塔里木克拉通东北缘二叠纪镁铁质岩浆氧化物与硫化物成矿条件对比

塔里木克拉通东北缘坡北、磁海等地二叠纪幔源岩浆活动形成了镍钴硫化物矿床和铁钴氧化物矿床,两者赋矿镁铁-超镁铁岩体的年龄相近(290～260 Ma),主、微量元素和Sr-Nd-Hf同位素组成相似,分配系数接近的微量元素比值分布于相同趋势线,揭示两者岩浆源区相同,可能为俯冲板片流体交代的亏损地幔或软流圈地幔。两类矿床镁铁-超镁铁质岩中Co与Ni含量正相关,Co主要富集在基性程度高的岩石中;块状硫化物与磁铁矿矿石中Co与Ni相关性差,Co和Ni具有不同的富集机制,Co热液富集作用明显。北山镁铁-超镁铁杂岩体是地幔柱相关软流圈上涌,诱发俯冲板片交代的亏损岩石圈地幔发生部分熔融,形成的高镁母岩浆演化过程中经历壳源混染、硫化物饱和富集镍钴形成铜镍钴硫化物矿床,富铁母岩浆氧逸度高、富水,岩浆分离结晶磁铁矿、叠加热液作用富集钴,形成铁钴氧化物矿床。     

中国岩浆铜镍钴硫化物矿床成矿理论创新和找矿突破

中国岩浆铜镍钴硫化物矿床是国家镍、钴、铂族元素等战略性关键金属资源的主要来源,是需要特别关注的具有未来价值的重要矿床类型。该类矿床来源于上地幔,特别是软流圈的部分熔融形成的镁铁质、超镁铁质岩浆,硫化物液相?硅酸盐熔体的不混溶（熔离）作用是成矿的主要机制。它们主要形成于两种背景:大陆裂谷和造山带中的伸展环境。中国是岩浆铜镍钴硫化物矿床的产出大国,但与国外相比,形成背景和成矿动力学机制比较独特。世界上绝大多数岩浆铜镍钴硫化物矿床都形成于古老的克拉通,是地幔柱地球动力作用的结果,太古代—早元古代的科马提岩镍钴硫化物矿床是鲜明的产出特点。中国缺少古老的科马提岩有关的镍钴硫化物矿床,成矿时代相对较晚,主要形成于新元古代、晚古生代早期和晚期三个时期,新元古代以镍金属资源量居世界第三的金川超大型矿床为代表,晚古生代早期以近年来找矿突破发现的夏日哈木超大型矿床为代表。夏日哈木矿床也是迄今世界上特提斯造山带中发现的唯一一例超大型岩浆铜镍钴硫化物矿床。中国学者基于中国找矿实际提出的“大岩浆?深部熔离?贯入”表现为“小岩体成大矿”的成矿理论,广泛为野外地质勘查工作者接受并应用,取得了重要的找矿突破性成果,同时为国外同行认可,改变了岩浆铜镍钴硫化物矿床传统的成矿认识。造山带中岩浆铜镍钴硫化物矿床的广泛分布是中国该类矿床的一个重要特色,按形成造山带演化和成矿历史的不同,可分为特提斯型和中亚型两种重要的类型。特提斯型以夏日哈木矿床为代表,它是特提斯构造转换,原特提斯造山后,古特提斯裂解的产物;中亚型以中亚造山带中东天山?北山、阿尔泰分布的大批晚古生代晚期早二叠世岩浆铜镍钴硫化物矿床为代表,是板块构造和地幔柱双重地球动力学机制作用的结果。中国岩浆铜镍钴硫化物矿床找矿潜力巨大,金川矿床作为水平的“岩床”被推覆至地表呈倾斜的“岩墙”产出的结果,深边部仍具有重要找矿潜力,目前已在含矿岩体两端发现了重要的新矿体;夏日哈木矿床所在的东昆仑及其邻区已发现十余处新的矿床（点）。区域上,塔里木陆块东南缘、塔里木陆块北缘、扬子陆块西缘和华北陆块东北缘是亟待加强勘查的找矿远景区,而扬子陆块北缘、华北陆块北缘是急需调查的找矿新区。      

初论雪峰山地区基性-超基性岩镍钴铜金矿找矿方向

近年来,雪峰山地区的基性-超基性岩矿床找矿工作取得了一定的进展。为了及时总结成矿规律,指导进一步的找矿工作,本文在大量野外调研的基础上,系统总结了该地区基性-超基性岩岩体的地质特征、已有找矿进展的长界镍矿和字溪金矿地质特征及已发现的镍钴铜金等矿化特征,并与国内外同类型矿床的成矿特征进行了比较,最后提出了如下认识:雪峰山地区具备找寻基性-超基性岩矿床潜力,目标矿种主要为镍、钴、铜及金矿,主要矿床类型为岩浆硫化物型镍钴铜矿及蚀变热液型金矿。前者目标地质体以通道-洪江-中方-古丈一带新元古代基性-超基性岩群/带最为有利,后者则以隘口岩群及艾头坪-大洪山岩群的大洪山段最为有利。     

极限平衡方法在夏日哈木镍钴矿山拟建露天采场边坡角优化中的应用

夏日哈木镍钴矿为大型镍钴硫化物矿床,现拟建大型露天采场,边坡采用分台阶式高边坡,最高边坡高度超过600m。该工程具有开挖成本高,边坡一但失稳后果严重的特点。为此需要选择一个即节约经济成本又保障整体边坡稳定的最佳边坡角。本文采取Geostudio软件中的Slope模块极限平衡方法对拟建露天采场假设开挖边坡角的整体边坡稳定性进行分析,提出最佳设计边坡角。　本次边坡角优化的思路：首先根据场地工程地质条件和拟建边坡的高度等因素将拟建边坡划分为5个区,选择典型边坡工程地质剖面并进行工程地质岩体分段,然后通过岩石强度指标折减计算（本文采用费辛柯法、M.Georgi法和经验法）给各分段的岩体赋予凝聚力、内摩擦角等计算参数,采用极限平衡方法（Geostudio软件中的Slope模块法）对不同角度下对各分区边坡的破坏形式及安全系数进行计算,最后提出了各分区边坡的最佳设计边坡角。     

东天山主要铜镍矿床中磁黄铁矿的矿物标型特征及其成矿意义

东天山是中国最重要的岩浆铜镍硫化物矿带之一,产有黄山东、黄山、香山、葫芦等大中型铜镍矿床。图拉尔根、白石泉两处镍铜矿床为近年来在新疆地区铜镍找矿中的重大发现,两者均属于与镁铁质-超镁铁质杂岩有关的岩浆熔离-贯入型矿床。矿物共生组合以磁黄铁矿 镍黄铁矿 黄铜矿为特征,磁黄铁矿系矿石中最主要组成部分。文章以X射线衍射、扫描电镜、电子探针分析并辅以常规显微镜,查明这些矿床中磁黄铁矿均系Co、Ni的最主要载体矿物,Co、Ni元素主要以游离状态的硫化物(或硫砷化物)形式存在,如镍辉砷钴矿、钴辉砷镍矿、镍黄铁矿及紫硫镍矿等矿物。它们多以微细包裹体或出溶体形式随机地分布于磁黄铁矿内部,而少量的Co、Ni元素则以类质同像方式存在于磁黄铁矿晶格之中。图拉尔根、白石泉、葫芦三矿床中磁黄铁矿在多型结构以及微量元素地球化学方面均表现出一定的差异,系由两矿床容矿岩石基性程度及成矿温度之差异引起。     

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。     

新疆北山坡一镍矿床中钴的赋存状态、地球化学特征及其对钴成矿的启示

钴作为当今社会必需的一种关键矿产资源,岩浆铜镍矿床是我国钴资源供应的重要矿床种类之一,该类矿床中钴元素通常赋存于镁铁质硅酸盐矿物、硫化物、类硫化物和铁氧化物中,然而镁铁质硅酸盐和铁氧化物中的钴难以分选利用,因此钴赋存状态的厘定是铜镍矿床中钴资源评价和利用的重要前提。新疆东天山-北山地区发育大量晚古生代、普遍伴生钴的岩浆铜镍矿床,其中位于北山地区的坡一镍矿床以赋含高镍硫化物为特色,是研究岩浆铜镍矿床中钴元素的赋存状态、分布特征以及钴与镍相互关系的理想对象。坡一镍矿的含矿岩相主要为单辉橄榄岩、纯橄岩和橄长岩,以稀疏浸染状矿化为主,钴主要以类质同象形式赋存于镍黄铁矿,其次为铬尖晶石、橄榄石和磁黄铁矿,少见独立钴矿物。矿物微区原位分析结果显示原生矿物中钴含量由高到低依次为镍黄铁矿(～8404×10^-6)>>铬尖晶石(～475×10^-6)>磁黄铁矿(高Ni含量)(～299×10^-6)>橄榄石(～137×10^-6)>黄铜矿(～13.0×10^-6)>磁黄铁...     

塔里木陆块周缘岩浆Cu-Ni-Co硫化物矿床形成的探讨

因新发现的夏日哈木超大型岩浆铜镍钴硫化物矿床成岩成矿研究存在争议,对岩浆铜镍钴硫化物矿床的成因机制又引发新一轮的关注。中国造山带中铜镍钴硫化物矿床具有鲜明的分布特点,20世纪80年代东天山黄山东等一批岩浆铜镍钴硫化物矿床的发现,曾经提出蛇绿岩形成铜镍钴硫化物矿床的观点,而后出现了洋壳削减闭合陆-陆碰撞后新生陆壳裂陷槽环境形成铜镍钴矿的主流认识;进入21世纪后,随着塔里木早二叠世大火成岩省的提出,开始将东天山和新疆北山的岩浆铜镍钴硫化物矿床与塔里木大火成岩省的形成关联起来,并认为是地幔柱作用的结果。但随着研究的深入,由于含铜镍钴镁铁-超镁铁岩地球化学具有典型的岛弧特征,又将东天山铜镍钴矿床的形成与俯冲削减的板片再次联系了起来,导致岩浆型铜镍钴硫化物矿床形成背景还存在较大争议。我们认为岩石微量元素显示岛弧信息,是俯冲交代及地壳混染引起的地球化学屏蔽效应;铬尖晶石成分及所反映的氧逸度环境指示为张性环境,而非岛弧。塔里木陆块周缘3期岩浆铜镍钴硫化物矿床成矿代表了中国最重要的3期成镍事件,实际反映了塔里木陆块在全球大陆聚散演化中与超大陆之间关键的聚散事件:(1)新元古代金川Cu-Ni-PGE矿成矿代表了由于地幔柱作用以塔里木、扬子和西澳大利亚陆块之间的裂解为起点的罗迪尼亚超大陆裂解事件,直至早古生代形成原特提斯洋-古亚洲洋;(2)早古生代末夏日哈木Ni-Co矿则是代表冈瓦纳大陆南部裂解从而形成古特提斯洋的标志性事件;(3)晚古生代早二叠世坡一Cu-Ni矿应是地幔柱作用潘吉亚超大陆生长大火成岩省的深成相组成。本文系统总结了3个矿床的成矿特征,并对比了3个矿床的区别。尽管坡一在3个矿床中有基性程度最高的母岩浆,但坡一相对于夏日哈木、金川显示出低的地壳混染程度,特别是地壳硫混染程度,这可能是坡一成矿相对差的主要原因。此外坡一不仅地壳混染程度低,且其混染了较多的钙质,抑制了硫化物饱和。     

内蒙古嘎仙镍钴矿区岩浆作用与成矿

内蒙古嘎仙矿床为大兴安岭北段与岩浆作用有关的大型低品位镍钴硫化物矿床,成矿作用主要与花岗质岩浆作用有关。文章主要对矿区内矿体下盘的花岗岩类(花岗斑岩、长石斑岩、伟晶状花岗岩、黑云母花岗岩)进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得花岗斑岩的谐和线年龄(125.3±1.1)Ma～(127.5±4.5)Ma,长石斑岩的谐和线年龄为(128.1±2.2)Ma,伟晶状花岗岩的谐和线年龄为(127.9±2.3)Ma,黑云母花岗岩的谐和线年龄为(127.9±1.4)Ma,说明这些花岗岩类主要形成于中生代早白垩世。通过对矿化超镁铁岩、科马提岩、镁铁岩(辉绿岩、玄武岩)、长英质岩(闪长岩、长石斑岩、斜长花岗岩、花岗斑岩、伟晶状花岗岩、黑云母花岗岩)及围岩(大理岩)的主量、微量元素地球化学测试分析,结果表明,与吉峰科马提岩成分相比较,矿化超镁铁岩具有较高的w(SiO_2)(40.53%～54.96%)、w(TiO_2)(0.24%～0.86%)、w(Al_2O_3)(3.58%～10.47%)、w(FeO)(5.30%～8.80%)、w(CaO)(7.35%～13.66%)、w(Na_2O)(0.01%～0.76%)、w(K_2O)(0.02%～0.66%)和w(P_2O_5)(0.06%～0.61%);镁铁岩(包括辉绿辉长岩、玄武岩)铝含量较高,w(Al_2O_3)=16.34%～17.74%;长英质岩类也富铝质(Al_2O_3/(CaO+Na_2O+K_2O)=1.34～1.63),多数岩石属于钙碱性系列。闪长岩与镁铁岩相比,具有较高的硅、铝、钾、钠,较低的铁、镁和钙,微量元素具有大离子亲石元素富集,高场强元素相对亏损的右倾模式;稀土元素具有轻稀土元素富集,重稀土元素相对亏损特征,超镁铁岩类成分点位于N-MORB与OIB范围之间,而镁铁岩和长英质岩类成分点位于E-MORB和OIB之间。镁铁岩落入火山弧玄武岩范围,长英质岩落入火山弧花岗岩+同碰撞花岗岩范围,同属于造山后花岗岩的范围,因此镁铁质岩的形成应属于俯冲-碰撞环境,而长英质岩的形成应属于造山后伸展环境。根据各岩类所含成矿元素和亲流体元素分析,认为含矿热液来自矿区西部的深部,并且构建了嘎仙矿床的成矿模型,即超镁铁岩先期侵位,后期经历了区域的变质变形,最后发生燕山期大规模花岗质岩浆活动及成矿流体的蚀变矿化。     

吉林省红旗岭镍矿区3号岩体成矿地质特征及找矿方向

吉林省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,已往勘查年中发现30余个镁铁—超镁铁质岩体,并在1号岩体中发现中型铜镍矿床、7号岩体中发现大型铜镍矿床,2号、3号、9号、32号岩体中发现小型铜镍矿床。3号岩体是本区规模较大岩体之一,通过对岩体特征的分析和对比,确定了深部镍钴矿体的找矿标志和找矿方向,为红旗岭镍矿区评价其它岩体提供依据。