【摘要】：金川Cu-Ni(PGE)巖漿硫化物礦床是世界第三大的巖漿硫化物礦床,也是中國最大的巖漿硫化物礦床,含有超過5億噸硫化物礦石(鎳品位1.1 wt%,銅品位0.7wt%),是中國鎳、銅、鈷、鉑族元素等多金屬礦產(chǎn)資源的重要礦產(chǎn)地,決定著我國的鎳、銅、鈷、鉑族資源的可持續(xù)開發(fā)前景。除了其經(jīng)濟意義,金川礦床是礦床學(xué)課本中巖漿熔離礦床部分的重要實例,指導(dǎo)中國銅鎳硫化物礦床的勘查工作。此外,金川礦床特有的地質(zhì)特征一直是國內(nèi)外礦床學(xué)家研究的焦點。金川巖漿Ni-Cu-PGE硫化物礦床(白家咀子銅鎳礦)發(fā)現(xiàn)于1958年,1990年以來,國內(nèi)外諸多科研院所和大專院校對金川礦床開展了多方面專題研究,相繼發(fā)表了大批成果(文章和專著)。論文在前人資料基礎(chǔ)上首次采集金川礦床下部(~1250 m標高以下的坑道)典型的巖(礦)石樣品,通過精確地質(zhì)年代學(xué)確定金川礦床形成時的大地構(gòu)造背景;將已有的金川地球化學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)合本次測試數(shù)據(jù)一起建立金川礦床地球化學(xué)(礦物學(xué),全巖主量元素、稀土微量元素、Sr-Nd同位素,鋯石Hf同位素,硫化物礦石S、Cu、Ni、PGE)三維空間分布特征,并討論金川礦床母巖漿特征、巖漿結(jié)晶分異及其同化混染過程、硫化物的熔離和運移過程;論文首次報道了金川礦床的復(fù)合硫同位素數(shù)據(jù)。具體成果如下:1)在龍首山隆起帶中,金川巖體的形成年齡為:839.4±2.5 Ma,龍首山地區(qū)鎂鐵質(zhì)巖脈的形成年齡為:420.6±3.1 Ma和423.5±1.4 Ma,龍首山巖帶中段西井巖體的形成年齡為:421.0±9.0 Ma,小口子巖體的形成年齡為:~284 Ma。龍首山地區(qū)至少存在三期構(gòu)造-巖漿事件形成龍首山隆起帶中的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體(脈)。龍首山地區(qū)在~830 Ma并沒有廣泛分布的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體,不具有大火成巖省的特征,結(jié)合金川礦區(qū)巖體與圍巖邊界在平面上呈鋸齒狀追蹤性質(zhì)推斷金川含礦巖體的形成背景為與Rodinia超大陸裂解相關(guān)的拉張環(huán)境。2)金川礦床所有橄欖石樣品Fo為80~85.5,屬于貴橄欖石。金川礦床的貧硫化物樣品中橄欖石為巖漿分離結(jié)晶之后再與晶間液相發(fā)生相互作用形成的。含硫化物樣品中的橄欖石中的Ni和Fo含量具有負相關(guān)關(guān)系,表明早先結(jié)晶的橄欖石與后期熔離的硫化物之間存在Fe Ni交換。3)金川礦床不同礦區(qū)形成時巖漿中氧逸度相近,為QFM+0.3~+1;金川母巖漿MgO含量為11.79 wt.%,為高鎂拉斑玄武巖;金川巖體原生巖漿的MgO含量為18.1 wt%,為原始地幔經(jīng)過~8%部分熔融形成的苦橄質(zhì)巖漿;巖漿分離結(jié)晶過程為:橄欖石(鉻尖晶石)→斜方輝石→單斜輝石→斜長石+單斜輝石。4)金川礦床負的εnd值(-6~-12)和正的γos值(30~150)表明金川礦床的巖漿源區(qū)為大陸巖石圈地幔(sclm),sr-nd-hf同位素組分的模擬計算表明金川母巖漿經(jīng)歷了上地殼物質(zhì)混染,混染程度約~20%。5)金川硫化物礦石δ34s最高值達8‰,?33s最高值達2.6‰,具有太古代沉積巖?33s值特征,金川超鎂鐵質(zhì)巖體形成過程中經(jīng)歷太古宙沉積巖和太古宙以后地殼物質(zhì)混染,在金川礦床形成過程中有地殼硫的加入。6)假設(shè)源區(qū)地幔(25kbar)的硫含量全部進入金川原始巖漿,原始巖漿的最大硫含量將為1111ppm,金川原始巖漿在2kb(6km)深度下達到硫化物飽和需要的硫含量為2874ppm,金川原始巖漿在~30wt%橄欖石的分離結(jié)晶之后,將會達到硫化物的飽和,但是殘余熔漿中的ni含量將會大大虧損,難以形成金川礦床中高ni品位的礦石。因此,在金川巖漿系統(tǒng)中,分離結(jié)晶作用和地殼混染作用(外源硫的加入)共同促使巖漿發(fā)生硫化物熔離。7)金川礦床不同礦區(qū)r因子(巖漿質(zhì)量:硫化物熔漿質(zhì)量)的變化范圍為:150~1000,且r因子從東到西逐漸降低(ii-e→ii-w-b→i-b礦區(qū)),表明金川礦床形成于一個開放的巖漿系統(tǒng)。此外,金川礦床母巖漿的初始pd含量為~1ppb,該值是大陸溢流玄武巖相關(guān)的pge未虧損的苦橄巖中pd含量的1/10,表明金川母巖漿經(jīng)歷了早期的硫化物分離。8)金川礦床i、ii礦區(qū)成礦模式為:后來侵入的巖漿由東向西流經(jīng)早先沉淀的不混溶的硫化物熔體。9)本文將近年探明的“i6隱伏礦體”分為i-a、ii-w-a礦區(qū),這兩個礦區(qū)的地質(zhì)形態(tài)反映含礦巖漿從西到東、自上而下的運移趨勢,含礦巖石為含輝橄欖巖,造巖礦物和金屬硫化物具定向排列。i-a和ii-w-a礦區(qū)樣品loi含量與其它礦區(qū)相似,表明蝕變程度與其它礦區(qū)相同,排除巖漿期后熱液疊加作用;樣品具有ipge虧損的特征,但并沒有顯示pd、cu富集特征,表明并不是由mss分離結(jié)晶形成的富銅礦脈;ir、pd相關(guān)圖中i-a和ii-w-a礦區(qū)位于低的pd/ir區(qū)域;ipge在鉻尖晶石和橄欖石中為相容元素,而i-a和ii-w-a礦區(qū)的橄欖石、鉻尖晶石具有更為演化的特征,因此,i-a、ii-w-a礦區(qū)形成于更為演化的、含有硫化物熔體的ipge虧損的母巖漿。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P618.2

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 高亞林;湯中立;宋謝炎;田毓龍;孟遠志;;金川銅鎳礦床隱伏富銅礦體成因研究及其深部找礦意義[J];巖石學(xué)報;2009年12期

2 屈文俊;杜安道;李超;孫文靜;;金川銅鎳硫化物樣品中鋨同位素比值的高精度分析[J];巖礦測試;2009年03期

3 耿元生;王新社;沈其韓;吳春明;;內(nèi)蒙古阿拉善地區(qū)前寒武紀變質(zhì)基底阿拉善群的再厘定[J];中國地質(zhì);2006年01期

4 李文淵,湯中立,郭周平,王偉;阿拉善地塊南緣鎂鐵-超鎂鐵巖形成時代及地球化學(xué)特征[J];巖石礦物學(xué)雜志;2004年02期

，

本文編號：2214200