古陆边缘与镁铁质一超镁铁质岩有关的(金川式)硫化物铜镍矿床模式.doc

古陆边缘与镁铁质—超镁铁质岩有关的(金川式)硫化物铜镍矿床模式(一)成矿构造环境构造背景 该类型矿床主要分布于甘肃北部以及吉林南部等地这两个地区均属于华北古陆块的边缘古元古代时区内沉积了海相陆源碎屑岩—碳酸盐岩，中条运动后褶皱、隆起，并处于地壳拉张环境，深断裂活动频繁，形成了区域陆缘深断裂带，并伴有铁质基性—超基性岩浆活动以及与其有关的硫化物铜镍成矿作用大地构造位置 中朝准地台阿拉善台隆、胶辽台隆等二)产出地质环境主要控矿构造 镁铁质—超镁铁质岩受深断裂带附近次级断裂控制，侵入于古元古代地层中，与围岩呈不整合接触成矿作用主要受岩体控制，但岩体形状、产状与规模和断裂性质关系密切与以扭性为主的断裂有关的岩体，深度大，分异较好，多呈楔状、漏斗状赋矿岩石特征 主要为二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、斜长二辉橄榄岩、二辉岩和纯橄榄岩等岩浆岩属于苦橄质拉斑玄武岩系列，SiO 2 和 Na2O+K2O 较低，Na2O>K2O， Na2O／K 2O 比值为 2 左右，M90／(Fe 2O3+FeO)比值为 3—5，多属于铁质基性—超基性岩岩体中各相带关系比较清楚同一相带中不同岩石类型常呈渐变过渡关系，并且往往呈同心环状分布，基性程度高的岩石分布在中心，向外基性程度依次降低。

成岩成矿时代 岩体与古元古代地层(年龄值大于 1719Ma)呈侵入接触，而岩体单矿物 Sm—Nb 等时线年龄值为 1508±31Ma，因此成岩成矿时代为中一古元古代三)矿床地质特征矿体赋存特征 成矿作用分岩浆期、气化热液期和热液期岩浆期是主要成矿期，按成因类型将矿体分为就地熔离型、深部熔离—贯入型和晚期贯入型三种，且矿体大多赋存在岩体下部或中下部气化热液期所形成的矿体主要产于岩体与围岩接触带上热液期主要对先成岩浆期矿体进行改造、叠加，不单独形成矿体，但对 Pt、Pd、Au、Ag 等富集起特别重要作用矿体基本特征 就地熔离矿体多产于岩体中下部，产状、形态受所在岩相的制约矿体呈不规则透镜状，长数百米，厚 1—10m，沿走向和倾向膨缩、分枝、复合等现象明显岩浆深部熔离一贯入矿体主要赋存在岩体底部或根部，少数靠近上盘，个别贯入到岩体下盘围岩中；矿体呈板状、透镜状，少数呈脉状，规模巨大，长数百至数千米，厚数十至数百米，产状与岩体不完全一致，其分布不受早期分异岩相的分布规律制约，其规模与所处位置的岩体规模及分异程度无关晚期贯入矿体主要产于岩浆深部熔离一贯入矿体中或岩体根部的接触带，受构造裂隙控制，呈不规则扁豆状、脉状，长数米至百余米，厚从不足 1m 至 20m，常成群出现，但尖灭突然，膨缩变化大。

接触交代矿体产于岩体上、下盘围岩及捕虏体中，紧邻含矿岩体，较大矿体多产于下盘围岩中，呈似层状、透镜状和囊状，长数百米，厚数米至数十米，产状与岩体边缘产状一致矿石矿物组合 主要金属矿物有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、马基诺矿、墨铜矿、紫硫镍铁矿、褐硫钾镍铁矿以及砷铂矿、自然铂、自然金、碲银矿、金银矿、锡铂钯矿等，脉石矿物主要有贵橄榄石、古铜辉石、顽透辉石、拉长石等矿石结构构造 岩浆就地熔离矿体，矿石结构以半自形至他形粒状结构为主，个别具交代结构、交代残余结构；矿石构造以稀疏浸染状(星点状)构造为主岩浆深部熔离一贯入矿体，矿石除半自形、他形粒状结构外，乳浊状结构、焰状结构、格状结构、 、交代结构和叶片状结构十分发育；矿石构造以海绵晶铁构造为主，局部见似片麻状、星云状和云雾状构造晚期贯入矿体，矿石结构以半自形粒状结构为主，矿石最常见构造为块状构造，其中脉石成分一般少于2％接触交代矿体，矿石结构以粒状嵌晶结构为主，其次为交代条纹状结构、交代假像结构和固溶体分离结构；矿石构造有稀疏浸染状构造、稠密浸染状构造和网脉状构造围岩蚀变特征 在岩浆期形成的矿体主要受热液叠加作用影响，发生局部蚀变，其中以岩浆深部熔离—贯入矿体较发育，常见有蛇纹石化、碳酸盐化、滑石化。

在气化热液期具有局部矽卡岩化，特别是被交代围岩为大理岩时，常形成钙铝榴石透辉岩、透闪岩和绿泥片岩，蚀变范围往往比矿体稍大矿床(体)空间分带 矿床具有氧化带、混合带和原生带氧化带由铁的氧化物、氢氧化物、含镍硅酸盐类、含铜镍的碳酸盐类和硫酸盐类组成混合带变化较大，常见碳酸盐脉充填通常原生带中就地熔离矿体分布于岩体中下部，岩浆深部熔离—贯入矿体分布于岩体底部，而晚期贯入矿体常穿切上述矿体岩体接触带虽有热液交代型矿体，但一般较小四) 矿床模式描述模式简要说明 该类型矿床产于古陆边缘地带，沿超壳深断裂带分布成矿作用与铁质基性超基性岩关系密切含矿岩体规模不大，其成矿组分的含量远超过一般超基性岩的克拉克值矿体主要赋存在岩体中，其面积一般可占岩体总面积的 50％左右虽然在一些次要矿体中亦见到金属矿物呈星点状或液滴状充填在脉石矿物之间，但大多数矿体，特别是主矿体明显具有贯入标志和特征的海绵晶铁构造因此，成矿作用主要不是就地熔离形成的，而是经过深部熔离后贯入的也就是说注入深部岩浆房中的岩浆，经过深部熔离作用使成矿物质在不同层次得到不同程度的富集，自上而下为硅酸盐岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆然后由于深断裂活动的诱发，导致岩浆房中各种岩浆与矿浆，在深部围压与内压驱动下，沿断裂带上侵并到达上盘的次级断裂裂隙中(即现存空间中)成岩成矿。

成矿时空演化成矿作用可分三阶段1)岩浆上侵、贯入阶段：大体可分四期先后上侵贯入第一期以硅酸盐岩浆上侵为主，在它就位后有少量金属硫化物析出，呈星点状悬浮在岩体上部第二期以含矿岩浆上侵为主，经就地熔离作用后，在岩体中部与中下部形成巨大的似层状和透镜状、星点状矿体，矿石多为稀疏浸染状第三期为主要成矿期，经深部岩浆熔离后富矿岩浆向上贯入，于岩体上部或根部形成巨大的透镜状矿体，矿石多为海绵晶铁构造第四期以矿浆贯入为主，它大多产于岩体底部或根部裂隙中，少数产于顶部和上、下盘围岩中，矿体呈脉状、扁豆状与囊状，矿石为块状构造在上侵过程中，上述备期岩浆可沿同一通道依次贯入并到达同一储矿空间，使其叠置在一起；也可以先是同道，后来彼此脱位，分别贯入不同储矿空间如贯入同一储矿空间，后期岩浆往往由于重力滞后原因，多就位于先期贯入的岩浆下部或根部而岩浆到达现存空间过程中或到达之后，还可能继续发生熔离作用和结晶分异作用，形成具就地熔离特征的底部矿体和上悬状矿体2)热液交代阶段：岩浆侵入现存空间后，随温度下降、压力相对降低，使岩体中挥发性气液进一步增加，当其聚集到一定程度时，～方面使岩体发生自变质作用和热液叠加改造作用，产生了蛇纹石化、闪石化、滑石化；另一方面驱动尚处于熔融状态的硫化物与接触带的围岩或围岩捕虏体发生交代作用，使围岩矽卡岩化，形成接触交代型矿体。

3)表生成矿阶段：地壳抬升上隆，矿体露头遭受氧化作用，形成了铜镍硫化矿床氧化带，使矿床具有氧化带、混合带和原生带的垂直分带成矿主要机制 该类型矿床 δ 34S 值变化于 2.6‰—3.07‰ ，硫同位素分馏微弱，属于深源硫备类岩石中稀土配分曲线基本相似，呈现出轻稀土相对富集和铕无亏损的特点，说明它们是属于同源岩浆分异上侵的产物其岩浆分异过程大致如下：来自地幔的岩浆注入岩浆房，由于温度很高，达 l400℃，围压也很大，致使具有较高基性度和较富 Ni、Cu、Fe、S 等矿质组分的岩浆发生熔离作用，先分离出来的硫化物熔融体，汇聚下沉于岩浆房底部，形成矿浆由于岩浆与围岩之间的温差，诱发岩浆中基性离子团(或基性分子)沿边界流向下部，而中心部位的岩浆则向上流动，从而使大量晶出的橄榄石或斜方辉石沉聚于底部硫化物层上较后熔离的硫化物熔融体下沉封存于橄榄石或斜长石与辉石晶体间，形成海绵陨铁富矿岩浆还有一部分更后熔离出来的硫化物散染于较上部硅酸盐岩浆中，形成了含矿岩浆于是在岩浆房中自上而下出现硅酸盐岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆等四个层次的格局但是当岩浆房条件变化时，这种格局可能发生变化如当岩浆房处于长期稳定条件下，熔离作用十分充分，则可能只出现矿浆与岩浆二层结构。

若岩浆基性度较低，温度大致在1100—1200℃以上，则可能出现矿浆、富矿岩浆和岩浆三层结构对成矿的不同认识 有的认为是岩浆上侵后随着分异作用而产生就地熔离成矿的五) 矿床模式应用主要控矿因素 (1)古陆块边缘及其外侧增生的褶皱带； (2)深断裂及其附近的次级断裂；(3)拉斑玄武岩系列的岩浆、镁铁质一超镁铁质岩的存在；(4)岩浆充分的分异作用找矿主要标志 (1)镁铁质一超镁铁质岩出露； (2)氧化带上呈黄褐、棕、绿等多种色彩，鲜艳夺目的铁氧化物、氢氧化物，含镍硅酸盐，含铜镍碳酸盐等次生、表生矿物；(3)高密度、高电阻率 r，异常带；(4)Cu、Ni 化探异常区中局部异常地质经济意义 该类型矿床除含 Cu、Ni 外，尚伴有 Pt、Pd 、Au 、Ag 等，可综合回收利用；原生矿石易采、易选、经济效益较高，是铜、镍重要矿床类型六) 矿床主要实例甘肃金川铜镍矿床、吉林通化赤柏松铜镍矿床、内蒙古四子王旗子小南山铜镍矿床、四川冷水箐铜镍矿床主要参考文献甘肃地质矿产局，l989，甘肃省区域地质志地质出版社中国矿床编委会，l989，中国镍矿床，中国矿床 (上册)地质出版社汤中立等，1991，中国硫化镍矿床成矿规律的研究与展望。

矿床地质，第 3 期余传箐，l985，试论中国铜镍硫化物矿床成矿模式地质与勘探，第 l 期汤中立(甘肃地质矿产局)编1.岩浆硫化铜镍（钴）矿岩浆硫化铜镍（钴）矿（这里括号中的钴代表伴生矿，以下同）是副产钴的重要矿床，此类型钴矿储量约占全国总保有储量的 40％该类型矿床主要分布于甘肃北部以及吉林南部等地这两个地区均属于华北古陆块的边缘岩体与古元古代地层（年龄值大于 1719 Ma）呈侵入接触，而岩体单矿物 Sm-Nb 等时线年龄值为 1508+31 Ma，因此成岩成矿时代为中－古元古代该类型矿床产于古陆边缘地带，沿超壳深断裂带分布成矿作用与铁质基性-超基性岩关系密切含矿岩体规模不大，其成矿组分的含量远超过一般超基性岩的克拉克值矿体主要赋存在岩体中，其面积一般可占岩体总面积的 50％左右大多数矿体，特别是主矿体明显具有贯入标志和特征的海绵晶铁构造，因此，成矿作用主要不是就地熔离形成的，而是经过深部熔离后贯入的也就是说注入深部岩浆层中的岩浆，经过深部熔离作用使成矿物质在不同层次得到不同程度的富集，自上而下为硅酸盐岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆然后，由于深断裂活动的诱发，导致岩浆房中各种岩浆与矿浆，在深部围压与内压驱动下，沿断裂带上侵并到达上盘的次级断裂裂隙中（即现存空间中）成岩成矿。

成矿作用分为岩浆期、气化热液期和热液期岩浆期是主要成矿期，按成因类型将矿体分为就地熔离型、深部熔离-贯入型和晚期贯入型三种，且矿体大多赋存在岩体下部或中下部气化热液期所形成的矿体主要产于岩体与围岩接触带上热液期主要对先成岩浆期矿体进行改造、叠加，不单独形成矿体赋矿岩石主要为二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、斜长二辉橄榄岩、二辉岩和纯橄榄岩等岩浆岩属于苦橄质拉斑玄武岩系列，SiO 2 和 Na2O+K2O 较低，Na 2O＞K 2O，Na 2O/K2O 值为 2 左右，MgO/(Fe2O3+FeO)值为 3～ 5，多属于铁质基性-超基性岩岩体中各相带关系比较清楚同一相带中不同岩石类型常呈渐变过渡关系，并往往呈同心环状分布，基性程度高的岩石分布在中心，向外基性程度依次降低该类矿床主要金属矿物有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、马基诺矿、墨铜矿、紫硫镍铁矿、褐硫钾镍铁矿以及砷铂矿、自然铂、自然金、碲银矿、金银矿、锡铂钯矿等，脉石矿物主要有贵橄榄石、古铜辉石、顽透辉石、拉长石等该类矿床主要实例为甘肃金川铜镍矿床、吉林通化赤柏松铜镍矿、内蒙古四子王旗小南山铜镍矿床、四川冷水箐铜镍矿床。