中国镍钴矿产资源禀赋条件与找矿潜力

镍、钴属于新能源金属,在高端制造业、合金材料、新能源电池等领域具有不可替代性,需求量逐年陡增。但国内镍钴矿产资源原料极度短缺,对外依存度已高达93%和99%,潜在资源安全威胁凸显,加强国内镍钴矿产资源勘查已迫在眉睫。本文系统分析了我国镍钴矿产资源成矿特征,无论是成矿类型,还是构造背景特征,与全球均存在显著不同。全球60%的镍资源主要赋存于红土型镍钴矿床中,40%的镍资源则储存在岩浆镍钴硫化物矿床内,而我国镍资源的93%赋存在岩浆镍钴硫化物矿床中。世界上60%的钴资源来自沉积型铜钴矿床、23%的岩浆型镍钴矿床、15%的红土型镍钴矿床及2%的热液型含钴矿床,而我国钴资源45%赋存于岩浆镍钴硫化物矿床内、40%的钴资源赋存在与热液相关矿床中,受赋存状态及开发利用条件限制,这部分赋存在热液矿床中的钴资源尚不能有效利用。可见,我国镍钴资源关键来源是岩浆型镍钴矿床。对比我国岩浆镍钴硫化物矿床成矿特征及地质分布特点,本文提出我国岩浆镍钴硫化物矿床独特的资源禀赋条件,重要结合带旁侧滞后发育的铁质系列镁铁-超镁铁质侵入岩是镍钴资源赋存的关键空间,明确勘查工作的重点方向。另外,分析认为,加强钴矿赋存状态研究,创新破解开发利用条件限制,是实现钴资源增储上产的关键路径。这为指导镍钴资源勘查、助力找矿新突破提供了重要依据。

LCT型花岗伟晶岩岩石成因和锂富集机制研究进展

LCT型花岗伟晶岩是全球重要的锂资源寄主岩石之一。基于近40年全球LCT型花岗伟晶岩年代学、地球化学、包裹体、数值模拟和岩石实验学研究成果,笔者梳理总结LCT型花岗伟晶岩时空分布特征、温压条件、岩浆起源与演化过程和锂富集机制,以期为今后花岗伟晶岩型锂矿找矿工作提供理论依据。研究表明,全球LCT型花岗伟晶岩形成于3040~7 Ma,成岩峰期与超大陆存在期具有较好耦合性;其侵位压力为250~350 MPa,液相线温度与助溶剂含量有关(650~750℃),固相线温度约为425℃。相比于大陆地壳,不同时代LCT型花岗伟晶岩均具有富集SiO_(2)、Na_(2)O、K_(2)O、Li、Cs、Ta和Nb,亏损Fe_(2)O_(3)、CaO、MgO、TiO_(2)和Zr,低Nb/Ta值、Zr/Hf值等特征。LCT型花岗伟晶岩岩浆可能起源于花岗质岩浆高程度(>90%)结晶分异、地壳物质小比例(5%~20%)深熔作用、富F Li花岗质岩浆熔离作用或超临界流体(T≈731±21℃)。LCT型伟晶岩岩浆侵位后在较短时间内冷却固结,具体演化过程存在不平衡结晶和不混溶之争。伟晶岩岩浆起源和演化过程均有Li富集效应,其中结晶分异成因的LCT伟晶岩Li超常富集(Li≥10000×10^(-6))受控于深部岩浆房总分配系数(D_(Li)<0.5)、分异程度(F>99%)和Li初始浓度(>100×10^(-6));深熔成因LCT型伟晶岩Li超常富集受控于源区Li含量和残余相黑云母所占比例;不混溶成因LCT伟晶岩Li超常富集受控于含Li络合物/化合物进入富挥发分贫硅熔体相能力。伟晶岩岩浆不平衡结晶演化的Li富集与组成带状优化过程有关,而不混溶演化的Li富集受控于富挥发分熔体相温度和含水量。

西北地区钴矿资源禀赋特征及产业链分析

钴是全球战略性关键矿产,对国民经济、国家安全和科技发展不可或缺。中国现有钴资源储量较低,超过98%的钴原材料依赖进口,给国家战略性关键矿产资源供应带来重大安全隐患。因此,立足国内加强钴矿成矿规律认识、寻找新的资源接续区已迫在眉睫。西北地区钴矿资源禀赋条件优越,拥有较好成矿地质条件和资源潜力,展示了巨大的找矿前景。但目前不同类型矿床中钴矿发育特征、赋存状态、富集机制与成矿潜力尚不明确,缺少针对性的找矿模型与高效的勘查技术方法,极大地制约了钴资源的找矿新发现。笔者通过西北地区钴矿资源地质分布、成矿特征、控矿条件、找矿标志、找矿潜力的系统梳理,总结西北地区钴矿资源禀赋特征,结合钴矿资源产业链、供应链安全,分析提出西北地区钴矿资源进一步找矿方向和勘查重点,旨在揭示钴矿资源成矿潜力和找矿新靶区,支撑服务新一轮找矿突破战略行动,引领中国钴矿资源找矿新发现,提升钴矿资源安全供应和保障能力。

东昆仑造山带岩浆镍钴硫化物矿床形成构造背景探讨

【研究目的】青海省夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床是世界范围内造山带背景发现的最大岩浆镍钴硫化物矿床。此外在东昆仑造山带夏日哈木外围还发现了石头坑德等岩浆镍钴硫化物矿床,初步显示东昆仑造山带良好的镍钴硫化物矿床形成条件和巨大的找矿潜力。【研究方法】通过野外地质调查,室内开展岩石学、矿相学、主微量元素分析、同位素地球化学等。【研究结果】精确锆石U-Pb测年发现,东昆仑造山带夏日哈木等含矿镁铁—超镁铁质岩体基本形成于425~330 Ma,沿柴达木盆地南缘昆北断裂和昆中断裂自西向东依次展布。含矿岩体的岩性主要为辉石橄榄岩、辉石岩、二辉橄榄岩、纯橄岩等,其SiO_(2)含量31.52%~53.31%,MgO含量7.5%~39.03%,Al_(2)O_(3)含量0.1%~16.01%,CaO含量0.23%~13.85%,MgO与SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Na_(2)O、K2O均呈负相关关系。稀土总量介于6.36×10^(-6)~81.5×10^(-6),平均为29.92×10^(-6),LREE/HREE平均值为5.34,(La/Sm)N、(La/Yb)N、(Sm/Nd)N、(Gd/Yb)N平均值分别为2.58、5.99、0.76、1.78,轻重稀土分异程度较高。含矿超镁铁质岩普遍具有较为一致的微量元素分布曲线,且与镁铁质岩石表现特征类似,亏损高场强元素Ta、Nb、Ti、P等,而相对富集大离子亲石元素Rb、Th、U等。Sr、Nd同位素研究指示夏日哈木、石头坑德等岩体岩浆源区来源于软流圈地幔,同时δ^(34)S均表现出较高的正值,揭示地壳物质同化混染是形成岩浆镍钴硫化物矿床的关键因素。【结论】结合区域最新构造演化认识,认为东昆仑夏日哈木等超大型岩浆镍钴硫化物矿床是伴随古特提斯裂解岩浆活动的成矿表现。该认识对丰富造山带内岩浆镍钴硫化物矿床成矿理论研究、拓展岩浆镍钴矿床找矿空间与潜力、支撑引领区域找矿实践实现新突破,均具有重要的研究价值和意义。

镁铁—超镁铁质岩与花岗岩-伟晶岩“小岩体成大矿”对比——以昆仑成矿带夏日哈木和大红柳滩超大型矿床为例

夏日哈木矿床和大红柳滩矿床是分布在我国昆仑成矿带上的两个超大型矿床,分别形成于早泥盆世(411 Ma)古特提斯构造裂解环境和晚三叠世(204~202 Ma)古特提斯构造闭合碰撞背景。前者是与幔源镁铁—超镁铁质岩有关的岩浆熔离型镍钴硫化物矿床,后者是与壳源花岗岩-伟晶岩系统有关的高度岩浆分异演化的花岗岩-伟晶岩型锂铍稀有金属矿床,较小的岩浆岩和伟晶岩脉内蕴藏大规模的金属元素矿体,“小岩体成大矿”是两个矿床的共同特征。对比结果表明:夏日哈木矿床是地幔部分熔融形成的基性岩浆,经深部熔离和岩浆分异作用上侵-贯入而成,大红柳滩矿床则是含泥质岩层地壳由于深部加热部分熔融形成的中酸性岩浆,经高度分异演化形成的含矿伟晶岩侵位所致,大规模的岩浆是关键。地幔橄榄石、辉石中的Ni、Co等元素即使全部溶解进入岩浆,仅依靠结晶分异也不可能造就Ni、Co等元素具有工业价值的富集,只有在橄榄石、辉石结晶前发生大规模的硫化物液相-硅酸盐熔体之间的不混溶(熔离)作用,才可使本来有限的Ni、Co大量聚集在硫化物液相中而形成巨大富集;而上地壳的泥质岩熔融实验表明,即使全部熔融也仅有(100~200)×10^(-6)的Li集中,只有大规模的泥质地壳岩层熔融形成大规模的中酸性岩浆,才可能使有限的Li、Be在岩浆高度分异演化过程中聚集在高温热液流体端元,最终得以超常富集。由此可见,大规模的岩浆是两类矿床形成金属元素超常富集的先决条件,而后成矿元素必须集中于有限特殊物性的较小体积里。有限体积的超常富集是以更多岩浆中金属元素的贫化或亏损为前提的。因此,“小岩体成大矿”是重大突变地质事件的产物,只有重大地质事件使壳-幔物质交换造就大规模岩浆作用,并经历非平衡的极端地质作用,才可能使较小的岩体蕴藏巨大的金属矿产富集。以岩浆镍钴硫化物矿床成矿特点为依据提出的“小岩体成大矿”理论认识,与酸性岩浆有关的岩浆热液矿床的成矿与找矿研究中亦不断得到了证实。尽管其成矿作用有所不同,但所蕴含的科学范式则有共同之处。通过表层结构的对比,挖掘其深层结构普遍原理,可以丰富“小岩体成大矿”理论的科学内涵。

东昆仑夏日哈木岩浆铜镍硫化物矿床成矿时代的厘定及其找矿意义

青海省夏日哈木岩浆硫化物矿床是近两年于东昆仑造山带新发现的超大型镍矿床,其赋矿岩性与形成时的地球动力学机制和构造环境认识是制约找矿更大突破的关键控制因素。本文拟通过成岩成矿时代的确定来探讨其形成时的构造背景,进而指出东昆仑地区该类矿床的找矿意义和潜力。野外钻孔岩心详细编录,发现岩浆硫化物绝大多数都富集于橄榄岩相、辉石岩相等的超镁铁质岩类,与矿化较弱的辉长岩非同期的产物。对采集到的矿体顶底板无矿化的橄辉岩钻孔岩心样品挑选锆石进行U-Pb年代学测定,获得了(412.9±1.8)Ma(MSWD=1.2)和(410.9±1.6)Ma(MSWD=3.1)的谐和年龄。同样方法获得的辉长岩的年龄则老20 Ma,进一步说明含矿超镁铁质岩与无矿辉长岩非同期产物。系统的橄榄石成分及Fo值研究,初步揭示了岛弧岩浆特点的信息。综合区域内榴辉岩的厘定及年龄测试,初步认为夏日哈木超大型岩浆铜镍硫化物矿床岩浆源区表现了东昆仑弧的特点,随着部分熔融发生的岩浆上涌,深部和浅部均产生了硫化物的不混溶作用,分异的岩浆于柴达木克拉通南缘东昆仑造山带碰撞后的构造薄弱部位成岩成矿,地壳浅部围岩S的混入对镍矿体的形成具有重要贡献。这一认识对于东昆仑其他镁铁-超镁铁质侵入岩体的含矿性评价和拓展区域找矿潜力具有重要的找矿指示意义和研究价值。

东昆仑冰沟南铜镍矿锆石SHRIMP U-Pb年龄及构造意义

冰沟南镁铁—超镁铁质岩体位于东昆仑造山带西段祁漫塔格岩浆岩带内,邻近昆北断裂,主要由橄榄辉石岩、辉长岩、闪长岩及辉长辉绿岩脉构成,铜镍矿体仅赋存于橄榄辉石岩中。岩体地质特征、岩石地球化学特征及矿体地质特征表明,成矿岩体为铁质系列的基性-超基性岩,岩性为含长橄榄辉石岩。锆石SHRIMP U-Pb同位素测年获得含长橄榄辉石岩年龄为377.8±3.4Ma,为晚古生代岩浆作用的产物,这也是东昆仑造山带目前发现时代较新的岩浆铜镍矿床。岩石Sr-Nd同位素特征表明,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i值在0.7057~0.7105之间,变化范围相对较宽,ε_(Nd)(t)值变化在2.35~3.81之间,均为正值。推测矿床形成过程为幔源岩浆上涌过程中,由于地壳物质的加入,伴随着同化混染作用的发生,岩浆中S达到饱和,进而硫化物发生不混溶作用,富含硫化物的岩浆运移至东昆仑造山带邻近昆北断裂构造薄弱的部位成岩成矿。冰沟南铜镍矿床可能是形成于造山后伸展背景,与夏日哈木超大型铜镍硫化物矿床形成时的构造背景不同,本次研究对东昆仑造山带同类矿床的勘查评价工作具有一定指导意义。

南祁连裕龙沟岩体ID-TIMS锆石U-Pb年龄及其地质意义

日月山—化隆地区的基性—超基性岩带发育有多个与铜镍矿化有关的岩体,岩石类型主要有角闪辉长岩、辉长岩、苏长岩、辉石岩、辉橄岩、橄榄岩等。通过对裕龙沟岩体的实地调查和研究,利用ID-TIMS(同位素稀释热电离质谱法)对岩体进行锆石U-Pb同位素定年,获得成岩年龄442.7Ma±1.6Ma,为加里东期。岩石地球化学特征分析和区域对比研究表明,裕龙沟岩体为一铁质系列的基性—超基性岩类型的杂岩体,岩体分异好,有用元素Ni、Cu、Co丰度高,为有利成矿的岩体;440Ma左右整个祁连地区正处于由俯冲造山向碰撞造山过渡的转换时期,随着拉脊山小洋盆的闭合,进入陆内造山阶段,在后碰撞伸展环境中形成裕龙沟等基性—超基性侵入岩体。结合其它岩体信息认为,该岩带中的岩体可能形成于同一时期,有其特殊的动力学机制和演化过程。这期伸展裂解事件与成矿关系非常密切,因此对其研究具有非常重要的现实意义。

东昆仑夏日哈木铜镍矿区发现早古生代榴辉岩：锆石U-Pb定年证据

1研究目的(Objective)东昆仑夏日哈木超大型岩浆铜镍硫化物矿床所在矿区出露5个镁铁-超镁铁质岩体（编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）（图1a），围岩均为金水口群变质岩系。夏日哈木120万吨Ni金属仅赋存于Ⅰ号岩体内，该岩体走向NEE（约60°），长约2.0km，宽约1.4km，地表出露长1.6km，宽0.5km，面积约为0.9km2，岩性主要为橄榄岩、辉石岩和辉长岩。Ⅱ岩体由4个小岩体组成（图1），仅在北部辉石岩中见少量矿化，其余均为榴辉岩；Ⅲ号岩体呈椭圆状，地表出露面积约0.5km2，岩性主要由榴辉岩和少量地幔橄榄岩组成，Ⅳ号、Ⅴ号岩体出露面较小，均由地幔橄榄岩组成。

南祁连化隆微地块铜镍成矿地质条件及找矿方向

利用综合对比研究与实际野外工作,获得的秦祁昆造山带重要成矿事件与构造响应的研究及地质找矿信息。通过金川矿床所在的龙首山群与南祁连化隆微地块中的化隆群结晶基底的地质对比,结合地球物理及其相关其他地质信息,发现化隆群具有与金川矿床所在的龙首山隆起相似的成矿地质条件。由此,提出南祁连化隆微地块具有较好的铜镍成矿条件及找矿潜力,所发育的铜镍矿点与金川矿床可能为同一大规模岩浆构造作用的产物。现有的野外工作及找矿实践亦表明了在巨厚红层覆盖下发育基性超基性岩体,并表现出铜镍矿化显示,同时提示在化隆微地块还有发现新的同类型岩体和铜镍矿床的潜在条件。

青海化隆基性-超基性岩带铜镍矿成矿条件与找矿潜力

青海化隆基性-超基性岩带是南祁连山一条重要岩带,其内产出若干基性-超基性岩体。通过对化隆基性-超基性岩带的基本地质特征及化隆群结晶基底的综合研究,结合已有研究成果及其相关其他地质信息,发现该基性-超基性岩带中的岩体都不同程度侵位于化隆群中,并具有相似的地质地球化学特征和成矿地质条件。加之带内几处典型的铜镍成矿表现,可见青海化隆基性-超基性岩带具有较好的铜镍成矿条件与找矿潜力。现有的野外工作及找矿实践亦表明了在巨厚红层覆盖下所发育的基性-超基性岩体表现了重要的铜镍矿化显示,同时提示在化隆基性-超基性岩带还有发现新的同类型岩体和铜镍矿床的潜在条件,其资源潜力较好。

南祁连化隆地区镁铁-超镁铁质侵入岩地质、地球化学特征与铜镍成矿

南祁连化隆地区的镁铁-超镁铁质侵入岩带是青海省重要的含镍矿岩带,铁质系列良好的岩相分异及较高的Ni、Cu、Co元素含量表现出了很好的成矿条件与找矿潜力。通过对区内裕龙沟、亚曲、阿什贡及下什堂等岩体地质特征、岩石地球化学特征及区域对比分析研究,表明稀土元素的球粒陨石和微量元素的原始地幔蛛网图表现出轻稀土元素相对富集的右倾模式,并且富集大离子亲石元素(Sr、Rb、Ba)、相对亏损高场强元素(Nb、Ta、Hf、Zr)。γOs值表现为大的正值且变化范围较大(+80^+1183),连同普遍存在的Nb、Ta亏损,进一步说明可能也与地壳同化混染密切相关。这些表明带内岩体的母岩浆来自一个曾被交代富集的地幔源区,其εNd(t)=-7.74^+8.36,这些共同表明其岩浆源区应该位于软流圈地幔,并混有一部分被俯冲板片交代的地幔楔物质。而这种交代富集事件可能与祁连、柴北缘在早古生代期间大规模的板片俯冲有关。化隆群富硅地层为硫化物的不混溶创造了同化混染的条件,并最终导致富硅物质的加入,致使岩浆中硫化物的不混溶作用发生,从而可形成不同品位不同类型的岩浆铜镍硫化物矿床。

南祁连亚曲含镍铜矿基性杂岩体形成年龄及机制探讨

通过亚曲岩体的实地调查和研究,利用ID-TIMS方法对岩体定年,获得(440.74±0.33)Ma成岩年龄,为加里东期。岩石地球化学特征分析及区域对比研究表明,亚曲基性杂岩体以低Ti、亏损Nb和Ta、富集轻稀土元素和大离子亲石元素为特征。结合其同位素特征,提出该岩体的形成与祁连山及其邻区460～440Ma时期俯冲向碰撞转换的作用有关,可能是岛弧岩浆作用的结果。这对于南祁连化隆一带区域铜镍找矿具有重要意义,亦对丰富完善早古生代岩浆铜镍硫化物矿床的研究和形成机制具有借鉴作用。

中国钴—镍成矿规律与高效勘查技术

钴、镍是全球战略性关键矿产,对国民经济、国家安全和科技发展具有重要战略意义。中国现有钴、镍资源储量均较低,超过90%的钴、镍原材料依赖进口,给国家战略性关键矿产资源供应带来重大安全隐患。因此,立足国内,加强钴—镍成矿规律研究,创新高效勘查技术,寻找新的接续资源已迫在眉睫。中国含钴矿床类型多样,特别是随着钴成矿新类型(辽吉带变沉积岩容矿钴—铜矿及三江带伴生钴矿)的发现,展示了巨大的找矿前景。但目前不同类型矿床中钴—镍发育特征、赋存状态、富集机制与成矿潜力尚不明确,缺少针对性的找矿模型与高效的勘查技术方法,极大地制约了钴—镍资源的找矿突破。笔者拟通过对钴—镍元素超常富集机理与成矿规律及勘查技术的研究,解决大陆聚—散过程中多圈层相互作用与钴—镍超常富集机理的重大科学问题和空—地—井高精度重磁电震物探数据采集、处理与多参数联合正反演解译的关键技术难题,旨在揭示钴—镍矿产资源成矿潜力和找矿新靶区,支撑服务战略性矿产找矿行动,极大增强中国钴—镍矿产资源安全供应保障能力。

青海省阿什贡含镍矿镁铁-超镁铁岩体形成时代及其对成矿机制的启示

通过对阿什贡岩体的野外实地调查，发现其是由橄榄岩相、辉石岩相、角闪石岩相及辉长岩相组成的镁铁．超镁铁岩体，并且在辉长苏长岩中发现有原生硫化镍矿体。利用LA—ICP—MS方法对岩体进行测年，获得锆石U—Pb年龄为（436．1±1．2）Ma（MSWD=0．13），为加里东期。岩石地球化学特征分析及区域对比研究揭示，阿什贡镁铁．超镁铁岩体以低Ti、亏损Nb和Ta、富集轻稀土元素和大离子亲石元素为特征。结合带内其他同时代镁铁-超镁铁岩体地球化学特征及其同位素组成，启示我们包括阿什贡在内的化隆镁铁．超镁铁岩带的形成与祁连山及其邻区460～440Ma时期俯冲向碰撞转换的作用有关，其成矿作用与岛弧岩浆作用相关。这对于青海省化隆一带区域铜镍找矿具有重要指示意义，同时对丰富发展完善早古生代镁铁-超镁铁岩体及所含的岩浆铜镍硫化物矿床成因研究和形成机制具有借鉴作用与研究价值。

南祁连化隆地区下什堂含铜镍矿基性-超基性岩体成因研究:锆石年代学、地球化学和Sr-Nd同位素约束

主要由橄榄岩相、辉石岩相组成的下什堂基性-超基性岩体侵位于南祁连造山带化隆岩群中,且伴有磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿等的硫化物矿化。精确的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得了下什堂岩体的形成年龄为449.8±2.4Ma。地球化学表现为轻稀土富集和明显的Nb-Ta负异常特征,εNd值在-2.62^-2.52之间,(87Sr/86Sr)i比值集中在0.709012~0.714682之间。Sr-Nd同位素表明,下什堂基性-超基性岩体的母岩浆来自一个曾经被交代富集的地幔源区。地壳富硅组分的同化混染在成矿过程中起了很重要的控制作用。结合区域构造演化背景与成矿认识,认为南祁连化隆地区的成岩成矿可能与俯冲结束后,后碰撞伸展环境密切相关,这对于指导区域找矿实践和成矿理论研究均具重要的地质意义。

青海省化隆县下什堂岩体地质-地球化学特征及其含矿性研究

作者近几年在青海省化隆地区开展了岩浆型铜镍矿资源潜力评价,重点对下什堂岩体进行了实地调查和研究。岩体地质特征、岩石地球化学特征及区域对比分析表明,下什堂岩体为一铁质系列的超基性-基性岩杂岩体,岩体分异好,有用元素Ni、Cu、Co丰度高,系有利成矿岩体;元素丰度和相关性揭示,该岩体在岩浆成岩演化过程中,硫逸度对元素富集起着明显控制作用,应更有利于硫化矿床的形成。

东昆仑夏日哈木镍成矿赋矿机理认识与找矿方向指示

东昆仑造山带夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿体全部赋存于Ⅰ号镁铁超镁铁质岩体内,118万t镍,23.8万t铜,4.3万t钴,是迄今为止全球造山带背景发现的规模最大的岩浆镍钴矿床。与传统的大火成岩省、大陆边缘裂谷等成矿构造背景认识明显不同,对其含矿性特点与成矿赋矿机理认识有助于揭示造山带背景岩浆镍钴硫化物矿床形成机制和成矿模式,指示进一步找矿方向和岩体含矿性评价,拓展东昆仑造山带镍钴硫化物矿床的找矿空间,实现找矿新突破。笔者通过对夏日哈木岩浆镍钴硫化物矿床的岩(矿)体地质特点、矿物学及地球化学的研究,并结合前人的区域构造背景研究成果及野外实际,发现地壳S的混染加入是导致夏日哈木镁铁超镁铁质岩浆硫化物熔离的关键因素,斜方辉石含量高的岩相更有利于赋存富矿体。提出夏日哈木超大型岩浆镍钴硫化物矿床是伴随古特提斯洋演化开始大陆裂解、镁铁超镁铁质岩浆多次脉冲叠加硫化物熔离成矿结果的认识,大断裂为地幔岩浆上侵提供了有利条件。东昆仑造山带沿昆北、昆中断裂带于夏日哈木镍钴硫化物矿床北西、南东方位发育的岩体、铁质系列的镁铁超镁铁质岩相是该区域进一步找矿的重要方向。

新疆天山石炭—二叠纪大规模岩浆成矿事件与形成机制探讨

天山地质构造演化复杂,多阶段演化中岩浆活动与成矿作用规模并不均衡。而石炭-二叠纪却是天山成矿带大规模岩浆活动和金属成矿作用的"爆发"期。本研究紧紧围绕岩浆铜镍矿床、斑岩型铜(钼)矿床及火山岩型磁铁矿矿床,从含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点,系统研究地球深部相应岩浆活动的地质过程。通过典型矿床的深入剖析,建立相应矿床类型的成矿模式,破解制约找矿突破的控制因素,系统阐述了板块构造与地幔柱体制叠加并存的地质特征与成矿表现。联系塔里木地幔柱的活动特点和成矿表现,将其与天山造山带三类主要矿床类型建立关联,对比岩石学、年代学及地球化学研究,发现天山成矿带成矿类型与塔里木地幔柱及板块构造存有密切关系,可能是两种构造体制叠加并存的结果。塔里木克拉通深部熔融的地幔物质,围绕刚性塔里木克拉通边缘不断上涌,并与表壳物质发生交换,随着板块俯冲的持续和减弱,深部上涌的地幔物质不断加强,先后形成因深部地幔物质多寡而金属聚集的不同矿床类型。该地幔柱形成时深部过程与成矿作用认识模型的建立,极大地推进了板块构造、地幔柱与岩浆成矿作用的研究,同时可为天山及邻区找矿突破提供借鉴和指导。

东昆仑石头坑德镁铁-超镁铁质岩体矿物学特征及成矿指示

石头坑德镁铁-超镁铁质岩体位于东昆仑造山带东段五龙沟地区,邻近昆中大断裂,主要岩性为辉石岩、橄辉岩、橄榄岩、辉长岩等,铜镍矿体主要赋存于Ⅰ号岩体的辉石岩、橄辉岩和橄榄岩中。岩石地球化学特征表明,其镁铁比值(m/f)变化范围在2.77~6.01之间,属铁质系列的镁铁-超镁铁岩,有利于成铜镍矿。稀土总量总体较低,轻稀土元素之间分馏强,重稀土元素之间分馏弱。岩石总体富集LILE(Rb、Ba、Th、U),贫HFSE(Nb、Ta、Zr、Y),具有明显的Rb、U正异常及Nb、Ta的负异常。超镁铁岩类橄榄石中的Ni普遍亏损,指示深部存在硫化物的熔离作用,在橄榄石结晶之前,大量的Ni进入到硫化物中,极有利于形成富矿岩浆或矿浆。可见,伴随同化混染作用的发生,岩浆中S达到过饱和,进而硫化物发生不混溶作用,富含硫化物的岩浆运移至东昆仑造山带邻近昆中断裂构造薄弱的部位成岩成矿。铜镍矿体多赋存在含橄榄石的超镁铁质岩体内,指示石头坑德岩体深部存在高度富集铜镍的部位,是下一步的找矿方向。