巖漿熔離型銅鎳硫化物礦床成礦地質(zhì)背景及成礦作用分析

■馬林劉長云

（1青海省青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點實驗室青海西寧810012；2青海省地質(zhì)調(diào)查院青海西寧810012）

巖漿熔離型銅鎳硫化物礦床成礦地質(zhì)背景及成礦作用分析

■馬林1劉長云2

（1青海省青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點實驗室青海西寧810012；2青海省地質(zhì)調(diào)查院青海西寧810012）

巖漿型銅鎳硫化物礦床是賦存鎳主要礦床類型。本文通過對銅鎳硫化物礦床產(chǎn)出特征、控礦條件、母巖漿系列、成礦規(guī)律等方面研究成果進行系統(tǒng)地總結(jié)，分析了小巖體成大礦的關(guān)鍵因素，并對其找礦方向進行了探討。

巖漿熔離銅鎳硫化物礦床成礦地質(zhì)背景成礦作用

1　巖漿熔離型銅鎳礦體硫化物礦床特征

（1）在邊緣相中存在很多石英輝長巖，此種巖石基本不發(fā)育礦化，在過度巖相帶很多暗色輝長巖礦化表現(xiàn)為稀疏浸染狀和發(fā)育星點狀，而處于中央相的橄欖輝長巖是巖體的主要巖相，礦石構(gòu)造主要呈現(xiàn)為不同程度的相互交叉，而海綿隕鐵結(jié)構(gòu)礦石是非常少見的。在此礦床中，中央相的橄欖輝長巖中富含大量主礦體，在過渡帶有大部分礦體存在，而在輝石巖相帶中，礦石構(gòu)造主要為稀疏侵染狀和星點狀，含礦性一般。在空間展布上，礦體受巖體空間展布的嚴(yán)格控制，在垂向和平面上，礦化存在空間產(chǎn)出變化規(guī)律，其平面特征表現(xiàn)為“南富北貧、內(nèi)富外貧”，沿著礦化體邊緣逐漸深入礦化中心，礦化程度也在逐漸增強。礦石構(gòu)造特征呈現(xiàn)分帶性，礦化具有較好的連續(xù)性。在垂向礦化特征表現(xiàn)為“上貧下富”，由上至下礦化趨勢越來越強，且礦石構(gòu)造具有明顯的分帶性，礦化同樣具有良好的連續(xù)性。

（2）銅鎳硫化物礦體有著顯著的高密度、高磁化率異常，但是由于重力和磁法勘探多為面積性工作，分辨精度不高，且較多受到蝕變等因素的干擾，更多的是相互配合，運用于大范圍的地質(zhì)構(gòu)造解譯，并結(jié)合“重磁同源”的特點來圈定可能含礦的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖體.

（3）在礦床規(guī)模和礦化富集程度中，巖漿侵位形式存在明顯的控制作用，根據(jù)相關(guān)勘查研究顯示，單式侵位礦床往往具有較小的規(guī)模，而在很多大中型礦床中，基本都是復(fù)式侵位結(jié)果。排除巖漿就地熔離成礦作用，礦石構(gòu)造往往來源于晚期貫入的致密塊狀和海綿隕鐵狀結(jié)構(gòu)。

（4）銅鎳硫化物礦體的低電阻率源于含礦巖石的形成過程中存在許多空隙，其中部分或者全部被高導(dǎo)電性的硫化物所充填.低電阻含礦巖石的導(dǎo)電過程不可能是巖石、礦物本身離子或電子的遷移過程，而是相互連通的高導(dǎo)性硫化物所引起。

2　巖漿熔離型銅鎳礦體成礦原因

（1）硫的化學(xué)活動性、溶解度以及成礦元素地球化學(xué)行為的研究是最直接的因素。硫在巖漿中的溶解度是溫度、壓力、氧逸度和硫逸度的函數(shù)，這些參數(shù)的改變可能會引起硫達到飽和狀態(tài)。壓力與硫的溶解度具有反相關(guān)關(guān)系，壓力越大，溶解度越小。有關(guān)實驗表明，基性巖漿通常是硫不飽和的，鐵的含量越低，硫的溶解度越高。硫在鎂質(zhì)巖漿中的溶解度還取決于Si的含量，當(dāng)富Si的地殼物質(zhì)加入到鎂質(zhì)巖漿中，硫的溶解度發(fā)生改變，達到飽和，形成硫化物熔漿，在硅酸鹽中由于密度差異，產(chǎn)生不混熔作用。因此地幔巖漿在深部是飽和的，隨著上侵而不飽和，如果“S”要想從巖漿中熔離，必須有外界條件改變，諸如“Si、Fe、S”的加入等。

（2）在巖漿管道或深部巖漿房中由于物理化學(xué)條件（包括溫度、壓力、氧逸度和硫逸度）的變化最終導(dǎo)致富硫化物的液相和巖漿失去平衡而產(chǎn)生不混熔作用，并以重力下沉的方式富集成礦；有的認(rèn)為是地殼硫的加入形成的；也有的認(rèn)為是地殼的同化混染作用產(chǎn)生的Si加入引起硫化物溶解度降低，從而產(chǎn)生不混熔作用。巖漿熔離成礦作用模型是經(jīng)典的，這種模型認(rèn)為在巖漿演化過程中硫化物出熔，形成不混熔液滴，并在硅酸鹽巖漿中聚集、熔離沉淀形成硫化物熔漿。

（3）超大型礦床的深部存在著巖漿房，母巖漿（巖漿房）的產(chǎn)生為深部巖漿熔離所致。硫化物的熔離和預(yù)富集作用主要是在巖漿房中和上侵途中完成以后再貫入到現(xiàn)存空間的（湯中立等，1991、1995）。在巖漿房中或上升過程中，圍巖對原始巖漿的改造，如同化、混和、混染（尤其是長英質(zhì)同化混染）、外部因素（如圍巖中碳的作用）下的還原作用是導(dǎo)致硫化物不混溶發(fā)生的主要因素，尤其是鎂鐵質(zhì)巖漿強烈的地殼混染得到了廣泛的同位素、稀土元素、痕量元素等資料的證實。

3　巖漿熔離型銅鎳成礦作用

（1）熔離富集成礦作用。超鎂鐵質(zhì)巖漿侵入于富含黃鐵礦的建造中，巖漿的熱作用可以破壞黃鐵礦的穩(wěn)定，形成磁黃鐵礦，同時釋放出1/4單位的硫，并且硫可以進入巖漿體內(nèi)，在有高溫氣態(tài)硫存在的條件下，硅酸鹽礦物晶格中的Ni、Co等很容易被活化遷移出來，形成各種硫化物。超鎂鐵質(zhì)巖漿侵入于富含黃鐵礦的建造中，巖漿的熱作用可以破壞黃鐵礦的穩(wěn)定，形成磁黃鐵礦，同時釋放出1/4單位的硫，并且硫可以進入巖漿體內(nèi)，與硅酸鹽礦物或熔漿發(fā)生反應(yīng)形成鐵鎳硫化物即硫化作用。硫化作用一般發(fā)生于巖漿活動的晚階段或后期，它可使金屬硫化物進一步富集，形成巖漿熔離型礦體與熱液型礦體過渡類型的一種特殊礦體，這與礦石中普遍發(fā)育金屬硫化物交代橄欖石、輝石等造巖礦物的現(xiàn)象相吻合。

（2）特定的時控和豐富的物質(zhì)來源。超大型銅鎳礦床主要產(chǎn)于太古宙和古-中元古代以及三疊紀(jì)。新元古代和古生代還沒發(fā)現(xiàn)該類超大型礦床。除隕石沖擊成因的薩德伯里鎳礦為陸殼變質(zhì)火山巖和沉積巖熔融物提供成礦物質(zhì)外，其它超大型銅鎳硫化物礦床的礦質(zhì)主要來源于上地幔。

（3）巨型的張裂構(gòu)造。超大型銅鎳硫化物礦床主要形成于裂谷等張性環(huán)境中。巨大的張裂構(gòu)造帶為巖漿的運移、侵位及期后成分的調(diào)整等提供了良好的通道和場所。就世界范圍內(nèi)的超大型銅鎳硫化物礦床而言，深大斷裂及其誘發(fā)的次級斷裂控制著含礦巖體的形態(tài)和產(chǎn)狀，并在一定程度上制約著礦床的熱液疊加、后期改造及再富集作用。

（4）多期多次的構(gòu)造-巖漿活動并以晚期巖漿活動為主:研究表明已發(fā)現(xiàn)的超大型銅鎳硫化物礦床普遍存在著多期次巖漿活動，而這些巖漿活動基本上都與控制巖體的深大斷裂的多期次活動密切相關(guān)。在多期次巖漿侵入活動中，成礦物質(zhì)多在晚期侵入體中富集或者礦體緊緊伴隨這些晚期侵入體之后，從而表現(xiàn)出多期侵入構(gòu)造的控制作用。

（5）巖漿充分熔離作用。成礦物質(zhì)常常伴隨晚期的巖漿活動，由于前期不含礦巖漿與后期富礦巖漿的定位空間不同，造成了巖體賦大礦的現(xiàn)象，基本上由于富橄欖石巖漿的溫度較高；富橄欖石巖漿中的Ni含量相對較高，更容易與富含SiO2的圍巖反應(yīng)。當(dāng)巖漿不含富橄欖石，斜方輝石的出現(xiàn)可能起到上述橄欖石的標(biāo)志性作用。

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F416.1［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-25-1