澳大利亚伊尔岗克拉通科马提岩型镍矿成矿作用及找矿方法

澳大利亚西部伊尔岗克拉通卡尔古利地体是世界上太古宙与科马提岩有关的硫化物镍矿床最为集中的地区。该区科马提岩型硫化镍矿床主要有两大类型：①由高品位的块状、海面陨铁状和网状矿石组成,赋存于科马提岩熔岩流（主要为火山橄榄岩）底部,以卡姆巴尔达矿床为代表;②以低品位的浸染状镍硫化物矿石为主,赋存于厚层纯橄榄岩的中部,以芒特基斯为代表。与镍成矿有关的科马提岩形成于晚太古代（2．70Ga）,具铝不亏损（Al2O3／TiO2=15～25）地球化学特征,一般形成于具含硫围岩的动态高岩浆流环境。伊尔岗克拉通科马提岩型镍硫化物矿床形成于经历岩浆作用（结晶、分异和浓集）和地壳硫混染作用的硫不饱和镁铁质-超镁铁质岩浆的熔岩通道或管道中。在矿床成因讨论的基础上,提出该类型矿床的找矿标志和勘查方法。     

高镍铜镍矿床的特征、形成机制与勘查展望

岩浆铜镍矿床100%硫化物中的Ni含量与赋矿岩石和成矿过程紧密相关,记录岩浆成分、分异程度与硫化物演化过程。硫化物异常高镍(高镍硫化物)往往被认为与科马提质岩浆或者后期热液作用密切相关。近年研究结合勘查证实,赋含高镍硫化物的矿床(高镍铜镍矿床)不仅限于科马提岩,还与苦橄质、玄武质岩浆有关,另外,热液富集作用并不是必要因素。本文总结了世界上高镍铜镍矿床的基本特征和形成机制,分析提出了不同机制的判别标志,并展望了其勘查前景。详细对比高镍铜镍矿床的产出环境、赋矿岩相、矿石特征、矿物组合等特征,该类矿床往往产于大陆裂谷和造山带环境,与基性程度较高的岩浆有关,以橄榄岩赋矿为主,含镍硫化物组合主要为镍黄铁矿-磁黄铁矿-黄铜矿组合,少数为针镍矿-镍黄铁矿-黄铁矿组合。科马提岩相关矿床可将Ni含量大于16%的硫化物定义为高镍硫化物,苦橄质-玄武质岩浆相关矿床的硫化物可分为高镍硫化物(Ni10%)、中镍硫化物(5%～10%)和富铜硫化物(Ni5%,CuNi)。原生高镍硫化物可由富镍岩浆熔离、硫化物从橄榄石中吸取Ni、硫化物结晶分异、硫化物与硫不饱和岩浆反应等机制形成。苦橄质-玄武质岩浆相关的矿床,硫化物与橄榄石的Fe-Ni交换反应是高镍硫化物形成的重要机制。辉石岩源区地幔部分熔融形成富镍岩浆是否为高镍硫化物形成的必要条件尚存争议。不同机制形成的高镍硫化物具有迥异的岩石-矿物组合和地化特征。硫化物矿物组合、橄榄石成分(Fo值、Ni含量、Fo值-Ni含量的相关性)、伴生元素(铜、铂族元素)丰度-配分模式等特征可作为区分不同高镍硫化物形成机制的有效指标。我国新疆黄山南、坡一和青海夏日哈木矿床(部分浸染状矿化橄榄岩)以赋含高镍硫化物为特征,新疆喀拉通克矿床的硫化物则以富铜为特征,中国其余矿床的硫化物均属中镍硫化物。目前研究指示中国的高镍铜镍矿床与母岩浆相对富镍、硫化物与橄榄石Fe-Ni交换作用密切相关,后者可使硫化物Ni含量提升3%～5%。在铜镍矿床勘查方面,稀疏-中等浸染状高镍硫化物矿石即可达到工业品位,稠密浸染状-块状高镍硫化物矿石可达到很高的Ni品位(10%),是高品位镍矿勘查的一个重要方向。造山带环境富水、相对高氧逸度(可高达QFM+1)的岩浆可能是形成高镍硫化物的有利条件,该环境橄榄石Fo值较高(87mol%)的岩体有利于形成高镍硫化物。     

某硫化铜镍矿床伴生组分赋存特征及其分布规律

一、矿石一般特征:某岩浆硫化铜镍矿床,赋存于超基性岩体中,按合矿岩性和矿石构造,分为四种矿石类型:斜方辉岩稠密浸染状矿石、橄榄岩海棉晶铁状矿石、硫化物脉致密块状矿石、混染苏长岩浸染状矿石。以前者为主,橄榄岩矿石和硫化物脉矿石在其中呈脉状产出,混染苏长岩矿石产于接触边部。根据镍含量,分为一般矿石和富矿石(硫化物脉)。     

龙首山地区成镍带与找矿方向探讨

甘肃龙首山隆起区位于阿拉善地块西南缘,镍资源丰富,矿床类型相对简单为岩浆型,以分布世界级的金川超大型铜镍硫化物矿床而闻名。在龙首山地区,除了金川镁铁-超镁铁质岩体之外,还断续分布有20多个镁铁质-超镁铁质侵入体,呈岩墙状、脉状及岩株状产出,构成一条重要的镁铁-超镁铁质岩带。区内分布多处镍铜矿床、矿点,矿床类型为岩浆型。这里从成镍带的角度,探讨了龙首山地区镍矿找矿方向,认为寻找隐伏岩体及深部找矿尤为重要。     

吉林红旗岭铜镍矿床的地质特征及成因

红旗岭铜镍矿床地处华北地台和吉黑地槽系接触带———辉发河断裂带内 ,属大型铜镍硫化物矿床。矿区出露地层为下元古界呼兰群变质岩系。呈北东向展布的辉发河断裂具有切割深度大、继承性活动频繁等特征 ,由该断裂构造活动派生的北西向构造构成区域性重要的控岩控矿构造 ,控制超镁铁、镁铁质岩体及铜镍硫化物矿体在空间上呈北西向产出。与铜镍矿成矿有关的岩体具有复合杂岩体特征 ,多属辉长岩—辉石岩—橄榄岩型镁铁—超镁铁质岩。铜镍矿体呈似板状、脉状、透镜状及囊状等赋存于镁铁—超镁铁质岩体内。岩矿石微量元素特征、稀土元素地球化学特征均反映其为地幔部分熔融作用的产物 ,且矿石与镁铁—超镁铁质岩具同源性 ,矿床属岩浆深部熔离分异成因     

新疆北山坡一镍矿床中钴的赋存状态、地球化学特征及其对钴成矿的启示

钴作为当今社会必需的一种关键矿产资源,岩浆铜镍矿床是我国钴资源供应的重要矿床种类之一,该类矿床中钴元素通常赋存于镁铁质硅酸盐矿物、硫化物、类硫化物和铁氧化物中,然而镁铁质硅酸盐和铁氧化物中的钴难以分选利用,因此钴赋存状态的厘定是铜镍矿床中钴资源评价和利用的重要前提。新疆东天山-北山地区发育大量晚古生代、普遍伴生钴的岩浆铜镍矿床,其中位于北山地区的坡一镍矿床以赋含高镍硫化物为特色,是研究岩浆铜镍矿床中钴元素的赋存状态、分布特征以及钴与镍相互关系的理想对象。坡一镍矿的含矿岩相主要为单辉橄榄岩、纯橄岩和橄长岩,以稀疏浸染状矿化为主,钴主要以类质同象形式赋存于镍黄铁矿,其次为铬尖晶石、橄榄石和磁黄铁矿,少见独立钴矿物。矿物微区原位分析结果显示原生矿物中钴含量由高到低依次为镍黄铁矿(～8404×10^-6)>>铬尖晶石(～475×10^-6)>磁黄铁矿(高Ni含量)(～299×10^-6)>橄榄石(～137×10^-6)>黄铜矿(～13.0×10^-6)>磁黄铁...     

金川超大型岩浆Cu-Ni-PGE矿床成矿背景探讨

金川铜镍矿床出露于华北板块西南缘阿拉善地块龙首山隆起带,受控于镁铁质-超镁铁质岩墙状小岩体,是中国最大、世界第三的硫化镍矿床。前人对其成矿地质背景做了大量的研究工作,一直以来金川矿床被认为形成于中元古代大陆边缘裂谷环境,成矿年龄为1508±31Ma,但随着金川岩体二辉橄榄岩单颗粒锆石U-Pb年龄827±8Ma和纯橄岩硫化物矿石Re-Os等时线年龄1043±28Ma的获得,金川铜镍硫化物矿床     

红旗岭镁铁-超镁铁岩侵入体及铜镍硫化物矿床的成岩成矿机制

红旗岭铜镍矿床地处华北地台与吉黑地槽系接触带--辉发河断裂北侧.区内出露30多个镁铁-超镁铁质岩体,其中1、7号超镁铁岩体中赋存铜镍硫化物矿(床)体.含矿岩体分相明显,各类岩石均具堆积结构.铜镍矿体呈似板状、脉状、透镜状及囊状赋存于超镁铁岩体底部橄榄辉岩相中.岩石学和地球化学研究表明,7号岩体形成以流动分异为主,1号岩体为重力分异;原始岩浆属拉斑玄武质,块状矿石系压滤作用产物,后续岩浆的补给和混合补充了成矿物质,硫化物不混溶程度受挥发分制约,矿床属岩浆深部熔离分异成因,成矿时代为印支期.     

岩浆铜镍矿与钒钛磁铁矿的过渡类型--新疆哈密香山西矿床

铜镍硫化物矿床与钒钛磁铁矿矿床虽然同属与镁铁-超镁铁质岩有关的岩浆型矿床范畴,但在一般情况下,二者是不共生的.新疆东天山地区的香山西矿床则是一个铜镍矿与钛铁矿共生的实例.香山地区为一复式含矿杂岩体,最早期形成辉长岩(如角闪辉长岩、灰白色细粒辉长岩等)为主体的侵入;第二期侵入的是以辉橄岩、单辉橄榄岩、二辉橄榄岩等为主的超镁铁质岩,含铜镍硫化物矿化;第三期则为岩浆期后残余岩浆形成的含钛铁矿化的辉长岩(脉).香山西铜镍-钛铁矿床含矿岩石的碱度、镁铁指数、岩浆酸度、钙碱富集指数等地球化学参数,氧逸度和硫逸度等物理化学参数均介于独立的典型铜镍硫化物和典型钒钛磁铁矿矿床之间.矿床中磁铁矿较其他钒钛磁铁矿矿床(尾亚)具较高的V和Ti含量,同时黄铁矿和黄铜矿具较高的Co、Ni和Cu含量,反映出成矿过程中,Cu-Ni-Co系列与V-Ti-Fe系列的分离不够彻底.形成本区CuNi-VTi复合型矿床的原因,可能在于矿床所处独特的构造环境--产于造山带,而不是克拉通(边缘).     

岩浆熔离型铜镍矿床硫同位素地球化学特征研究

我国岩浆熔离型铜镍矿床主要分布在大陆边缘裂谷、造山带和峨眉山大火成岩石中,矿床赋存岩体中下部;矿石呈星点状、浸染状、海绵陨铁状和块状,主要矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、橄榄石、石英等;矿床形成温度较高;成矿氧逸度范围受磁黄铁矿-黄铁矿-磁铁矿和橄榄石-石英-磁铁矿矿物组合控制。硫化物硫同位素显示出两种特征,一种为金川、赤柏松、喀拉通克、黄山东、红旗岭、金宝山等矿床,硫化物的硫同位素主要分布在-1.6‰~+3.1‰;另一种为煎茶岭、力马河矿床,硫化物的硫同位素组成为+1.5‰~13.8‰。根据硫同位素组成特征可以得出大多数岩浆熔离型铜镍矿床硫化物的硫主要来自岩浆(金川、赤柏松、喀拉通克、黄山东、红旗岭、金宝山),少数矿床硫的来源较为复杂(煎茶岭和力马河),很可能是两种以上来源。     

陕西略阳煎茶岭镍矿床酸性侵入岩形成时代及成矿意义

煎茶岭镍矿是一个与镁质超基性岩和酸性侵入岩有关的镍矿床。矿床地质研究发现,矿体主要赋存于花岗斑岩北侧超基性岩体内,矿石中交代状、浸染状、网脉状结构发育,显示热液改造成因矿床的典型结构、构造特征。岩、矿石地球化学及同位素分析表明,煎茶岭镍矿床与典型的镁铁质岩浆硫化物矿床不同,镍矿床在成矿过程中虽继承了超基性岩中的成矿物质,但受到花岗斑岩强烈改造有关,矿床成因类型为岩浆热液改造型。花岗斑岩和钠长斑岩中锆石U-Pb测年表明,花岗斑岩U-Pb年龄为859±26 Ma,钠长斑岩U-Pb年龄为844±26 Ma,认为煎茶岭镍矿成岩成矿时代为新元古代晋宁期,非前人所认为的海西期或印支期,是全球Rodinia超大陆裂解事件在扬子板块西北缘的重要响应。     

芬兰北部克维特斯塔镍-铜-铂族元素矿床地质特征及矿床成因

位于芬兰北部中拉普兰绿岩带的克维特斯塔(Kevitsa)镍-铜-铂族元素矿床是世界上主要的岩浆镍-铜硫化物矿床之一。该矿床储量大,含丰富的镍-铜硫化物和铂族元素。对矿床产出环境、地质特征、矿床成因等进行了总结,结果表明:矿体主要赋存于克维特斯塔基性—超基性层状侵入体的超基性单元中。主要矿石类型为普通型和镍-铂族元素型2种,其中镍-铂族元素型矿石内橄榄石具极高的Ni含量。主要矿石矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、针硫镍矿、红砷镍矿、砷镍矿、辉砷镍矿等,绝大部分铂族矿物包含在硅酸盐中和附着在硫化物颗粒边界。Re-Os、Sm-Nd、Sr及S同位素特征显示成矿岩浆为幔源,但受到地壳物质的混染作用。Pb同位素年代学结果表明克维特斯塔侵入体形成于古元古代。     

科马提岩及其有关矿床实例简介

近十多年来,国外地质学家在研究铜-镍硫化物及铂族元素矿床含矿母岩的过程中,于南非科马提波特附近发现一套镁铁质-超镁铁质岩石与铜-镍硫化物矿床及铂族元素矿床的关系极为密切,提出了“科马提岩”这一名称。科马提岩受到各国地质学者的重视,目前已有许多论文问世。笔者综合有关资料对科马提岩及其有关矿床作一简单介绍。     

东昆仑夏日哈木铜镍矿床Ⅱ号岩体辉长岩形成年龄与找矿潜力

东昆仑夏日哈木铜镍矿床以赋存110万吨Ni金属成为全球镍床近二十年来最重要的发现之一,也是仅次于金川岩浆铜镍矿床的中国第二大铜镍矿床。矿区发育5个镁铁-超镁铁质岩体,目前仅Ⅰ号镁铁-超镁铁岩体内发现了具有经济价值的超大矿体,110万吨Ni金属均赋存Ⅰ号岩体内;其他4个岩体中仅Ⅱ号岩体发现了矿化,是多种构造体制叠加岩浆活动的结果。调查发现Ⅱ号岩体的主要岩性是辉长岩,LA ICP-MS锆石U-Pb测试获得Ⅱ号岩体辉长岩的成岩年龄为385.2 Ma,比Ⅰ号岩体成岩成矿时代稍年轻,属于早泥盆世岩浆活动的产物。岩浆铜镍矿体多赋存于辉石岩与橄榄岩中,辉长岩内一般无经济价值的矿体存在。在夏日哈木矿区,辉长岩基本是含矿辉石岩及橄榄岩的围岩,辉长岩中所见的铜镍矿化也是后期岩浆活动贯入的表现。结合区域年代学综合分析认为,夏日哈木超大型岩浆铜镍硫化物矿床的形成,是早泥盆世早期岩浆活动于柴达木盆地边缘东昆仑造山带夏日哈木地区具体的成矿表现。目前所发现的Ⅱ号岩体以辉长岩为主,不具备成镍矿良好条件,较难发现有经济价值的铜镍矿体。     

柴达木地块北缘牛鼻子梁镍铜矿床铂族元素和 Re-Os同位素特征

牛鼻子梁镍铜矿床是柴达木地块周缘新发现的一个岩浆硫化物矿床。该矿床所赋存的牛鼻子梁镁铁质-超镁铁质杂岩体出露面积约8km2,主要由橄榄岩、橄榄二辉岩、橄榄辉长岩、辉长岩组成。含矿岩石主要为橄榄岩和橄榄辉长岩。岩石和矿石的∑PGE含量(0.65×10-9～8.65×10-9)很低,可能是因为源区部分熔融程度较低导致的;在原始地幔标准化配分曲线图中,相对于Ni、Cu元素,PGE显示亏损,这是因为早期发生的硫化物熔离带走了大量PGE。星点状-浸染状矿石的(187Os/188Os)i比值为0.1944～0.5462,γOs值为56～338,显示在岩浆侵位和成矿过程中有较多地壳物质的加入。由于地壳混染而导致浸染状矿石Os同位素组成不均一,从而得出Re-Os等时线年龄(645Ma)大于岩体锆石年龄(367Ma)。     

东天山主要铜镍矿床中磁黄铁矿的矿物标型特征及其成矿意义

东天山是中国最重要的岩浆铜镍硫化物矿带之一,产有黄山东、黄山、香山、葫芦等大中型铜镍矿床。图拉尔根、白石泉两处镍铜矿床为近年来在新疆地区铜镍找矿中的重大发现,两者均属于与镁铁质-超镁铁质杂岩有关的岩浆熔离-贯入型矿床。矿物共生组合以磁黄铁矿 镍黄铁矿 黄铜矿为特征,磁黄铁矿系矿石中最主要组成部分。文章以X射线衍射、扫描电镜、电子探针分析并辅以常规显微镜,查明这些矿床中磁黄铁矿均系Co、Ni的最主要载体矿物,Co、Ni元素主要以游离状态的硫化物(或硫砷化物)形式存在,如镍辉砷钴矿、钴辉砷镍矿、镍黄铁矿及紫硫镍矿等矿物。它们多以微细包裹体或出溶体形式随机地分布于磁黄铁矿内部,而少量的Co、Ni元素则以类质同像方式存在于磁黄铁矿晶格之中。图拉尔根、白石泉、葫芦三矿床中磁黄铁矿在多型结构以及微量元素地球化学方面均表现出一定的差异,系由两矿床容矿岩石基性程度及成矿温度之差异引起。     

东疆黄山铜镍矿床硫化物聚集过程和硅酸镍含量及对铜镍矿勘查的指示

由黄山铜镍矿床浸染状矿化橄榄岩中Ni的赋存状态分析得到其硅酸镍含量为4%~20%,且硅酸镍含量和全岩Ni含量呈负相关,主要受橄榄石比例和橄榄石Ni含量控制。当全岩Ni大于0.4%时,黄山矿床浸染状矿化橄榄岩中硅酸镍比例常小于10%。450中段坑内钻KZK1475中硫化物从矿体下盘至上盘呈逐渐减少趋势,结合黄山岩体从浅部至深部基性程度逐渐增高的岩相分带特征,认为岩浆结晶过程中主要受重力分异控制。矿体中硫化物呈多段富集,可能与新鲜岩浆注入有关。本文还对东疆地区其他超基性岩相赋矿的矿床(黄山南矿床和坡北地区铜镍矿床)进行了硅酸镍含量模拟,得到两个矿床浸染状矿化橄榄岩中硅酸镍比例多为10%~20%,大部分大于20%,而矿化纯橄岩中硅酸镍比例都大于20%。因此,东疆地区在橄榄岩赋矿的铜镍矿床(矿点)勘探和开采过程中,应考虑矿体中硅酸镍的含量。     

新疆若羌县坡一岩浆硫化物矿床地质特征及成因初探

坡一岩浆硫化物矿床赋矿岩石主要为华力西中期第一侵入次第二阶段纯橄榄岩、辉石橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩.镍矿体主要分布于超基性岩体中部、底部.矿石类型以星散浸染状为主,次为稀疏浸染状、少量稠密浸染状、海绵陨铁状,半块状-块状、脉状.金属硫化物主要为镍黄铁矿、磁黄铁矿及黄铜矿,次为黄铁矿、白铁矿.通过对坡一岩浆硫化物矿床岩相学、岩石化学、稀土微量元素特征、成矿作用总结分析,初步探讨矿床成因.     

吉林通化赤柏松铜镍硫化物矿床Re-Os同位素研究及其地质意义

赤柏松岩浆型铜镍硫化物矿床位于华北克拉通胶辽吉带,含矿镁铁质—超镁铁质岩侵入到鞍山群最下部的四道砬子河组变质岩中;该矿床硫化物矿样品的Os和Re浓度分别为19×10^-3~490×10^-3和0.47×10^-3~13.97×10^-3,对这些数据分析得出了一条6点Re-Os等时线年龄为1 885±94 Ma,矿石的初始(187)^Os/(188)^Os 比值为0.80±0.16 (MSWD=0.17),表明矿石为岩浆源,熔体主要由地幔贡献,但在成矿过程及岩浆侵位期间有不少地壳物质混入成岩成矿系统。新的Re-Os年代学结果表明,赤柏松镁铁质—超镁铁质侵入体与铜镍矿床形成于古元古代,而不是前人认为的早白垩世。     

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.