要的参考价值,也为该地区的资源开发和经济建设做出了积极贡献。
为了进一步了解金川铜镍硫化物矿床的成矿特征,我们可以通过查阅相关数据来进行分析。
根据中国地质矿产部的数据,金川铜镍硫化物矿床包括地质储量为43.7万吨的铜、79.27万吨的镍和9.51万吨的钴。
吉林省红旗岭1号岩体铜镍硫化物矿床成矿模式与找矿意义
吉林省红旗岭1号岩体铜镍硫化物矿床成矿模式与找矿意义摘要:吉林省红旗岭属于古亚洲洋和环太平洋两大构造区域的交汇部位并发育大型铜镍硫化物矿床。
本区共发现30余个镁铁超镁铁质岩岩体, 其中1号岩体赋矿最多。
铜镍矿体呈似板状、上悬状、透镜状赋存于镁铁—超镁铁质岩体内,矿床属岩浆就地熔离和重力分异成因。
关键词:成矿模式找矿意义铜镍硫化物矿床镍是一种非常重要的有色金属元素,在现代工业技术和人们生活的各个领域中起着非常重要的作用[1]。
而吉林红旗岭矿区1号岩体则位于红旗岭勘查区内,富含丰富的镍资源。
因此研究1号岩体的成矿模式和找矿意义就显得尤为重要。
1 矿区地质背景红旗岭位于吉林省中部磐石地区,地理坐标N47°55′,E126°30′。
大地构造位置属于古生代兴蒙造山带的一部分,南接华北地台北缘,北部与佳木斯地台相接,属于古亚洲洋和环太平洋两大构造区域的交汇部位。
1号岩体位于矿区第一岩带的中部,与围岩呈不整合接触。
岩体产状走向北25~50°,倾向北东50~65°。
1号岩体在平面上呈纺锤状,长980m。
宽150~280m,最大控制深度560m,长宽深之比为4:1:2[2]。
岩体主要由含矿岩石类型主要有斜方辉石岩、角闪辉石岩、辉石角闪岩、橄榄辉石岩、辉石橄榄岩,岩石的M/F值一般在2~5范围内,岩体具有多次脉动式侵位叠加的特点[3]。
矿体一般呈似层状、透镜状、脉状、漏斗状等产出。
2 岩石标本镜下特征及其成分特点2.1 围岩:二云母片岩岩石具鳞片变晶结构,片状构造。
岩石以片状矿物为主,为鳞片状的黑云母和白云母,呈平行定向排列形成片状构造。
岩石主要由黑云母、白云母、石英和中性酸斜长石组成。
黑云母,鳞片状,与白云母一同呈平行定向排列。
正交下干涉色可达III级绿,但基本被其本身的颜色假冒,平行消光,含量约28%。
白云母,鳞片状,与黑云母一同呈平行定向排列。
平行消光,含量约26%。
长英质矿物,主要为石英,含部分长石。
甘肃北山黑山岩浆铜镍硫化物矿床橄榄石特征及成因意义
甘肃北山黑山岩浆铜镍硫化物矿床橄榄石特征及成因意义甘肃北山黑山岩浆铜镍硫化物矿床是中国典型的橄榄石型硫化物矿床之一,其矿体赋存于克拉通橄榄岩中,矿体体积较大,矿石品位也比较高。
黑山岩浆铜镍硫化物矿床的成因十分复杂,很多因素共同作用使其形成,这具有重要的科学价值。
在地质岩石学中,橄榄石是一种镁铁硅酸盐矿物。
在黑山岩浆铜镍硫化物矿床中,橄榄石占据了特殊的地位。
这种矿床中的橄榄石普遍呈现出特殊的组成特征。
它们可能分为两个类型,一种是富铁橄榄石,另一种是富镁橄榄石。
这两种橄榄石的组成差异主要表现在铁、镁和钙的比例方面。
在单一的矿体中,两种类型的橄榄石是交替出现的,呈现出典型的层状结构。
在黑山岩浆铜镍硫化物矿床的成因方面,主要受到地幔推拉、岩浆脉注入和结晶、局部识别等因素的影响。
在地下地貌发生多次变化形成的构造构型层别中,岩浆被迫侵入占据了空隙,形成了垂直贯穿矿体的脉状岩体。
在矿体的形成过程中,岩浆经历了多次分异作用,最终形成了镍、铜、铁、硫等元素的富集体系。
脉状岩体和矿体之间存在很高的比例和物理连接性,这对矿石的富集和矿床的形成都起到了非常重要的作用。
总之,黑山岩浆铜镍硫化物矿床的橄榄石特征和成因不仅具有重要的学术和研究价值,更为矿产勘查和地质资源开发提供了重要的参考和指导意义。
探索黑山岩浆铜镍硫化物矿床的形成及其成因,对于矿床的开发和利用具有重要的实践意义。
随着科技水平的不断提高,相信未来将会有更多的矿产资源被发现。
为了更好地了解和分析甘肃北山黑山岩浆铜镍硫化物矿床的特征和成因,我们需要深入研究和分析其相关数据。
以下是一些重要的数据及其分析:1. 矿体地质储量该矿床矿体地质储量达到1070万吨,其中铜储量为84.1万吨,镍储量为31.6万吨。
该数据显示该矿床的储量十分丰富,是中国及全球十分重要的铜、镍硫化物矿床之一。
2. 矿体赋存方式该矿床呈现出较为典型的脉状赋存方式,且与母岩脉裂相似。
矿体和脉体由些微可辨的界面分隔,和矿石品位有密切的联系。
211061695_岩浆型铜镍硫化物矿床综合地球物理勘查技术:以新疆喀拉通克为例
2023/039(04):1117 1124ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10.18654/1000 0569/2023.04.11薛国强,周楠楠,唐冬梅.2023.岩浆型铜镍硫化物矿床综合地球物理勘查技术:以新疆喀拉通克为例.岩石学报,39(04):1117-1124,doi:10.18654/1000-0569/2023.04.11岩浆型铜镍硫化物矿床综合地球物理勘查技术:以新疆喀拉通克为例薛国强1,2 周楠楠1,2 唐冬梅1,2,2,ZHOUNanNan1,2andTANGDongMei1,2XUEGuoQiang11 中国科学院矿产资源研究重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京 1000292 中国科学院大学,北京 1000491 KeyLaboratoryofMineralResources,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China2 UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China2022 01 07收稿,2022 10 20改回XueGQ,ZhouNNandTangDM 2023 GeophysicaltechnologyforexplorationofmagmaticNi Cusulfidedeposits:CasestudyinKalatongkedeposit.ActaPetrologicaSinica,39(4):1117-1124,doi:10.18654/1000 0569/2023.04.11Abstract ItisdifficulttoaccuratelylocatedeepdisseminatedorebodiesofmagmaticNi CusulfidedepositsintheCentralAsianOrogenicBeltbecauseofthecoexistenceofcarbonaceouslayersandsmallore relatedintrusions TakingKalatongkedepositinXinjiangasanexample,wedevelopedintegratedgeophysicaltechnologiesforexplorationofNi Cusulfidedeposits Accordingtothepetrophysicalcharacteristicsofmaficintrusionandcarbonaceouslayer,weemployedcomprehensivegravity,magnetic,seismicandshort offsetgrounded wiretransientelectromagnetic(SOTEM)technology,including:(1)usinggravityandmagneticscanningtodelineatesurfaceprojectionpositionofconcealedmetallogenicintrusions;(2)usingseismicexplorationtodelineatetop bottominterfaceandoccurrencespaceofintrusion;(3)usingSOTEMtorecoverresistivityandpolarizationinformationofthecarbonaceouslayer,andtheirspatialoccurrences Anewstrategyforindirectlypredictingoccurrenceofdisseminatedorebodiesisproposedbydeterminingthespatialdistributionrelationshipbetweenore relatedintrusionsandcarbonaceouslayers Whencarbonaceoustuffpresentsbeneaththeintrusions,therearepotentialorebodiesatthebottomorinsideoftheintrusions,whilenoorebodiesareexpectedifnocarbonaceouslayerisfoundsurroundingtheintrusion ThisstudyprovidesatechnicalschemeandexplorationdemonstrationforexplorationofothermagmaticNi CusulfidedepositsinorogenicbeltKeywords MagmaticNi Cusulfidedeposit;Geophysics;Kalatongke;Carbonaceouslayer摘 要 中亚造山带内发育大量岩浆型铜镍硫化物矿床,但由于岩体规模较小且产状多变,围岩中碳质层普遍发育,深部浸染状矿体难以准确定位。
岩浆型铜镍硫化物矿床
岩浆型铜镍硫化物矿床摘要:岩浆型铜镍硫化物矿床是典型的岩浆熔离矿床,是赋存镍、铜和铂族元素的主要矿床类型。
本文主要从铜镍硫化物矿床的分类及成矿地质背景方面对该类型矿床的研究现状进行了阐述,同时也对铜镍硫化物矿床国内外勘探成果及研究新进展,成矿机理,成矿作用等进行了简单的分析,并根据典型矿床研究建立矿床地质概念模型。
关键词:岩浆型铜镍硫化物矿床地质背景成矿规律地质概念模型岩浆型铜镍硫化物矿床作为典型的岩浆熔离矿床,是赋存铜、镍及铂族元素的重要矿床类型,无论从工业意义上的矿产开发,还是从矿床理论上的成矿研究和找矿预测方面,它都一直受到国内外矿业界及学术界的普遍关注。
加强对该类型矿床成矿特征、成矿规律的研究, 为成矿预测和找矿勘探工作提供理论基础, 并有效地指导地质找矿, 具有重要的理论及经济意义。
1、岩浆型铜镍硫化物矿床的研究现状20 世纪90 年代以来,随着地球科学及相关学科的深入发展,人们对该类矿床的研究己经开始走向了多学科的联合探索,并在逐步走向宏观扩大、微观细化的深入研究。
以下几个方面反映了其研究现状和进展。
1)岩浆型铜镍硫化物矿床的分类岩浆铜镍硫化物矿床的分类很多,但现今影响较广的分类,其分类依据多为“构造岩石组合”,代表性的分类有AnthonyJ.Naldrett 的分类方法。
汤中立对我国的岩浆硫化物矿床划分4 类,简单介绍如下:(1)古大陆内的小侵入体矿床这类矿床一般发育在古大陆边缘,形成于古大陆裂解时期,我国的这类矿床主要形成于元古代。
与小侵入体有关的成矿作用,即为小侵入体成矿,这是侵入岩体的主要成矿方式,如金川、赤柏松、铜硐子、小南山等。
(2)与大陆溢流玄武岩有关的侵入体矿床与大陆溢流玄武岩有关的侵入体矿床是指地史时期与大规模大陆溢流玄武岩喷出相关的岩浆侵入成岩成矿,这种方式的特点之一就是它们通常侵入到溢流玄武岩内或溢流玄武岩附近的围岩中,如白马寨、大坡岭等。
(3)造山带内小侵入体矿床这类矿床发育在造山带内,一般形成于碰撞造山后的驰张时期,我国的这类矿床主要形成于华力西期。
金川铜镍硫化物矿床的岩浆质量平衡与成矿过程
金川铜镍硫化物矿床的岩浆质量平衡与成矿过程金川铜镍硫化物矿床位于四川省西昌市,是中国最大的镍硫化物矿床之一。
该矿床的形成和演化过程一直是地球科学家和矿床学家探讨的热点问题之一。
岩浆质量平衡是研究矿床成因的重要方法之一。
本文将从金川铜镍硫化物矿床的岩浆质量平衡入手,探讨矿床的成矿过程。
金川铜镍硫化物矿床主要由辉石岩、辉绿岩和蛇纹岩组成。
根据矿床的构成和地质特征,研究人员提出了不同的成因假说。
其中,岩浆成因假说得到了广泛的认可。
这一假说认为,矿床的形成与镍、铜、铁等元素在深部岩浆中的富集和体系中的分配有关。
岩浆在地壳深处运移过程中,经历了多次分异和结晶过程,形成了具有不同组成和特征的岩石。
岩浆质量平衡是成因矿床形成和演化过程中不可或缺的环节。
该方法通过岩浆中元素的运移和分配,进而推测出矿床成矿液的来源及其成矿环境。
具体地,岩浆质量平衡需要对矿床成矿元素的来源、运移和沉积进行综合考虑,并将其与岩石析出物相结合,从而推断出成矿热液的化学性质和来源。
在金川铜镍硫化物矿床的岩浆质量平衡研究中,主要集中在辉石、橄榄石和硫化物岩石的元素分配和比例推测上。
通过对金川铜镍硫化物矿床的元素分析及岩浆质量平衡计算,研究人员得出以下结论:矿床成矿液的主要来源是辉石和橄榄石晶体的溶解和蚀变产物,成矿热液中的硫化物与辉石、橄榄石存在较强的偏析关系,且均富集在铅、锶等元素中。
此外,在成矿热液中铜、镍、铁等元素的分配比例与硫化物岩石中的含量和分布有密切关系。
这表明,在金川铜镍硫化物矿床的矿化过程中,硫化物的生成和沉积起到了重要的作用。
总体来说,岩浆质量平衡法是解决矿床成因问题的一种有效手段。
在金川铜镍硫化物矿床研究中,通过对岩石样品的分析和计算,揭示了一系列成矿元素的来源、分配和运移路径,为揭示矿床成因提供了重要的科学依据。
当前,矿床成因研究面临多重挑战,如新技术的推广、原位元素分析技术的不断发展等,这些挑战的克服,将有助于更深入地探讨和理解矿床成因的奥秘,为矿产资源的勘查和利用提供更可靠的科学依据。
新疆哈密黄山东铜镍硫化物矿床成岩成矿作用
新疆哈密黄山东铜镍硫化物矿床成岩成矿作用新疆哈密黄山东铜镍硫化物矿床是新疆地区的一种典型的硫化物矿床,是一种低温热液成因床状矿床。
该矿床的成因过程和矿物化特征一直是地球科学研究中的热点问题之一。
本文着重探讨哈密黄山东铜镍硫化物矿床的成岩成矿作用过程。
哈密黄山东铜镍硫化物矿床位于新疆哈密市东南部,是一种与地层岩石密切相关的低温热液成因床状矿床。
该矿床主要产出的矿物为黄铜矿和辉锑铜矿等硫化物矿物。
研究表明,该矿床的成岩成矿作用主要由古近纪到晚新元古界的花岗岩浆和后期的热液活动共同作用所致。
哈密黄山东铜镍硫化物矿床成岩成矿作用的首要因素是地区岩浆。
研究表明,该地区岩浆主要来自于新元古代的岩浆活动。
这些岩浆在经历了一系列的构造变形和变质作用之后,形成了广泛的岩浆侵入体。
侵入体主要由二长花岗岩、花岗闪长岩等组成,这些岩石中含有大量的铜、铁、镍等金属元素,并存在多种硫化物矿物。
在地质演化过程中,岩浆的上升并不是一种平稳的过程,而是经历了多次的喷发和渗透作用。
当岩浆穿过地表后,其热液成分就会释放出来,与周围地层岩石进行反应。
好比是士兵缴获了敌军的武器装备,这些硫化物矿物就在接触区生成了。
同时,由于硫化物矿物具有很高的密度,加上地下热液作用的推动下,这些成矿物质就慢慢地沉积到了深处,形成了矿床。
因此,哈密黄山东铜镍硫化物矿床成岩成矿作用的过程可以分为以下几步:首先是岩浆源。
在新元古代的岩浆活动中,形成了大量的岩浆侵入体,这些侵入体中富含有铜、铁、镍等金属元素,并含有多种硫化物矿物。
然后是反应区域。
当岩浆穿过地表后,其热液成分就会释放出来,与周围地层岩石进行反应,于是硫化物矿物就在接触区生成了。
最后是矿床形成。
由于硫化物矿物具有很高的密度,加上地下热液作用的推动下,这些成矿物质就慢慢地沉积到了深处,形成了矿床。
综上所述,哈密黄山东铜镍硫化物矿床成岩成矿作用是一个复杂的热液作用过程。
在该矿床的形成过程中,岩浆源、反应区域和矿床形成都是不可或缺的因素。
岩浆通道成矿系统的理论与实践
886
矿
床
地
质
2010 年
有围岩捕虏体。
图 2 Voisey’s Bay 铜镍矿床岩 浆通道特征
图 3 金川铜镍(铂)硫化物矿床岩浆通道特征(Tang, 2009)
2 金川铜镍(铂)硫化物矿床岩浆通道特征
金川铜镍(铂)硫化物矿床岩石、矿石三维空间的分布特征以及岩石学、矿石学及地球化学特征等, 可以识别出五期成岩成矿侵位序列,它们分别是:不含矿超镁铁质岩石浸染状矿石网状矿石块状矿 石铂钯富集体。 金川镁铁-超镁铁质岩体主要属于岩墙型通道。 最主要的证据是: 在二矿区中部岩体岩相主要呈现出水 平对称分异,中心为纯橄岩,向两侧随着基性程度逐渐降低,依次出现二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、 (斜长) 二辉岩等。网状矿石主要分布于中心部分的纯橄岩中(图 3) 。而在二矿区 34 行以东,岩体变宽,岩体产 状呈漏斗状,岩性主要呈似层状,纯橄岩位于最下部,向上基性程度逐渐降低,依次出现二辉橄榄岩、橄 榄二辉岩、二辉石岩等。块状矿石出现在岩体底部。从金川铜镍(铂)硫化物矿床的岩浆通道特征来看, 二矿区 34 行以东深部具有很好的找矿潜力。
*
基金项目:国家自然科学基金项目(40472051) ;高等学校学科创新引智计划(B7011) ;中国地质调查局项目(1212010711814)
第一作者简介 苏尚国,男,教授,1965 年出生,矿物学、岩石学和矿床学专业,主要从事岩浆作用与岩浆矿床及岩石大地构造的教学与研究工作。 Email:susg@
参 考 文 献
Tang Z L, Song X Y, Su S G. 2009. Ni-Cu deposits related to High-Mg basaltic magma, Jinchuan, Western China [M]. Beijing: Geol Pub House. 1-209. Turoftsev D M. 2002. Contact metamorphism of Noril’sk intrusions[M]. Moscow: Nauchnyi Mir, 1- 319 (in Russian).
李楚思 岩浆铜镍矿3
上岩浆房通道入口剖面图
La/Sm vs. Th/Nb diagram illustrating the stages of contamination
微量元素地壳同化混染证据
3 cm wide
Initial mid-crustal contamination of the VB magma was succeeded by contamination by Tasiuyak gneiss, along with some continued contamination by local country rocks. The Mushua intrusion shows little sign of Tasiuyak contamination.
Re-Os 同位素地壳同化混染证据
Lambert et al. (2000)
一个新的成矿模型
Lightfoot et al. 2011
2nd
Example: Kharaelakh Deposit
西伯利亚大火成岩省的面积
Area of the Siberian Large Igneous Province
Sample Spot δ34S (‰) Anhydrite KH1 K58A K58A K58A K58A K58B K58B Average 1 1 2 3 4 5 6 n=7 22.4 18.7 18.9 18.3 21.7 21.2 19.7 20.1 δ34S (‰) Chalcopyrite 10.4 9.7 9.5 10.3 10.1 9.5 12.0 10.2
Lighห้องสมุดไป่ตู้foot & Keays 2005
Sulfur Isotopes 硫同位素
21431701_金川岩浆铜镍(铂)硫化物矿床中两类橄榄石的发现及其成矿意义
1000 0569/2020/036(04) 1151 70ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10 18654/1000 0569/2020 04 11金川岩浆铜镍(铂)硫化物矿床中两类橄榄石的发现及其成矿意义刘美玉1 苏尚国1 姚远1 吴晓蔓1 蔡楠1 管秋云2LIUMeiYu1,SUShangGuo1 ,YAOYuan1,WUXiaoMan1,CAINan1andGUANQiuYun21 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 1000832 中国科学院青藏高原研究所,北京 1001011 SchoolofGeosciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083,China2 InstituteofTibetanPlateauResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China2019 09 09收稿,2020 01 30改回LiuMY,SuSG,YaoY,WuXM,CaiNandGuanQY 2020 DiscoveryandgenesisoftwotypesofolivinesanditssignificancetometallogenyinJinchuanmagmaticcopper nickel(PGE)sulfidedeposit ActaPetrologicaSinica,36(4):1151-1170,doi:10 18654/1000 0569/2020 04 11Abstract TheJinchuandepositisthethirdlargestmagmaticcopper nickelsulfidedepositintheworld Therearestillalotofcontroversiesaboutitsmetallogenicmechanismofwhichtwomainmodelscanbesummarizedfromformerresearches:(1)themagmaticconduitaccumulationmetallogenicmodel;and(2)thedeepsegregation injectionmetallogenenicmodel However,noneofthemcanexplainthegeologicalphenomenaintheminingareawell Thispaperfocusesonthecharacteristicsofolivinesinthedeposittodiscussthemigrationmodeandemplacementabilityofthesulfidemelts Inthisstudy,twotypesofolivineswerefoundintheJinchuandeposit,namelytheLREE depleted(typeⅠ)andtheLREE enriched(typeⅡ).ThetypeIolivineistheprimarymineralsgeneratedbycrystallizationoftheultramafic maficmagma,whichiswidelydistributedinvarioustypesofultramaficrocksandsulfideoresinthedeposit Italwaysoccurredascomplexcompositionbandsformedbycompositionalchangesbetweenprimaryolivineandinterstitialsilicate/immisciblesulfidemelt Thistypeofolivineinheritedthelowrareearthelement(REE)contentsofbasalticparentmagma ThetypeⅡolivineisformedbyrecrystallizationofcumulateorthopyroxeneafteritsincongruentmeltingbyafluid triggeredprocess,whichismostlyfoundinsulfideores,alwayswrappedbyorthopyroxene IthashighREEcontent(about2ordersofmagnitudehigherthanthatofthetypeIolivine)andrelativelyrichinMg# ThewidedistributionofprimaryCl richhydratedminerals(phlogopite,amphiboleandapatite)andsuddenlyelevationoffluidactiveelementsatthemarginoftypeIolivineinthesulfideoreindicatesthattheformationprocessoftheJinchuandepositmightbesignificantlyinfluencedbyCl richfluids Thenewprogressinexperimentalpetrologyanddynamicssimulationshowsthatfluidadditioncaneffectivelypromotethemigrationofhigh densitysulfideslurryanditmightbethemainmechanismfortheemplacementofthesulfidemeltsintheJinchuandeposit CombinedwiththespatialevolutionofCu/Niratiosofthesulfideminerals,theFovaluesofolivineandthedistributioncharacteristicsofthecrystalsizesintheJinchuanCu Nisulfidedeposit,itcanbespeculatedthatthemagmaconduitofthisdepositmovesfromwesttoeastKeywords JinchuanCu Ni(PGE)sulfidedeposit;Twotypesofolivine;Cl richfluid;Quantitativestructureanalysis;Magmaticconduitmetallogenicsystem摘 要 金川铜镍硫化物矿床是世界第三大岩浆型铜镍硫化物矿床,其成因机制一直备受争议。
青海省夏日哈木铜镍钴硫化物矿床找矿模型
青海省夏日哈木铜镍钴硫化物矿床找矿模型ZHAO Hai-chao;ZHANG Jin-ling;LIU Cai-le;SUN Ting-ting;WANG Yong-de 【摘要】青海省东昆仑造山带发现的夏日哈木超大型铜镍钴硫化物矿床,是中国第二大镍矿,其发现具有里程碑意义.综述国内学者对该矿床的研究进展,利用已有的研究成果资料,建立夏日哈木岩浆熔离-贯入型铜镍钴硫化物典型矿床地物化综合信息图.补充和完善东昆仑造山带夏日哈木型铜镍矿成岩-成矿模式图.总结出控制该类矿床的7个有利找矿标志.建立了祁漫塔格地区区域经验找矿模型,并根据找矿模型进行了成矿潜力评价,共圈定出9个找矿靶区.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)036【总页数】9页(P166-174)【关键词】夏日哈木;铜镍钴硫化物矿床;找矿模型;岩浆熔离-贯入型【作者】ZHAO Hai-chao;ZHANG Jin-ling;LIU Cai-le;SUN Ting-ting;WANG Yong-de【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】P618.63青海省东昆仑夏日哈木地区发现的超大型铜-镍-钴硫化物矿床,镍资源量109×104 t,镍平均品位0.68%,Cu平均品位为 0.1%,中国镍资源量排名仅次于金川。
该矿床的发现掀起了东昆仑西段找镍热潮,矿区周边均在开展找镍工作,甚至整个东昆仑地区及柴北缘地区的找镍工作也在逐渐加强;同时还激发了中国大量专家和学者对夏日哈木型铜-镍-钴矿床的研究热情[1—21]。
许多学者在夏日哈木地区开展了钻探工艺、物化探技术方法实验,并对物化探方法在夏日哈木地区的有效性进行了探讨[22—32],取得了显著的成果。
针对夏日哈木铜-镍-钴硫化物矿床的成因类型基本上已经达成了统一的观点,即属于岩浆熔离-贯入型铜-镍-钴硫化物矿床[2,3, 9, 11, 13,17, 27,33, 34]。
红旗岭矿区2号岩体岩浆型硫化铜镍矿床成矿规律及找矿意义
红旗岭矿区2号岩体岩浆型硫化铜镍矿床成矿规律及找矿意义刘俊梅;张宏;冯修云;周树亮【摘要】红旗岭矿区2号岩体硫化铜镍矿床位于红旗岭矿区I岩带上,辉发河深大断裂带北西侧,富家-何家-北兴隆-长胜断裂构造系统中,并侵位于北兴隆复背斜的轴面核心位置,是I岩带上一个较大的镁铁-超镁铁质岩体.辉发河深大断裂为岩体的形成提供幔源岩浆上升的通道,其主要扮演了一种导矿构造,而在富家-何家-北兴隆-长胜次级断裂为2号岩体的形成提供了容矿空间,也是重要的容矿构造,同时矿体的富集受岩体岩相的制约.【期刊名称】《吉林地质》【年(卷),期】2010(029)004【总页数】4页(P39-42)【关键词】岩浆型铜镍矿床;成矿规律;找矿意义;2号岩体;红旗岭【作者】刘俊梅;张宏;冯修云;周树亮【作者单位】吉林吴融有色金属集团有限公司资源开发公司,吉林,磐石,132311;吉林省有色金属地质勘查局607队,吉林,吉林市,132105;吉林省有色金属地质勘查局607队,吉林,吉林市,132105;吉林省有色金属地质勘查局607队,吉林,吉林市,132105【正文语种】中文【中图分类】P618.63Abstract:The fulfi de copper-nickel deposit of No.2 rock body of Hongqiling mining area is located in the No.1 rock belt, the NW of Huifahe deep faulted zone, Fujia-Hejia-Beixinglong- Changsheng faulted structures, emplaced in the axial core position of the Beixinglong compositic anticline, which is a larger mafi c-ultramafi c rock body in the No.1 rock belt.The rock body` formation of Huifahe deep fault provides a channel-way for mantle-derived magma rising, acting as a structure as passage-way for ore fl uid; Fujia-Hejia-Beixinglong-Changsheng secondary fault provides a space for the formation of the No.2 rock body, it also an important host structure, meanwhile, the enrichment of ore bodies is controlled by rock body and rock facies.Key words:magmatic sulfi de copper-nickel deposit; metallogenic regularity; prospecting signifi cance; No.2 rock body; Hongqiling镍是一种非常重要的有色金属元素,在现代工业技术和人们生活的各个领域中起着非常重要的作用,同时镍资源也是昊融人赖以生存的经济命脉,更是再造一个“昊融”资源基础,而红旗岭矿区2号岩体则位于红旗岭勘查区内,矿区内有选矿厂和冶炼厂,因此发现探查红旗岭矿区及其周边镁铁—超镁铁质岩体是否形成铜镍矿床,以及潜在的镍资源储量是有非常重大的意义,所以本文着重阐述2号岩体断裂构造成矿规律及其找矿的意义。
岩浆型铜镍硫化物矿床研究综述
岩浆型铜镍硫化物矿床研究综述[摘要]岩浆型铜镍硫化物矿床是典型的岩浆熔离矿床,是目前镍矿床的主要来源。
20世纪80年代末以来国内外对铜镍岩浆硫化物矿床研究日益深入并取得了不少突破。
本文主要综述与分析铜镍岩浆硫化物矿床的特征、分类方式、成矿机制等内容,并对目前研究中存在的问题和未来的发展进行了讨论和展望。
[关键词] 铜镍硫化物矿床分类特征成矿机制0引言镍是重要的有色金属矿产资源。
镍矿床的形成虽然有多种成矿作用,但以岩浆型铜镍硫化物矿床和红土型镍矿床为主。
红土型镍矿床由于其能耗大冶炼技术复杂而一直未能充分开采利用,所以目前镍金属的主要来源仍是硫化物型镍矿床。
作为典型的岩浆熔离矿床,岩浆型铜镍硫化物矿床是赋存铜和镍及铂族元素的重要矿床类型,无论从工业意义上的矿产开发,还是理论成矿研究和预测找矿方面,它都一直处于国内外矿产研究领域的领导地位。
1岩浆型铜镍硫化物矿床的分类及成矿背景1.1分类方法岩浆铜镍硫化物矿床的分类较多,现今影响较大地分类,其分类依据多为“构造-岩石组合”,代表性的分类有Anthony J. Naldrett的分类方法[1],其主要是根据岩石岩性结合岩浆作用的大地构造背景进行分类;此外汤中立依据岩性与构造环境的关系将我国岩浆硫化物矿床划分四类[2]:即古陆块内部的小侵入体矿床、与大陆溢流玄武岩有关侵入体矿床、造山带内小侵入体矿床及蛇绿岩型矿床。
1.2成矿的地质背景铜镍硫化物矿主要床分布于大陆地块中的四类地区:1)古陆块(克拉通或微陆块)的内部;2)古陆块的边缘;3)陆块增生褶皱带且靠近古陆块的边缘;4)陆块的增生褶皱带。
2岩浆型铜镍硫化物矿床的普遍特征2.1岩体特征铜镍硫化物矿床的赋矿岩体都是基性-超基性岩石,岩体多呈不规则状产出,其规模大小不尽相同[3,4,5,6],主要为岩墙状、岩盆状。
岩体的岩石类型主要包括了苏长岩-辉长岩、橄榄辉石岩-二辉橄榄岩-橄榄岩及与溢流玄武岩相当的侵入体、科马提岩等;杂岩体常有2-4个岩相组合,例如已发现的矿床中,金川为二辉橄榄岩-橄榄二辉岩、含辉橄榄岩-二辉橄榄岩-二辉岩、纯橄榄岩,朱布为橄榄岩、二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、二辉岩和辉长岩,喀拉通克为闪长岩、辉长苏长岩相,橄榄苏长岩、辉长辉绿岩。
浅谈云南岩浆型铜镍硫化物矿床找矿标志
浅谈云南岩浆型铜镍硫化物矿床找矿标志云南地质条件优越,矿床成岩、成矿具有明显的专属性,兼具钒钛磁铁矿矿床和铜镍硫化物矿床的双重优势,具备较大的找矿潜力,但由于地质条件没有典型特征,严重制约矿床规模。
本文基于云南成矿的地质背景和矿化地质特征,对岩浆型铜镍硫化物矿床的找矿标志进行探讨。
标签:云南岩浆型铜镍硫化物矿床找矿标志在云南的南北向矿区中,有很多基性和超基性岩体分布于攀西裂谷一带,在这些岩体中主要包含的成矿体系为铜镍硫化物矿床和钒钛磁铁矿矿床。
近年来,逐渐建立了“小岩体成大矿”成岩成矿理论,使很多矿床得以发现,在矿业勘查评价中,此种成岩成矿理论得到了广泛应用。
云南岩浆型铜镍硫化物矿床受此理论的影响颇深,但在找矿工作方面还存在一定困难,由于在此矿区,并未开展过找矿前景评价工作,即找矿前景缺乏科学的理论依据。
1矿化地质特征在此矿区中,岩体岩相带严格控制矿床矿体的产状、规模和形态,致使围岩和矿化关系表现为渐变过渡式。
在边缘相中存在很多石英辉长岩,此种岩石基本不发育矿化,在过度岩相带很多暗色辉长岩矿化表现为稀疏浸染状和发育星点状,而处于中央相的橄榄辉长岩是岩体的主要岩相,矿石构造主要呈现为不同程度的侵染状,而海绵陨铁结构矿石是非常少见的。
在此矿床中,中央相的橄榄辉长岩中富含大量主矿体,在过渡带也也大部分矿体存在,而在辉石岩相带中,矿石构造主要为稀疏侵染状和星点状,含矿性一般。
在空间展布上,矿体受岩体空间展布的严格控制,在垂向和平面上,矿化存在空间产出变化规律,其平面特征表现为“南富北贫、内富外贫”,沿着矿化体边缘逐渐深入矿化中心,矿化程度也在逐渐增强。
矿石构造特征呈现分带性,比如星点状、稀疏侵染状、中等稠密侵染状、稠密侵染状、海绵陨铁结构,可见矿化具有较好的連续性。
在垂向矿化特征表现为“上贫下富”,由上至下矿化趋势越来越强,且矿石构造具有明显的分带性,矿化同样具有良好的连续性。
在矿石金属矿物中,以钛磁铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、钛铁矿、黄铁矿居多,紫硫镍矿、红砷镍矿、针镍矿、白铁矿比较少见,而镍黄铁矿更是少见,因此,在探寻岩浆型铜镍硫化物时,应该基于当地地质条件,进行找矿分析。
岩浆矿床的主要类型及实例
图3-4 布什维尔德东矿带地质图(转引自姚凤良等,1981)1-未划分地层;2-浦利脱尼亚系;3-花岗岩及伴生岩石;4-临界带;5-过渡带及冷凝带;6-主苏长岩带及上带;7-斜长岩中矿层(中组);8-斯蒂尔波特矿层(下组);9-梅林斯基层(含铂);10-断层;11-西矿带矿层;12-地质界线;13-主铬铁矿亚带;14-花岗岩残留体岩浆矿床的主要类型及实例一、超镁铁质、镁铁质岩中的铬铁矿矿床铬铁矿是一种极为重要的矿产,是工业铬的唯一矿石矿物。
铬是不锈钢及其他一些钢材和非铁合金必不可少的组分。
铬铁矿还可作为耐火材料和型砂材料,在电镀、制革、颜料和染料等工业部门用作铬化工制品原料。
对冶金级铬铁矿要求,具有较高的铬铁比值(Cr/Fe ≥2.8)。
但随着冶金技术的提高,目前铬铁合金也常用Cr/Fe ≈1.5的铬铁矿来生产。
铬铁矿几乎都采自超镁铁质和镁铁质火成岩中的块状、稠密浸染状矿石,由其风化剥蚀形成的砂矿产量只占产量的一小部分。
根据矿床产出的地质构造特征和几何形态以及含矿岩石的岩性特征,铬铁矿矿床可分为层状和非层状(阿尔卑斯型)两类。
有人把与蛇绿岩有关的铬铁矿矿床也列入非层状铬铁矿床中。
(一)层状铬铁矿矿床此种矿床主要产在具层状序列的超镁铁质-镁铁质火成侵入体中,为层状和席状堆积体。
这些含矿侵入体的形成时代一般是前寒武纪,分布在地台或克拉通地区。
层状铬铁矿矿床与辉岩、辉石橄榄岩及辉长岩、斜长岩有关,含矿岩体往往是规模巨大的杂岩体,具有典型的层状侵入体特征。
岩体中具有稳定的火成堆积结构,层理构造十分明显,各类岩石呈似层状产出,岩石的韵律结构清晰。
矿体呈层状分布于岩体韵律层下部,矿层单层厚几厘米至1m 多,与围岩界线明显。
矿石以块状构造为主,矿层上部有时出现浸染状矿石,并以此与围岩呈渐变关系。
矿石内铬铁矿大多呈自形或半自形,含Cr 2O 340%左右。
矿床规模巨大,除铬外,伴生有铂、镍和钒钛磁铁矿等,铂族元素有时可形成独立的矿体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
S
N
块状硫化物
片麻岩
Cross Section at the Entrance of the Feeder to the Upper Chamber
上岩浆房通道入口剖面图
微量元素地壳同化混染证据
La/Sm vs. Th/Nb diagram illustrating the stages of contamination
Cross Section Close to the Exit
of the Lower Chamber
下岩浆房出口附近剖面图
20 m Lightfoot &Naldreteeder Dyke
Cross Section 岩浆通道 (岩墙) 剖面图
Cross Section of the Ovoid Orebody Close to the Upper Chamber
Geological Map of the Noril’sk-
Talnakh Region
Noril’sk-Talnakh 地区的区域地质图
Plan View and Cross Section of
the Kharaelakh Intrusion
Kharaelakh 岩体的平面和剖面图
Evaporite xenoliths within massive sulfide orebody, Skalisty Mine
Lightfoot & Keays 2005
Sulfur Isotopes 硫同位素
Grinenko 1985
Ripley et al. 2003
Kharaelakh Intrusion
LAVAS
Mineralized intrusions have high d34S indicating assimilation of evaporite; flood basalts have mantle-like S isotope compositions
岩浆通道型铜镍硫化物矿床 典型实例
(1) Voisey’s Bay Deposit, Labrador, Canada 加拿大拉布拉多地区的 Voisey’s Bay 矿床
(2) Kharaelakh Deposit, Noril’sk Region, Siberia
西伯利亚 Noril’sk 地区的 Kharaelakh 矿床
Sr-Nd Isotopes (Sr-Nd 同位素)
Arndt et al. 2003
Trend M-C: contamination with old granitoid crust, probably in mid-crustal magma chamber - unrelated to ore formation
Trend O-O’: contamination with evaporite - signature of ore formation Trend W-W’: contamination with detrital sediment - unrelated to ore
formation
Magmatic Anhydrite 从岩浆结晶出来的硬石膏
Photo taken in August 2006
Ni, Cu, Pt and Pd contents in Siberian flood basalts 西伯利亚溢流玄武岩中 Ni, Cu, Pt 和 Pd 的含量
Nadezhdinsky lavas have high La/Sm, high Si02, low eNd (not shown), which indicate contamination with granitoid crust. They are also depleted in chalcophile elements, an indication of sulfide segregation
3 cm wide
Initial mid-crustal contamination of the VB magma was succeeded by contamination by Tasiuyak gneiss, along with some continued contamination by local country rocks. The Mushua intrusion shows little sign of Tasiuyak contamination.
Re-Os 同位素地壳同化混染证据
Lambert et al. (2000)
一个新的成矿模型
Lightfoot et al. 2011
2nd Example: Kharaelakh Deposit
Area of the Siberian Large Igneous Province
西伯利亚大火成岩省的面积
在 Skalisty 矿山, 块状矿体中含有蒸发岩捕虏体
Photo taken in August 2006
Sulfide blebs in olivine gabbro
橄榄石辉长岩中珠滴状硫化物
Disseminated sulfide in gabbro
辉长岩中浸染状硫化物
Siberian Flood Basalts 西伯利亚溢流玄武岩
S isotopes of anhydrite-chalcopyrite 硬石膏和黄铜矿的硫同位素
d34S values of magmatic anhydrite-sulfide assemblages in the Klaraelakh intrusion, Siberia
1st Example: Voisey’s Bay Deposit Voisey’s Bay 区域地质图
Voisey’s Bay Regional Geology
Mushuau
Geology of the Voisey’s Bay Intrusion
Voisey’s Bay 岩体地质图
3D View of the Voisey’s Bay Deposit Voisey’s Bay 矿床立体图