金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式

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，SiO2和Na2O+K2O较低，Na2O>K2O，Na2O／K2O比值为2左右，M90／(Fe2O3+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。

金川铜镍硫化物矿床的岩浆质量平衡与成矿过程金川铜镍硫化物矿床位于四川省西昌市，是中国最大的镍硫化物矿床之一。

该矿床的形成和演化过程一直是地球科学家和矿床学家探讨的热点问题之一。

岩浆质量平衡是研究矿床成因的重要方法之一。

本文将从金川铜镍硫化物矿床的岩浆质量平衡入手，探讨矿床的成矿过程。

金川铜镍硫化物矿床主要由辉石岩、辉绿岩和蛇纹岩组成。

根据矿床的构成和地质特征，研究人员提出了不同的成因假说。

其中，岩浆成因假说得到了广泛的认可。

这一假说认为，矿床的形成与镍、铜、铁等元素在深部岩浆中的富集和体系中的分配有关。

岩浆在地壳深处运移过程中，经历了多次分异和结晶过程，形成了具有不同组成和特征的岩石。

岩浆质量平衡是成因矿床形成和演化过程中不可或缺的环节。

该方法通过岩浆中元素的运移和分配，进而推测出矿床成矿液的来源及其成矿环境。

具体地，岩浆质量平衡需要对矿床成矿元素的来源、运移和沉积进行综合考虑，并将其与岩石析出物相结合，从而推断出成矿热液的化学性质和来源。

在金川铜镍硫化物矿床的岩浆质量平衡研究中，主要集中在辉石、橄榄石和硫化物岩石的元素分配和比例推测上。

通过对金川铜镍硫化物矿床的元素分析及岩浆质量平衡计算，研究人员得出以下结论：矿床成矿液的主要来源是辉石和橄榄石晶体的溶解和蚀变产物，成矿热液中的硫化物与辉石、橄榄石存在较强的偏析关系，且均富集在铅、锶等元素中。

此外，在成矿热液中铜、镍、铁等元素的分配比例与硫化物岩石中的含量和分布有密切关系。

这表明，在金川铜镍硫化物矿床的矿化过程中，硫化物的生成和沉积起到了重要的作用。

总体来说，岩浆质量平衡法是解决矿床成因问题的一种有效手段。

在金川铜镍硫化物矿床研究中，通过对岩石样品的分析和计算，揭示了一系列成矿元素的来源、分配和运移路径，为揭示矿床成因提供了重要的科学依据。

当前，矿床成因研究面临多重挑战，如新技术的推广、原位元素分析技术的不断发展等，这些挑战的克服，将有助于更深入地探讨和理解矿床成因的奥秘，为矿产资源的勘查和利用提供更可靠的科学依据。

岩浆铜镍硫化物矿床成矿过程定量化模型的初步构建好，今天咱们聊聊岩浆铜镍硫化物矿床成矿过程的定量化模型。

嘿，别急着翻白眼，这话听起来挺复杂的，但我保准你看完之后，觉得还挺有意思的。

说白了，这就是在探讨一种怎样的矿物是如何“诞生”的过程，特别是那些富含铜、镍、硫等元素的矿床，像是咱们拿到的那些铜镍矿，怎么会出现在地球的某个角落。

你要是觉得矿物学离你很远，那就把它想成是地球内部“炖”出来的美味汤，想知道这汤是怎么做的吗？咱们得从地球内部说起。

那地方呀，热得跟火炉似的，岩浆在地下翻滚，别说人呆在那，连个鸡蛋下去都能变成炒蛋。

这个时候，岩浆里的矿物元素就开始“聚会”了，特别是铜、镍、硫这些家伙，它们相互吸引，慢慢就聚集在一起，形成了岩浆铜镍硫化物矿床。

是不是很像一群“聚集”在一起的朋友们，不同的元素性格也不一样，所以它们在岩浆中一会儿散开，一会儿又会凑到一起。

但问题来了，这矿床到底是怎么“定居”的呢？嘿，就是咱们要说的那个定量化模型了。

这个模型可以帮助科学家了解矿床形成的过程，像是拿着放大镜看一个大千世界。

比如说，这些矿床形成的深度、温度，甚至是压力，都会影响到最终矿床的“长相”。

你可以想象一下，一锅煮粥的火候控制不当，粥就糊了，矿床也是一样，温度、压力、化学成分都得配合得恰到好处才能出产高质量的铜镍矿。

然后呢，有些学者就开始琢磨，这些矿床到底是怎么一步步“煮熟”的？他们建立了模型，用数学公式去计算和预测不同条件下，矿物是如何逐步沉淀下来的，最终形成一个巨大的矿体。

听起来很高大上，但本质上就是对岩浆深处那场“聚会”做个详细记录。

你看，矿床的形成不像炒菜那样有固定的“食谱”，每次的“配料”都不一样。

矿床的大小、分布、矿物含量这些因素，都是由成千上万种变化组合起来的。

不过，事情并不总是那么简单。

比如，温度升高或者压力增大，都会影响岩浆中的元素分布，有些元素可能会提前“逃跑”，就像你做饭时，火太大会导致一些香料蒸发掉一样。

3金川铜镍硫化物矿床成因及成矿预测与金川含铂铜镍矿床有关的超基性侵入体侵入于超镁铁质侵入体中。

超镁铁质侵入体走向东西—北西, 长约6 km , 厚度变化为20～527 m , 平均约300 m , 侵入于太古宇- 下元古界杂岩中, 后者的组成岩石有镁质大理岩、混合岩、片麻岩和角闪岩, 倾向南、南西, 倾角60°～70°。

侵入体也是向这个方向倾斜, 其规模在一定程度上受控于与角闪岩互层的混合岩化片麻岩和大理岩的接触边界。

该侵入体的详细形态见汤中立(1998[3 ], 1999[2 ]) 的文章, 他在详细钻探的基础上查明了侵入体与围岩的复杂接触关系。

从超基性侵入体钻孔地质剖面图(图7, 据汤中立, 1999[2 ]) 中可见, 侵入体沿着与大量围岩(混合岩化片麻岩, 特别是白云质大理岩) 发生置换作用的边界侵入, 通过钻探, 在侵入体内部也发现有围岩碎块(置换残余)。

在主要由二辉橄榄岩组成的中部最厚部位(约600m ) , 发现有韵律性分层的特点, 出现斜长石二辉橄榄岩与异剥橄榄岩层, 与产于侵入体下部的纯橄榄岩形成共生组合。

在剖面图(图7) 上, 清晰显示了该矿床铜镍硫化物矿石组合的地质位置, 矿石产于二辉橄榄岩与白云质大理岩的接触带上。

在许多剖面中, 可见矿石组合贯入二辉橄榄岩体, 清楚表明它是侵入体的独立(第二次) 形成相。

矿石组合的形成一直持续到钻孔未追索到的补给通道(Фидер) ,可以确定侵入体与深部分异岩浆地幔岩浆源的关系。

在这个岩浆源区, 发生了熔体的分化, 变为二辉橄榄岩(上部) 和铁质橄榄石岩(下部) 部分, 决定了岩体的二相结构, 其中每一个相都单独进行分异。

富铁含铂橄榄石岩岩浆发生流体硫化作用, 形成了硅酸盐2硫化物熔体, 相应于该矿床的橄榄石2硫化物浸染状矿石。

在岩石化学图解(图8) 中, 它们占据富磁铁矿橄榄石岩的位置, 是含铂建造纯橄榄岩岩浆作用的自然分异产物。

甘肃地质学报 19971997　第6卷　第1期A CTA　GEOLO G I CA　GAN SU V o l.6　N o.1金川硫化铜镍矿床成矿岩浆性质和源区特征讨论杨合群①　汤中立②苏　犁①　李文渊②　宋述光①　杨杰东①(①西安地质矿产研究所　西安　710054)(②甘肃省地质矿产局　兰州　730000)α 摘　要　通过对造岩矿物、岩石化学和铂族元素等信息的综合分析,认为金川岩体的母岩浆属拉斑玄武质苦橄岩浆,是地幔橄榄岩经33%部分熔融的产物;硫、钕、锶、氧等同位素资料说明岩浆源区可能在上地幔低速层底部,属富集型地幔。

关键词　金川　硫化铜镍矿床　母岩浆　部分熔融　地幔 位于我国西北地区的金川(白家嘴子)矿床是世界著名的超大型硫化铜镍矿床之一。

该矿床自1958年发现以来,曾进行过详细的勘查与大量研究工作,甘肃地矿局第六地质队(1984)公开出版了矿床地质专著,汤中立(1990,1991)和杨合群(1991)先后提出了成因模式。

本文通过对以往和新近所获地球化学资料的综合分析,进一步讨论该矿床成矿岩浆性质和源区特征。

1　矿床地质概述 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6500m,宽约20～500m,垂深最大处超过1100m,总走向NW500,倾向S W,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。

文章编号：１００９－６２４８（２０１２）０４－０３２１－１３金川铜镍硫化物矿床成矿物质深部预富集过程探讨王亚磊，李文渊，张照伟，张江伟，高永宝，郭周平，李侃，钱兵（西安地质矿产研究所，国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室，陕西西安　７１００５４）摘　要：金川矿床为世界第三大在采铜镍硫化物矿床，该矿床赋矿岩体出露面积仅为１．３４ｋｍ２，主要由超镁铁质岩石组成，岩体矿化率高达４７％。

不同岩相和矿石类型之间呈明显的突变接触关系。

这些典型特征暗示成矿物质在侵入现存空间之前发生了明显的预富集。

成矿物质的深部预富集过程主要探讨深部岩浆房内硫化物的熔离机制、硫化物熔离的相对时限及熔离量的大小、硫化物熔离后的迁移聚集及分离结晶过程。

金川岩体不同岩石类型中橄榄石Ｆｏ变化范围小（Ｆｏ＝８０．１１～８５．６８），暗示深部岩浆房是开放的岩浆系统，存在多期次后续新鲜岩浆的贯入。

依据橄榄石－液相平衡原理，计算得到金川岩体母岩浆ＭｇＯ含量为１０．８％～１２．６％，为高Ｍｇ拉斑玄武质岩浆，表明岩浆源区发生了较高程度的部分熔融，其为硫化物的大量熔离提供了丰富的成矿元素。

金川岩体Ｓｒ－Ｎｄ－Ｏｓ同位素和微量元素地球化学特征表明，金川岩体原生岩浆遭受明显的地壳物质混染，混染程度约为５％～１０％，Ｔｈ－Ｔａ、Ｔｈ－Ｎｂ和（Ｔｈ／Ｔａ）ＰＭ－（Ｌａ／Ｎｂ）ＰＭ图解表明，部分混染物为下地壳组分，下地壳物质的混染可能是导致深部岩浆房内硫化物熔离的主要机制。

金川矿床赋矿岩石类型主要为二辉橄榄岩和纯橄岩，为金川岩体中基性程度最高的岩石类型，同时“Ｍｅｌｔｓ”模拟计算也表明，硫化物的熔离发生在岩浆演化的早期阶段，并随着后续新鲜岩浆的持续贯入熔离出的硫化物含量不断增加。

熔离后的硫化物在重力作用下下沉至岩浆房底部或中下部，形成矿浆和富矿岩浆。

金川矿床中块状矿石相对富集ＩＰＧＥ，富Ｃｕ矿体中则相对富集Ｃｕ和ＰＰＧＥ。

这种成矿元素的分异现象表明，随着温度的降低，硫化物在深部岩浆房内发生了明显的分离结晶作用。

金川铜镍矿床的地球物理深部结构与成因模式金川铜镍矿床位于四川省凉山彝族自治州木里县境内，是我国重要的铜镍硫化物矿床之一。

经过多年的研究，人们逐渐了解了这个矿床的地球物理深部结构和成因模式。

首先，根据地震波传播速度的变化，可以推测矿床下方存在深达100公里的岩石圈上地幔，这是矿床形成的基础。

其次，在地质历史长时间的变动过程中，该地区发生了复杂而强烈的地质构造运动，构成了多层复式开普弗登类型断裂带。

这些断层形成了典型的克拉通边缘的弧形、弓形构造和盆地发展。

这种区域构造特征，导致了区域内岩浆和热液活动的复杂性和强烈性，进而产生了相应的铜、镍、铂族金属等矿物元素的沉积和富集。

其次，矿床内部的变化也是十分复杂的，由于地壳燕山期、印支期和喜马拉雅产生的多期次构造变形以及巨大的蚀变。

研究表明，金川铜镍矿床与其他铜镍硫化物矿床相比，矿化程度更高，矿区内普遍出现铜镍硫化物矿石，在矿区及附近还出现了伴生的硫化银矿、铜钴矿和多金属成分的矿脉，其中含铝晶质岩亦是矿区的重要成分。

最后，根据地球物理和地质学的分析和研究，可以认为金川铜镍矿床的成因模式是岩浆热液成因。

不断涌动的岩浆带来了丰富的金属元素，通过热液的作用被富集到了矿脉中。

在特定环境条件下，这些元素被还原或氧化，从而形成了铜镍硫化物矿脉。

|由于地区内隆起、断裂及蚀变等复杂作用，使矿化作用在空间上有了多个范围，通过多期成矿作用而形成了金川铜镍矿床。

总之，金川铜镍矿床的形成离不开地球物理深部结构和地质构造变动的影响，同时，它的成因模式也是地球物理和地质学的重要研究领域。

随着科技的不断进步和矿床开发的需求，我们还需要深入研究这个矿床的深部结构和成因模式，以便更好地开发和利用这些宝贵的矿产资源。

为了更好地了解金川铜镍矿床，我们可以通过统计相关数据来进行分析。

以下是一些常用的数据：1. 矿床储量：约为1100万吨，其中含有铜2.03%、镍1.36%、铂族金属、钴、铀等多种金属元素。