“小岩体成大矿”的核心——岩浆通道系统成矿原理、特征及找矿标志

"小岩体成大矿"是根据我国岩浆硫化物矿床找矿勘探实践提出的独创性的理论,其核心就是现今被广泛研究的"岩浆通道系统成矿"。结合典型的矿床实例,系统分析总结了产于岩浆通道系统上小型含矿岩体的主要特征、小岩体形成超大型矿床的关键因素以及岩浆通道系统型矿床的找矿方向和标志,以期促进对该类型矿床的进一步研究。     

岩浆岩成矿作用与找矿勘查——对小岩体成矿的初探

<正>小岩体成大矿是汤中立院士针对岩浆硫化物矿床于20世纪90年代提出的岩浆岩成矿理论,并通过不断的研究和深化完善,进一步明确了小岩体岩浆矿床及小岩体成大矿的定义和概念。汤院士等人对中国的岩浆硫化物矿床重新进行分类,提出了小岩体成矿体系(汤中立等,2011)。随着科技的发展,国内外对矿产的需求量越来越大,这就更加迫使我们在找矿方向有大的突破。小岩体成大矿理论对我们寻找某些隐伏     

运用小岩体成矿理论指导勘查实践——以甘肃干沙鄂博和哈马尔达巴小岩体含矿性评价为例

“小岩体成大矿”是汤中立院士于20世纪90年代提出的成矿理论（汤中立等,1991;汤中立,1995,1996）,当时主要针对岩浆硫化物矿床,近年来汤院士又对中酸性岩浆矿床开展研究。本文在理解汤院士总结的小岩体成矿类型、成矿作用、成矿模式概念的基础上,对甘肃省部分与岩浆成矿有关的中大型矿床初步筛选并进行特征类比．旨在启发地质工作者和研究者,从就矿找矿角度,应用“小岩体成矿”理论,指导勘查实践。选择北祁连干沙鄂博碱性斑岩小岩体和中祁连哈马尔达巴小岩体,以勘查实践和初步找矿成果,为小岩体成矿理论提供新的素材和例证。     

岩浆作用成矿与找矿学术研讨会在西安召开 ——兼论对小岩体成矿禀赋条件的理解

"小岩体成大矿"是汤中立院士针对岩浆硫化物矿床提出的重要概念,已广为国内外学术界认可,经过多年的发展,这一理论在地质找矿实践中发挥着越来越大的作用。目前,这一成矿理论体系框架、成矿机理、成矿禀赋条件等还在不断完善和丰富中。近期汤中立院士对小岩体成矿禀赋概括为"小、广、大、高、浅(潜)"的5字特征。本文在学习理解小岩体成矿禀赋条件的基础上,对甘肃省部分小岩体成矿特征进行对比,以期在小岩体成矿理论指导下,部署勘查工作,实现地质找矿新突破。     

对小岩体成矿的认识及其找矿意义

小岩体成大矿是汤中立院士通过对岩浆铜镍硫化物矿床的勘查研究提出的学术认识,在矿床勘查实践中,发现小岩体成矿是存在于与侵入岩浆作用有关的内生矿床的普遍特征,研究小岩体成矿有助于深入认识成矿作用的关键环节和指导找矿实践。在讨论小岩体成矿的概念和定义的基础上,对小岩体成矿作用进行了分类研究,将其划分为岩浆不混溶和岩浆热液两大类型。岩浆不混溶类型又进一步划分为硫化物熔离和氧化物分凝两个亚类;岩浆热液类型则进一步划分为气液交代、气液充填交代和接触交代三个亚类。并对小岩体成矿的机理进行了认识总结,初步提出4种机制:深部熔离-多次贯入成矿、岩浆通道成矿、脉冲成矿和脉动与复合叠加成矿。讨论了隐伏和半隐伏小岩体识别的找矿价值和小岩体含矿性判别及其关键因素。     

岩浆成矿新探索——小岩体成矿与地质找矿突破

近年来,地质勘查工作取得的许多突破性进展多与小岩体岩浆矿床密切相关。因此,小岩体矿床作为主要的勘查研究方向之一已经越来越受到关注。在对"两类岩浆小岩体成大矿"(2006)、"小岩体成大矿的范畴及地质属性"(2008),以及"小岩体成矿体系"(2011)研究的基础上,进一步深入阐明小岩体成矿的内涵;完善了2类岩浆小岩体成矿的主要机制和10种成矿类型(基性-超基性岩深部熔离/结晶-贯入机制与中酸性岩头部气、液、矿质聚集成矿机制);指出了大型岩体成矿与小岩体成矿的本质区别及斑岩成矿与小岩体成矿的关系;总结了小岩体成大矿的优越禀赋(小、广、大、高、浅(潜))。同时,提出了在新一轮岩浆矿床勘查工作中应注意小岩体成大矿的典型特征、找矿方向及重点突破的远景区。     

为什么中酸性小岩体成大矿?

"小岩体成大矿"是对岩浆-流体成矿规律的科学总结,是找矿勘查的重要依据。笔者认为,中酸性小岩体成大矿的原因是在岩浆形成、演化过程中,小岩体比大岩体更容易富集成矿元素,更有利于成矿流体和物质运移,是更有利的成矿物质沉淀储集空间。     

加拿大Voisey’s Bay Ni-Cu-Co硫化物矿床岩浆通道成矿系统——小岩体成矿典型实例

Voisey′s Bay岩体(VBI)位于加拿大拉布拉多岛北部中元古代Nain深层岩套(NPS)中,Voisey′s Bay Ni-Cu-Co硫化物矿床的成岩成矿时代为1.34Ga。岩体主要由Western Deeps岩体和Eastern Deeps岩体组成,它们由1条隐伏的岩浆通道所连接,矿体就位于岩浆通道中,形成典型岩浆通道成矿系统。在Voisey′sBay地区同时代岩体有很多,相对于相邻的其他岩体来说,Voisey′s Bay岩体体积最小,到目前为止,只有Voisey′s Bay岩体形成了大型Ni-Cu-Co硫化物矿床,是小岩体成大矿的典型实例。     

甘肃金川Ⅱ号岩体辉石的地质意义

金川铜镍硫化物矿床是仅次于加拿大Sud-bury和俄罗斯Noril'sk-Talnkh的世界第三大在采镍矿,聚集了我国60%以上的可利用镍金属储量和约50%的PGE储量,并且仍有不小的找矿潜力(汤中立等,1995;宋谢炎等,2005).然而,赋存金川铜镍硫化物矿床的岩体只有1.34Km2,在如此小的岩体中聚集这样大量的铜镍硫化物,其成矿模式和成矿环境受到中外地质学家密切关注.汤中立院士(1990,1995)研究认为岩浆演化过程和硫化物熔离均发生在深部岩浆房,提出了"岩浆深部分异-熔离,依次贯入"的成岩成矿模式.Chai等(1992)则认为金川岩体是大型侵入岩墙的根部,为原地岩浆分异和硫化物熔离的产物,并且通过分析岩体中FeO和其他氧化物直接的关系,计算得到金川母体岩浆是高镁拉斑玄武质岩浆,橄榄石成分也证明金川岩体母岩浆为玄武质的(Chusi等,2004).     

小岩体成大矿学说的内涵和意义

内生金属成矿系统被认识到是一种复杂性动力系统,而成矿作用则是一种非平衡、非线性过程。在这种理论框架下,成矿作用首先是一种物理过程,成矿系统是一种流体驱动的地质子系统。小体积岩浆系统也是一种流体驱动的地质子系统,因而小岩体与内生金属成矿作用具有内在的联系,揭示小岩体与成矿作用的内在联系是实践复杂系统成矿理论的关键环节。笔者列举了流行岩浆热液成矿理论的一些常见矛盾,阐明了小岩体成大矿学说的重要意义。基于岩浆系统时空结构的分析,小岩体可以划分为无根小岩体和有根小岩体,后者可以进一步划分为头部小岩体和通道小岩体。由于流体中成矿金属的溶解度与P-T呈正相关,大型-超大型矿床主要与无根小岩体有关。在小体积岩浆成矿系统中,透岩浆流体起了关键作用。透岩浆流体不仅向岩浆体注入了大量成矿金属,也是岩浆快速上升的触发机制和多源区近同时部分熔融的根本原因。这种特征决定了小岩体往往呈岩体群产出,而不是孤立的单个岩浆侵入体。岩浆快速上升造就了成矿期的近场应力场以主压应力分布在竖直方向为特征,后者进一步决定了小岩体群的空间展布形式。据此,小岩体可作为有效的可填图找矿标志。可以说,小岩体成大矿学说为研究岩浆动力学打开了新的窗口,是区域成矿预测的基本依据和重塑内生金属矿床成矿学的里程碑。     

金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式

金川矿床是目前世界第三大在采铜镍硫化物矿床,其成岩成矿过程及侵位机制一直存在争议。近年来,岩浆通道系统成矿被越来越多的人所接受,正是由于岩浆通道系统这样特殊的开放系统为＂小岩体成大矿＂提供了成矿条件。通过对岩体的形态,以及岩体与围岩接触处的宏观和地球化学特征的研究,指出在岩体侵入前存在一组由F1、F2等拆离断层所组成的正断层系统,为金川岩体的控矿构造,且是与上一级岩浆房贯通的岩浆通道。而对不同矿体Cu、Ni及铂族元素变化趋势的总结和Ⅰ6行富铜隐伏矿体、Ⅱ2号矿体33-41行特富矿的研究,发现Ⅰ24号、Ⅱ1号与Ⅱ2号矿体的矿浆分别由两个不同的岩浆通道形成,指出了岩浆通道的可能产出位置,探讨金川铜镍硫化物矿床的岩浆通道系统成矿模型。     

两类岩浆的小岩体成大矿

小岩体岩浆矿床作为中国岩浆硫化物矿床的主要类型，越来越受到人们的关注。小岩体成大矿不仅在镁铁-超镁铁岩中如此，在中酸性岩中亦是如此。作者进一步定义了2类岩浆成大矿的小岩体规模即岩体的最大变化截面积可以大到n(n<10) km² ，小到0.00n km²，一般在1 km²左右或更小。提出了2类小岩体成大矿的主要机制和九种成矿类型，镁铁-超镁铁岩是深部熔离-贯入成矿机制（3种类型：深熔-复式贯入，深熔-脉冲式贯入，深熔-单式贯入），中酸性岩是头部气、液、矿质聚集成矿机制（6种类型：前锋式小岩体，斑岩小岩体，夕卡岩-斑岩小岩体，复式斑岩小岩体，单式小岩体，复式小岩体）。强调“小岩体成大矿”对新一轮岩浆矿床勘查具有重要意义，同时指出未涉及或未深入涉及的小岩体成大矿的空间还相当广阔，如铀矿、铁矿、金矿等等，还需要进一步研究和探索。     

岩浆铜-镍-铂族金属硫化矿床“深部熔离-贯入”成矿作用与模式——加拿 大伏伊希湾和中国金川矿床地质特征对比

通过对金川铜镍矿床地质、矿化特征与加拿大伏伊希湾(Voisey's Bay)铜-镍-铂族金属硫化物矿床进行系统对比分析,总结出这2个世界级铜镍硫化物矿床形成演化方面的相似性、可比性及其共同特点,即深部岩浆房含矿岩浆沿通道脉动式上侵,到上部表现为"小岩体,成大矿".成矿作用过程和模式表现为:①含矿岩浆的有序侵位显示岩浆在深部岩浆房停歇过程中曾发生熔离分异,形成岩浆、含矿岩浆、富矿岩.浆和矿浆分层结构;②成矿作用是在富有动力的岩浆环境下岩浆不连续(脉动式)上侵过程中发生的,岩浆熔融体富含挥发组分,上侵活动剧烈,围岩角砾化;③含矿岩浆沿相同的通道或越位上侵,在先期侵入岩体下侧或上方不同空间成矿;④岩浆运移过程中与围岩发生相互作用、组分交换和成矿物质的富集.深入阐明了含矿岩浆不连续(脉动式)上侵、后续岩浆补给和混合是镁铁一起镁铁岩体中硫化物被聚集在岩浆流动的通道内形成超大型铜镍硫化物型铂族元素矿床的重要机制.     

综合技术方法在寻找含矿岩浆通道中的应用——以四川杨柳坪岩浆铜镍硫化物矿床为例

依据"小岩体成大矿"和"岩浆通道理论",对杨柳坪铜镍硫化物矿床的岩浆通道进行研究,在充分梳理前人地质勘查成果的基础上,运用w(Pd)/w(Ir)、w(Ni)/w(Cu)在各矿体品位的变化规律判断含矿岩浆通道的运移方向,随后通过开展地质、地面高精度磁测和AMT法对深部地质特征进行研究,推断出深部岩浆通道的位置,提出了在杨...     

含矿岩浆通道对于岩浆铜镍硫化物矿床找矿工作的意义

“深部熔离-贯入式”岩浆铜镍硫化物矿床具有矿化比例极高、岩体岩相分带及矿体产状与原地分异、熔离机制不协调的特征.我国对这类矿床深部勘探策略和方法的研究相对滞后,尚未开展深部找矿工作.本文以金川矿床为重点,系统总结和归纳其地质特征和成矿有利部位,对比了与之成因类似的加拿大Voisey＇s Bay超大型岩浆Gu-Ni-Co硫化物矿床的成功勘探经验,阐述了这类矿床沿岩浆通道找矿的前景和巨大潜力.以金川矿床为实例,提出了这类矿床沿含矿岩浆通道开展深部找矿的策略和方法.     

利用熔浆热力学模型模拟金川岩体母岩浆成分和岩浆演化

岩体母岩浆成分是研究岩体形成的基础,而岩浆演化过程是岩体形成的关键,二者是岩石学家关注和研究的重点,也是一个难点.作为最具代表的"小岩体成大矿"的金川岩体,其成岩过程受到广大地质学家的密切关注.汤中立院士(1990;1995)经过长期的勘探和研究认为岩浆演化过程和硫化物熔离均发生在深部岩浆房,提出岩浆"深部分异-熔离,依次贯入"成岩成矿模式.Chai等(1992)则认为金川岩体是大型侵入岩墙的根部,为原地岩浆分异和硫化物熔离的产物,并提出金川岩体的母岩浆为高镁拉玄武岩.然而,进一步研究表明金川含矿岩体各主要岩相及矿体的产状和分布与原地结晶模式相矛盾,岩体硫化物熔离的深部岩浆房与岩浆侵位的浅部岩浆房在空间上是分离的(宋谢炎等,2005),岩体原生橄榄石Fo值表明橄榄石结晶于深部岩浆房(Chusi等,2004).     

岩浆铜-镍-铂族元素硫化矿床“深部熔离-贯入”成矿作用与模式——加拿大伏伊希湾和中国金川矿床地质特征对比

通过对金川铜镍矿床地质、矿化特征与加拿大伏伊希湾（Voisey’s Bay）铜-镍-铂族元素硫化物矿床进行系统对比分析,总结出这2个世界级铜镍硫化物矿床形成演化方面的相似性、可比性及其共同特点,即深部岩浆房含矿岩浆沿通道脉动式上侵,到上部表现为“小岩体,成大矿”。成矿作用过程和模式表现为：①含矿岩浆的有序侵位显示岩浆在深部岩浆房停歇过程中曾发生熔离分异,形成岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆分层结构;②成矿作用是在富有动力的岩浆环境下岩浆不连续（脉动式）上侵过程中发生的,岩浆熔融体富含挥发组分,上侵活动剧烈,围岩角砾化;③含矿岩浆沿相同的通道或越位上侵,在先期侵入岩体下侧或上方不同空间成矿;④岩浆运移过程中与围岩发生相互作用、组分交换和成矿物质的富集。深入阐明了含矿岩浆不连续（脉动式）上侵、后续岩浆补给和混合是镁铁—超镁铁岩体中硫化物被聚集在岩浆流动的通道内形成超大型铜镍硫化物型铂族元素矿床的重要机制。     

中国岩浆硫化物矿床的主要类型

母岩浆侵入现存空间之前，在深部就已发生了熔离作用和部分结晶作用，致使母岩浆分离为不含矿岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆，然后对现存空间一次或多次贯入成矿。这种成矿作用是小岩体成大矿的必备条件，这种深部熔离—贯入矿床，是中国最主要的岩浆硫化物矿床类型，也是世界主要的岩浆硫化物矿床类型之一     

小岩体成矿体系

我们曾经依据17个矿例,提出过"两类岩浆小岩体成大矿"。后来,又发表了"小岩体成大矿的范畴及地质属性",获得同行们的认可。随着地质勘查与研究工作的快速发展,这一领域的硕果累累,这次我们列出了28个实例,进一步提出《小岩体成矿体系》的认识,供大家讨论。1小岩体成矿体系的概念     

岩浆铜-镍-铂族金属硫化矿床“深部熔离-贯入”成矿作用与模式--加拿 大伏伊希湾和中国金川矿床地质特征对比

通过对金川铜镍矿床地质、矿化特征与加拿大伏伊希湾（Voisey′s Bay）铜- 镍-铂族金属硫化物矿床进行系统对比分析,总结出这2个世界级铜镍硫化物矿床 形成演化方面的相似性、可比性及其共同特点,即深部岩浆房含矿岩浆沿通道脉 动式上侵,到上部表现为“小岩体,成大矿”。成矿作用过程和模式表现为：①含矿 岩浆的有序侵位显示岩浆在深部岩浆房停歇过程中曾发生熔离分异,形成岩浆、 含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆分层结构;②成矿作用是在富有动力的岩浆环境下岩 浆不连续（脉动式）上侵过程中发生的,岩浆熔融体富含挥发组分,上侵活动剧烈, 围岩角砾化;③含矿岩浆沿相同的通道或越位上侵,在先期侵入岩体下侧或上方 不同空间成矿;④岩浆运移过程中与围岩发生相互作用、组分交换和成矿物质的 富集。深入阐明了含矿岩浆不连续（脉动式）上侵、后续岩浆补给和混合是镁铁 —超镁铁岩体中硫化物被聚集在岩浆流动的通道内形成超大型铜镍硫化物型铂 族元素矿床的重要机制。