金川铜镍硫化物矿床的岩浆质量平衡与成矿过程

矿年 文章编号2 2 2 ∞床地质第 卷 第 期⁄∞° ≥ × ≥铜镍硫化物矿床的成因) ) 以诺里尔斯克 俄罗斯 和金川 中国 为例罗照华马拉库舍夫中国地质大学 北京潘妮娅苏尚国俄罗斯科学院矿床地质 ! 岩石学 ! 矿物学与地球化学研究所 提莫斯科要 与超基性岩浆作用有关的铜镍硫化物矿床主要有两种成矿建造 一种为含铬建造另一种为含铂建造 ∀ 尖晶石类矿物成分的变化清楚地反映了这两类建造的成矿属性 ∀ 含铬建造 的尖晶石属于铬铁矿 2尖晶石系列 含铂建造中则为尖晶石 2磁铁矿系列 ∀从含铬建造向含铂建造 转变的原因ƒ ° ∀ 因此可以解释为超基性岩浆作用中硫的作用增加 含铬建造中主要富含 ∏! 和从而引起反应∏ƒ≥ ψƒ ≥ °磁铁矿同时分散性铂族元素的专属性特征也发生相应变化而含铂建造中则富含 ° 和 ° ∀ 超基性岩浆作 含铂的超基性岩大多数情况下与富碱 而是含硫用中硫的化学活动性增加与其碱度增加直接有关 ∀ 因此 从而形成矿浆 ∀ 据此 关键词的玄武岩形成共生组合 ∀ 当富铁熔浆发生硫化作用时 将会导致硫化物与硅酸岩熔浆的不混融 金川含铂铜镍矿石不是该矿床二辉橄榄岩侵入体的分异产物 后者也象二辉橄榄岩本身那样 成因 俄罗斯诺里尔斯克 文献标识码 中国甘肃金川 化物纯橄榄岩的独立侵入体 铜镍硫化物矿床°是深部岩浆源的分异产物 ∀中图法分类号本文是依据作者 研究是在金川年在金川矿区工作的结果以及大量公开发表的研究资料≈ ∗ 写成∀ 塔尔纳赫≈诺里尔斯克铜镍硫化物矿床对比计划框架内进行的这两个矿床均是这种类型的超大型矿床 ∀含铬超基性岩建造与含铂超基性岩建造的划分及成因探讨我们研究的这类矿床是含铂族元素的铜镍硫化物矿床 在于铬尖晶石成分的变化序列 有规律的变化 图 图∀主要是富含铂和钯因此决定了它们与超基性岩浆作用具有成因联系∀ 各类超基性岩的岩石建造与成矿作用最明显的区别 从含铬超基性岩建造转变到含铂建造 尖晶石类矿物成分作展示了含铂和含铬建造超基性岩中铬尖晶石成分变异趋势的差别∀ 在含铬铁矿的超基金项目 本论文为俄罗斯国家自然科学基金委员会与中国国家自然科学基金委员会联合资助项目 / 中俄铜镍硫化物 部分成果 矿床成因对比研究 0 2 2 ≥ƒ ≤ 编号 ƒ ƒ 编号 第一作者简介 罗照华 男 江西南康人 副教授 从事岩石学 ! 矿床大地构造教学与研究 ) 收稿日期 修订日期 2 2 2 2第卷第期罗照华等铜镍硫化物矿床的成因 ) ) 以诺里尔 斯克 俄罗斯 和金川 中国 为例图∗ ) 含铂建造含铂和含铬建造超基性岩中铬尖晶石的成分变化ƒ康德辉石岩 2纯橄榄岩 2橄榄石岩岩体 ) 富铂铬铁矿矿石 ) 纯橄榄岩 ) 橄榄石岩 ∗ ) 含铬铁矿建造 克姆皮尔塞岩体 ) 纯橄榄岩 ) 方辉橄榄岩 ) 尖晶石颗粒从中心向边缘成分变化趋势 1 ≤ √ ∏ ° 2 ≤ 2∗ ) ° 2 ) ⁄∏ ) ) ° ∏ ¬ ) ≤ ) ≤ 2 ∏ 2 √ 2 ) ° 2 ∏) ⁄∏基性岩中铂族元素仅呈分散状态出现并且主要是锇! 钌! 铱和铑∀ 因此在含铂超基性岩中主要是铁铂矿和钯矿∀ 从含铬建造向含铂建造过渡 这类矿物的铬铁矿2磁铁矿成分变化趋势在图解中表现很明 显 可以解释为超基性岩浆作用中硫的作用增加ƒ ≥ ƒ ≥ ƒ ∏磁铁矿ψ ° °分散性铂族元素的专属性特征的变化 高的相对化学位和硫化铂 业已证明 组合 特别是硫化钯∀也与此有关 变成更超基性岩浆作用中硫的化学活动性增加与其碱度增加直接有关∀ 这表现在主 而含铂的超基性岩大部要橄榄岩类型的有规律置换 方辉橄榄岩2二辉橄榄岩2异剥橄榄岩 以及与褶皱带中火山岩的 含铬铁矿建造的超基性岩从属于蛇绿岩带的拉斑玄武岩建造 分与碱度增高的玄武岩形成共生组合∀ 在流体2岩浆相互作用过程中 橄榄岩岩浆通常在一定程度上会失去稳定性 并发育成液 态不混溶∀ 结果形成与辉石岩共生的纯橄榄岩! 斜方辉石岩! 二辉岩或单斜辉石岩 应 来看 中 强调它们对铂族金属的地球化学专属性是非常重要的∀ 在含铬铁矿的建造中 纯橄榄岩的特征是含有 ∏! 和 等杂质元素 而在含铂建造 占主导的杂质元素则是铂和钯∀ 含铂建造所特有的铂! 钯纯橄榄岩可以向橄榄石岩 镁 逐渐过渡∀ 与此相 也有方辉橄榄岩型! 二辉橄榄岩型或二辉岩型橄榄岩岩浆∀ 从纯橄榄岩建造属性的观点质纯橄榄岩矿床地质年纯橄榄岩2橄榄石岩岩浆的特征是其分异作用过程伴随着铁的强烈堆积 这也可以解释为 铂和钯的有效萃取 堆积 尔市北 因为它们不仅具有亲铜的地球化学性质 而且也具有亲铁地球化 其例子如乌拉尔 塔吉 学性质∀ 特殊铂矿床的形成可能就是与这种岩浆分异作用趋势有关古雪瓦果尔斯克橄榄石2磁铁矿型铂矿石和南非布什维尔德岩体富铂纯镁铁橄榄岩∀南非布什维尔德矿床! 中国红旗岭矿床以及俄罗斯塔尔纳赫矿床对 比研究布什维尔德岩体中产有世界上规模最大的铂钯矿床 其主要类型可以反映铂2钯地球化学 性质的两重性∀ 一方面说明它们与硫的高度化学亲和性 亲硫性 另一方面又说明它们与铁 的高度化学亲和性 亲铁性 ∀ 与此相应 布什维尔德岩体的铂矿床一方面附属于富硫的铬铁 矿和辉石层 少硫化物型矿床 另一方面又从属于富铁的纯镁铁橄榄岩 后者在侵入体下部 与分层矿体的辉石岩形成共生组合 而在上部则呈筒状侵入于层状岩系之中∀ 根据资料≈ 纯镁铁橄榄岩 含铂 1 Ù 成分如下 1 ≥ ×1 ° ≤ 1 1 1 ƒ 1 ƒ 1 1 1 1 ≤ 1 1 ! 1总量∀ 纯镁铁橄榄岩的富铂性及其总是与异剥岩和苏长岩稳定共生证明它们与富铁岩浆异剥橄榄岩质或橄榄单斜辉石岩质岩浆中的液态不混溶现象密切关系∀ 在莫依湖克和傲岸维尔瓦赫特岩筒被揭露之后 发现它们呈直角切穿整个层系∀但 是 应当注意 也发现了很大的纯镁铁橄榄岩矿体 它与伟晶状异剥岩有关并与地层呈整合 接触≈ ∀ 显然 富铁异剥橄榄岩岩浆发生了纯橄榄岩2辉石岩分离 在分离过程中 由于铂的 亲铁性 富铁的纯镁铁橄榄岩岩浆富集了铂 伟晶状异剥岩等 从而决定了纯橄榄岩的工业价值 虽然在与其 共生的岩石 中也可以发现铂矿物∀布什维尔德侵入体的美妙之处在于 侵入体中也形成了象纯镁铁橄榄岩这样的富铁岩石∀ 这主要是因为富铁岩石与进入的透岩浆流体隔离≈ 因为在这种流体的作用下 与其相应的极 其富铁的熔体应当失去稳定性 并遭受硫化作用∀ 与这类相互作用有关的是复合 不均匀 矿 石的形成 其成矿物质取决于两种作用 布什维尔德型岩浆分异作用和与富铁熔浆硫化作用 因此 亲硫金属元素可能引发 有关的透岩浆流体带入成矿金属∀ 含铂熔体的这种流体硫化作用过程伴随着硫! 铜的带入 以下反应 以标准矿物形式ƒ ≥ ≥ ƒ ≥ ≥在这类成岩作用的基础上将产生含矿硫化物辉石岩岩浆它们的侵入将导致辉石≈ 一个侵入于 岩型含铂铜镍硫化物矿石的形成∀ 其例子如中国红旗岭矿床 × 前寒武纪褶皱带结晶杂岩的侵入型矿体∀ 这类矿床的矿石是浸染型的 具有特征的陨铁结构∀这种结构反映共结型含矿熔浆的正常结晶作用 物矿化作用 辉石2辉石 常不发育液态不混溶作用其液相线矿物为辉石∀ 它的结晶伴随着硫化 在以含斜长石的含铂铁质纯 导致富的 俄充填辉石颗粒粒间的硫化物∀ 在这种铜镍硫化物2硅酸盐系统中 通 因此矿石主要是浸染型∀ 与此不同 常发生硫化物熔浆与硅酸盐熔浆的不混溶橄榄岩和橄长岩熔浆为基础的矿床中致密硫化物熔浆的分离和巨型铜镍矿床的形成其例子如加拿大肖德别里苏长岩型矿床第卷第期罗照华等铜镍硫化物矿床的成因 ) ) 以诺里尔 斯克 俄罗斯 和金川 中国 为例罗斯西伯利亚地台诺里尔斯克苦橄岩型矿床∀ 如果以标准矿物分子的形式表示 硫化作用图式可以用以下反应来表示ƒ ≥ ≤ ≥ ≥ ƒ ≥ ≥ ≤ ≥富铁熔浆的在这种情况下产生的硫化物和硅 酸盐熔浆实际上不混溶 明显表现为 浸染状矿石的水滴状结构∀ 其实例有 诺里尔斯克矿床的浸染状矿石 图 是熔浆中硫化物2硅酸盐液态不混溶 的结果∀硫化物液滴发生上 黄铁矿 ! 下 镍黄铁矿 分层 一般其围岩辉长 岩2辉绿岩有一圈自交代变质晕圈∀ 据 报道 其中有斜长石! 单斜辉石! 斜方 辉石! 黑云母! 石榴石! 磁铁矿! 钛铁 矿! 磷灰石! 葡萄石! 滑石! 绿泥石! 蛇纹石! 方解石! 沸石和硬石膏∀ 交代 变质晕中最为特征的是辉长岩2辉绿 岩的葡萄石化∀ 这也是在诺里尔斯克地区侵入体 底部形成巨型矿体的致密硫化物矿石 成因的基础∀在诺里尔斯克地区 规模 最大的是塔尔纳赫矿床∀ 塔尔纳赫矿床的巨大致密硫化物 矿体的寄主岩是侵入于西伯利亚地台 盖层中的苦橄岩2辉长岩2辉绿岩岩床 图≤ ∗图诺里尔斯克矿床篾德维日河露天 采场鲕粒浸染状矿石素描图∗) 硫化物析离体矿物 ) 磁铁矿 ) 黄铜矿 ) 黄铁矿与 镍黄铁矿 ) 含少量粒间硫化物浸染体的橄榄辉长岩 2辉绿岩 ƒ √ ) ∏ ) ° ∏ ∏ ) ∏ √ ) ) 2∀ 浸染状矿石在矿床中据次要地位∀ 根据矿石结构 可以分成以下几种矿石 辉长岩2辉绿岩中具有圆形硫化物析离体的滴状矿石 常分解为 下部镍黄铁矿2黄铁矿带和上部黄铜矿带 海绵陨铁结构和填隙状矿石 硫化物析离体相对硅 酸盐晶体呈他形 角砾状和细脉状矿石 反映在辉长岩2辉绿岩和接触变质围岩中叠加了硫化 物矿化作用∀ 具有特色的是塔尔纳赫矿床铂和钯的富化作用 尔德矿床相近∀ 与布什维尔德岩体一样 要 含矿层和上部 次要 含矿层 图 在两类铜镍硫化物矿化作用 作用表现较完全 在塔尔纳赫 因此 诺里尔斯克的矿石与上述布什维 可以分出下部 主 表明也可以分出含铂而少硫化物的辉石岩层和苏长岩层∀ 塔尔纳赫侵入体的韵律性分层结构也与布什维尔德相似∀ 铂族金属的含量与铬和硫的富集呈正相关上部和下部层位的铂族元素含矿性是一致的∀ 但是 下部层位与上部层位具有根本的区别 存 致密的和极为分散的液滴状矿化∀ 显然 达到了形成极富铁的熔浆 下部层位的岩浆分异 铁质苦橄岩! 铁质 象布什维尔德侵入体一样橄长岩! 纯镁铁橄榄岩 的水平 它们在流体的作用下会失去稳定 遭受透岩浆硫化作用 导 致铜和亲硫金属的大规模堆积 形成硫化物矿浆∀ 在这方面 无论是塔尔纳赫和布什维尔德 侵入体的一般性岩石化学对比 还是塔尔纳赫致密块状硫化物矿石和布什维尔德纯镁铁橄榄矿床地质年图) 第四系塔尔纳赫侵入体诺里尔斯克地区地质剖面示意图) 地台盖层沉积岩 ∗ ) 火山岩系 ) 莫龙戈夫未分异火山岩 ) 贫镍的纳杰斯金强分异火山岩 见 有含铬铁矿层 ) 夹有富镍苦橄岩层的古德其星火山岩 ) 贫镍的蛇尾尔明火山岩 ) 贫铬和镍的依瓦阱亚碱性火 山岩 ) 下塔尔纳赫未分异岩床 下塔尔纳赫层状侵入体 ∗ ) 上塔尔纳赫层状含矿侵入体 ) 辉长闪长岩 ) 块状硫化物矿石 ) 粗面煌绿岩 可见火山岩系与含矿侵入体 ) 苦橄岩和辉长闪长岩 具浸染状硫化物矿化ƒ) ±∏ ) 2 ) 2 × ∂ ) ≥1√对地台凹陷的专属性 × ∏ √√ ) 2 ) 2 ≥ ) × 2 ∏ √ ) ° ∗ ) ∂ √ ) ) ) ≤ 2 ∏ √ 2 ∏ √ ∏ ¬ √ 2 ≠ ∗ ) ) √ ∏ 2 √ 2 × )2 × ∏ √图) 接触带辉长岩 2煌绿岩 ) 闪长岩塔尔纳赫侵入体上 ! 下含矿带的分层样式) 无橄榄石 ! 含橄榄石和橄榄辉长 2煌绿岩 ) 苦橄质辉长 2煌绿岩 ) 斑杂 状辉长 2煌绿岩 ) 侵入体外接触带交代蚀变岩 ) 变侵入交代岩 ∗ ) 铂矿石类型 ) 变侵入交代岩中的夕卡 岩型 ) 上斑杂岩中的少硫化物型 ) 苦橄岩和下斑杂岩中硫化物型 含浸染状硫化物矿化 ) 致密硫化物矿石ƒ) ∏ √ ≥∏ 2 ) °12≥2 ) 2 ∏ ∏ √ ¬∏) ⁄ ) × ¬ ∗ ) ≥∏ ) ) 2 ) × √ 22√ ) ° √ ∏ ) ¬ 2 2×√ ¬ ∏ √ 2∏ √2 2 ) ∏第卷第期罗照华等铜镍硫化物矿床的成因 ) ) 以诺里尔 斯克 俄罗斯 和金川 中国 为例岩的比较矿物学研究均可以得出可靠证明∀ 表明它们总体相似 并且在塔尔纳赫侵入体图对比这两个岩体的岩石化学图解 图解中铜镍硫化物矿石占据了布什维尔德纯镁铁橄榄岩的位置 在富铁成分区 ∀ 它们的相似性 不仅可以根据一般金属组分追索到 而且也可以依据有别于其他矿石类型 铬铁矿型和单斜 辉石岩型 的铂矿化作用的矿物学特征来证明∀ 尖晶石成分的变化也很明显 在纯镁铁橄榄 岩 和橄榄石岩 中 为尖晶石2磁铁矿系列固溶体 成分接近于硫化物矿石所特有的这类矿 物的铬铁矿2磁铁矿系列 图 的富铂族金属和铁的分异产物∀ 铂族金属和铬尖晶石矿化专属性的这种对应性肯定地揭示了诺里尔斯克硫化物矿石的成因本质 同时反映了它们与铁质熔浆 苦橄岩2辉长岩2辉绿岩岩床 在透岩浆流体作用下发生的硫化作用的关系∀图侵入体塔尔纳赫与布什维尔德∗图尖晶石成分的变化含矿侵入体岩石化学图解的结晶分异作用以残余熔浆 与极富铁 ! 也富铂 族金属的分异体的分离而告终 ∀在布什维尔德岩体中 以这种作 用为基础形成了含铂纯镁铁橄榄岩 而在塔尔纳赫侵入体中 熔 浆遭受了硫化作用 形成含铂的铜镍硫化物矿石) 纯镁铁橄榄岩 ) 从属于纯橄榄岩的铬铁矿 ) 澳大利亚科马提岩 的硫化物矿石 ∗ ) 诺里尔斯克省 诺里尔斯克 一号侵入体 塔尔纳赫侵入体和曼德罗夫斯克侵入 体 ) 含硫化物和铂的苦橄岩 ) 上述岩石中 的铬铁矿团块) 东布什维尔德岩管ƒ≤1° 2∏ √ ∏ ° ° 2× ∏ √2 ≥∏ ∏ 2 ° 2 × ∏ √ 2 ≤∏ ∏ ∏ƒ∗ ≤1 1) ∞≤∏ √ ∏ ∏ ∗ ∏ √ ∏ ∏ ° 2 ∏ √ 2 )√) ) ≥∏ √ × ∏ √ ) ≤ ∏ √ ) ≥∏ 2 ∏ ) 2 2∏ √√ √在透岩浆流体作用下发生的硫化作用的动力学方面 水滴状浸染矿石构造 同时硫化物滴状物发生沉降 同时经常发生液态不混溶作用表现为并在岩床的底部形成致密块状硫化物矿 由于液态不混溶作用 促使硫化物熔体从石∀ 但是 由于分异产物! 特别是富铁分异产物的硫化作用 这样的矿石也可以独立形成∀ 熔 浆的硫化作用伴随着铜和亲铜金属的带入 硅酸盐熔体中大量萃取镍和铂族金属∀ 熔体中发生硫化物2硅酸盐液态不混溶的解释 在硫化作用动力学上可以避免有关硅酸盐矿床地质年熔体中成矿组分 金属和硫 含量高得不太现实的概念 即相对于巨型铜镍硫化物矿床来说 要求母体的成矿物质含量过高∀含有大量硫化物滴状物的诺里尔斯克矿床的辉长岩2辉绿岩的 形成也是富铁苦橄质熔浆 规模也可能无限大∀ 因此 塔尔纳赫矿床是复杂的 含有在岩浆分异过程中富集的金属和与硫一起由透岩浆 认为这是它们在 流体带入的金属∀ 诺里尔斯克含矿侵入体的所有研究者都注意到了它们的 / 镶嵌0 特点 不破坏其原始产状的情况下大量置换西伯利亚地台盖层以及侵入体以捕虏体的形式捕获大量 地台盖层岩块的结果∀ 这反映了侵入体侵入作用的流体特征 其主要作用机制是岩浆的置换 作用 同时伴随着由透岩浆流体大量带入地台盖层岩块∀ 同时也含有成矿物质液滴 硫化作用的结果∀ 因此 这类岩体中 相应地 矿化 硫化物矿化的规模只取决于铁质橄长岩岩浆分异过程中堆积下来的铁的数量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 界杂岩中β∗厚度变化为∗平均约侵入于太古宇 倾向南! 南西≈下元古 倾角后者的组成岩石有镁质大理岩! 混合岩! 片麻岩和角闪岩≈β∀ 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 图 据汤中立≈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 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 通过钻探 在侵入体内部也发现有围岩碎块 置换残 质大理岩 发生置换作用的边界侵入余 ∀ 在主要由二辉橄榄岩组成的中部最厚部位 约 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 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 可见矿石组合贯入二辉橄榄岩体 清楚表明它是侵入∂质大理岩的接触带上∀ 在许多剖面中体的独立 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 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 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 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∀ 乌拉尔含铂带的古雪瓦果尔 斯克矿床 塔吉尔市地区 可以作为橄榄石2磁铁矿 橄榄石岩 型铂钯矿床的代表∀ 导致形 成金川矿床的含铂橄榄石岩岩浆的流体的硫化作用 如下式所示 橄榄石岩岩浆≥ ƒ ≥以标准矿物的形式表示 橄榄石其反应式看来与诺里尔斯克不同 硫化作用没有导致矿浆和硫化物2硅酸盐液态不混溶的发生 这可以 解释为什么金川矿床缺乏致密的富硫化物矿石∀ 金川矿床中产有大量浸染状矿石 品位不高第卷第期罗照华等铜镍硫化物矿床的成因 ) ) 以诺里尔 斯克 俄罗斯 和金川 中国 为例×≈≈具有特征的海面陨铁结构∀ 它反映了含矿熔浆的 正常共结结晶作用 铁镍硫化物 橄榄石ψ 橄榄石 同时在残余熔浆中积聚铜! 亲硫金属! 铂! 钯和金 残余岩 浆进一步又分解为致密的镍矿型和黄 铜矿型∀ 上述情况很符合不同类型铂 矿石的分布规律 × 据尖晶石成分变化规律×≈ ≈根在温度最低的黄铜矿型矿石中铂和钯最为富集∀ 因此 金川矿床实质上是由两个图∗同源侵入体 ) ) 二辉橄榄岩 ¬ 侵入 体和含矿纯橄榄岩侵入体 ­ 组成 它们起源于同一个岩浆房 用是各自单独进行的 图 中 所示≈金川矿床二辉橄榄岩中部钻孔地质剖面示意图据×≈沿不同的理岩剖面简化) 白云质大 ) ) 二辉岩断裂构造带侵入∀但是 它们的分异作 并以不同的尖 如×) 太古界 2下元古界杂岩 ) 二辉橄榄岩) 混合岩化片麻岩 ) 铜镍矿石 ) 钻孔) 斜长石二辉橄榄岩贯入型富矿石晶石成分和成分变化趋势为特征 根据ƒ ∏∗ ) ) ⁄ ) • ) ) ⁄ 2 ° ) ¬ ) ° ) ≤∏ 2 ) 2发表资料编制 ∀ 在二辉橄榄岩 常见箭头所示的两种尖晶石成分变化趋势 ≤ ψ 和≤ ψ ƒ 表明 二辉橄榄岩在方辉橄榄岩2二辉橄榄岩2异剥橄榄岩系列的占据中间位置∀ 含铂超基性岩的典型趋势是异剥橄榄岩趋势≤ ψ这种趋势在该矿床的含矿纯橄榄岩中也可以见到 尽管其中的铬尖晶石的铬含量比二 ƒ 辉橄榄岩贫得多∀ 显然 在地幔岩浆源原始分层过程中 与镁具有很高化学亲和力的铬富集在上部富镁的 二辉橄榄岩质熔浆中 而下部则是极富铁的橄榄石岩熔浆 并在后来发生了流体硫化作用 橄榄石岩熔体 ∀ 但是 硫化作用并不改变熔浆之间 ≥ 含硫化物的纯橄榄岩熔浆 的铬2铝比值∀ 由于含矿熔体结晶分异的结果 产生了具有海绵陨铁结构的含硫化物纯橄榄岩 其尖晶石成分相对贫铬 尖晶石与磁铁矿形成固溶体 ­ 并在原生铬尖晶 石颗粒边部形成次变边∀ 在这方面 金川具有代表性特征 因为富铁熔浆的硫化作用未导致 浸染状矿石 在熔浆中发生分离出致密富镍硫化物熔浆的液态不混溶 晶石固溶体∀ 与它们不同 期产物∀ 从 成因角度来看 金川的致密矿石贫镍 象诺里尔斯克或与南澳大利亚科马 提岩有关的次火山岩型矿床那样 在其致密富镍硫化物矿石中含有实际上不含铝的铬铁矿2尖 属于残余含矿熔浆强烈熔离分异作用的晚! ! ! ∏包含信息最丰富的是硫化物中铂族耐熔元素混入物它们总是最大限度地富集在早期温度最高的矿石中∀ 在这方面 它们与趋向于堆积在晚矿床地质年图金川矿床含矿侵入体岩石化学图解图岩石和矿石平均成分对比 原始资料据 ≈ ) 二辉橄榄岩 ) 纯橄榄岩 ) 橄榄二辉岩 ) 二辉岩 ) 浸染状铜镍矿石 ) 致密镍黄铁矿 2黄铜矿矿石 ) 含矿岩浆 变异趋势 ∀ 实线表示深部岩浆房中铜镍硫化物 2硅酸盐熔浆分层 曲线 2 ƒ ° ∏ √ ∏) ) ⁄ ) ∂ ∏√ 2 ) ⁄∏ ≤ ∏2 ) √ ) 2 √ ) • 2 2 ≥ 2金川矿床二辉橄榄岩 ¬ 与 铜镍硫化物矿石 ­ 中铬尖 晶石的成分变化箭头表示变化趋势 铬尖晶石和磁铁矿 资料圈定 成分变化区 ® 据文献 ≈ƒ≤ ≤ ∏2√ √ ®√ ¬ ∏ ­≤ ≈期分异产物中的 ° 和 ° 不同∀ 在金川矿床中 最富耐熔铂族元素的是具有海绵陨铁结构的 ≈ 浸染状矿石中的硫化物 平均值 单位 据× ∏° ° ∏ ≤∏ ∀这种类型比其它类型的矿石占优势 同时也实际上形成了金川超大型矿床∀ 其它类型的矿石明显要少于它 根据铂族 元素的分布判断 它们是分裂为致密镍黄铁矿2磁黄铁矿矿石 括号中的数字 和黄铜矿型矿 石 硫化物数据∏的残余熔浆的最终分异产物° ° ≤∏∏以及砷! 锑! 硒 表明它们与岩 浆期后低温作用和热液成矿作用有关 后者超出了侵入体范围之外 进入到了围岩中∀ 最后再次强调 含铂铜镍矿石不是该矿床二辉橄榄岩侵入体的分异产物 而是含硫化物 纯橄榄岩的独立侵入体 后者也象二辉橄榄岩本身那样 是深部岩浆源的分异产物∀ 这些关 系的阐明可以最合理地对成矿作用空间分布前景作出评价 因为成矿物质的供给通道具有北 西走向∀ 从这个角度来看 金川矿床的深部勘探看来是十分不足的∀ 参汤中立 金川铜镍硫化物× × ∏ ≥∀ 晚期的富铜分异产物比原始浸染状矿石富含挥发分考≈文献北京 地质出版社°∏ ∏ ≈ ∏ ≤ °∏ ∏含铂2矿床成矿模式及地质对比 ≈∏。

金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式金川铜镍硫化物矿床是中国重要的硫化铜镍矿床之一，位于四川盆地东缘和成都冲绳地体南缘交界处。

该矿床受到地壳演化和构造作用的影响，形成了一系列的岩浆通道系统。

本文将分析金川铜镍硫化物矿床岩浆通道系统的成矿模式。

金川铜镍硫化物矿床主要赋存于下白垩统呈山组内部结构较复杂的剪切带、破碎带和褶皱展开带等构造组成的“三带两穴”成矿区域。

这些构造是由岩浆侵入和区域构造作用而形成的。

其中，地处于盆地东缘的呈山组为一套由海相碳酸盐岩和粗粒砂质岩组成的构造压实体系，自西向东呈倾斜状，沿南北走向展开。

该构造压实体系在晚白垩世至始新世之间经历了一系列撕裂、破碎、拗拉、褶皱、逆冲等变形历史，形成了许多复杂的断层、褶皱和岩浆侵入通道。

金川铜镍硫化物矿床的岩浆通道系统主要分为三类：火成岩墙体、构造赋存岩体和断层岩体。

这些矿体都存在于区域岩体中的褶皱与断层带之中。

火成岩墙体一般具有沿构造的轻剪切，该轻剪切使火成岩墙体对成矿流体的富集和流动起到了重要的作用；构造赋存岩体和断层岩体一般为构造裂隙带中混入的裂隙岩体，其与区域褶皱断层体系相交形成矿脉及流岩体。

在金川铜镍硫化物矿床成矿过程中，主要成矿流体为热水，深部岩浆侵入和地层变形产生的压力使热水向上移动，通过沿火成岩墙体和断层裂隙集中成矿。

热水中的金属元素通过与周围岩石的反应，形成了长条状的矿物化带。

这些带通常与褶皱和断层带的交界处相连接，并且向上下延伸，在不同岩性和构造特征的区域内形成了集中和分散的矿床和矿点。

总之，金川铜镍硫化物矿床的岩浆通道系统是矿床形成的重要因素之一，通过岩浆侵入、构造变形和热水运移等途径形成了一系列的岩浆通道和成矿流体富集带。

该矿床不仅为地质学研究提供了重要的参考价值，也为该地区的资源开发和经济建设做出了积极贡献。

为了进一步了解金川铜镍硫化物矿床的成矿特征，我们可以通过查阅相关数据来进行分析。

根据中国地质矿产部的数据，金川铜镍硫化物矿床包括地质储量为43.7万吨的铜、79.27万吨的镍和9.51万吨的钴。

２０２３／０３９（０４）：１０３０ １０４０ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ　岩石学报ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０４．０６袁庆晗，苏本勋．２０２３．金川岩浆铜镍硫化物矿床中的镍钴分布规律及其控制因素．岩石学报，３９（０４）：１０３０－１０４０，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００－０５６９／２０２３．０４．０６金川岩浆铜镍硫化物矿床中的镍钴分布规律及其控制因素袁庆晗１，２　苏本勋１，２ＹＵＡＮＱｉｎｇＨａｎ１，２ａｎｄＳＵＢｅｎＸｕｎ１，２１ 中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院矿产资源研究重点实验室，北京　１０００２９２ 中国科学院大学，北京　１０００４９１ ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ２ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ２０２２ ０９ ３０收稿，２０２２ １２ １７改回ＹｕａｎＱＨａｎｄＳｕＢＸ ２０２３ ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｎｉｃｋｅｌａｎｄｃｏｂａｌｔｉｎｔｈｅＪｉｎｃｈｕａｎｍａｇｍａｔｉｃＣｕ Ｎｉｓｕｌｆｉｄｅｄｅｐｏｓｉｔ．ＡｃｔａＰｅｔｒｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，３９（４）：１０３０－１０４０，ｄｏｉ：１０．１８６５４／１０００ ０５６９／２０２３．０４．０６Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｎｉｃｋｅｌ（Ｎｉ）ａｎｄｃｏｂａｌｔ（Ｃｏ）ｈａｖｅｓｉｍｉｌａｒｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｎｔｌｅ ｄｅｒｉｖｅｄｍａｇｍａｓ ＪｉｎｃｈｕａｎｍａｇｍａｔｉｃＣｕ ＮｉｓｕｌｆｉｄｅｄｅｐｏｓｉｔｃｏｎｔａｉｎｓＮｉａｎｄＣｕａｓｔｈｅｍａｉｎｅｃｏｎｏｍｉｃｃｏｍｍｏｄｉｔｉｅｓｗｉｔｈＣｏａｓｂｙ ｐｒｏｄｕｃｔ ＤｅｓｐｉｔｅｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＮｉａｎｄＣｏ，ｔｈｅｃｕｒｉｏｕｓｌｙｈｉｇｈｅｒＮｉ／Ｃｏｒａｔｉｏ（３６ ７）ｏｆｔｈｅＪｉｎｃｈｕａｎｄｅｐｏｓｉｔｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈａｔｏｆｍａｎｔｌｅ（１８ ２）ｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｐａｒａｇｅｎｅｓｉｓａｎｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＮｉａｎｄＣｏｏｃｃｕｒｒｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｗｈｏｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｒｅｍａｉｎｓｐｏｏｒｌｙｕｎｄｅｒｓｔｏｏｄ ＴｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆＮｉａｎｄＣｏｏｆｏｒｅｍｉｎｅｒａｌｓｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｇａｎｇｕｅｍｉｎｅｒａｌｓｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇａｉｎａｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＮｉａｎｄＣｏ，ａｎｄｉｔｓｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｆａｃｔｏｒｓ ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｅｎｔｌａｎｄｉｔｅｓｅｒｖｅｓａｓｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｒｅｓｅｒｖｏｉｒｆｏｒＮｉａｎｄＣｏ，ｗｉｔｈｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙｈｉｇｈｅｒｃｏｎｔｅｎｔｓｔｈａｎｐｙｒｒｈｏｔｉｔｅ，ｃｈａｌｃｏｐｙｒｉｔｅａｎｄｔｈｅｇａｎｇｕｅｍｉｎｅｒａｌｓ Ｒｅｇａｒｄｉｎｇｔｈｅｇａｎｇｕｅｍｉｎｅｒａｌｓ，ｏｌｉｖｉｎｅｈａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔＮｉｃｏｎｔｅｎｔｓｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｍａｇｎｅｔｉｔｅ，ｃｈｒｏｍｉｔｅ，ｏｒｔｈｏｐｙｒｏｘｅｎｅａｎｄｃｌｉｎｏｐｙｒｏｘｅｎｅ Ｃｏｂａｌｔｉｓｒｉｃｈｅｓｔｉｎｃｈｒｏｍｉｔｅｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｏｌｉｖｉｎｅ，ｏｒｔｈｏｐｙｒｏｘｅｎｅ，ｃｌｉｎｏｐｙｒｏｘｅｎｅａｎｄｍａｇｎｅｔｉｔｅ ＳｉｎｃｅＮｉｉｓｍｕｃｈｍｏｒｅｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｉｎｓｕｌｆｉｄｅｌｉｑｕｉｄｓｔｈａｎＣｏｄｕｒｉｎｇｔｈｅｓｕｌｆｉｄｅｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ，ＮｉｂｅｃｏｍｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｅｎｒｉｃｈｅｄｉｎｔｈｅｉｍｍｉｓｃｉｂｌｅｓｕｌｆｉｄｅｍｅｌｔｗｈｉｌｅＣｏｂｅｃｏｍｅｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｅｎｒｉｃｈｅｄｉｎｔｈｅｓｉｌｉｃａｔｅｍｅｌｔ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｔｈｅｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｏｆＮｉａｎｄＣｏ Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆｉｄｅｌｉｑｕｉｄｓ，ｂｏｔｈＮｉａｎｄＣｏｔｅｎｄｔｏｂｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｔｏｇｅｔｈｅｒｉｎｔｈｅｅａｒｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄＭＳＳ Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｐｅｎｔｌａｎｄｉｔｅｅｘｓｏｌｖｅｄｆｒｏｍＭＳＳ，ｂｅｃｏｍｉｎｇｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅｒｖｏｉｒｏｆＮｉａｎｄＣｏａｎｄｒｅｓｕｌｔｉｎｇｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＮｉａｎｄＣｏ Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｉｃａｔｅｌｉｑｕｉｄｓ，Ｎｉｉｓｈｉｇｈｌｙｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｉｎｏｌｉｖｉｎｅ，ｗｈｉｌｅＣｏｉｓｈｉｇｈｌｙｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｉｎｃｈｒｏｍｉｔｅ Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｆｒａｃｔｉｏｎａｌｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｕｍｕｌｕｓｏｌｉｖｉｎｅａｎｄｃｈｒｏｍｉｔｅｉｎｔｈｅＪｉｎｃｈｕａｎｄｅｐｏｓｉｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｏｆＮｉａｎｄＣｏ Ｉｎｃｏｎｔｒａｓｔ，ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｏｒｔｈｏｐｙｒｏｘｅｎｅａｎｄｃｌｉｎｏｐｙｒｏｘｅｎｅ，ｉｎｗｈｉｃｈＮｉｉｓｍｏｒｅｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｔｈａｎＣｏ，ｉｓｂａｌａｎｃｅｄｂｙｔｈｅｄｅｐｌｅｔｉｏｎｏｆＮｉｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｃｕｍｕｌｕｓｒｅｓｉｄｕａｌｍｅｌｔｓ Ｔｈｅｓｕｂ ｓｏｌｉｄｕｓｄｉｆｆｕｓｉｏｎｏｆＮｉａｎｄＣｏｆｒｏｍｏｌｉｖｉｎｅ，ｃｈｒｏｍｉｔｅ，ｏｒｔｈｏｐｙｒｏｘｅｎｅａｎｄｃｌｉｎｏｐｙｒｏｘｅｎｅｉｎｔｏｓｕｌｆｉｄｅｌｉｑｕｉｄｓｅｘｅｒｔｓｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅＮｉ Ｃｏｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｏｐｐｏｓｉｔｅｔｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ ＧｉｖｅｎｔｈａｔｐｅｎｔｌａｎｄｉｔｅａｎｄｐｙｒｒｈｏｔｉｔｅｅｘｓｏｌｖｅｄｆｒｏｍＭＳＳｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｉｎｇｆｒｏｍｓｕｌｆｉｄｅｌｉｑｕｉｄｓａｔｅａｒｌｙｓｔａｇｅ，ｔｈｅｃｏｖａｒｉａｎｔＮｉａｎｄＣｏｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｔｈｅｍｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｃｋ／ｏｒｅｔｙｐｅｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｅｌｅｍｅｎｔｓｃｏｍｐａｔｉｂｌｅｗｉｔｈＭＳＳｉｎｐｅｎｔｌａｎｄｉｔｅａｎｄｐｙｒｒｈｏｔｉｔｅｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｓｕｌｆｉｄｅｌｉｑｕｉｄｓＫｅｙｗｏｒｄｓ Ｎｉ Ｃｏｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；Ｏｒｅｍｉｎｅｒａｌｓ；Ｇａｎｇｕｅｍｉｎｅｒａｌｓ；ＪｉｎｃｈｕａｎＣｕ Ｎｉｓｕｌｆｉｄｅｄｅｐｏｓｉｔ摘　要 幔源岩浆形成与演化过程中镍（Ｎｉ）、钴（Ｃｏ）具有相似的地球化学行为。

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。

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。

《矿床学》实验报告《矿床学》实验报告2013～2014学年第⼆学期所属学院：专业班级：学号：姓名：实验成绩：实验⼀岩浆分结矿床（陕西松树沟铬铁矿矿床）⼀、⽬的要求：1.初步掌握岩浆分结矿床形成的地质条件及矿床特点。

2.了解矿床成矿作⽤与含矿岩浆分异作⽤之间的关系。

3.分析矿床成矿作⽤过程及矿床形成机理，了解矿床的分布规律，指导找矿和矿床评价。

⼆、实验内容：陕西松树沟铬铁矿矿床标本：矿⽯：1-条带状铬铁矿、2-致密块状铬铁矿、3-稠密浸染状铬铁矿、4-中等浸染状铬铁矿、5-稀疏浸染状铬铁矿、6-星散浸染状铬铁矿矿体围岩：7-含斜辉橄榄岩、8-中粗粒纯橄榄岩、9-蛇纹⽯化橄榄岩、10-透辉岩蚀变岩：11-蛇纹岩、12-透闪⽯化蛇纹岩、13-滑⽯岩、14-蛭⽯岩超基性岩体的主要围岩：15-斜长⾓闪⽚岩次⽣作⽤产物：16-菱镁矿三、标本观察1.岩体围岩：注意岩体侵⼊围岩的岩⽯类型及其变质时代。

2.含矿岩体：注意根据主要矿物粒度认识细粒和中粗粒纯橄岩的特征，并根据矿物成分和含量区别纯橄岩和斜辉辉橄岩。

3.矿⽯：条带状构造：注意铬铁矿结晶粒度及组成条带在纯橄岩中的排列⽅向和规模判断是⽕成堆积或流动构造。

浸染状构造：铬铁矿晶粒⼤⼩、密集程度和在矿体产出的部位。

四、思考题1.超基性岩体的分布与⼤地构造的关系；2.岩体中岩相分带特点，各相间相互关系及矿化与岩相空间分布关系；3.岩体规模产状及其与围岩关系；4.岩浆分异矿体和岩浆贯⼊矿体的空间分布及其与围岩的关系；5.矿体产状规模及其分布特点；6.分析带状构造矿⽯的成因。

参考数据：1.铬矿⽯⼯业要求原⽣矿⼯业品位：Cr2O3≥8～10%原⽣矿边界品位：Cr2O3≥5～8%砂矿⼯业品位：Cr2O3≥3%砂矿边界品位：Cr2O3≥1.5%2.铬铁矿：［（Mg，Fe）Cr2O3］含铬50～60%。

五、实验报告实验⼆岩浆熔离矿床（⽢肃⾦川铜镍硫化物矿床）⼀、⽬的要求1.掌握岩浆熔离矿床形成地质条件及矿床特点。

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。