对小岩体成矿的认识及其找矿意义

小岩体成大矿是汤中立院士通过对岩浆铜镍硫化物矿床的勘查研究提出的学术认识,在矿床勘查实践中,发现小岩体成矿是存在于与侵入岩浆作用有关的内生矿床的普遍特征,研究小岩体成矿有助于深入认识成矿作用的关键环节和指导找矿实践。在讨论小岩体成矿的概念和定义的基础上,对小岩体成矿作用进行了分类研究,将其划分为岩浆不混溶和岩浆热液两大类型。岩浆不混溶类型又进一步划分为硫化物熔离和氧化物分凝两个亚类;岩浆热液类型则进一步划分为气液交代、气液充填交代和接触交代三个亚类。并对小岩体成矿的机理进行了认识总结,初步提出4种机制:深部熔离-多次贯入成矿、岩浆通道成矿、脉冲成矿和脉动与复合叠加成矿。讨论了隐伏和半隐伏小岩体识别的找矿价值和小岩体含矿性判别及其关键因素。     

金川铜镍硫化物矿床的岩浆质量平衡与成矿过程

金川铜镍硫化物矿床及其与附近的镁铁-超镁铁质岩体的成因关系对成岩成矿理论研究及找矿具有重要意义。通过对镁铁-超镁铁质岩体的岩石学、年代学、岩石地球化学、同位素地球化学研究,获得金川附近的茅草泉镁铁-超镁铁质岩体中单颗粒锆石U-Pb年龄为(832.5±1.5)Ma,与金川超镁铁质岩体中锆石U-Pb年龄(831.8±0.6)Ma在误差范围内一致。岩石地球化学数据显示,金川岩体与茅草泉岩体都属于亚碱性拉斑玄武岩系列,微量及稀土元素配分曲线平行,变化趋势相似,属于右倾型,具有Nb、Ta负异常;Cu/Zr比值显示过渡变化特征,Cu/Ni比值都小于1,原始地幔标准化的铂族元素配分曲线平行过渡。同位素地球化学数据显示,样品具有高正εSr(t)值,低的εNd(t)值,较低的206Pb/204Pb值,指示岩浆源区为EMⅠ型富集岩石圈地幔。多种方法证明了金川、茅草泉岩体具有同期同源岩浆演化特征,茅草泉小岩体群可能是金川母岩浆先期侵入岩相,为金川矿床的形成贡献了亲铁元素与橄榄石成分。     

东天山地区图拉尔根铜镍硫化物矿床成因及成矿过程

东天山地区图拉尔根大型铜镍硫化物岩浆矿床是近年找矿的重大突破。通过矿床中坑道穿脉的精细研究,表明 岩体的岩相由角闪橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩与辉长岩组成,不同岩相的稀土元素配分曲线平行过渡变化,暗示各岩相是同源岩浆演化而成。岩相的分布及其接触关系、岩石地球化学及区域构造等指示图拉尔根矿床发生了后期变位。元素地球化学及同位素地球化学研究显示,岩体来自尖晶石稳定的亏损型地幔源区,亏损型地幔部分熔融与消减板片脱水物质混合导致图拉尔根岩体富集轻稀土元素而保持了MORB型同位素特征。岩浆上升过程中经历了微弱(<5%)的上地壳混染。铂族元素地球化学研究显示矿床中铂族含量较低,主要是因为地幔部分熔融较低(约16%),部分铂族元素残留在地幔中所致。     

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。     

东天山黄山东铜镍矿床铂族元素地球化学特征及其意义

黄山东岩体位于东天山北部的土墩—黄山—镜儿泉—图拉尔根镁铁—超镁铁质岩带中段,受康古尔塔格—黄山深大断裂控制,是由二辉橄榄岩、橄榄辉长岩、辉长苏长岩和辉长闪长岩组成的复式岩体。黄山东铜镍硫化物矿床镁铁质岩石和矿石中的铂族元素(PGE)含量很低,其中IPGE(Os, Ir, Ru, Rh)与PPGE(Pt, Pd)含量相近,PPGE略高于IPGE。岩石平均2×10-9,矿石平均86×10-9。在矿石中,PGE含量与硫含量呈正相关关系。在原始地幔标准化图解上,岩石和矿石具有相似的分配模式,PPGE和IPGE之间分异很弱。Ni/Cu—Pd/Ir关系图以及岩石地球化学资料显示,形成黄山东岩体的原始岩浆为MgO含量较高的PGE不亏损的拉斑玄武质岩浆。岩浆在上升的过程中发生过早期硫化物深部熔离,带走了岩浆中大部分的PGE,可能是造成黄山东矿床母岩浆中PGE明显亏损的主要原因。矿石低的Pd/Ir比值（为4.22～17.24,平均值为849）及高的Ir含量（为2.04×10-9～21.45×10-9,平均值为8.79×10-9）显示黄山东矿床成矿过程中后期热液作用不明显。铂族元素地球化学特征和岩石地球化学资料显示了地壳物质的混染以及橄榄石、辉石等矿物的分离结晶是引起该矿床硫饱和并发生硫化物熔离作用而成矿的主要因素。     

在金川超镁铁岩体首次发现蒙山矿

金川超镁铁岩体及其赋存的超大型Ni-Cu硫化物矿床的形成时代和成因一直受到广泛的关注,近几年陆续发表了多篇采用富锆矿物U-Pb定年的结果,但对该类矿物成因及特征的研究仍是个空白.本研究采用微束测试技术,在金川超镁铁岩体斜长二辉橄榄岩相中首次发现钛锆钍矿(Zirkelite)后.     

冀东唐杖子、牛心山花岗岩体锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

冀东地区是一个金矿聚集区,但与国内外的矿集区相比,冀东地区却“只见星星不见月亮或少见月亮”,这可能是因为某些具有地区性特征的找矿标志尚未被人们所认识。本次工作采用SHRIMP锆石U-Pb法测得唐杖子金矿的花岗斑岩株的形成年龄为173Ma±2Ma,牛心山红色花岗岩的年龄为173Ma±2Ma,与峪耳崖岩体红色花岗岩的年龄174Ma±3Ma相吻合,同属中生代燕山早中期,应是同一岩浆活动的产物。如果金矿与该岩浆活动有关,那么这3个矿床就具有成因上的联系,即它们（也许包括更多的矿点）可能由一个热中心分异矿化形成,后经多次地壳活动形成目前的格局。     

中国镁铁、超镁铁岩浆矿床成矿系列的聚集与演化

矿床成矿系列的聚集与演化 ,是人们十分关注的问题。论述了元古宙以来的镁铁、超镁铁岩浆矿床成矿系列及成矿式 ,划分了中国岩浆矿床类型 ,归纳总结出岩浆矿床的 3种聚集成矿方式及演化过程 :(1 )岩浆侵入体成矿 ;(2 )与大陆溢流玄武岩有关的成矿 ;(3)与蛇绿岩有关的成矿。提出了岩浆矿床聚集与演化的特征 :(1 ) 3种聚集方式 ,形成 5类支撑性矿产 (Ni Cu Co Pt,金刚石 ,Fe V Ti,Cr,石棉 ) ,两类世界级超大型矿床式 (金川式 (Ni Cu Co Pt) ,攀枝花式 (Fe V Ti) ) ;(2 )两个主成矿期(元古宙、古生代 )和两个成矿高峰期 (中元古代、晚古生代 ) ;(3)具有“继承与发展”和“戛然而止”的演化特征。进行了世界对比 ,讨论了岩浆矿床的勘查方向及存在的问题     

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.     

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。