金川铜镍硫化物岩浆矿床前锋岩浆与岩浆通道

金川铜镍矿床是世界第三大镍、铜硫化物岩浆矿床,长期以来备受国内外矿床地质学家的关注.金川铜镍矿床Ⅳ矿区是金川矿床的有机组成部分,由于品位低(Ni 0.71％、Cu 0.48％)并且隐伏于地下140 m以下,生产与研究工作相对滞后.由于F23断裂构造的影响,金川矿床勘查以来,研究者均将其作为Ⅱ矿区2#岩体的东延部分.最近的详查钻探工程获得了较系统的样品测试,结果显示Ⅳ矿区含矿岩体是一个具有单独演化过程的独立含矿岩体,其Ni/Cu比值远高于其他矿区各个岩体,PGE强烈亏损,并且“R”因子数值低(30),微量、稀土元素配分也显示出独立的、复杂的演化过程,岩石结构与岩相变化显著,具有典型的岩浆通道前锋岩浆的特点.文章通过对比金川矿床几个主要含矿岩体的成矿元素与PGE特征,初步确定了金川铜镍硫化物成矿岩浆通道的空间位置,指出了金川深部资源勘查的关键问题与勘查方向.     

基于Markov链的金川铜镍矿床超基性岩体侵位过程模拟及找矿启示

金川铜镍矿床是世界第三大铜镍硫化物岩浆矿床,现有研究表明其成矿模式为岩浆通道成矿,但是对于金川超基性岩体的侵位过程存在较大争议。为探索岩体的侵位过程,将岩浆侵位描述为马尔可夫(Markov)过程,提出一种基于Markov链的岩体侵位模拟算法,实现对金川超基性岩体侵位过程的模拟。以金川Ⅱ矿区为例,探讨了侵位过程与矿化的关联及岩浆通道骨架,为在矿床深部寻找第二成矿空间提供方向和线索。     

岩浆通道系统与岩浆硫化物成矿研究新进展

大型-超大型岩浆硫化物矿床的形成需要满足3个基本条件:(1)大量幔源岩浆参与成矿;(2)岩浆演化导致硫化物熔离;(3)硫化物在有限空间聚集。然而,除Sudbury矿床外,全球与镁铁质岩浆有关的超大型铜镍硫化物矿床都发现于小的镁铁-超镁铁岩体中。近10年来的研究表明这些含矿岩体实际上都是岩浆通道系统的一部分,中国金川、杨柳坪、喀拉通克、红旗岭等大型和超大型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床都形成于岩浆通道系统中,正是岩浆通道这样特殊的开放系统为大规模岩浆硫化物矿床提供了成矿条件。总结国内外最新研究结果,可以发现与成矿有关的岩浆通道系统都分布在深大断裂附近,大规模的幔源岩浆补充与地幔柱、大陆裂谷、碰撞造山后伸展等地质事件有密切的关系。尽管研究证明硫化物熔离都与地壳物质的混染有关,但矿石各种元素的品位却受母岩浆性质、硫化物熔离强度、与新注入镁铁质岩浆反应、以及硫化物本身结晶分异等多重因素的影响;含矿岩体和硫化物矿体的形态和大小都强烈地受围岩地质特征的控制。进一步明确这类矿床的地质特征、形成机制、成矿背景和成矿标志,对未来的研究和找矿工作都是非常必要的。     

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.     

岩浆通道成矿系统

全球最主要的岩浆铜镍硫化物矿床基本特征是:(1)矿石与围岩边界平直,呈侵入接触关系;(2)"矿浆"在岩浆成矿系统的晚期上侵就位;(3)矿体赋存于岩浆通道中.已有的成矿模型不能同时解释这三个基本特征,暗示必须进一步理解岩浆铜镍硫化物矿床的形成机制.最近几年我们的研究发现岩浆铜镍硫化物矿床中典型矿石具有如下特征:(1)矿石中存在流体晶矿物组合,它们既不同于岩浆岩中的矿物组合,也不同于变质岩中的矿物组合,推测是从流体中直接结晶的产物;(2)铜镍硫化物矿床中不同部位矿体中矿石存在显著的成分变化,前锋端矿石以富Ni为特点,尾端矿石富含Cu、Pt、Pd.据此,本文提出了"岩浆通道成矿系统"的新模型,试图整合解释岩浆铜镍硫化物矿床中的各种观测事实.所谓岩浆通道成矿系统,系指岩浆演化晚期,"矿浆"运移和就位的空间及其相关成矿要素的组合.该模型强调:(1)深部岩浆房在岩浆矿床的形成过程中起着非常重要的作用,"矿浆"定位于岩浆成矿系统演化的晚期;(2)矿浆具有整体的流动性,因而提出了"岩浆通道前进方向"的概念;(3)所谓的"矿浆"实际为富含矿熔体-流体流,后者因失去挥发份而呈"矿浆"状,以大的流体体积和流体/熔体比值为特征.数值模拟表明,往硫化物矿浆加入挥发份流体可以显著提高矿浆的上升能力.当加入的挥发份流体达到30vol.%时,受到质疑的密度问题将不复存在,矿浆具有快速上升到浅部地壳的能力.但是,如此富含挥发份的矿浆也不再是传统概念上的矿浆,而是含矿熔体-流体流.此外,由于流体超压等原因,含矿熔体-流体流利用先存的构造薄弱面快速上升,形成岩浆通道,并在有利的部位卸载成矿金属形成矿体.因此,矿体常常侵入切割围岩.     

甘肃金川铜镍(铂)硫化物矿床中高镁辉绿岩脉的发现及其意义

位于华北板块西缘赋存于超镁铁质岩中的金川矿床,是目前世界第三大镍硫化物矿床.金川铜镍硫化物矿床的原生岩浆问题一直存在着较大的争议,前人通过研究金川铜镍硫化物矿体中的堆晶橄榄岩中橄榄石的成分,从而推导原生岩浆的成分.而作者通过对金川铜镍硫化物矿体内部的基性岩脉深入研究,从另一个角度探究金川铜镍硫化物矿床的原生岩浆成分.通过对岩脉岩相学、主量元素的研究表明金川铜镍硫化物矿体中的岩脉主要是辉绿岩,因其MgO的含量的不同可以划分为高镁辉绿岩和低镁辉绿岩.辉绿岩脉的主量元素和微量元素显示这两类岩脉发生过分离结晶作用.PGE元素特征显示辉绿岩脉和金川矿床是同一期次产物,Pmelts的模拟演化得出本文中辉绿岩脉的液相线矿物橄榄石的牌号为Fo86,与金川矿床发现最高牌号Fo86一致.同时Ol-CATS-Q相图表明JC100925-5样品形成的源区在3GPa以上.多种因素显示这种高镁的岩浆是金川矿区的原生岩浆.     

金川铜镍矿床矿浆的多岩浆通道演化、侵位特征

<正>岩浆通道系统是近些年研究岩浆型铜镍硫化物矿床的热点问题(宋谢炎等,2010)。作为金川最大的两个矿体,Ⅱ-1号矿体和Ⅱ-2号矿体均产出于同一岩墙中,这二个矿体有极为相似的岩相类型、矿石种类,前人常把二者作为一个整体进行研究。但是这两个矿体在形态、铂族元素等方面具有明显的区别(汤中立和李文渊,1995;曾认宇等,2013),暗示形成金川矿床的岩浆通道系统,可能在横向上是由多个并列的、具有独立演化特征的岩浆通道组成的复杂系统。本文通过研究Ⅱ-1号矿体与Ⅱ-2号矿体的主量元素、稀土     

甘肃金川Ⅱ号岩浆硫化物含矿岩体岩浆演化过程探讨

金川矿床是我国最大的岩浆铜镍硫化物矿床,岩体主要由硫化物橄榄岩、含辉橄榄岩、二辉橄榄岩和橄榄辉石岩等岩相组成。以金川Ⅱ号岩体为例,根据岩相学观察和常量元素、微量元素地球化学特征的分析,试图对岩浆上升过程中的演化分异进行深入探讨,发现金川Ⅱ号岩体岩浆结晶分异演化过程主要包括深部岩浆房中尖晶石—橄榄石的分离结晶和浅部岩浆房辉石与斜长石的结晶,而地壳物质的同化混染发生在岩浆上升的整个过程,地壳物质的同化混染是导致母岩浆中硫饱和的主要因素。该岩浆分异演化过程间接支持了汤中立提出的"深部分异-熔离,依次贯入"成矿模式。     

加拿大Voisey’s Bay Ni-Cu-Co硫化物矿床岩浆通道成矿系统——小岩体成矿典型实例

Voisey′s Bay岩体(VBI)位于加拿大拉布拉多岛北部中元古代Nain深层岩套(NPS)中,Voisey′s Bay Ni-Cu-Co硫化物矿床的成岩成矿时代为1.34Ga。岩体主要由Western Deeps岩体和Eastern Deeps岩体组成,它们由1条隐伏的岩浆通道所连接,矿体就位于岩浆通道中,形成典型岩浆通道成矿系统。在Voisey′sBay地区同时代岩体有很多,相对于相邻的其他岩体来说,Voisey′s Bay岩体体积最小,到目前为止,只有Voisey′s Bay岩体形成了大型Ni-Cu-Co硫化物矿床,是小岩体成大矿的典型实例。     

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。     

金川铜镍矿床隐伏富铜矿体成因研究及其深部找矿意义

金川矿床赋存于富橄榄石超镁铁质岩中,是目前世界第三大在采铜镍硫化物矿床.经过多年开采,如何在深、边部找到新的替代资源问题显得越来越重要.通过对金川矿床富铜隐伏矿体的矿体特征、矿石特征和矿石特殊地球化学特性等方面进行分析研究,特别是从空间立体对其矿化规律进行总结,并与其附近Ⅱ1#主矿体进行对比,指出该类型矿体既有岩浆熔离作用的特点,又有后期改造作用的特征,其形成经历了三个阶段:富含Cu、PGE岩浆深部熔离-脉动贯入、构造活化富集和后期热液叠加.同时探讨了来源于地幔深部的高镁玄武质岩浆,在深部岩浆房和阶段岩浆房熔离分异过程中,富镍岩浆和矿浆之间存在富铜岩浆.此外,Pb同位素表明,该隐伏富铜矿体形成时间为8亿年左右,早于块状特富矿;Pb、S同位素表明,该矿体主要来源于地幔,但曾被少量地壳物质混入.最后指出铜镍硫化矿床的成因是复杂多样的,在金川矿床深边部寻找新型矿体,尤其是富铜矿体的前景很大,而F_6断层可能是富铜隐伏矿体岩浆通道和Ⅱ1#主矿体岩浆的深部侵位通道之一.     

金川铜镍硫化物矿床岩浆通道型矿体地质地球化学特征

金川铜镍硫化物矿床6行富铜（铂族）矿体曾因Cu、Pt、Pd等含量明显高于相邻其它矿体而被认为是岩浆期后热液叠加作用的产物,研究发现,空间上该矿体受断层构造控制,在矿石组构、矿物组成和硫同位素组成方面与相邻岩浆融离型1号矿体一致,显示了该矿体岩浆成矿作用的特征。在元素地球化学方面,6行富铜（铂族）矿体的Cu、Ni、Pt、Pd含量及Cu/Ni比值明显高于1号主矿体,而Os、Ir、Rh、Ru却明显低于后者,同时,前者相对富含LREE,轻、重稀土分异程度高于后者。根据硫化物结晶分异过程中金属元素分配规律及稀土元素特征,阐明了6行富铜（铂族）矿体为岩浆通道型矿体,是岩浆硫化物晚期结晶的产物。矿区中西部存在的Cu、Ni、Pt、Pd、Au等含量高,而Os、Ir、Rh、Ru含量低的部位,是寻找岩浆通道型矿体的有利部位。     

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Ⅰ矿区6#富铜盲矿体成因探讨

金川硫化铜镍矿床Ⅰ矿区6#富铜矿属于岩浆深熔-晚期贯入矿体，于正常的超基性岩型富矿体之后，富含贵金属元素和铜镍的富矿岩浆沿北东东向张性断裂上侵形成，呈透镜状产出。     

金川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1509～1526Ma。 导源于地幔深郎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。注入岩浆房的岩浆在橄榄石结晶温度的区间内,发生熔离作用和橄榄石结晶作用,按重力效应正岩浆房中自下而上先后形成了矿浆、富矿岩浆、含矿岩浆和岩浆的分层格局。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、橄榄石结晶和重力分层作用→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。