甘肃金川超大型Ni-Cu-PGE硫化物矿床岩浆通道分枝构造及其深部找矿意义

甘肃金川超大型Ni-Cu-PGE硫化物矿床经过50多年的开采,在深边部寻找新的矿体,特别是富矿,以保持生产效率,已经成为当务之急,首先需要解决找矿方向问题。金川矿床的4个主要矿体不仅在空间上是相互独立的,空间分布格局还与矿区的成矿后断裂系统关系密切。在前人对各个主要矿体地质和地球化学特征、矿区断裂构造的系统分析和研究基础上,提出金川矿床的岩浆通道系统存在多个岩浆通道分枝,且每个分枝的启动时间不同,因此,每个矿体不仅成矿过程存在差异,也存在先后次序。在分析成矿后断裂对金川岩体和矿体空间分布状态的影响基础上,还对深部找矿潜力进行了分析,提出了深部找矿方向和策略。

金川铜镍硫化物矿床铂族元素地球化学差异及其演化意义

Ⅱ-2号矿体为金川铜镍硫化物矿床的第二大矿体,位于Ⅱ矿区30行以东。为了解Ⅱ-2号矿体母岩浆在演化过程中的特殊性,采用镍锍试金ICP-MS法分析金川矿床Ⅱ-2号矿体各类矿石的Cu、Ni、S及铂族元素(PGE)含量,研究其特征,并与Ⅱ-1号矿体矿石进行对比。结果表明:矿石ΣPGE含量变化较大(44.6×10-9~8526.7×10-9),Pd/Ir介于1.25~26.55之间,为典型的岩浆型成因。海绵陨铁状矿石和局部海绵陨铁状矿石为Ⅱ-2号矿体主要的矿石类型,其PGE配分模式极为相似,且为渐变过渡的接触关系,说明二者为同一期岩浆侵位的产物。富铜矿石与块状硫化物矿石、含细脉状矿石的配分模式有互补的特征,富铜矿石具有极高的ΣPGE(8526.7×10-9)和Cu/Ni(5.46),块状硫化物矿石和含细脉状矿石相对富集IPGE(ΣPPGE/ΣIPGE<1),这三者与海绵陨铁状及局部海绵陨铁状矿石的区别明显,为岩浆演化到后期的产物,而从相互的接触关系来看,块状硫化物矿先于富铜矿侵位。通过研究Ⅱ-2号矿体与Ⅱ-1号矿体海绵陨铁状矿石的铂族元素及Cu、Ni特征,发现二者母岩浆均为地幔中等熔融形成的高Mg O苦橄质玄武岩,具有相同的源区特征;由二者的铂族元素分异情况、Cu/Ni、Cu/Pd及Ir与Ru、Rh、Pt、Pd的相关性,研究二者的母岩浆在液态硫化物-硅酸盐体系和单硫化物固溶体-液态硫化物体系中的演化特征,认为Ⅱ-1号矿体和Ⅱ-2号矿体中的硫化物是先后从母岩浆中熔离,且分离后具有不同步的演化特征;通过Ⅱ-2号矿体的地球化学剖面及金川矿床的Cu、Ni品位纵剖面和XOY平面投影等值线图,证明这种先后熔离作用发生在深部岩浆房中,而后Ⅱ-2号矿体和Ⅱ-1号矿体的成矿岩浆分别进入两条相对独立的岩浆通道,最后由不同的岩浆通道中心侵位到最终的成矿空间,形成Ⅱ-2号矿体与Ⅱ-1号矿体。

金川铜镍硫化物矿床两个主要矿体的母岩浆在岩浆演化过程中的关系

已发现的金川铜镍硫化物矿床产于两条基性-超基性岩墙中,而金川最大的Ⅱ-1、Ⅱ-2两个矿体均位于南东侧的岩墙内。通过分析Ⅱ-1、Ⅱ-2两个矿体矿石的主量元素、稀土元素以及微量元素的特征,探讨二者的母岩浆在岩浆演化过程中的联系与独立性。Ⅱ-1、Ⅱ-2号矿体矿石均属于具有富Mg O(w(Mg O)为10.4%~34.5%)、贫Al2O3(w(Al2O3)为0.67%~15.35%)及K2O(w(K2O)为0.01%~1.42%)特征的铁质(m/f=(Mg2++Ni2+)/(Fe2++Fe3++Mn2+),为1.30~5.16)超基性岩;稀土元素及微量元素配分曲线极为相似,轻重稀土分异明显(Σ(LREE)/Σ(HREE)为3.27~9.63),且大离子亲石元素相对富集,显示Ⅱ-1、Ⅱ-2两个矿体的母岩浆具有强烈的亲源关系。通过一系列反映岩浆演化特征的比值及其相互间的关系,如w(Sm)-w(Sm)/w(Yb)、w(La)/w(Sm)-w(Sm)/w(Yb)、w(Th)N/w(Nb)N、w(Th)/w(Yb)-w(Nb)/w(Th)、w(Mg O+Fe OT)/w(Al2O3)-w(Si O2)/w(Al2O3)(Fe OT为全铁含量)等,得出Ⅱ-1、Ⅱ-2两个矿体的母岩浆均为石榴子石二辉橄榄岩经过30%~40%的分离熔融形成,上升过程中混染了5%~20%的地壳物质。同时,岩浆的结晶分异作用由橄榄石控制,均显示了二者的母岩浆在演化过程中密切的联系;但是Ⅱ-2号矿体矿石的各主量元素的质量分数与w(Mg O)的线性关系较复杂,这与呈明显单一线性关系的Ⅱ-1号矿体不同,暗示二者在岩浆冷凝过程中演化的独立性。因此,Ⅱ-1、Ⅱ-2号矿体的母岩浆本是在同一岩浆通道中演化,受到地壳混染后,在冷凝过程中发生了分离,而后在横向上并列的两个岩浆通道中分别演化并成矿。

金川铜镍矿床58号矿体亲铜和亲铁元素特征及其地质意义

通过对金川铜镍硫化物矿床中58号矿体地质特征、亲铜和亲铁元素地球化学特征等方面的研究,发现其具有不同于24号矿体、1号矿体和2号矿体的地质和地球化学特征。58号矿体产于Ⅲ号岩体上盘围岩中,矿体总体走向为NNE,倾向NW。与金川矿床其他几个矿体比较,该矿体具较高的Cu、Ni和PGE含量。研究独立的58号矿体对全面理解整个金川超基性岩体的成矿规律,指导今后找矿工作具有重要意义。笔者认为58号矿体的硫化物是从PGE微弱亏损的苦橄质岩浆中熔离出来的,其硫化物熔体具有不同的分异演化过程。

甘肃金川矿区构造应力场与构造演化研究

文章统计分析了金川矿区内地层和侵入体中的节理构造,对矿区内的共轭剪节理进行配套、分期,综合区域构造演化史后分析了矿区构造应力场。研究表明,金川矿区从新太古代到古生代至少受到4期古构造应力的作用。第一期构造应力场为NS向的挤压,由阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞形成华北古陆西部陆块引起。第二期构造应力场为NE-SW向的挤压,与华北克拉通东、西陆块碰撞拼合并参与Columbia超大陆拼合事件有关;其后阿拉善陆块与华南陆块参与Rodinia超大陆拼合事件,应力场持续作用。第三期构造应力场为近NS向的挤压,由祁连洋不断向北俯冲引起。第四期构造应力场为NNE-SSW向的挤压,与祁连造山带发生的强烈造山运动有关。

金川铜镍硫化物矿床F_(1)断裂系统演化及其意义

金川铜镍硫化物矿区构造活动频繁且复杂,查明矿区构造规律,是实现深部找矿突破的必经途径之一。文章在充分挖掘区域及以往勘查资料的基础上,通过野外实地调查,对矿区内成矿后断裂系统--F_(1)断裂系统分析研究,发现F_(1)断层角砾岩呈棱角状,深部产状北倾,断层发育在龙首山岩群一侧,无法仅靠现今的叠置关系解释F_(1)的演化。结合潮水盆地研究成果,总结出F_(1)与潮水盆地同步演化和发展的特征和历程:早-中侏罗世断陷成盆期,F_(1)形成同生正断层,后期受青藏高原隆起产生的水平挤压,改造为左行逆断层;其他断裂构造是F_(1)的派生(次生)断裂,在统一的应力场作用下形成,具内在的成生联系,F_(8)是F_(1)的分支断裂,为“入”字型构造。研究表明,Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ矿区地层及岩矿体,浅部主要通过F_(1)反转及次级断裂的形式,由南南西向北北东发生位移,产状由西向东逐渐变缓,岩石完整性受到破坏;深部超基性岩体则基本保持了其原始侵位形态,受影响较小;岩矿体深部连续延伸地段为找矿有利部位,对深部勘查具重要指导意义。

金川铜镍硫化物矿床磁黄铁矿标型矿物学特征及其地质意义

金川矿床作为世界第三大铜镍硫化物矿床具有重要的研究价值。前人在矿物学的研究主要集中在橄榄石、辉石等硅酸盐矿物上,而对成矿物质本身的硫化物矿物研究较少。本文采用X射线衍射、电子探针分析等方法,对不同构造类型矿石中磁黄铁矿的结构状态与化学成分作了研究。结果表明,浸染状、海绵陨铁状矿石中磁黄铁矿产出特征和矿物组合较为相似,其中前者以高温六方相为主,主要为高温岩浆经历缓慢降温结晶形成,后者则为高温六方相和低温单斜相的交生体,经历了岩浆的快速降温结晶过程;而块状矿石中磁黄铁矿产出特征和矿物组合与上述类型矿石差异较大,主要为高温岩浆经历快速降温结晶形成。根据块状硫化物矿石所在位置以及在该区分布特征,推断岩浆通道入口最有可能分布于II矿区东部的中间位置。

金川矿区变基性岩锆石U-Pb年代学及地质意义

金川矿区内出露有大量的岩浆岩,然而除含矿基性-超基性岩外,其余岩体研究关注程度较低。本文研究结果表明,位于矿区西北侧的该变基性岩的w（SiO2）为48.96%49.63%,为富钠贫钾（Na2O/K2O介于1.371.72间）、高w（TFe2O3）（15.52%15.92%）的拉斑玄武岩,且稀土元素总量较高（235.01242.37μg/g）,具有强烈富集轻稀土元素（LaN/YbN=8.489.32）和大离子亲石元素、相对亏损重稀土元素和高场强元素（Nb、Ta和Th）的特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,变基性岩的侵位年龄为（2044±14）Ma,原生岩浆锆石的εHf（t）介于2.9710.89,变化较大。地球化学特征显示,变基性岩形成于板内拉伸裂谷的构造背景,来源于亏损地幔的岩浆在地壳受到约10%的地壳物质混染,且演化过程中未发生明显的结晶分异。结合前人的锆石U-Pb和Hf同位素资料,认为龙首山地区在2.22.0 Ga的板内裂谷环境中存在1期地壳生长,而新太古代2.82.5 Ga期间存在1次更早的地壳生长过程。

甘肃金川Ⅱ号岩体橄榄石成因探讨

金川是世界第三大在采岩浆铜镍硫化物矿床,其成因备受中外地质学家的关注。金川岩体被一系列北东-东向左行平移断层自西向东依次划分为Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ等4个岩体。金川岩体主要由硫化物纯橄岩、二辉橄榄岩、橄榄辉石岩组成,边缘断续分布少量斜长石二辉橄榄岩和辉石岩。金川最大的1号矿体产于Ⅱ号岩体的中心,呈现出由中间硫化物纯橄岩向两侧浸染状的二辉橄榄岩和橄榄辉石岩过渡的对称式岩相分布。电子探针分析结果显示,金川Ⅱ号岩体橄榄石Fo值在79.7%~83.9%之间变化,w(Ni)为959×10^(-6)~2060×10^(-6),大多低于从硫不饱和玄武岩浆中结晶出的橄榄石Ni含量。模拟计算表明金川岩体母岩浆为高MgO玄武岩浆(w(MgO)=10%~13%,w(FeO)=11.5%~12.5%)。橄榄石Ni含量偏低的原因是橄榄石结晶的同时发生了硫化物熔离,橄榄石与硫化物的质量比值约为40﹕1。硫化物纯橄岩和二辉橄榄岩中橄榄石的Ni含量及其与Fo值的相关性都存在显著的区别,暗示它们可能是从Ni含量不同的母岩浆中结晶出来的。同时,硫化物纯橄岩中橄榄岩经历了与硫化物熔体的Fe-Ni交换,而二辉橄榄岩中的橄榄石经历了与硅酸盐熔体的Mg-Fe交换。

试析金属矿地球物理勘查技术的应用范围与发展方向

本文在查阅文献资料的基础上，试析了金属矿地球物理勘查技术的研究现状和应用范围，并对地球物理应用和成果解释分析存在的问题、发展方向进行了简要概述。

浅析对金川三矿区主副井工程地质环境的认识

本文在三矿区地表踏勘、工程钻探及主、副井施工过程中对各中段的巷道工程地质编录的基础上，对三矿区的工程地质环境提出了一些新的认识。

金川矿区矿山地质环境恢复治理对策研究

金川铜镍矿开采已有五十多年,长期大规模的矿产资源开发对矿区地质环境产生了巨大影响,矿区土地资源占用损毁问题严重,采矿工程诱发滑坡、崩塌、地面塌陷等地质灾害问题日趋严重。笔者通过对金川矿山地质环境问题和常用恢复治理方法研究分析,提出金川矿区地质环境恢复治理应针对结果和潜在地质灾害现状,主要采用传统工程地质治理方法,加固不稳定地质体并结合水文地质结构修建排水工程,达到有效控制消除不良地质环境影响,达到修复和改善矿山生态环境的目的。

GPS批量导入测网坐标在物化探找矿工作中的应用

论述了采用手持式GPS批量导入测网坐标，建立工程测网的方法，并给出了有关GPS数据转换与传输数据的具体方法。结合具体工程实例，实现WGS-84坐标系与北京-54坐标系的转换与设置方法，极大地提高了野外工作的效率。

金川二矿区巷道变形特点浅析

金川二矿区的巷道工程在其服务期限间,变形破坏比较严重,巷道的维护量居高不下,对生产安全和采矿成本的控制都有重要影响。要解决这些问题,还需真正掌握地压的分布规律和围岩与支护的协调适应关系,在此基础上才能提出合理可靠的支护形式、结构和强度。