中国岩浆硫化物矿床的主要成矿机制

深部熔离—贯入成矿机制,即指母岩浆侵入现存空间之前,在深部就发生了熔离作用和部分结晶作用,使母岩浆分离为不含矿岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆、矿浆几部分,然后对现存空间一次或多次上侵贯入成矿。一般来说,经过深部熔离后的不含矿岩浆的体积,比含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆的体积要大得多,在上侵过程中,不含矿岩浆大部分都侵入到不同的空间或喷溢出地表,形成岩群或岩流,剩余的岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆可以多次贯入同一空间成岩、成矿(金川),也可以分别贯入不同的空间成岩、成矿(红旗岭)。比照就地熔离的矿床,这种深部熔离—贯入矿床的岩体体积就小得多,含矿率和矿石品位也高得多,所以这种成矿作用导致形成小岩体,大矿床。     

铜镍硫化物矿床成矿作用及成矿模式研究

铜镍硫化物矿床是典型的岩浆矿床。其成矿岩体是由上地幔的拉斑玄武岩浆在构造动力驱动下，沿深大断裂侵入形成的含矿铁质超基性岩、铁质基性一超基性杂岩和铁质基性岩体。主矿体通常赋存在这些岩体的中下部、底部或根部。主要成矿作用有岩浆熔离作用（包括岩浆就地熔离作用和岩浆深部熔离作用）和硫化作用。其成矿模式为“以岩浆深部熔离作用为主导的脉动式”成矿，形成由多种矿体（包括岩浆就地熔离型、岩浆深部溶离贯入型、晚期贯入型及交代型和岩浆熔离硫化叠加型）构成的复式矿床。     

金川铜镍硫化物矿床成矿物质深部预富集过程探讨

金川矿床为世界第三大在采铜镍硫化物矿床,该矿床赋矿岩体出露面积仅为1.34km2,主要由超镁铁质岩石组成,岩体矿化率高达47%。不同岩相和矿石类型之间呈明显的突变接触关系。这些典型特征暗示成矿物质在侵入现存空间之前发生了明显的预富集。成矿物质的深部预富集过程主要探讨深部岩浆房内硫化物的熔离机制、硫化物熔离的相对时限及熔离量的大小、硫化物熔离后的迁移聚集及分离结晶过程。金川岩体不同岩石类型中橄榄石Fo变化范围小(Fo=80.11～85.68),暗示深部岩浆房是开放的岩浆系统,存在多期次后续新鲜岩浆的贯入。依据橄榄石-液相平衡原理,计算得到金川岩体母岩浆MgO含量为10.8%～12.6%,为高Mg拉斑玄武质岩浆,表明岩浆源区发生了较高程度的部分熔融,其为硫化物的大量熔离提供了丰富的成矿元素。金川岩体Sr-Nd-Os同位素和微量元素地球化学特征表明,金川岩体原生岩浆遭受明显的地壳物质混染,混染程度约为5%～10%,Th-Ta、Th-Nb和(Th/Ta)PM-(La/Nb)PM图解表明,部分混染物为下地壳组分,下地壳物质的混染可能是导致深部岩浆房内硫化物熔离的主要机制。金川矿床赋矿岩石类型主要为二辉橄榄岩和纯橄岩,为金川岩体中基性程度最高的岩石类型,同时"Melts"模拟计算也表明,硫化物的熔离发生在岩浆演化的早期阶段,并随着后续新鲜岩浆的持续贯入熔离出的硫化物含量不断增加。熔离后的硫化物在重力作用下下沉至岩浆房底部或中下部,形成矿浆和富矿岩浆。金川矿床中块状矿石相对富集IPGE,富Cu矿体中则相对富集Cu和PPGE。这种成矿元素的分异现象表明,随着温度的降低,硫化物在深部岩浆房内发生了明显的分离结晶作用。同时研究表明,硫化物分离结晶程度与硫化物之间的连通性呈正相关关系。     

论岩浆深渊分异在硫化铜镍矿床成岩成矿作用中的意义——以四川力马河硫化铜镍矿床为例

本文以大量事实,论证了在力马河出现的闪长-辉长岩体、富含硫化物的橄榄岩体和纯硫化物矿体,是母岩浆在深渊经历了相当完善的液态重力分异和硫化物的熔离作用之后,在构造-岩浆作用下,先后循同一通道上侵的产物。整个成岩成矿作用主要是在深部进行的。作者建议将此类矿床称为“岩浆深渊熔离-贯入矿床”。     

喀拉通克铜镍硫化物矿床的岩浆深渊熔离—贯入及其形成力学机理

通过新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床、矿体地质特征和岩浆深渊熔离—贯入特征的研究,提出“动—静—动—静”交替作用的力学机制,指出该铜镍硫化物矿床为岩浆深渊熔离—贯入成因,使小岩体有赋存大矿的可能性。     

含矿岩浆通道对于岩浆铜镍硫化物矿床找矿工作的意义

“深部熔离-贯入式”岩浆铜镍硫化物矿床具有矿化比例极高、岩体岩相分带及矿体产状与原地分异、熔离机制不协调的特征.我国对这类矿床深部勘探策略和方法的研究相对滞后,尚未开展深部找矿工作.本文以金川矿床为重点,系统总结和归纳其地质特征和成矿有利部位,对比了与之成因类似的加拿大Voisey＇s Bay超大型岩浆Gu-Ni-Co硫化物矿床的成功勘探经验,阐述了这类矿床沿岩浆通道找矿的前景和巨大潜力.以金川矿床为实例,提出了这类矿床沿含矿岩浆通道开展深部找矿的策略和方法.     

喀拉通克铜镍矿床铂族元素地球化学特征及其成矿作用意义

喀拉通克铜镍矿床位于准噶尔板块北缘,矿区主要矿体赋存于Y1-Y3号岩体中。矿石构造类型为致密块状和浸染状两大类,其中前者与后者呈贯入接触,不同浸染状类型之间为过渡关系。岩石和矿石的PGE总量偏低,且以PPGE为主,IPGE含量较低。整体上岩石中的PGE含量显示随基性程度降低而变小。矿石中的PGE含量随硫化物含量增加增大,显示PGE主要分布于硫化物熔离形成的物相中。100%硫化物计算后,矿石PGE含量平均仅为573×10^-9。各岩体中浸染状矿石PGE组成并无明显差异;岩石和矿石具有相似的PGE分配模式,均属于Pt-Pd配分型。岩石Ni/Cu-Pd/Ir关系以及岩石地球化学资料显示,形成喀拉通克岩体的初始岩浆为MgO含量较高的玄武质岩浆,属于PGE不亏损的岩浆。基于PGE不亏损的大陆拉斑玄武岩初始岩浆推算,喀拉通克矿床母岩浆明显亏损PGE,而深部硫化物熔离可能是导致母岩浆PGE亏损的主要原因。岩石和矿石Pd/Pt比值总体特征,岩石Cr与Ni、Ir、Ru和Rh相关性,以及硫同位素和岩石学资料分析表明,初始岩浆在地壳深部发生的橄榄石、铬铁矿等矿物的分离结晶作用,可能是促使硫过饱和与深部熔离的主要因素。IPGE与PPGE分异特征及其相关分析,结合矿床宏观地质特征,推断该矿床浸染状矿的成矿作用经历了初始岩浆（PGE不亏损）→橄榄石等矿物分离结晶→硫化物深部熔离→成矿母岩浆（PGE亏损）→上侵并结晶分异的成矿过程。块状矿则可能是这一过程中PGE亏损的成矿母岩浆相对滞后熔离形成的硫化物熔体贯入的结果。     

甘肃金川Ⅱ号岩体辉石的地质意义

金川铜镍硫化物矿床是仅次于加拿大Sud-bury和俄罗斯Noril'sk-Talnkh的世界第三大在采镍矿,聚集了我国60%以上的可利用镍金属储量和约50%的PGE储量,并且仍有不小的找矿潜力(汤中立等,1995;宋谢炎等,2005).然而,赋存金川铜镍硫化物矿床的岩体只有1.34Km2,在如此小的岩体中聚集这样大量的铜镍硫化物,其成矿模式和成矿环境受到中外地质学家密切关注.汤中立院士(1990,1995)研究认为岩浆演化过程和硫化物熔离均发生在深部岩浆房,提出了"岩浆深部分异-熔离,依次贯入"的成岩成矿模式.Chai等(1992)则认为金川岩体是大型侵入岩墙的根部,为原地岩浆分异和硫化物熔离的产物,并且通过分析岩体中FeO和其他氧化物直接的关系,计算得到金川母体岩浆是高镁拉斑玄武质岩浆,橄榄石成分也证明金川岩体母岩浆为玄武质的(Chusi等,2004).     

两类岩浆的小岩体成大矿

小岩体岩浆矿床作为中国岩浆硫化物矿床的主要类型，越来越受到人们的关注。小岩体成大矿不仅在镁铁-超镁铁岩中如此，在中酸性岩中亦是如此。作者进一步定义了2类岩浆成大矿的小岩体规模即岩体的最大变化截面积可以大到n(n<10) km² ，小到0.00n km²，一般在1 km²左右或更小。提出了2类小岩体成大矿的主要机制和九种成矿类型，镁铁-超镁铁岩是深部熔离-贯入成矿机制（3种类型：深熔-复式贯入，深熔-脉冲式贯入，深熔-单式贯入），中酸性岩是头部气、液、矿质聚集成矿机制（6种类型：前锋式小岩体，斑岩小岩体，夕卡岩-斑岩小岩体，复式斑岩小岩体，单式小岩体，复式小岩体）。强调“小岩体成大矿”对新一轮岩浆矿床勘查具有重要意义，同时指出未涉及或未深入涉及的小岩体成大矿的空间还相当广阔，如铀矿、铁矿、金矿等等，还需要进一步研究和探索。     

利用熔浆热力学模型模拟金川岩体母岩浆成分和岩浆演化

岩体母岩浆成分是研究岩体形成的基础,而岩浆演化过程是岩体形成的关键,二者是岩石学家关注和研究的重点,也是一个难点.作为最具代表的"小岩体成大矿"的金川岩体,其成岩过程受到广大地质学家的密切关注.汤中立院士(1990;1995)经过长期的勘探和研究认为岩浆演化过程和硫化物熔离均发生在深部岩浆房,提出岩浆"深部分异-熔离,依次贯入"成岩成矿模式.Chai等(1992)则认为金川岩体是大型侵入岩墙的根部,为原地岩浆分异和硫化物熔离的产物,并提出金川岩体的母岩浆为高镁拉玄武岩.然而,进一步研究表明金川含矿岩体各主要岩相及矿体的产状和分布与原地结晶模式相矛盾,岩体硫化物熔离的深部岩浆房与岩浆侵位的浅部岩浆房在空间上是分离的(宋谢炎等,2005),岩体原生橄榄石Fo值表明橄榄石结晶于深部岩浆房(Chusi等,2004).     

Magmatic Sulfide Ni-Cu Deposits in China

Deep-seated magmatic liquation-injection deposits form a major type of magmatic sulfide deposit in China. The reserves of nickel and copper in this type of deposit may attain several hundred thousand tons (e.g.Hongqi 7 and Karatunggu) to nearly ten million tons (e.g.Jinchuan). Those deposits can be classified as large or superlarge deposits. The ore grade is relatively high, commonly with w(Ni)＞1 %.The mineralized intrusions are small in size, generally only 0.0n km2 to 0.n km2, with the largest one not exceeding a few km2. Before intruding, the primary magmas have undergone liquation and partial crystallization at depth; as a result, the magmas have partitioned into barren magma, ore-bearing magma, ore-rich magma and ore magma, which then ascended and injected into the present locations once or multiple times, to form ore deposits. The above-mentioned mineralizing process is known as deep-seated magmatic liquation-injection mineralization. The volume of the barren magma is generally much larger than those of the ore-bearing magma, ore-rich magma and ore magma. In the ascending process, most of the barren magma intruded into different locations or outpoured onto the ground surface, forming intrusions or lava flows. The rest barren magma, ore-bearing magma, ore-rich magmaand ore magma may either multiple times inject into the same place in which rocks and ores are formed or separately inject into different spaces to form rocks and ores. Such deep-seated magmatic liquation-injection deposits have a much smaller volume, greater ore potential and higher ore grade than those of in-situ magmatic liquation deposits. Consequently, this mineralizing process leads to the formation of large deposits in small intrusions.     

新疆喀拉通克矿区I号含贵金属硫化铜镍矿床的成岩成矿模式

讨论了喀拉通克矿区I号含贵金属硫化铜镍矿床含矿岩体及矿体地质特征、成岩成矿物质来源和成矿作用等，建立了相应的成岩成矿模式。该模式认为，喀拉通克I号含贵金属硫化铜镍矿床是一叠生矿床，它是由深部熔离作用形成的富含硫化物的含矿岩浆，侵位后经就地熔离成矿怍用、纯硫化物矿浆就地结晶和挤压迁移作用以及热液成矿作用形成的，矿床类型属岩浆熔离型。     

Geochemical Characteristics,Genesis of Concealed Cu-rich Ore Body in the Jinchuan Deposit,Northwestern China,and Its Prospecting

Abstract: The Jinchuan deposit is hosted by the olivine-rich ultramafic rock body, which is the third-largest magmatic sulfide Ni–Cu deposit in the world currently being exploited. Seeking new relaying resources in the deep and the border of the deposit becomes more and more important. The ore body, ore and geochemistry characteristics of the concealed Cu-rich ore body are researched. Through spatial analysis and comparison with the neighboring II1 main ore body, the mineralization rule of the concealed Cu-rich ore body is summed up. It is also implied that Cu-rich magma may exist between Ni-rich magma and ore pulp during liquation differentiation in deep-stage chambers, which derives from deep-mantle Hi–MgO basalt magma. It is concluded that the type of ore body has features of both magmatic liquation and late reconstruction action. It has experienced three stages: deep liquation and pulsatory injection of the Cu- and PPGE-rich magma, concentration of tectonic activation, and the later magma hydrothermal superimposition. In addition, the Pb and S isotopes indicate the magma of I6 concealed Cu-rich ore body originates predominantly from mantle; however, it is interfused by minute crust material. Finally, it is inferred that the genesis of the Cu–Ni sulfide deposit is complex and diverse, and the prospect of seeking new deep ore bodies within similar deposits is promising, especially Cu-rich ore bodies.     

西天山阿吾拉勒火山岩型铁矿带东段成矿地质背景与成矿机理

备战、敦德、智博、查岗诺尔铁矿分布于阿吾拉勒火山岩型铁矿带东段的大哈拉军山组火山岩中,各个矿区基性、中性和酸性火山岩兼而有之,但所占比例不尽相同。矿区的火山岩以钾玄岩系列、高钾钙碱性系列、钙碱性系列岩石为主,也有少量拉斑系列岩石出露。岩石相对富集轻稀土元素,相对富集大离子亲石元素而亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素。显示出岛弧或活动陆缘环境火山岩的固有特征。研究认为该地区铁矿床为矿浆-火山热液复合成因型铁矿床,其形成受岩浆-热液系统活动的制约,具体成矿作用包括氧化物熔离成矿、隐爆-贯入成矿、分离结晶+岩浆流动成矿和热液交代四种类型。矿床的控矿因素与成矿条件包括:(1)活动大陆边缘型火山岩组合与伸展构造环境;(2)基性和中性火山熔浆多次喷溢和堆积部位;(3)含矿母岩浆的强烈分异演化导致氧化物熔离,而分离结晶和岩浆流动则促使富集矿体形成;(4)岩浆热液对流循环并萃取围岩铁质,是形成热液期矿石的基本机制;(5)火山机构及其伴生裂隙是含矿岩浆活动的有利空间并为成矿物质的聚集提供物理化学条件,是铁矿体主要控矿因素和赋矿部位。铁矿床与火山作用关系极为密切,火山熔浆与火山热液反复多次活动导致了成矿作用的多期多阶段性。     

贵州省镍钼钒多金属矿成矿地质特征及其控制因素

贵州省的镍钼钒多金属矿分为岩浆熔离型铜镍矿、热液型多金属矿床中的镍钼钒矿、沉积型镍钼钒矿和次生淋滤型镍钼矿等4种矿化类型。文章重点介绍了沉积型镍钼钒矿的成矿地质特征,分析了其成矿条件及找矿标志,探讨了黑色岩系底部镍钼钒多金属矿层的成因机理,提出了"白烟囱"型的成硅(磷)、成矿、生物爆发的形成机制和被动大陆边缘构造、岩相古地理、深部岩浆岩及断裂构造等控制因素。     

煎茶岭与金川硫化镍矿床的铂族元素地球化学特征对比及其意义

采用ICP—MS方法分析了煎茶岭和金川硫化镍矿床岩石、矿石的铂族元素含量,煎茶岭岩体蛇纹岩的Cu／Pd比值低于原生地幔岩浆,说明岩浆熔离作用较弱,矿石的Pd／Ir比值较小,指示其多数矿石属于岩浆型,以岩浆成矿作用为主;而金川岩体的平均Cu／Pd比值远大于原生地幔岩浆,表明岩浆熔离作用强,矿石的Pd／Ir比值较大,体现了钯族元素矿化及成矿物质以幔源为主的特征。煎茶岭在成矿过程中有壳源物质的混染,整体上岩石、矿石铂族元素含量较低,这与岩浆熔离作用弱、铂族元素成矿作用不发育等因素有关;金川在成岩成矿过程中也有少量地壳物质的混染,但岩石、矿石铂族元素含量较高,反映了以岩浆深部熔离成矿作用为主的特征。     

青海省柴达木南北缘岩浆熔离型镍矿的找矿——以夏日哈木镍矿为例

夏日哈木铜镍矿是在东昆仑造山带首次被发现的岩浆熔离型矿床,该类型矿床是青海省铜镍矿勘查研究方向之一.笔者通过夏日哈木镍矿成矿特征研究认为:碰撞伸展环境是夏日哈木超大型镍-钴硫化物矿形成的基本条件,成岩成矿年龄集中于早泥盆世,岩体侵位于古元古代金水口白沙河组,参与后期混染成矿作用.对柴达木南北缘岩浆熔离型镍矿的成矿条件分析发现:泥盆纪热事件显示柴达木盆地南、北缘在该期均发生了碰撞伸展作用和成矿作用,镁铁质-超镁铁质岩均侵入古老地层,地层硫参与成矿作用;成矿镁铁质-超镁铁质岩体与物探磁异常,Ni、Co、Cu组合异常相对应.综合分析,柴达木南北缘岩浆熔离型镍矿的找矿潜力大,提出了今后柴达木南北缘岩浆熔离型镍矿勘查重点是柴达木南缘的昆中岩浆弧带、柴达木北缘高压变质岩带、欧龙布鲁克陆块.     

新疆喀拉通克铜镍矿床伴生贵金属成矿地球化学研究

按侵位顺序可划分为岩浆熔离型、深熔贯入型和热液叠加型成矿作用,其中后二者与贵金属的富集及成矿关系最为密切,尤其是热液作用.贵金属Au、Ag、Pt、Pd主要在热液成矿流体分异形成的高铜块状矿体中富集;含矿岩浆在岩浆房中深熔的时间与各成因类型矿体侵位是反序的;Cu、Ni及贵金属矿是经深源熔离和脉动式多次成矿作用形成的.     

Main Mineralization Mechanism of Magmatic Sulphide Deposits in China

Before intruding, primary magmas have undergone liquation and partial crystallization atdepth; as a result the magmas are partitioned into barren magma, ore-bearing magma, ore-richmagma and ore magma, which then ascend and are injected into the present locations once ormultiple times, thus forming ore deposits. The above-mentioned mineralizing process is knownas deep-seated magmatic liquation-injection mineralization. The volume of the barren magma isgenerally much larger than those of the ore-bearing magma, ore-rich magma and ore magma. Inthe ascending process, most of the barren magma intrudes into different locations or outpoursonto the ground surface, forming intrusions or lava flows. The rest barren magma, ore-bearingmagma, ore-rich magma and ore magma may either multiple times inject into the same space inwhich rocks and ores are formed or separately inject into different spaces in which rocks and oresare formed. The intrusions containing such deep-seated magmatic liquation-injection depositshave a much smaller volume, greater ore potential and higher ore grade than that of in-situmagmatic liquation deposits. Consequently this mineralizing process results in the formation oflarge deposits in small intrusions.