东天山香山铜镍硫化物-钛铁氧化物矿床成因

新疆东天山地区是中国重要的Cu-Ni-Au-Mo-Fe矿集区,目前,该地区唯一的一个铜镍硫化物-钛铁氧化物复合型矿床产自香山岩体中。通过对香山岩体的岩石地球化学和同位素地球化学研究,表明香山岩体是同源岩浆不同演化阶段的产物;硫化物熔离主要受控于岩浆自身分离结晶作用,同化混染和外来硫的加入对硫化物熔离具有一定促进作用。岩浆高度演化、残余岩浆中Ti、Fe元素富集、岩浆体系高氧逸度、富含流体相和挥发分使钛铁氧化物逐步结晶,并在合适的容矿空间富集成矿。     

新疆东天山天宇铜镍硫化物矿床主要造岩矿物特征研究

本文对东天山天宇铜镍硫化物矿床主要的造岩矿物进行了光学显微观察、电子探针分析计算,得到矿区岩石主要结晶温度为1400~900℃,岩体形成压力约为1.745×108 Pa,氧逸度约为10-1.5×105~10-2×105 Pa。     

新疆香山铜镍硫化物矿床Re-Os同位素测定

通过对香山铜镍硫化物矿石中的镍黄铁矿进行Re-Os同位素测年,获得等时线年龄数据为(298±7．1)Ma。该数据表明产于东天山黄山—镜儿泉一带的这些铜镍硫化物矿床形成于晚石炭世—早二叠世,与该区广泛发育的造山型金矿、矽卡岩型银铜矿床和火山岩型铁铜矿床为同一时期的产物。其等时线~187Os/~188Os初始比值为0．682±0．32,γ_OS平均为444,表明在成矿过程及岩浆侵位期间有地壳物质加入成矿系统中。     

吉林省红旗岭铜镍硫化物矿床矿石学特征

吉林省红旗岭地区目前正在开采的铜镍硫化物矿床共有5个,均属岩浆熔离型矿床.矿石矿物磁黄铁矿显微镜下可识别出3个同质多象变体:陨硫铁(tr)、六方磁黄铁矿(hpo)和单斜磁黄铁矿(pm).其基本结构主要为NiAs型,具有较高的Ni Cu Co含量,与相应的地幔包体成分相近.镍黄铁矿也有高温结晶型、低温出溶型和低温结晶型3种类型.电子探针微区成分分析显示了同种矿物的不同变种在成分上具有继承与关联性.在该矿床首次发现的辉砷镍矿的存在和黄铁矿的标形特征说明含S-As流体的交代作用在成岩后期普遍存在,为分析红旗岭铜镍硫化物矿床的成矿机制研究提供了矿物学信息.     

新疆东天山土墩铜镍硫化物矿床岩石地球化学和铂族元素特征及其对成矿的指示意义

为了探讨土墩铜镍硫化物矿床的成矿岩浆来源、岩浆演化过程以及硫化物熔离成矿作用,文章对土墩矿区内不同类型的岩石进行了岩石地球化学特征的研究,认为该矿床的成矿岩浆属于拉斑玄武岩浆系列。岩浆在岩浆房和/或侵位过程中存在着分离结晶作用,并且,在其上升演化过程中可能经历了同化混染作用。首次对该矿区内岩石和矿石的铂族元素地球化学特征开展了研究,发现其岩石及矿石具有一致的物质来源;岩石及矿石的PGE总量都较低,配分模式都为左倾富集PPGE的Pt-Pd型。根据Ni/Cu-Pd/Ir图解和地球化学特征,认为土墩岩体的原始岩浆应是低程度地幔部分熔融岩浆,是MgO含量较高的PGE不亏损的玄武质岩浆。根据Cu/Pd值较高,可以推断土墩矿床的成矿母岩浆在演化过程中经历了深部硫化物部分熔离的过程,这可能是导致该矿床PGE明显亏损的原因之一。同时,根据Cr与PGE和Ni的相关关系,认为其母岩浆可能经历了铬铁矿的分离结晶作用,这也许是导致该矿床硫化物发生熔离作用的重要因素。结合Ti/Y-Zr/Y相关图解及东天山区域地质演化史,笔者认为,土墩矿区的成矿镁铁质-超镁铁质岩体是形成于碰撞后的拉张环境。     

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。     

新疆东天山葫芦铜镍硫化物矿床Re-Os同位素物质来源示踪研究

通过对葫芦铜镍硫化物矿石的Re-Os同位素物质来源示踪研究, 其¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os初始比值介于1.40~1.97,γOs值介于1110~1565,平均为1379, 表明在成矿过程及岩浆侵位期间有大量地壳物质加入到成矿系统中。     

新疆东天山天宇铜镍硫化物矿床Re-Os同位素物质来源示踪研究

通过对天宇铜镍硫化物矿石中的硫化物Re-Os同位素物质来源示踪研究,其187Os/188Os初始比值为0.864 9～2.910 6,γOs位于592～884之间,γOs平均值为832.5,说明在成矿过程中仅有大量地壳物质混染加入到岩浆和成矿系统之中;根据天宇岩体的岩石地球化学特征,并结合东天山东段基性一超基性岩体的空间分布特征,认为该岩体形成于洋内俯冲的增生岛弧环境,是晚古生代北天山洋壳向南俯冲增生的产物。     

东天山香山铜镍硫化物矿床铂族元素地球化学特征及其意义

香山含铜镍矿岩体位于东天山北部的土墩-图拉尔根镁铁-超镁铁岩带中段,受康古尔塔格-黄山深大断裂控制,为由辉长岩、辉橄岩、细粒辉长岩和钛铁辉长岩组成的复式岩体。香山铜镍矿床岩石铂族元素总量(∑PGE)变化范围为0.74×10-9～2.82×10-9,矿石∑PGE变化范围为20.64×10-9～148.99×10-9,PPGE(Pd、Pt)和IPGE(Ru、Ir、Os)之间分异均较弱,二者具有相似PGE原始地幔标准化配分曲线形式。香山铜镍矿床原生岩浆w(MgO)下限值为4.97%,源于亏损型地幔,PGE丰度较高,母岩浆为高镁玄武质岩浆,PGE处于亏损状态且亏损的原因是发生了硫化物熔体不混溶作用,引发硫饱和的机制为地壳物质同化混染作用,以及橄榄石、辉石和基性斜长石等矿物的结晶分离作用。     

新疆东天山岩浆铜镍硫化物矿床地质特征及成矿环境

在东天山地区晚石炭—早二叠世俯冲-增生造山过程中,形成了大量镁铁-超镁铁岩石以及大量Cu-Ni-PGE矿床,包括土墩-黄山-镜儿泉一带大量铜镍硫化物矿床,构成了我国重要的内生金属矿床富集区和后备矿产基地.这些矿床形成于岛弧环境,为古亚洲洋俯冲增生的产物,并非形成于碰撞后伸展环境.     

成矿概率面金属量法在东天山铜镍矿预测中的应用

地球化学方法被普遍应用于矿产资源定量预测,但多数方法都只是基于地球化学数据本身而进行的,较少考虑除成矿物质来源之外的诸如构造、地层等地质环境的影响,结果使估算的资源量不能够很好符合客观实际。在充分研究地质因素的基础上,认为物质基础和富集强度是矿床形成的重要条件,并据此对传统面金属量法进行了修正,建立了成矿概率面金属量法。该法可在一定程度上屏蔽虚假资源量。笔者采用成矿概率面金属量法对东天山地区铜镍矿的铜资源量进行了定量评价,效果较好。预测结果表明,东天山地区该类型铜矿资源潜力较大。     

新疆东天山土墩铜镍硫化物矿床中铂的赋存形式及其地质意义

土墩铜镍矿床位于东天山黄山—镜儿泉铜镍成矿带的西端,具有较好的铜、镍资源前景。铜镍矿石中主要金属矿物为黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、磁铁矿以及黄铁矿等。在详细研究土墩铜镍矿床成矿地质背景的基础上,通过对土墩铜镍矿床中浸染状矿石和块状矿石中主要金属矿物进行电子探针原位测试发现,金属矿物中Pt含量较高,范围在490~2 450 g/t之间,平均为1 713 g/t,而Pd含量则较低。进一步研究Pt的赋存形式及矿石中伴生元素Co、Se、Ag、Sb等的元素地球化学特征,结果表明,晚期成矿热液对早期镍黄铁矿和磁黄铁矿的交代使Pt常发生扩散交代作用,这种热液改造作用对贵金属元素的活化和再富集具有重要意义。此外,土墩铜镍矿床中具有高Se含量、较低S/Se比值以及高R因子值的矿段是极有可能形成铂族元素(PGE)的矿化富集带。     

东天山二叠纪镁铁-超镁铁质成矿岩体造岩矿物特征及其成因意义

东天山造山带与镁铁-超镁铁质岩体有关的铜镍硫化物矿床数量多,分布集中,是我国重要的铜镍成矿带之一。成矿岩体多以小岩体群形式产出,由西向东分布有白鑫滩、黄山和图拉尔根3个岩体群,大型矿床主要赋存在黄山岩体群内。本文对3个岩体群内成矿岩体的主要造岩矿物进行了系统的对比研究。成矿岩体的主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、单斜辉石、斜长石和角闪石以及少量的铬尖晶石和金云母。橄榄石Al温度计计算结果表明,黄山岩体群内成矿岩体的母岩浆结晶温度介于1 143~1 257℃之间,略低于白鑫滩和图拉尔根岩体群(1 283~1 301℃)。单斜辉石压力计算表明成矿岩体的结晶压力相似,介于0.31~0.33 GPa之间。成矿岩体中均富含含水矿物,且单斜辉石结晶早于斜长石,指示成矿岩体的原始岩浆形成于富水环境。成矿岩体的单斜辉石具有较高的Al/Ti值,铬尖晶石和橄榄石具有与岛弧火山岩相似的矿物学特征,结合区域构造演化,认为东天山镁铁-超镁铁质成矿岩体的原始岩浆是被消减板片交代过的地幔部分熔融的产物。矿物学特征对比显示了黄山岩体群内成矿岩体更富斜方辉石和中性斜长石,且具有较低的铬尖晶石Cr~#值和橄榄石Ca含量。结合前人研究成果和相关地球化学数据,认为相对高的混染程度导致了黄山岩体群的母岩浆富SiO_2和Al_2O_3,同时降低了岩浆的结晶温度。     

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。     

矿床地质经济模型法在东天山铜镍矿预测中的应用

以中国铜镍硫化物矿床成矿规律研究现状和2005年全国储量平衡表为依据,在分析总结国内外品位-吨位模型研究的基础上,建立了中国铜镍硫化物矿床的矿床地质经济模型,主要包括描述性模型和品位-吨位模型。并以新疆东天山为例,采用矿床地质经济模型法对铜镍硫化物矿床的资源潜力进行评价,共圈定29个矿田级远景区,估算铜资源量453×104t,镍资源量448×104t,表明东天山地区该类型矿床资源潜力较大。     

东天山大地构造演化的成矿示踪

矿床是大地构造演化的重要指示标志,矿床特征和时空分布格局为重建东天山地区大地构造演化提供了新的制约。研究表明,夹于吐哈地块和中天山地块之间的东天山古生代造山带,在空间上可分为吐哈盆地南缘铜矿带(北带)、康古尔金矿带(中带)和阿齐山—雅满苏铁(铜)-银多金属矿带(南带)3个不同的构造-地层(岩浆)-成矿带。在时间上东天山造山带具有明显的三阶段演化性:(1)吐哈盆地南缘奥陶—泥盆纪为活动大陆边缘,形成了包括VMS型铜锌矿床和斑岩型铜矿床在内的古陆缘成矿系统;晚泥盆世末—早石炭世初古洋壳向北俯冲关闭,中天山地块增生拼贴到吐哈地块(属哈萨克斯坦—准噶尔板块组成部分)南缘。(2)早石炭世(维宪期)沿康古尔缝合带再次拉张,形成石炭纪裂陷槽火山-沉积岩系及相应的层控成矿系统(VMS型铜锌矿床、火山岩型铁(铜)矿床、自然铜矿床),裂陷槽封闭过程中发育了夕卡岩型银多金属矿床。(3)早二叠世形成与幔源岩浆底侵作用有关、跨构造单元发育的铜镍硫化物成矿系统和与剪切活动有关的金矿床。依据上述认识,对东天山地区的矿产勘查提出了新建议。     

东天山四顶黑山层状岩体地质特征及成矿潜力分析

东天山黄山岩带因发育众多镁铁质-超镁铁质岩体和岩浆铜镍硫化物矿床而备受地质学者关注。四顶黑山岩体位于该岩带最东端,具有层状岩体特征;岩石类型有单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、橄榄苏长辉长岩、橄榄辉长岩、辉石角闪岩、辉长岩、角闪辉长岩、闪长岩,主要造岩矿物为贵橄榄石、古铜辉石、透辉石、普通角闪石和斜长石,岩体分异较好,蚀变较发育。通过矿物显微结构特征观察以及计算得出:四顶黑山岩体中橄榄石最先结晶,其开始结晶温度大约在1419℃左右;古铜辉石和透辉石在橄榄石之后开始结晶,结晶温度分别在1100℃左右和900～1100℃之间,两矿物相在岩石中可以共存。岩体中橄榄岩相、苏长岩相发育,以及贵橄榄石+古铜辉石的矿物组合特征,表明岩体具有形成铜镍(铂)矿床的有利条件。