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。

岩浆型铜镍硫化物矿床研究进展

岩浆型铜镍硫化物矿床是铜矿石的重要来源,也是世界镍金属的主要来源。综述了岩浆铜镍硫化物矿床的分类、成岩成矿背景、矿床成矿过程及控制因素等方面。结合最新的研究成果,以我国东天山地区的一系列岩浆型铜镍硫化物矿床为例,对比了产于造山带环境和稳定克拉通地区的该类矿床的特征。

新疆北山早二叠世岩浆型铜镍硫化物矿床综合信息勘查模式

新疆北山发育有20~30个产于晚古生代北山裂谷带中的早二叠世超基性岩岩体。自2008年以来在坡北基性-超基性杂岩体中发现坡一大型镍矿床和坡十中型镍矿床。利用本项目资料结合前人研究成果,文章从构造、岩体基本特征、围岩条件、矿物学特征、化探异常特征、地球物理参数等多个方面总结了含矿岩体(相)与非含矿岩体(相)的区别。研究发现新疆北山铜镍矿矿床受深大断裂控制,多产于深大断裂一侧的次级断裂中。在预查阶段或预查以前,可以首先利用1∶20万和1∶5万勘查地球化学数据,对Cu、Ni、Co、Cr异常区进行调查研究,同时辅以ETM遥感线环解译、1∶5万航磁资料的化极和向上延拓图(关注高磁异常)和1∶5万重力资料的布格重力异常(关注△GB>-142×10g.u的区域)来圈定区域上的基性超基性岩体。地表的孔雀石蚀变、黄钾铁矾和镍华是寻找铜镍矿的重要线索。在普查阶段,若存在纯橄岩且岩相分异良好的杂岩体,则更有可能发现铜镍矿。同一地区,具有高Cr尖晶石且尖晶石Fe3+/ΣFe<0.3的基性-超基性杂岩体,成铜镍矿的潜力更大;含最超基性或接近最超基性的岩相的岩体成铜镍矿的可能性更大;含有高Fo、高NiO、低FeO*、低CaO、低TiO2的橄榄石且低Fe、Ca含量辉石的岩相是铜镍矿勘查的优选岩相。围岩有硫化物、硫酸盐或石墨层的超基性岩体的成矿潜力要大于围岩为无硫化物方解石大理岩的超基性岩体的成矿潜力。在此基础上,瞬变电磁(TEM)方法获得的瞬变响应感应电动势的垂直分量DBz/Dt(>1.2)数据和可控源声频大地电磁可以用来推断深部超基性岩体的分布,是深部验证的重要依据。三维磁化率反演可以为矿区的定位预测或确定超基性岩体的延伸情况提供一定的依据。井中磁测可以作为防止漏矿的一种补充方法。在详查阶段,通过精细钻孔编录和三维软件查明矿体的空间展布趋势规律可为定位预测提供依据。文章总结了针对新疆北山地区铜镍硫化物矿床的综合信息勘查模型和勘查策略,并对硫化物饱和机制进行了探讨。

岩浆型铜镍硫化物矿床的研究进展

岩浆型铜镍硫化物矿床是典型的岩浆熔离矿床,是目前镍矿床的主要来源。本文主要从铜镍硫化物矿床的分类及成矿地质背景方面对该类型矿床的研究现状进行了阐述,同时也对铜镍硫化物矿床国内外勘探成果及研究新进展进行了简单的分析。

岩浆型铜镍硫化物矿床成矿特征、成矿规律及找矿方向探讨

岩浆型铜镍硫化物矿床是赋存镍、铜和铂族元素的主要矿床类型。本文通过对世界超大型铜镍矿床产出特征、控矿条件、母岩浆系列、成矿规律等方面研究成果进行系统地总结,分析了小岩体成大矿的关键因素,并对其找矿方向进行了探讨。

北山北带首次发现小型岩浆熔离型铜镍硫化物矿床

1研究目的(Objective)东天山—甘肃北山北带分布着众多镁铁—超镁铁质岩体,从西到东依次有香山、黄山南、黄山、黄山东、葫芦、串珠、图拉尔根、四顶黑山、双沟山等基性—超基性杂岩体,共同受控于康古尔—黄山大断裂,已证实该区带是岩浆型Cu-Ni-(PGE)硫化物矿床的重要产地(图1a),区域成矿地质条件良好。甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院在分析对比区域成矿地质条件的基础上认为。

岩浆型铜镍硫化物矿床的分类浅谈

铜镍硫化物矿床是典型的岩浆矿床,是指与超镁铁质岩、镁铁质岩浆有关的以铜镍硫化物(-PGE)为主的矿床(汤中立,2002)。世界上对岩浆型铜镍硫化物矿床的研究最早可追溯到1856年加拿大Sudbury矿床发现之时,迄今已有150余年的历史。中国对这类矿床的研究最早始于1956年四川力马河铜镍矿床重新开发利用之时,至今仅有50余年的历史(吕林素等,2007)。前人进行了大量的研究工作。

含矿岩浆通道对于岩浆铜镍硫化物矿床找矿工作的意义

“深部熔离-贯入式”岩浆铜镍硫化物矿床具有矿化比例极高、岩体岩相分带及矿体产状与原地分异、熔离机制不协调的特征。我国对这类矿床深部勘探策略和方法的研究相对滞后，尚未开展深部找矿工作。本文以金川矿床为重点，系统总结和归纳其地质特征和成矿有利部位，对比了与之成因类似的加拿大Voisey’sBay超大型岩浆Gu-Ni-Co硫化物矿床的成功勘探经验，阐述了这类矿床沿岩浆通道找矿的前景和巨大潜力。以金川矿床为实例，提出了这类矿床沿含矿岩浆通道开展深部找矿的策略和方法。

新疆黄山铜镍硫化物矿床成矿岩浆作用过程

黄山铜镍硫化物矿床镁铁-超镁铁质岩体岩相发育良好,主要包括橄榄岩、辉石岩、辉长岩和闪长岩,橄榄岩中部分橄榄石包含有硫化物珠滴。对该岩体不同岩相进行了主元素、微量元素、铂族元素和单矿物的分析,结果表明,不同类型岩石的化学组成受橄榄石、辉石和斜长石结晶分异作用的控制。微量元素和稀土元素具有相似的分布模式,(La/Yb)N介于1.14～3.65之间,明显亏损Nb和Ta,富集Sr。含矿岩石Cu/Pd和Ti/Pd比值大于原生地幔岩浆。上述结果揭示黄山镁铁-超镁铁质岩体不同岩性的岩石具有不同的主元素和微量元素特征,但母岩浆来自同一源区。根据橄榄石的Fo值和全岩的主要氧化物组成估算出母岩浆为高镁(MgO约为15%)玄武岩岩浆,在岩浆作用过程中地壳富硅组分的混染是导致硫化物熔离的主要机制。

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。

金川铜镍硫化物矿床Hf同位素地球化学特征与岩浆源区

金川铜镍硫化物矿床是中国最大镍资源基地,形成于新元古界超镁铁质小岩体中,围岩是古元古界白家嘴子组一套角闪岩相变质岩,矿床的成矿关键因素一直受到广泛关注。详细的地质填图发现岩体与围岩为侵入接触,呈岩席状产出,西南部为岩体顶部,东北部为岩体底部。通过SHRIMP锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究,获得矿床中锆石年龄平均为(840±10)Ma,与前人获得的年龄(831.8±0.6)Ma在误差范围内一致,代表成岩年龄的锆石εHf(t)值主要集中在-8.52^-4.85;Hf模式年龄大于锆石U-Pb年龄,表明其岩浆源区受到过地壳物质的混染或来自于富集地幔。Hf-Sr-Nd-Pb-Os同位素研究发现,形成金川铜镍硫化物矿床的岩浆源区属于Ⅰ型富集地幔(EMⅠ),成岩成矿地质背景与陆内裂谷有关,这种特殊的构造环境与地幔源区可能对形成金川超大型铜镍硫化物矿床发挥了重要贡献。

中国铜镍(铂族)岩浆硫化物矿床主要成矿构造背景

本文基于中国铜镍(铂族)岩浆硫化物矿床区域分布和找矿新进展及新的研究资料,对中国该类矿床的主要成矿构造背景进行总结研究,归纳出大火成岩省、克拉通边缘裂谷或陆内拉张环境、造山带碰撞后伸展环境和活动大陆边缘或岛弧4类重要成矿构造背景,与世界上该类矿床成矿构造背景比照,中国尚缺绿岩带、蛇绿岩带等构造背景的矿床实例。另外,中国的造山带碰撞后伸展环境大规模成矿也是世界上罕见的。由此,今后找矿勘查部署上应充分考虑上述4类成矿构造背景中的小岩体。

中国岩浆铜镍硫化物矿床地质特点及其启示

我国岩浆硫化物矿床类型比较齐全,产出的构造背景比较复杂,尽管铂族元素矿床比较匮乏,但铜镍矿床资源总量名列世界前茅.不仅在华北克拉通西南缘和峨眉大火成岩省发现了一系列与地幔柱岩浆活动有关的铜镍(铂族元素)矿床,例如金川和杨柳坪超大型铜镍铂族元素矿床;还在中亚造山带南缘境内以及东昆仑造山带发现了一批规模可观的铜镍矿床,甚至超大型矿床,例如夏日哈木超大型镍钴矿床,使得我国产于板块聚合边界铜镍矿床在镍资源总量中所占的比例远高于世界平均值.这种特点一方面取决于我国特殊的地质背景,反映了我国铜镍矿床成因的特点;另一方面也说明我国这类矿床的勘查策略和技术具有优势,我国地质工作者卓有成效的找矿实践极大地丰富了铜镍硫化物矿床的找矿理论,拓展了这类矿床的找矿空间.对华北克拉通、峨眉大火成岩省、中亚造山带南缘及东昆仑造山带已发现矿床的地质特征进行总结,对于未来这些区域找矿潜力的合理评价及预测是非常重要的.

新疆北部岩浆铜镍硫化物矿床地质分布特点与成矿背景探讨

新疆北部地质构造演化复杂,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高爆发期。本研究紧紧围绕镁铁-超镁铁质侵入岩体及岩浆铜镍硫化物矿床,从地质分布特点、含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点,系统研究深部相应岩浆作用的地质背景。通过典型矿床的深入剖析,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。新疆北部发育了5条镁铁-超镁铁质侵入岩带,东天山、北山及喀拉通克岩带具有较好的成矿表现,在时间上与塔里木隐伏大火成岩省密切相关。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,随着俯冲板块的持续和减弱,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。围绕塔里木大火成岩省的周缘或造山带中,是岩浆铜镍硫化物矿床重要的理论研究基地和找矿方向。

加拿大Voisey's Bay Ni-Cu-Co硫化物矿床岩浆通道成矿系统——小岩体成矿典型实例

Voisey′s Bay岩体(VBI)位于加拿大拉布拉多岛北部中元古代Nain深层岩套(NPS)中,Voisey′s Bay Ni-Cu-Co硫化物矿床的成岩成矿时代为1.34Ga。岩体主要由Western Deeps岩体和Eastern Deeps岩体组成,它们由1条隐伏的岩浆通道所连接,矿体就位于岩浆通道中,形成典型岩浆通道成矿系统。在Voisey′sBay地区同时代岩体有很多,相对于相邻的其他岩体来说,Voisey′s Bay岩体体积最小,到目前为止,只有Voisey′s Bay岩体形成了大型Ni-Cu-Co硫化物矿床,是小岩体成大矿的典型实例。

东昆仑成矿带岩浆铜镍硫化物矿床成矿地质条件与成矿规律

东昆仑成矿带是我国重要的Au-Cu-Co-Ni-Fe-Pb-Zn及其他多金属成矿带,2011年夏日哈木超大型镍矿床的发现使东昆仑一跃成为我国重要的铜镍资源基地。经过多年的勘查,东昆仑成矿带Cu-Ni找矿取得了较大突破,陆续发现了一批具有较大找矿潜力的岩体,如石头坑德、阿克楚克塞、浪木日和尕牙河等岩体。笔者依据近些年研究的成果对东昆仑成矿带岩浆铜镍矿床的成矿规律和成矿特征作初步总结,并指出下一步找矿方向。形成的主要认识如下:东昆仑造山带至少发生了4期强度不等的Cu-Ni-Co-(PGE)成矿事件,分别为寒武纪—奥陶纪(535~445 Ma)、志留纪—泥盆纪(440~394 Ma)、二叠纪—早三叠世(271~239 Ma)与晚三叠世(233~208 Ma),其中志留纪—泥盆纪的岩体数量最多、矿化率最高,产出的矿床数量多、规模也最大,而其他期次岩体的数量少、规模小与矿化弱;与其他成矿期的岩体零星分布于整个东昆仑成矿带不同,志留纪—泥盆纪岩体严格产在昆中断裂以北,又以昆中带数量最多,丛聚性明显;成矿具有显著的专属性,成矿岩体均以杂岩体产出,岩相发育齐全,富含贵橄榄石和斜方辉石的超镁铁质岩是最重要的含矿岩石,多属于铁质超基性岩;原始岩浆起源于软流圈地幔的大比例部分熔融,地壳物质混染是硫化物饱和的关键因素;志留纪—泥盆纪岩体找矿潜力最大,主要分布在昆中带,是今后找矿勘查的主攻方向和区域,其他期次找矿潜力较小,但仍需进一步评价寒武纪—奥陶纪岩体的Cu-PGE含矿性。

新疆北山坡十岩浆铜镍硫化物矿床特征及勘查方法

坡十含矿岩体位于塔里木板块东北部北山裂谷带西段,是坡北基性-超基性杂岩体中发现的具铜镍硫化物工业矿床的岩体,岩体分异良好,矿化集中在岩体的中下部,赋矿岩石主要为橄榄岩、橄榄辉长岩。多种地球物理重、磁、电方法应用获得含矿岩体具高重、高磁、低阻和高极化的异常组合特征,含矿岩相DBz/Dt在0.8~1.2之间,矿体DBz/Dt的衰减曲线往往在背景上有强度不大的异常叠加。这些地球物理特性可作为找矿勘查的异常组合模式。

铜镍岩浆硫化物矿床成矿作用研究综述

20世纪80年代末以来国内外对铜镍岩浆硫化物矿床研究日益深入,取得了不少突破。从成矿作用机制方面总结与分析铜镍岩浆硫化物矿床的研究现状与最新进展,并对目前研究中存在的问题和未来的发展进行了讨论和展望。

云南某地铜镍硫化物——钒钛磁铁矿过渡类型矿床地球化学特征及意义

该岩浆矿床位于扬子地块西缘康滇大火成岩省内,区内广泛分布着铜镍硫化物矿床与钒钛磁铁矿矿床。笔者通过对矿床地球化学特征的综合对比研究,初步判定其为铜镍硫化物——钒钛磁铁的过渡类型矿床,并探讨其意义。含矿岩体主量元素地球化学特征及各指标如表1所示。在Al2O3-SiO2变异图解中。

中国岩浆铜镍钴硫化物矿床成矿理论创新和找矿突破

中国岩浆铜镍钴硫化物矿床是国家镍、钴、铂族元素等战略性关键金属资源的主要来源,是需要特别关注的具有未来价值的重要矿床类型。该类矿床来源于上地幔,特别是软流圈的部分熔融形成的镁铁质、超镁铁质岩浆,硫化物液相-硅酸盐熔体的不混溶(熔离)作用是成矿的主要机制。它们主要形成于两种背景:大陆裂谷和造山带中的伸展环境。中国是岩浆铜镍钴硫化物矿床的产出大国,但与国外相比,形成背景和成矿动力学机制比较独特。世界上绝大多数岩浆铜镍钴硫化物矿床都形成于古老的克拉通,是地幔柱地球动力作用的结果,太古代—早元古代的科马提岩镍钴硫化物矿床是鲜明的产出特点。中国缺少古老的科马提岩有关的镍钴硫化物矿床,成矿时代相对较晚,主要形成于新元古代、晚古生代早期和晚期三个时期,新元古代以镍金属资源量居世界第三的金川超大型矿床为代表,晚古生代早期以近年来找矿突破发现的夏日哈木超大型矿床为代表。夏日哈木矿床也是迄今世界上特提斯造山带中发现的唯一一例超大型岩浆铜镍钴硫化物矿床。中国学者基于中国找矿实际提出的“大岩浆-深部熔离-贯入”表现为“小岩体成大矿”的成矿理论,广泛为野外地质勘查工作者接受并应用,取得了重要的找矿突破性成果,同时为国外同行认可,改变了岩浆铜镍钴硫化物矿床传统的成矿认识。造山带中岩浆铜镍钴硫化物矿床的广泛分布是中国该类矿床的一个重要特色,按形成造山带演化和成矿历史的不同,可分为特提斯型和中亚型两种重要的类型。特提斯型以夏日哈木矿床为代表,它是特提斯构造转换,原特提斯造山后,古特提斯裂解的产物;中亚型以中亚造山带中东天山-北山、阿尔泰分布的大批晚古生代晚期早二叠世岩浆铜镍钴硫化物矿床为代表,是板块构造和地幔柱双重地球动力学机制作用的结果。中国岩浆铜镍钴硫化物矿床找矿潜力巨大,金川矿床作为水平的“岩床”被推覆至地表呈倾斜的“岩墙”产出的结果,深边部仍具有重要找矿潜力,目前已在含矿岩体两端发现了重要的新矿体;夏日哈木矿床所在的东昆仑及其邻区已发现十余处新的矿床(点)。区域上,塔里木陆块东南缘、塔里木陆块北缘、扬子陆块西缘和华北陆块东北缘是亟待加强勘查的找矿远景区,而扬子陆块北缘、华北陆块北缘是急需调查的找矿新区。