图拉尔根铜镍矿床的几点认识
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文章编号:1009-6248(2012)04-0175-10黄山—镜儿泉铜镍矿带区域成矿规律探讨———以图拉尔根铜镍矿为例三金柱(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队,新疆哈密 839000)摘 要:黄山—镜儿泉铜镍矿带是新疆岩浆型铜镍矿研究程度较高的地区之一,前人勘查、探明的矿床有黄山、黄山东、葫芦、香山等大、中型铜镍矿。
近几年来又相继发现和勘探了图拉尔根、黄山南大型铜镍矿,显示了该区带优越的岩浆型铜镍矿找矿潜力。
由新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队发现并探明的图拉尔根铜镍矿位于黄山—镜儿泉铜镍矿带东段,目前已达大型镍矿规模,其发现和探明是黄山—镜儿泉铜镍矿带近10余年来的重大找矿突破。
将图拉尔根铜镍矿纳入到区域铜镍成矿规律的研究当中,从成矿地质背景与时空分布、岩浆系列与岩石组合、成矿模式与组合成矿规律等方面,对黄山—镜儿泉铜镍矿带区域成矿规律进行了初步总结,以期对该矿带区域找矿勘查模式的建立提供借鉴。
关键词:黄山—镜儿泉;图拉尔根;区域成矿规律;铜镍矿中图分类号:P618.41;P618.63 文献标识码:A 新疆东天山是我国重要的Cu-Au-Ni-Fe成矿区带之一(毛景文等,2002;秦克章等,2002,2003;李彤泰,2011),其东段哈密地区因发育众多的晚古生代基性-超基性岩及与其伴生的Cu-Ni矿而受到构造学家、岩石学家和矿床学家的关注(顾连兴等,1994;王登红等,2000;Xu et al.,2003;Qin et al.,2003,2009;王玉往等,2009)。
该带东西长近200km,沿该带已发现规模不等的镁铁-超镁铁质岩体30多个。
20世纪70年代末以来,前人就开始对该区的镁铁-超镁铁质杂岩体开展地质研究和勘查工作(张旗,1992;白云来,1993),曾先后发现了黄山东(大型)、黄山(大型)、香山(中型)、葫芦(中型)铜镍矿床及一批有望成矿区(图1)。
总结近年来东天山铜镍矿带的地质找矿工作,相比优越的成矿地质条件,该矿带虽有所突破和发现,但总体勘查成果还是不够突出,尤其是在大矿突破方面。
新疆东天山地区黑山铜镍矿地质特征及成因探讨发布时间:2022-10-14T02:14:30.641Z 来源:《科学与技术》2022年6月第11期作者:陈甜1,杨有生2[导读] 矿区位于东天山康古尔断裂以南,黄山-秋格明塔什韧性剪切带中,属康古尔-黄山Cu-Ni-Au-Mo-Pb-Zn-RM矿带。
陈甜1,杨有生21.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第十一地质大队,新疆昌吉 831100;2.新疆地矿投资(集团)有限责任公司,新疆乌鲁木齐830000摘要矿区位于东天山康古尔断裂以南,黄山-秋格明塔什韧性剪切带中,属康古尔-黄山Cu-Ni-Au-Mo-Pb-Zn-RM矿带。
矿体产于早二叠世基性侵入岩中,赋矿岩石以辉长岩、角闪辉长岩为主,矿区构造较发育,主要为北东-南西向韧性剪切带,矿体呈透镜状、似层状产出,受剪切带和基性岩体控制,矿化蚀变有褐铁矿化、孔雀石化等,矿石类型主要有稠密浸染状硫化镍矿石、稀疏浸染状硫化镍矿石,初步认为矿床成因类型属与二叠纪镁铁-超镁铁岩有关的岩浆熔离型铜镍矿。
关键词黑山铜镍矿地质特征矿床成因1 前言东天山地区康古尔断裂带发育大量的二叠纪基性超基性侵入岩,近年来在黄山-图拉尔根一带二叠纪基性岩体中发现多处铜镍矿床,并受到广泛关注。
本论文结合近年对该地区开展区域地质矿产调查所获取的基础资料,针对工作中新发现的黑山铜镍矿点,从矿区地质特征入手,结合地球物理、地球化学特征,探讨其成因类型,以期为该地区类似矿产找矿工作提供参考。
2 区域地质背景矿区位于康古尔断裂以南,黄山-秋格明塔什韧性剪切带中,属康古尔-黄山(褶皱带)Cu-Ni-Au-Mo-Pb-Zn-RM矿带,区域上出露地层主要有:中泥盆统头苏泉组、下石炭统干墩岩组、雅满苏组、中侏罗统西山窑组等。
该区发育不同时代多种类型的侵入岩,以华力西期中酸性侵入岩为主且规模较大,基性和超基性侵岩规模较小,呈独立小岩株和脉岩分布,主要出露于康古尔-黄山韧性剪切带中或两侧,黑山铜镍矿与二叠纪基性侵入岩关系密切。
东天山图拉尔根铜镍矿成矿过程及深部找矿建议
赵照明
【期刊名称】《新疆有色金属》
【年(卷),期】2017(040)006
【摘要】图拉尔根矿床是东天山觉罗塔格构造岩浆带内仅次于黄山东和黄山的第三大镍矿床,位于该铜镍矿带的最东端.已有的年代学研究表明,图拉尔根矿床是该区形成年龄最早的矿床.图拉尔根矿床主要赋矿岩性为辉石岩相和橄榄岩相,矿石类型主要为浸染状和海绵陨铁状,次为珠滴状和块状.该矿床富矿体位于贫矿体上部,通过对Ni、Cu成矿元素分布规律研究,我们认为导致这种现象的原因是富矿岩浆或矿浆上侵时受构造控制影响造成的,并非后期发生了倒转.图拉尔根矿床深部出现了岩体或矿体"尖灭再现"的现象,这与岩浆通道的构造形态有关,开展深部找矿工作,不仅要重视岩浆通道的位置,尤其要重视对通道内膨大狭缩部位的探索.
【总页数】4页(P38-40,43)
【作者】赵照明
【作者单位】哈密和鑫矿业有限公司哈密 839000
【正文语种】中文
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1.东天山地区图拉尔根铜镍硫化物矿床成因及成矿过程
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度对东天山镁铁质-超镁铁质岩铂族元素矿化的约束——以图拉尔根和香山铜镍矿为例5.新疆东天山新发现图拉尔根全岩矿化岩浆铜镍矿床
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图拉尔根铜镍矿充填体合理强度确定
吴大玮
【期刊名称】《新疆有色金属》
【年(卷),期】2016(039)001
【摘要】以图拉尔根铜镍矿试验采场为研究对象,对1200 m中段的337、339、341采场开展数值模拟,主要研究在隔一采一的回采顺序下,不同强度的充填体在各步骤回采过程中的受力及破坏情况是否满足采矿要求.采用的3个充填体强度方案,均基于类比法和理论计算法的基础上确定,经过FLAC 3D软件所得结论分析最终确定方案3为最佳方案,即距离采场顶底板各10 m内充填体强度1.5 MPa,而中部为1.0 MPa,该方案具备充填体稳定,破坏最小,且经济合理.
【总页数】3页(P11-13)
【作者】吴大玮
【作者单位】哈密和鑫矿业有限公司哈密 839000
【正文语种】中文
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东天山图拉尔根大型铜镍矿区两个镁铁-超镁铁岩体的锆石U-Pb定年及其地质意义三金柱;秦克章;汤中立;唐冬梅;苏本勋;孙赫;肖庆华;刘平平【摘要】图拉尔根铜镍矿位于新疆黄山-镜儿泉铜镍矿带东段,其发现和探明是近年来该区带找矿的重大突破.矿区内分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号3个小岩体,其中Ⅰ号岩体含矿性最佳,勘查程度也最高.Ⅰ号杂岩体为一同构造基性-超基性杂岩体,具有典型的环带状岩相分带结构.图拉尔根1号岩体的辉长岩单颗粒锆石SHRIMP U-Pb精确定年结果为300.5±3.2Ma,而Ⅱ号岩体锆石SIMS U-Pb精确定年结果为357.5±2.5Ma,明显早于Ⅰ号岩体.Ⅰ号岩体成岩时代为晚石炭世-早二叠世,与东天山地区大多教镁铁.超镁铁岩体的形成时代相近,而Ⅱ号岩体时代为早石炭世,表明二者不是同期岩浆活动的产物,其形成背景与东天山早二叠世大规模成矿期的碰撞后伸展背景形成的基性-超基性侵入岩体不同.稀土元素及微量元素分析表明,两个岩体的轻重稀土分异明显,都为向右倾的轻稀土富集型配分模式,具负的Nb、Ta异常.但Ⅱ号岩体的斜率高于Ⅰ号岩体.Ⅰ号岩体富集大离子亲石元素Rb,Th轻微亏损,高场强元素Zr、Hf呈正异常.而Ⅱ号岩体明显亏损Rb,富集Ba,同时有Sr的正异常和Zr、Hf的明显负异常.Ⅰ号岩体微量元素具有Nb、Ta相对于Th、La亏损,Ba、Th、U含量高的特点,表现出地壳物质混染的特征.Ⅱ、Ⅲ号岩体目前所见均以辉长岩为主体岩石类型,含矿性较差.Ⅱ号岩体和Ⅰ号岩体微量元素富集特征不一致,也显示这两个岩体的母岩浆性质可能不尽相同,但两个岩体的微量元素特征都显示出遭受了一定程度的地壳混染,这对成矿是有利的.由于Ⅱ、Ⅲ号岩体发育有高磁、高重力和低阻异常,我们尚不能排除其深部产出矿化的可能性,有必要开展进一步的勘查评价.图拉尔根两个镁铁-超锾铁岩体的最新定年结果,将东天山地区与铜镍硫化物矿床相伴的镬铁-超镬铁质岩浆活动时限提前了10Ma,为在该区进一步找矿提供了年代学依据.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2010(026)010【总页数】9页(P3027-3035)【关键词】图拉尔根铜镍矿区;Ⅰ、Ⅱ号镁铁-超镁铁岩体;岩石地球化学;锆石U-Pb 定年;东天山【作者】三金柱;秦克章;汤中立;唐冬梅;苏本勋;孙赫;肖庆华;刘平平【作者单位】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,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049;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,北京,100029;长安大学地球科学与国土资源学院,西安,710054;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,北京,100029;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,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049;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,北京,100029;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,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049;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,北京,100029;中国科学院研究生院,北京,100049【正文语种】中文【中图分类】P588.125;P597.31 引言镁铁-超镁铁质岩体在新疆东天山地区广泛分布,因大多数岩体赋含铜镍硫化物矿床而使得东天山地区成为我国岩浆型铜镍硫化物矿床的重要产地。
东天山图拉尔根岩浆铜镍矿床岩浆通道及深边部成矿潜力分析作者:陈寿波孙海微吴林楠王虎强赖宗婷来源:《新疆地质》2021年第04期摘要:东天山图拉尔根铜镍矿床开采十余年来,深部岩体及矿体形态更具体化、形象化。
其通道式成矿特征明显,但深边部探矿找矿方向不明。
通过研究矿山生产探矿资料,建立三维岩体-矿体模型,从矿床地质特征、岩相特征、矿体特征等方面入手,结合物探磁法资料、成岩成矿规律对图拉尔根铜镍岩浆通道位置进行探讨,运用通道式成矿模型预测图拉尔根含矿岩体沿走向或倾向继续延伸,具寻找第三个“台阶聚矿”的潜力。
关键词:东天山;图拉尔根铜镍矿;岩浆通道;深边部成矿潜力东天山康古尔-黄山-图拉尔根铜镍成矿带是我国重要的铜镍金多金属成矿带之一[1]。
近年来,该成矿带西段白鑫滩、路北、云海、月牙湾铜镍矿床的相继发现及初步探明系新疆铜镍找矿的重大进展[2-3]。
图拉尔根铜镍矿床位于该成矿带东段,从含矿岩体产出形态认为,其“通道”式成矿特征明显,岩浆通道成矿认识是建立在世界典型矿床加拿大Voiesy’s Bay和俄罗斯Noril’sk等矿床最新研究成果基础之上的[4-5]。
图拉尔根岩浆通道研究显示,含矿镁铁-超镁铁质杂岩体中各岩相为同一岩浆系列演化[6];矿石中珠滴拉伸方向为岩浆运移方向[7];岩浆通道呈近水平方向开放,沿地层间的水平薄弱面运移熔离成矿[8]。
笔者据矿区地质特征、岩相特征、矿体特征,结合深部探矿资料,构建该矿床的三维地质-矿体模型,总结成矿控制因素,运用岩浆通道式成矿模型预测深部岩浆房位置,分析深边部找矿潜力。
1 成矿地质背景图拉尔根铜镍矿大地构造位置上处于哈萨克斯坦-准噶尔板块与塔里木板块聚合形成的觉罗塔格构造-岩浆带东段(图1),区域变质作用、混合岩化作用和韧性剪切活动强烈[9-10]。
区域构造主要包括3条近NEE向断裂带,分别为北部康古尔-黄山断裂、中部雅满苏断裂与南部阿其克库都克断裂。
沿康古尔-黄山断裂及其次级断裂自西向东分布有路北、白鑫滩、月牙湾、土墩、香山、碧玉山、黄山、黄山南、黄山东、葫芦、图拉尔根、圪塔山口等含铜镍镁铁-超镁铁质杂岩体。
图拉尔根铜镍矿床的成矿作用过程及对找矿工作的几点认识图拉尔根矿床在研究和找矿方面仍存在以下主要问题:1、该矿床与国内其它铜镍矿床矿体特征不同,从垂向上看富矿体位于岩体上部,导致这种现象的原因是后期构造倒转引起的还是赋矿岩浆侵入时受同期构造导致的?目前两种观点都有,但证据都不足以支撑各自的观点,此次我们考虑从垂向及纵向上不同侵入期次矿物晶体(橄榄石、辉石)化学和系统的铂族元素分析角度入手,解决该问题。
目前这些测试工作还在开展中。
但是此次利用您提供的不同钻孔中Cu、Ni成矿元素的数据对该问题进行了初步分析。
2、图拉尔根矿床肯定要开展深部找矿工作,但关键是往哪找?是我们目前面临的关键问题。
在开展深部找矿工作之前,我们有必要对目前积累的资料进行系统的总结,1、岩相、矿体及成矿元素分布规律从目前已搜集到的东天山图拉尔根-黄山东铜镍矿带中典型矿床的地质资料(表1)来看,图拉尔根矿床相对于区域上其它典型矿床其超镁铁岩所占的比例最高,且赋矿岩性为角闪橄榄岩,基性程度也明显高于其它矿床,从这一特征我们可以推测①该矿床的剥蚀程度可能较高,岩体中基性程度较低的岩石已剥蚀殆尽;②岩浆中硫化物开始发生熔离的时间较早,这使岩浆体系中的Ni金属元素能较大程度的进入硫化物中,这与金川和夏日哈木超大型矿床具有相似的特征。
图拉尔根铜镍矿床主要赋存在Ⅰ岩体中,依据各岩相之间的接触关系及相关现象,认为该岩体可以划分为三个侵入期次,第一期侵位的为角闪辉长岩,第二期为角闪橄榄岩,其中可见角闪辉长岩透镜体;第三期为角闪辉橄岩,主要岩石类型为角闪橄榄辉石岩和角闪辉石橄榄岩,该期侵位与矿化关系最为密切,第二期侵位的角闪橄榄岩多沿第三期辉橄岩相边部呈薄的环带状产出。
铜镍硫化物矿床是典型的岩浆矿床,其矿体与岩体密切相关,勘查过程通过追索岩体进而找到矿体是非常有效的手段,因此详细总结三个侵入期次岩石类型的空间分布规律有利于准确确定深部找矿方向。
图1 图拉尔根矿床11线钻孔中Ni、Cu、Ni/Cu比值沿垂向变化特征图2 图拉尔根矿床15线钻孔中Ni、Cu、Ni/Cu比值沿垂向变化特征与其它矿床不同,图拉尔根铜镍矿床中富矿位于岩体上部(图1、2),目前关于导致这一现象的原因不同研究者有不同的认识,主要观点为:1、矿床形成时富矿位于岩体中下部,由于后期构造运动使岩体发生倒转使矿体呈现出现在的特征;2、依据观察到的硫化物珠滴中矿物成分的向地性及珠滴长轴方向与岩体产状之间的关系,认为岩体产状是受形成是同构造控制的。
2018年新疆有色金属新疆哈密市图拉尔根西铜镍矿II 号杂岩体地质特征及找矿潜力分析吴林楠(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队哈密839000)摘要新疆哈密市图拉尔根西铜镍矿处于黄山-镜儿泉铜镍矿带东段,位于康古尔深大断裂内,基性-超基性岩活动强烈,成矿条件优越。
已验证含矿为II 号岩体,据目前勘查程度虽尚未探索出镍富集部位,但其西延伸段仍有较大的铜镍找矿潜力。
关键词铜镍矿岩相分异三高一低找矿潜力图拉尔根西铜镍矿位于新疆哈密市东部,属沁城乡管辖。
位于黄山-镜儿泉铜镍矿带东段,区带上铜镍矿成因类型主要为岩浆型。
矿区西邻图拉尔根铜镍矿约4km ,东邻葫芦铜镍矿约6km ,通过2016~2017年初步勘查工作,证实该区II 号杂岩体为含矿岩体。
本文通过对II 号岩体地物化综合特征分析其找矿潜力,对下一步找矿思路进行探讨。
1工区地质特征简述工区大地构造位置处于两个二级构造单元的交汇部位,以康古尔断裂为界,自北至南依次为大南湖古生代岛弧带、觉罗塔格沟弧带[1]。
区带成矿单元划属觉罗塔格Cu-Ni-Fe-Mn-V-Ti-Au-Ag-Mo-W-RM-钠硝石-石膏-硅灰石-煤-硫铁矿-玉石成矿带[2]。
区域上已发现有黄山大型、香山中型、图拉尔根大型、葫芦中型、圪塔山口小型等镍铜矿床,铜镍成矿条件较为有利。
矿区出露地层主要为长城系星星峡组和蓟县系镜儿泉岩组、志留系红柳峡组、泥盆系大南湖组。
构造主要位于康古尔韧性剪切带内,是区内主要控矿控岩断裂。
侵入岩主要为基性、超基性岩类,共发现3个镁铁-超镁铁岩体,受断裂控制呈北东东向长轴状产出[3],下文主要针对II 号基性-超基性杂岩体进行分析。
2杂岩体特征2.1岩相特征位于工区西南侧,地表长约800m ,宽约40~180m ,地表出露面积约0.07km 2。
呈葫芦状,长轴近东西走向。
具环状岩相分异特征,由中心向外依次见有橄榄岩→辉石橄榄岩→辉石岩→辉长岩(图1)。
图1II 号含矿基性-超基性杂岩体地物剖析图DOI:10.16206/ki.65-1136/tg.2018.03.0049第3期橄榄岩相:位于该相带的最内侧,岩石剥蚀严重,地表呈“白板地”状、球状、羊粪蛋状,风化明显。
图拉尔根铜镍矿采矿方法选择摘要:以往矿山采矿方法多以经验为主,采用类比法选择,其主观随意性大。
在图拉尔根铜镍矿采矿方法选择中运用模糊数学模糊综合评判方法进行优选,选择的采矿方法适应该矿开采,并且实现了矿山高效低贫损开采和达产、达标的目的,矿山开采技术经济效果显著。
关键词:地下开采;模糊数学;采矿方法选择;影响因素中图分类号:f407.1 文献标识码:a 文章编号:1001-828x(2013)07-0-02一、前言哈密和鑫矿业有限公司哈密市图拉尔根铜镍矿是新疆有色公司与西部稀贵矿业公司合资的股份制企业,新疆图拉尔根铜镍矿拟建成2000t/d(60万t/a)规模矿山。
于2007年开工建设,2010年建成投产。
采用地下开采,主、副井开拓方案。
中段高50m,共设1300m至900m共九个中段,1300为首采中段在5号勘探线附近布置了设备措施井。
基建期间从工程揭露的初步情况看,上部矿体品位不高,矿山经济将效益受到影响。
目前矿山是一新建矿山尚未确定经济、安全、高效的开采工艺方法,要达到公司生产目标有很大难度,因此,需寻求一种适应低品位中厚及厚矿体开采技术条件的低成本、低贫损、高效开采采矿方法,满足企业的生产能力要求,提高综合经济效益。
(一)开采技术条件1.矿体位于一套基性-超基性杂岩体内,矿体属中厚到厚大,矿体产状124°∠68°-74°。
矿体稳固-中等稳固,矿体上盘围岩稳固,下盘围岩中等稳固。
2.矿石体重:2.88t/m3,岩石体重:2.70t/m3,矿石硬度f=11,岩石硬度f=6-12。
3.品位:ni0.24%-0.42%;cu0.20%-0.35%;上部矿体品位不高。
4.矿区地处戈壁滩,蒸发强烈降水微弱,地下径流条件差,矿区以静储量为主的简单水文地质类型。
5.地表允许崩落。
(二)可选方案的确定及方案简述根据矿体的赋存状况、矿岩物理力学性质、开采技术条件,结合矿山现状,提出了以下几种采矿方法方案:无底柱分段崩落法、大直径深孔阶段矿房法、大直径深孔阶段空场嗣后崩落采矿法、大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法、分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法。
2012年新疆有色金属大直径深孔阶段空场嗣后崩落采矿法在图拉尔根铜镍矿的应用班东(哈密和鑫矿业有限公司哈密839000)摘要介绍图拉尔根铜镍矿的大直径深孔的采矿方法采场参数、回采工艺、爆破工艺、装药结构、使用情况和存在的问题。
关键词大直径深孔喷锚网联合支护光面爆破底部结构凿岩硐室1矿山概况哈密和鑫矿业有限公司图拉尔根铜镍矿是新疆有色与西部稀贵矿业公司合资的股份制企业,矿区位于哈密市东280km 范围内。
2010年9月正式投产,属中型铜镍矿床,其矿山规模2000t/d(60万t/a),开采深度900m 。
图拉尔根铜镍矿区内较大规模的岩体有3个,分别编号为①、②、③号岩体,其中①号岩体为区内基本查明的主要含矿岩体,该岩体主要分布在矿区中部,地表控制长740余米,宽30~40m ,呈北东-南西向延深,矿床埋藏较深,产状陡,倾角达50°~60°。
首采地段为地表至1200m 段。
2采矿方法大直径深孔阶段空场嗣后崩落采矿法主要结构参数为:当矿体厚度>20m 时,矿块垂直走向布置每隔35m 划分一矿块,每隔20m 、15m 划分第一、二步骤采场。
第一步骤采用大直径深孔回采,第二步骤采用分段凿岩中深孔回采。
第一步骤回采完毕后,崩落上盘围岩充填采空区,然后开始第二步骤采场的回采,回采完毕再崩落上盘围岩充填空区。
当矿体厚度<20m 时,根据矿体变化情况,可沿走向布置。
垂直走向的标准方案见图1。
采准切割:采准工程有采场凿岩硐室联络道、采场凿岩硐室、出矿平巷、出矿进路和回风平巷。
切割工程有形成集矿堑沟时的切割平巷和切割天井。
支护方面:大孔爆破对底部结构破坏较大,通过试验证明,其他的支护方法都不如喷锚网联合支护。
出矿平巷、出矿进路全部采用喷锚网联合支护,采用F 22mm 螺纹钢锚杆和双筋拱,主筋F 18mm 螺纹钢,副筋为14mm 螺纹钢,网格为30cm ×330cm 。
采场凿岩硐室采用光面爆破。
资源地质学报告院系:姓名:学号:专业班级:指导教师:东天山地区图拉尔根铜镍硫化物矿床成因及成矿过程摘要东天山地区图拉尔根大型铜镍硫化物岩浆矿床是近年找矿的重大突破。
通过矿床中坑道穿脉的精细研究,表明岩体的岩相由角闪橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩与辉长岩组成,不同岩相的稀土元素配分曲线平行过渡变化,暗示各岩相是同源岩浆演化而成。
岩相的分布及其接触关系、岩石地球化学及区域构造等指示图拉尔根矿床发生了后期变位。
元素地球化学及同位素地球化学研究显示,岩体来自尖屏,石稳定的亏损型地慢源区,亏损型地慢部分熔融与消减板片脱水物质混合导致图拉尔根岩体富集轻稀土元素而保持了MORB型同位素特征。
岩浆上升过程中经历了微弱(<5%)的上地壳混染。
铂族元素地球化学研究显示矿床中铂族含量较低,主要是因为地慢部分熔融较低(约16%)部分铂族元素残留在地慢中所致。
关键词铜镍硫化物矿床;成因;成矿过程;图拉尔根;东天山1 引言东天山地区产出了十多个大中型铜镍硫化物岩浆矿床(大型3个:黄山、黄山东、图拉尔根),已经成为我国第二大铜镍硫化物矿床成矿带,口前发现的铜镍资源储量大于lxlObt,仅次于金川铜镍硫化物矿床。
图拉尔根铜镍硫化物矿床是近年东天山地区找矿中的重大发现(三金柱等,2003)位于东天山铜镍成矿带的东北部。
口前的研究显示:图拉尔根矿床的成岩年龄为300.5士3.2Ma三金柱等,2010),是觉罗塔格构造带中发现的年龄最老的铜镍矿床。
铂族元素研究认为矿床经历了较低的地慢部分熔融,大部分PGE仍然保存在原始地慢中(孙赫等,2008)。
硫化物珠滴研究证明珠滴拉伸方向为岩浆运移方向(刘平平等,2010)。
然而,前人发表成果中,对图拉尔根矿床的岩浆源区特征、岩浆演化过程及成矿过程的探讨还比较薄弱。
本文通过矿床坑道中典型穿脉的岩相学、元素地球化学、铂族元素地球化学、同位素地球化学,详细探讨了图拉尔根矿床的成因及成矿过程。
2 区域地质背景东天山铜镍成矿带是中亚造山带中的重要组成部分,主要包括觉罗塔格构造带和中天山地块,二者以沙泉子断裂为界(图1a)。
1000 0569/2022/038(06) 1685 01ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10 18654/1000 0569/2022 06 09东天山图拉尔根铜镍硫化物矿床PGE和Re Os同位素特征及其对成矿的约束王晓曼1 薛胜超1 王庆飞1 王路阳1 王亚磊2 李钰3 许继峰1WANGXiaoMan1,XUEShengChao1 ,WANGQingFei1,WANGLuYang1,WANGYaLei2,LIYu3andXUJiFeng11 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京 1000832 自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室,西安地质调查中心,西安 7100543 新疆地质矿产勘查开发局第九地质大队,乌鲁木齐 8300001 StatekeyLaboratoryofGeologicalProcessesandMineralResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China2 MNRKeyLaboratoryfortheStudyofFocusedMagmatismandGiantOreDeposits,Xi anCenterofChinaGeologicalSurvey,Xi an710054,China3 No 9GeologicalTeamoftheXinjiangBureauofGeologyandMineralResources,Urumqi830000,China2022 02 01收稿,2022 04 15改回.WangXM,XueSC,WangQF,WangLY,WangYL,LiYandXuJF 2022 PGEandRe OsisotopegeochemistryandtheirconstraintsonmineralizationoftheTulaergenNi CusulfidedepositintheEastTianshan ActaPetrologicaSinica,38(6):1685-1701,doi:10 18654/1000 0569/2022 06 09Abstract TheEastTianshanlocatedatthesouthernCentralAsianOrogenicBeltisanimportantareaofChina sstrategicresourceofNi TheTulaergendeposit,oneofthenumerousNi Cudepositsinthisarea,ischaracterizedbyahighproportionofmineralizationintheintrusion TheLateCarboniferousmaficintrusion(gabbro,hornblendegabbro)andtheEarlyPermianultramaficintrusion(lherzolite,hornblendeperidotite) Thelenticularandsuspendedorebodiesarelocatedinmiddleandupperpartsoftheultramaficintrusion,consistingofmassive/semi massive,net textured,dense/sparselydisseminatedandblotchysulfideores The∑PGEsofdifferentoretypesshowsignificantvariations(10 8×10-9~208×10-9) Exceptformassiveores,othertypes(S<15%)showpositivecorrelationsbetweenSandPGE,betweenIPGEandPPGE,indicatingthatthePGEvariationsaremainlycontrolledbytheRfactor(100~5000) Suchpositivecorrelationsarenotobservedonmassiveoretypes,reflectingtheinfluenceofdifferentiationofmonosulfidesolidsolution ThesignificantdepletionofPtandPdintheparentmagmaandthedecouplingofCuandPdindicatethattheTulaergenparentmagmahasexperiencedsulfidesegregationindepth Thehigh Mgbasalticmagmaandthepossiblelowdegreeofpartialmeltingofthewater bearingmantlesource,indicatethatsulfideretentioninthesourcemayalsocausethePGEdepletion The187Os/188OsratiosandγOsvaluesaresignificantlyhigherthantheorogenicperidotitemantleandtheglobaltypicalNi Cudeposits,suggestingthattheparentmagmawasstronglycontaminatedbycrustalmaterials ThislimitedsiliceouscrustalcontaminationrevealedbyOs Ndisotopemixingcalculationcannotwellexplainthehigh187Os/188Osratios,indicatingthattheOsisotopicsignatureoftheTulaergendepositismainlymodifiedbycrustalsulfides Therefore,additionofcrustalsulfurisoneofthecriticalfactorsfortheTulaergenNi CusulfidemineralizationKeywords PGE;Re Osisotope;Ni Cudeposit;Tulaergen;CentralAsianOrogenicBelt摘 要 中亚造山带南缘东天山地区是我国战略资源Ni的重要产区,图拉尔根矿床是该地区众多铜镍矿床中以岩体高矿化比例为特色的矿床。
铜镍成矿规律及背景学习心得体会
铜镍成矿规律是指在地质学上,铜镍矿床的形成是由一系列的地质作用、物质流动和地球化学反应所引发的结果。
在此过程中,特定的岩石类型、物理化学性质和结构特征起到了重要的作用。
一般来说,铜镍矿床的形成需要经历以下几个过程:
1. 岩浆作用:在地球深部,高温高压的条件下,熔融的岩浆会融入固体岩石内部,形成热液。
2. 热液-岩浆混合作用:热液和岩浆混合,形成流体包裹体,携带一定的金属物质。
3. 流体运移作用:热液-岩浆混合体经由地下水或其他介质的作用,运移至岩石空隙或者矿脉中。
这个过程中需要考虑物理化学条件、流体的流态参数、岩石结构和物化特征等因素。
4. 沉积作用:运移的热液-岩浆混合体进入到对应的沉积区域,由于地质作用而沉积下来,然后发生了成分的重新配分、交换和沉淀。
因此,对于理解铜镍矿床的成矿规律和背景,需要先了解岩浆、热液、流体扩散和沉积这些背景条件。
此外,还需注意地形地貌、地震等因素的影响。
同时,有一定的地热资源和油气勘探经验的人员能够对成矿规律的研究有一定的帮助。
总之,铜镍成矿规律和背景是一个研究范畴非常广泛、需要多学科知识相互印证、交叉的领域。
图拉尔根铜镍矿床的成矿作用过程及对找矿工作的几点认识
图拉尔根矿床在研究和找矿方面仍存在以下主要问题:1、该矿床与国内其它铜镍矿床矿体特征不同,从垂向上看富矿体位于岩体上部,导致这种现象的原因是后期构造倒转引起的还是赋矿岩浆侵入时受同期构造导致的?目前两种观点都有,但证据都不足以支撑各自的观点,此次我们考虑从垂向及纵向上不同侵入期次矿物晶体(橄榄石、辉石)化学和系统的铂族元素分析角度入手,解决该问题。
目前这些测试工作还在开展中。
但是此次利用您提供的不同钻孔中Cu、Ni成矿元素的数据对该问题进行了初步分析。
2、图拉尔根矿床肯定要开展深部找矿工作,但关键是往哪找?是我们目前面临的关键问题。
在开展深部找矿工作之前,我们有必要对目前积累的资料进行系统的总结,
1、岩相、矿体及成矿元素分布规律
从目前已搜集到的东天山图拉尔根-黄山东铜镍矿带中典型矿床的地质资料(表1)来看,图拉尔根矿床相对于区域上其它典型矿床其超镁铁岩所占的比例最高,且赋矿岩性为角闪橄榄岩,基性程度也明显高于其它矿床,从这一特征我们可以推测①该矿床的剥蚀程度可能较高,岩体中基性程度较低的岩石已剥蚀殆尽;②岩浆中硫化物开始发生熔离的时间较早,这使岩浆体系中的Ni金属元素能较大程度的进入硫化物中,这与金川和夏日哈木超大型矿床具有相似的特征。
图拉尔根铜镍矿床主要赋存在Ⅰ岩体中,依据各岩相之间的接触关系及相关现象,认为该岩体可以划分为三个侵入期次,第一期侵位的为角闪辉长岩,第二期为角闪橄榄岩,其中可见角闪辉长岩透镜体;第三期为角闪辉橄岩,主要岩石类型为角闪橄榄辉石岩和角闪辉石橄榄岩,该期侵位与矿化关系最为密切,第二期侵位的角闪橄榄岩多沿第三期辉橄岩相边部呈薄的环带状产出。
铜镍硫化物矿床是典型的岩浆矿床,其矿体与岩体密切相关,勘查过程通过追索岩体进而找到矿体是非常有效的手段,因此详细总结三个侵入期次岩石类型的空间分布规律有利于准确确定深部找矿方向。
图1 图拉尔根矿床11线钻孔中Ni、Cu、Ni/Cu比值沿垂向变化特征
图2 图拉尔根矿床15线钻孔中Ni、Cu、Ni/Cu比值沿垂向变化特征与其它矿床不同,图拉尔根铜镍矿床中富矿位于岩体上部(图1、2),目前关于导致这一现象的原因不同研究者有不同的认识,主要观点为:1、矿床形成时富矿位于岩体中下部,由于后期构造运动使岩体发生倒转使矿体呈现出现在的
特征;2、依据观察到的硫化物珠滴中矿物成分的向地性及珠滴长轴方向与岩体产状之间的关系,认为岩体产状是受形成是同构造控制的。
如何正确认识矿体的这一特殊现象对深部找矿工作具有重大的意义,目前我们依据已有的矿山资料,对11线和15线典型钻孔中Ni/Cu 比值在垂向上的变化特征进行了总结。
从图2中可以明显的看出,在ZK1503中,Ni含量大于4%的样品(代表块状矿石)在垂向上随着深度的变化Ni/Cu比值呈逐渐增大的趋势;在ZK1506中,Ni含量大于0.8%的样品(代表稠密浸染状矿石)在垂向上随深度变深Ni/Cu比值也呈逐渐变大的趋势,这表明靠近矿体的底部Ni含量具有逐渐增高的趋势,这也与稠密浸染状和块状矿石中硫化物具有较好的连通性有关,而那些Ni含量较低的矿石的Ni/Cu比值的变化特征则不明显。
这一Ni/Cu比值随深度变化的特征可能与硫化物中的上部富铜下部富镍的特征具有相同的成因,是硫化物结晶作用过程中重力分异的结果。
通过成矿元素及Ni/Cu比值在同一矿层中垂向上的变化特征,我们认为图拉尔根铜镍矿床矿体上富下贫的特征不是后期构造倒转造成的(要进一步确定该认识可能需要进一步对其它典型钻孔的Ni/Cu比值进行分析,同时此次由于数据有限,未对沿矿体走向上成矿元素及相关比值的分布规律进行总结)。
表1:东天山图拉尔根-黄山-土墩铜镍矿带典型铜镍矿床一览表
2、图拉尔根铜镍矿床的成矿作用过程探讨
已发表的学术论文中也多有涉及对矿床成矿作用过程的探讨的内容,但是这
些结论大多讨论岩浆演化过程中同化混染程度、硫化物熔离机制、分离结晶过程等,对实践找矿的指导意义不大。
从找矿的角度出发,对于已成型矿床成矿过程的研究应主要集中在硫化物熔离过程和硫化物熔离后的聚集及就位过程。
硫化物熔离过程主要讨论硫化物发生大量熔离的相对时间和场所;硫化物的聚集及就位过程主要是为了探讨岩浆通道的那个部位有可能是其最可能的聚集部位,进而为深部深部找矿指出方向。
如果从以上角度出发,关于图拉尔根的研究过程仍很薄弱。
目前利用前人已有研究成果,可以大致得出以下结论:1、图拉尔根铜镍矿床中大量硫化物的熔离发生在深部中间岩浆房中,且硫化物发生熔离的时间在岩浆演化的早期,与金川和夏日哈木矿床相似,硫化物发生大量熔离后是否发生了明显的重力分异作用并导致了成矿元素的相对分层还有待进一步探讨,但是可以肯定的是在硫化物侵入现存空间后存在有明显的重力分异作用,这可以从硫化物珠滴的向地性及同一矿层中Ni/Cu比值的垂向变化得到佐证。
2、图拉尔根矿床成矿元素沿岩体走向及侧伏方向有一定的变化规律,如越向深部品位越富,但是这方面的总结目前还很薄弱,有必要利用已有的矿山资料进行进一步的总结,同时也应从研究角度选择几个典型钻孔开展进一步系统的Cu、Ni、S等元素的分析工作,查明100%硫化物基础上成矿元素沿走向的变化规律,进一步总结矿体成矿元素的变化规律,并对深部进行一定的预测。
图拉尔根矿床具有通道成矿的特点,但是我们对于通道成矿系统的理解也是在逐渐的深入,目前图拉尔根在探测深度范围内出现了深部尖灭,目前所有研究工作开展的目的都应该围绕是否有可能存在深部“尖灭再现”这一问题来开展。
3、对图拉尔根今后研究及找矿工作的几点粗浅建议
图拉尔根铜镍矿床尽管深部找矿工作的紧迫性还不是太强,但在现阶段就开展深部找矿工作研究也十分有必要,且相对于国内外其它典型矿床而言,图拉尔根铜镍矿床的研究程度仍相对较低,因此有必要在今后与科研单位合作开展更深入的研究工作,且研究工作应以贵公司未主导,以找矿实践中具体的问题为重心开展相应的研究工作,而不仅仅是研究矿床的硫化物熔离机制、分离结晶过程、同化混染程度等无关紧要的内容,要明确研究的目的是为了深部找矿服务的,且研究过程中应充分开展野外地质现象的考察与总结。
关于今后工作个人有以下几点粗浅的认识:
(1)首先明确铜镍矿床是典型的岩浆矿床,且图拉尔根矿床的地质特征也表明矿体与岩体密切相关,所以岩体找到了矿体也就找到了;但问题是利用何种方法推测岩体的延伸部位。
在此,建议有必要和研究单位合作,进一步总结岩体各岩相的分布规律,并对典型钻孔开展系统的矿物学(橄榄石、辉石、磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿)的微区研究工作,通过追索岩相的变化,推测深部是否仍存在岩体。
(2)成矿过程是物理和化学综合作用的结果,目前研究过程中我们更多的重视的是化学过程而忽视了物理过程,其实成矿元素的聚集与就位更多的与岩浆的物理过程密切相关。
该类矿床岩浆系统的物理过程也主要的强调的是流动分异和重力分异作用,硫化物珠滴的形态及向地性研究表明硫化物珠滴上升过程中具有一定的流动分异作用,同时就位后还存在一定的重力分异作用,且硫化物的就位可能和流动分异作用关系更加密切。
今后工作中,我们应对成矿元素Ni、Cu 及Ni/Cu比值进行更系统的总结,总结成矿元素及相关比值的变化规律,同时尤其需要选择典型钻孔开展系统的Ni、Cu、S等的分析,在100%硫化物基础上总结成矿元素的变化规律,为深部找矿提供成矿元素变化依据。
(3)已有研究成果表明,大型-超大型铜镍矿床在深部岩浆房内都的存在多期次的后续岩浆的贯入,这为形成大型-超大型矿床提供了物质基础。
目前如何确定是否存在多期次岩浆事件更多的从矿物学角度出发,如橄榄石的Fo和Ni 的变化特征、铂族元素的变化特征等,这些都需要进行系统的研究,但是目前图拉尔根都还未开展,今后有必要开展这方面的研究工作。
(4)目前深部找矿工作,重点是解决是否存在深部岩体/矿体“尖灭再现”的现象,如果存在,深部的矿石品质可能会好于目前已发现的矿体,同时依据国外一些典型矿床的勘查经验,我们也应重视深部岩体是否存在分支的现象。