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1、第28卷第6期 2009年6月 地質(zhì)通報 GEOLOGICALBULLETINOFCHINA Vol.28tNo.6 Jun.,2009 第28卷第6期島輝等：巖漿銅-銀-鉗族金展硫化礦床“深部熔離-貫入”成礦作用與模式795 第28卷第6期島輝等：巖漿銅-銀-鉗族金展硫化礦床“深部熔離-貫入”成礦作用與模式795 巖漿銅一篠一鉗族金屬硫化礦床“深部熔離-貫入” 成礦作用與模式 ——加拿大伏伊希灣和中國金川礦床地質(zhì)特征對比 高輝匕曹殿華I,范世家I GAOHui1,2,CAODian-hua1,FANShi-jia' 1

2、. 中國地質(zhì)科哮枕了產(chǎn)資源研究所，北京100037；2.金川集團(tuán)公司甘肅金呂737100 1. IntituleofMineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,China; 2. JinchuanGroupCo.Ltd.,Jinchang737100,Gatuu.China 摘要：it過對金川銅棵爐床地質(zhì)、礦化特程與加拿大伏伊希灣(Voi$eyrsBay)鋼-傑-柏族金屬玖化物F床進(jìn)行系統(tǒng)對?比分析總結(jié)出這2個世界級側(cè)隸硫化物礦床形成?；矫娴南嗨菩浴⒖杀刃约捌涔餐攸c(diǎn)，即深部壽漿房含羅巖漿沿通道脈動

3、式上侵.到上部表現(xiàn)為“小巖體，成大礦”。成驢作用過程和模丸表現(xiàn)為：①含矽宏漿的有序侵位顯示第漿在深部巖漿房停中塚發(fā)生煤離分異，形成巖漿、含礦空漿、富礦宕漿和礦漿分層結(jié)構(gòu)；②成爐作用是在雷有動力的巖漿環(huán)境下巖漿不連續(xù)(脈動式)上侵過程中發(fā)生的，巖漿熔觸體富含揮發(fā)組分上浸活動劇烈田巖角礫化；③含獷耒漿沿相同的遇道戎越位上侵?在先期侵入巖體下側(cè)或上方不良空間成驢；④巖漿運(yùn)移過程中與國巖發(fā)生相互作用、組分交換和成爐物質(zhì)的雷集二深入闡明了含爐巖漿不連塊(脈功犬〉上復(fù)、卷塊巖求補(bǔ)給和混合是鐵.以一起後秋巖體中磯化物試聚集衣巖漿沈動的通道內(nèi)形成趣大型銅g堿化劭翌松族元索爐床的重要機(jī)鋼。 關(guān)鍵詞：巖漿銅-鐐

4、-仞族金屬班化礦床；深部毎薦-貫入成爐作用；成礦模式；地質(zhì)特征對比 中圖分類號:P618.41；P618.63；P618.53文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1671-2552(2(X)9)06-0794-10 GaoH,CaoDH,FanSJ.Deepsegregation-injectionore-formingprocessandmetallogeneticmodelformagmaticCu-Ni(PGE)sulfidedeposits—GeologicalcomparativestudyontwodepositsexemplifiedbyVoisey'sBay(Canada)andJin

5、chuan(China).GeologicalBulletinofChina,2009,28(6):794-803 Abstract：Inthispaper,geologicalandmineralizationcharacteristicsandmetallogenericmodelofJinchuanCu-Ni(PGE)magnuticsulfidedepositaresystenncicallyanalysedandcomparedwithVoisey'sBayCu-Ni(PGE)deposit(Canada),andtheresultsshowthatthetwoworld-cla?

6、Cu-Ni(PGE)depositshavesomecommongeologicalcharacteristics,andso,therearesimilarityandcomparabilityonorc-formingandevaluationofthedeposit?°rhatmeansore-bearingmagmaatdepthpulsatinginvasionalongthemagmaflowconduitresultsinalargedepositinuppermagmaticroomwhichappearsitwasgeneratedfromasmallrockmass.Sev

7、eralkeyaspectsofthecharacteristicsonore-formingprocessandnieullogeneticmodelemergedasfollows：i)ore-bearingmagmapulsatinginvasioninsequencerevealsthatsegregationanddifferentiationhasoccurredduringprimitivemagn^asuyingatalowermagmaticroomandresultedinlayeringstructureoftnagina,ore-bearingmagma,sulfide

8、-enrichednugiiuandsulfidemaw:ii)oreformingprocessoccursin2dynamicmagmaflowduringpulsatinginvasion,meltednugrnamasscontainsvoJarilrcomposition,acutelyinvasionresultsinbrccciatedwallrocks;iii)orebeanngmagnuinvadesalongthesameconduitoroverpasstoaccesstothebottomorupperpartofthepreviousinvasionscoformor

9、cbody;IV)magniainceraccswithwallrocks,exchangessomecomponentsandenrichmctallogcneticm 收稿日期：2009-02-06訂日期：2009-03-19 科技序目：國農(nóng)科技支撐計(jì)劃諜題(編號：2OO6BABO1A07.2D06BAB01B05)資助 作者簡介：島昶(1969-人男?在讀博七島級工程師?從粵地質(zhì)、礦產(chǎn)資源勘査評價及資源戰(zhàn)略研究。E-nuil:gao.way7ie@accrialsduringtranspoctation.Itisclarifiedthatorc"bearingmagmapulsat

10、inginvasionandsubsequentmagmare-supplyarcveryimportantorc-formingmechanismthroughwhichsulfide*bearingmafic-ultramaficmagmaassemblesalongthemagnuflowingconduitatdepthtofbnnsuper-largerCu-Ni(PGE)magmaticsulfidedepositsduringtheprocessofmagmaticNi-CusulfidedepositsformingbyMinjectingofsulfid?-bearingma

11、gniasegregatedatdepth". Keywords：Cu-Ni(PGE)magmaticsulfidedeposit;deepsegregation—injectionore-formingprocess;metallogeneticmodel;geologicalcomparison 第28卷第6期島輝等：巖漿銅-銀-鉗族金展硫化礦床“深部熔離-貫入”成礦作用與模式795 第28卷第6期島輝等：巖漿銅-銀-鉗族金展硫化礦床“深部熔離-貫入”成礦作用與模式795 金川硫化銅銀礦床以其巨大的銅-掠-鉗族金屬儲量而稱著于世。作為一個岀露面積僅1.3kin\鐸金

12、屬儲雖:達(dá)546x101、巖體礦化率高達(dá)60%的獨(dú)立超鎂鐵巖體，隨看成功的勘探開發(fā),金川硫化銅攥礦床已位居世界前三大硫化銅鐮礦床之列，成為世界銖金屬的主要產(chǎn)地之一，對世界鐮金屬礦業(yè)格局產(chǎn)生了亟要影響"化金川巖漿銅-鐮-鉗族金屬硫化礦床與世界上其他兒個大型硫化銅銀礦床相比，具有礦化比例極高，巖體的巖相分帶、礦體產(chǎn)狀與原地熔離機(jī)制不協(xié)調(diào)等地質(zhì)和成因特點(diǎn)。湯中立等側(cè)和宋謝炎等同針對金川、力馬河等巖漿銅鎳硫化物礦床的地質(zhì)和成因特點(diǎn)，將其形成機(jī)制概括為“深部熔離-貫入成礦”，并提出“小巖體，成大礦”的礦床成因模式⑸。加拿大伏伊希灣（Voisey^sBay）銅-線-鉗族金屬硫化物礦床的發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步佐證了“

13、深部熔離-貫入成礦”的觀點(diǎn)和“小巖體，成人礦”的礦床成因模式，并逐漸為國際學(xué)術(shù)界所接受，成為該領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)“。本文通過對金川銅界礦床的地質(zhì)特征、礦化特征、成因模式與加拿大伏伊希灣銅-鎳-鉗族金屬硫化物礦床進(jìn)行系統(tǒng)對比分析，指出這2個世界級銅鐮硫化物礦床形成演化方面的相似性、可比性及其共同待點(diǎn)，闡明“深部熔離-貫入成礦”作用過程中，含礦巖漿不連續(xù)（脈動式）上侵、后續(xù)巖漿補(bǔ)給和混合是鏤鐵一超鎂鐵巖體中硫化物被聚集在巖漿流動的通逍內(nèi)形成超大型銅操硫化物型鉗族元索礦床的重要機(jī)制。 1礦床地質(zhì)特征對比 1.1金川銅鎳礦 金川超大型巖漿銅-録-釦族金屬硫化礦床形成于中元古代早期北祁連古大陸裂谷拉

14、張初期穹狀隆起階段叫大地構(gòu)造上位于華北古陸阿拉善陸塊西南緣龍首山隆起中。龍首山隆起南以南緣斷裂與祁連褶皺帶分開，北以龍首山北緣斷裂與潮水凹陷相鄰，沿龍苣山隆起帶南緣斷裂分布有大小20余個鎂鐵一超鎂鐵巖體（群）和若干個中酸性巖體（圖l-a）o金川含礦超鎂鐵巖體侵位于龍首山隆起結(jié)品基地古元古代龍首山群中，成巖成礦時代為1508Ma±31Ma叫龍首山群下部是以基性火山巖為特點(diǎn)的口家嘴子組，其上為以沉積碎屑巖、碳酸鹽巖為主的塔馬子溝組。蓋層為長城系一薊縣系和震旦系富鎂碳酸鹽巖建造、碳酸鹽巖碎網(wǎng)流沉積建造匸勺。 含礦巖體以10。交角不整合侵位于前長城系白家咀子組中，直接與大理巖、混合巖和片麻巖接觸。巖

15、體出露面積1.34km2,呈巖墻狀，全長約6500m,走向北西，向南西傾斜，寬度20-530m,總體上西窄東寬，各地段傾角變化大（30-80°）,東段平緩，中、西段陡傾（圖l-b、c）。已探明3個有巨大工業(yè)儲雖的礦體，自西向東分別為24、1、2號礦體,3個礦體互不相連（圖l-d）,產(chǎn)狀冇異。24、1號礦體在橫剖面上的共同特征是巖相呈對稱分異，2號礦體賦存于巖體底部，巖相具垂直分帶（圖l-c、d）。東段各巖相分異較好，呈似層狀，自下而上為純橄欖巖一＞二輝橄欖巖-斜氏二拆橄欖巖-二輝橄欖巖；中、西段產(chǎn)狀陡、延伸大。在圖1-c中純橄欖巖位于中部，其兩側(cè)依次由二輝橄欖巖過渡到邊部的橄欖輝石巖。1號礦體

16、14線剖面（圖1-c）的上部雖以二輝橄欖巖為主,但深部仍以純橄欖巖占優(yōu)勢，純橄欖巖兩側(cè)也過渡為二輝橄欖巖,巖體邊緣亦偶見橄欖輝石巖。塊狀硫化物礦脈主要見于2號礦體中及其周邊，呈不規(guī)則脈狀，成群出現(xiàn)，膨縮變化大，長幾米至200-300m,厚幾厘米至20余米。無論是東段還是中、西段，礦休都主要賦存在純橄欖巖中，各相鄰巖石類型之間均呈漸變過渡關(guān)系"譏 金川礦床為巖漿深部熔離-復(fù)式貫入型礦床，礦體按成因分為巖漿就地熔離型礦體、巖漿深部熔離-貫入礦體、晚期貫入礦體、接觸交代礦體和熱液疊加礦體5類。金川礦床的主要礦石類型有星點(diǎn)狀（浸染狀）礦石、局部海綿狀（網(wǎng)脈狀）礦石、海綿狀礦石、半塊狀礦石、塊狀礦石、

17、星云狀礦石等。主要造巖礦物為橄欖石、輝石、少竝斜長石、角閃石和蝕變礦物蛇紋石、綠泥石，主要副礦物有尖晶石、磁鐵礦和 798地質(zhì)通報GEOLOGICALBULLETINOFCHINA2009年 并發(fā)育塊狀硫化物。 (3) 萊得博克(ReidBrook)侵入體 萊得博克(ReidBrook)侵入體頂部補(bǔ)給巖墻交匯處通常被補(bǔ)給角礫巖(FB)填塞，補(bǔ)給角礫巖沿侵人體的咚部延伸一段距離，其上部為變結(jié)構(gòu)橄長巖(VTT),巖相進(jìn)一步變?yōu)檠a(bǔ)給巖墻的leopard橄長巖(LT)O侵入體主要組分為淺色橄氏巖，在菜些方面與東深部侵人體的橄欖輝長巖類似，花崗巖墻在此處再一次穿切侵入體。 有經(jīng)

18、濟(jì)意義的礦化在補(bǔ)給巖墻內(nèi)部和臨近補(bǔ)給巖墻入口處的東深部(EasternDeeps)侵入體基底均有發(fā)現(xiàn)，主要為塊狀硫化物。塊狀硫化物在補(bǔ)給巖墻內(nèi)的分布局限于連接巖席水平面變寬的部位，以一系列拉長的透鏡體形式產(chǎn)出，全部都向東排列。這些硫化物礦體包括Mini-Ovoid礦體和leopard橄民巖(LT)中處于基底角礫巖上方的發(fā)現(xiàn)山(DiscoveryHill)礦帶，再往西，西延(WesternExtensions)礦體位于補(bǔ)給巖堆深部，包含浸染狀礦化，往底盤升級為塊狀硫化物 最富的礦體為奧維德(Ovoid)礦體，呈350mx600m的巖盆形狀，最厚的地方垂深達(dá)110m,越往上到巖盆邊緣厚度越小°該

19、礦體平臥于Leopard橄長巖(LT)和基底角礫巖(BBS)帶上部，系由東深部(EasternDeeps)哽入體基底與補(bǔ)給巖墻交匯處有凹陷所致。奧維徳(Ovoid)礦體的塊狀硫化物含75%的磁黃鐵礦(2~5cm的結(jié)晶體)、12%的線黃鐵礦(1?2cm的眼狀物)及不規(guī)則的黃銅礦、方黃銅礦，磁鐵礦散布于磁黃鐵礦中。其他礦化包括東深部礦體，也因與東深部侵入體同一位置而聞名。西延礦體(WesternExtension)中浸染礦的礦化程度和含量大小也與此類似，但品質(zhì)更好何。 奧維德(Ovoid)、東深部、西延3個礦體探明+推定+推測總資源fit2001年末為142Mt,ANi1.61%、Cu0.85%

20、、Co0.09%㈣。 1.3對比分析 將中國金川與加拿大伏伊希灣超大型巖漿硫化物礦床的構(gòu)造環(huán)澆、巖體待征和成礦特征列表對比如下(表1)。金川和伏伊希灣2個含礦侵人體規(guī)模都不大,卻產(chǎn)出2個世界級的超大型、大型銅-傑-鉗族金屬礦床，盡管成巖成礦年齡、巖體巖相學(xué)有差異，但礦床地質(zhì)特征基本相似，形成的硫化物都賦存于一個長6km的巖墻型巖漿系統(tǒng)內(nèi)，因而二者具有可比性。  2含礦巖漿通道存在的證據(jù)及其控礦意義 2.1金川礦慶 金川礦床產(chǎn)于延長達(dá)6km的巖墻狀橄欖巖中,巖墻、巖漿巖及礦石中橄欖石的成分與超基性巖漿結(jié)晶分異的一般規(guī)律不太一致，因此推測，巖墻可能是規(guī)模更大能鎂質(zhì)玄武巖巖漿的通逍，正

21、是巖漿的不斷補(bǔ)給千擾了撤欖巖的正常結(jié)晶2呵。另一方面,金川巖體中補(bǔ)堆積巖特別是異補(bǔ)堆積巖的存在，暗示后堆積的礦物并非原來殘余巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物，而是代替原殘余巖漿的外來巖漿結(jié)晶的結(jié)果叫金川巖體東段垂直深度不超過700m,巖相具垂直分帶,中、西段延深分別達(dá)1100m和700m未尖滅，巖相呈對稱分異，巖石均具堆積結(jié)構(gòu)，因此，巖體中、西段應(yīng)各存在一個巖漿通道％金川銅磚礦礦體產(chǎn)狀變化顯示含礦巖漿主通道在1號礦體之下，24號礦體可能是含礦巖漿由東向西流動貫入的產(chǎn)物。而2號礦體應(yīng)該另有獨(dú)立的含礦巖漿通道，是含礦巖漿從狹窄的通道進(jìn)人寬闊的巖漿房后由于應(yīng)力松弛而沉降定位形成的。后期的塊狀硫化物礦體的產(chǎn)狀清楚地表明

22、它們是礦漿從下面沿構(gòu)造裂隙擠入所致叫見圖3。 2.2伏伊希灣礦床 伏伊希灣礦床由數(shù)個礦體構(gòu)成，這些礦體之間由狹窄的巖漿通道相聯(lián)系(圖4)。沿走向3個主要的謀-銅硫化礦帶組成完整的補(bǔ)給巖墻變寬的部分。各礦體均分布于巖體底部，主要由浸染狀、海綿隕鐵狀、致密塊狀礦石組成。在巖體相交的部位即巖漿通道及各礦體底部均發(fā)育有角礫巖，角礫多為圍巖碎塊。 可以推測，伏伊希灣侵入體(圖5-A)包括：①較深的西部次級巖漿房，由橄長巖-橄欖輝長巖組成;②近乎垂直的鐵質(zhì)閃長巖、橄欖輝長巖和橄長巖礦化補(bǔ)給巖墻相連，巖墻向東延伸基本上拉平，大約3km則到達(dá)；③“東深部”橄長巖巖漿房，也是侵入體最大面積暴露的部分。

23、從巖礦體剖面圖(圖5-B)來看，西部的ReidBrook礦化帶是幾近垂直的補(bǔ)給巖墻變厚的部分，補(bǔ)給巖墻中間是礦化的“Leopard橄長巖氣輝石斑晶)呈刀鞘狀插入礦化角礫巖中，并且被陡傾的塊狀硫化礦脈橫切錯開。 Ovoid礦體(圖5-C)是最富的礦帶。該礦帶是平躺著的勺形塊狀硫化物透鏡體，包裹在礦化的 第28卷第6期高輝等：巖漿銅-銖-鉗族金屬硫化礦床“深部熔離-貫入”成礦作用與模式803 由此可見，在“深部熔離-貫入成礦”作用過程中，含礦巖漿不連續(xù)(脈動式)上侵和后續(xù)巖漿補(bǔ)給、混合是鎂鐵一超鎂茨巖體中硫化物被聚集在巖漿通道內(nèi)形成超人型銅-鎳-鉗族金屬礦床的重要機(jī)制

24、。 4結(jié)論 (1) 中國金川和加拿大伏伊希灣2個含礦侵入體規(guī)模都不大，卻產(chǎn)出了世界級的超大型、大型銅-練-鉗族金屬礦床。盡管成巖成礦年齡、巖體巖相學(xué)有差異，但礦床地質(zhì)特征基本相似，形成的硫化物都賦存于一個怏6km的巖墻型巖漿系統(tǒng)內(nèi)，因而二者具有可比性。 (2) 總結(jié)了2個礦床含礦巖漿通道存在的證據(jù)，討論了其對“深部熔離-貫入成礦”的控制意義。 (3) “深部熔離-貫入”成礦作用的特點(diǎn)和成礦模式主要表現(xiàn)為：①含礦巖體和熔漿的有序侵位顯示巖漿在深部巖漿房停歇的過程中曾發(fā)生熔離分異，形成巖漿、含礦巖漿、富礦巖漿和礦漿分層結(jié)構(gòu);②成礦作用是在富有動力的巖漿環(huán)境下巖漿不連續(xù)(脈動式)上侵過程中發(fā)

25、生的，巖漿熔融體富含揮發(fā)組分，上侵活動劇烈，圍巖角礫化;③含礦巖漿沿相同的通道或越位上浸，在先期侵入巖體下側(cè)或上方不同空間成礦；④巖漿在運(yùn)移過程中與圍巖發(fā)生相互作用、組分交換和成礦物質(zhì)的富集,早期的硫飽和機(jī)制——即地殼污染或者巖漿溫度降低同樣是巖漿在管道運(yùn)移或侵位過程中成礦的必要條件。 (4) 含礦巖漿不連續(xù)(脈動式)上侵和后續(xù)巖漿補(bǔ)給、混合是鎂鐵一超鎂鐵巖體中硫化物被聚集在巖漿流動的通逍內(nèi)形成超大型銅櫟硫化物型鉗族元素礦床的車要機(jī)制， (5) 對中國金川與加拿大伏伊希灣巖漿銅-謀-鉗族金屬硫化物礦末的地質(zhì)特征、礦化特征、礦床成因模式進(jìn)行系統(tǒng)對比分析，有助于加深對金川銅-鐮-鉗族金屬硫化物

26、礦床礦化比例高、巖體的巖相分帶、礦體產(chǎn)狀與原地熔離機(jī)制不協(xié)調(diào)等地質(zhì)、成因特點(diǎn)的認(rèn)識，歸納總結(jié)深部熔離-貫入型銅-銖-鉗族金屬硫化礦床的成礦規(guī)律、成礦條件和基本特點(diǎn)，從而對該類礦床找礦勘探有指示意義。 致謝:在野外工作和成文過程中，金川集團(tuán)公司地礦勘査院田毓龍?jiān)洪L和王玉山、任銀昌、江家譜高級工程師提出了寶貴的意見，王安建教授給予悉心的指導(dǎo)，在此一并深表感謝。 參考文獻(xiàn) [1] 湯中乙李文淵?金川銅係硫化物(含鉗)礦床成礦模式及地質(zhì)對比[M]?北京：地質(zhì)出，扳社,1995：1-209. [2] 李文淵?祁連山巖漿作用有關(guān)金屬統(tǒng)化物礦床成礦與找礦?北京:地質(zhì)岀版社，2)06；1-208/

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