金川铜、镍（含PGE）岩浆硫化物矿床原始岩浆成分的探讨

通过金川侵入体的岩石化学分析资料,根据Roeder和Emsliec的橄榄石一液相平衡原理估计金川超镁铁质岩的原始岩浆是大约含MgO为10.8%的高镁玄武岩浆,并且与不同构造背景下所形成的玄武岩岩石化学成分进行X比,认为金川侵入体的原始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。     

东天山黄山南镁铁-超镁铁质岩体锆石U-Pb年龄及岩浆演化过程探讨

黄山南镁铁-超镁铁质岩体位于东天山造山带觉罗塔格构造带内,与构造带内一系列镁铁-超镁铁质岩体构成了东天山镁铁-超镁铁质岩带。黄山南岩体锆石U-Pb同位素定年得到293.7±3.1Ma的加权平均年龄,显示其形成年龄为早二叠世。岩石样品镁铁比值m/f比值介于4.45~6.37之间,属于铁质超基性岩;利用橄榄石最高Fo值计算得到黄山南岩体母岩浆的Mg~#值为0.70,表明其母岩浆成分与原生岩浆较为接近,具有高镁拉斑玄武岩质岩浆的性质,且演化程度较低或母岩浆有过剩橄榄石堆晶的加入。Ba/La、Ba/Nb、Ba/Th、Rb/Nb、Th/Nb和Sm/Yb等微量元素比值表明黄山南岩体的岩浆源区可能为一被俯冲板片沉积物和流体改造过的较富集的岩石圈地幔。主量元素变化特征显示了岩浆结晶分异作用的一般特征;较高的Ba/Nb比值,相对高的La/Nb和低La/Ba值以及Ni-Ta-(Ti)元素的负异常表明岩浆上升过程中可能经历了地壳物质的混染作用。黄山南岩体年龄及岩石地球化学特征综合表明其能够代表东天山地区地幔岩浆演化早期阶段的产物,具有较好的成矿潜力。     

造山岩套中镁铁质和长英质岩浆的相互作用研究进展

结合2002年9月14—21日在意大利中部召开的“欧洲花岗岩网络”年会的会议讨论和野外考察内容,评述了镁铁质和长英质岩浆的相互作用关系以及镁铁质熔体在巨量花岗岩浆形成中的作用。在花岗岩岩基内,不仅出露有狭义的花岗岩,还可见到更富镁铁质的岩石,例如辉长岩和闪长岩。一般,这些镁铁质岩石,既可能是慢源母岩浆结晶的产物,或是岩浆混合和分异一同化作用中的端员组分,也可能代表了下地壳源区的物质,或者是导致大陆壳部分熔融的热源物质记录。对镁铁质和长英质岩浆相互作用关系的研究,有助于限定造山作用过程中地壳物质再循环和新的地慢物质加入的相对贡献。     

岩浆混合作用——来自甘肃北山的野外证据

在 1∶2 5万马鬃山幅区调填图和方法研究工作中 ,通过观察到的一些与岩浆混合模式相关的现象 ,指出暗色微粒镁铁质包体是岩浆混合作用的有利证据 ,讨论了与花岗岩侵入体相关的镁铁质小岩体混合成因的可能性 ,认为岩浆混合作用在造山带岩浆活动中是一种极为普遍的现象。     

南岭东段燕山期镁铁质岩石Nd-Sr同位素研究

南岭东段燕山期镁铁质岩浆活动可划分为四个阶段(中侏罗世、晚侏罗世、早白垩世和晚白垩世)，分别对应四次重要的伸展拉张作用时期。镁铁质岩石具有基本类似的Nd-Sr同位素特征，ISr较高(一般介于0．705～0．710之间)，ENd值变化范围较大(介于-7．90～5．16之间)，表明其岩浆源为壳一幔混合源性质。镁铁质岩石具有板内拉斑玄武岩特征，形成于板内拉张环境，表明该区在燕山早期的中侏罗世即已进入后造山演化阶段。岩石的成因模式为地幔镁铁质岩浆在上升至地壳底部过程中，受到地壳组分的混染，在岩石圈伸展的深部背景和浅部拉张状态下形成。本区燕山期岩浆作用主要是与地幔岩浆底侵作用有关的岩浆事件。     

东昆仑造山带三叠纪岩浆混合成因花岗岩的岩浆底侵作用机制

东昆仑造山带广泛出露三叠纪岩浆混合成因花岗岩，它们具有共同的特征：岩体成分变化大；花岗岩类岩石中富含镁铁质微粒包体（mafic microgranular enclave--MME）；不同岩性之间常常呈渐变过渡关系。同时，这些岩体无一例外都和代表下地壳的深变质岩共生，暗示岩浆就位于地壳深部。此外，东昆仑地区广泛发育基性侵入体，它们产在深变质岩中，或者与岩浆混合成因花岗岩类共生，暗示下地壳物质的部分熔融和岩浆混合成因花岗岩的形成有可能与基性岩浆底侵作用有关。笔者选择东昆仑加鲁河这一典型的岩浆混合成因花岗岩体为例，对其岩石学、地球化学、同位素地球化学等特征进行了详细研究，认为幔源岩浆底侵作用是这类岩体形成的直接原因，并对幔源岩浆底侵作用和岩浆混合成因花岗岩之间的成因联系以及幔源岩浆底侵作用在东昆仑造山带三叠纪地壳生长和构造演化中所起的重要作用进行了讨论，构建了加厚陆壳背景下的断离-底侵-混合-拆沉作用模型。     

中国西部典型岩浆铂族元素矿床超常富集成矿机制

中国西部探明了一系列与新元古代以来幔源岩浆有关的镍铜铂族元素(platinum group elements, PGE)岩浆矿床,华北克拉通新元古代金川镍铜铂族硫化物矿床、峨眉山二叠纪大火成岩省金宝山铂族元素矿床等记录了不同构造环境幔源岩浆PGE超常富集成矿过程。亲铁性的铂族元素高度富集于地核,深部地幔起源、高程度部分熔融形成的镁铁质岩浆中PGE含量较高,地幔岩浆系统不同条件下铂族元素以纳米态元素簇、合金、硫化物熔体或超临界流体运移-聚集成矿,在阶段性岩浆房多阶段、多途径富集,成矿作用类型丰富。华北-华南克拉通岩石圈地幔PGE含量均略高于原始地幔值;华北克拉通岩石圈地幔PGE含量从古生代到中新生代略有降低,表明存在PGE抽取岩浆事件。中国西部新元古代以来的幔源岩浆源区PGE不亏损、岩浆活动时间长、岩浆-硫化物相互作用PGE多阶段富集及地幔柱岩浆动力学背景是PGE超常富集成矿的有利地质条件,其控制因素及动力学背景的认识对查明PGE成矿潜力和拓展资源储量具有重要意义。     

新疆黄山铜镍硫化物矿床成矿岩浆作用过程

黄山铜镍硫化物矿床镁铁．超镁铁质岩体岩相发育良好,主要包括橄榄岩、辉石岩、辉长岩和闪长岩,橄榄岩中部分橄榄石包含有硫化物珠滴。对该岩体不同岩相进行了主元素、微量元素、铂族元素和单矿物的分析,结果表明,不同类型岩石的化学组成受橄榄石、辉石和斜长石结晶分异作用的控制。微量元素和稀土元素具有相似的分布模式,（La／Yb）N介于1．14—3．65之间,明显亏损Nb和Ta,富集Sr。含矿岩石Cu／Pd和Ti／Pd比值大于原生地幔岩浆。上述结果揭示黄山镁铁-超镁铁质岩体不同岩性的岩石具有不同的主元素和微量元素特征,但母岩浆来自同一源区。根据橄榄石的F0值和全岩的主要氧化物组成估算出母岩浆为高镁（MgO约为15％）玄武岩岩浆,在岩浆作用过程中地壳富硅组分的混染是导致硫化物熔离的主要机制。     

东天山四顶黑山层状岩体岩石地球化学特征

位于东天山黄山岩带最东端的四顶黑山镁铁质-超镁铁质层状杂岩体规模较大,呈北东向展布,可分为南、北2个岩体。主要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、辉长岩和角闪辉长岩,超镁铁岩相常与辉长岩相呈韵律互层。主量元素化学组成主要属拉斑玄武岩系列。岩石稀土元素配分曲线呈平坦型以及Eu的正异常,普遍富集大离子亲石元素(Rb、Ba、U),显示明显的Sr正异常以及Nb、Ta的亏损。通过橄榄石最高的Fo值(79.6)估算出母岩浆中MgO和FeO含量分别为6.23%和6.60%。岩浆在演化过程中发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、斜长石的分离结晶/堆晶作用以及较弱的上地壳同化混染作用。岩石高的(La/Yb)N值1.550和1.744值表明岩浆源区的深度可能大于90km;Th/U值特征以及Th/Yb-Nb/Yb和La/Ba-La/Nb图解表明,四顶黑山岩体的岩浆源区可能为受俯冲作用改造的岩石圈地幔。     

金川铜镍硫化物矿床成矿物质深部预富集过程探讨

金川矿床为世界第三大在采铜镍硫化物矿床,该矿床赋矿岩体出露面积仅为1.34km2,主要由超镁铁质岩石组成,岩体矿化率高达47%.不同岩相和矿石类型之间呈明显的突变接触关系.这些典型特征暗示成矿物质在侵入现存空间之前发生了明显的预富集.成矿物质的深部预富集过程主要探讨深部岩浆房内硫化物的熔离机制、硫化物熔离的相对时限及熔离量的大小、硫化物熔离后的迁移聚集及分离结晶过程.金川岩体不同岩石类型中橄榄石Fo变化范围小(Fo=80.11～85.68),暗示深部岩浆房是开放的岩浆系统,存在多期次后续新鲜岩浆的贯入.依据橄榄石-液相平衡原理,计算得到金川岩体母岩浆MgO含量为10.8%～12.6%,为高Mg拉斑玄武质岩浆,表明岩浆源区发生了较高程度的部分熔融,其为硫化物的大量熔离提供了丰富的成矿元素.金川岩体Sr-Nd-Os同位素和微量元素地球化学特征表明,金川岩体原生岩浆遭受明显的地壳物质混染,混染程度约为5%～10%,Th-Ta、Th-Nb和(Th/Ta)PM-(La/Nb)PM图解表明,部分混染物为下地壳组分,下地壳物质的混染可能是导致深部岩浆房内硫化物熔离的主要机制.金川矿床赋矿岩石类型主要为二辉橄榄岩和纯橄岩,为金川岩体中基性程度最高的岩石类型,同时"Melts"模拟计算也表明,硫化物的熔离发生在岩浆演化的早期阶段,并随着后续新鲜岩浆的持续贯入熔离出的硫化物含量不断增加.熔离后的硫化物在重力作用下下沉至岩浆房底部或中下部,形成矿浆和富矿岩浆.金川矿床中块状矿石相对富集IPGE,富Cu矿体中则相对富集Cu和PPGE.这种成矿元素的分异现象表明,随着温度的降低,硫化物在深部岩浆房内发生了明显的分离结晶作用.同时研究表明,硫化物分离结晶程度与硫化物之间的连通性呈正相关关系.     

GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS OF PLATINUM GROUP ELEMENTS IN JINCHUAN SUPER-LARGE SULFIDE COPPER-NICKEL DEPOSIT, JINCHANG CITY, GANSU PROVINCE, CHINA

The platinum-group element geochemistry of rocks and ores from Jinchuan super-large copper-nickel sulfide deposit is systemically studied in this paper. The Cu/Pd mean ratio of Jinchuan intrusion is lower than that of original mantle magma, which indicates that these ultrabasic rocks were crystallized from magma that lost Pd in the form of melting segregation of sulfides. The PGE of the rocks show trend of partial melting, similar to that of mantle peridotite, which shows that magma formation occurs during rock-forming and ore-forming processes. The chondrite normalized PGE patterns of the rocks and ores are well related to each other, which signifies the signatures of multi-episode magmatic intrusion, melting and differentiation in the formation processes of rocks and ores. In addition, analyses about the relation between PGE and S, and study on Re-Os isotopes indicate that few contamination of the crustal substances occurred during the magmatic intrusion and the formation of deposit. However, contamination by crustal substances helps to supply part of the S for the enrichment of PGE. Meanwhile, the hydrothermal process is also advantageous for the enrichment of PGE, especially lbr Pt and Pd, due to deep melting segregation. The characteristic parameters （such as Pt/（Pt＋Pd）, （Pt＋Pd）/（Ru＋Ir＋Os）, Pd/Ir, Cu/（Ni＋Cu）, and so on.） for platinum-group elements for Jinchuan sulfide copper-nickel deposit show the same features as those for sulfide copper-nickel deposit related to basic magma, which also illustrates its original magma property representative of Mg-high tholeiite. Therefore, it is the marie （not ultramafic） magma that resulted in the formation of the superlarge sulfide copper-nickel deposit enriched in Cu and PGE. To sum up, the geochemical characteristics of platinum-group elements in rocks and ores from Jinchuan copper-nickel sulfide deposit are constrained by the continental rift tectonic environment, the parent magma features, the enriched mantel magma source, the complex metallogenesis and PGE geochemical signatures, and this would be rather significant for the study about the genetic mechanism of copper-nickel sulfide deposits.     

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。     

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.     

金川铜镍矿床隐伏富铜矿体成因研究及其深部找矿意义

金川矿床赋存于富橄榄石超镁铁质岩中,是目前世界第三大在采铜镍硫化物矿床.经过多年开采,如何在深、边部找到新的替代资源问题显得越来越重要.通过对金川矿床富铜隐伏矿体的矿体特征、矿石特征和矿石特殊地球化学特性等方面进行分析研究,特别是从空间立体对其矿化规律进行总结,并与其附近Ⅱ1#主矿体进行对比,指出该类型矿体既有岩浆熔离作用的特点,又有后期改造作用的特征,其形成经历了三个阶段:富含Cu、PGE岩浆深部熔离-脉动贯入、构造活化富集和后期热液叠加.同时探讨了来源于地幔深部的高镁玄武质岩浆,在深部岩浆房和阶段岩浆房熔离分异过程中,富镍岩浆和矿浆之间存在富铜岩浆.此外,Pb同位素表明,该隐伏富铜矿体形成时间为8亿年左右,早于块状特富矿;Pb、S同位素表明,该矿体主要来源于地幔,但曾被少量地壳物质混入.最后指出铜镍硫化矿床的成因是复杂多样的,在金川矿床深边部寻找新型矿体,尤其是富铜矿体的前景很大,而F_6断层可能是富铜隐伏矿体岩浆通道和Ⅱ1#主矿体岩浆的深部侵位通道之一.     

金川铜镍矿床成矿模式、控矿因素分析与找矿

金川岩浆Cu-Ni-PGE硫化矿床与世界上其它几个大型硫化铜镍矿相比,具有矿化比例极高,岩体的岩相分带和矿体产状与原地熔离机制不协调等地质和成因特点.论文通过对金川铜镍矿地质构造及矿化特征、成矿模式系统分析,指出金川铜镍硫化物矿床形成和定位的主要控制因素表现为:同源岩浆控制和后期构造控制.侵入体成矿后期的构造变形对矿化的控制主要表现在对侵入体形态产状的改变,并影响到矿区深部、外围及区域矿化及分布特征,因而对矿区深部、外围及区域找矿具有指示意义.据此提出了矿区深部、外围及区域找矿新思路,并在矿床外围及区域与龙首山隆起平行的金川超镁铁岩带确定了两个勘探靶区一金川东延靶区和金川远东靶区.     

金川硫化铜镍矿床成矿岩浆性质和源区特征讨论

通过对造岩矿物、岩石化学和铂族元素等信息的综合分析，认为金川岩体的母岩浆属拉斑玄武质苦橄岩浆，是地幔橄榄岩经３３％部分熔融的产物；硫、钕、锶、氧等同位素资料说明岩浆源区可能在上地幔低速层底部，属富集型地幔     

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。     

Re－Os同位素体系及其在岩浆Cu－Ni－PGE矿床研究中的应用

Ｒｅ－Ｏｓ同位素由于其较高的半衰期特点，近年来国外广泛用于前寒武纪含Ｃｕ－Ｎｉ－ＰＧＥ镁铁—超镁铁岩成岩年龄测定，并结合其他地球化学数据，对壳幔岩浆源及作用进行解释研究。特别是由于Ｏｓ是６个ＰＧＥ的其中之一，而多用于岩浆Ｃｕ－Ｎｉ－ＰＧＥ矿床贵金属来源的判别。中国岩浆Ｃｕ－Ｎｉ－ＰＧＥ矿床以金川矿床为代表，已有的研究表明，可能存在岩浆混合成矿作用，开展Ｒｅ－Ｏｓ同位素体系的研究将会提供进一步判断的证据