山西铜矿加工中速磨煤机MDF2015

ｍ／／－．加纽忍仇如咖口鼢如岩石学报金川铜镍矿床隐伏富铜矿体成因研究及其深部找矿意义。

宋谢炎田毓龙孟远志ＧＡｏＹａＩｊｎｌ”，ＴＡＮＧｚｈｏｎ出”，ＳＯＮＧ）（ｉｅＹａＩｌ，ｎＡＮbr/>Ｙｕｋｎ９锄ｄＭＥＮＧＹ础｝ｌｉ．兰州大学土木工程与力学学院，兰州００００．金川集团公司，金昌０．中国科学院地球化学研究所矿床地球化学重点实验室，贵阳５５０００．ＣａＺ幻ｅ旷如以西卿，聊｛呵∞ｄ胍曲∞扔ｓｃ诂，煳，如，场ｂ“‰妙，ｋｄ眦００００，Ｃ舫ｍ．如池ｍｎ＾％谢肋越曙ｃｏ职ｍ如ｎ。如咖，蕊打ｍ．＆吮＾匆ｋ锄∞町旷ｍ风缸＆Ｄｄ锄ｌ嘶，饥眈眦妒＆Ｄｄ嘲凼咿，傩ｉ，麟＾ｏＢ如”ｌｙ矿Ｓｃ如嘲，鼠咖，ｌｇ５５２。通过对金川矿床富铜隐伏矿体的矿体特征矿石特征和矿石特殊地球化学特性等方面进行分析研究，特别是从空间立体对其矿化规律进行总结，并与其附近ｎｌ＃主矿体进行对比，指出该类型矿体既有岩浆熔离作用的特点，又有后期改造作用的特征，其形成经历了三个阶段：富含ＣｕＰＧＥ岩浆深部熔离一脉动贯入构造活化富集和后期热液叠加。同时探讨了来源于地幔深部的高镁玄武质岩浆，在深部岩浆房和阶段岩浆房熔离分异过程中，富镍岩浆和矿浆之间存在富铜岩浆。此外，Ｐｂ同位素表明，该隐伏富铜矿体形成时间为亿年左右，早于块状特富矿；ＰｂＳ同位素表明，该矿体主要来源于地幔。指出铜镍硫化矿床的成因是复杂多样的，在金川矿床深边部寻找新型?本文受国家自然科学基金项目（加和）国家科技支撑项目（ＢＡ∞ｌ∞）和兰州大学基金项目（和）联合资助．作者简介：高哑林。

男，年生，博士生，矿床学专业，Ｅ?ｍａｉｌ：捌ｄ—舒ｌ＠．啪??通讯作者：汤中立，Ｅ?ｎｌａｉｌ：ｚｈｌ切ｎｇ＠ｙａｈｏｏ．ｃｎ万方数据Ａｃ把砌ｒ￡毗凸ｓｉ，妇口岩石学报２９，矿体，尤其是富铜矿体的前景很大，而Ｆ断层可能是富铜隐伏矿体岩浆通道和Ⅱｌ群主矿体岩浆的深部侵位通道之一。关键词金川；硫化铜镍矿床；富铜岩浆；富铜矿体；岩浆通道；找矿Ｐ；Ｐ；Ｐ；Ｐ；Ｐ｜中图法分类号．％。自发现至今，已经过四十多年的勘探和开发，金川铜镍矿床部分富矿体已接近被开采殆尽，资源危机开始显露引言金川矿床位于中国西北甘肃省金昌市，是目前全球第三端倪，寻找隐伏矿体的研究工作成为当务之急。

中速磨煤机

近年来，在矿山探矿开采过程中，先后在几个主矿体的深边部发现过一定规模的隐伏矿体，如Ｉ矿区行富铜隐伏矿体（以下简称１隐伏矿体）和ｌｌ行隐伏矿体Ⅲ矿区的静矿体和Ⅱ矿大在采铜镍硫化物矿床，除富含镍铜外，山西铜矿加工中速磨煤机MDF2015还伴生钴金银铂族（ＰＧＥ）等种金属元素，累计探明矿石储量和铜镍金属储量分别为：矿石．亿吨镍万吨铜３４万吨。

正在开采的Ⅱ矿区Ⅱ＃主矿体是金川矿床的富矿体，其矿石储量和镍金属储量分别约占整个金川矿床的．％和区＃富镍特富矿体（地质六队，９８）等。其中隐伏矿体是在采矿生产中发现的新型富铜矿体，该矿体沿断层分布，以高的Ｃｕ／Ｎｉ比和高的金银铂和钯含量为主要特征。金川矿床地质概况金川铜镍硫化物矿床位于阿拉善地块西南边缘龙首山隆起带，隆起带北以龙首山北缘断裂与潮水凹陷（巴丹吉林沙漠）相邻，南以南缘断裂与祁连褶皱带相隔。图ｎ耳隐伏矿体空间立体透视图ＴｒｉｄｉｍｓｉｏｎａｌｓｋｅｔｃｈｓｃｅｎｏｇｒａｐｈｏｆｌＣ∞ｃｅａＩｅｄＩ行隐伏矿体的矿体特征Ｉ行隐伏矿体的矿石特征Ｉ行隐伏矿体分布于行到行之间（为矿区．含矿岩石及蚀变Ｉ行隐伏富铜矿体的含矿岩石为含辉擞榄岩和滑石编号，为勘探行线编号），垂向上分布在００～００ｍ（Ｉ行剖面上），产于Ｒ断层的下盘。矿体呈透镜状囊状产出，在ｍ水平以上，呈一独立的矿体，赋存于Ⅱｌ＃主矿体的下盘；在ｍ水平以下，逐渐与主矿体相连。由于受到后期热液作用和变形改造，蚀变强烈，大部分矿石已看不到原生结构和构造，造岩矿物和金属硫化物出现定向排列（图ｂ；ｄｅＷａａｌｅ￡矗．，；ＩＪｅｈ啪ｅｔ以，），片理发育。橄榄石和辉石全部蚀变成蛇纹石绿泥石透闪石绿水金云母伊丁石等，以蛇纹石绿泥石透闪石为常见蚀变矿物（Ｒｉｐ切以以，）。根据橄榄石和辉石遭受蚀变后仍在一定程度上保留着原晶体形态这一特点，可恢复原岩并计算出蚀变前隐伏富铜矿体的赋矿岩石成分，平均含橄榄石．％，辉石．％（除去硫化物以后）。．矿石类型按金川矿床矿石类型划分方案（表），６行隐伏矿体的矿石类型包括浸染状贫矿石海绵陨铁状富矿石和致密块状特富矿石。

铜矿加工

其富矿石（ｓＮｃ－Ａ）通常分布于矿体的中上都和底部，贫矿石（ｓｃ—Ａ）分布在矿体上部的南端和中部，从Ｆ断层走向北东东向，倾向北西，倾角。断裂带中现有断层泥质带糜棱岩带片理化含透镜体带，其中透镜体多为矿石角砾；在断层泥质带镜面发育，其上多有擦痕，擦痕的侧伏角。断裂带内主要矿物成分为蛇纹石绿泥石等，碳酸盐脉金属硫化物细脉比较发育（ｋｈｍ蛐ｎｄ越．，）。枷ｍ至３ｌＯｍ水平，贫矿逐渐消失，在３０ｍ水平以下，全部为富矿石（图），且部分为铜特富矿石（ｓｃ．Ａ）。

．矿石结构构造行隐伏矿体矿石结构以自形－他形粒状结构（中粗粒万方数据８２Ａｃｔ口砌蝴Ｄ金川矿床矿石类型划分Ｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓ汛池岩石学报，表ｌＴａｌｂｌｅｌＪｉｎｃｈｕａｎｏ孢一ｔｙｐｅ成紫硫镍矿和马基诺矿，磁黄铁矿局部发生蚀变形成黄铁矿。另在Ｉ行隐伏矿体中山西铜矿加工中速磨煤机MDF2015还产出大量的方黄铜矿墨铜矿和碲银矿砷铂矿银金矿等轴铋碲矿等贵金属矿物，但黄铜矿仍为主要的硫化铜矿物。矿石中的三种主要金属硫化物比值，磁黄铁矿（Ｐｏ）：镍黄铁矿（Ｐｎ）：黄铜矿（ｃｐ）为Ｏ．：．：ｌ（表），而Ⅱｌ＃主矿体的Ｐｏ：Ｐｎ：Ｃｐ为．：：ｌ（深部熔离－贯入型）或Ｏ．：Ｏ．：ｌ（深部熔离晚期贯入型），块状镍特富矿体的Ｐｏ：Ｐｎ：Ｃｐ为ｌＯ：：（晚期贯入型）（金川集团公司①，９９７）。可以看出矿石中的Ｐｏ：ＰｌＩ：ｃｐ数值与Ⅱｌ＃主矿体的深部熔离．贯入型矿石相近，表明这两种矿体岩浆来源相同。经％硫化物处理（把金属矿物在矿石中的含量换算为在金属硫化物中的含量）后，隐伏矿体的大部分样品位于Ｆｅ—Ｓ（磁黄铁矿黄铁矿）Ｎｉ—Ｆｅ—Ｓ（镍黄铁矿紫硫镍铁矿）Ｃｕ－Ｆｅ－Ｓ（黄铜矿方黄铜矿）相图中深部熔离贯入型范围区内，表明隐伏矿体属于岩浆期矿体，并位于较后期次（图ａ）。

此外，尚有一个样品位于后期热液叠加型范围区图矿石标本及金属矿物照片ａ．应力作用致使矿体透镜体化；ｂ一应力致使硫化物定向排列；ｃ－海绵陨铁状富铜矿石：ｄ一致密块状富镍矿石；ｅ－同期金属硫化物共生；ｆ－在后期热液蚀变下。隐伏矿体的磁黄铁矿分析亦暗示该矿体先后经历岩浆熔离作用和后期热液改造作用（图ｆ），明显不同于单纯的热液改造型矿体（图ｂ），表现为更富ｃｕ而贫Ｃｏ。

Ｉ矿区东部矿体（Ⅱ＃主矿体的西延）来说，超基性岩型硫化镍富矿平均含Ｎｉ．４％Ｃｕ．％，硫化镍贫矿平均ａｌｔｅ”ｅｄａｂｂｆｅｖｉ砒ｉ∞：Ｐｏ—Ｐｙｒｒｈ撕ｔｅ，Ｃｐ－ｃｈａｌｃ仍丽ｔｅ结构和不等粒结构）网状结构（固溶体出溶作用形成的）为主；其矿石构造主要为海绵陨铁状（图ｃ）变海绵陨铁状，局部为斑杂状（属岩浆深熔．晚期贯入的）。含ＮｉＯ．％ｃｕＯ．％：Ｉ行隐伏矿体平均含Ｎｉｌ．７％Ｃｕ．％，Ｉ行隐伏矿体附近的超基性岩型硫化镍富矿石平均含Ｎｉ．％Ｃｕ．％，硫化镍贫矿石平均含Ｎｉ．％Ｃｕ．５％。由图和表可知，无论是从平面上或．主要金属矿物及赋存形态Ｉ行隐伏矿体的主要金属矿物为磁黄铁矿镍黄铁①金川集团公司．．金川一矿区富铜隐伏矿体的地质特征及成矿规律研究矿黄铜矿。

ＢＢ为砸隐伏富矿矿体样品，Ｈ为其相邻矿体样品，＃为ＩＩｌ＃主矿体富矿石，蝴ｉｖｅ为金川富镍特富矿，Ｎｏｒｉｌ’ｓｋ－ｌ，为两类Ｎｏｍ’ｓｋ富铜型矿石ＣＩｌ’Ｎｉ品位（％）ｏｕ＇剖面上，１行隐伏矿体的Ｃｕ含量均比其邻近矿体高，而其ｕｏｕ”缸ｏ一ｏ，．ｕｌ¨ｏｐｕ．Ｎｉ含量变化较为平稳。平面上：①在ｍ和ｍ水平，行隐伏矿体的ｏｃｕ含量要比其Ｎｉ高；②行隐伏矿体中部的ｃｕ含量；③向着与围岩（邻近矿体）接触带方向，ｃｕ含量逐渐下¨ｏ降，最终恢复至金川矿床ｃｕＮｊ元素富集的一般规律（Ｎｉ＞Ｃｕ）。ｏ剖面上：①随着矿体向下延深，其ｃｕ含量持续增高；②在ｍ水平，行隐伏矿体和正常富矿体（为了区别于ＡｏⅡｌ｝｝主矿体和富铜隐伏矿体，本文将邻近隐伏矿体的Ⅱ｛｝主矿体称之为正常矿体）的ｃｕ含量；③正常贫矿体的ＣｕＮｉ含量变化不大，但富矿与贫矿之间表现为渐变关系。中一段警（ｍ）¨ｏ．厶Ｉ行隐伏矿体的主要伴生元素ｏ与Ⅱｌ＃主矿体相似，Ｉ行隐伏矿体的主要伴生组份为ＰＧＥＡｕＡｇｃｏ等。

但Ｉ行隐伏矿体的ＰｔＰｄＡｕＡｇＳｅｏＴｅ等元素含量异常富集，明显高于金川矿床其他矿体（包括Ⅱ＃矿体），其稀有贵金属元素是金川矿床其他矿体的数倍ｏｏ（表）。图行隐伏矿体与周边正常矿体铜镍品位空间分布Ｆｉ昏ｓｐａ“ａｌｄｉｓｔ舶ｕｔｉｏｎｏｆＣｕ舳ｄＮｉｉｎＣｏｎｃｅａｌｅｄ蛐ｄｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇｏｒｅｂｏｄｙ根据Ｂ椰ｅｓ舳ｄｂｇｌｌ如ｏｔ（２）的公式，把此次研究样品的金属元素转换为在％硫化物中的含量，其中Ｓ＝．６％．Ｃｕ＝．％和Ｎｉ＝．％：万方数据高亚林等：金川铜镍矿床隐伏富铜矿体成因研究及其深部找矿意义：‘●ｌｏｊＩ＾ｏ一×ｌ●；千：。其ＩＰＧＥ（铱类铂族元素，为ＢＩｒＲ｝Ｉ和Ｒｕ）相近或稍低于ＩＩｌ＃富矿石，高于块状特富矿石，远远高于与相邻的热液叠加型矿石；其ＰＰＧＥ（铂类铂族元素，为Ｐｔ和Ｐｄ）ＡｕＡｇ与Ｈ＃富矿石相近，接近或稍低于相邻热液叠加型矿石，高于块状特富矿石。另外，通过对该隐伏矿体中ＡｕＡｇＰｔｃｏ等元素与ＣｕＮｉ元素的相关性分析，Ｃｕ与ＡｕＡｇＰＧＥ相关性较高（＞ｒ＞Ｏ．，ｒ为相关性系数），而Ｎｉ与ｃｏ相关较高（ｒ＝．）（王静纯和施晶，９９９）。

ＩＰＧＥ资料表明隐伏矿体岩浆分异时间要晚于Ｉｌｌ＃主矿体岩浆，但要稍早于后期贯入型块状特富矿体岩浆；ＰＰＧＥ资料表明，隐伏矿体经历过较强的后期热液作用，ＰＰＧＥ和ＡｕＡｇ更加富集。Ｙ帅ｇ甜以．认为：金川矿床中ＰＧＥ有三种类型（形成于岩浆期的ＰＧＥ出现于热液蚀变带的ＰＧＥ和出现在纯橄岩二辉橄榄岩的剪切变形带的ＰＧＥ）。

在隐伏矿体中，可分别找到这三种ＰＧＥ特征矿石，这也从侧面反映出，其先后经历了岩浆熔离分异热液叠加和韧性构造改造等作用。行隐伏矿体的平均ＡｕＡｇ和ＰＧＥ含量为Ａｕ．×ｌＯ一Ａｇ．ｘ０—Ｐｔ．×ｌＯ’ＰｄＯ．×ｌＯ。与相邻热液型富矿图）Ｎ∥Ｃｕ与Ｐｄ／Ｉｒ相关图（据Ｂ帅ｅｓ明ｄ“ｇｈ伍）ｏｔ，石＃主矿体的富矿石金川富镍特富矿矿石诺利尔斯克的富铜矿石（Ｂ帅船明ｄＭａｉｅｒ，）对比发现，隐伏矿体砺ｃｏｎｃｅａｌｅｄ为砸隐伏矿体；Ⅱｌ＃－ｎｅｔ为ＩＩｌ＃主矿体富矿石；ｍ船ｓｉｖｅ为富镍特富矿石Ｆｉ昏Ｒａｔｉｏｐｌｏｔｓ矿石的ＰＧＥＡｕＡｇ含量介于ＩＩｌ＃主矿体富矿石和相邻热液型富矿石之间，这也反映了隐伏矿体是岩浆期较后阶段形成的。另隐伏矿体矿石的ＩＰＧＥ值高于诺利尔斯克的富铜矿石个数量级，其ＰＰＧＥ值低于诺利尔斯克的富铜矿石个数量级（图）。至于在岩浆期阶段诺利尔斯克形成的是富铜特富矿而金川形成的是富镍块状特富矿的原因，可能是母岩浆和后期熔离分异条件不同导致的，基性岩ｆＮｉ／Ｃｕｖ．Ｐｄ／Ｉｒ（ｍｏｃｌｉ矗ｅｄａｎｅｒＢ蜘ｅａｎｄ“ｇ｝ｌⅡｂｏｔ，）浆越容易富铜，而超基性岩浆越容易富镍？这问题留待以后探讨。

一般与玄武岩有关的铜镍硫化物矿床中矿石的（Ｐｔ＋Ｐｄ）／（Ｏｓ＋Ｉｒ＋Ｒｕ）比值是．—．，ＰＬ／（Ｐｔ＋Ｐｄ）比值约为Ｏ．（ｃｈａｉ锄ｄＮａＩｄｒｅｔｔ，１９９ｂ）。

而隐伏矿体的（Ｐｔ＋Ｐｄ）／（＋Ｉｒ＋Ｒｕ）比值为．，Ｐｔ／（Ｐｔ＋Ｐｄ）比值为Ｏ．，埔显然非常接近于上述值的范围。究其原因，可能是因为矿石经历了较强烈的后期热液蚀变作用，因此根据铂族元素的分布不能准确反映隐伏乱ｌ矿体的母岩浆特征。

根据Ｆｌｅｅｔ以以（，）的研究成果，铂族元素相对Ｎｉｃｕ更易于从液态硅酸盐中进入液态硫化物中，其中Ｐｔ８ＩｒＲｕＰｔＰｄ＾ｕ＾ｇＰｄ相对于ｓＩｒＲｕ在液态硫化物中的富集能力更强（分配系数排序：Ｐｄ＞Ｒｈ＞Ｐｔ＞Ｒｕ＞ｏｓ＞Ｉｒ）；在硫饱和条件下，ＯｓＩｒＲｕＲｈ优先进入单硫化物固溶体，而ＰｔＰｄ优先保留于残留硫化物熔体中（Ｂａｍｅｓ明ｄＭａｉｅｒ，）。由于ＰＧＥ各元素化学特性和分配系数不同，在隐伏矿体形成时期的特殊物化条件下（岩浆期较后阶段），导致其岩浆富集ＰｔＰｄ和特富矿浆亏损ＰＧＥ；再加上后期热液作用，导致其进一步富集ＰＰＧＥＡｕ和Ａｇ，部分元素含量接近后期热液叠加型矿体（ＳｏｎｇｅｔⅡｆ．，）。

不确定度包括样品和稀释剂的称量误差稀释ｉｎｃｌｕｓｉｏｍｉｎＴ丑ｂｌｅｍｉｎ哪ｌ剂的标定误差质谱测量的分馏校正误差待分析样品同位素比值测量误差（置信水平９％）。Ｄｅ明ｄｓｔａｃｅｙ认为：～般高恤值Ｐｂ来自下地壳ｔｌｌｅＣｏｎｃｅａｌｅｄ或上地幔，原始地幔的ｐ值在～．；壳源的“值＞，介于其问者多为混合源（Ｒｕｓｓｅｌｌ粕ｄＦ哪ｕｈａｒ，１６；Ａｌｂａｒｅｄｅ跏ｄＪｕｔｅ叫，１４）。陈岳龙等认为下地壳麻粒岩相“＝—，Ⅳｕ比值＞．；上地壳花岗岩的¨一１，Ⅳｕ比值一．。

通过对隐伏矿体的Ｐｂ同位索测定（表），发现隐伏矿体的“值集中于．—．，Ｔｈ／ｕ比值介于．９—．０测试单位：桂林矿产研究院测定．金属矿物包裹体测温采用爆裂法（＇Ｊ－０红外分光光度计），其波数精度为≤之间，充分显示Ｐｂ来源是以地幔为主的壳幔混合源，且主要来自深源上地幔，仅有微小部分受到地壳混染。由图（ａ＇ｂ，ｃ）可知，隐伏矿体样品Ｐｂ值分布于岛弧Ｐｂ和地幔Ｐｂ演化曲线之间，且更靠近地幔Ｐｂ演化曲线。）．透过率精度±Ｏ．％Ｔ６６行隐伏矿体的地球化学特性研究由于６行隐伏矿体脉石矿物蚀变强烈，所以采取矿石要比块状特富矿（图ａ）和后期热液改造型贫矿富矿浸染状矿（图ｂ）形成时问要早；由于期次热液叠加作用，其邻近正常矿体样品和花岗岩样品则投于块状特富矿体（图ａ）后期热液改造型矿体（Ｉ组，图ｂ，ｃ）范围内，这也表明其邻近矿体是在６隐伏矿体Ｉ：侵位后，才出现热液富集的。本次隐伏矿体样品的瑚Ｐｂ／拟Ｐｂ．Ｐｈ／拟Ｐｂ相关性较好（图ｄ），与＃主矿体样品相关性相仿。表面年龄分析数据显示（表），１隐伏矿体样品的年龄主要分布在．—．ｌ亿年，平均为．±．亿年（权重均差ＭＳｗＤ为．）。

山西铜矿加工中速磨煤机MDF2015还可通过ＨｏＩｍｅｓ－Ｈｏｕｔｅｍａｎｓ公式或Ｐｂ．ＰｂＩｓｏｃｈｒｏｎｅ公式（赵伦山和张本仁，）得出：隐伏矿体主要形成于亿年左右（与ｕ?ｒｌ－Ｐｂ法比较，Ｐｂ．Ｐｂ测年结果在Ｏ．～Ｇａ范围内，误差为一２Ｍａ，ＤｅａＩｌｄ．包裹体研究中磁黄铁矿与其邻近正常矿体（为了区别于Ⅱｌ＃主矿体和富铜隐伏矿体，本文将邻近隐伏矿体的Ⅱｌ撑主矿体称之为正常矿体）进行包裹体气液相成分测试。可以看出，隐伏矿体与正常矿体中，气相成分主要均为Ｃ：，但隐伏矿体中Ｎ：较高；液相包裹体成分主要为Ｍ＋ｃａ＋和Ｈ：ｏ，在１４３ｍ水平“行富矿体的磁黄铁矿中Ｋ＋Ｎａ＋很高，这可能由于成矿流体分异所致（杨合群等，）。

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