镍矿床类型、特征及资源评价

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铜镍硫化物矿床是镍的最主要来源(占20%),它提供 铜镍硫化物矿床是镍的最主要来源(占20%),它提供 了世界镍产量的60%以上(Cu的重要来源之一,PGE)。加 了世界镍产量的60%以上(Cu的重要来源之一,PGE)。加 拿大的肖德贝里(Sudbury)铜镍硫化物矿床最为著名。我 拿大的肖德贝里(Sudbury)铜镍硫化物矿床最为著名。我 国甘肃金川、吉林红旗岭、四川力马河等铜镍硫化物矿床都 属于这一类型。
矿床成因 (1)苏长岩的岩浆侵入成因、因而众多教科书上都一直将 它表述为典型的镁铁质—超镁铁质硅酸盐熔浆— 它表述为典型的镁铁质—超镁铁质硅酸盐熔浆—硫化物熔浆 的熔离矿床,成矿物质是深成岩浆本身带来的,其熔离和分 异成矿作用基本上是在封闭体系下进行和完成的。 (2)陨石撞击(诱导)成矿的假说越来越得到更多学者的认 )陨石撞击(诱导) 可。Dietz(1964)提出庞大的肖德贝里构造和铜镍矿石并 可。Dietz(1964)提出庞大的肖德贝里构造和铜镍矿石并 非来源于地壳深部或地幔,而是由陨石冲击形成的。铜镍矿 石来自天外,而矿床的苏长岩围岩则是冲击高温熔融岩石结 晶形成的;冲击还使下地壳产生岩浆,它们侵位后成为矿区 内的另一种重要岩石。该见解提出后的几十年来,支持者和 反对者根据各自的证据和认识进行了热烈的讨论。 目前,较为流行的看法是,陨石撞击说是可以成立的,但铜 镍矿石并非从天而降,而是冲击后巨大能量引起了某些地壳 岩石的熔融,之后结晶分异,产生镁铁质岩石的熔融,之后结晶分异,产生镁铁质-超镁铁质岩及铜 镍矿床。
二、镍的成矿地质作用
3.沉积成矿作用和过程 3.沉积成矿作用和过程 ——地表岩石/ ——地表岩石/矿石经风化作用,使那些含 有镍的岩石/ 有镍的岩石/矿石发生分解,被带到盆地内 经沉积作用使镍发生沉淀,堆积而形成的 矿床 如:与黑色岩系有关的镍矿床
第二节 典型矿床简介
1.岩浆熔离型Cu-Ni硫化物矿床 1.岩浆熔离型 -Ni硫化物矿床 岩浆熔离型Cu
金川矿区主要矿体埋藏深度及空间分段纵剖面示意图(袁见齐等,1985) 金川矿区主要矿体埋藏深度及空间分段纵剖面示意图(袁见齐等,1985) 1-铜镍富矿体;2-铜镍贫矿体;3-超镁铁质岩体;4-片麻岩 铜镍富矿体;2 铜镍贫矿体;3 超镁铁质岩体;4
(5)矿体类型 ——共发现工业矿体数百个,按 ——共发现工业矿体数百个,按 成因可分为:岩浆熔离型、深部 熔离熔离-贯入型、贯入型
上处处可见,包括:震裂锥(shatter cone)。这是一种岩石急速脆性破裂, 在裂面上形成锥形饰面构造(图2)。被认为是高压冲击波作用的结果。
甘肃金川铜镍硫化物矿床
——我国最大的镍矿床 ——我国最大的镍矿床 (1)形成环境 位于华北地台边部、阿拉善地块西南缘的龙首山隆起带的断裂内,沿这 些断裂带发生了多期的成岩些断裂带发生了多期的成岩-成矿作用。 (2)含矿岩体地质特征 产于隆起带边缘深断裂的次级断裂中,呈岩墙状侵入前震旦系的变质岩 中;走向310°,倾向南西、倾角50°~70° 中;走向310°,倾向南西、倾角50°~70°。岩体沿走向、倾向有明显 310 50 的膨缩和分枝现象,凹槽部分有一定的控矿作用;岩体横剖面呈楔状、 板状、歪漏斗状。 (3)岩体岩石组合 属纯橄榄岩-二辉橄榄岩属纯橄榄岩-二辉橄榄岩-斜长橄榄岩型,具对称分异分带特征;岩相沿 走向呈带状分布,横剖面上呈同心圆状。 (4)岩体蚀变 普遍受蛇纹石化、绿泥石化、透闪石化,局部有碳酸盐化。镁铁比值 (F/M)介于2.7~5.9之间,属铁质超镁铁质岩石。 F/M)介于2.7~5.9之间,属铁质超镁铁质岩石。
深部熔离-贯入型为区内的主要 矿体类型,占全区储量的96% 以上,主要以24号、1号和2号 为代表。
——矿体、矿石组成。 ——矿体、矿石组成。 1号矿体(图) ——规模最大,以富矿为主, ——规模最大,以富矿为主, 贫矿呈壳状包围富矿,矿体形 态较规则,呈大透镜状,分布 于岩体深部,延深千余米;各 矿体的产状与岩体或岩体底部 形态大体一致。 ——矿石中金属硫化物主要有 ——矿石中金属硫化物主要有 磁黄铁矿、黄铁矿、镍黄铁矿、 紫硫镍铁矿和黄铜矿,次要的 有方黄铜矿、四方硫铁矿、墨 铜矿、白铁矿和针镍矿。
源自文库
肖德贝里铜镍硫 化物矿床 与加拿大安大略 省肖德贝里侵入体 伴生的铜镍硫化物 矿床是世界上最大 的镍矿床。 >6 10 t 镍和铜:>6×106t, 含大量铂和其它金 属。 成矿岩体出露形态 为椭圆 形,长愈 50km,宽达25km。 图3-14 肖德贝里岩盆地质简图(据Souch等, 肖德贝里岩盆地质简图(据Souch等, 1969) 含镍侵入体;2 白水系;3 1969)1-含镍侵入体;2-白水系;3-片麻岩 及花岗岩;4 及花岗岩;4-火山岩、沉积岩、基性侵入岩; 5-断层; 6-铜、镍产地
包括主体及外缘两个部分: 包括主体及外缘两个部分: 主体为规模巨大的盆状岩席,自下而 上可分为3 上可分为3个层带。
下部层带:为苏长岩,矿体多 下部层带:为苏长岩, 数产在杂岩体底部的凹陷处。 中部层带:由苏长岩逐渐过渡 为富石英辉长岩。上部层带: 主要由浅色富长石花斑岩构成, 整个岩席的岩石呈块状构造。
第七章 镍矿床类型、特征及资源评价
第一节 镍矿资源概述 第二节 镍矿床主要类型及其地质特征 第三节 我国镍矿资源评价
第一节 镍矿资源概述
一、世界资源概况 世界镍矿资源丰富,据1989年资料,探明储量为4898万 世界镍矿资源丰富,据1989年资料,探明储量为4898万 吨,远景储量10977万吨;主要矿床为风化壳红土型镍矿床 吨,远景储量10977万吨;主要矿床为风化壳红土型镍矿床 和硫化镍矿矿床。其中: ——风化壳红土型镍矿床占80% ——风化壳红土型镍矿床占80% ——硫化镍矿矿床占20% ——硫化镍矿矿床占20% 。 世界镍矿资源分布很不平衡,镍资源丰富的国家不多。 古 巴:镍金属储量1814万吨——首位 巴:镍金属储量1814万吨——首位 加拿大:镍金属储量813万吨——第二位 加拿大:镍金属储量813万吨——第二位 前苏联:镍金属储量662万吨——第三位 前苏联:镍金属储量662万吨——第三位 ——前苏联和加拿大均以硫化镍矿床为主。 ——前苏联和加拿大均以硫化镍矿床为主。
矿床地质特征:
(1)构造位置 (1)构造位置 板块内构造活动带; (2)断裂控矿 (2)断裂控矿 含矿岩体一般受深断裂控制并成带分布;
(3)含矿岩体 (3)含矿岩体 含矿岩体常呈岩床、岩盘状,少数岩体呈岩墙状, Mg/Fe≈5Mg/Fe≈5-7;岩体分异良好:自下而上为纯橄榄岩、辉橄 岩、橄灰岩、辉石岩、辉长岩等,其中纯橄榄岩相和 岩、橄灰岩、辉石岩、辉长岩等,其中纯橄榄岩相和辉 石橄榄岩相是主要的含矿层位; 石橄榄岩相是主要的含矿层位; (4)矿体产状 (4)矿体产状 层状或似层状产于岩体近底部,下界与围岩界限清楚,上 界与围岩渐变过渡,矿体常具多层性。 (5)矿石特征 (5)矿石特征 矿石矿物: 矿石矿物:主要矿物成分为磁黄铁矿,黄铜矿、镍黄铁矿, 次为方黄铜矿、黑铜矿、含镍黄铜矿等; 次为方黄铜矿、黑铜矿、含镍黄铜矿等; 矿石组构:矿石常具有海绵陨铁结构,浸染状构造为主, 矿石组构:矿石常具有海绵陨铁结构,浸染状构造为主, 有少量块状构造。 矿石成分:矿石品位高者可达1 3%;Ni/Cu之比一般为3 3.5; 矿石成分:矿石品位高者可达1-3%;Ni/Cu之比一般为3-3.5; 矿床中除铜、镍外,还有Co、Pt、Pd、Ru、Au、Ag、Sc、 矿床中除铜、镍外,还有Co、Pt、Pd、Ru、Au、Ag、Sc、 Te等元素伴生。 Te等元素伴生。
1.岩浆成矿作用 1.岩浆成矿作用 二、镍的成矿地质作用
1、岩浆成矿作用和过程 ——在基性-超基性岩浆演化过程中,含有较多的硫时,镍和铜、 铁元素一起,与硫结合成硫化物;随着温度下降,铜镍硫化物在 岩浆中的共熔度逐渐下降: (1)在1200~1600℃时,铜镍硫化物从镁铁质硅酸盐中逐渐熔出, 汇聚成熔融的Cu-Ni硫化物乳滴,随着重力分异的进行,硫化物溶 体和硅酸盐岩浆发生分离,熔离作用的结果使均一的含硫化物熔 浆分离成硫化物矿床和镁铁质硅酸盐岩浆二部分; (2)当温度降至1000-1200℃时,镁铁质硅酸盐矿物开始结晶成 岩,温度降为1000-600℃时,开始了以硫化物溶体晶出为主的成 矿作用阶段。 按硫化物矿化的就位方式,熔离型Cu-Ni矿体可分为2种形式: 即:熔离式和深部熔离-贯入式两种
二、镍的成矿地质作用
2.外生风化作用和过程 2.外生风化作用和过程 ——风化作用使那些含有镍的岩石/ ——风化作用使那些含有镍的岩石/矿石发生分解,在原 地或半原地堆积、聚积而形成的矿床:一般是那些含有较 高镍的超基性岩,如:橄榄岩含镍可达0.2%-0.5%。 高镍的超基性岩,如:橄榄岩含镍可达0.2%-0.5%。 (1)在热带和亚热带准平原条件下,长期的风化作用, 岩体中的镍被解离出来,随着硅、铁、镁的流失,解离的 镍形成镍绿泥石、镍绿高岭石、暗镍蛇纹石等含镍硅酸盐; 镍形成镍绿泥石、镍绿高岭石、暗镍蛇纹石等含镍硅酸盐; (2)在风化壳堆积、聚积,使原来分散于岩石中的镍富 集而成矿床。
金川矿区产于岩体底部的铜镍硫化物矿体示 意图(转引自周明宝等,1993)1-混合岩; 2-大理岩;3-中粗粒二辉橄榄岩;4-中粗粒 含矿二辉橄榄岩;5-贫矿体;6-富矿体
——矿石构造为块状、浸染 ——矿石构造为块状、浸染 状;多为海绵陨铁结构。 ——矿石中可供综合利用的 ——矿石中可供综合利用的 伴生元素有Pt、Pd、Os、Ir、 伴生元素有Pt、Pd、Os、Ir、 Ru(钌)、Rh(铑)、Au、 Ru(钌)、Rh(铑)、Au、 Ag、Co、Se、Te、 Ag、Co、Se、Te、S和微量 的Ge、In、Tl、Cd等。 Ge、In、Tl、Cd等。 这些元素与铜镍矿体有密切 关系,尤其在富矿中含量高。
二、镍的成矿地质作用
1、地球化学特征
属镍亲硫元素,在地球中的平均含量为1~6%,但分布很不 属镍亲硫元素,在地球中的平均含量为1~6%,但分布很不 均匀。 (1)地球内部 地球内核:含镍达5~50%;上地幔:平均含镍0.15%;地壳: 地球内核:含镍达5~50%;上地幔:平均含镍0.15%;地壳: 0.008%; 0.008%; (2)不同类岩石 超基性岩:0.2%; 超基性岩:0.2%; 基性岩:0.0162% 基性岩:0.0162% 中性岩:0.00552% 中性岩:0.00552% 酸性岩:0.0082%。 酸性岩:0.0082%。 显然,成矿与基性-超 基性岩有关,酸性岩 浆岩形成镍矿床的可 能性不大。
二、镍的成矿地质作用
矿石矿物:镍黄铁矿,含镍黄铜矿、紫硫镍矿。 2、成矿作用 镍的成矿作用多发生在岩浆作用、沉积和风化作用中, 热液作用中可形成少量含镍矿物,但不构成独立的镍矿床; 沉积作用中镍可与Mo、 沉积作用中镍可与Mo、V组合产出,但只有极少数矿化 可以构成工业矿床。 成矿作用类型 ——岩浆成矿作用 ——岩浆成矿作用 ——风化成矿作用 ——风化成矿作用 ——沉积成矿作用 ——沉积成矿作用
图3-16 金川矿区产于岩体底部的铜镍硫化物 矿体示意图(转引自周明宝等,1993)1-混 合岩;2-大理岩;3-中粗粒二辉橄榄岩;4中粗粒含矿二辉橄榄岩;5-贫矿体;6-富矿 体
外缘系指岩席底层片麻杂岩和杂岩体四周同心状和放射状岩墙群;其 成分为紫苏辉石到富石英型石英闪长岩岩墙,呈分支状嵌入Levack片 成分为紫苏辉石到富石英型石英闪长岩岩墙,呈分支状嵌入Levack片 麻杂岩和休伦超群火山— 麻杂岩和休伦超群火山—沉积变质岩基底。 矿体多产在侵入体底部的凹陷处,但并不发育在苏长岩底部,而是与 底部附近的许多层下侵入体以及由底部带向外撒开的许多岩墙状岩体 有关。矿体下部为含超镁铁质包体的块状硫化物,向上为含辉长岩有关。矿体下部为含超镁铁质包体的块状硫化物,向上为含辉长岩-橄 榄岩包体的硫化物。
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