新疆富蕴县喀拉通克铜镍矿区二号矿床东段矿体地质特征及成因浅析

通过对二号矿床东段矿体地质特征进行阐述,分析其成岩成矿过程、控岩构造、导矿构造特征,认为矿床的成因类型属含矿基性岩浆就地熔离成矿与同源矿浆贯入成矿、复合定位形成的岩浆熔离型叠生矿床。

新疆富蕴县喀拉通克铜镍矿区地球化学特征浅论

通过对喀拉通克铜镍矿区地球化学特征分析和讨论,总结其规律,从地球化学异常特征方面为寻找类似矿床提供参考。

新疆富蕴县喀拉通克铜镍矿区水文地质特征探讨

简述了喀拉通克基岩裂隙含水带特点。

岩浆型铜镍硫化物矿床综合地球物理勘查技术:以新疆喀拉通克为例

中亚造山带内发育大量岩浆型铜镍硫化物矿床,但由于岩体规模较小且产状多变,围岩中碳质层普遍发育,深部浸染状矿体难以准确定位。本文以新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床为例,建立了适用于该类型矿床的综合地球物理勘查技术。首先根据岩体与碳质层的地球物理特性,建立了“重力磁法-金属矿地震法-电性源短偏移距瞬变电磁法”技术组合,具体包括:(1)重磁扫面圈定隐伏成矿岩体的地表投影位置;(2)地震勘探圈定岩体的顶底界面和赋存空间;(3)电性源短偏移距瞬变电磁法恢复碳质层的电阻率信息和极化率信息。进而提出通过确定成矿岩体和碳质层的空间关系间接推断矿体赋存空间的新思路:(1)当岩体下方赋存碳质层时,推断岩体的底部或者内部赋存浸染状矿体;(2)当岩体下方未赋存碳质层时,推断岩体的底部或者内部不发育矿体。由此,本文建立了喀拉通克岩浆铜镍矿床含碳质层的成矿模型,并为造山带内其他岩浆型铜镍硫化物矿床的勘探提供了技术方案和探测示范。

新疆喀拉通克铜镍矿区植物地球化学特征及找矿有效植物和元素的选择

喀拉通克铜镍矿区植被属土砾质荒漠植被类型。优势植物群落为白茎绢蒿(Seriphidium terrae-albae(Krasch.)Poljak),主要伴生植物有小蓬(Nanophyton erinaceum(Pall.)Bunge)、冷蒿(Artemisia frigida Willd.)等。通过对该区植物地球化学及植物对元素的积聚性研究,发现本区植物主要为富Ca、Mg贫K、Na地球化学类型。从区域背景→矿区背景→矿床上部,植物群落总体和多数植物种属的成矿及伴生元素含量逐渐增高;概率分布曲线从单峰正态分布到多峰分布;元素在不同植物种属中的分配不均匀。区域背景植物中的Cu、Ni含量与大多数元素呈正相关的关系;矿床上部Cu、Ni与其他元素正相关程度降低甚至出现负相关。植物对元素的吸收具有选择性和屏障效应。植物中积聚系数大的元素其衬度反而降低,积聚系数小的其衬度反而增高。本区白茎绢蒿、小蓬、冷蒿等植物可作为植物地球化学勘查的重要采样介质;驼绒藜、角果藜等可作为辅助采样介质。Cu、Ni、Ag可作为优先选择的指示元素;Pb、As、Bi、Co、Au可作为一般性指示元素;Zn、Cr、Mn、Mo不宜作为指示元素。

喀拉通克铜镍矿采矿方法优化研究

喀拉通克铜镍矿主采矿体整体矿岩条件较差,自矿山投产以来,一直采用下向进路胶结充填采矿法开采。针对下向进路胶结充填采矿法采切工程量大、采矿效率低、综合成本高等缺点,开展了喀拉通克铜镍矿采矿方法优化研究,综合考虑矿体产状变化、矿山设备投资和矿山生产实际情况,多方案比选后确定2号矿体深部可采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法和分段充填采矿法,采场实际生产能力大于300 t/d,优化了采切比、采矿充填直接成本等技术经济指标,为矿山安全、高效、可持续发展提供了技术支撑。

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床Re-Os同位素测年及成矿物质来源示踪

通过对喀拉通克矿区1号和2号岩体中铜镍硫化物矿石的Re_Os同位素测年,获得两个等时线年龄数据分别为282.5±4.8Ma和290.2±6.9Ma,187Os/188Os初始比值分别为0.2563±0.0037和0.2721±0.0053,γOs值分别为202.23～1061.59和195.07～473.24,平均值分别为495.05和289.83。上述结果表明成岩成矿年龄极为接近,均介于石炭纪末至早二叠世之间,并且在成矿和岩浆侵位过程中有大量地壳物质混入成岩成矿系统。喀拉通克镁铁质超镁铁质岩带形成于后碰撞的伸展构造环境。

喀拉通克铜镍矿床铂族元素地球化学特征及其成矿作用意义

喀拉通克铜镍矿床位于准噶尔板块北缘,矿区主要矿体赋存于Y1-Y3号岩体中。矿石构造类型为致密块状和浸染状两大类,其中前者与后者呈贯入接触,不同浸染状类型之间为过渡关系。岩石和矿石的PGE总量偏低,且以PPGE为主,IPCE含量较低。整体上岩石中的PGE含量显示随基性程度降低而变小。矿石中的PGE含量随硫化物含量增加增大,显示PGE主要分布于硫化物熔离形成的物相中。100%硫化物计算后,矿石PGE含量平均仅为573×10^(-9)。各岩体中浸染状矿石PGE组成并无明显差异;岩石和矿石具有相似的PGE分配模式,均属于Pt-Pd配分型。岩石Ni/Cu-Pd/Ir关系以及岩石地球化学资料显示,形成喀拉通克岩体的初始岩浆为MgO含量较高的玄武质岩浆,属于PGE不亏损的岩浆。基于PGE不亏损的大陆拉斑玄武岩初始岩浆推算,喀拉通克矿床母岩浆明显亏损PGE,而深部硫化物熔离可能是导致母岩浆PGE亏损的主要原因。岩石和矿石Pd/Pt比值总体特征,岩石Cr与Ni、Ir、Ru和Rh相关性,以及硫同位素和岩石学资料分析表明,初始岩浆在地壳深部发生的橄榄石、铬铁矿等矿物的分离结晶作用,可能是促使硫过饱和与深部熔离的主要因素。IPGE与PPGE分异特征及其相关分析,结合矿床宏观地质特征,推断该矿床浸染状矿的成矿作用经历了初始岩浆(PGE不亏损)→橄榄石等矿物分离结晶→硫化物深部熔离→成矿母岩浆(PGE亏损)→上侵并结晶分异的成矿过程。块状矿则可能是这一过程中PGE亏损的成矿母岩浆相对滞后熔离形成的硫化物熔体贯入的结果。

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床Re-Os同位素研究及其地质意义

喀拉通克铜镍硫化物矿石的Re—Os同位素测年结果为305±15（2σ）Ma。该数据表明产于阿尔泰山南缘的铜镍硫化物矿床形成于晚石炭世-早二叠世，与区内广泛发育的造山型金矿和浅成低温热液型金矿基本为同一时期。其等时线^187Os／^188Os初始比值为0．35±0．04，γOs值平均为183，表明在成矿过程及岩浆侵位期间有少量地壳物质加入成矿系统中。

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床Y9岩体年代学与成岩成矿机制探讨

新疆喀拉通克是中国大型铜镍硫化物矿床中基性程度最低的,显示出罕见的Cu平均品位大于Ni平均品位。矿区划分为南、北2个岩带,南岩带主要为原生矿,北岩带主要为氧化矿。文章研究对象为北岩带中的Y9岩体,近年发现其下部存在原生矿石。通过单颗粒锆石SHRIMP测年,获得Y9岩体中辉长岩的结晶年龄为(287±4)Ma,与Y1岩体的成岩年龄〔(287±5)Ma〕一致,结合岩石地球化学和同位素地球化学特征,证明喀拉通克矿区南、北岩带具有同期同源岩浆演化的特征,岩浆源自亏损型地幔部分熔融与不含沉积物消减板片脱水物质的混合。研究认为喀拉通克铜镍矿床形成于亏损地幔在相对较高的氧逸度条件下低程度部分熔融,产生硫化物不饱和的岩浆,岩浆源区相对富水和较高的氧逸度,原始岩浆具有较高的钛含量,具有富碱亲合性。

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床成矿岩浆作用过程

喀拉通克铜镍硫化物矿床3个主要含矿镁铁质岩体的主量元素、微量元素和铂族元素组成分析及母岩浆组成估算结果表明：3个岩体中不同类型岩石的主要氧化物含量的变化具玄武质岩浆结晶分异的特征;在MgO含量为10%-15%区间,SiO2含量迅速增高;微量元素和稀土元素原始地幔标准化配分模式相似,具Nb和Ta亏损,K、Sr富集的特征。与1号和2号岩体相比,3号岩体中大离子亲石元素及轻稀土元素相对富集,（La/Yb）N介于6.8-9.2之间,δEu显示轻微负异常,在460m深度表现出Cu-Ni等成矿元素与SiO2含量同时剧变的特征,铂族元素配分模式与2号岩体相似。上述结果显示,3个岩体可能是同源岩浆不同期次的产物,原始岩浆为高镁玄武岩浆。成矿岩浆演化过程中经历的岩浆分离结晶作用和富硅地壳组分混染可能是成矿岩浆硫饱和及硫化物熔离的主要诱因。

喀拉通克铜镍矿床硫同位素组成特征及其地质意义

硫同位素研究在喀拉通克岩体的地壳物质混染过程中有重要意义。通过对块状和浸染状矿石、斑点状和脉状矿石以及围岩中硫化物进行硫同位素测试,分析了黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿的硫同位素在硫化物中的富集状态,探讨了喀拉通克铜镍矿床硫同位素组成特征及其地质意义。结果表明:块状矿石的同位素测定值与标准值之间的千分偏差δ(34S)为(-1.30～1.84)×10-3,浸染状矿石的δ(34S)为(-2.50～0.85)×10-3,脉状矿石的δ(34S)为(-1.54～3.00)×10-3,围岩中黄铁矿的δ(34S)为(-7.8～-3.3)×10-3;硫同位素在硫化物中的富集从大到小依次为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿,说明硫化物之间基本达到了硫同位素平衡;喀拉通克铜镍矿床的硫主要来自于地幔,只在岩浆熔离作用形成的浸染状矿石和岩浆后期热液阶段形成的脉状矿石以及晚期黄铁矿中有少量或局部地壳硫混染的痕迹;地壳硫的加入没有在岩浆源区发生,可能发生在岩浆上升并发生硫化物就地熔离的局部过程中,几乎不对硫饱和及硫化物的熔离产生影响;岩浆在地壳深部发生的橄榄石、铬铁矿等矿物的分离结晶作用,有可能是促使硫饱和与硫化物熔离的主要因素。

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床铂族矿物特征、成因及其形成过程

通过矿相学和电子探针研究发现,新疆喀拉通克矿床铂族矿物以Pt、Pd、Ni的碲化物、铋化物固溶体系列矿物为主,矿物分布不均匀,主要分布在块状矿石的磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等硫化物中,粒径多为3～5μm。矿物组合和相图分析显示,多数铂族矿物为岩浆熔离成因,个别矿物颗粒可能为热液叠加成矿的产物。岩浆中S不饱和时,PGE可能形成铂铑合金,局部氧逸度升高导致铬铁矿、磁铁矿等氧化物结晶,合金被早期结晶的硅酸盐矿物和氧化物包裹。硫化物熔离大量的PGE进入硫化物熔体,伴随硫化物熔体的分异,部分铂族矿物被包裹在单硫化物固溶体中;高温条件下结晶的Pd(+Pt,Ni)-Bi-Te固溶体系列矿物不稳定,随着温度的降低,Pd(+Pt,Ni)-Bi-Te固溶体出溶形成上述铂族矿物组合,MSS裂解铂族矿物被排出,岩浆热液可能形成少量具热液成因特征的铂族矿物。

新疆喀拉通克铜镍矿田成矿条件、岩浆通道与成矿潜力分析

位于中亚造山带北缘的喀拉通克早二叠世铜镍硫化物矿区是新疆规模最大的铜镍矿山,包含13个岩体,相当部分为隐伏岩体,其中1号、2号、3号、9号矿床为主力矿床,经过30余年持续开发,最大开采深度已达740 m,已面临后备资源不足的危机。已知矿体主要产于辉长岩、苏长岩、辉长苏长岩以及橄榄苏长岩中,甚至角闪辉长岩局部也含矿,未见超镁铁岩产出,具有显著的磁性(200 nT)、重力(0.29×10^(-5)m/s^2)、激化率异常,以镁铁岩含矿、岩体规模小且成群成带、分异演化程度高、富铜(Cu/Ni约3:2)、PGE较高、块状硫化物贯入矿体普遍发育为特色。其围岩为含炭质板岩、片岩和凝灰岩,变形强烈,常规电法受到炭质层的干扰。依据岩石学、地球化学研究,岩浆源于软流圈地幔,基于与东天山同期铜镍矿床含矿岩相及其比例和剩余重力异常的比较,推断其应发育有相当比例的超镁铁岩,因而深部出现超基性岩的可能性很高,且含矿性应更好。这一推断得到坑道钻探的证实,2013年矿区在Y2岩体东段650~740 m深度和Y2岩体西段400~500 m深度发现隐伏超镁铁岩且含矿,局部见贯入块状矿体。橄榄辉石岩、辉石橄榄岩系矿区首次发现,粒度很细,发育强烈的蛇纹石化、纤闪石化,推测只是隐伏超基性岩的头部。结合控岩控矿构造的追溯及南、北岩带的侧伏和倾伏方向判断,硫化物珠滴构造的发现与系统观测统计,围岩烘烤边和角岩化的研究分析,提出南岩带主岩浆通道位于Y2与Y3岩体之间,而不是原普遍认为的岩浆通道位于Y1与Y2岩体之间。结合矿区的现状,提出采用高分辨率浅层地震、CSAMT和瞬变电磁地-井测量,结合传统的高精度重力勘探、磁法勘探和激发极化法来勘探和预测南岩带深部隐伏含矿超镁铁岩的空间位置和产状,圈定岩浆通道和隐伏铜镍矿体,进而推动北岩带和外围G21、22号岩体的深部探矿工作。

喀拉通克铜镍矿区一号矿床铜镍金属元素的空间分布特征

喀拉通克铜镍矿一号矿床不同矿石品级之间存在着相互包容关系,矿体在走向及垂向上铜镍元素的含量具有明显的变化规律。本文研究一号矿床铜镍元素的分布特征,为矿床的开发利用提供基础资料。

喀拉通克铜镍矿成岩成矿模式

新疆喀拉通克铜镍多金属成矿带是中亚造山带中部一个重要的Cu-Ni-Au多金属成矿带。通过讨论喀拉通克铜镍多金属矿床的成矿物质来源和成矿机制来研究该矿床的成岩成矿模式。结果表明:喀拉通克铜镍多金属矿床中的硫具有明显的陨石硫特征,说明硫来自地幔,但并不排除地壳硫的加入。岩体的铷锶同位素也已表明有地壳物质的混入。地层和矿石中的铅来源一致,均来源于地幔的玄武岩浆。新疆喀拉通克铜镍多金属矿床的成矿模式是以岩浆深部熔离作用为主导的脉动式成矿。

新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床成因及成矿模式

新疆喀拉通克Y1、Y2、Y3主要岩体具有轻稀土元素稍富集,配分曲线相似,近于平行的特征;微量元素,具有明显的Nb、Ta负异常,指示出岩浆源区有壳源物质混染的性质;δ18 O同位素值显示出岩浆经过混染作用;δ34S同位素具有幔源岩浆的特征值。矿床的成矿模式可概括为:来源于亏损地幔的原始岩浆,遭受了地壳俯冲物质的混染经深部熔离成上轻下重的熔体,在构造力的驱动下,经多次上侵-贯入,形成不同的岩相带和稀疏侵染状矿石、致密侵染状矿石以及块状矿石,即目前出露的富含铜镍的喀拉通克镁铁-超镁铁质岩体群。

喀拉通克铜镍硫化物矿床地质特征、成因探讨及新的找矿方向

喀拉通克铜镍硫化物矿床,发现于上世纪80年代,但在最近的十多年中,找矿工作一直没有取得重大突破。因此,反思找矿思路,已经显得非常重要。本文简单介绍了该矿床的地质情况,探讨了矿床成因,并在此基础上提出了新的找矿方向:寻找岩浆通道型块状硫化物矿床。

喀拉通克与金川铜镍硫化物矿床地质地球化学特征对比及其意义

对喀拉通克和金川铜镍硫化物矿床的主、微量元素的含量及其地球化学特征进行分析对比,结合构造环境和岩石系列对岩浆作用和成矿作用进行了研究。喀拉通克岩体的主量元素特征属于拉斑玄武岩系列;富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,显示出大陆地壳的特征;稀土元素表现为轻稀土富集,Sr、Nd同位素值指示岩浆源区为亏损的软流圈地幔。金川岩体的主量元素特征属于拉斑玄武岩和大洋中脊玄武岩(MORB)的岩石系列;富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,显示地壳物质混染或者源区洋壳俯冲物质的残留;稀土元素表现为轻稀土富集;Sr、Nd同位素值指示岩浆源于富集地幔。运用三维地质建模的手段,对矿床的岩浆通道和深部边部成矿潜力进行了预测,以期对后期的找矿有所帮助。