熔離型銅鎳硫化物礦床成礦分析

喇曉軍

摘要：巖漿融離作用造就了大量有用礦物質(zhì)聚集，因此形成的礦床被稱為巖漿融離礦床，該作用主要形成過程是指有用礦物質(zhì)在巖漿處于液態(tài)或熔融狀態(tài)時(shí)與硅酸鹽發(fā)生分異作用時(shí)形成的。巖漿型銅鎳硫化物礦床是典型的巖漿熔離礦床，是目前鎳礦床的主要來源。本文主要綜述與分析銅鎳巖漿硫化物礦床的特征、分類方式、成礦機(jī)制等內(nèi)容，并對(duì)目前研究中存在的問題和未來的發(fā)展進(jìn)行了討論和展望。

關(guān)鍵詞：巖漿熔離礦床；銅鎳硫化物礦床；特征；成礦機(jī)制

一、熔離礦床成因

礦床融離作用在銅鎳硫化物礦床的形成過程非常重要?；詭r漿在高溫高壓的作用下，其一部分可溶解成硫化物熔體；但硫化物在溫度下降時(shí)溶解度又迅速降低，硫化物硅酸鹽巖漿被分解成互不溶解的兩種硫化物熔體。而最初溶解而成的硫化物熔體，聚集成珠形熔體分散于硅酸鹽熔體總；因形成的小球珠形熔體比重較大，其逐漸向巖漿底部沉降，因此形成了硫化物礦體底部礦床。如果在融離過程中一部分巖漿冷卻較快或融離時(shí)間過短，將致使一部分硫化物無法沉降到巖體底部，將在巖體內(nèi)部形成浸染狀礦體。

1-侵入體上部的浸染礦石；2-不含礦的基性巖；3-侵入體中部的浸染礦石；

4-侵入體底部的致密礦體（礦體擴(kuò)大表示）；5-基巖

一般情況下，巖漿中硅酸鹽礦物的結(jié)晶溫度比硫化物熔體的結(jié)晶溫度高很多，硫化物結(jié)晶通常在硅酸鹽礦物質(zhì)結(jié)晶完成后才開始進(jìn)行結(jié)晶，因此硫化物也通常呈現(xiàn)其他形狀結(jié)晶，形成海綿隕鐵結(jié)構(gòu)狀結(jié)晶。

熔離礦床的規(guī)模一般都比較大，比如我國甘肅金川銅鎳硫化物礦床。此類礦床通常與晚期巖漿礦床的特點(diǎn)相似，其主要產(chǎn)于基性巖中，但部分是銅、鎳、鉑等金屬礦物的重要來源。

二、巖漿型銅鎳硫化物礦床的分類及成礦背景

2.1分類方法

巖漿銅鎳硫化物礦床的分類較多，現(xiàn)今影響較大地分類，其分類依據(jù)多為“構(gòu)造-巖石組合”，代表性的分類有Anthony J.Naldrett的分類方法，其主要是根據(jù)巖石巖性結(jié)合巖漿作用的大地構(gòu)造背景進(jìn)行分類；此外湯中立依據(jù)巖性與構(gòu)造環(huán)境的關(guān)系將我國巖漿硫化物礦床劃分四類：即古陸塊內(nèi)部的小侵入體礦床、與大陸溢流玄武巖有關(guān)侵入體礦床、造山帶內(nèi)小侵入體礦床及蛇綠巖型礦床。

2.2成礦的地質(zhì)背景

銅鎳硫化物礦主要床分布于大陸地塊中的四類地區(qū)：1）古陸塊（克拉通或微陸塊）的內(nèi)部；2）古陸塊的邊緣；3）陸塊增生褶皺帶且靠近古陸塊的邊緣；4）陸塊的增生褶皺帶。

三、巖漿型銅鎳硫化物礦床的普遍特征

3.1巖體特征

銅鎳硫化物礦床的賦礦巖體都是基性-超基性巖石，巖體多呈不規(guī)則狀產(chǎn)出，其規(guī)模大小不盡相同，主要為巖墻狀、巖盆狀。巖體的巖石類型主要包括了蘇長巖-輝長巖、橄欖輝石巖-二輝橄欖巖-橄欖巖及與溢流玄武巖相當(dāng)?shù)那秩塍w、科馬提巖等；雜巖體常有2-4個(gè)巖相組合，例如已發(fā)現(xiàn)的礦床中，金川為二輝橄欖巖-橄欖二輝巖、含輝橄欖巖-二輝橄欖巖-二輝巖、純橄欖巖，朱布為橄欖巖、二輝橄欖巖、橄欖二輝巖、二輝巖和輝長巖，喀拉通克為閃長巖、輝長蘇長巖相，橄欖蘇長巖、輝長輝綠巖。

3.2地球化學(xué)特征

從文獻(xiàn)資料中可以統(tǒng)計(jì)出，在橄欖巖和二輝橄欖巖中，MgO平均含量為20%-31%，F(xiàn)eO+Fe2O3含量為10%-15.5%，輝長巖與蘇長巖中，MgO平均含量為8%-20%，F(xiàn)e2O3+FeO含量為6%-19%，含銅鎳礦的雜巖一般m/f比值多較低，在2-6.5之間的范圍。[（Mg2++Ca2++Ni2++Mn2++Fe2++Fe3+）/（Si4++Ti4+）]比值在0.8和1.8之間大多是具有較好成礦潛力的區(qū)域，它們的投點(diǎn)落在AFM圖解得拉斑玄武巖系列中，并傾向于M一端，屬于高鎂拉斑玄武巖系列。然而通過10MnO-10P2O5-TiO2氧化物投圖，判別黃山-鏡兒泉銅鎳礦帶巖體的巖漿源區(qū)為拉斑到鈣堿系列的趨勢(shì)，大部分樣品落于鈣堿性玄武巖區(qū)，落在島弧拉斑玄武巖區(qū)域內(nèi)的樣品只占少數(shù)，呈現(xiàn)出從拉斑玄武巖向鈣堿性玄武巖過渡的巖漿演化趨勢(shì)，這表明黃山-鏡兒泉銅鎳礦帶中鈣堿性巖漿源對(duì)于巖漿硫化物成礦更加有利。

巖石的成分分析表明造巖礦物中都有較高的鎳含量，金川巖體的橄欖巖和二輝橄欖巖中橄欖石和輝石氧化鎳含量分別為0.22%和0.07%；輝石橄欖巖中則對(duì)應(yīng)為0.17%和0.07%，造巖礦物的高氧化鎳含量也為硫化作用和熱液疊加作用成礦提供了必要條件。

三、熔離礦床成礦機(jī)制

較為經(jīng)典的成礦理論是巖漿熔離成礦作用。沃格特早在19世紀(jì)末就已經(jīng)提出：銅鎳硫化物在基性—超基性巖中地富集是由于巖漿的不混熔而液態(tài)分離作用所導(dǎo)致的，其熔離作用基本上都是發(fā)生在巖漿的侵位以后。可是隨著研究的不斷深入，地質(zhì)學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這種理論在許多情況下不能給出全面的具體地解釋，因此更多的新成礦理論便產(chǎn)生了。這其中最為主要的就是巖漿深部液態(tài)重力分異成礦作用，它是指當(dāng)原始巖漿還處在地球深部時(shí)，其中賦存的陰離子與陽離子在靜電聚合的作用和地球重力場的共同作用下，發(fā)生遷移和聚合使得原始巖漿下部富集鎂、鉻、鎳等元素，使其上部富集鉀、納等元素的多相體系。這種巖漿深部重力分異作用使得形成多樣性巖漿和銅鎳硫化物等成礦元素的初始富集成為可能。

四、討論分析

銅鎳硫化物礦床形成時(shí)的巖漿由產(chǎn)生到最后定位成巖成礦是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，此類礦床多與鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石伴生，巖漿深部熔離富集作用是此類礦床成礦的基礎(chǔ)。巖漿深部混染、融離作用于圍巖同化作用共同使得巖漿成分發(fā)生改變，其通過地球化學(xué)行為示蹤元素中反映出來。因此可以利用一些特定元素的追蹤就能對(duì)成礦過程進(jìn)行分析，相關(guān)資料和證據(jù)表明銥、鋨等元素已經(jīng)通過此類方法進(jìn)行了有效追蹤。

融離作用形成的銅鎳礦床的規(guī)模與巖體大小存在著一定的關(guān)系。大型或者超大型的礦床一般都存在于大型巖體中，但也有存在于小型巖體中。然而小巖體通常都是地質(zhì)條件都比較單一，能賦存大型礦床的關(guān)鍵因素是巖漿是否經(jīng)過充分融離作用，是否有足夠的成礦物質(zhì)元素存在于后期巖漿中。因此我們?cè)诮窈蟮恼业V過程中應(yīng)該加強(qiáng)應(yīng)用這方面的知識(shí)理論，更應(yīng)該注意綜合此類因素進(jìn)行分析，從而更好、更高效的找到大型礦床，為我國礦產(chǎn)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]游小毛.地質(zhì)礦產(chǎn)研究專業(yè)技術(shù)管理[J].科技與企業(yè)，2012（19）.

[2]史冠忠，銅鎳硫化物礦床特征與成礦機(jī)制綜述.科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2007.NO.16：67

[3]俞軍真，曾南石，王方里.初論流動(dòng)熔離成礦作用.《礦物學(xué)報(bào)》，2013年S2期.