岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床研究的几个问题探讨

文章简述了岩浆型Cu_Ni_PGE硫化物矿床的主要特点和研究现状,探讨了矿床的成矿机制,认为其成矿的首要条件是岩浆中硫达到饱和而使硅酸盐岩浆与硫化物熔体发生熔离。综述了如何利用同位素方法确定其成矿物质来源,介绍了如何判别硫饱和度的方法。

铂族元素对攀西地区岩浆Cu-Ni-(PGE)硫化物矿床成矿过程的指示

攀西地区的岩浆型Cu-Ni-(PGE)矿床均产自该区域内沿南北向断裂带分布的基性-超基性岩体中。这些基性-超基性岩体与二叠纪峨眉山大火成岩省的活动具有密切的时空联系,主要产于峨眉山玄武岩的西岩区内,经地壳强烈抬升剥蚀后出露。由于地幔柱与裂谷的耦合作用,成矿岩体呈南北向延伸的线形出露在川滇构造带上,包括最北段的丹巴地区,西南的大理-丽江地区,以及南部的金平地区(图略)。典型的含矿岩体主要有杨柳坪、力马河、白马寨,朱布、金宝山。

岩浆型Cu-Ni-PGE矿床硫化物熔离作用判别方法

岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床是指与镁铁质-超镁铁质岩浆成矿作用有关的以硫化物为主的矿床(汤中立,1992;范育新等,1999),是中国乃至全球铜、镍和铂矿资源重要的矿床类型。全球约99%的PGE和40%的Ni资源量都赋存于与幔源岩浆有关的岩浆型铜镍硫化物矿床中(王瑞延等,2004),而该类矿床成矿作用的关键是岩浆中S达到饱和,发生硫化物熔离作用,进而富集成矿金属元素。

布什维尔德杂岩体Platreef矿床与金川铜镍硫化矿床微量元素地球化学特征对比及其意义

采用ICP-MS方法分析了布什维尔德杂岩体Platreef矿床含矿岩石的主量及微量元素含量,并与金川铜镍硫化矿床进行对比研究。Platreef矿床含矿岩石与金川二辉橄榄岩的∑REE接近,球粒陨石标准化后的稀土元素(REE)均表现为轻稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)平坦的右倾型配分曲线,但Platreef含矿岩石总体表现为正Eu异常,金川二辉橄榄岩与矿石样品则大部分表现为较强的负Eu异常,二者的差异实质上反映了成岩矿物斜长石与斜方辉石比率细微的变动。Platreef矿床岩(矿)石富集和高度分异不相容元素,Nb、Ta亏损,显示地幔柱岩浆受到地壳混染后,产生与弧苦橄岩相似的微量元素地球化学特征。金川含矿岩石富集Fe和Ti以及强不相容亲石元素,显示铁质玄武岩微量元素分布特征,虽然也可能受到地壳物质混染,但总体表现出含矿岩体母岩浆则可能来自EMI型富集地幔源区。Platreef矿层原始地幔标准化后Pt、Pd、Ru富集,Ir、Rh相对亏损的PGE配分型式以及Cs、Rb、Th、U、LREE等不相容元素和亲铜元素Cu、Ni的富集,暗示布什维尔德杂岩体岩浆源区残留地幔橄榄岩遭受含高度不相容元素的富矿流体的渗透混染即地幔交代,导致幔源岩浆发生PGE分异。

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆成矿作用

晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆作用同时形成了Cu-N-i PGE硫化物矿床和V-T-i Fe氧化物矿床等不同类型的岩浆矿床。从硫化物矿床的PGE富集型、Cu-N-i PGE富集型到Cu-Ni富集型,再到钒钛磁铁矿矿床,成矿基性-超基性岩体中基性岩石比例逐渐增加,PGE含量降低。铜镍铂族硫化物矿床具Nb和T a负异常,岩浆流体组分含量较高,含有较高的H2;而钒钛磁铁矿矿床具N b、T a和T i正异常,Zr和Hf负异常,岩浆流体组分含量较低,含有较高的H2O、CO2和H2。两类矿床强不相容元素和轻稀土元素(LREE)富集,S-rNd同位素组成与峨眉山玄武岩的演化趋势一致。S-rNd-Os-C-He同位素组成揭示岩浆上升过程中经历了不同程度的地壳混染,高钛玄武岩和钒钛磁铁矿矿床成矿岩体的地壳混染程度较低,部分低钛玄武岩和铜镍硫化物矿床存在明显的地壳混染。这两类岩浆矿床的形成与峨眉山地幔柱玄武岩浆有关,岩浆介质环境中H2含量较高,V-T-i Fe氧化物矿床的形成与分离结晶、高含量的水和氧逸度的升高有关,Cu-N-i(PGE)硫化物矿床的形成与还原性流体介质、结晶分异和地壳混染作用有关。

哈密图拉尔根铜镍矿Ⅰ号岩体矿床特征及成矿研究

岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床是指与镁铁质-超镁铁质岩浆成矿作用有关的、以硫化物为主的矿床.图拉尔根铜镍矿属于岩浆熔离贯入型矿床,辅有就地熔离、热液叠加成矿多重作用形成的矿床.Ⅰ号岩体以全岩矿化为特征,可分为角闪橄辉岩、角闪辉石岩、橄榄辉石岩和辉长岩4个岩相,块状矿化和海绵陨铁特富矿体主要产在角闪橄辉岩相中.矿石中磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿共生为其主要特征,此外,金属矿物还有磁铁矿及少量钛铁矿.脉石矿物主要有普通角闪石、蛇纹石、透辉石、氟钠透闪石-钙镁闪石及绢云母、白云母、方解石、磷灰石.通过室内大量工作,对本矿床矿石矿物、结构特征及成矿过程进行了总结,研究认为,原始岩浆在深部岩浆房中发生了熔离作用和重力分异,形成矿体和不同岩相.图拉尔根铜镍矿体分异侵位之后产于比重较大的角闪橄辉岩相带内,整个铜镍硫化物矿床的形成存在一个由岩浆到热液的演化系列和不同阶段的富集成矿.

河南周庵铜镍矿锆石U-Pb年龄及地质意义

通过对周庵岩体岩石化学、年代学和Sr,Nd同位素组成研究,获得以下认识:周庵岩体为贫硅、贫碱、铁质超镁铁岩,岩浆岩属亚碱性拉斑玄武岩系列;其轻、重稀土分馏明显,轻稀土富集,重稀土亏损;微量元素原始地幔标准化显示Rb,Th,U,La富集,Sm,Zr,Hf,Eu,Nd,Ta弱富集的板内拉斑玄武岩特征;同位素组成具有高w(87Sr)/w(86Sr)和低w(143Nd)/w(144Nd)的特点.综合w(Zr)/w(Nb),w(La)/w(Nb),w(Ba)/w(Nb),w(Rb)/w(Nb),w(Th)/w(Nb),w(Th)/w(La),w(Ba)/w(La)特征,周庵岩体岩浆源区为岩石圈地幔,岩浆曾受到地壳物质混染.获得周庵岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为641.2±4.5Ma.岩石化学特征显示其形成的构造环境为大陆板内环境,据橄榄石F0计算和w(Pd)/w(Ir)–w(Ni)/w(Cu)图解推测原生岩浆可能为高镁玄武岩浆.由于周庵岩体位于秦岭与大别山造山带结合部,其构造背景及地幔性质的确认对揭示秦岭大别造山带地幔不均一性同样具有重要意义.