金川硫化铜镍矿床成矿岩浆性质和源区特征讨论
金川矿床位于中朝地台阿拉善台块西南部的龙首山隆起区, 其含矿岩体上部已遭剥蚀, 存留部分长约6 500m , 宽约20~ 500m , 垂深最大处超过1 100m , 总走向NW 500, 倾向SW , 倾角50°~ 80°, 围岩为前寒武系白家嘴子组混合岩、片麻岩和大理岩。大量观测资料表明, 该矿床是深部分异的多相熔体, 经4 次脉动侵入于现存空间复合形成的。第1 次脉动侵入体的岩矿石以中细粒结构为特征, 主要岩相组合为辉橄岩—橄榄岩—橄辉岩, 局部有斜长辉橄岩和斜长橄榄岩, 矿石所占体积可达50. 6% , 但主要为浸染状贫矿。第2次脉动侵入体的岩矿石以中粗粒结构为特征, 主要岩相组合为辉橄岩—斜长辉橄岩—橄榄岩—斜长橄榄岩—橄辉岩—辉石岩, 局部有斜长橄辉岩, 矿石所占体积约35. 8% , 也以浸染状贫矿为主。这两次侵入体在矿床北西段复合, 后次一般位于前次的下侧。第3 次脉动侵入体以大量富含硫化物和橄榄石为特征, 硫化物含量平均约20% , 橄榄石占造岩矿物的90% 以上, 构成硫化物纯橄岩相, 其本身就是富矿体。矿石类型主要为海绵状, 大部分侵入于第2 次侵入体下部矿体之中, 叠加成内富外贫的复合矿体, 其体积虽然仅占整个含矿岩体的5. 6% , 但铜镍资
源量却可达全矿床的85% 左右。第4 次脉动侵入体以极富硫化物为特征, 其本身就是特富矿体, 矿石类型主要为块状, 呈脉体沿构造裂隙穿插于第2、3 次侵入体中。笔者已论证指出, 第1、2 次侵入的是携带硫化物液滴和橄榄石晶粒的硅酸盐岩浆; 第3 次侵入的是运载大量橄榄石晶粒的富硫化物岩浆; 第4 次侵入的是杂质很少的硫化物矿浆。各次侵入的多相熔浆流之间具有密切的亲缘关系, 它们是同一股含矿岩浆在过渡岩浆房中熔离—结晶—重力分异的产物。
金川硫化铜镍矿床成矿模式
导源于地慢深部富硫的铁质超基性岩浆, 沿超壳深断裂上浸到达地壳岩浆房。注人岩浆房的岩浆在橄榄石结晶温度的区间内, 发生熔离作用和橄揽石结晶作用, 按重力效应在岩浆房中自下而上先后形成了矿浆、富矿岩浆、含矿岩浆和岩浆的分层格局。随着温度下降, 在构造应力脉动式驱动下, 岩浆房中自上而下按岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆的顺序, 先后分别沿相同通道上侵、贯人于现存空间成岩成矿、每次上侵、贯入的浆体都沿若前次浆体的下侧部和根部定位。整个成矿过程由岩浆房中的深部熔离、橄揽石结晶和重力分层作用第一期次岩浆上浸第二期次含矿岩浆上侵第三期次富矿岩浆贯人晚期矿浆贯人一接触交代成矿热液叠加成矿, 构成一个完整的硫化铜、镍矿床的成矿模式和时空分布系列。
区域地质概况中国已知岩浆铜镍硫化矿床分布于类地区地块内部区、过渡区和地槽内部区〔’〕。地块内部区和地槽内部区的矿床较少, 规模亦小, 多数矿床包括一些规模巨大的矿床都产于过渡区。过渡区是指地块与其边缘地槽之间的过渡地带, 包括地块边缘的线型隆起和其外侧地槽的边部。金川矿床就产于这样的过渡区, 位于中朝地块西南部的阿拉善边缘隆起上, 以北是地块内部区, 以南是祁连摺皱系的走廊过渡带。区内主要地层为前寒武系, 在山前凹陷成山间盆地中分布着少量与山势走向相一致的晚古生代、中新生代地层。前寒武系的下元古界呈北西向带状分布于边缘隆起的北部, 山下部白家咀子组和上部塔马子沟组组成。白家咀子组包含角砾一均质混合岩、黑云母斜长片麻岩、大理岩、条痕一均质混合岩、绿泥石英片岩等, 塔马子沟组主要为含云母石英片岩、泥灰质片岩、黑云母片麻岩、绿泥石英片岩、不纯大理岩等。两组之间为不整合或假整合接触。侵入塔马子沟组的白色伟晶花岗岩之钾一氢同位素年龄为。上元古界分布广泛, 与下元古界展布方向基本一致, 呈北西至北西西向, 由下部墩子沟群相当蓟县系和上部孩母山群相当震旦系组成, 主要为一套属海进层序的滨海一浅海相碎屑岩一碳酸盐建造。上、下元古界之间为角度不整合关系, 下元古界为倾向南西的单斜构造, 上元古界为复式背斜。区域构造方向西部呈北西向, 东部呈近东西向, 线状构造发育, 边缘隆起两侧皆有深断裂发育, 两者相向产出, 倾角一。, 由于深断裂附近次级断裂发育, 形成了两个深断裂带。金川岩体即沿北侧深断裂的次级断裂侵入于下元古界白家咀子组变质岩系中。
金川矿床位于中朝地台阿拉善台块西南部的龙首山隆起区, 其含矿岩体上部已遭剥蚀, 存留部分长约6 500m , 宽约20~ 500m , 垂深最大处超过1 100m , 总走向NW 500, 倾向SW , 倾角50°~ 80°, 围岩为前寒武系白家嘴子组混合岩、片麻岩和大理岩。大量观测资料表明, 该矿床是深部分异的多相熔体, 经4 次脉动侵入于现存空间复合形成的。第1 次脉动侵入体的岩矿石以中细粒结构为特征, 主要岩相组合为辉橄岩—橄榄岩—橄辉岩, 局部有斜长辉橄岩和斜长橄榄岩, 矿石所占体积可达50. 6% , 但主要为浸染状贫矿。第2次脉动侵入体的岩矿石以中粗粒结构为特征, 主要岩相组合为辉橄岩—斜长辉橄岩—橄榄岩—斜长橄榄岩—橄辉岩—辉石岩, 局部有斜长橄辉岩, 矿石所占体积约35. 8% , 也以浸染状贫矿为主。这两次侵入体在矿床北西段复合, 后次一般位于前次的下侧。第3 次脉动侵入体以大量富含硫化物和橄榄石为特征, 硫化物含量平均约20% , 橄榄石占造岩矿物的90% 以上, 构成硫化物纯橄岩相, 其本身就是富矿体。矿石类型主要为海绵状, 大部分侵入于第2 次侵入体下部矿体之中, 叠加成内富外贫的复合矿体, 其体积虽然仅占整个含矿岩体的5. 6% , 但铜镍资
源量却可达全矿床的85% 左右。第4 次脉动侵入体以极富硫化物为特征, 其本身就是特富矿体, 矿石类型主要为块状, 呈脉体沿构造裂隙穿插于第2、3 次侵入体中。笔者已论证指出, 第1、2 次侵入的是携带硫化物液滴和橄榄石晶粒的硅酸盐岩浆; 第3 次侵入的是运载大量橄榄石晶粒的富硫化物岩浆; 第4 次侵入的是杂质很少的硫化物矿浆。各次侵入的多相熔浆流之间具有密切的亲缘关系, 它们是同一股含矿岩浆在过渡岩浆房中熔离—结晶—重力分异的产物。
金川硫化铜镍矿床成矿模式
导源于地慢深部富硫的铁质超基性岩浆, 沿超壳深断裂上浸到达地壳岩浆房。注人岩浆房的岩浆在橄榄石结晶温度的区间内, 发生熔离作用和橄揽石结晶作用, 按重力效应在岩浆房中自下而上先后形成了矿浆、富矿岩浆、含矿岩浆和岩浆的分层格局。随着温度下降, 在构造应力脉动式驱动下, 岩浆房中自上而下按岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆的顺序, 先后分别沿相同通道上侵、贯人于现存空间成岩成矿、每次上侵、贯入的浆体都沿若前次浆体的下侧部和根部定位。整个成矿过程由岩浆房中的深部熔离、橄揽石结晶和重力分层作用第一期次岩浆上浸第二期次含矿岩浆上侵第三期次富矿岩浆贯人晚期矿浆贯人一接触交代成矿热液叠加成矿, 构成一个完整的硫化铜、镍矿床的成矿模式和时空分布系列。
区域地质概况中国已知岩浆铜镍硫化矿床分布于类地区地块内部区、过渡区和地槽内部区〔’〕。地块内部区和地槽内部区的矿床较少, 规模亦小, 多数矿床包括一些规模巨大的矿床都产于过渡区。过渡区是指地块与其边缘地槽之间的过渡地带, 包括地块边缘的线型隆起和其外侧地槽的边部。金川矿床就产于这样的过渡区, 位于中朝地块西南部的阿拉善边缘隆起上, 以北是地块内部区, 以南是祁连摺皱系的走廊过渡带。区内主要地层为前寒武系, 在山前凹陷成山间盆地中分布着少量与山势走向相一致的晚古生代、中新生代地层。前寒武系的下元古界呈北西向带状分布于边缘隆起的北部, 山下部白家咀子组和上部塔马子沟组组成。白家咀子组包含角砾一均质混合岩、黑云母斜长片麻岩、大理岩、条痕一均质混合岩、绿泥石英片岩等, 塔马子沟组主要为含云母石英片岩、泥灰质片岩、黑云母片麻岩、绿泥石英片岩、不纯大理岩等。两组之间为不整合或假整合接触。侵入塔马子沟组的白色伟晶花岗岩之钾一氢同位素年龄为。上元古界分布广泛, 与下元古界展布方向基本一致, 呈北西至北西西向, 由下部墩子沟群相当蓟县系和上部孩母山群相当震旦系组成, 主要为一套属海进层序的滨海一浅海相碎屑岩一碳酸盐建造。上、下元古界之间为角度不整合关系, 下元古界为倾向南西的单斜构造, 上元古界为复式背斜。区域构造方向西部呈北西向, 东部呈近东西向, 线状构造发育, 边缘隆起两侧皆有深断裂发育, 两者相向产出, 倾角一。, 由于深断裂附近次级断裂发育, 形成了两个深断裂带。金川岩体即沿北侧深断裂的次级断裂侵入于下元古界白家咀子组变质岩系中。