甘肅金川銅鎳（鉑）硫化物礦床巖漿通道前進(jìn)方向探討

劉美玉，蘇尚國(guó)，宋 晨，蔡 楠

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，北京100083）

甘肅金川銅鎳（鉑）硫化物礦床巖漿通道前進(jìn)方向探討

劉美玉，蘇尚國(guó)，宋 晨，蔡 楠

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，北京100083）

綜合運(yùn)用地球化學(xué)手段，研究了金川銅鎳（鉑）硫化物礦床鉑族元素的空間分布特征，并結(jié)合定量化結(jié)構(gòu)分析，探討了巖漿演化過程中的動(dòng)力學(xué)作用過程，討論了金川鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖漿的演化歷程。研究發(fā)現(xiàn)，鉑族元素在礦體中的空間分布呈一定規(guī)律變化。整體說來，自西向東，Pd/Ir-Ni/Cu在各礦體間呈遞減趨勢(shì)，分析認(rèn)為造成這種規(guī)律的原因是礦石的形成經(jīng)歷了單硫化物固溶體（MSS）的分離結(jié)晶作用。通過巖石定量化結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，1號(hào)礦體較24號(hào)礦體巖石結(jié)構(gòu)成熟度更高，分析認(rèn)為1號(hào)礦體侵位時(shí)間早，后期結(jié)構(gòu)調(diào)整更為充分。綜合地球化學(xué)和巖漿動(dòng)力學(xué)方面的信息，最終得出了金川巖漿通道系統(tǒng)在空間上表現(xiàn)為沿礦體走向自北西向南東前進(jìn)的結(jié)論。

金川；Cu-Ni（-PGE）；硫化物礦床；巖漿通道成礦系統(tǒng)；前進(jìn)方向；定量化結(jié)構(gòu)分析

1 前言

金川銅鎳（鉑）硫化物礦床是世界第三大巖漿型鎳礦床，目前關(guān)于其巖體侵位機(jī)制仍存在較大爭(zhēng)議，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)在于其現(xiàn)存位置是巖漿通道還是地殼淺部的終端巖漿房。對(duì)于金川銅鎳硫化物礦床侵位機(jī)制和成礦模型的研究對(duì)于指導(dǎo)深部找礦具有重要意義。

蘇尚國(guó)、湯中立等（2010、2014）提出了“巖漿通道成礦系統(tǒng)”的新成礦模型[1]。與前人論述的不同點(diǎn)是，該模型認(rèn)為礦漿就位的時(shí)間應(yīng)是巖漿演化的晚期，并且強(qiáng)調(diào)了“礦漿”中含有一定數(shù)量的流體成分以及礦體在三維空間成分、結(jié)構(gòu)是有變化的并能據(jù)此確定“礦漿”流動(dòng)的前進(jìn)方向[1，2]。

前人對(duì)金川巖漿通道前進(jìn)方向的研究已有豐富成果，閆海卿等認(rèn)為，金川四個(gè)礦區(qū)的巖漿具有自西向東運(yùn)移的特點(diǎn)，Ⅳ礦區(qū)應(yīng)處于巖漿通道的前緣位置處[3]。

本次研究通過綜合運(yùn)用地球化學(xué)及定量化結(jié)構(gòu)分析等手段，討論了金川銅鎳（鉑）硫化物礦床中主要礦體三維成分、結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，進(jìn)一步探討了金川巖漿通道的前進(jìn)方向。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

金川銅鎳（鉑）硫化物礦床地處阿拉善地塊西南緣的龍首山隆起帶，塔里木地臺(tái)與華北地臺(tái)相接部位處，南鄰祁連早古生代褶皺系的北祁連褶皺帶，北依準(zhǔn)噶爾晚古生代褶皺系[4]。

目前龍首山隆起帶的區(qū)域構(gòu)造歷史存在較大爭(zhēng)議，傳統(tǒng)研究認(rèn)為，龍首山地帶自太古宙或中元古代開始就已經(jīng)成為華北克拉通的一部分；李獻(xiàn)華則提出龍首山地帶在Rodinia大陸裂解前應(yīng)是揚(yáng)子板塊的一部分。另外關(guān)于金川超鎂鐵質(zhì)侵入體的形成原因，部分研究者認(rèn)為可能與超級(jí)地幔柱的活動(dòng)有關(guān)，部分則認(rèn)為應(yīng)與Rodinia大陸裂解前的構(gòu)造拉伸環(huán)境有關(guān)[5]。

圖1 金川地區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch map of Jinchuan ultrabasic rocks

3 礦床地質(zhì)概況

金川超鎂鐵質(zhì)巖體不整合侵位于前長(zhǎng)城系白家咀子組的一套大理巖和片麻巖，混合巖中?？臻g展布呈北西—南東走向，全長(zhǎng)約6 300 m，出露面積約1.34 km2。受一系列北東東向的斷層影響，礦體自西向東被分割為Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ四個(gè)礦區(qū)，主要礦體為Ⅰ礦區(qū)的24號(hào)礦體，Ⅱ礦區(qū)的1號(hào)及2號(hào)礦體。另外，最西側(cè)的Ⅲ礦區(qū)賦存一富銅的58號(hào)礦體[4]。

金川超鎂鐵質(zhì)侵入體的主要巖性為二輝橄欖巖，橄欖二輝巖，含輝橄欖巖等，另有部分純橄巖賦存于24號(hào)、1號(hào)、2號(hào)礦體的深部，局部地區(qū)礦體邊部也產(chǎn)出少量的斜長(zhǎng)二輝橄欖巖。礦石類型以海綿隕鐵狀和浸染狀礦石為主，另有部分塊狀礦石位于礦體深部。主要礦石礦物有黃銅礦，鎳黃鐵礦，磁黃鐵礦等，部分鎳黃鐵礦在近地表處被氧化為紫硫鎳礦。在24號(hào)礦體與1號(hào)礦體相鄰位置處賦存一富銅盲礦體，相伴產(chǎn)出大量鉑族元素的砷化物，碲化物等。

4 礦石鉑族元素地球化學(xué)

鉑族元素（PGE）地球化學(xué)性質(zhì)對(duì)巖漿演化過程十分敏感，是良好的地質(zhì)過程指示劑。Cu、Ni、Co等元素在硫化物中常有著與PGE相似的物理化學(xué)性質(zhì)，統(tǒng)稱為親銅元素。前人實(shí)驗(yàn)研究表明，PGE在硫化物/硅酸鹽巖漿中的分配系數(shù)高達(dá)104～106[6，7]，Ni、Cu等在兩者中的分配系數(shù)在102左右。在硫化物的結(jié)晶分離過程中，PGE極易進(jìn)入硫化物相，從而造成硅酸鹽熔體中PGE的顯著虧損。

金川銅鎳（鉑）硫化物礦床的PGE主要分布（見圖2）于一二礦區(qū)的結(jié)合處，向東西兩側(cè)品位逐漸降低，向西至2號(hào)礦體已基本無礦化。另外，金川礦體PGE分布具有一定程度的分帶特征，以1號(hào)礦體最為明顯，自礦體中心至邊部，PPGE含量漸少，IPGE逐漸增多。

58號(hào)、24號(hào)、1號(hào)及2號(hào)礦體PGE地幔標(biāo)準(zhǔn)配分曲線見圖3。整體顯示PPGE富集的左傾曲線特征，IPGE含量較低，分布趨勢(shì)較為平緩，反映了不同樣品具有同源巖漿的特征。再者，整體上，由西到東，PGE含量顯示出逐漸降低的趨勢(shì)。另外，最西側(cè)的58號(hào)礦體較其他礦體顯示出強(qiáng)烈的低IPGE，富PPGE的特征。

圖2 金川銅鎳（鉑）硫化物礦床主要礦體貴金屬含量分布示意圖[8]Fig.2 Distribution of mian precious metals in Jinchuan Ni-Cu-（PGE）sulfide deposite[8]

金川巖體中部分樣品發(fā)生了不同程度的變質(zhì)及后期蝕變作用，巖漿后期熱液，大氣降水或變質(zhì)流體等均可能引起PGE的活動(dòng)遷移。如圖4所示，在PGE與LITE（Rb、Sr）相關(guān)關(guān)系圖解中，樣品點(diǎn)分布散亂，無顯著相關(guān)關(guān)系，暗示流體活動(dòng)對(duì)鉑族元素的分布影響程度不大。后期蝕變作用易引起Pd、Ir之間的分離，Ir的熱液活動(dòng)性較弱，而Pd相對(duì)活動(dòng)性更強(qiáng)，圖5中顯示，各礦體樣品PGE之間呈現(xiàn)較為良好的線性關(guān)系，同樣暗示后期的熱液蝕變對(duì)樣品中PGE的含量雖然可能有一定的影響，但影響程度不大。

圖3 各礦體樣品PGE地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線Fig.3 Primitive mantle-normalized PGE elements patterns of Ni-Cu-（PGE）sulfide deposite

表1 金川各礦區(qū)不同礦體PGE及Cu、Ni、Co數(shù)據(jù)表Table 1 Compositions of PGE and Cu，Ni，Co in Jinchuan Ni-Cu-（PGE）sulfide deposit

圖4 PGE與Rb，Sr相關(guān)關(guān)系圖解Fig.4 PGE-Rb，PGE/Sr covariation diagram of Jinchuan Ni-Cu-（PGE）sulfide deposit

圖5 各礦體樣品PGE間相關(guān)關(guān)系圖解Fig.5 Correlation between platinum group element

在圖5中，不同礦體間Ir與Rh，Ru均顯示出極好的正相關(guān)關(guān)系，但I(xiàn)r與Pd，Pt之間的相關(guān)性則在不同礦體間呈現(xiàn)出顯著差異。以Ir-Pt關(guān)系圖解為例，東部的1、2號(hào)礦體樣品中，Ir-Pt呈較為明顯的正相關(guān)，向西在24號(hào)礦體中，相關(guān)性減弱，向最西部的58號(hào)礦體呈顯著的負(fù)相關(guān)。這種負(fù)相關(guān)性可以由單硫化物固溶體的結(jié)晶分異過程解釋。Kullerud等對(duì)Fe-Ni-S和Fe-Cu-S體系的硫化物結(jié)晶實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在S飽和的條件下，硫化物熔漿會(huì)先結(jié)晶出單硫化物固溶（MSS），Pt、Pd、Cu在MSS/硫化物熔體間的分配系數(shù)D=0.09～0.2，遠(yuǎn)低于IPGE與Ni（約3.03～4.3）在二者間的分配系數(shù)。由此，分配系數(shù)較高的IPGE與Ni優(yōu)先進(jìn)入MSS中，而PPGE和Cu滯留于殘余硫化物中，隨溫度下降，在中間相ISS中富集。隨溫度持續(xù)下降，ISS最終分解為黃銅礦和磁黃鐵礦，MSS最終分解為鎳黃鐵礦和磁黃鐵礦，從而造成了IPGE與PPGE，Ni與Cu之間的分離[12]。

由此，作Pd/Ir、Pt/Ir與Ni/Cu比值相關(guān)關(guān)系圖解，結(jié)果如圖6所示。以Pd/Ir-Ni/Cu圖解為例，圖中可得如下信息：a.整體自西向東Ni/Cu比值逐漸升高；b.自西向東Pd/Ir比值逐漸降低；c.Pd/Ir-Ni/Cu呈一定程度負(fù)相關(guān)性，該負(fù)相關(guān)程度在最東部2號(hào)礦體處減弱。

由上述MSS的分離結(jié)晶作用分析金川礦體中PGE的遷移過程，攜液態(tài)硫化物的巖漿上侵過程中，隨溫度降低，發(fā)生硫化物的結(jié)晶分離作用，先結(jié)晶出的單硫化物固溶體中優(yōu)先萃取Ni和IPGE，而殘余平衡硫化物熔漿中相對(duì)富集Cu和PPGE。硫化物上侵過程中，巖漿通道前緣和邊緣部位溫度下降最快，在此類位置迅速結(jié)晶，形成的礦石相對(duì)富集Ni和IPGE，而在通道中心部位，尤其是靠近巖漿通道口附近，溫度下降較慢，結(jié)晶速率較緩，相對(duì)富集殘余硫化物熔漿，結(jié)晶形成的礦石中相對(duì)富集PPGE及Cu。

圖6 Pd/Ir，Pt/Ir與Ni/Cu比值相關(guān)關(guān)系圖解Fig.6 Pd/Ir-Ni/Cu and Pt/Ir-Ni/Cu diagram for Jinchuan Ni-Cu-（PGE）sulfide deposit

圖6中表述信息表明，自東向西，Pd-Ir，Ni-Cu分異程度漸增，這暗示越向東，越靠近巖漿通道系統(tǒng)的前緣位置處，而相對(duì)富集Cu和PPGE的58號(hào)礦體應(yīng)當(dāng)處于巖漿通道系統(tǒng)的后緣處。2號(hào)礦體Pd/Ir-Ni/Cu間的低相關(guān)性應(yīng)由其極低的PGE含量造成。由此推斷，巖漿通道成礦系統(tǒng)的前進(jìn)方向應(yīng)為沿走向自西向東前進(jìn)。

表2 金川各礦體PGE及主要LITE（Rb，Sr）數(shù)據(jù)表Table 2 Compostions of PGE and LITE in Jinchuan Ni-Cu-（PGE）sulfide deposit

續(xù)表

5 定量化結(jié)構(gòu)分析

5.1 晶體粒度分布

Randolf和Larson在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域建立起的晶體粒度分布理論（CSD）[13]，被Marsh引用到巖漿系統(tǒng)的研究中，并隨后被應(yīng)用于火成巖和變質(zhì)巖的研究工作中[14，15]。這種方法具體來說是做礦物晶體數(shù)量密度與粒度的半對(duì)數(shù)圖像。通常來說，隨晶體粒度的增加，各種粒度晶體的數(shù)量密度與之通常呈現(xiàn)出一種對(duì)數(shù)線性關(guān)系。這種分布呈現(xiàn)在圖上時(shí)，斜率總為負(fù)值，代表的是生長(zhǎng)速率與平均時(shí)間的乘積，而Y軸上的截距代表成核密度。由此可以計(jì)算出一系列有物理意義的計(jì)算參數(shù)，用于計(jì)量影響CSD變化的具體物理作用過程，例如晶體的堆積，分離過程，巖漿的混合作用或者變質(zhì)巖的退火作用等[15]，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

本文中的CSD圖像成像使用的是二維巖石薄片法[16]。本次研究中，分別選取24號(hào)礦體1 260 m平面與1號(hào)礦體鉆孔樣品薄片各四件繪制橄欖石顆粒的CSD曲線，繪圖結(jié)果如圖7所示。

所有樣品的CSD數(shù)據(jù)列在表3中。圖7a為經(jīng)典半對(duì)數(shù)CSD曲線（C型CSD），圖7b為F型CSD曲線。圖7a中，所有樣品都具有負(fù)的斜率，在0～2.5 mm粒度范圍內(nèi)達(dá)到最大晶體密度，最大晶體粒度可達(dá)2 cm左右。圖中顯示非常明顯的一點(diǎn)是，24號(hào)礦體樣品具有較穩(wěn)定的斜率，呈較好的線性關(guān)系，而1號(hào)礦體樣品的CSD曲線則表現(xiàn)出小顆粒處晶體密度的急劇下降和大顆粒晶體處晶體密度的相對(duì)增長(zhǎng)，即小顆粒的缺失和大顆粒的增加。F型CSD曲線中，兩個(gè)礦體樣品的CSD曲線均呈現(xiàn)與一般巖漿巖近似的彎曲曲線特征。

圖7 金川二輝橄欖巖橄欖石晶體CSD圖解Fig.7 CSD patterns of olivine crystals for Jinchuan ultrabasic rocks

表3 金川超基性巖體定量化巖石結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 3 Quantitative textural analysis parameters of Jinchuan ultrabasic rocks

圖8 晶體粒度分布基本參數(shù)圖解Fig.8 Correlation between several basic parameters of CSD

Marsh用CSD的斜率與最大粒度和截距的關(guān)系來區(qū)分和確定開放體系和封閉體系中晶體的成核和生長(zhǎng)過程[17]。由此做圖8所示三者間的相關(guān)關(guān)系圖。需要說明，Lmax（最大粒度）選擇為每個(gè)薄片中最大的4個(gè)橄欖石顆粒的平均值[18]。圖8中表明，8件樣品的CSD斜率與截距均顯示顯著負(fù)相關(guān)，而斜率與最大粒度呈顯著的正相關(guān)性，這可能暗示CSD曲線是在一種相對(duì)封閉的體系條件下形成的[17]。

5.2 晶體的空間展布

Jerram等人將園藝學(xué)中描述植物二維分布的方法引入到描述晶體空間展布的工作中。將晶體看做質(zhì)點(diǎn)分布，那么晶體間最短相鄰距離的觀測(cè)值rA和預(yù)測(cè)值rB的比R可以表示為

式（1）中，r為任意兩個(gè)晶體間的最短距離；N為測(cè)量的晶體數(shù)；ρ為觀測(cè)區(qū)內(nèi)晶體顆粒的分布密度。當(dāng)R=1代表隨機(jī)分布，R=0代表最大聚集程度，六邊形有序排列分布會(huì)產(chǎn)生最大的R值，R=2.149。由此可見，R＜1代表聚集分布，R＞1代表有序分布[19]。

通常作R值與孔隙率的相關(guān)圖解，可以判別巖石結(jié)構(gòu)的分布特征，并可根據(jù)特殊分布特征判斷引起R值和孔隙率變化趨勢(shì)的物理過程（機(jī)械擠壓，顆粒分選和過度生長(zhǎng)過程）。

圖9中的RSDL是計(jì)算機(jī)模擬的一條隨機(jī)分布的直線，數(shù)據(jù)點(diǎn)落在直線之上表示的是有序分布，落在曲線之下表示為聚集分布。樣品數(shù)據(jù)投圖結(jié)果表示，所有樣品橄欖石均為聚集分布[20]。因數(shù)據(jù)點(diǎn)較少，圖8中未顯示出造成此種空間分布的主導(dǎo)物理過程，僅顯示可能受微弱程度的機(jī)械壓縮過程的影響。故選取兩件薄片進(jìn)行更為詳細(xì)的微區(qū)分析。在薄片內(nèi)分別劃分7～8個(gè)面積相近的矩形區(qū)域，自左向右分析每一區(qū)域內(nèi)的橄欖石顆粒特征，分別作R與CSD曲線斜率和橄欖石顆?？v橫比（AR）的相關(guān)圖解，得圖10，需要注意，AR值取每區(qū)域中最大40顆粒的長(zhǎng)軸/短軸的平均值，數(shù)據(jù)見表4。

圖9 金川二輝橄欖巖橄欖石晶體空間展布特征圖Fig.9 The spatial distribution pattern of olivine for Jinchuan ultrabasic rocks

圖10 金川二輝橄欖巖中橄欖石顆粒空間分布與斜率和縱橫比關(guān)系圖解Fig.10 Slope-R and AR-R diagram of Jinchuan ultrabasic rocks

一般說來，機(jī)械壓縮過程會(huì)使AR與R值之間呈現(xiàn)一定程度的負(fù)相關(guān)性，而粒度的分選過程則會(huì)造成CSD斜率和R值之間一定程度的正相關(guān)特征[21]。圖10中，樣品22-6的R值與AR及CSD斜率間無顯著相關(guān)性趨勢(shì)；樣品22-3CSD斜率與R值之間呈一定程度正相關(guān)，AR與R值間顯示一定程度負(fù)相關(guān)趨勢(shì)，反應(yīng)樣品可能經(jīng)歷了一定程度的分選和機(jī)械壓縮過程，這與金川巖體橄欖石的堆晶成因相一致。

表4 樣品微區(qū)分析定量化結(jié)構(gòu)參數(shù)表Table 4 Quantitative textural analysis parameters of different partitions in one sample

6 討論

24號(hào)，1號(hào)礦體樣品的定量化結(jié)構(gòu)分析結(jié)果與野外勘察結(jié)果顯示，金川巖體系橄欖石堆晶成因的超鎂鐵質(zhì)巖體，堆晶過程中，橄欖石顆?？赡芙?jīng)歷了一定程度的機(jī)械變形和分選作用過程。1號(hào)礦體樣品較24號(hào)礦體樣品的CSD曲線顯示出小顆粒的顯著虧損和大顆粒的顯著增加，造成這種分布的原因可以由巖石結(jié)構(gòu)粗化（即Ostwald成熟過程）過程來解釋。小顆粒具有較大的比表面積，晶體越小，表面能越高；反之，晶體越大，比表面積越小，表面能越低。自然界中的自發(fā)的物理化學(xué)過程多向降低體系總能量的方向進(jìn)行。因此，當(dāng)巖漿就位后，在相對(duì)較為封閉的環(huán)境體系中，成核速率基本降至0，由于小顆粒的大量存在，使得體系處于一種不穩(wěn)定的高能狀態(tài)，為使系統(tǒng)能量達(dá)到最低，系統(tǒng)將發(fā)生自身的結(jié)構(gòu)調(diào)整，即低于某個(gè)粒徑的小顆粒的溶解和高于某個(gè)粒徑的大顆粒的再生長(zhǎng)過程。這個(gè)過程中溫度一般需維持在晶體顆粒的液相線附近，且需維持一個(gè)較小的過冷度。這個(gè)過程將最終造成小顆粒的驟減和大粒徑處斜率的平緩[14，16，22～24]。深成巖的結(jié)晶過程就是這樣一個(gè)典型的結(jié)構(gòu)調(diào)整和平衡過程，巖漿在侵入地殼后經(jīng)緩慢的冷卻結(jié)晶，這個(gè)過程中成核作用已經(jīng)完成，在此過程中沒有新的晶體形成，但是在近于平衡的狀態(tài)下，低于某個(gè)特定粒度值的晶體會(huì)被大晶體不斷吸收，整個(gè)過程的體積和晶體總質(zhì)量不發(fā)生變化。

那么，造成不同礦體間晶體分布差異的原因是什么，又可以反映怎樣的地質(zhì)作用過程呢？

首先考慮不同礦體間侵位時(shí)間的差異，由樣品的CSD圖解可以了解到，24號(hào)礦體樣品在小顆粒處也出現(xiàn)一定的虧損，但程度遠(yuǎn)不如1號(hào)礦體明顯。由于巖漿的結(jié)晶作用必然伴隨后期結(jié)構(gòu)的成熟化，因此這可能暗示了1號(hào)礦體較24號(hào)礦體侵位更早，經(jīng)歷了更為漫長(zhǎng)的后期結(jié)構(gòu)調(diào)整過程。CSD研究結(jié)果證明，礦石的形成應(yīng)在一個(gè)較為封閉的環(huán)境體系中，顯然硫化物的就地熔離不符合這一成礦條件，結(jié)合礦區(qū)鉑族元素地球化學(xué)性質(zhì)的研究，可以進(jìn)行如下成礦過程的推測(cè)：在巖漿演化的晚期，地殼淺部巖漿房中已發(fā)生完硫化物的熔離作用，由于密度差異，自上而下硫化物含量逐漸升高。在某次地質(zhì)作用過程中，由于構(gòu)造超高壓作用，最上部的不含礦硅酸鹽巖漿首先沿巖漿通道上侵，形成不含礦的超鎂鐵侵入巖，而后分別為少礦-富礦-礦漿依次上侵。硫化物結(jié)晶形成的富Ni和IPGE的MSS最早侵位在巖漿通道的前緣位置，殘余熔漿富Cu和PPGE則在巖漿通道的中心和后緣位置處聚集。巖漿較早侵位的巖漿通道前緣位置處，巖漿冷卻速率較快，巖體經(jīng)歷了更為漫長(zhǎng)的后期結(jié)構(gòu)調(diào)整和成熟化過程。

綜合上述金川銅鎳硫化物礦床PGE的分布特征與定量化結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果可以總結(jié)得出金川巖漿通道系統(tǒng)的前進(jìn)方向。即自最西部的58號(hào)礦體沿走向向東途經(jīng)24號(hào)，1號(hào)礦體至最東部的2號(hào)礦體，也就是巖漿通道的前緣位置處。

一般而言，硫化物密度極高，巖漿房中若發(fā)生硫化物的聚集作用，其將在巖漿房底部大量堆積，密度增高，粘度增大，極難發(fā)生硫化物的上侵，偶然的地質(zhì)構(gòu)造高壓成礦難以解釋如此大規(guī)模硫化物的上侵作用。羅照華提出的熔體流的概念為解決這一問題提供了很好的思路[25～27]。蘇尚國(guó)等認(rèn)為，在礦漿的上升體系中，大規(guī)模的流體活動(dòng)發(fā)揮了極為重要的作用。流體的加入可以有效地降低礦漿的密度，使其以與硅酸鹽巖漿相似的密度沿巖漿通道上侵就位，結(jié)晶成礦。在礦漿就位的后期，由于大規(guī)模的去氣作用，流體大量逸失，但是流體活動(dòng)的痕跡仍可保存于巖體之中。尋找流體活動(dòng)的痕跡成為解決這一問題的重要途徑。本項(xiàng)目組在此問題的研究中已獲得較大程度的進(jìn)展，在各礦體中均尋找到大量流體自生礦物，稱之為流體晶[28，29]，為金川硫化物礦漿上升過程中流體的廣泛作用提供佐證。

7 結(jié)語

1）Pd/Ir-Ni/Cu在不同礦體間的空間變化暗示單硫化物固溶體的分離結(jié)晶作用是造成金川銅鎳（鉑）硫化物礦床鉑族元素分異的主要制約因素。

2）晶體粒度分布研究證明，1號(hào)礦體較24號(hào)礦體經(jīng)歷了更為完整的結(jié)構(gòu)調(diào)整成熟化過程，推測(cè)1號(hào)礦體較24號(hào)礦體侵位更早，相對(duì)處于巖漿通道系統(tǒng)的前緣位置處。

3）晶體空間分布研究證明，金川超鎂鐵質(zhì)巖體在橄欖石的堆晶過程中發(fā)生了一定程度的機(jī)械變形和粒度分選作用。

4）自西向東，在58號(hào)、24號(hào)、1號(hào)、2號(hào)礦體間，PGE含量逐漸降低，Ni/Cu比值漸增，結(jié)合CSD研究成果認(rèn)為2號(hào)礦體侵位時(shí)間最早，58號(hào)礦體侵位時(shí)間最晚，金川巖漿通道系統(tǒng)在空間上表現(xiàn)為沿礦體走向自北西方向向南東方向的前進(jìn)趨勢(shì)。

致謝

謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給湯中立院士。祝湯院士健康長(zhǎng)壽、青春永駐。在成文過程中羅照華老師、劉翠老師、楊宗峰老師，長(zhǎng)安大學(xué)的焦建剛老師、閆海卿老師及金川有色金屬公司的田玉山高工、高亞林高工等提供了大量支持和幫助，在此一并表示感謝。

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Moving direction of magmatic conduit metallogenic system in Jinchuan Cu-Ni（PGE）sulfide deposit

Liu Meiyu，Su Shangguo，Song Chen，Cai Nan
（China University of Geosciences(Beijing)，Beijing 100083，China）

By the using of geochemical methods and quantitative textural analysis，This paper studied the spatial distribution characteristics of platinum group elements in Jinchuan Ni-Cu-（PGE）sulfide deposit，discussed the dynamic behavior in the process of magma evolution，and the evolution of Jinchuan mafic-ultramafic magma.This study found that the spatial distribution of the platinum group elements showing a certain regular changes between four continuous ore bodies.Overall，there are a significant decrease in the value of Pd/Ir-Ni/Cu between the four ore bodies from west to east.Through the analysis，the cause which effected the distribution is that the monosulfide solid solution（MSS）has experienced a process of crystallization differentia-tion during crystal fractionation.On the other hand，through quantitative textural analysis，found that the structure of No.1 ore body is much more mature than No.1 ore body，which suggested that the emplacement of the former one is much more earlier than the latter one.Integrated geochemical and magma dynamics information，finally obtained the conclusion that the moving direction of Jinchuan magma conduit system is along the strike of the intrusions from northeast to southeast.

Jinchuan；Cu-Ni-（PGE）；sulfide deposit；magma conduit metallogenic system；moving direction；quantitative textural analysis

P5

A

1009-1742（2015）02-0073-12

2014-12-15

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41272105）；中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（12120114085501）；教育部博士學(xué)科點(diǎn)基金和國(guó)家自然科學(xué)基金中俄合作基金聯(lián)合資助

劉美玉，1992年出生，女，山東德州市人，碩士研究生，主要從事巖漿作用與巖漿礦床方面的研究工作；

蘇尚國(guó)，1965年出生，男，湖南長(zhǎng)沙市人，教授，主要從事巖漿作用與巖漿礦床方面的研究工作；E-mail：susg@cugb.edu.cn