黄山—镜儿泉铜镍矿带区域成矿规律探讨——以图拉尔根铜镍矿为例

黄山—镜儿泉铜镍矿带是新疆岩浆型铜镍矿研究程度较高的地区之一,前人勘查、探明的矿床有黄山、黄山东、葫芦、香山等大、中型铜镍矿。近几年来又相继发现和勘探了图拉尔根、黄山南大型铜镍矿,显示了该区带优越的岩浆型铜镍矿找矿潜力。由新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队发现并探明的图拉尔根铜镍矿位于黄山—镜儿泉铜镍矿带东段,目前已达大型镍矿规模,其发现和探明是黄山—镜儿泉铜镍矿带近10余年来的重大找矿突破。将图拉尔根铜镍矿纳入到区域铜镍成矿规律的研究当中,从成矿地质背景与时空分布、岩浆系列与岩石组合、成矿模式与组合成矿规律等方面,对黄山—镜儿泉铜镍矿带区域成矿规律进行了初步总结,以期对该矿带区域找矿勘查模式的建立提供借鉴。     

东天山图拉尔根大型铜镍矿区两个镁铁-超镁铁岩体的锆石U-Pb定年及其地质意义

图拉尔根铜镍矿位于新疆黄山-镜儿泉铜镍矿带东段,其发现和探明是近年来该区带找矿的重大突破。矿区内分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号3个小岩体,其中Ⅰ号岩体含矿性最佳,勘查程度也最高。Ⅰ号杂岩体为一同构造基性-超基性杂岩体,具有典型的环带状岩相分带结构。图拉尔根Ⅰ号岩体的辉长岩单颗粒锆石SHRIMP U-Pb精确定年结果为300.5±3.2Ma,而Ⅱ号岩体锆石SIMS U-Pb精确定年结果为357.5±2.5Ma,明显早于Ⅰ号岩体。Ⅰ号岩体成岩时代为晚石炭世-早二叠世,与东天山地区大多数镁铁-超镁铁岩体的形成时代相近,而Ⅱ号岩体时代为早石炭世,表明二者不是同期岩浆活动的产物,其形成背景与东天山早二叠世大规模成矿期的碰撞后伸展背景形成的基性-超基性侵入岩体不同。稀土元素及微量元素分析表明,两个岩体的轻重稀土分异明显,都为向右倾的轻稀土富集型配分模式,具负的Nb、Ta异常。但Ⅱ号岩体的斜率高于Ⅰ号岩体。Ⅰ号岩体富集大离子亲石元素Rb,Th轻微亏损,高场强元素Zr、Hf呈正异常,而Ⅱ号岩体明显亏损Rb,富集Ba,同时有Sr的正异常和Zr、Hf的明显负异常。Ⅰ号岩体微量元素具有Nb、Ta相对于Th、La亏损,Ba、Th、U含量高的特点,表现出地壳物质混染的特征。Ⅱ、Ⅲ号岩体目前所见均以辉长岩为主体岩石类型,含矿性较差。Ⅱ号岩体和Ⅰ号岩体微量元素富集特征不一致,也显示这两个岩体的母岩浆性质可能不尽相同,但两个岩体的微量元素特征都显示出遭受了一定程度的地壳混染,这对成矿是有利的。由于Ⅱ、Ⅲ号岩体发育有高磁、高重力和低阻异常,我们尚不能排除其深部产出矿化的可能性,有必要开展进一步的勘查评价。图拉尔根两个镁铁-超镁铁岩体的最新定年结果,将东天山地区与铜镍硫化物矿床相伴的镁铁-超镁铁质岩浆活动时限提前了10Ma,为在该区进一步找矿提供了年代学依据。     

东天山圪塔山口铜镍矿床铂族元素特征及对成矿过程的约束

圪塔山口铜镍矿床位于东天山黄山-镜儿泉-图拉尔根铜镍矿带东段,目前,规模已达小型,以星点状和稀疏浸染状矿石为主.矿石中Ni含量为0.16%~1.39%,Cu含量为0.02%~1.21%,Ni/Cu值为1.15~7.01.铂族元素总量含量较低,为13.11×10-9~828.09×10-9,矿石Pd/Ir值为13.9~20.8,表明成矿后热液活动对铂族元素影响较小.铂族元素原始地幔标准化配分曲线呈明显的左倾型,PPGE含量略高于IPGE.在Ni/Cu-Pd/Ir图解上,圪塔山口矿床母岩浆成分落入高镁玄武岩区域,与国内其他典型铜镍矿床成矿母岩浆性质一致.深部岩浆房内少量硫化物的熔离是导致矿石中PGE亏损的主要原因.铂族元素之间呈较好的正相关性,表明硫化物熔离后未发生明显的分离结晶作用.     

哈密图拉尔根镁铁-超镁铁岩磁法异常解释

图拉尔根镁铁-超镁铁岩型铜镍硫化物矿床航磁异常不明显,但地面磁法ΔT有4 000 nT异常幅值。在磁法异常不同高度上延,显示岩体向下有较大延伸,通过勘探剖面对比,推断由含矿岩体引起。揭示地面磁法在本区寻找此类岩体和铜镍矿床重要性。     

东天山图拉尔根铜镍硫化物矿床PGE和Re-Os同位素特征及其对成矿的约束

中亚造山带南缘东天山地区是我国战略资源Ni的重要产区,图拉尔根矿床是该地区众多铜镍矿床中以岩体高矿化比例为特色的矿床。图拉尔根杂岩体由晚石炭世基性岩体(辉长岩、角闪辉长岩)和早二叠世超基性岩体(二辉橄榄岩、角闪橄榄岩)组成,矿体呈透镜状、"悬浮"状产出于超镁铁岩体的中部和中上部,矿化类型为块状/半块状、海绵陨铁状、稠密/稀疏浸染状、星点状、斑杂状以及少量珠滴状矿化。不同类型矿石∑PGE变化较大(10.8×10-9~208×10-9),除块状矿石样品外,其他类型矿石(S < 15%) S与PGE、IPGE与PGE元素之间均显示良好正相关,表明PGE含量变化主要受控于R因子(100~5000)变化;块状矿石的上述元素间呈现离散现象,亦反映单硫化物固溶体分异的影响。母岩浆中Pt和Pd的显著亏损以及矿石中Cu和Pd的强烈解耦,表明图拉尔根母岩浆经历了深部硫化物的熔离。Pd/Ir比值揭示的高镁玄武质岩浆性质和含水地幔源区可能的低程度部分熔融,表明源区硫化物残留也可能造成PGE的亏损。图拉尔根矿床的187Os/188Os比值和γOs值显著高于造山带橄榄岩地幔和全球典型岩浆铜镍矿床,反映其成矿母岩浆受到地壳物质强烈混染;Os-Nd同位素端元混合模拟显示有限的硅铝质地壳混染难以解释高187Os/188Os比值,图拉尔根矿床的Os同位素信息主要受到地壳硫化物改造,因此外源硫加入是图拉尔根铜镍成矿的关键因素之一。     

河南周庵铂族-铜镍矿床的稀土和铂族元素地球化学特征: 热液成矿的证据

河南周庵超基性岩体蕴含大型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床,矿化带位于超基性岩体边缘与围岩的接触带.周庵超基性岩体轻稀土富集,其La/Sm_N比值为1.3～4.7,Sm/Yb_N比值为1.9～4.4,显示一定程度的LREE/HREE分异.原始地幔标准化的微量元素配分型显示弱的负Nb异常.岩体的M含量为70×10~(-60～2120×10~(-6),Cu含量为15×10~(-6)～1056×10~(-6);矿石的Ni含量为2592×10~(-6)～6549×10~(-6),Cu含量为1147×10~(-6)～3239×10`(-6).矿石的Ni/Cu比值(2.0～2.3)低于岩石样品(5-83).强蚀变矿化样品的PGE元素含量高于弱蚀变样品约一个数量级,所有样品的Pd/Ir和Pt/Ir比值高,Pd/Ir=1.4～21,Pt/Ir=2.4～22,表明PPGE相对IPGE富集.上述特征显示周庵岩体是构造侵位的地幔岩,岩体与围岩发生了较强烈的物质交换,含水流体交代作用导致了岩体-围岩物质交换和岩体边缘矿化.     

新疆哈密图拉尔根全岩矿化岩浆铜-镍-钴矿床地质特征及找矿方向

东天山图拉尔根铜镍矿区受控于康古儿—黄山韧性剪切带北东段的区域性韧性剪切带之次级断裂构造,断裂构造对该矿床的控制作用极为明显。矿区范围内现已发现3个镁铁质-超镁铁质杂岩体,目前只对一号岩体进行了勘探评价,已探明控制储量达大型规模。文章基于对一号杂岩体的矿床地质特点及其化探和物探特征的总结,试图建立该大型铜镍矿床的找矿评价模式。一号岩体以全岩矿化为特征,可分为4个岩相:角闪橄榄岩相、辉石橄榄岩相、角闪辉石岩相和辉长岩相,赋矿岩石主要为角闪橄榄岩、辉石橄榄岩,矿床属于与镁铁质-超镁铁质岩浆有关的岩浆熔离贯入型Cu-Ni-Co矿床,具有单期岩浆多次脉动上涌成矿的特征。岩体m/f介于3.1～4.8之间,属于铁质超镁铁岩类,且具有低钛、低碱、低Al2O3特征,含矿岩相具有高硫特征(S>1%)。化探显示图拉尔根地区位于Cu、Ni、Co组合异常区内,Ni异常峰值133×10-6,Cu异常峰值83×10-6。成矿元素Ni、Co、Cu在角闪橄榄岩、辉石岩中呈现富集趋势。物探显示岩体具有三高一低的地球物理异常特征。矿区位于区域性的重力高值异常区内,在高重力背景下,含矿岩体表现出明显的低阻、高极化及高磁异常特征。作者指出沿强变形带中间的中部弱韧性变形带追索含矿岩体,将对扩大找矿范围具有实际意义;岩体南西部可能为含矿岩浆上升就位的主要中心,这里角闪橄榄岩相也十分发育,应为矿化富集的有利地段。     

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%。     

新疆图拉尔根镁铁-超镁铁质杂岩体镍铜钴成矿岩浆作用过程:流体化学与碳同位素组成制约

东天山造山带的图拉尔根镁铁-超镁铁杂岩体为一个早古生代长期活动的幔源岩浆通道,大型铜镍钴硫化物矿体赋存于Ⅰ号超镁铁质岩体的顶部,不同类型岩石中辉石矿物的流体挥发份化学组成以H₂O为主（平均91%,5400.4mm³/g）,其次为H₂（2.0%）、H₂S（2.3%）和CO₂（2.1%）;赋矿角闪橄榄岩中CO₂和H₂S含量最高,辉长岩中流体挥发份含量低于辉石橄榄岩和橄榄辉石岩等岩浆早期结晶的岩石。CO₂和CH₄的δ¹³C值位于地壳与甲烷氧化的范围内,甲烷同系物的碳同位素组成具有正序分布模式,部分样品（TLG512）释出的CH₄和C₂H₆具有较重的δ¹³C值和反序分布特征。表明Ⅰ号岩体不同类型岩石可能是不同期次岩浆活动的产物,成矿岩浆具有富H₂O和H₂S的特征,可能起源于被流体交代的亏损地幔源区,混染壳源组分可能为俯冲板片来源蚀变沉积有机质组分。

     

新疆东天山图拉尔根大型铜镍矿床硫化物珠滴构造的特征及其对通道式成矿的指示

东天山图拉尔根岩浆铜镍硫化物矿床中产出一种不常见的硫化物珠滴状构造。这些硫化物珠滴粒度在5~20mm左右,是由磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等硫化物矿物组成的斑杂状硫化物集合体。野外观察发现硫化物珠滴具有各种几何形态,产出在稀疏浸染状硫化物和无矿化的辉石岩之间的部位。对图拉尔根杂岩体中发育的24个硫化物珠滴的统计结果显示,平缓厚层状矿化部位的硫化物珠滴呈水平方向拉长,陡倾薄层状矿化部位的硫化物珠滴呈陡倾拉长,珠滴的拉长方向和矿体的延伸方向一致。这表明在含矿母岩浆上升就位到中上地壳的过程中,硫化物珠滴受到熔浆流动的控制,因而其形态可以很好地指示通道式成矿硫化物熔体运动的方向。 硫化物珠滴的矿相学和电子探针数据表明其具有向地性特征,即磁黄铁矿和镍黄铁矿先结晶,沉淀在下部; 珠滴上部为后结晶的黄铜矿和其它富铜硫化物。这种元素分布可能对贯入块状硫化物矿石同样适用。碲化物和铋化物在硫化物珠滴中的含量明显高于其在早结晶的浸染状硫化物中的含量,表明富Te和Bi等元素及挥发份的熔体是在岩浆演化后期开始富集结晶的。     

东天山图拉尔根铜镍硫化物矿床综合信息找矿模型的应用

图拉尔根铜镍矿位于东天山黄山-镜儿泉铜镍成矿带的东段,是近年来新发现的具大型成矿远景的岩浆型铜镍硫化物矿床.通过系统研究区域成矿地质环境、矿床特征、地球物理特征、地球化学特征等找矿信息的基础上,对图拉尔根铜镍矿床不同尺度的地质、物探、化探等致矿地质异常信息进行提取,在地质异常理论指导下,尝试性地建立了图拉尔根铜镍矿基于...     

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。     

东天山圪塔山口镁铁-超镁铁质岩体地球化学、锆石U-Pb年代学及其对Ni-Cu成矿的指示

新疆新近发现的圪塔山口镍铜硫化物矿床位于东天山康古尔-黄山镍铜硫化物成矿带的东端。矿区包含4个镁铁-超镁铁质岩体,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号岩体均见镍铜硫化物矿化。本文利用SIMS锆石U-Pb法测得Ⅰ号矿化岩体辉长岩年龄为282.6±1.9Ma,不仅与东天山地区其它含Ni-Cu矿化的镁铁-超镁铁质岩体形成时代一致,而且与塔里木玄武岩、镁铁质岩墙及北山地区的镁铁-超镁铁质岩体形成时限相一致。其形成可能与造山后伸展背景下的地幔柱叠加作用有关。地球化学数据表明圪塔山口岩体具有高Mg特征,除2个辉长岩样品m/f值较低外,其余14个样品集中于2.73~5.05之间,属铁质超基性岩。岩石稀土元素配分模式为右倾式,轻、重稀土比2.64~3.39;含长角闪辉橄岩及部分含长角闪橄辉岩和含长橄辉岩δEu具正异常,可能与这3个岩相中存在斜长石的结晶有关。微量元素蛛网图表明岩石富集大离子亲石元素Cs、Rb、Ba、K、Sr,富集高场强元素U、Pb,亏损高场强元素Th、Nb等特征。主量元素SiO₂-（Na₂O+K₂O）与（FeO^T/MgO）-FeO^T图解、微量元素相关图及微量元素比值相关图说明圪塔山口岩体成岩物质为来源于亏损地幔的钙碱性玄武质岩浆,成岩作用以岩浆结晶分异为主导,并受到地壳的混染作用,具有较好的镍铜硫化物矿床成矿潜力。     

东天山香山铜镍-钛铁成矿与两类岩浆演化关系探讨

香山矿床是东天山唯一一个铜镍矿体与钛铁矿体共存的复合型矿床,目前普遍被认为是同源岩浆高度演化的产物。但为何区内众多同时代镁铁-超镁铁质岩体中只有香山岩体产出有大型钛铁矿床?这一问题仍有待进一步探讨。本文通过系统对比香山与其相邻的黄山东、黄山和黄山南等典型铜镍矿的地球化学特征、母岩浆性质及岩浆演化过程,认为香山岩体母岩浆相对其相邻典型铜镍矿床并不富集Fe和Ti,且其母岩浆早期演化过程及分异演化程度相似。模拟计算表明:岩浆体系早期都处于较还原的环境(f_(O_2)QFM+1),而且都发生了大量橄榄石、斜方辉石和单斜辉石的分离结晶和硫化物的熔离,由此消耗了岩浆体系中大量的Fe,导致残余岩浆中Fe含量降低;另外在岩浆演化的各阶段,尤其到岩浆演化后期,大量角闪石的结晶进一步降低了残余岩浆中的Fe和Ti的含量,不能造成Fe和Ti的逐渐富集,据此我们认为同源岩浆演化不具备形成钛铁矿床的物质基础。通过初步对比东天山地区典型铜镍矿床和钛铁矿床与该地区早二叠世两类玄武岩的地球化学特征及演化趋势,我们初步推测东天山地区铜镍成矿与钛铁成矿是两类不同性质岩浆独立演化的产物,铜镍成矿可能与拉斑玄武质岩浆演化密切相关,而钛铁矿则可能与碱性玄武岩演化密切相关。     

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。     

新疆香山铜镍硫化物矿床岩浆深部过程与找矿方向探讨

香山铜镍矿体主要赋存于香山中岩体,与东天山地区其他典型铜镍矿床形成时代、岩浆源区性质、部分熔融程度及构造背景一致, 香山铜镍矿床中镁铁-超镁铁岩在岩体中所占比例小于20%,明显低于图拉尔根矿床超镁铁岩比例(约90%),暗示与图拉尔根矿床相比香山地区铜镍矿剥蚀深度较小, 深部具有继续寻找超镁铁质含矿岩体的潜力。香山矿床3个主要矿体(Ⅰ-1、Ⅰ和Ⅱ号矿体)由西向东Cu含量逐渐降低, Ni/Cu平均值分别为1.49、1.74和2.25, 呈逐渐增加的趋势, 且由西向东超镁铁岩比例变大, 这都表明含硫化物珠滴的岩浆流动为由东向西。高精度重力和磁法测量表明香山东和香山中岩体深部应该是相连的, 二者结合部位是深部含矿岩浆上升的通道。可控源音频大地电磁测深(CSAMT)揭示深部存在低阻异常体, 结合已施工的ZK4401和ZK5202地质资料, 认为该低阻异常体为含矿超镁铁岩的主体, 是下一步深部找矿的重点勘查对象。     

东天山图拉尔根Ⅲ号岩体锆石年龄及地质意义

东天山地区图拉尔根大型铜镍硫化物矿床矿区有三个镁铁-超镁铁质岩体。Ⅰ号岩体(矿床)岩相由角闪橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩与辉长岩组成,不同岩相之间为过渡接触;不同岩相样品的稀土元素配分曲线图显示平行过渡变化,证明各岩相是同一个岩浆系列演化。Ⅱ、Ⅲ号岩体由角闪辉长岩组成,相对Ⅰ号岩体富集Ti、P,具有明显的Zr、Hf亏损,微量稀土元素配分曲线存在明显差异,证明图拉尔根Ⅰ号岩体(矿床)与北部Ⅱ、Ⅲ号岩体不是同一个岩浆源区演化的产物。Ⅰ号岩体的成岩年龄为300.5±3.2Ma,Ⅱ号及Ⅲ号岩体形成于357.5±2.5Ma与351±4Ma,虽然这三个岩体走向一致,但年代相差大于50Ma,前者对应于东天山地区后碰撞伸展期(320～252Ma),属于拉伸环境,后者对应于区域主碰撞期(349～330Ma),属于挤压环境。     

东天山圪塔山口铜镍矿区镁铁-超镁铁质岩体橄榄石与尖晶石矿物学特征

新近发现的圪塔山口含铜镍矿化镁铁-超镁铁质岩体位于新疆东天山黄山-镜儿泉铜镍矿带东端,共有4个镁铁-超镁铁质岩体,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号岩体均见铜镍硫化物矿化,研究表明其形成时代(282Ma)及岩浆来源与东天山地区其它铜镍矿化镁铁-超镁铁质岩体一致。本文对主要造岩矿物橄榄石及副矿物尖晶石进行了显微镜下观察及电子探针分析,结果表明橄榄石Fo值介于83.1~86.6之间,平均85.2,为贵橄榄石,其Ni含量变化于1273×10-6~2719×10-6,平均1918×10-6;尖晶石根据铝含量的不同可以分为高铝和低铝两种。圪塔山口岩浆为地幔源区发生15.8%~18.8%的部分熔融,并有过剩橄榄石加入的玄武质岩浆经结晶分异作用形成的派生岩浆。对橄榄石分离结晶和硫化物熔离的计算模拟表明橄榄石结晶前,岩浆已经达到S饱和,结晶过程始终伴随硫化物的熔离作用,虽然早期结晶的橄榄石与硫化物熔体间发生了Fe-Ni交换,但仍有很好的铜镍成矿潜力。     

东天山香山铜镍硫化物矿床矿石矿物特征及成矿意义

著名的东天山黄山—镜儿泉铜镍成矿带中有许多成因相似的铜镍矿床,本文在野外调查和镜下鉴定的基础上通过电子探针成分测试,对香山铜镍矿床矿石矿物成分做了详细研究,将矿石矿物划分为Fe-S系列、Fe-Cu-S系列、Fe-Co-Ni-S系列、Fe-Co-Ni-As系列、Fe-Co-Ni-As-S系列和碲化物。根据矿物共生组合特征,将成矿过程划分为岩浆熔离成矿期、岩浆热液成矿期和表生风化期;通过矿物成分晶体化学式计算,阐述了矿物的赋存状态和成因。香山岩体锆石U-Pb年龄(285±1.2)Ma髴,镍黄铁矿Re-Os等时线年龄(298±7.1)Ma[1],成岩、成矿年龄具有一致性。