铜镍硫化物矿床

岩浆型铜镍硫化物矿床研究进展金属镍、铜和铂族元素是非常重要的金属矿产资源，在钢铁、军工、航天、机械制造、通讯器材、医疗、化工、石油、环境、地球化学、天体化学、矿床学等方面，均有广泛的用途。目前，世界的镍、铜和铂族金属主要来源于镁铁质、超镁铁质岩有关的岩浆硫化物矿床，在镍、铜、铂族资源中占有重要地位。世界镍储量的34%、开采量的60%及世界铜储量的55%来自铜镍岩浆硫化物矿床;90%以上的铂族金属来自镁铁质、超镁铁质岩有关的铂族矿床和铬铁矿矿床等岩浆硫化物矿床。岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床是指与镁铁质-超镁铁质岩浆成矿作用有关的、以硫化物为主的矿床（汤中立等，1992；韦延光等，2004），是赋存Cu、Ni及铂族元素的重要矿床类型。它们占世界镍、铂开采量的一半以上，占世界铜储量的5.5%（汤中立等，1995；陈毓川等，2000；王瑞廷等，2003）。因此，研究岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床对于世界经济的发展具有重要的意义。对岩浆型Cu-Ni-PGE硫化物矿床的研究始于加拿大Sudbury矿床（1886年）的发现，距今已有150多年的历史。由于最初受Sudbury矿床模式的影响，将大型层状侵入体的底部接触带作为找寻岩浆铜镍硫化物矿床的重点，先后发现和开发了Bushveld、GreatDyke、Stillwater、Skaergaard等矿床，但是它们的矿床品位均不及Sudbury矿床高。近半个世纪以来，金川、Noril'sk、Voisey'sBay、Uitkomsrt等一些矿床的发现，开阔了该类矿床的找矿新思路。经过了一百多年的研究，在矿床成矿时代、成矿大地构造背景、成矿机制、成矿物质来源、含矿岩体特征及成矿规律等方面取得了大量的研究成果和进展，对矿床成因也有了进一步的认识（柴凤梅等，2005）。岩浆硫化物矿床分类岩浆硫化物矿床的分类，以Naldertt（1979）的分类方案最有影响。Ross和Trvasi（1982）在Naldertt（1979）的分类方案的基础上，总结全球60个岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床的实际资料，突出构造类型和容矿岩石特征，对全球岩浆硫化物矿床进行了更为简明的划分（表1）。Naldrett（2004）将岩浆硫化物矿床分为Cu-Ni-（PGE）矿床和PGE-（Cu、Ni）矿床两大类。前者一般含有大于10%的硫化物，以Cu、Ni为主，PGE往往为副产品;后者往往以层状的形式赋存在大型层状侵入体中，硫化物含量一般少于5%，PGE为主要矿产，而Cu、Ni作为副产品。根据岩浆类型组合，又将CueeN州PGE）矿床进一步划分为六个亚类（表2）;根据矿体形态和矿物组合也将PGE代Cu、Ni）矿床进一步划分为六个亚类。详细而言，铜镍硫化物矿床分类方案较多，这些分类方案多与镁铁质和超镁铁质岩石的特征有关。如：Wyllie（1967）根据岩体规模、岩石组合以及化学成分的分类方案,Thayer（1971）根据岩体的物源以及岩浆侵位时的状态的分类方案等。Ross等（1981）根据含矿岩石类型将铜镍硫化物矿床划分为3个大类6个亚类oNaldrett（1989,1997）在WyHie（1967）、Thayer（1971）及Naldtett等（1971）提出的分类基础上,根据矿床所处的构造环境以及含矿岩石特征将其划分为4个大类13个亚类。陈浩琉等（1993）根据构造环境及含矿岩体类型划分了4个大类7个亚类。汤中立等（1995）根据成矿时代以及构造岩浆组合将其划分为5个大类。

表1全球岩桨硫化物矿床分类方案(据RossandTravis,1981劇£H•曹削竜:H；疋象毙F4t*掷己话巾册rtB! ■砂也■丸TbtiftpW*也漁MMIdf吠lL 勺關吐天曲0}JU-#A56<bindii*anStdwqpni3D書丈BLeWjndtErfi*细xiE»迥乳CinBc*dtit14Ififl$hdl山JDJfXKEtzy倉业附毗耳廿事P«4iei^i1»PADJiuLA如卓丈GijkMulm川取此聞伽花tUTAMiditai1吳国跖m.ft^DuhlR覃巴庁耶丈詈匕斑車大CraiUlcAjtrkNkkdil-tX^ufturr14乜馬曹Manwiill丙浪Merkel日岬表2岩浆铜镍硫化物矿床岩石大地构造背景分类(据Naldrett,2004)

世界铜镍硫化物矿床分布世界岩浆硫化物矿床主要形成于太古代、元古代、二叠纪及三叠纪。主要的铜镍岩浆硫化物矿床形成时代以元古代为主，如加拿大的Sedbury(1849Ma)、南非的Bushveld(ZlooMa)、俄罗斯的贝辰加(1980Ma)、加拿大的Thompson矿带(2300Ma)与LynnLake矿带(1800Ma)以及中国的金川(825Ma)等(Lietal,2005)。中国的岩浆铜镍硫化物矿床的成矿时代则以元古代(金川)和二叠纪为主(喀拉通克、黄山东等)。铜镍硫化物矿床在世界上分布极不均匀，主要集中于加拿大、前苏联、澳大利亚、中国、南非、美国等少数几个国家(图1)。这些矿床赋存于前寒武纪绿岩带、大陆内部裂谷、大陆边缘裂谷及活动造山带内，多形成于太古代、古元古一中元古代、新元古代、晚古生代的二叠纪及中生代的三叠纪。中国的铜镍硫化物矿床的成矿时代集中在新元古代(如：金川、宝坛和煎茶岭)和二叠纪(如：喀拉通克矿床、黄山东矿床、红旗岭矿床、白马寨矿床等，构造环境具多样性(Zhou,2004)，缺乏大型层状侵入体矿床，多为含矿小岩体矿床。加拿大的矿床类型最为丰富(如：陨石成因的Sudbury矿床，绿岩带型的Abtibi矿床、Lynnlake矿床，大陆裂谷型的Thompson矿床,岩浆通道型的Voisey'sBay矿床)。前苏联则既有最年轻的矿床(如形成于二叠纪末-三叠纪初的Noril'sk矿床)，又具有世界上最大的与铁质苦橄岩有关的矿床(如Pecheng矿床)。澳大利亚的矿床则较为古老，多分布于太古代绿岩带(Kambalda-Perseverance-Mt-Keith矿带)，均与科马提岩有关。美国主要有与溢流玄武岩有关的矿床(如Dulth矿床)及与层状侵入体有关的含PGE的矿床(如Stillwater矿床)。南非则具有世界上最大的层状侵入体矿床(Bushveld-Uitkomst矿床)。135" 百尸 护 12旷 1财iso8 旷 口旷图1世界主要铜镍硫化物矿床分布图（柴凤梅等，2005）矿床名称：1-Sudbury；2-Thompson；3-Voisey'sBay矿床；4-LynnLake；5-Raglan；6-Abtibi；7-Stillwater；8-Duluth；9-Moxie；10-GreatDyke；11-Bushveld；12-Utikomst；13-Insizwa；14-Kambalda；15-Perseverance；16-MuniMuni；17-Mt-Keith；18-Penikat；19-Noril'sk；20-Pechenga；21-喀拉通克；22-黄山；23-箐布拉克；24-红旗岭;25-金川；26-拉水峡；27-

金宝山；28-白马寨；29-大坡岭；30-赤柏松

硫化物矿床成因研究新进展随着测试手段和分析技术的不断发展和进步，近年来，在岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床的成矿机制、成矿物质来源等方面取得了大量的成果和进展，对矿床成因也有了进一步的认识。Sudbury矿床是一个特例，多数研究者认为，陨石撞击地球导致岩石圈减压熔融，上升的慢源岩浆发生熔离形成Sudb卿矿床(Naldrett,2004)。Naldrett(1999)通过研究，把Norll'sk--TainakhN卜Cu-pGE岩浆硫化物矿床成因概括为:①区域热地慢导致大量玄武岩浆生成;②大规模的隆升;③存在深大断裂;④地壳混染作用;⑤混染岩浆的亲铜元素亏损;⑥岩浆侵入导致亏损岩浆中的残余硫化物再迁移;⑦大面积蒸发岩的存在，可能提供了足够的硫源。国外勘査新发现近几年，国外蛇绿岩、阿拉斯加型岩体铂族元素找矿取得了新进展 (Ahmedetal，2005;Johan,2002；PriehardandandBrough，2009；Ripley,2009)。PriehardandBrough(2009)认为俯冲带蛇绿岩高度部分熔融产生富PGE的岩浆，铬铁矿结晶时岩浆接近硫饱和，造成豆荚状铬铁矿矿体富含PGE，这些矿体虽小但具有潜在的铂族元素成矿潜力，如南乌拉尔的Kempirsai蛇绿岩赋存豆荚状铬铁矿，其PGE平均品位达0.7lX10-6,PGE资源量大于250吨(Distleretal，2005);摩洛哥新元古代BouAzzer豆荚状铬铁矿的PGE含量则低于0.2lX10-6(Distleretal，2008)。通常认为阿拉斯加型岩体产于俯冲带环境，岩体成群成带沿会聚大陆边缘的俯冲带线性分布，多贫硫而富氧，一般不作为Cu-Ni矿床的勘探对象(PriehardandBrough，2009)，有利于铬铁矿有关的PoE矿床的形成(Mungall,2002;Filiniganetal，2008)。但这类岩体往往作为通道系统与大量俯冲带有关的火山岩共生，大陆边缘的增生地层通常含硫或石墨，为岩浆的运移、岩浆与围岩地层反应创造了有利条件，只要满足岩浆硫化物矿床的形成条件(Naldrett,2004)，硫一旦饱和发生硫化物熔离作用，有可能形成Cu-Ni-PGE岩浆硫化物矿床。例如，英国哥伦比亚的Turnagain矿床含1.4%的Ni,0.07%的Co(Nixon,1998)。最近，在东南阿拉斯加几个阿拉斯加型岩体发育地区，正在进行贫硫富PGE岩浆硫化物矿床的勘查工作(Freeman,2008)。参考文献：刘壮.新疆哈密图拉尔根铜镍硫化物矿床成矿模式研究•硕士学位论文.兰州：兰州大学，2010王建中•新疆喀拉通克铜镍硫化物矿床成矿作用与成矿潜力研究•博士学位论文•西安：长安大学，2010ZhouMF,YangZX,SongXY,etal.TectonicsettingofmagmaticNi-Cu(-PGE)sulphidedepositsinChina.In：ShellnuttJG,ZhouMF,PangKNeds.RecentAdvancesinMagmaticOreSystemsInmaficUltramaficRocks.HongKong：HongKongSARChina,200