硫化铜镍矿床成矿作用机理——以新疆哈密黄山硫化铜镍矿床为例

本文作者以哈密黄山硫化铜镍矿床为例,详细探讨了硫化铜镍矿床成矿作用,指出硫化铜镍矿床成矿作用是比较复杂的,按产生不混熔金属硫化物的途径和熔离富集的方式可明显地划分为四种熔离成矿作用:(1)岩浆深部液态熔离成矿作用、(2)矿浆成矿作用、(3)岩浆浅部就地结晶熔离成矿作用及(4)同化混染熔离成矿作用。岩浆深源液态熔离成矿作用是产生多样性岩浆和铜镍等成矿元素原始富集的重要原因,矿浆成矿作用是岩浆深源液态熔离成矿作用的完善和继续,岩浆浅部就地结晶熔离成矿作用是硅酸盐矿物结晶而导致残余硫化物进一步熔离成矿,而同化混染熔离成矿作用则是含矿岩浆同化混染围岩导致硫化物熔离成矿。但他们在黄山硫化铜镍矿床中所起的作用是不同的,最重要的(1),其次是(2),(3)和(4)则很次要。因此在实际地质找矿工作中应以找“熔离型”矿体为重点,但也要兼顾其它,特别是“贯入型”和“同化混染熔离型”往往构成浅部富矿。     

金川含铂硫化铜镍矿床成矿模式

金川矿床产出于过渡区,位于中朝地块西南部阿拉善边缘隆起上,含矿岩体是多期上侵贯入形成的,时代为1508±31Ma。 导源于地幔深部富硫的铁质超基性岩浆,沿超壳深断裂上侵到达地壳岩浆房。注入岩浆房的岩浆发生熔离作用和岩浆分异作用,按重力效应在岩浆房中自下而上先后形成了矿浆、富矿岩浆、含矿岩浆和岩浆分层格局。随着温度下降,在构造应力脉动式驱动下,岩浆房中自上而下按岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆的顺序,先后分别沿相同通道上侵、贯入于现存空间成岩成矿、每次上侵、贯入的浆体都沿着前次浆体的下侧部和根部定位。 整个成矿过程由岩浆房中的深部熔离、岩浆分异和重力分层作用→第一期次岩浆上侵→第二期次含矿岩浆上侵→第三期次富矿岩浆贯入→晚期矿浆贯入→接触交代成矿→热液叠加成矿,构成一个完整的硫化铜、镍矿床的成矿模式和时空分布系列。     

岩浆铜-镍-铂族元素硫化矿床“深部熔离-贯入”成矿作用与模式——加拿大伏伊希湾和中国金川矿床地质特征对比

通过对金川铜镍矿床地质、矿化特征与加拿大伏伊希湾（Voisey’s Bay）铜-镍-铂族元素硫化物矿床进行系统对比分析,总结出这2个世界级铜镍硫化物矿床形成演化方面的相似性、可比性及其共同特点,即深部岩浆房含矿岩浆沿通道脉动式上侵,到上部表现为“小岩体,成大矿”。成矿作用过程和模式表现为：①含矿岩浆的有序侵位显示岩浆在深部岩浆房停歇过程中曾发生熔离分异,形成岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆分层结构;②成矿作用是在富有动力的岩浆环境下岩浆不连续（脉动式）上侵过程中发生的,岩浆熔融体富含挥发组分,上侵活动剧烈,围岩角砾化;③含矿岩浆沿相同的通道或越位上侵,在先期侵入岩体下侧或上方不同空间成矿;④岩浆运移过程中与围岩发生相互作用、组分交换和成矿物质的富集。深入阐明了含矿岩浆不连续（脉动式）上侵、后续岩浆补给和混合是镁铁—超镁铁岩体中硫化物被聚集在岩浆流动的通道内形成超大型铜镍硫化物型铂族元素矿床的重要机制。     

岩浆铜-镍-铂族金属硫化矿床“深部熔离-贯入”成矿作用与模式--加拿 大伏伊希湾和中国金川矿床地质特征对比

通过对金川铜镍矿床地质、矿化特征与加拿大伏伊希湾（Voisey′s Bay）铜- 镍-铂族金属硫化物矿床进行系统对比分析,总结出这2个世界级铜镍硫化物矿床 形成演化方面的相似性、可比性及其共同特点,即深部岩浆房含矿岩浆沿通道脉 动式上侵,到上部表现为“小岩体,成大矿”。成矿作用过程和模式表现为：①含矿 岩浆的有序侵位显示岩浆在深部岩浆房停歇过程中曾发生熔离分异,形成岩浆、 含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆分层结构;②成矿作用是在富有动力的岩浆环境下岩 浆不连续（脉动式）上侵过程中发生的,岩浆熔融体富含挥发组分,上侵活动剧烈, 围岩角砾化;③含矿岩浆沿相同的通道或越位上侵,在先期侵入岩体下侧或上方 不同空间成矿;④岩浆运移过程中与围岩发生相互作用、组分交换和成矿物质的 富集。深入阐明了含矿岩浆不连续（脉动式）上侵、后续岩浆补给和混合是镁铁 —超镁铁岩体中硫化物被聚集在岩浆流动的通道内形成超大型铜镍硫化物型铂 族元素矿床的重要机制。     

岩浆铜-镍-铂族金属硫化矿床“深部熔离-贯入”成矿作用与模式——加拿 大伏伊希湾和中国金川矿床地质特征对比

通过对金川铜镍矿床地质、矿化特征与加拿大伏伊希湾(Voisey's Bay)铜-镍-铂族金属硫化物矿床进行系统对比分析,总结出这2个世界级铜镍硫化物矿床形成演化方面的相似性、可比性及其共同特点,即深部岩浆房含矿岩浆沿通道脉动式上侵,到上部表现为"小岩体,成大矿".成矿作用过程和模式表现为:①含矿岩浆的有序侵位显示岩浆在深部岩浆房停歇过程中曾发生熔离分异,形成岩浆、含矿岩浆、富矿岩.浆和矿浆分层结构;②成矿作用是在富有动力的岩浆环境下岩浆不连续(脉动式)上侵过程中发生的,岩浆熔融体富含挥发组分,上侵活动剧烈,围岩角砾化;③含矿岩浆沿相同的通道或越位上侵,在先期侵入岩体下侧或上方不同空间成矿;④岩浆运移过程中与围岩发生相互作用、组分交换和成矿物质的富集.深入阐明了含矿岩浆不连续(脉动式)上侵、后续岩浆补给和混合是镁铁一起镁铁岩体中硫化物被聚集在岩浆流动的通道内形成超大型铜镍硫化物型铂族元素矿床的重要机制.     

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。     

白马寨铜镍硫化矿地球化学特征及成矿

系统研究金平县白马寨铜镍硫化矿地质、矿床地球化学特征,初步认为该矿床形成于华力西期弧后盆地拉张的构造环境.并提出本矿床为幔源岩浆熔离-结晶分异,岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆依次脉冲式贯入成矿和成矿期后煌斑岩浆侵入破坏,并叠加成矿的矿床成因模式.从而,建立了本区铜镍矿床的成矿模型,并对该矿床深部及外围找矿提出建议.     

喀拉通克1号铜镍硫化物矿床研究

本文通过大量的测试研究.对喀拉通克1号铜镍硫化物矿床的围岩、构造、岩石矿物,矿石及同位素地质等特征进行了详细的阐述.该矿是由上地幔亚碱性拉斑玄武岩浆经中间岩浆房液态层状分异后,侵位于活动区,其中的含矿岩浆就地熔离成矿,同源矿浆贯入成矿,以及它们复合定位所形成的岩浆熔离叠生矿床.并建立起该矿床的成岩成矿模式.     

中国岩浆硫化物矿床的主要类型

母岩浆侵入现存空间之前，在深部就已发生了熔离作用和部分结晶作用，致使母岩浆分离为不含矿岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆，然后对现存空间一次或多次贯入成矿。这种成矿作用是小岩体成大矿的必备条件，这种深部熔离—贯入矿床，是中国最主要的岩浆硫化物矿床类型，也是世界主要的岩浆硫化物矿床类型之一     

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。     

小岩浆大流体成大矿与透岩浆流体成矿作用——以东秦岭-大别山成矿带钼矿床为例

岩浆活动与内生金属成矿作用关系密切,备受国内外矿床学家的关注。表现为它们在时空上具有广泛的一致性,成矿与岩浆岩有关,成矿物质由同源岩浆分异演化而来。这便是著名的岩浆热液成矿理论,也称岩浆期后热液成矿理论,该理论把内生金属成矿系统看作是一个理想系统。东秦岭-大别山地区的钼矿-花岗岩关系研究表明,钼成矿与小岩体(小岩浆)关系密切,而大岩体/基与钼矿没有成生联系;地质事实表明,大型-超大型矿床往往广泛发育了大规模的热液(流体)蚀变(大流体),具有大的流体/岩浆比,其矿化蚀变范围是小岩体的几十甚至几百倍,表明成矿过程中必有外来流体的广泛参与。由于小岩体往往没有经过强烈的分异结晶作用,质量平衡计算表明,小岩浆体不可能产生足够数量的含矿流体和成矿物质;因此,成岩与成矿有本质的区别,成矿系统应是一个非线性的复杂性动力学系统。研究表明,东秦岭-大别山小斑岩体来源较深(下地壳),成矿流体来源于地幔,二者呈双层结构;岩浆实际上是沟通深部和浅部的通道,这种非岩浆分异的外来成矿流体我们称之为透岩浆流体。小岩体不是成矿的必备的条件,只有出现大流体时才能成大矿。东秦岭-大别山地区有200多个小岩体,但大型、超大型钼矿矿床仅有10余个,只有小岩浆(小岩体)大流体(强蚀变)成大矿,其余众多小岩体由于没有流体(蚀变)或流体少(弱蚀变)而不成矿或成小矿。由此可见,岩浆成矿系统实际上是一种流体(挥发分)过饱和系统或熔体-流体流及流体对熔体的强相互作用。当岩浆系统被加入大量源自地幔的高温高压含矿流体之后,系统将具有极大的活动能力,从而深部含矿流体沿裂隙快速上升到地壳浅部卸载成矿。为解释上述成矿特征,作者引入并厘定了透岩浆流体的概念。透岩浆流体被重新定义为透过岩浆活动并导致岩浆系统行为发生非线性变化的外来流体。据此,输入了含矿流体的岩浆可成矿,未输入含矿流体的岩浆不成矿。这种认识可以解释东秦岭-大别山地区大多数小岩体不成矿或只形成小矿的现象。     

论接触交代矽卡岩型多金属矿床的矿质来源—以铅同位素组成为依据

本文以铅同位素组成为线索，讨论了与中酸性侵入岩有关的接触交代矽卡岩型铜铅锌多金属矿床的矿质来源，得出了该类矿床矿质的岩浆源、岩浆与围岩混合源及多源混合源三种来源。     

香花岭花岗岩型铌钽矿床的成因——兼论超临界流体在成岩成矿过程中的作用

香花岭花岗岩不同岩相的岩石化学、微量元素、元素对比值和包裹体温度、压力与成分等方面的研究表明：香花岭花岗岩为Ｈ２Ｏ－Ｆ－ＣＯ２－Ｃｌ流体类型，属超临界流体。在超临界流体作用下，岩浆体系内熔体的粘度、内压、组分活动性及含量，随岩浆演化呈系列变化，导致岩浆体系内的成分强烈分异成层；Ｎｂ、Ｔａ等成矿元素，随岩浆体系内超临界流体的聚集而富集，随体系内射气分异作用的发生而矿化，成矿作用发生在岩浆期。其成岩成矿作用为一连续过程。在这一过程中，岩浆的结晶分异作用和交代、熔蚀作用并存，沉淀作用和溶解作用交替，实质上是岩浆体系的分异作用或自然组织作用过程     

安徽五河地区岩浆岩及构造对金矿的控制作用

为研究五河地区金矿床与岩浆岩、构造之间的内在关系,通过重磁异常推断隐伏岩体的分布特征,研究岩浆岩与金矿床的空间分布关系、成矿流体的同位素特征以及郯庐断裂带对金矿床的控制作用。结果显示金矿床大多位于已知岩体或隐伏岩体的边缘,区内各矿床的成矿流体相似,H-O同位素图解中石英样品点大部分落入岩浆水范围,部分落入变质水范围。岩浆岩为金矿成矿提供了重要的物质来源,岩浆的侵入引起了变质岩系的活化,两者形成的混合流体为金元素的运移和富集提供了热源,在金矿和形成过程中活化了金元素,成矿流体沿主干断裂的NNE—NE向次级断裂运移、富集、成矿。     

骑田岭A型花岗岩流体包裹体地球化学特征——对芙蓉超大型锡矿成矿流体来源的指示

南岭中段骑田岭A型花岗岩与芙蓉超大型锡矿床具有密切的时间和空间关系。流体包裹体地球化学研究表明,骑田岭A型花岗岩石英斑晶中的流体包裹体类型主要有熔融包裹体、流体-熔融包裹体和流体包裹体。流体-熔融包裹体的显微测温学研究结果显示,骑田岭A花岗岩在岩浆演化过程中可以分异出流体,且岩浆分异出的流体与芙蓉超大型锡矿床流体包裹体所反映的高温和高盐度的CaCl2-NaCl-KCl-H2O流体体系的特征相吻合。综合分析表明,芙蓉超大型锡矿床成矿流体中的高盐度流体应为骑田岭黑云母二长花岗岩结晶过程中分异出的富含Cl等挥发份和成矿物质的高盐度热流体。     

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。     

煎茶岭硫化镍矿床的铂族元素地球化学特征及其意义

采用ICP-MS分析方法对煎茶岭硫化镍矿床岩石及矿石的铂族元素地球化学研究表明,煎茶岭矿床蛇纹岩的Cu/Pd值低于原生地幔岩浆的Cu/Pd值,说明岩浆熔离作用较弱,其Au/Pd值反映存在后期变质热液成矿作用镍矿石的Pd/Ir比值变化较小,指示其多数矿石属于岩浆型,尽管岩浆活动弱,但以岩浆成矿作用为主。该硫化镍矿床的铂族元素特征参数(Pt/(Pt Pd)、(Pt Pd)/(Ru Ir Os)、Pd/Ir及Cu/(Ni Cu)等)具有过渡特征,这与其处于过渡的构造环境、特殊的岩浆性质和复杂的成矿作用有关煎茶岭镍矿床成矿过程中有壳源物质的混染,整体上岩、矿石铂族元素含量较低,这与其岩浆熔离作用弱,PGE成矿作用不发育等因素有关     

滇西北衙金矿床富水岩浆对成矿的制约

成矿岩浆富水(4%)是形成斑岩型矿床的关键。滇西北衙金矿床是金沙江-哀牢山新生代富碱斑岩成矿带中规模最大的金多金属矿床,目前探明金资源储量超过320吨,伴生的铅锌、银、铜、铁、硫也达到大-中型规模。本文以北衙成矿的二长花岗斑岩中角闪石斑晶和锆石为研究对象,开展岩相学和地球化学研究,厘定成矿岩浆的特征,并探讨富水岩浆对成矿的制约。研究表明,北衙二长花岗斑岩角闪石斑晶发育、轻稀土富集而重稀土亏损、具有高Sr(300×10~(-6))、低Y(10×10~(-6))和高(La/Yb)N(6.19~26.8)的地球化学特征,暗示在岩浆结晶早期有角闪石斑晶的晶出。角闪石晶出的条件是岩浆中水含量大于4.5%,因此北衙金矿床成矿岩浆演化早期角闪石的晶出显示成矿岩浆相对富水。角闪石矿物组分计算表明岩浆熔体中水含量在3.8%~4.1%之间,进一步证实北衙金矿床成矿岩浆相对富水。北衙金矿床这种具有高水含量的岩浆在源区岩石部分熔融的过程中,水的加入可以降低其熔点,促进源区含Cu、Au硫化物重熔,或萃取岩石中Cu、Au成矿元素,或聚集岩浆中分散分布的金属元素,形成富金属、富水的岩浆。含矿岩浆就位后,其通过压力的降低(岩浆房脆性破裂或岩浆向上侵位)来降低水的溶解度,或通过岩浆持续的结晶(在等压条件下晶出无水矿物)逐渐提高岩浆水含量,促使熔体中水含量大于水在熔体中溶解度,从而导致岩浆水达到饱和状态,流体开始出溶。总体而言,北衙金矿床富水岩浆不仅能促进北衙矿床成矿流体的形成与演化,也对成矿流体中Cu、Au等成矿元素的富集具有重要的作用。