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.     

中国岩浆铜镍钴硫化物矿床成矿理论创新和找矿突破

中国岩浆铜镍钴硫化物矿床是国家镍、钴、铂族元素等战略性关键金属资源的主要来源,是需要特别关注的具有未来价值的重要矿床类型。该类矿床来源于上地幔,特别是软流圈的部分熔融形成的镁铁质、超镁铁质岩浆,硫化物液相?硅酸盐熔体的不混溶（熔离）作用是成矿的主要机制。它们主要形成于两种背景:大陆裂谷和造山带中的伸展环境。中国是岩浆铜镍钴硫化物矿床的产出大国,但与国外相比,形成背景和成矿动力学机制比较独特。世界上绝大多数岩浆铜镍钴硫化物矿床都形成于古老的克拉通,是地幔柱地球动力作用的结果,太古代—早元古代的科马提岩镍钴硫化物矿床是鲜明的产出特点。中国缺少古老的科马提岩有关的镍钴硫化物矿床,成矿时代相对较晚,主要形成于新元古代、晚古生代早期和晚期三个时期,新元古代以镍金属资源量居世界第三的金川超大型矿床为代表,晚古生代早期以近年来找矿突破发现的夏日哈木超大型矿床为代表。夏日哈木矿床也是迄今世界上特提斯造山带中发现的唯一一例超大型岩浆铜镍钴硫化物矿床。中国学者基于中国找矿实际提出的“大岩浆?深部熔离?贯入”表现为“小岩体成大矿”的成矿理论,广泛为野外地质勘查工作者接受并应用,取得了重要的找矿突破性成果,同时为国外同行认可,改变了岩浆铜镍钴硫化物矿床传统的成矿认识。造山带中岩浆铜镍钴硫化物矿床的广泛分布是中国该类矿床的一个重要特色,按形成造山带演化和成矿历史的不同,可分为特提斯型和中亚型两种重要的类型。特提斯型以夏日哈木矿床为代表,它是特提斯构造转换,原特提斯造山后,古特提斯裂解的产物;中亚型以中亚造山带中东天山?北山、阿尔泰分布的大批晚古生代晚期早二叠世岩浆铜镍钴硫化物矿床为代表,是板块构造和地幔柱双重地球动力学机制作用的结果。中国岩浆铜镍钴硫化物矿床找矿潜力巨大,金川矿床作为水平的“岩床”被推覆至地表呈倾斜的“岩墙”产出的结果,深边部仍具有重要找矿潜力,目前已在含矿岩体两端发现了重要的新矿体;夏日哈木矿床所在的东昆仑及其邻区已发现十余处新的矿床（点）。区域上,塔里木陆块东南缘、塔里木陆块北缘、扬子陆块西缘和华北陆块东北缘是亟待加强勘查的找矿远景区,而扬子陆块北缘、华北陆块北缘是急需调查的找矿新区。      

金川铜镍硫化物矿床Ⅰ、Ⅱ矿区矿体地质对比研究

文章从宏观和微观两个方面对金川铜镍硫化物矿床Ⅰ、Ⅱ矿区矿体地质进行了对比,认为两矿区在矿体地质特征方面存在明显差异,反映出含矿岩体有可能为来自同源,但不是同一通道的产物,从而对探讨整个金川矿田含矿超基性岩体的形成与空间展布规律及未来找矿工作具有重要指导意义。     

东昆仑夏日哈木镍成矿赋矿机理认识与找矿方向指示

东昆仑造山带夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿体全部赋存于Ⅰ号镁铁超镁铁质岩体内,118万t镍,23.8万t铜,4.3万t钴,是迄今为止全球造山带背景发现的规模最大的岩浆镍钴矿床。与传统的大火成岩省、大陆边缘裂谷等成矿构造背景认识明显不同,对其含矿性特点与成矿赋矿机理认识有助于揭示造山带背景岩浆镍钴硫化物矿床形成机制和成矿模式,指示进一步找矿方向和岩体含矿性评价,拓展东昆仑造山带镍钴硫化物矿床的找矿空间,实现找矿新突破。笔者通过对夏日哈木岩浆镍钴硫化物矿床的岩(矿)体地质特点、矿物学及地球化学的研究,并结合前人的区域构造背景研究成果及野外实际,发现地壳S的混染加入是导致夏日哈木镁铁超镁铁质岩浆硫化物熔离的关键因素,斜方辉石含量高的岩相更有利于赋存富矿体。提出夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床是伴随古特提斯洋演化开始大陆裂解、镁铁超镁铁质岩浆多次脉冲叠加硫化物熔离成矿结果的认识,大断裂为地幔岩浆上侵提供了有利条件。东昆仑造山带沿昆北、昆中断裂带于夏日哈木镍钴硫化物矿床北西、南东方位发育的岩体、铁质系列的镁铁超镁铁质岩相是该区域进一步找矿的重要方向。     

金川铜镍矿床成矿模式、控矿因素分析与找矿

金川岩浆Cu-Ni-PGE硫化矿床与世界上其它几个大型硫化铜镍矿相比,具有矿化比例极高,岩体的岩相分带和矿体产状与原地熔离机制不协调等地质和成因特点.论文通过对金川铜镍矿地质构造及矿化特征、成矿模式系统分析,指出金川铜镍硫化物矿床形成和定位的主要控制因素表现为:同源岩浆控制和后期构造控制.侵入体成矿后期的构造变形对矿化的控制主要表现在对侵入体形态产状的改变,并影响到矿区深部、外围及区域矿化及分布特征,因而对矿区深部、外围及区域找矿具有指示意义.据此提出了矿区深部、外围及区域找矿新思路,并在矿床外围及区域与龙首山隆起平行的金川超镁铁岩带确定了两个勘探靶区一金川东延靶区和金川远东靶区.     

金川岩浆铜镍硫化物矿床围岩的成矿贡献

<正>金川岩浆铜镍硫化物矿床以小岩体大矿床(镍资源储量居世界第三)而著名,金川矿床的研究进展一直备受关注。金川矿床经过几十年的开发与研究,矿床地质方面的研究已经趋于完善,成矿理论、成矿过程和成矿模式等方面的认识也日趋统一,科学问题的攻克也越来越困难。针对金川矿床"硫"的来源问题,最近在实施"金川铜镍硫化物矿集区大陆科学钻探项目"的岩芯中,发现矿体围岩中存在一套富磁铁矿和黄铁矿矿物的地层,通过对该套地层中的黄铁矿进行"硫"同位素分析和Re-Os同位素侧年,获得部分数据和     

东昆仑夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床成矿特征

超大型岩浆镍钴硫化物矿床的形成多与大陆裂谷或地幔柱活动密切相关,是何种机制促使深部幔源金属元素超常富集于东昆仑造山带而形成超大型岩浆镍钴硫化物矿床呢?文章通过剖析夏日哈木岩体及矿体基本特征,发现赋矿岩体整体呈东宽西窄的楔状体,以富集轻稀土元素、贫重稀土元素以及Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素的亏损为特征,镍钴矿体主要富集于辉石岩和橄榄岩中,西段矿石富,东段矿石贫,矿石品位与橄榄石含量呈正相关关系.精细矿物学研究发现,寄主矿物"巨型"斜方辉石所包裹的橄榄石Fo值及Ni含量从核部到边部均增高,揭示含矿岩相侵入过程中可能存在至少2次岩浆活动.由橄榄石和铬尖晶石成分分析,推测夏日哈木母岩浆为低Ti、高Mg的拉斑玄武质岩浆,可能起源于软流圈地幔.结合区域构造演化和岩体形成时代,认为东昆仑夏日哈木镁铁-超镁铁质岩体形成于伸展环境,深部部分熔融形成的岩浆多次脉冲上涌叠加,地壳混染对硫化物达到饱和具有关键作用,于柴达木盆地南缘东昆仑造山带中构造薄弱部位成岩成矿,可能是伴随古特提斯洋演化开始大陆裂解岩浆镍钴成矿响应的表现.该认识对丰富造山带中的岩浆镍钴硫化物矿床成矿理论研究、拓宽岩浆镍钴矿床找矿空间与潜力、支撑并指导区域找矿新突破,具有重要作用.     

甘肃龙首山超基性岩带含矿岩体主造岩矿物化学特征研究

对甘肃龙首山超基性岩带含矿岩体的主造岩矿物———橄榄石、辉石,进行了矿物化学特征分析 ;比较了金川岩体与外围岩体在矿物化学特征方面的异同。通过研究 ,龙首山超基性岩带的岩体中 ,五号异常岩体与金川岩体极为相似 ,有望在深部寻找到金川式铜镍硫化物矿床     

超大型金川岩浆熔离镍铜矿床深部首次发现辉锑矿

20 0 3年我们课题组在岩浆熔离型金川矿床的深部发现了辉锑矿。辉锑矿是典型的低温热液矿物 ,虽然说岩浆矿床期后或后期也可能有一些热液型矿物出现 ,但在金川岩浆型镍铜硫化物矿床中 ,像辉锑矿这种典型的低温热液矿物还不多见 ,本次尚属首次报道。它的发现 ,突破了原有的金川矿床是单一的岩浆矿床的传统认识 ,不仅有助于指导在深部寻找热液型富矿体 ,而且有利于完善金川铜镍硫化物矿床成矿模式 ,进一步揭示富矿体的形成机制 ,因此 ,具有重要的实际价值和理论意义。(1)辉锑矿产出的部位及地质背景 :①辉锑矿产出的部位。辉锑矿是在龙首矿大…     

新疆坡北基性-超基性岩带1号岩体地质特征及其含矿性研究

坡北1号岩体是幔源基性岩浆以深部分异多次侵入和结晶分异两种方式形成的基性-超基性复式岩体。该岩体属于橄榄辉长岩—橄榄单辉岩—单辉橄榄岩型,规模较大,分异良好,地表发现铜镍硫化物矿化带。与国内已知含矿岩体对比,1号岩体的类型、岩石化学特征、有用组分含量和地表矿化特征都在含铜镍硫化物矿体的变化范围之内。物探测量结果显示深部存在低阻高激化体。因此,1号岩体是坡北岩带中寻找铜镍硫化物矿床远景很好的岩体。     

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。     

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).     

新疆香山铜镍硫化物矿床岩浆深部过程与找矿方向探讨

香山铜镍矿体主要赋存于香山中岩体,与东天山地区其他典型铜镍矿床形成时代、岩浆源区性质、部分熔融程度及构造背景一致,香山铜镍矿床中镁铁-超镁铁岩在岩体中所占比例小于20%,明显低于图拉尔根矿床超锾铁岩比例(约90%),暗示与图拉尔根矿床相比香山地区铜镍矿剥蚀深度较小,深部具有继续寻找超镁铁质含矿岩体的潜力。香山矿床3个主要矿体(Ⅰ-1、Ⅰ和Ⅱ号矿体)由西向东Cu含量逐渐降低,Ni/Cu平均值分别为1.49、1.74和2.25,呈逐渐增加的趋势,且由西向东超镁铁岩比例变大,这都表明含硫化物珠滴的岩浆流动为由东向西。高精度重力和磁法测量表明香山东和香山中岩体深部应该是相连的,二者结合部位是深部含矿岩浆上升的通道。可控源音频大地电磁测深(CSAMT)揭示深部存在低阻异常体,结合已施工的ZK4401和ZK5202地质资料,认为该低阻异常体为含矿超镁铁岩的主体,是下一步深部找矿的重点勘查对象。     

金川岩体母岩浆成分及其分离结晶过程的熔浆热力学模拟

金川铜镍硫化物矿床是仅次于加拿大Sudbury和俄罗斯Noril’sk-Talnakh 的世界第三大在采镍矿床。金川岩体主要由含二辉橄榄岩、二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩和橄榄辉石岩组成,岩相学观察表明主要造岩矿物的结晶顺序为：橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→斜长石。为了进一步探讨金川岩体母岩浆成分及其分离结晶过程,本文在前人工作基础上根据主要造岩矿物结晶顺序及其电子探针成分,借助熔浆热力学软件“MELTS”的计算,获得金川岩体更为准确的母岩浆成分为：48.2% SiO2,1.00% TiO2,11.3 % Al2O3,12.9% FeO,1.30% Fe2O3,12.6% MgO,10.1% CaO,1.51% Na2O,0.72% K2O,0.04% NiO。MELTS模拟计算表明金川岩体母岩浆的分离结晶经历了两个阶段,在深度约为10.9~12.5km的深部岩浆房经历了约5%的橄榄石以及约4%的斜方辉石分离结晶,并伴随硫化物熔离。在重力作用的影响下,橄榄石、斜方辉石和硫化物向下沉降,形成由下至上的分层：橄榄石-斜方辉石-硫化物-硅酸盐熔浆层,橄榄石-斜方辉石-硅酸盐熔浆层和硅酸盐熔浆层。硅酸盐熔浆首先挤出形成贫硫化物的岩体或喷出地表,之后橄榄石-斜方辉石-硅酸盐熔浆被挤入到7.6~9.2km的浅部岩浆房,经重力分异形成金川I号岩体的上部岩相带和II号岩体顶部的含辉橄榄岩。橄榄石-斜方辉石-硫化物-硅酸盐熔浆层最后被挤入金川岩体,并再次结晶出橄榄石、单斜辉石、斜长石,形成金川岩体的主要岩相和硫化物矿体。这些计算结果不仅与野外和室内岩相学观察吻合,也与硫化物熔离过程的最新研究结果相一致。     

金川铜镍矿床58号矿体亲铜和亲铁元素特征及其地质意义

通过对金川铜镍硫化物矿床中58号矿体地质特征、亲铜和亲铁元素地球化学特征等方面的研究,发现其具有不同于24号矿体、1号矿体和2号矿体的地质和地球化学特征。58号矿体产于Ⅲ号岩体上盘围岩中,矿体总体走向为NNE,倾向NW。与金川矿床其他几个矿体比较,该矿体具较高的Cu、Ni和PGE含量。研究独立的58号矿体对全面理解整个金川超基性岩体的成矿规律,指导今后找矿工作具有重要意义。笔者认为58号矿体的硫化物是从PGE微弱亏损的苦橄质岩浆中熔离出来的,其硫化物熔体具有不同的分异演化过程。     

金川含矿超镁铁岩侵入体侵位序列

金川铜镍硫化物矿床是世界第三大镍矿床,但其成岩成矿过程及侵位机制一直存在较大争论。根据金川含矿超镁铁岩岩石学特征、穿插关系、矿物成分及地球化学特征,提出了金川含矿岩体5阶段的成岩、成矿侵位序列,它们分别是:(1)超镁铁质岩浆侵位;(2)浸染状硫化物矿浆侵位;(3)网状硫化物矿浆侵位;(4)块状硫化物矿浆侵位;(5)铂钯富集体侵位。金川铜镍(铂)矿床中Ni,Cu,Pt,Pd,Rh,Ir,Ru,及Co与S呈正相关关系;当ω(S)=5%～15%时,铂族元素发生明显的分离作用,铂族金属主要富集在铂钯富集体中。铂钯富集体是硫化物矿浆经单硫化物固溶体结晶后的残余熔浆;块状矿石是单硫化物固溶体堆积而成的产物。金川铜镍硫化物矿床的侵位机制为岩墙型岩浆通道。     

金川两个岩体的识别及其深边部找矿意义

金川铜镍硫化物矿床(Ni:545万t,占全国可利用镍总储量的90%以上)是世界上目前正在开采的第三大镍矿,仅次于俄罗斯的Noril’sk矿床(2400万t金属镍)和加拿大的Sudbury矿床(1900万t金属镍)。同时,金川矿床也是我国铂族元素的主要矿产地。近年来金川公司的井下地质勘探工作获得新增矿石地质储量数百万吨,说明金川矿床深部仍有巨大的找矿潜力。但是,如何结合新的理论研究成果,更新深部找矿思路,建立新的找矿模式,仍然是未来金川地质找矿工作的一项重要任务。     

综合技术方法在寻找含矿岩浆通道中的应用——以四川杨柳坪岩浆铜镍硫化物矿床为例

依据"小岩体成大矿"和"岩浆通道理论",对杨柳坪铜镍硫化物矿床的岩浆通道进行研究,在充分梳理前人地质勘查成果的基础上,运用w(Pd)/w(Ir)、w(Ni)/w(Cu)在各矿体品位的变化规律判断含矿岩浆通道的运移方向,随后通过开展地质、地面高精度磁测和AMT法对深部地质特征进行研究,推断出深部岩浆通道的位置,提出了在杨柳坪矿区深部找矿工作的综合方法。     

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).     

攀枝花红格钒钛磁铁矿区深部及外围找矿方法分析

红格矿区是我国目前最大的钒钛磁铁矿资源基地,红格基性—超基性含矿岩体主要受区域的三级控岩构造控制。由于大黑山玄武岩浆的喷溢及正长岩体、花岗岩体的破坏,以及后期构造运动的影响,使该区第三级控岩构造转化为以南北向的挤压构造为主。并把原来可能系一个完整大岩体分割成了现在的大小不等、岩相带不全、剥蚀程度不同的十余个岩体(块)组成的岩体(块)群。研究红格岩盆分布特征拓展找矿空间取得外围找矿突破;利用"攀西杂岩层状韵律旋回模式"就矿找矿、预测深部矿体,探边摸底;最后以地磁异常加深部钻孔验证定位深部矿体,是红格矿区深部及外围勘查取得重大进展的有效找矿方法组合。