东天山图拉尔根铜镍钴硫化物矿床岩相、岩石地球化学特征及其形成的构造背景

新疆图拉尔根铜镍钴矿产于康古儿塔格—黄山韧性剪切带的北东段,是由硫化物深部熔离成矿为主兼就地熔离、热液叠加成矿多重作用形成的半隐伏矿床。1号岩体以全岩矿化为特征,可分为4个岩相:角闪橄榄岩、辉石橄榄岩、角闪辉石岩、辉长岩。岩性具有单期岩浆多次脉动上涌成矿特征。岩体m/f值为3.1～4.8,属于铁质超镁铁岩类,且具有低钛、低碱、低Al2O3特征,与黄山—镜儿泉镁铁质-超镁铁质杂岩带岩石化学特征相似。由稀土元素配分曲线和微量元素、过渡族元素蛛网图可知1号和2号岩体具有同源性,并具有互补性,预示2号岩体深部成矿潜力很大,虽然其地表辉长岩矿化微弱。根据横穿1号和2号岩体的大地电磁测深剖面图可以看出两个岩体在深部具有同一个岩浆通道,也验证了两岩体属于同一岩浆来源。较低的La/Sm(<2)和Th/Ta值(4.6)表明成矿岩浆为地幔来源,岩体就位时很少受到地壳的混染。

东天山主要铜镍矿床中磁黄铁矿的矿物标型特征及其成矿意义

东天山是中国最重要的岩浆铜镍硫化物矿带之一,产有黄山东、黄山、香山、葫芦等大中型铜镍矿床。图拉尔根、白石泉两处镍铜矿床为近年来在新疆地区铜镍找矿中的重大发现,两者均属于与镁铁质-超镁铁质杂岩有关的岩浆熔离-贯入型矿床。矿物共生组合以磁黄铁矿+镍黄铁矿+黄铜矿为特征,磁黄铁矿系矿石中最主要组成部分。文章以X射线衍射、扫描电镜、电子探针分析并辅以常规显微镜,查明这些矿床中磁黄铁矿均系Co、Ni的最主要载体矿物,Co、Ni元素主要以游离状态的硫化物(或硫砷化物)形式存在,如镍辉砷钴矿、钴辉砷镍矿、镍黄铁矿及紫硫镍矿等矿物。它们多以微细包裹体或出溶体形式随机地分布于磁黄铁矿内部,而少量的Co、Ni元素则以类质同像方式存在于磁黄铁矿晶格之中。图拉尔根、白石泉、葫芦三矿床中磁黄铁矿在多型结构以及微量元素地球化学方面均表现出一定的差异,系由两矿床容矿岩石基性程度及成矿温度之差异引起。

东天山图拉尔根、白石泉铜镍钴矿床钴、镍赋存状态及原岩含矿性研究

图拉尔根、白石泉两处镍铜矿床的发现被认为是近年在新疆地区铜镍找矿中的重大突破,两者均属于和超镁铁-镁铁质杂岩有关的岩浆熔离贯入型矿床,前者更富含钴。矿石中磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿共生为本矿床及同类矿床之共同特征。文章对岩体的含矿性及其中Co、Ni元素的赋存状态进行了研究,以等离子质谱对岩体中的Co、Ni、Cu及稀土元素分析和S元素丰度的湿法化学分析,揭示出两处岩体含矿性颇佳。通过X射线衍射、扫描电镜、电子探针分析并辅以常规显微镜,查明了Ni、Co两元素主要以独立的硫化物和硫砷化合物状态存在。在图拉尔根矿区发现的钴独立矿物镍辉砷钴矿和钴辉砷镍矿,属于辉砷钴矿和辉砷镍矿的同质多像变种。对此类金属矿物均作了较深入的分析与研究,为阐明矿床的成矿规律以及扩大找矿提供了重要的事实依据;也冀望对将来矿山选、冶方案的优化制定有所裨益。

地幔部分熔融程度对东天山镁铁质-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

东天山二叠纪镁铁质-超镁铁质岩带发育一系列的 Ni-Cu 硫化物矿床,但铂族元素(PGE)在这些矿化的岩体中没有明显地富集,岩体中 PGE 含量普遍低于原始地幔标准值。岩体中 PGE 含量过低可能有两方面原因:(1)岩浆上升过程中硫化物过早熔离,带走了岩浆中的大部分 PGE;(2)原始地幔部分熔融程度较低,大部分 PGE 仍然保存在残留原始地幔中,导致部分熔融岩浆中 PGE 元素含量很低。本文模拟计算了原始地幔发生5%～20%部分熔融时产生岩浆中的 PGE 含量,与香山、图拉尔根为例与现有岩体中的 PGE 含量进行对比,结果显示 PGE 含量过低的原因可能是由于地幔部分熔融程度较低造成的,并推测本区的原始岩浆来自上地幔10%～20%的部分熔融。在通道系统内硫化物富集的部位可形成较好的(Pt+Pd)矿化。图拉尔根矿区 Pd-Ni 图显示在岩浆演化早期没有发生过硫化物的熔离作用,熔离的硫化物也没有经历结晶分异作用。

东天山地区图拉尔根铜镍硫化物矿床成因及成矿过程

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,岩体来自尖晶石稳定的亏损型地幔源区,亏损型地幔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,主要是因为地幔部分熔融较低(约16%),部分铂族元素残留在地幔中所致。

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

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Ⅰ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,与东天山地区大多数镁铁-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-超镁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镁铁-超镁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。

浅层地震与MT联合技术在隐伏金属矿床定位预测中的应用——以新疆哈密图拉尔根铜镍矿区为例

文章将浅层地震勘探与大地电磁测深(MT)应用于新疆哈密图拉尔根铜镍矿区隐伏含矿岩体的定位预测中,得到的二维反演结果比较一致,与地质事实吻合较好,并可以与已知的钻探结果对比。准确地预测了含矿地质体的形态、位置与产状,达到隐伏矿床定位预测的目的。据此认为MT和浅层地震勘探的联合运用是隐伏金属矿床定位预测的有效手段。

新疆东天山图拉尔根大型铜镍矿床硫化物珠滴构造的特征及其对通道式成矿的指示

东天山图拉尔根岩浆铜镍硫化物矿床中产出一种不常见的硫化物珠滴状构造。这些硫化物珠滴粒度在5～20mm左右,是由磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等硫化物矿物组成的斑杂状硫化物集合体。野外观察发现硫化物珠滴具有各种几何形态,产出在稀疏浸染状硫化物和无矿化的辉石岩之间的部位。对图拉尔根杂岩体中发育的24个硫化物珠滴的统计结果显示,平缓厚层状矿化部位的硫化物珠滴呈水平方向拉长,陡倾薄层状矿化部位的硫化物珠滴呈陡倾拉长,珠滴的拉长方向和矿体的延伸方向一致。这表明在含矿母岩浆上升就位到中上地壳的过程中,硫化物珠滴受到熔浆流动的控制,因而其形态可以很好地指示通道式成矿硫化物熔体运动的方向。硫化物珠滴的矿相学和电子探针数据表明其具有向地性特征,即磁黄铁矿和镍黄铁矿先结晶,沉淀在下部;珠滴上部为后结晶的黄铜矿和其它富铜硫化物。这种元素分布可能对贯入块状硫化物矿石同样适用。碲化物和铋化物在硫化物珠滴中的含量明显高于其在早结晶的浸染状硫化物中的含量,表明富Te和Bi等元素及挥发份的熔体是在岩浆演化后期开始富集结晶的。

大地电磁测深法在铜镍矿勘查中的应用——以与超镁铁质岩有关的新疆图拉尔根铜镍矿为例

文章介绍了大地电磁勘探的基本原理,结合在新疆哈密地区图拉尔根铜镍矿区的实际应用,从野外数据采集到资料处理和地质解释对该方法的实际效果进行了剖析,所获异常得到钻探证实为厚大矿体。文章还对该方法的适用条件进行了分析,并给出了在荒漠戈壁地区进行大地电磁勘探的一些可以借鉴的经验。

东天山图拉尔根Ⅲ号岩体锆石年龄及地质意义

东天山地区图拉尔根大型铜镍硫化物矿床矿区有三个镁铁-超镁铁质岩体。Ⅰ号岩体(矿床)岩相由角闪橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩与辉长岩组成,不同岩相之间为过渡接触;不同岩相样品的稀土元素配分曲线图显示平行过渡变化,证明各岩相是同一个岩浆系列演化。Ⅱ、Ⅲ号岩体由角闪辉长岩组成,相对Ⅰ号岩体富集Ti、P,具有明显的Zr、Hf亏损,微量稀土元素配分曲线存在明显差异,证明图拉尔根Ⅰ号岩体(矿床)与北部Ⅱ、Ⅲ号岩体不是同一个岩浆源区演化的产物。Ⅰ号岩体的成岩年龄为300.5±3.2Ma,Ⅱ号及Ⅲ号岩体形成于357.5±2.5Ma与351±4Ma,虽然这三个岩体走向一致,但年代相差大于50Ma,前者对应于东天山地区后碰撞伸展期(320～252Ma),属于拉伸环境,后者对应于区域主碰撞期(349～330Ma),属于挤压环境。

新疆哈密图拉尔根全岩矿化岩浆铜-镍-钴矿床地质特征及找矿方向

东天山图拉尔根铜镍矿区受控于康古儿—黄山韧性剪切带北东段的区域性韧性剪切带之次级断裂构造,断裂构造对该矿床的控制作用极为明显。矿区范围内现已发现3个镁铁质-超镁铁质杂岩体,目前只对一号岩体进行了勘探评价,已探明控制储量达大型规模。文章基于对一号杂岩体的矿床地质特点及其化探和物探特征的总结,试图建立该大型铜镍矿床的找矿评价模式。一号岩体以全岩矿化为特征,可分为4个岩相:角闪橄榄岩相、辉石橄榄岩相、角闪辉石岩相和辉长岩相,赋矿岩石主要为角闪橄榄岩、辉石橄榄岩,矿床属于与镁铁质-超镁铁质岩浆有关的岩浆熔离贯入型Cu-Ni-Co矿床,具有单期岩浆多次脉动上涌成矿的特征。岩体m/f介于3.1～4.8之间,属于铁质超镁铁岩类,且具有低钛、低碱、低Al2O3特征,含矿岩相具有高硫特征(S>1%)。化探显示图拉尔根地区位于Cu、Ni、Co组合异常区内,Ni异常峰值133×10-6,Cu异常峰值83×10-6。成矿元素Ni、Co、Cu在角闪橄榄岩、辉石岩中呈现富集趋势。物探显示岩体具有三高一低的地球物理异常特征。矿区位于区域性的重力高值异常区内,在高重力背景下,含矿岩体表现出明显的低阻、高极化及高磁异常特征。作者指出沿强变形带中间的中部弱韧性变形带追索含矿岩体,将对扩大找矿范围具有实际意义;岩体南西部可能为含矿岩浆上升就位的主要中心,这里角闪橄榄岩相也十分发育,应为矿化富集的有利地段。

新疆东天山镁铁-超镁铁岩体中橄榄石成分特征及其成因意义:以黄山东和图拉尔根为例

新疆东天山发育有十多个与铜镍硫化物成矿有关的镁铁-超镁铁杂岩体,对选取于黄山东和图拉尔根岩体岩体内不同岩性中的新鲜橄榄石进行了矿物化学成分测试。黄山东岩体角闪辉长岩相的橄榄角闪辉长岩中橄榄石Fo为67～73,超镁铁岩相的角闪(斜长)橄榄岩、角闪二辉橄榄岩和斜长单辉橄榄岩中橄榄石Fo为81～84,Ni含量为308～1762μg/g;图拉尔根岩体中橄榄石Fo为82～85,Ni含量变化范围为857～1818μg/g。利用最高Fo含量的橄榄石成分计算得到黄山东岩体母岩浆MgO为10.3%,图拉尔根岩体母岩浆MgO为11.47%。橄榄石分离结晶和硫化物熔离模拟结果显示,黄山东岩体发生了19%的橄榄石分离结晶,由橄榄石分离结晶导致硫化物熔离的程度约为0.3%,晶间硫化物熔浆的物质交换作用对黄山东橄榄石的成分有重要影响;图拉尔根岩体发生了9%左右的橄榄石结晶,由橄榄石结晶导致出熔的硫化物熔体大约为0.5%。

东天山图拉尔根铜镍硫化物矿床综合信息找矿模型的应用

图拉尔根铜镍矿位于东天山黄山-镜儿泉铜镍成矿带的东段,是近年来新发现的具大型成矿远景的岩浆型铜镍硫化物矿床。通过系统研究区域成矿地质环境、矿床特征、地球物理特征、地球化学特征等找矿信息的基础上,对图拉尔根铜镍矿床不同尺度的地质、物探、化探等致矿地质异常信息进行提取,在地质异常理论指导下,尝试性地建立了图拉尔根铜镍矿基于"5P"找矿地段圈定的多源信息找矿模型,初步确定了不同找矿地段的地质、物探、化探模型要素组合,提出了以"基性-超基性杂岩体+高磁、高极化、高重力、低电阻+Cu、Ni、Co综合异常+褐铁矿化、孔雀石化"为核心的矿床综合信息找矿模型,对于野外地质找矿具有指导意义。

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

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。

新疆哈密图拉尔根Ni-Cu硫化物矿床成矿模式研究

新疆图拉尔根Ni-Cu硫化物矿床产于康古儿塔格—黄山韧性剪切带的北东段,属于岩浆熔离贯入型矿床。1号岩体以全岩矿化为特征,各岩相环带状产出,岩性具有单期岩浆多次脉动上涌成矿特征。由大地电磁测深剖面图、稀土元素配分曲线和微量元素可知1号和2号岩体具有同源性,并具有互补性,在深部具有同一个岩浆通道。较低的La/Sm(<2)和Th/Ta值(4.6)表明成矿岩浆为地幔来源,岩体就位时很少受到地壳的混染。PGE特征表明,图拉尔根岩浆源于地幔低程度的部分熔融。Pd-Ni图显示在岩浆演化早期没有发生过硫化物的熔离作用。根据岩石学、岩相学、地球化学等资料综合分析,对图拉尔根Ni-Cu硫化物矿床的成矿模式进行了探讨,认为其成矿模式为深部熔离反相复式贯入成矿。构造在图拉尔根矿床就位过程中起了重要影响,决定了矿体的产出状态。