金川铜镍矿床龙首矿区半金属元素与铂族元素地球化学特征及成因意义

岩浆硫化物矿床中的铂族元素矿物主要是与半金属元素的化合物,但有关这些半金属元素在岩浆系统中的行为的研究却甚少。对金川龙首矿区不同类型矿石的Cu、Ni、铂族元素和半金属元素的分析研究发现,在熔离过程中这些半金属元素会与铂族元素一起进入硫化物熔浆中,在硫化物熔浆分离结晶过程中倾向于在残余熔体中富集,在单硫化物固溶体分离过程中部分半金属元素趋于进入镍黄铁矿中。由于半金属元素与铂族元素(PGE),特别是Pt和Pd,具有很强的亲和力,所以在半金属元素达到铂族矿物结晶所需要的饱和浓度前,其存在会阻碍PGE进入金属硫化物(BMS)中。此外,金川矿床S/Se值的变化不仅受同化混染作用及硫化物熔离强度的影响,还受后期热液蚀变作用的影响。     

金川铜镍矿床58号矿体亲铜和亲铁元素特征及其地质意义

通过对金川铜镍硫化物矿床中58号矿体地质特征、亲铜和亲铁元素地球化学特征等方面的研究,发现其具有不同于24号矿体、1号矿体和2号矿体的地质和地球化学特征。58号矿体产于Ⅲ号岩体上盘围岩中,矿体总体走向为NNE,倾向NW。与金川矿床其他几个矿体比较,该矿体具较高的Cu、Ni和PGE含量。研究独立的58号矿体对全面理解整个金川超基性岩体的成矿规律,指导今后找矿工作具有重要意义。笔者认为58号矿体的硫化物是从PGE微弱亏损的苦橄质岩浆中熔离出来的,其硫化物熔体具有不同的分异演化过程。     

金川铜镍矿床隐伏富铜矿体成因研究及其深部找矿意义

金川矿床赋存于富橄榄石超镁铁质岩中,是目前世界第三大在采铜镍硫化物矿床.经过多年开采,如何在深、边部找到新的替代资源问题显得越来越重要.通过对金川矿床富铜隐伏矿体的矿体特征、矿石特征和矿石特殊地球化学特性等方面进行分析研究,特别是从空间立体对其矿化规律进行总结,并与其附近Ⅱ1#主矿体进行对比,指出该类型矿体既有岩浆熔离作用的特点,又有后期改造作用的特征,其形成经历了三个阶段:富含Cu、PGE岩浆深部熔离-脉动贯入、构造活化富集和后期热液叠加.同时探讨了来源于地幔深部的高镁玄武质岩浆,在深部岩浆房和阶段岩浆房熔离分异过程中,富镍岩浆和矿浆之间存在富铜岩浆.此外,Pb同位素表明,该隐伏富铜矿体形成时间为8亿年左右,早于块状特富矿;Pb、S同位素表明,该矿体主要来源于地幔,但曾被少量地壳物质混入.最后指出铜镍硫化矿床的成因是复杂多样的,在金川矿床深边部寻找新型矿体,尤其是富铜矿体的前景很大,而F_6断层可能是富铜隐伏矿体岩浆通道和Ⅱ1#主矿体岩浆的深部侵位通道之一.     

金川超基性岩体可分解为“南岩带”与“北岩带”

金川超基性岩体可分解为"南岩带"与"北岩带"."南岩带"由Ⅱ、Ⅳ号小岩体组成,"北岩带"由Ⅰ、Ⅲ号小岩体组成,南、北岩带分别位于大理岩构造透镜体的南、北两侧.在超基性岩体侵位前,古元古代地层产生了高角闪岩相峰值变质变形,顺大理岩层发育逆冲推覆型韧性剪切滑动系统,形成了变质带倒置的层状变质岩片、构造混合岩、剪切流变褶皱及...     

通道控制的岩浆型矿床:以加拿大沃伊西湾铜镍矿床为例

加拿大沃伊西湾铜镍矿床是20世纪末加拿大发现的最大矿床,而且近年还有新增储量的发现。该矿床储量不仅在世界同类矿床中排在前几名,而且是岩浆通道模式最经典的矿床。岩体控制矿体,该基性侵入体位于加拿大拉布拉多半岛(Labrador)北部中元古代奈恩深层岩套(Nain plutonic suite)中,岩体主要由西帝普斯岩体和东帝普斯岩体组成,它们由一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。岩浆通道的膨大部分形成了奥韦尔德矿床。对该矿成矿特征及其成矿模式的总结,对于寻找与岩浆通道成矿有关的矿床具有指导意义。     

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。     

甘肃北山和金川与铜镍矿床有关的超基性岩与全球板内环境超基性岩的对比:大数据研究的初步结果

在收集甘肃北山和金川地区与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据的基础上,与GEOROC和PetDB两个数据库中的全球板内超基性岩数据进行对比,发现甘肃北山、金川地区与铜镍有关的超基性岩与全球板内超基性岩各元素平均值较接近(除稍富集LILE之外),而北山地区以高的Th/Nb和富集HREE与金川区分,同时Cu、Cs、Nb、Ta、Rb/Nb、CaO/REE等元素或元素比可作为甘肃北山和金川地区超基性岩是否含矿的重要地球化学标志。皮尔逊相关系数研究表明,虽然甘肃北山和金川地区与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩的产出位置、形成时代及源区特征均不同,但是具有很高的地球化学相关性,而WPU(板内超基性岩)与WPUT(大陆溢流、大陆裂谷和板内超基性岩合并)及WPU中坐标值相近的数据相关性较差。WPUT内部本身相似性极差,但其平均值却与甘肃北山和金川地区的超基性岩相似性极高。同时,笔者选取了白石泉、石西、葫芦、黄山东等26个与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据,与甘肃北山、金川铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据进行比对,整体显示出极高的相关性。因此我们推断与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩在形成过程中虽受到其他地质作用的改造,但总体上具相似的地球化学特征。     

金川铜镍矿化超基性岩各组分之间的关系分析

本文根据元素组合规律将金川铜镍矿化超基性岩的成分解析为氧化物—硅酸盐组合、硫化物组合和磷酸盐组台,并计算相应的参数,在此基础上运用模糊数学方法所作的研究结果表明,氧化物—硅酸盐组合的组分按相对亲疏关系分为硅铝组和镁铁组,硫化物倾向于分布在镁铁组分高的岩石中,磷酸盐则倾向于分布在硅铝组分高的岩石中。     

岩浆通道成矿核心内涵“两深一浅一通道”及其找矿意义

岩浆通道成矿模型的建立深刻改变了岩浆铜镍硫化物矿床成因研究的范式,成为该领域的研究前沿,而且已经成功地应用于找矿勘查中。该模型揭示了硫化物熔离与聚集成矿在空间上的不一致性以及成矿与相关玄武岩铂族元素强烈亏损的成因联系,很好地解释了为什么很多含矿岩体围岩贫硫化物的现象。笔者将该模型的核心内涵概括为“两深一浅一通道”,“两深”指成矿物质来源于地幔、硫化物熔离发生在深部,“一浅”指硫化物的聚集成矿主要发生在较浅的岩浆房,“一通道”指较稳定的岩浆通道更有利于成大矿。结合对典型矿床和成矿带的分析,笔者提出侵位较浅的、规模相对较大的岩体,其成矿潜力好于深部的岩浆通道相。因此,认为地表矿化并不是唯一可靠的、甚至不能作为最重要的找矿标志,要提高找矿效率(特别是隐伏矿床),首先要全面分析成矿带岩浆通道系统在不同区域的埋藏、剥蚀和暴露状况,目标岩体地质产状及其与围岩时代差异等宏观地质要素,查明深部通道相与浅部岩体空间分布和形成深度的差异,在此基础上,判断浅部岩体的位置、合理部署重点勘查区域、选择有效的勘查技术、定位目标岩体,进行钻探验证。     

甘肃金川Ⅱ号岩浆硫化物含矿岩体岩浆演化过程探讨

金川矿床是我国最大的岩浆铜镍硫化物矿床,岩体主要由硫化物橄榄岩、含辉橄榄岩、二辉橄榄岩和橄榄辉石岩等岩相组成。以金川Ⅱ号岩体为例,根据岩相学观察和常量元素、微量元素地球化学特征的分析,试图对岩浆上升过程中的演化分异进行深入探讨,发现金川Ⅱ号岩体岩浆结晶分异演化过程主要包括深部岩浆房中尖晶石—橄榄石的分离结晶和浅部岩浆房辉石与斜长石的结晶,而地壳物质的同化混染发生在岩浆上升的整个过程,地壳物质的同化混染是导致母岩浆中硫饱和的主要因素。该岩浆分异演化过程间接支持了汤中立提出的"深部分异-熔离,依次贯入"成矿模式。     

阿尔泰地区铜镍矿床综合信息找矿模型及成矿预测

阿尔泰地区存在 5条与深大断裂有关的基性、超基性岩带 ,是铜镍硫化物矿床产出的有利地段 ,其中喀拉通克铜镍矿是我国大型铜镍矿之一。通过对成矿必要条件的深入研究 ,得出深大断裂及其次级断裂控制了岩体的产出 ,北北西向断裂叠加北西向断裂控制了矿体的产出 ;成矿充分条件是基性、超基性岩体 ,总结了岩体含矿性的评价指标。结合重磁及地化资料 ,在喀拉通克铜镍矿的成矿模式基础上 ,建立了区域综合信息找矿模型 ,进行成矿预测 ,圈定靶区 9处。     

甘肃金川Ⅱ号岩体岩相学特征及分离结晶过程探讨

金川Ⅱ号岩体主要由二辉橄榄岩和硫化物橄榄岩构成,中细粒含辉橄榄岩呈"上悬体"产于岩体顶部,与中粒二辉橄榄岩呈短程渐变关系,反映出岩浆或"晶粥"多期贯入的特点.在各岩相矿物之间的岩相学关系的研究基础上,结合热力学相图分析,本文认为金川Ⅱ号岩体造岩矿物的结晶顺序为尖晶石、橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石.同时,橄榄石结晶后与母岩浆发生反应,使橄榄石颗粒变为浑圆状.此外,矿体硫化物橄榄岩、硫化物含辉橄榄岩中堆积矿物橄榄石粒度明显小于硫化物二辉橄榄岩中橄榄石粒度,暗示在"晶粥"侵入浅部岩浆房之前,深部岩浆房底部已聚集了大量的硫化物矿浆.     

金川超大型铜镍矿床与超基性小岩体的同源分异关系

世界级的金川超大型硫化铜镍矿床具有小岩体容大矿之特点,根据地质地球化学信息论述了其分异关系:①成矿大地构造环境为中元古代长城纪龙首山-祁连山裂谷带。②成矿岩浆性质为拉斑玄武系列苦橄质岩浆,是地幔岩较高程度部分熔融的产物。③成矿岩浆源区为富S地幔,岩浆起源时就富含成矿物质。④岩浆演化过程进一步浓集成矿物质,在地壳过渡岩浆房经深部分异再多次脉动侵入。现存的含矿岩体包括4次侵入,第一、二次侵入携带硫化物液滴与橄榄石晶体的硅酸盐熔浆,局部形成贫矿体;第三次侵入携带大量橄榄石晶体的硫化物矿浆,全部构成富矿体;第四次侵入杂质很少的硫化物矿浆,全部构成特富矿体。     

金平地区超基性岩铜镍矿床成矿作用类型及找矿方向

大理—元江—金平镁铁质、超镁铁质岩带南东段的金平地区基性—超基性岩带可进一步划分为三个亚带。白马寨―新安里超基性岩亚带、牛栏冲—蒋家坪基性-超基性亚带内基性-超基性岩岩浆分异程度高、铜镍矿化强烈, 成岩、成矿具多阶段、多期次活动特点。区内铜镍矿床典型的成矿作用方式有熔离—侵位——贯入式、侵位—熔离式铜镍矿等类型。白马寨—新安里、牛栏冲—蒋家坪等地段, 是金平地区超镁铁质岩浆侵入活动和铜镍矿成矿作用的中心区, 也是进一步地质找矿的重要目标区。     

金川超大型铜镍矿床钴的赋存状态与富集过程研究

金川矿床位于龙首山隆起带东段,是中国最大的岩浆镍钴（铂族元素）矿床。该矿床中最重要的金属硫化物组合是磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿,仅局部含有微量的辉钴矿等独立钴矿物。全岩成矿元素分析显示：矿石中Co与S、Ni之间呈良好的正相关性,与As相关性较差,Co/Ni随硫化物含量的增加而降低。电子探针分析结果表明：镍黄铁矿中Co含量较高,其含量为0.32%～1.93%,平均为0.81%;磁黄铁矿和黄铜矿（方黄铜矿）中Co的含量较低,变化范围分别为0.02%～0.11%和0.01%～0.08%。元素面扫描结果表明：Co含量较高的部位与镍黄铁矿范围完全一致,说明Co主要赋存于镍黄铁矿中。金川矿床整体Co/Ni平均值为0.042,与全球典型橄榄岩相地幔Co/Ni值（0.055）相似,表明其岩浆源区主要为橄榄岩相。高程度的部分熔融可能是导致其母岩浆中Co绝对含量较高,但Co/Ni值相对较低的原因之一。硫化物熔离时,Co更倾向于进入硫化物;但相对于Ni,进入硫化物的Co较少,导致不同矿石类型之间S含量与Co/Ni值之间呈明显的负相关性。硫化物分离结晶作用进一步促使Co向镍黄铁矿中富集。     

云南牟定大民太铜镍矿床的矿化结构及产状模式

大民太铜镍矿为小岩体型铜镍硫化物矿床。文章以对含矿岩体和矿体的大比例尺地质编录和综合地质研究为基础,进行了矿化精细结构分析和矿体产状模式构建,并提出了大民太基性-超基性岩体具备一定的成矿条件,铜和镍都具有向深部变富的趋势。     

西准噶尔东部碱性花岗岩体侵位机理的岩浆动力学初步探讨

运用岩浆动力学原理探讨了西准噶尔东部碱性花岗岩浆侵位的驱动力、上升通道、通道最小临界宽度和定位过程。指出：碱性花岗岩体是由其岩浆主要在区域性挤压应力作用下,沿深大断裂以最小临界宽度1．33～301m的脉状上升,并在地壳浅部发生气球膨胀和岩墙扩张．定位于与区内深大断裂有关的次级张性裂隙发育部位后形成的。     

金川岩体母岩浆成分及其分离结晶过程的熔浆热力学模拟

金川铜镍硫化物矿床是仅次于加拿大Sudbury和俄罗斯Noril’sk-Talnakh 的世界第三大在采镍矿床。金川岩体主要由含二辉橄榄岩、二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩和橄榄辉石岩组成,岩相学观察表明主要造岩矿物的结晶顺序为：橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→斜长石。为了进一步探讨金川岩体母岩浆成分及其分离结晶过程,本文在前人工作基础上根据主要造岩矿物结晶顺序及其电子探针成分,借助熔浆热力学软件“MELTS”的计算,获得金川岩体更为准确的母岩浆成分为：48.2% SiO2,1.00% TiO2,11.3 % Al2O3,12.9% FeO,1.30% Fe2O3,12.6% MgO,10.1% CaO,1.51% Na2O,0.72% K2O,0.04% NiO。MELTS模拟计算表明金川岩体母岩浆的分离结晶经历了两个阶段,在深度约为10.9~12.5km的深部岩浆房经历了约5%的橄榄石以及约4%的斜方辉石分离结晶,并伴随硫化物熔离。在重力作用的影响下,橄榄石、斜方辉石和硫化物向下沉降,形成由下至上的分层：橄榄石-斜方辉石-硫化物-硅酸盐熔浆层,橄榄石-斜方辉石-硅酸盐熔浆层和硅酸盐熔浆层。硅酸盐熔浆首先挤出形成贫硫化物的岩体或喷出地表,之后橄榄石-斜方辉石-硅酸盐熔浆被挤入到7.6~9.2km的浅部岩浆房,经重力分异形成金川I号岩体的上部岩相带和II号岩体顶部的含辉橄榄岩。橄榄石-斜方辉石-硫化物-硅酸盐熔浆层最后被挤入金川岩体,并再次结晶出橄榄石、单斜辉石、斜长石,形成金川岩体的主要岩相和硫化物矿体。这些计算结果不仅与野外和室内岩相学观察吻合,也与硫化物熔离过程的最新研究结果相一致。     

造山带铜镍硫化物矿床的岩浆起源:以东天山黄山南铜镍矿床为例

位于中亚造山带南缘的新疆东天山地区因其出露大量的二叠纪镁铁质-超镁铁质岩体并产出一系列铜镍硫化物矿床而成为近年来地质学界关注的焦点.选择新疆东天山地区黄山南含铜镍矿镁铁质-超镁铁质岩体为研究对象,对其开展了系统的岩石学、矿物学和地球化学研究,以探讨造山带铜镍硫化物矿床的岩浆起源与性质.黄山南岩体主要由方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、(橄榄)辉长苏长岩和闪长岩组成.各岩相显示富集大离子亲石元素和轻稀土元素、强烈亏损Nb-Ta、Ti,类似于典型岛弧火山岩特征.黄山南镁铁质-超镁铁质岩具有较大变化范围的ε_Nd(t=282.5 Ma)值(-1.31～4.22)和(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i比值(0.703 2～0.706 9)以及高的(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)i比值(17.67～18.90),暗示其来源于一个适度富集的亏损地幔并经历了5%～20%新生地壳物质混染和～5%上地壳物质混染.根据橄榄石最高Fo牌号(摩尔含量为86.6%)计算的黄山南母岩浆为苦橄质岩浆(MgO=12.11%、F...     

金川岩浆铜镍（铂）硫化物矿床中两类橄榄石的发现及其成矿意义

金川铜镍硫化物矿床是世界第三大岩浆型铜镍硫化物矿床,其成因机制一直备受争议。主要成矿模型有以下两种:(1)岩浆通道堆积模型;(2)深部熔离-多次贯入模型。目前,二者均不能较好解释矿区中存在的各种地质现象。本文重点研究矿区橄榄石的特征,借此来探讨"硫化物矿浆"的迁移方式与侵位能力。本次研究在金川矿床中发现了两类橄榄石:LREE亏损型(Ⅰ型)与LREE富集型(Ⅱ型)。其中,Ⅰ型橄榄石为岩浆正常结晶的原始颗粒,常见复杂的成分环带,由原生橄榄石与晶间硅酸盐熔体/不混溶硫化物熔体发生物质交换所形成,继承了玄武质岩浆稀土含量低的特征,广泛分布于各类超基性岩石与矿石中;Ⅱ型橄榄石常见包裹斜方辉石的反序列包含关系,以稀土含量高(～2个数量级)且相对富Mg而显著区别于前者,为辉石堆晶颗粒经流体触发不一致熔融后再结晶形成的橄榄石,多见于硫化物矿石中。金川矿床硫化物矿石中广泛发育的原生富Cl含水矿物(金云母、角闪石、磷灰石)与Ⅰ型橄榄石边部活动性元素含量的剧增,暗示金川矿体形成过程受富Cl流体影响显著。实验岩石学与动力学模拟的新研究进展表明流体的加入可有效推动高密度硫化物的迁移,流体的加入可能是金川硫化物矿浆上侵运移的主要机制。结合硫化物Cu/Ni西高东低的空间演化规律,橄榄石Fo值西高东低的空间变化趋势与晶体粒度西细东粗的分布特征可以推测,金川铜镍硫化物矿床岩浆通道的前进方向为自西向东。