岩浆熔离型铜镍硫化物矿床成矿地质背景及成矿作用分析

■马林刘长云

（1青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室青海西宁810012；2青海省地质调查院青海西宁810012）

岩浆熔离型铜镍硫化物矿床成矿地质背景及成矿作用分析

■马林1刘长云2

（1青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室青海西宁810012；2青海省地质调查院青海西宁810012）

岩浆型铜镍硫化物矿床是赋存镍主要矿床类型。本文通过对铜镍硫化物矿床产出特征、控矿条件、母岩浆系列、成矿规律等方面研究成果进行系统地总结，分析了小岩体成大矿的关键因素，并对其找矿方向进行了探讨。

岩浆熔离铜镍硫化物矿床成矿地质背景成矿作用

1　岩浆熔离型铜镍矿体硫化物矿床特征

（1）在边缘相中存在很多石英辉长岩，此种岩石基本不发育矿化，在过度岩相带很多暗色辉长岩矿化表现为稀疏浸染状和发育星点状，而处于中央相的橄榄辉长岩是岩体的主要岩相，矿石构造主要呈现为不同程度的相互交叉，而海绵陨铁结构矿石是非常少见的。在此矿床中，中央相的橄榄辉长岩中富含大量主矿体，在过渡带有大部分矿体存在，而在辉石岩相带中，矿石构造主要为稀疏侵染状和星点状，含矿性一般。在空间展布上，矿体受岩体空间展布的严格控制，在垂向和平面上，矿化存在空间产出变化规律，其平面特征表现为“南富北贫、内富外贫”，沿着矿化体边缘逐渐深入矿化中心，矿化程度也在逐渐增强。矿石构造特征呈现分带性，矿化具有较好的连续性。在垂向矿化特征表现为“上贫下富”，由上至下矿化趋势越来越强，且矿石构造具有明显的分带性，矿化同样具有良好的连续性。

（2）铜镍硫化物矿体有着显著的高密度、高磁化率异常，但是由于重力和磁法勘探多为面积性工作，分辨精度不高，且较多受到蚀变等因素的干扰，更多的是相互配合，运用于大范围的地质构造解译，并结合“重磁同源”的特点来圈定可能含矿的镁铁质-超镁铁质岩体.

（3）在矿床规模和矿化富集程度中，岩浆侵位形式存在明显的控制作用，根据相关勘查研究显示，单式侵位矿床往往具有较小的规模，而在很多大中型矿床中，基本都是复式侵位结果。排除岩浆就地熔离成矿作用，矿石构造往往来源于晚期贯入的致密块状和海绵陨铁状结构。

（4）铜镍硫化物矿体的低电阻率源于含矿岩石的形成过程中存在许多空隙，其中部分或者全部被高导电性的硫化物所充填.低电阻含矿岩石的导电过程不可能是岩石、矿物本身离子或电子的迁移过程，而是相互连通的高导性硫化物所引起。

2　岩浆熔离型铜镍矿体成矿原因

（1）硫的化学活动性、溶解度以及成矿元素地球化学行为的研究是最直接的因素。硫在岩浆中的溶解度是温度、压力、氧逸度和硫逸度的函数，这些参数的改变可能会引起硫达到饱和状态。压力与硫的溶解度具有反相关关系，压力越大，溶解度越小。有关实验表明，基性岩浆通常是硫不饱和的，铁的含量越低，硫的溶解度越高。硫在镁质岩浆中的溶解度还取决于Si的含量，当富Si的地壳物质加入到镁质岩浆中，硫的溶解度发生改变，达到饱和，形成硫化物熔浆，在硅酸盐中由于密度差异，产生不混熔作用。因此地幔岩浆在深部是饱和的，随着上侵而不饱和，如果“S”要想从岩浆中熔离，必须有外界条件改变，诸如“Si、Fe、S”的加入等。

（2）在岩浆管道或深部岩浆房中由于物理化学条件（包括温度、压力、氧逸度和硫逸度）的变化最终导致富硫化物的液相和岩浆失去平衡而产生不混熔作用，并以重力下沉的方式富集成矿；有的认为是地壳硫的加入形成的；也有的认为是地壳的同化混染作用产生的Si加入引起硫化物溶解度降低，从而产生不混熔作用。岩浆熔离成矿作用模型是经典的，这种模型认为在岩浆演化过程中硫化物出熔，形成不混熔液滴，并在硅酸盐岩浆中聚集、熔离沉淀形成硫化物熔浆。

（3）超大型矿床的深部存在着岩浆房，母岩浆（岩浆房）的产生为深部岩浆熔离所致。硫化物的熔离和预富集作用主要是在岩浆房中和上侵途中完成以后再贯入到现存空间的（汤中立等，1991、1995）。在岩浆房中或上升过程中，围岩对原始岩浆的改造，如同化、混和、混染（尤其是长英质同化混染）、外部因素（如围岩中碳的作用）下的还原作用是导致硫化物不混溶发生的主要因素，尤其是镁铁质岩浆强烈的地壳混染得到了广泛的同位素、稀土元素、痕量元素等资料的证实。

3　岩浆熔离型铜镍成矿作用

（1）熔离富集成矿作用。超镁铁质岩浆侵入于富含黄铁矿的建造中，岩浆的热作用可以破坏黄铁矿的稳定，形成磁黄铁矿，同时释放出1/4单位的硫，并且硫可以进入岩浆体内，在有高温气态硫存在的条件下，硅酸盐矿物晶格中的Ni、Co等很容易被活化迁移出来，形成各种硫化物。超镁铁质岩浆侵入于富含黄铁矿的建造中，岩浆的热作用可以破坏黄铁矿的稳定，形成磁黄铁矿，同时释放出1/4单位的硫，并且硫可以进入岩浆体内，与硅酸盐矿物或熔浆发生反应形成铁镍硫化物即硫化作用。硫化作用一般发生于岩浆活动的晚阶段或后期，它可使金属硫化物进一步富集，形成岩浆熔离型矿体与热液型矿体过渡类型的一种特殊矿体，这与矿石中普遍发育金属硫化物交代橄榄石、辉石等造岩矿物的现象相吻合。

（2）特定的时控和丰富的物质来源。超大型铜镍矿床主要产于太古宙和古-中元古代以及三叠纪。新元古代和古生代还没发现该类超大型矿床。除陨石冲击成因的萨德伯里镍矿为陆壳变质火山岩和沉积岩熔融物提供成矿物质外，其它超大型铜镍硫化物矿床的矿质主要来源于上地幔。

（3）巨型的张裂构造。超大型铜镍硫化物矿床主要形成于裂谷等张性环境中。巨大的张裂构造带为岩浆的运移、侵位及期后成分的调整等提供了良好的通道和场所。就世界范围内的超大型铜镍硫化物矿床而言，深大断裂及其诱发的次级断裂控制着含矿岩体的形态和产状，并在一定程度上制约着矿床的热液叠加、后期改造及再富集作用。

（4）多期多次的构造-岩浆活动并以晚期岩浆活动为主:研究表明已发现的超大型铜镍硫化物矿床普遍存在着多期次岩浆活动，而这些岩浆活动基本上都与控制岩体的深大断裂的多期次活动密切相关。在多期次岩浆侵入活动中，成矿物质多在晚期侵入体中富集或者矿体紧紧伴随这些晚期侵入体之后，从而表现出多期侵入构造的控制作用。

（5）岩浆充分熔离作用。成矿物质常常伴随晚期的岩浆活动，由于前期不含矿岩浆与后期富矿岩浆的定位空间不同，造成了岩体赋大矿的现象，基本上由于富橄榄石岩浆的温度较高；富橄榄石岩浆中的Ni含量相对较高，更容易与富含SiO2的围岩反应。当岩浆不含富橄榄石，斜方辉石的出现可能起到上述橄榄石的标志性作用。

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F416.1［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-25-1