东天山岩浆铜镍硫化物矿床的多期次岩浆侵位与成矿作用——以黄山铜镍矿床为例

位于黄山-镜儿泉镁铁-超镁铁岩带西段的黄山铜镍矿田（包括黄山、黄山东、香山、黄山南矿床）,是北疆最重要的镍矿产地。矿田内各岩体都是多期岩浆侵位形成的杂岩体,且黄山东和香山铜镍矿床存在多期成矿作用。本文选取黄山大型隐伏铜镍矿床进行详细解剖,在此基础上探讨东天山地区多期成岩成矿作用及其勘查意义。黄山矿山开采揭露最新地质现象系统观察,不同岩相中橄榄石、辉石（粒径、成分）的垂向和平面剖面变化表明黄山铜镍矿床由多期岩浆侵位形成,且第三期次为主要成矿期。第三期次岩相主要由角闪二辉橄辉岩、角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩组成。角闪二辉橄辉岩底部的橄榄石核部和边部具有明显的成分差异,其橄榄石的边部相对于核部Fo值和Ni含量升高,由于橄榄石结晶过程中与晶间硫化物发生Fe-Ni的交换反应所致。第三期次的角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩岩相中橄榄石的Fo值与角闪二辉橄辉岩中橄榄石Fo值相近,但Ni含量（500×10^-6~2050×10^-6）高于第二侵入期次角闪二辉橄辉岩中的Ni含量（160×10^-6~1000×10^-6）,橄榄石和硫化物熔体的Fe-Ni交换反应或者不同的母岩浆性质是橄榄石Ni含量不同的主要原因。黄山岩体的斜方辉石都为古铜辉石,第三期次岩体角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩中含有粗粒的古铜辉石,其最大粒径（4~8mm）大于角闪二辉橄辉岩中古铜辉石（2~4mm）。单颗粒古铜辉石的Mg^#值、CaO及Cr₂O₃含量从核部到边部有多次重复变化,反映岩浆成分存在多次变化。第三期次单斜辉石包裹的橄榄石的边部比核部具有更高的Ni含量（Fo值相似）,结合Cu、Ni、Co等元素的垂直剖面变化,本文提出新鲜岩浆补给是黄山主矿体（30号矿体）硫化物富集的重要控制因素。多次岩浆的补给暗示黄山为岩浆通道成矿系统。岩体变宽、局部膨大及岩体产状改变部位是硫化物有利的聚集部位。东天山黄山-镜儿泉地区铜镍矿床勘查过程中往往以超基性岩相为主要评价对象,根据黄山矿田其他岩体的岩石组合与矿化岩相分析,本文认为该区铜镍矿勘查过程中也要重视基性岩相（辉长岩、苏长岩、橄榄辉长岩等）的成矿潜力,对多期次岩浆作用及相对应的成矿作用应给予重视。     

甘肃金川Ⅱ号岩体橄榄石成因探讨

金川是世界第三大在采岩浆铜镍硫化物矿床,其成因备受中外地质学家的关注。金川岩体被一系列北东-东向左行平移断层自西向东依次划分为Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ等4个岩体。金川岩体主要由硫化物纯橄岩、二辉橄榄岩、橄榄辉石岩组成,边缘断续分布少量斜长石二辉橄榄岩和辉石岩。金川最大的1号矿体产于Ⅱ号岩体的中心,呈现出由中间硫化物纯橄岩向两侧浸染状的二辉橄榄岩和橄榄辉石岩过渡的对称式岩相分布。电子探针分析结果显示,金川Ⅱ号岩体橄榄石Fo值在79.7%～83.9%之间变化,w（Ni）为959×10^-6～2060×10^-6,大多低于从硫不饱和玄武岩浆中结晶出的橄榄石Ni含量。模拟计算表明金川岩体母岩浆为高MgO玄武岩浆(w（MgO）=10%～13%,w（FeO）=11.5%～12.5%)。橄榄石Ni含量偏低的原因是橄榄石结晶的同时发生了硫化物熔离,橄榄石与硫化物的质量比值约为40﹕1。硫化物纯橄岩和二辉橄榄岩中橄榄石的Ni含量及其与Fo值的相关性都存在显著的区别,暗示它们可能是从Ni含量不同的母岩浆中结晶出来的。同时,硫化物纯橄岩中橄榄岩经历了与硫化物熔体的Fe-Ni交换...     

扬子地块北缘周庵超镁铁质岩体矿物学特征及其对铜镍矿化的启示

扬子地块北缘~635 Ma周庵超镁铁质岩体是一个新发现的含铜镍硫化物矿化的隐伏岩体,主要由二辉橄榄岩组成。文章通过研究周庵岩体中橄榄石、铬铁矿和辉石的矿物成分变化探讨了岩浆演化过程和含矿岩体成因。根据岩石的矿物组合和蚀变程度,岩体从上到下分为3个部分:上部绿泥石-蛇纹石化二辉橄榄岩相带、中部二辉橄榄岩相带和下部绿泥石-角闪石化二辉橄榄岩相带。根据岩体中部带橄榄石和铬铁矿的成分,计算得到母岩浆的Mg^#值为0.63,MgO/FeO摩尔比值为1.72,w(Al₂O₃)为10.2%~11.7%,w(Ni)为476×10^-6,说明其为高镁玄武质岩浆;岩体中部带原生铬铁矿和粒间相铬铁矿核部的Cr₂O₃和Al₂O₃呈正相关关系,说明铬铁矿与粒间硅酸盐熔体发生了平衡交换,铬铁矿的高w(TiO₂) 和Cr^#值与拉张环境中层状岩体的铬铁矿特征一致;根据辉石温压计得到岩体中部单斜辉石和斜方辉石的共结温度为1 017~1 077℃,压力为(3.6~4.5)×10⁸ Pa,暗示形成岩体的浅部岩浆房深度约为12 km。岩体上部和中部带的橄榄石Fo值大部分集中在80 mol%~85 mol%,w(Ni)介于2 255×10^-6~4 455×10^-6,说明这些橄榄石是从没有经过强烈分离结晶和硫化物熔离的岩浆中结晶出来的。岩体下部带橄榄石的Fo值(67 mol%~68 mol%)和w(Ni) (1 500×10^-6~2 000×10^-6)都低于岩体上部和中部带的橄榄石相应值,说明岩体下部带的橄榄石可能形成于演化程度较高、并经历了硫化物熔离的岩浆。因此,笔者认为周庵岩体是由相对原始的和演化了的高镁玄武质岩浆两期侵位形成的。     

甘肃北山黑山岩浆铜镍硫化物矿床橄榄石特征及成因意义

黑山铜镍硫化物矿床是近年在甘肃北山发现的大型岩浆铜镍硫化物矿床,含矿岩体主要由含矿橄榄岩相和南部边缘的角闪辉长岩相构成。研究发现含矿岩体中的橄榄石属贵橄榄石(Fo值为81.54~86.87),其w(Ni)介于(801.53~2 703.19)×10-6;利用橄榄辉长岩中最高Fo值和主量元素反演,表明原始岩浆属高镁玄武质岩浆,w(MgO)=11.65%,w(FeO)=10.12%;橄榄石分离结晶模拟计算结果表明,橄榄石结晶过程中伴随有0.12%~0.17%硫化物熔离,深部岩浆房中橄榄石分离结晶程度小于3%,橄榄石与硫化物最小质量比约14∶1;隙间硅酸盐熔浆和硫化物熔浆作用明显,是造成早期结晶橄榄石成分变化的重要原因。     

金川Ⅰ号岩体橄榄石Ni-MgO相互关系及其地质意义

金川超镁铁质岩体赋存着仅次于加拿大Sudbury和俄罗斯Noril'sk-Talnakh的世界第三大在采铜镍硫化物矿床,岩体以一系列的NE向断层为界分成四个小岩体,由西至东依次为:Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ岩体.Ⅰ号岩体主要由二辉橄榄岩、含辉橄榄岩和橄榄二辉岩构成,橄榄石在各岩相中均为保存较好的主要造岩矿物.本文研究得到金川Ⅰ号岩体上部二辉橄榄岩和含辉橄榄岩中橄榄石的镁橄榄石F_o值介于83.9～85.7,而其Ni含量为1396×10~(-6)～2043×10~(-6),大多低于从S不饱和玄武岩浆中结晶出来的橄榄石的Ni含量.模拟计算结果表明橄榄石较低的Ni含量是因为橄榄石结晶的同时,发生了强烈的硫化物熔离;橄榄石的Fo-Ni关系还因与晶间硅酸盐熔浆的物质交换而发生改变.模拟计算还证明大约有30%的晶间硅酸盐岩浆与橄榄石发生Fe-Mg物质交换反应,导致早结晶橄榄石的Fo值减少了1～1.5.同时,橄榄石较小的Fo值变化表明,在橄榄石结晶和硫化物熔离过程中,不断有新的岩浆贯入和补充.     

新疆东天山黄山东岩体橄榄石成因意义探讨

黄山东岩体位于新疆东天山造山带中段,由四次岩浆侵入形成:第一次侵入形成了岩体上部的橄榄辉长岩、角闪辉长岩和闪长岩,构成岩体的主体;第二次侵入形成辉长苏长岩,呈岩墙状分布于岩体西端和西北部;第三次侵入岩石为斜长二辉橄榄岩,位于岩体下部,为主要的赋矿岩石;第四次侵入岩石为底部角闪辉长岩。橄榄石为第三次侵入的斜长二辉橄榄岩和第一次侵入的橄榄辉长岩主要造岩矿物之一,橄榄石的镁橄榄石牌号(Fo)值介于68.5～82.5之间。其中含硫化物斜长二辉橄榄岩中的橄榄石具有较高的Fo值(79.7～82.5);斜长二辉橄榄岩中橄榄石的Fo值为78.3～79.9;而基性程度较低的橄榄辉长岩中橄榄石具有较低的Fo值(68.5～72.2)。利用橄榄石矿物成分计算得出黄山东岩体母岩浆Mg#(Mg2+/(Mg2++Fe2+))为0.59,为原生玄武质岩浆经历结晶分异作用形成。模拟计算结果显示黄山东岩体不含矿岩石中橄榄石是母岩浆经过2%的橄榄石结晶分异且硫达到饱和后,在硫化物熔离的同时岩浆发生橄榄石结晶而形成,并且橄榄石︰硫化物≈50︰1,部分橄榄石成分投点在橄榄石结晶和硫化物熔离的模拟曲线右下侧,指示它们可能受到晶间硅酸盐熔浆作用的影响。含硫化物斜长二辉橄榄岩中Fo值与Ni含量呈负相关关系,说明橄榄石与硫化物熔体之间发生了Fe-Ni交换反应。     

新疆东天山镁铁-超镁铁岩体中橄榄石成分特征及其成因意义:以黄山东和图拉尔根为例

新疆东天山发育有十多个与铜镍硫化物成矿有关的镁铁-超镁铁杂岩体,对选取于黄山东和图拉尔根岩体岩体内不同岩性中的新鲜橄榄石进行了矿物化学成分测试。黄山东岩体角闪辉长岩相的橄榄角闪辉长岩中橄榄石Fo为67～73,超镁铁岩相的角闪(斜长)橄榄岩、角闪二辉橄榄岩和斜长单辉橄榄岩中橄榄石Fo为81～84,Ni含量为308～1762μg/g;图拉尔根岩体中橄榄石Fo为82～85,Ni含量变化范围为857～1818μg/g。利用最高Fo含量的橄榄石成分计算得到黄山东岩体母岩浆MgO为10.3%,图拉尔根岩体母岩浆MgO为11.47%。橄榄石分离结晶和硫化物熔离模拟结果显示,黄山东岩体发生了19%的橄榄石分离结晶,由橄榄石分离结晶导致硫化物熔离的程度约为0.3%,晶间硫化物熔浆的物质交换作用对黄山东橄榄石的成分有重要影响;图拉尔根岩体发生了9%左右的橄榄石结晶,由橄榄石结晶导致出熔的硫化物熔体大约为0.5%。     

新疆东天山土墩基性-超基性杂岩体橄榄石成分特征及其成因意义

橄榄石通常是玄武质岩浆最早结晶出的矿物之一,其化学成分可以很好地反演母岩浆成分、岩浆结晶分异、硫化物熔离等成岩及成矿信息。本文以土墩镁铁质-超镁铁质杂岩体为研究对象,采用电子探针对岩体中的橄榄石矿物颗粒进行化学成分测试。利用橄榄石的Fo值和其中Ni含量,计算得到土墩杂岩体母岩浆中Mg O含量约为12.95%,是一种富镁的玄武质岩浆。同时,定量模拟结果表明,土墩杂岩体母岩浆中硫化物熔离几乎与橄榄石结晶作用同时进行,早阶段由橄榄石结晶(分离结晶程度约2%)而导致硫化物的熔离程度为0.2%。随后,橄榄石分离结晶程度在6%~7%时,硫化物熔体的熔离程度仅为0.01%。这些表明土墩杂岩体发生过一定程度的硫化物熔离,但成矿前景不是很好。此外,部分数据显示出Ni-Fo的负相关性,表明少许富铁橄榄石和晶间硫化物熔浆发生了Fe-Ni物质交换反应,这对橄榄石的成分有重要影响。     

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。     

攀西地区大板山岩体的年代学、元素地球化学及其对铜镍硫化物矿床成因的约束

大板山镁铁-超镁铁质杂岩体位于攀西地区西北部,受金河-菁河断裂带控制,主要岩石类型有辉长岩、苏长辉长岩和二辉橄榄岩。本次研究集中于苏长辉长岩和二辉橄榄岩,其中,二辉橄榄岩具有明显的堆晶结构,橄榄石Fo值最高可达81.4。二辉橄榄岩SiO₂含量为42.93%~44.18%,苏长辉长岩SiO₂含量为44.89%~52.76%,稀土总量(∑REE)相对较低(23.2×10^-6~61.7×10^-6),并均呈现出近平行的、相对平缓的右倾稀土元素配分模式,说明其为同源岩浆演化的关系。此外,大部分样品相对富集大离子亲石元素(LILE;如Rb、Sr、Ba等),适度亏损高场强元素(HFSE;如Nb、Ta、Ti等)。结合其较低的SiO₂含量和微量元素比值(如Th/Ta和La/Nb等),表明岩浆未遭受大量的地壳混染。岩相学和岩石地球化学特征均显示了非常明显的分离结晶作用。根据(Tb/Yb)_PM-(Yb/Sm)_PM图解,大板山岩体的原始岩浆主要来源于岩石圈地幔轻度富集不相容元素的尖晶石相二辉橄榄岩。二辉橄榄岩样品中橄榄石Fo-NiO图解中多数点落在硫化物未熔离的范围,且样品全岩Cu/Zr比值为7.04~103,而苏长辉长岩中Cu/Zr比值为0.88~5.56,反映了二辉橄榄岩-苏长辉长岩可能经历了由S不饱和到过饱和的过程。推测硫化物的熔离可能是岩浆在上地壳岩浆房中发生了以橄榄石和辉石为主的分离结晶作用,造成硫化物达到过饱和。锆石LA-ICP-MS测年表明,岩体年龄为259.69±0.61Ma,与峨眉山大火成岩省其它镁铁-超镁铁质岩体的形成时间基本一致。     

Origin of ultra-nickeliferous olivine in the Kevitsa Ni–Cu–PGE-mineralized intrusion, northern Finland

The 2,058 ± 4 Ma mafic–ultramafic Kevitsa intrusion is located in the Central Lapland greenstone belt, northern Finland. It is hosted by a Paleoproterozoic volcano–sedimentary sequence that contains komatiitic volcanic rocks and sulfide- and graphite-rich black schists. Economic Ni–Cu–(PGE) sulfide mineralization occurs in the middle part of the ultramafic lower unit of the intrusion. Two main types of ore are distinguished, “normal” and “Ni–PGE” ores. The normal ore is characterized by ~2 to 6 vol% disseminated sulfides and average Ni and Cu grades of 0.3 and 0.42 wt %, respectively (Ni/Cu < 1). The Ni–PGE ore has broadly similar sulfide contents, but a higher Ni grade and lower Cu grade. As a result, the Ni/Cu ratio reaches 15, much higher than in the normal ore. The Ni–PGE ores occur as irregular, discontinuous, lense-like bodies in the ultramafic rocks. Notably, the olivines in the Ni–PGE ore contain extremely high Ni contents of up to 14,000 ppm, which is significantly higher than the Ni content of olivine in other mafic–ultramafic igneous rocks globally (up to ~5,000 ppm) and in harmony with the associated Ni-rich sulfide assemblage containing pentlandite, millerite and pyrite. Microprobe mapping of olivine from the Ni–PGE ore suggests relatively low and homogeneous S contents and homogeneous distribution of Ni, Mg, Fe, which is inconsistent with the presence of sulfide inclusions in the olivine grains, or diffusion of Ni from interstitial sulfides into the olivine grains. We therefore conclude that Ni substitutes for Mg in the olivine lattice. The clinopyroxenes from the Ni–PGE ore also have unusually high Ni concentrations reaching 1,500 ppm and show a positive correlation with the nickel content of the associated olivine. The Ni_cpx/Ni_olivine is ~0.1 to 0.2 corresponding to high T partitioning of Ni between clinopyroxene and olivine. K _D of 20 can account for the partitioning of nickel between olivine and the sulfide phase, consistent with magmatic equilibration. These data suggest that the olivine, clinopyroxene, and sulfides all crystallized from a basaltic magma with an unexceptionally high Ni content ranging from 300 to 1,100 ppm. The Ni–PGE ores are spatially associated with ultramafic xenoliths. Olivine in these ultramafic xenoliths have relatively high Fo contents (up to 90 mol %) and high Ni contents (up to 5,200 ppm) suggesting that the xenoliths formed from a komatiitic parental magma. It is proposed that assimilation by the Kevitsa magma of massive or semi-massive sulfides associated with komatiitic rocks elevated the Ni content of the magma and resulted in the formation of Ni–PGE ores and related extremely Ni-rich olivines.     

东昆仑石头坑德镁铁-超镁铁质岩体矿物学特征及成矿指示

石头坑德镁铁-超镁铁质岩体位于东昆仑造山带东段五龙沟地区,邻近昆中大断裂,主要岩性为辉石岩、橄辉岩、橄榄岩、辉长岩等,铜镍矿体主要赋存于Ⅰ号岩体的辉石岩、橄辉岩和橄榄岩中。岩石地球化学特征表明,其镁铁比值(m/f)变化范围在2.77~6.01之间,属铁质系列的镁铁-超镁铁岩,有利于成铜镍矿。稀土总量总体较低,轻稀土元素之间分馏强,重稀土元素之间分馏弱。岩石总体富集LILE(Rb、Ba、Th、U),贫HFSE(Nb、Ta、Zr、Y),具有明显的Rb、U正异常及Nb、Ta的负异常。超镁铁岩类橄榄石中的Ni普遍亏损,指示深部存在硫化物的熔离作用,在橄榄石结晶之前,大量的Ni进入到硫化物中,极有利于形成富矿岩浆或矿浆。可见,伴随同化混染作用的发生,岩浆中S达到过饱和,进而硫化物发生不混溶作用,富含硫化物的岩浆运移至东昆仑造山带邻近昆中断裂构造薄弱的部位成岩成矿。铜镍矿体多赋存在含橄榄石的超镁铁质岩体内,指示石头坑德岩体深部存在高度富集铜镍的部位,是下一步的找矿方向。     

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。     

新疆坡北基性-超基性岩带1号岩体地质特征及其含矿性研究

坡北1号岩体是幔源基性岩浆以深部分异多次侵入和结晶分异两种方式形成的基性-超基性复式岩体。该岩体属于橄榄辉长岩—橄榄单辉岩—单辉橄榄岩型,规模较大,分异良好,地表发现铜镍硫化物矿化带。与国内已知含矿岩体对比,1号岩体的类型、岩石化学特征、有用组分含量和地表矿化特征都在含铜镍硫化物矿体的变化范围之内。物探测量结果显示深部存在低阻高激化体。因此,1号岩体是坡北岩带中寻找铜镍硫化物矿床远景很好的岩体。     

Siderophile and chalcophile elemental constraints on the origin of the Jinchuan Ni-Cu-(PGE) sulfide deposit, NW China

The Jinchuan deposit, NW China, is one of the world’s most important Ni-Cu-(PGE) sulfide deposits related to a magma conduit system and is hosted in an ultramafic intrusion. The intrusion is composed of lherzolite and dunite with the two largest sulfide ore bodies (named as ore body 1 and 2) in its middle portion. The sulfide ores may be disseminated, net-textured, or massive. The disseminated and net-textured sulfide ores are characterized by variable but generally low PGE concentrations: 10-3200 ppb Pt, 240-9800 ppb Pd, 17-800 ppb Ir, 25-1500 ppb Ru, and 15-400 ppb Rh in 100% sulfides. The massive sulfide ores are extremely low in Pt (<30 ppb) on a 100% sulfides and have very high Cu/Pd ratios, ranging from 10⁴ to 4.5 × 10⁵. The low PGE contents suggest that the sulfide ores formed from the silicate magmas that had already experienced prior-sulfide separation.Our calculations indicate that if the first stage basaltic magmas had contained 6.3 ppb Pt, 6.2 ppb Pd, and 0.1 ppb Ir, 0.008% sulfide removal would result in PGE-depletion in the residual magma with 0.57 ppb Pt, 0.25 ppb Pd, and 0.009 ppb Ir. The Jinchuan sulfides were formed by a second stage of sulfide segregation from a PGE-depleted magma under silicate/sulfide liquid ratios (R-factor) ranging from 10³ to 10⁴ in a deep-seated staging chamber. The massive sulfide ores and some of the net-textured sulfide ores exhibit strong negative Pt-anomalies that cannot be explained by sulfide segregation under variable R-factors. Instead, the sulfide melts that formed the massive ores were segregated from magmas experienced prior fractionation of Pt-Fe alloy. Alternatively, the Pt may have been selectively leached by hydrothermal fluids during remobilization of the sulfide melts that produced the massive sulfides, which occur in cross-cutting veins. We propose that the Jinchuan intrusion and ore bodies were formed by injections of sulfide-free and sulfide-bearing olivine mushes from a deep-seated staging chamber.     

含硫化物镁铁质-超镁铁质侵入体中橄榄石Mg、Ni含量的制约:原理、模式及Voisey's Bay侵入体样品研究

镁铁质-超镁铁质岩浆结晶分离早期形成镁铁矿物,镁铁矿物中的Ni和Mg是相容元素。随着结晶分离作用的进行,Ni、Mg在硅酸盐岩浆及后形成的硅酸盐物质中的丰度下降。橄榄石中Ni含量及硅酸盐物质MgO/FeO比值都与母岩浆的相关值相关,据此可推断母岩浆的信息,它们之间可由实验测得的系数相联系。当岩浆饱和硫化物时,在结晶分离过程中硫化物珠滴会与镁铁硅酸盐物质一道析出,同时,与硫化物非饱和岩浆相比,过多的Ni会随之析出。这也反映在Ni、Mg含量比无硫化物分离时有更迅速的降低上。Ni、Mg含量变化值可以在VoiseysBay侵入体的模式曲线上反映出,加拿大Labrador的这一侵入体赋存了一个世界级的Ni-Cu-Co硫化物矿床。过去的作法是将侵入体中橄榄石的Ni、Mg含量与Simkin和Smith得出的各种火成岩中橄榄石的Ni、Mg含量相比较以确定Ni亏损,进而假定橄榄石来自硫化物饱和、有经济价值的岩浆。现在的研究显示这种简单的对比会导致错误。将样品数据与模式曲线对比并反映出侵入体矿物结晶堆积特征是重要的方法。使用这一方法,样品数据能很好地被模式曲线拟合。以在VoiseysBay的研究为例,当硫化物液相与硅酸盐矿物被去除后,硫化物非饱和的分离作用期就会显现出来,随后是硅酸盐结晶作用期。     

橄榄石成分对东昆仑夏日哈木超大型镍钴矿床岩浆过程的约束

橄榄石是与镁铁-超镁铁质岩浆有关的铜镍硫化物矿床中最主要的造岩矿物之一，其成分记录了丰富的镍成矿信息，并可反映母岩浆成分组成、结晶分异过程及后期物质交换等。东昆仑夏日哈木镍钴矿床是全球铜镍硫化物矿床勘查20余年来最为重要的找矿发现之一，将逐步成为中国重要的镍钴资源基地。本文在大量镜下岩相学观察的基础上，对夏日哈木矿床橄榄石进行系统电子探针分析。分析数据表明，夏日哈木橄榄石Fo值为83.01~90.12；Ni含量为676×10-6 ~2845×10-6，Mn、Ca含量均较低，最大值分别为2457×10-6和650×10-6。“巨型”斜方辉石包裹的橄榄石成分自核心到边部Fo值和NiO含量均增高，表明含矿岩相形成时存在新鲜岩浆的补充，至少存在2次岩浆活动。橄榄石最高Fo值为90.12，反映夏日哈木镍钴矿床的母岩浆是Mg#值为0.73的高镁玄武质岩浆。硫饱和始于深部岩浆房母岩浆中少量橄榄石的结晶分异，早期熔离量较小，估算的橄榄石与硫化物熔体质量比大致为20：1。本次研究利用橄榄石成分约束了夏日哈木矿床岩浆的多期次活动，限定了母岩浆的成分性质与硫化物的熔离时机，可为矿床成因研究提供借鉴。