祁连-龙首山元古宙大火成岩省与金川型铜镍矿关系探讨

祁连-龙首山地区发育多处镁铁-超镁铁质岩体,其成矿表现及与金川矿床所代表的大规模岩浆事件的关系尚不清晰。本次研究通过区域地质建造对比、详细剖面刻画,岩石学、地球化学辅助,厘定了祁连-龙首山地区镁铁-超镁铁质岩体年代学格架与含矿性评价,初步表明金川超大型岩浆铜镍硫化物矿床是新元古代大规模岩浆事件的产物,可能与诺迪尼亚超大陆的裂解所导致的大火成岩省有关。在其外围,发育有多期镁铁-超镁铁质岩体,尽管南祁连化隆地区所发现的镁铁-超镁铁质岩体与金川铜镍矿为非同期的产物,但也表明是一期比较重要的岩浆铜镍矿成矿事件,对于拓展区域找矿实现找矿突破具有重要作用。     

甘肃龙首山东段小口子镁铁-超镁铁质岩体岩石学、地球化学及年代学研究

阿拉善地块南缘龙首山地区以产出新元古代的金川铜镍硫化物矿床而著名,围绕金川矿床外围寻找铜镍矿一直备受关注。小口子镁铁-超镁铁质岩体位于龙首山东段,主要由蛇纹岩、单辉橄榄岩、橄榄辉石岩组成,岩体中局部发现了星点状硫化物,硫化物由黄铁矿、黄铜矿组成,没有发现铜镍矿体,仅有部分磁铁矿化,前人研究认为小口子岩体可能是金川铜镍矿床同期的岩浆事件产物。本次研究通过岩石地球化学研究显示,小口子岩体镁铁比值为5.31~8.74,高于一般赋存铜镍矿岩体的镁铁比值。样品球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线为平坦型,稀土元素总量低,暗示岩石具有橄榄石堆晶特征;Sr,Nd同位素研究显示:ε_(Nd)(t)=6.09~7.77,指示岩浆源区为亏损型地幔特征;微量元素比值与同位素模拟计算结果指示母岩浆经历了微弱的中上地壳物质混染。岩体中单颗粒锆石U-Pb年龄为284.4±3.5Ma,结合区域地质对比,小口子镁铁-超镁铁质岩体的形成背景可能与古亚洲洋的闭合或俯冲之后的伸展作用相关。     

龙首山几个镁铁-超镁铁质岩体比较

文章选择龙首山隆起区金川、塔马子沟、毛草泉、小口子、藏布台几个镁铁-超镁铁质岩体进行地质、地球化学比较研究,发现岩体普遍具有橄榄石堆晶特征,中段金川岩体以二辉橄榄岩为主要特征,外围岩体以单辉橄榄岩为特征.地球化学数据显示,这些镁铁-超镁铁质岩体处于相同的岩石系列,源区具有相似性,岩体含矿差异主要源自岩浆演化.结合地质综合场模型,提出金川外围岩体在龙首山隆起区,沿构造带东西长约80～100km范围存在金川深部岩浆房响应的产物.     

与镁铁－超镁铁质岩石有关的矿床类型

本文综述了近年来的研究成果,介绍了与镁铁质-超镁铁质岩有关的矿床类型和成矿作用。重点讨论的矿种有钒钛磁铁矿、铜-镍、铬铁矿、磁铁矿、铂族、钴、金、镁、磷灰石、金刚石、石棉、蛭石、宝玉石等,涉及的矿床成因类型主要有:岩浆型(包括岩浆熔离、贯入、分异和爆发型)、热液型、矽卡岩型、变质型、火山喷溢型、风化型(包括风化壳和砂矿)以及复合型等。从勘查找矿考虑,可从含矿镁铁-超镁铁质岩石类型入手,结合矿床成因类型和产出构造环境因素,将矿床分为与深成岩、浅成岩和喷出岩有关的三大类和若干亚类矿床,并详细介绍了各类的主要矿床类型、成矿地质特征、成因特点和矿床实例。在此基础上,对与镁铁-超镁铁质岩有关的成矿作用进行了4个层次讨论,包括单一矿床的复合成矿作用、杂岩体本身的不同矿床类型和矿种的组合、不同镁铁-超镁铁质岩套之间的伴生,以及与非超镁铁质岩套的共生与组合。     

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。     

龙首山岩带典型镁铁-超镁铁质岩体岩石地球化学特征

通过龙首山岩带中几个典型镁铁-超镁铁质岩体样品的岩石地球化学分析,对金川超镁铁质岩体与其外围镁铁-超镁铁质岩体的形成演化关系进行探讨,结果发现:这些岩体处于相同的构造环境,样品点整体为亚碱性拉斑玄武岩系列,随M g#值的增加,C aO,A l2O3,N a2O,K2O值具有连续减少的趋势,指示了它们存在连续的岩浆演化关系;稀土与微量元素分析,蛛网图整体具有右倾特征,龙首山岩带中段岩体有明显δEu负异常,东、西段岩体样品有δEu正异常或无异常,暗示中段岩体较外围岩体经历了更完全的分离结晶作用;结合前人对金川所做的S r-N d同位素等资料,证明金川岩体的岩浆源区为富集型地幔。     

青海省夏日哈木铜镍矿床岩石地球化学特征及其意义

新发现的青海省夏日哈木超大型镍矿床,在国内是仅次于金川岩浆铜镍矿床的第二大矿床。矿区发育5个镁铁-超镁铁岩体,目前仅Ⅰ号镁铁-超镁铁岩体内发现了具有经济价值的超大型矿体,其他4个岩体多为镁质橄榄岩及榴辉岩,是多种构造体制叠加岩浆活动的结果。分析发现Ⅰ号岩体所有岩石的SiO_2含量为34.11%~54.28%,其m/f值为2.01~4.93,属铁质系列的镁铁-超镁铁岩石。通过对橄榄石Fo值与Ni含量研究表明,存在多期次的岩浆成矿作用,橄榄石Fo值与Ni含量正相关和负相关的协变关系,说明存在早期硫化物不混溶作用。结合区域年代学综合分析认为,夏日哈木超大型岩浆铜镍硫化物矿床的形成,是早泥盆世早期岩浆活动于柴达木盆地边缘东昆仑造山带夏日哈木地区具体的成矿表现。在其Ⅰ号和Ⅱ号岩体的深部,仍具有较大的找矿潜力,而其他3个镁铁-超镁铁质多以镁质橄榄岩为主,不具备镍矿成矿条件,可能没有发现铜镍矿的经济价值。     

甘肃龙首山岩带西井镁铁质岩体成因及其构造意义

西井岩体位于北祁连造山带以北,阿拉善地块西南缘的龙首山隆起带。以往的研究多以沿龙首山断裂分布的镁铁-超镁铁质岩带作为和金川岩体相关的岩浆事件进行,而本次选择西井镁铁质岩体进行了精确的地质年代学和地球化学研究,确定了西井岩体岩性主要为橄榄辉石岩和辉长岩,成岩时代为 (421.0±9.0) Ma,可以和北祁连高压变质带榴辉岩年龄相对应;ε_Nd(t)为4.06~5.52,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i为0.704 548~0.707 575,具有地幔岩石圈特征;微量元素及其同位素计算表明西井岩体经历了约10%的下地壳物质混染。据此得出西井岩体及其龙首山岩带早志留世镁铁质侵入岩体成因模式为:祁连洋壳连续俯冲过程中洋壳与陆壳分离,热的软流圈物质持续冲击地幔岩石圈的底部;由于热传导效应,大地热流沿着地幔岩石圈上升,使得80 km深度的湿的橄榄岩层发生熔融,产生玄武质岩浆作用,玄武质岩浆上升过程中与下地壳物质发生约10%混染,形成西井岩体及其龙首山镁铁超镁铁质岩带。     

塔里木南缘达拉库岸含铜镍矿杂岩体的地球化学及含矿意义

超镁铁质岩石在地表分布较少,但在火成岩研究中却占有十分重要的地位.因为不管是岩浆成因还是构造成因,这类火成岩基本上都是来自地幔,是研究地幔物质组成最直接的对象.镁铁质-超镁铁质岩体是岩浆硫化物矿床和岩浆氧化物矿床的重要载体.在塔里木南缘的且末县和民丰县南部浅山区,有一条近东西向的基性-超基性杂岩带,长约300 km,已知岩体100多个,达拉库岸岩体是其中最具代表性的杂岩体之一.前人多认为该岩带属蛇绿岩套的组成部分,现已发现个别岩体中赋存镍铜矿(化)体.可见该岩带中既有镁质超基性岩又有铁质基性-超基性岩.达拉库岸岩体是新发现的赋存镍铜矿(化)体的岩体之一.目前尚未对该岩体进行深入的岩石学、地球化学等研究.     

东昆仑夏日哈木镍成矿赋矿机理认识与找矿方向指示

东昆仑造山带夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿体全部赋存于Ⅰ号镁铁超镁铁质岩体内,118万t镍,23.8万t铜,4.3万t钴,是迄今为止全球造山带背景发现的规模最大的岩浆镍钴矿床。与传统的大火成岩省、大陆边缘裂谷等成矿构造背景认识明显不同,对其含矿性特点与成矿赋矿机理认识有助于揭示造山带背景岩浆镍钴硫化物矿床形成机制和成矿模式,指示进一步找矿方向和岩体含矿性评价,拓展东昆仑造山带镍钴硫化物矿床的找矿空间,实现找矿新突破。笔者通过对夏日哈木岩浆镍钴硫化物矿床的岩(矿)体地质特点、矿物学及地球化学的研究,并结合前人的区域构造背景研究成果及野外实际,发现地壳S的混染加入是导致夏日哈木镁铁超镁铁质岩浆硫化物熔离的关键因素,斜方辉石含量高的岩相更有利于赋存富矿体。提出夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床是伴随古特提斯洋演化开始大陆裂解、镁铁超镁铁质岩浆多次脉冲叠加硫化物熔离成矿结果的认识,大断裂为地幔岩浆上侵提供了有利条件。东昆仑造山带沿昆北、昆中断裂带于夏日哈木镍钴硫化物矿床北西、南东方位发育的岩体、铁质系列的镁铁超镁铁质岩相是该区域进一步找矿的重要方向。     

吉林省红旗岭矿区铜镍硫化物矿床成矿规律、矿床成因、找矿标志

红旗岭镍矿区是我国岩浆岩型铜镍硫化矿床的主要矿化集中区之一,在本区内出露的镁铁-超镁铁质岩所划分的3个岩带中,有的岩体含铜镍矿,有的不含矿.通过近期在区内开展的全国危机矿山找矿中所形成的资料及从构造控岩控矿、岩性控矿、成矿与岩石类型的关系进行对比,对区内镁铁-超镁铁质岩体的综合找矿标志进行总结,为今后在区内寻找隐伏岩体及其含矿性的评价提供一定的理论依据.     

阿尔金地区长沙沟镁铁-超镁铁质岩体中橄榄石成分的指示意义

新疆阿尔金地区长沙沟镁铁-超镁铁质岩体,被学者(董显扬等,1995;刘良等,1998;张旗和周国庆,2001;李向民等,2009)认为和其他70余个沿阿尔金南缘断裂两侧产出的镁铁质-超镁铁质岩体一样,都具有蛇绿岩带性质,均属于"阿帕-茫崖蛇绿岩(混杂)岩带".笔者团队通过参与开展长沙沟岩体普查和305科技攻关项目,认为长沙沟岩体具有裂谷型层状镁铁-超镁铁质杂岩体地质特征(马中平等,2009),且在岩体内东部和西部地表分别发现长清铁矿和大量的铜镍硫化物矿化线索等.层状岩体和矿化线索的发现标志着长沙沟岩体具有形成岩浆硫化物矿床和氧化物矿床的条件和地质背景,为该地区开展进一步找矿工作提供了新的思路.     

吉林红旗岭铜镍矿床的地质特征及成因

红旗岭铜镍矿床地处华北地台和吉黑地槽系接触带———辉发河断裂带内 ,属大型铜镍硫化物矿床。矿区出露地层为下元古界呼兰群变质岩系。呈北东向展布的辉发河断裂具有切割深度大、继承性活动频繁等特征 ,由该断裂构造活动派生的北西向构造构成区域性重要的控岩控矿构造 ,控制超镁铁、镁铁质岩体及铜镍硫化物矿体在空间上呈北西向产出。与铜镍矿成矿有关的岩体具有复合杂岩体特征 ,多属辉长岩—辉石岩—橄榄岩型镁铁—超镁铁质岩。铜镍矿体呈似板状、脉状、透镜状及囊状等赋存于镁铁—超镁铁质岩体内。岩矿石微量元素特征、稀土元素地球化学特征均反映其为地幔部分熔融作用的产物 ,且矿石与镁铁—超镁铁质岩具同源性 ,矿床属岩浆深部熔离分异成因     

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     

新疆北部岩浆铜镍硫化物矿床地质分布特点与成矿背景探讨

新疆北部地质构造演化复杂,多阶段演化中岩浆活动与成矿作用规模并不均衡。而二叠纪却是天山成矿带大规模岩浆活动和金属成矿作用的高爆发期。本研究紧紧围绕镁铁-超镁铁质侵入岩体及岩浆铜镍硫化物矿床,从地质分布特点、含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点,系统研究深部相应岩浆作用的地质背景。通过典型矿床的深入剖析,破解制约找矿突破的控制因素,系统阐述了板块构造与地幔柱体制叠加并存的地质特征与成矿表现。新疆北部发育了5条镁铁-超镁铁质侵入岩带,东天山、北山及喀拉通克岩带具有较好的成矿表现,在时间上与塔里木隐伏大火成岩省密切相关。塔里木克拉通深部熔融的地幔物质,围绕刚性塔里木克拉通边缘不断上涌,并与表壳物质发生交换,随着俯冲板块的持续和减弱,深部上涌的地幔物质不断加强,先后形成因深部地幔物质多寡而金属聚集的不同矿床类型。围绕塔里木大火成岩省的周缘或造山带中,是岩浆铜镍硫化物矿床重要的理论研究基地和找矿方向。     

青海省柴达木南北缘岩浆熔离型镍矿的找矿——以夏日哈木镍矿为例

夏日哈木铜镍矿是在东昆仑造山带首次被发现的岩浆熔离型矿床,该类型矿床是青海省铜镍矿勘查研究方向之一.笔者通过夏日哈木镍矿成矿特征研究认为:碰撞伸展环境是夏日哈木超大型镍-钴硫化物矿形成的基本条件,成岩成矿年龄集中于早泥盆世,岩体侵位于古元古代金水口白沙河组,参与后期混染成矿作用.对柴达木南北缘岩浆熔离型镍矿的成矿条件分析发现:泥盆纪热事件显示柴达木盆地南、北缘在该期均发生了碰撞伸展作用和成矿作用,镁铁质-超镁铁质岩均侵入古老地层,地层硫参与成矿作用;成矿镁铁质-超镁铁质岩体与物探磁异常,Ni、Co、Cu组合异常相对应.综合分析,柴达木南北缘岩浆熔离型镍矿的找矿潜力大,提出了今后柴达木南北缘岩浆熔离型镍矿勘查重点是柴达木南缘的昆中岩浆弧带、柴达木北缘高压变质岩带、欧龙布鲁克陆块.     

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.     

寄主岩浆硫化物和氧化物矿床的镁铁质-超镁铁质岩体对比分析与成矿过程评述

镁铁质-超镁铁质岩体是世界上岩浆硫化物(Ni-Cu-PGE)和氧化物(Fe-Ti-V-P)矿床的主要载体.全球主要岩浆硫化物和氧化物矿床均可以产于大火成岩省、克拉通区的裂谷带或伸展环境、褶皱带内的后碰撞伸展环境.寄主岩浆硫化物矿床的岩体规模相差甚大(从6×104km2到＜0.1km2),既有超镁铁质岩石组合也有镁铁质岩石组合,但其原生岩浆主要为拉斑玄武质岩浆.含镍铜的铂族元素矿床主要赋存于规模很大的层状岩体中,而镍铜硫化物矿床主要赋存于小岩体中.寄主钒钛磁铁矿或磁铁矿矿床的岩体主要是以辉长岩为主的层状杂岩体.寄主钛铁矿-磷灰石矿床的岩体均为层状的斜长岩-纹长二长岩-紫苏花岗岩岩体.尽管其岩石组合相差很大,但其原生岩浆均属拉斑玄武质.寄主硫化物矿床的岩体相对富Si、Mg、Cr、Ni,而寄主氧化物矿床的岩体相对富Fe-Ti-P-V,造岩矿物晶体化学也反映了这种差异.对全球主要含矿岩体的对比分析表明,导致这种反差的主要控制因素应该是岩浆生成时的压力状态,源区性质和熔融程度的差异可能只在局部范围内起作用.对岩浆硫化物矿床成矿过程的认识集中体现在金川模式和岩浆通道模式上,对岩浆氧化物矿床成矿过程的认识体现在氧化物和磷灰石是堆晶相还是从不混溶的矿浆中结晶的.对比分析表明,成矿过程具有多样性,试图用一种模式概括所有同类矿床成矿过程的想法未必可取.毫无疑问,适宜的氧化还原环境是形成岩浆矿床的必要务件,伴随岩浆演化及成矿过程的氧速度变化及其诱因问题尚待进一步探索.     

东天山镁铁-超镁铁岩含矿性评价以及Cu-Ni(PGE)成矿规律与隐伏矿定位预测

新疆镁铁-超镁铁质岩分布广泛,是我国铜镍矿床的主要产地之一,占全国探明镍储量的13. 8%,占新增镍储量的90%以上.东天山成矿带是中亚造山带的重要组成部分,也是世界上典型的增生型造山带,早二叠世后碰撞驰张构造阶段,大量镁铁-超镁铁岩沿深大断裂带上侵,形成了一系列岩浆铜镍硫化物矿床.     

北大山镁铁质—超镁铁质岩体地球化学特征及形成构造环境

阿拉善地块南缘是镁铁质—超镁铁质岩体的重要分布区,自北向南可分为北大山岩带、龙首山岩带和北海子岩带。本文主要以北大山岩带为研究对象,通过对野芨里岩体、青疙瘩岩体及鄂博沟岩体的岩石学、岩石地球化学、微量元素、稀土元素等研究,探讨了北大山镁铁质—超镁铁质岩体的成因类型和形成构造环境。3个岩体主量元素特征显示Mg#=76~87,橄榄岩类w(Al2O3)=3.2%~5.2%,但辉长岩、辉绿岩类明显高于该值,说明北大山镁铁质—超镁铁质岩熔融程度整体不高,该区岩体属于镁质超基性岩,并且具有富铁趋势;稀土元素特征显示稀土总量(ΣREE)在5.68×10-6~11.5×10-6之间,野芨里岩体LREE稍富集,而青疙瘩及鄂博沟岩体LREE明显富集;微量元素特征显示北大山镁铁质—超镁铁质岩体的成岩构造环境为板内拉张环境,岩浆在侵位过程中受到上地壳的混染作用,微量元素原始地幔标准化蛛网图显示Ni明显亏损,有利于镍成矿。