金川超大型Ni-Cu-(PGE)矿床橄榄石微量元素特征及地质意义

我国金川超大型铜镍硫化物矿床是世界上第三大在采岩浆硫化物矿床,Ni开采量仅次于俄罗斯Noril'sk-Talnakh和加拿大Sudbury矿床,其成因研究备受关注。利用激光—等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位分析了金川岩体中橄榄石微量元素含量,并探讨了影响元素含量变化的因素,进而阐述成岩及成矿过程。分析结果显示橄榄石中元素Ni,Cr与Fo呈负相关,Mn/Fe与Fo呈正相关,而Mn/Zn,Zn/Fe与Fo无相关性。在原始地幔橄榄石多元素标准化图中,金川Ⅰ号和Ⅱ号岩体橄榄石具相同的配分模式,均显示Cr,V,Ni,Co和Ti的亏损,富集不相容元素Zr,Y,Ti,Sc和Ca的特征。元素变化特征暗示Ⅰ号和Ⅱ号岩体具相同的母岩浆成分;与铬尖晶石的共结使橄榄石亏损Cr,V和Ti元素,而熔离的硫化物及其与橄榄石的相互反应共同影响着橄榄石中Ni和Co元素的含量。Ⅱ号岩体橄榄石较Ⅰ号岩体具较低的Cr和V含量,暗示Ⅱ号岩体母岩浆较Ⅰ号岩体经历了更高程度的演化。橄榄石高的Mn/Zn值(>13)和低的Zn/Fe值(<11)指示金川岩体岩浆可能起源于橄榄岩地幔的部分熔融,而非辉石岩地幔源区。     

甘肃省金川超大型铜镍硫化物矿床富铂钯矿石成因研究

金川铜镍硫化物矿床的成因及侵位机制尤其是块状矿石和铂钯富集体成因一直存在较大争议,本文通过对金川矿石的空间关系、地球化学特征研究,指出金川矿床遭受构造及热液蚀变作用影响明显,块状矿石相对富集Os、Ir、Ru、Rh,铂钯富集体相对富集Pt、Pd、Au、Cu.研究认为,块状矿石是晚期纯硫化物矿浆上升贯入后经单硫化物固溶体结晶堆积而成,残余熔浆形成初始铂族矿物,后期矿体遭受热液蚀变及构造剪切-热液作用,使Pt、Pd、Cu、Au迸一步富集形成铂钯富集体,并在有利于成矿的空间聚集成矿.块状矿石与铂钯富集体关系密切,据此推测2 #矿体、24#矿体深边部裂隙中具有良好的勘探前景.     

金川镍铜铂硫化物矿床矿石成因

1概况金川镍铜(铂)硫化物矿床位于龙首山隆起带内,含矿超镁铁质岩体基岩出露面积仅1.34km2,矿化率高达47.8%(汤中立等,2006)。其中镍金属储量大于550万t,铜金属储量大于350万t,伴生金、银、铂族贵金属及硒、碲等分散元素。富矿体主要集中在Ⅰ、Ⅱ矿区,矿石平均品位:Ni:1.06%,Cu:0.8%,Co:0.03%,PGE:0.66×10-6;矿石类型以海绵陨铁状和浸染状矿石为主,块状矿石仅在Ⅰ矿区中部及Ⅱ矿区东部零星     

中国岩浆型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床的时空分布及其地球动力学背景

中国岩浆型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床主要出露于中亚造山带(新疆北部的天山-阿尔泰地区)、华北克拉通北缘(吉林-辽宁-北京-河北-内蒙古)和华北克拉通西南缘(甘肃)、扬子克拉通西-北缘(陕西-四川-云南)的广大地区,受控于镁铁质-超镁铁质岩体,具有成群成带分布的特征.这类矿床依其岩石类型和地质特征可划分为3类,即产于镁铁质-超镁铁质侵入体中的基底Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床、产于与溢流玄武岩有关侵入体中的Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床和产于科马提岩中的Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床.这类矿床的成矿时代主要集中于新元古代早期(1000～800 Ma)和古生代晚期(295～250 Ma)两个时间段,所对应的地球动力学背景分别为Rodinia超大陆聚合与裂解阶段、活动造山带后碰撞和二叠纪溢流玄武岩大规模喷发阶段,且均与超级地幔柱活动有关.这类矿床依其成矿构造环境可划分为4类,即古大陆边缘裂谷型、地幔柱型、弧后拉张型以及造山带后碰撞型.这类矿床按其成矿构造环境、成岩成矿时代和地质特征可划分为4个成矿区带,即新元古代与Rodina超大陆聚散有关的Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床、华北克拉通北缘Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床、中亚造山带后碰撞Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床和峨眉地幔柱区Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床.     

金川铜镍硫化物矿床1号矿体矿石成因研究

金川Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床赋存于超镁铁岩体中,是世界第三大镍矿床。金川岩体中部(1#矿体)Ni金属储量约占整个金川矿床的56.8%,岩石呈同心带状分布,矿体横剖面形态为舌状,中间为网状矿石,周围是浸染状矿石,其网状结构矿石丰度远远高于其他矿石类型。1#矿体不同类型矿石亲Cu元素100%硫化物计算后,原始地幔标准化配分模式指示矿石的IPGE具有、高低2个系列的数值特征,Pt变化很大,大部分样品Pt/(Pt+Pd)值在(0.3～0.7)范围之外。钻孔样品Ni、Cu品位的变化指示富Cu矿石富集于网状矿体中、下部,网状矿石的Ni、Cu品位呈明显的负相关关系,Ni/Cu值在深部变化较大。研究认为,1#矿体遭受热液蚀变作用影响明显,矿石IPGE的变化和小尺度的Ni/Cu值循环变化由MSS分离结晶作用所致,矿体中、下部富集富Cu矿石和深部Ni/Cu值变化较大由MSS分离结晶作用和热液蚀变作用综合所致。     

金川Cu、Ni(PGE)岩浆硫化物矿床成矿时代研究

金川Cu、Ni(PGE)岩浆硫化物矿床是世界最著名的矿床之一,其中超镁铁岩和矿床的形成时代一直备受关注,不同研究者采用不同的方法获得了大量的年龄数据,但均未获得公认一致的结果。文中通过对不同测试方法的适用性与局限性分析,结合金川岩体、矿体地质分异特点,对前人的和文中测得的同位素年龄数据进行分析研究,认为新元古代时期的成矿年龄(800 Ma左右)为后期构造变质叠加事件年龄,中元古代时期的成岩、成矿年龄(1 408~1 508 Ma)更接近实际的成岩、成矿事件年龄。这一成矿年龄的进一步厘定,说明了华北古陆边缘中元古代成岩成矿事件的重要性。     

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     

新元古代岩浆Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床地质特征、形成时代及其地球动力学背景

岩浆硫化物矿床已成为矿床学研究的热点之一。罗迪尼亚(Rodinia)超大陆的汇聚与裂解受到国际地学界的广泛关注,通过对中国新元古代岩浆Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床的研究,将有助于推动Rodinia研究的深入。最新的SHRIMP锆石U-Pb法和硫化物矿石Re-Os法定年结果表明,宝坛、煎茶岭、冷水箐和金川Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床均形成于新元古代早期(1000~800Ma),且从南到北、从东到西,成矿时代依次变新,即从宝坛(982±21)Ma→煎茶岭(878±27)Ma→冷水箐(约800Ma)→金川(833±35)Ma,而矿床规模从宝坛中型Ni-Cu-Co-(PGE)矿床→煎茶岭大型Ni-Co矿床→冷水箐中型Ni-Cu-(PGE)矿床→金川超大型Ni-Cu-Co-(PGE)矿床,这些矿床均处于克拉通边缘,即扬子克拉通南缘、北缘和西缘以及华北克拉通西南缘。中国新元古代岩浆Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床按其所处的大地构造位置可划分为桂北、勉略宁、盐芦和龙首山等4个成矿带,且它们的形成均与Rodinia超大陆的拼合与裂解密切相关。     

华北克拉通北缘岩浆Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床地质特征、形成时代及其地球动力学背景

基于以往研究成果,笔者比较详细而全面地总结了华北克拉通北缘Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床的基本特点、时空分布规律,并将该成矿带划分为四个成矿亚带:①吉黑成矿亚带、②辽吉成矿亚带、③燕冀成矿亚带和④白云鄂博成矿亚带.文中重新厘定了各个成矿亚带的形成时代,得出华北克拉通北缘Ni-Cu-(PGE)矿有三个主要成矿期,即古元古代吕梁期(2242~1 962 Ma)、晚古生代海西晚期(289~265 Ma)和早中生代印支期(225~216 Ma).这三大成矿期所对应的地球动力学背景分别为华北克拉通北缘边缘裂陷环境、华北克拉通北缘晚古生代造山期后环境和古亚洲造山带的后碰撞-伸展环境.     

中亚造山带新疆北部Ni-Cu-(PGE)硫化物成矿作用研究进展

<正>新疆北部是中亚造山带的重要组成部分,其成矿作用具有特殊性。自20世纪70年代以来,在东准噶尔造山带西北部、北天山造山带东南部、中天山造山带北部和北山褶皱带西部分别发现喀拉通克、黄山东、黄山、天宇、白石泉、坡北等Ni-Cu-(PGE)硫化物含矿岩体,镍总储量约为>150万t,铜总储量约为>120万t,使天山     

金川铜、镍(含PGE)岩浆硫化物矿床母岩浆成分的估计

利用金川侵入体的岩石化学和铂族元素资料,根据Ｒｏｅｄｅｒ和Ｅｍｓｌｉｅ的橄榄石液相平衡原理,估计金川超镁铁质岩的母岩浆为大约含１０８％ＭｇＯ的高镁玄武岩浆;将其与不同构造背景下形成的玄武岩岩石化学成分进行对比,认为金川侵入体的母岩浆的化学成分与巴西北部Ｍａｒａｎｈａｏ低Ｔｉ玄武岩浆的化学成分相似,代表了一种大陆裂谷背景下火山活动的产物。     

金川超大型铜镍硫化物矿床的铂族元素地球化学特征

对金川超大型铜镍岩浆硫化物矿床岩石、矿石的铂族元素地球化学特征研究表明 ,金川岩体的平均Cu/Pd值远大于原生地幔岩浆的Cu/Pd值 ,说明其岩石为因硫化物析离而失去Pd的岩浆所结晶 ;且岩石的PGE具有部分熔融趋势 ,与地幔橄榄岩接近 ,这些均指示存在岩浆熔离作用。该矿床岩石、矿石的PGE球粒陨石标准化分布模式比较对应 ,均可分为两种类型 ,反映了岩浆多次侵入、熔离分异同时成岩成矿的特征。另外 ,PGE S关系分析表明其成岩成矿过程中有少量地壳物质混染。PGE地球化学特征参数还指示了其高镁拉斑玄武质母岩浆的性质。     

辽宁红透山块状硫化物矿床矿石糜棱岩铜-金富集机制

辽宁红透山太古宙块状硫化物型铜锌矿床成矿后的变质作用达到高角闪岩相 ,并经历了 3个阶段的变形。矿床的主要矿石矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿。主矿体内分布有 30多条矿石糜棱岩带 ,它们大多数平行或近于平行块状硫化物矿层 ,少数产在矿体附近围岩中。带中的各种硫化物矿物均遭受了强烈的剪切变形 ,其中黄铁矿以碎裂为主 ,而磁黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿显示强烈的塑性。矿石糜棱岩比块状硫化物矿石明显富集铜、金、银等元素 ,其铜、金和银平均含量分别达1 1 .0 0 % ,1 .74g/t和 2 35g/t,相对于块状矿石的富集系数分别为 5 .3、5 .0和 4 .6。这些金属的高度富集主要是因为矿石糜棱岩受到了后期流体的叠加。铅同位素组成表明矿石糜棱岩中的金属一部分来自块状矿石 ,另一部分来自块状硫化物矿体之外。韧性剪切和流体叠加均发生于矿床退变质过程中     

金川镍铜铂硫化物矿床矿石成因——来自铂族元素地球化学的证据

对金川镍铜铂硫化物矿床Ⅰ、Ⅱ矿区主矿体典型钻孔中的不同类型矿石进行了系统观察和铂族元素分布特征研究。金川矿床中星点状矿石、网状矿石、块状矿石PGE 总量依次降低,由西至东24 号、1 号、2 号矿体的PGE 总量亦具渐次降低趋势。形成块状矿石的硫化物熔体PGE 分异作用较星点状和网状矿石更充分; 块状矿石铂族元素分布特征显示其受晚期硫化物熔体分离结晶和单硫化物固溶体( MSS) 分离作用控制。研究结果表明: 星点状矿石是岩浆分离结晶过程中较快速度冷凝和就地硫化物熔离的结果; 而网状矿石可能是硫化物熔体经深部熔离但未经充分的硫化物分离结晶作用贯入的产物; 块状矿石成因定量模拟结果排除了R 因子控制作用,不同矿体中块状矿石由不同程度的单硫化物固溶体( MSS) 分离结晶所形成。     

火山成因块状硫化物矿床的垂直分带

通常,矿床分带是指矿体形态、矿石构造、矿物成分、化学成分、原生地球化学晕以及硫同位素数值等在空间分布上(垂直和水平方向)表现出来的一系列规律性变化。一般由矿体形态、矿石构造和矿物成分的差异而显示出来的分带现象称为显成分带;由原生地球化学晕、矿石化学成分及微量元素、硫同位素数值等显示出来的分带现象称为隐成分带。矿床的垂直分带应包括沿矿体厚度方向和倾斜方向的分带。根据硫化物矿床在垂直方向上的变化特征,可以划分非重复型和重复型两种分带类型。     

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.     

马里亚纳南部前弧橄榄岩铈(Ce)负异常成因

Ce是REE中唯一能由3价氧化成4价的元素,因此其地球化学性质取决于氧化-还原状态.大洋海水中可溶性Ce3+可氧化成不溶性的Ce4+(主要被铁锰结核吸附),因此海水中可形成Ce负异常(De Baar等,1985;Fleet,1984),海洋沉积物和蚀变玄武岩中的Ce负异常也较普遍(Humphris,1984;Lin,1992),在俯冲带岛弧玄武岩(Hole等,1984)以及地幔橄榄岩(Neal和Tay-lor,1989)中也发现了Ce负异常.海洋沉积物和蚀变玄武岩中的Ce负异常通常归结为是其与海水发生相互作用的结果,对于岛弧岩浆岩中ce负异常,由于岩浆体系中有大量的Fe2+,由于Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+这一反应,因此岩浆过程中不可能有Ce4+的出现(Schreiber等,1980).通常认为岛弧玄武岩中Ce负异常是地壳物质(海洋沉积物、蚀变玄武岩以及变质流体)参与地幔重熔融的结果.而对地幔橄榄岩的Ce负异常的成因有多种观点,如蛇纹岩化和海底风化(Niu,2004;Terrell等,1979)、俯冲环境下的地幔熔融(Neal和Taylor,1989)等.     

甘肃北山地区红山铁矿床成因及成矿机制

甘肃北山地区红山铁矿床为赋存于元古界青白口系顶部的沉积变质型铁矿床,其铁矿石主要类型为磁铁矿,少量为赤铁矿、镜铁矿。矿石储量可达亿吨,经野外调研和室内综合研究,本矿床形成于裂陷海盆中,与多处含铁的热卤水喷流柱上涌有关,属于"Sedex"型铁矿类型。