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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。



1楼2011-10-24 17:40回复
    岩相金川含矿岩体为一复式侵入体, 是岩浆多期次上侵形成的。从目前掌握的证据看, 至少有三期次的岩浆上侵, 表现为种不同的粒度相。其中中细粒相代表了第一期上侵岩浆形成的岩石, 中粗粒相为第二期岩浆上侵的产物, 中粒相则形成于第三期岩浆的上侵。种粒度相不同期次侵入的证据是明显的, 岩相之间界线清楚, 呈突变接触关系, 中粗粒岩石位于中细粒岩石之下, 接触带常存在着数厘米至数十米的破碎带或后期脉岩充填, 接触界线附近两种拉度岩石不仅橄揽石晶粒直径具明显差异, 而且金属硫化物的粒度和相对含量亦有所不同, 表明中粗粒相岩石晚于中细粒相上侵成岩的特点。而中粒相岩石又常见受中粗粒相构造裂隙的控制图, 接触带中粗粒相岩石具有蚀变, 可见中粒相岩石是种粒度相中上侵最晚的。应该指出, 斌存于中粒相根部的晚期贯人金属硫化物块状矿石, 无疑是一种还要晚于中粒相岩石上侵的矿浆贯入岩石类型同一粒度相中不同岩石类型之间呈渐变过渡关系, 反映了岩浆结晶分异的特点。除中粒岩相均山纯橄揽岩构成外, 中细粒、中粗粒岩相中各种岩石类型均呈同心壳状分布, 墓性程度高的岩石类型分布在中心, 向外依次基性程度降低。岩石类型主要为二辉橄揽岩,一与岩体平均岩石化学成分的结论一致。各类岩石的造岩矿物主要为橄揽石、单斜辉石、斜方辉石及斜长石。橄揽石主要为贵橄榄石, 少量镁橄榄石。具包橄结构和嵌晶结构, 显然是熔浆中最早结晶的造岩矿物, 采用超镁铁岩中橄揽石形成温度计算公式计算自〕, 橄榄石开始结晶的温度全熔温度约为℃ , 结束结晶的温度在℃左右。代表了深部熔离的温度区间。斜方辉石主要为古铜辉石, 含量较单斜辉石少, 与橄揽石呈同消长关系, 温度计算〔幼〕, 辉石的结晶温度可能在一℃左右。斜长石属拉长石, 有时呈橄榄石嵌晶出现, 与辉石少见这种关系, 推测结晶时间与辉石大体相当。采用。提出的斜长石地质温度计〔’〕, 计算斜长石的结晶温度介于一℃之间, 与上述结论基本一致。斜长石结品温度计算。。在到之间, 根据岩休侵入的下元古界白家咀子组的上覆地层几度约, 推测岩体侵人深度当在一。矿体类型及矿石特征矿床, , 数百个矿体, 按成矿阶段可分为期, 即岩浆期、气化热液期和热液期。热液期成矿作用主要对先成岩浆期矿体进行改造、叠加, 除改变原来矿体结构和成分形成变海纵晶铁状矿石, 以及对伴生贵金属的富集起特别重要作用外, 一般不单独构成矿体。岩浆期是最为主要的成矿阶段, 形成的矿体按成因可分为就地熔离型、深部熔离一贯入型和晚期贯入型类矿体。气化热液期成矿作用主要形成接触交代矿体。岩浆期的矿体类型与岩浆演化、侵入的先后密切相关。就地熔离型矿体主要存在于第‘ 期、第二期上侵的中细粒相和中粗粒相中, 两种不同粒度相中的矿体特点有所差异, 前者主要形成以星点状矿石为特征的上悬贫矿体, 后者则是一种与深部熔离型矿体并存的、局部形成似海绵晶铁状矿石的就地熔离型矿体。矿体与围岩呈渐变过渡关系。深部熔离贯入型矿体则主要赋存于第二期中粗粒相的二辉橄榄岩中和直接由第三期中粒相构成, 矿体规模巨大, 是最重要的矿体类型, 以海绵晶铁状矿石为主, 赋存于岩体底部或根都, 分布不受分异岩相的控制, 穿擂先期形成的各种岩相。晚期贯入型矿体, 仅存在于深部熔离一贯入型矿体中或岩体根部的接触带, 呈不规则扁豆状、脉状产出, 形态受构造裂隙控制, 以块状矿石为主, 显然系一种晚于第三期中粒相纯橄揽岩的上侵, 直接由矿浆贯入形成的矿体。而接触交代矿体, 则主要与紧依的岩浆型矿体有关, 产出部位多紧靠含矿岩体, 矿石贫、富与含矿岩体的距离远、近有关。产状同围岩一致, 矿石类型主要为稀疏浸染状和稠密浸染状矿石。矿石中金属硫化物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿, 不同类型矿体中三者之比不同, 就地熔离型矿体为, 深部熔离一贯入型矿体为, 晚期贯人型矿体为, 接触交代型矿体为。按照一般成矿原理, 先成矿石铜矿物含量相对镍矿物含量比后成矿石应低, 上述岩浆型矿体的矿物含量比值得出的成矿顺序结论, 正好与野外地质观察的认识相左。显然, 它是山于深部熔离作用, 硫化物液态下的分离顺序与矿体形成先后相反所致。金属硫化物的形成物理化学条件, 根据矿石结构构造分析, 其熔离当是稍旱或与橄揽石结晶同时发生的, 可能持续到辉石甚至斜长石的晶出, 因此其熔离温度应在一℃左右。而各种金属硫化物分解晶出温度则在一℃之间〔〕, 热液桥加型的磁黄铁矿一黄铜矿平衡温度据硫同位素温度计算为一℃。可见, 金属硫化物从开始熔离到结晶结束, 其温度区间比造岩矿物要大得多。矿床地球化学矿床中各类矿石金属硫化物同位素测定结果, 护怡变化于一一十。图, 与陨石硫相近,表明其硫源来自地慢, 属深源原生硫, 成矿物质应来源于地慢岩浆源。山表可见, 从岩浆期矿石星点矿床成因模式依据上列描述, 结合成岩成矿物理化学条件, 其成因模式为导源于地慢深部富硫的铁质超基性岩浆, 沿超壳深断裂上侵到达地壳深部转桨房图, 岩浆房深度在以下与地慢之间。注入岩浆房的硅酸盐岩浆共容积, 从现存岩体镍、铜平均含量很高出发, 至少应是现存岩体的几倍。原始岩桨, , 平均含量比现存岩体肯定是低的。


    2楼2011-10-24 17:40
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      由于地壳的温度、压力较地慢低, 岩浆注人岩浆房之后, 在一℃ 范田内, 发生熔离作用和橄榄石的结晶分异作用。先熔离出来的硫化物熔体, 因屯力场效应沉聚于岩浆房底部。大量晶出的橄榄石则沉聚于底层硫化物熔融层之上, 较后熔离的硫化物熔融体下沉并被封存于橄榄石晶间, 呈海绵状层。还有部分更后熔出的硫化物液滴和, 韶“的橄揽石就可能悬浮干上部岩浆中。这样在岩浆房中就自上而下形成了岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆的分层格局图。当温度达一℃区间内, 除橄榄石外, 其它造岩矿物尚未品出, 硫化物也还保持熔体状态, 在构造应力脉动式作川驱动下, 岩桨、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆先后分别沿同一通道上侵、贯人于深一的现存空间成岩成矿。先浸人的岩浆到达的部位较高或距岩浆房较远, 当先侵人的岩浆尚未完令凝固的情况下, 又有后续岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆的先后多次上侵到达现存空间, 每次侵人都沿着前次侵人的岩浆体的下侧部定位。原因可能有二其·是山于这‘ 部位散热慢、冷凝晚, 属软弱地带少七二是这部位的某些地段虽已冷凝但次生构造裂隙发育, 亦有利于后期岩、矿浆的侵人定位。对现存空间而言, 先侵入的岩浆和含矿岩浆, 在侵位之后, 温度随之下降到℃以下, 发生就地熔离作用和结晶分异作用。辉石、斜长石等先后均晶出, 山深部带来的硫化物液滴以及就地熔离出来的硫化物液滴就被封存在橄榄石和后结晶的这些矿物的晶形成星点状矿石并构成悬浮状和似层状的矿体。含矿岩浆、富矿岩浆或矿浆侵入现存空间之后, 温度下降、压力相对减低, 岩体中气液增加, 当气液聚集到一定程度之后, 一方面使先已结晶的橄榄石、辉石发生蛇纹石化、闪石化、绿泥石化等自变质作用, 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渗滤、扩散和交代作用, 形成接触交代型矿体, 同时使围岩主要为碳酸盐岩矽卡岩化, 估计温度为一℃。由于矿质来自岩体内部的硫化物熔融体, 因此, 矿一石的金属矿一物组合与岩浆期各类矿石无甚差别, 只是铜矿物含量相对有所增加。随着气液进一步聚集, 矿液在其中比重增大, 温度下降至℃ , 在构造应力的驱动下, 沿着海绵晶铁状矿体和星点状矿体的局部构造软弱带, 热液叠加成矿。这期成矿作用的影响一方而使原来的海绵‘八铁状矿石变为星云状、云雾状、毛毡状构造, 造岩矿物强烈蛇纹石化等另一方面在金属矿物中, 铜矿物显著增多, 尤以方黄铜矿含鱿增高为特点, 铜矿物约占硫化物益的。, , , , 的丰度彼著增大, 形成独立矿物或以类质同象形式存在。总之, 这期成矿作用以, , , , 女这一元素组合的益加富集为特色。含矿岩体大体是在左右时上侵贯人现、存空问成岩成矿。此后, 本区历经漫长的地史发展时期, 总体上表现为地壳抬升隆起, 经受剥蚀, 到新生代之后, 含矿我体暴露地面, 西段矿体较浅, 暴露地表后经历了氧化作川, 形成一硫化句床饭化带,东段矿体较深, 一直未出露, 至今仍探理于以下。参考。。。。。。


      3楼2011-10-24 17:40
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