东昆仑夏日哈木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金属成为全球近二十年来最重要的发现。在中国,也是仅次于金川岩浆铜镍矿床的第二大矿床。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金属均赋存在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号岩体中主要岩性是辉长岩,通过LA ICP-MS锆石U-Pb测试,获得夏日哈木矿区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在辉石岩与橄榄岩中,辉长岩内一般无经济价值的矿体存在。在夏日哈木矿区,辉长岩基本就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结果。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,与柴达木盆地边缘东昆仑造山带夏日哈木地区的早泥盆世早期岩浆活动有关。目前所发现的Ⅱ号岩体以辉长岩为主,不具备形成镍矿的良好条件,较难发现有经济价值的铜镍矿体。     

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。     

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。     

东昆仑夏日哈木镍矿床地质特征与成因

夏日哈木超大型镍矿床位于东昆仑造山带昆中岛弧带内。Ⅰ号含矿岩体主要由橄榄岩相、辉石岩相、辉长苏长岩相等多种岩石类型组成。其中,含矿岩石主要为橄榄岩相、辉石岩相和苏长岩相。矿石构造以准块状_块状、海绵陨铁状和浸染状为主,斑杂状次之,细脉状较少。岩石和矿石的铂族元素(PGE)丰度较低,岩石平均6.45×10-9,矿石平均456.91×10-9。岩石和矿石具有相似的PGE配分模式。矿石样品具有高的Ir丰度(0.284×10-9~1.198×10-9),低的Pd/Ir比值(9.12~22.34,平均值16.41),显示了岩浆型成矿作用特点。铂族元素(PGE)地球化学特征及岩石Ni/Cu_Pd/Ir关系表明,原生岩浆为高镁玄武质岩浆。母岩浆明显亏损PGE,而硫化物的深部熔离可能是导致母岩浆PGE亏损的主要原因。硫同位素特征显示有明显地壳硫的加入。根据铂族元素特征及矿相学、硫同位素特征分析,成矿母岩浆在深部岩浆房分异,为含少量硫化物的岩浆、含较多硫化物的岩浆和矿浆,分阶段脉动式上侵,在上侵过程中和进入终端岩浆房后硫化物继续熔离,是形成夏日哈木镍矿床的主导机制。     

东昆仑夏日哈木矿区闪长岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

夏日哈木矿区的闪长质岩体呈岩株状出露于矿区南东,岩性主要为石英闪长岩和闪长岩。年代学研究表明,石英闪长岩中岩浆锆石LA-ICP-MS U[CD*2]Pb谐和年龄为(243±1 ) Ma,MSWD＝0.013,属早三叠世晚期。岩石学及化学成分显示其属于准铝质、高钾钙碱性系列闪长岩。稀土配分曲线呈现轻稀土元素相对富集的右倾分布特征((La/Yb)_N=8.7~12.7),无明显的Eu负异常(δEu=0.84~1.01)。岩石富集Rb、Ba、K等元素,而相对亏损Nb、Ta、P和Ti。岩石具有不均一的ε_Hf(T)值(-9.0~-1.0)和古老的二阶段Hf模式年龄(1.34~1.84  Ga)。结合试验岩石学资料判别,闪长岩主要起源于中元古代玄武质下地壳脱水部分熔融,富集地幔组分的加入可能是导致ε_Hf(T)值和Hf模式年龄不均一的主要原因。微量元素及特征比值显示岩体形成于安第斯型活动大陆边缘的构造环境。综合分析认为,早三叠世晚期东昆中隆起带整体处于俯冲晚期的安第斯型活动大陆边缘背景。     

青海夏日哈木矿区地层钻进特点与钻探工艺研究

夏日哈木矿区地层复杂,在青海祁漫塔格重点成矿带具有一定的代表性。该矿区地层呈脆性,坚硬并且破碎,部分钻孔钻进过程中存在钻头寿命低、钻进效率低、孔内事故多等问题。针对该矿区地层特点及钻进难点,在总结以往工作经验基础上,对钻头选型及参数选取、钻机选择及时效分析、钻具振动及处理、钻井护壁及堵漏、钻孔结构设计及施工等方面进行分析并提出综合应对技术措施。     

东昆仑夏日哈木蛇绿岩的发现及其地质意义

<正>夏日哈木镍矿区内出露的镁铁-超镁铁质岩体主要有4个,呈NW向分布于黑山-那陵格勒断裂的北侧,它们均侵位于金水口岩群的变质岩系中。Ⅰ号和Ⅱ岩体与成矿相关,其中Ⅰ号岩体为铜镍成矿岩体,Ⅱ岩体目前仅见矿化,Ⅲ号和Ⅳ号岩体(块)为镁质橄榄岩,为一套变质橄榄岩、糜棱岩化辉长岩和榴闪岩的蛇绿岩套组合(以下简称夏日哈木蛇绿岩)。笔者推测榴闪岩系榴辉岩退变质的产物,榴闪岩的原岩应为     

东昆仑夏日哈木铜镍矿床Ⅱ号岩体年代学、地球化学及其意义

夏日哈木超大型镍矿床位于东昆仑造山带昆中岛弧带内,其Ⅱ号岩体主要由辉长岩和少量辉石岩组成,局部可见孔雀石、镍华、褐铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等矿化。岩石主量元素化学特征具低硅(w(Si O2)=48.12%~50.18%)、低钛(w(Ti O2)=0.47%~0.73%)、高镁(w(Mg O)=13.15%~19.59%)的特征,属亚碱性系列岩石,m/f值为3.14~3.88,属铁质超基性岩类。岩石稀土、微量元素标准化配分模式具一致性,表现为轻稀土元素弱富集的右倾型,并具有富集大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti的特征。辉长岩的锆石SHRIMP U-Pb年代学研究表明,岩体形成年龄为(424.1±4.6)Ma,属志留纪。笔者对夏日哈木Ⅰ号、Ⅱ号岩体的主要地质特征作了对比,认为二者同源,结合区域构造及Ⅰ号岩体形成的构造背景,认为Ⅱ号岩体形成于岛弧环境。     

东昆仑夏日哈木超大型铜镍钴硫化物矿床地质特征

<正>青海省东昆仑夏日哈木超大型铜镍硫化物矿床是近几年铜镍硫化物矿床找矿的重大突破,其形成时代及地质特征的研究对东昆仑地区同类矿床的找矿具有重要意义。夏日哈木基性-超基性岩体位于东昆仑造山带中带,侵位于元古代金水口群变质岩中,总体走向近东西,出露形态不规则,岩体长2000m,宽1400 m,向西倾没于金水口群变质岩中(图1)。该岩体主要由辉长岩和超基性岩两部分组成,超基性岩侵入辉长岩,因此,被辉长岩所包绕,两者呈突变接触。     

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.     

东昆仑夏日哈木镁铁质-超镁铁质岩体岩石成因与拉张型岛弧背景

赋存超大型镍矿床的夏日哈木Ⅰ号岩体位于东昆仑造山带西段之东昆中早古生代岛弧带。锆石U-Pb年龄为439Ma,由分属橄榄岩相、辉石岩相、辉长-苏长岩相的多种岩石类型组成。堆晶结构与堆晶层理发育,属岩床状层状岩体。不平衡结晶作用在岩浆演化过程中居于主导地位。矿物结晶顺序为尖晶石/橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→单斜辉石+斜长石→褐色普通角闪石。各种岩石均富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P,显示了岛弧环境岩浆岩的地球化学特征。Nd、Sr同位素组成均属富集型地幔范畴和EMⅡ型趋势。矿区内的Ⅲ号与Ⅳ号岩体属蛇绿岩套,证明在昆中岛弧带内部存在岩石圈破裂带。区域构造格局与演化历史以及区域地球物理场的研究表明,东昆中岛弧带属拉张型岛弧带。据此,可以认定拉张型岛弧环境是全球范围内第五种有利于形成镍矿床的构造环境,中古生代是我国第三个镍矿主成矿期。     

东昆仑夏日哈木铜镍硫化物矿的岩矿石极化率特征及其找矿意义

对于岩浆融离型铜镍硫化矿床,多属"小岩体成大矿"。岩体若小,物探方法寻找该类型岩体、矿体有效性的基础之一就是物性的差异要极为显著。对新近发现的夏日哈木铜镍硫化物矿区的岩矿石,进行了较系统的极化率测定。分别对围岩(变质岩)、矿源岩体(侵入岩)、岩浆侵位过程形成的蚀变岩石以及矿化过程形成的矿石进行了统计分析,发现它们之间具有显著的极化率差异,并且空间上矿体与高极化率基本对应。由此认为,可以使用激发极化法在东昆仑地区寻找矿源岩体及工业矿体。     

东昆仑夏日哈木铜镍硫化物矿床辉石特征及地质意义

夏日哈木铜镍硫化物矿床的发现在矿床规模、成矿时代及成矿区带方面都有重要意义。辉石作为最主要的造岩矿物之一,广泛赋存于该矿床的各岩相中,在橄榄岩相中多为填隙相,而在辉石岩相及辉长岩相中多呈堆晶相;总体上,斜方辉石含量大于单斜辉石含量。辉石Cr_2O_3含量在橄榄岩相、辉石岩相、辉长岩相具有依次降低的趋势,说明从早到晚含矿的橄榄岩相、辉石岩相、辉长岩相先后结晶,并非所有辉长岩相的结晶均早于橄榄岩相和辉石岩相;单斜辉石SiO_2、TiO_2及Na_2O含量之间的关系显示夏日哈木矿床母岩浆属拉斑玄武质岩浆,较高的Al_2O_3含量(2.55%~10.61%)暗示岩体形成过程中与富铝围岩发生了同化混染作用。     

东昆仑夏日哈木岩浆Ni硫化物矿床流体组成及地质意义

<正>成矿岩浆中流体组分不但对金属元素的运移聚集具有重要作用,而且有助于探明岩浆源区环境及所经历的演化过程,因此对成矿岩体中流体组分的系统性研究具有多重意义。青海夏日哈木岩浆Ni硫化物矿床位于青藏高原北部的昆中造山带内(李世金等,2012)。镍金属储量达120万t,Ni平均品位为0.8%,Cu品位为0.1%,为造山带内超大型Ni矿床。年代学研究表明其形成时代为晚志留世(Li et al,2015;王冠     

东昆仑夏日哈木HS26异常勘探方向的极化率研究

基于HS26异常地区的90个钻孔3312个样品的极化率数据统计结果,发现该区变质岩、侵入岩的极化率很低,蚀变作用仅微略改变极化率,但矿化作用却使极化率发生显著的增加,高极化率是高矿化程度的反映。通过极化率与成矿元素镍、铜、钴含量的剖面分布对比发现,高极化率异常中心与成矿元素浓集中心具有对应关系,说明高极化率分布区是矿体的反映。据此,进一步分析了极化率的空间分布,寻找未封闭的高极化率异常,HS26异常区下一步的勘探宜跨过辉绿岩脉,继续向西南侧变质岩覆盖区进行勘探,从靠近未封闭的高极化率异常的ZK2305、ZK2303孔开始,向西、向深部追索矿体。     

东昆仑夏日哈木矿区新元古代早期二长花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其构造意义

本文报道了东昆仑造山带中部夏日哈木矿区二长花岗岩体的锆石U-Pb年代学和全岩地球化学资料,以确定岩体的形成时代、岩石成因及其构造属性。夏日哈木矿区的二长花岗岩呈岩株状和脉状捕虏体出露于矿区中部。2件二长花岗岩样品中岩浆锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb加权平均年龄分别为923.7±2.5 Ma(MSWD=0.27)和920.1±2.8 Ma(MSWD=0.18),属新元古代早期。岩石高硅(SiO_2=73.24%~73.83%)、富碱(Na_2O+K_2O=7.96%~9.79%)、贫钙(CaO=0.31%~1.13%)、贫镁(MgO=0.11%~0.21%),属于高钾钙碱性、过铝质系列花岗岩;稀土配分曲线呈现轻稀土元素相对富集的右倾分布特征,具明显的Eu负异常(δEu=0.30~0.45);原始地幔标准化微量元素蛛网图显示Sr、Ba、Nb、P、Eu和Ti的负异常。岩石学及地球化学特征表明其属于S型花岗岩。岩石具有较低的CaO/Na_2O比值(介于0.13~0.26之间,平均0.19),较高的Rb/Sr比值(介于1.27~12.45之间,平均7.61),显示出上部地壳源区的成分特征,可能由泥质岩石部分熔融形成。结合区域构造演化及构造判别,本文认为该区二长花岗岩形成于同碰撞的构造环境,岩石成因可能与加厚陆壳上部泥质岩石减压熔融并经历了斜长石等矿物的分离结晶作用有关,热源主要来自于陆壳加厚过程中K、Th、U等元素放射性蜕变产生的热量。综合分析认为,东昆中隆起带中部地区存在新元古代早期的岩浆活动,时间上对应于全球Rodinia超大陆的汇聚时间。     

东昆仑夏日哈木铜镍矿区榴辉岩地球化学特征及成矿响应

夏日哈木超大型铜镍矿床是近年在东昆仑发现的首例岩浆熔离型矿床。矿区内分布有大量的榴辉岩,本文对主矿体旁侧的榴辉岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素,以及矿物电子探针分析研究。研究结果显示,榴辉岩Si O₂含量为47.56%～57.8%,m/f比值为0.72～1.39,Mg^#值在47～60之间;稀土元素标准化配分曲线总体呈现轻稀土元素弱富集,具有弱的Eu负异常,相对富集大离子亲石元素K、Rb、Ba等,以及活泼不相容元素Th,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf,Sr、P、Ti呈现"V"型谷等特征,显示原岩为分异程度较高的铁质辉长岩,形成于大陆边缘裂谷环境。经电子探针分析,石榴子石成分主要为Alm₍(56～63))Spess₍(0.22～2.84))Cross₍(26～37))Pyrope₍(2.36～6.46))。年代学研究获得榴辉岩峰值变质年龄为415.0±5.5 Ma(MSWD=0.04,n=5),并识别出原岩结晶年龄可能为777～773...     

东昆仑夏日哈木岩浆铜镍硫化物矿床铬尖晶石特征及其指示意义

为给夏日哈木矿床成因研究提供新的依据,本文在系统岩心编录的基础上,对该矿床的铬尖晶石进行了研究。薄片鉴定表明,铬尖晶石与橄榄石紧密共生,呈粒状或浑圆状分布于橄榄石和辉石晶体内部。电子探针分析表明,铬尖晶石的Ti O2及Fe2O3含量较低,Cr#值与Mg#值变化范围较大且二者呈负相关关系,包裹于橄榄石中的铬尖晶石具有较高的Cr2O3含量。由铬尖晶石成分推测该矿床母岩浆属于低Ti、高Mg拉斑玄武质岩浆,起源于软流圈地幔。铬尖晶石Fe3+-Cr-Al、Mg#-Cr#图解和矿物岩石组合表明,夏日哈木矿床可能不是形成于岛弧环境,而可能形成于碰撞后的伸展环境。     

西藏冲江铜矿含矿岩体与非含矿岩体区分探讨

冲江铜矿位于世界三大斑岩成矿域的特提斯-喜马拉雅成矿域,其大地构造位置属冈底斯-念青唐古拉构造带的冈底斯陆缘火山-岩浆弧中部。矿区含矿岩体与非含矿岩体的岩性相同,很难通过肉眼或常规分析方法把它们区分开来。热释光测试结果表明,矿区岩石的热释光曲线有单峰和双峰两种,矿化主要发生在具单峰的似斑状二长花岗岩中。岩石矿化程度越强,热释光总积分强度值越小。另外,高岭土化对岩石天然热释光有叠加作用,具高岭土化的岩石明显具有更高的热释光值,且高岭土化与矿化成负相关。因此,热释光值可作为判断矿化的一个岩石标型。石英粒度统计也表明,含矿岩体的石英粒度曲线呈韵律式变化,而不含矿的岩石粒度曲线呈渐进式变化。故岩石中的石英粒度也可作为矿化的一个矿物标型。