金川超大型岩浆cu-ni-pge矿床深部及外围找矿

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1、金川超大型岩浆Cu-Ni-PGE矿床深部及外围找矿收稿日期：；改回日期：基金项目：国家科技支撑计划项目（2006BAB01B08）和中国地质调查局地质调查项目（200110200081）资助。作者简介：李文渊，男，1962年生，博士，研究员，主要从事矿床勘查和研究工作。李文渊张照伟姜寒冰谭文娟(中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710054)提要：金川深部和外围找矿是世界矿业界关注的问题。本论文在重新审视金川矿床所在龙首山岩带构造背景及构造演化历程的基础上，对金川矿床成矿所依托的重要幔源岩浆事件及其Ni、Cu、Co等金属硫化物和PGE的富集成矿过程与最终可能的就位方式进

2、行了探讨，对龙首山镁铁-超镁铁岩体（群）与金川含矿岩体进行地质和地球化学对比研究，指出元古宙金川岩浆事件，有多种形式的岩浆作用产物遗留了下来，其中金川岩体是经过地壳混染，硫化物液相大规模熔离，贫硫化物硅酸盐岩浆移离以后，剩余的富含金属硫化物液相的硅酸盐岩浆侵入的产物，是大规模岩浆事件后期侵入作用的结果。龙首山岩带还应有金川同期次富金属硫化物岩体分布，关键是确定岩石微量元素地球化学指标和地球物理组合特征予以判别预测新的找矿靶区。金川含矿岩体成岩成矿的原始几何形态的判断和后期逆冲构造推覆作用过程的重塑，是实现金川矿床深部找矿的重要基础工作，金川Ⅰ矿区北缘100×1000m2断面

3、金属硫化物矿体的地表出露，表明金川岩体原始水平状态的延长决不止1000m长度，金川深部仍有未勘探控制的矿体存在，主要在于利用井下采场或井中电磁测量预测深部矿体。关键词：超大型矿床；岩浆Cu-Ni-PGE矿床；成矿特征；深部找矿；外围找矿中图分类号：欧亚大陆产出两例超大型岩浆Cu-Ni-PGE矿床，一例是产于西伯利亚稳定克拉通西北缘的俄罗斯诺里尔斯克矿床，另一例就是位于中朝克拉通西南缘的中国金川矿床。这两例超大型矿床对世界镍金属矿业格局构成了重要的影响，是世界硫化镍金属的主要产地之一。随着勘查技术的进步和地质认识的提高，世界上几乎所有的超大型岩浆Cu-Ni-PGE矿床外围近十

4、余年来均有新的矿床发现，储量在不断增加[1～2]。但金川矿床自1958年发现以来，近50年来勘查工作在其外围龙首山镁铁-超镁铁岩带再无新的矿床发现，金川矿床本身除在勘探剖面之间矿山开采中发现未控制的块状特富矿体，而使镍、铜金属储量有所增加外，在深部也并未发现新的重要矿体。金川矿床镍金属储量已由世界第二大岩浆镍硫化物矿床，降为第三位，位于加拿大的萨德伯利（Sudbury）和俄罗斯的诺里尔斯克（Noril’sk）之后。这是一个令人困惑的问题。是金川矿床果真如人们所讲的“独生子”呢，还是勘查认识上的偏差未能有效发现新的矿床？近10余年来的进一步勘查选区研究和局部勘查验证工作仍未得

5、出明确回答。运用现代地质学的认识，与板块构造关系不大的岩浆Cu-Ni-PGE矿床，愈来愈多的研究表明其成矿物质来源和成矿动力是地幔柱作用，特别是大规模岩事件和亲地核、下地幔的Ni、Co等金属元素的超常富集是超级地幔柱作用的结果。这个超级地幔柱起源于核幔边界的“D”层，是地壳演化早期壳幔物质交换的主要作用方式，并贯穿于地球的整个演化过程[3～4]。5因此，金川超大型矿床作为前寒武纪幔源金属元素的异常聚集体，决不可能是孤立的成矿作用产物，而应是一个重要的壳幔物质交换地质事件的结果。这种结果不可能是一个孤立的点上的富集，应是一个重要地质事件重要岩浆活动范围多个点上富集偶然发现的一

6、个表现。现在问题的关键，是由于多期重大构造改造，现残存地质遗迹已不可能恢复其内含成矿作用的地质事件的全貌。但就金川矿床外围找矿问题，又可将问题浓缩到外围出露或浅部的镁铁-超镁铁岩体上。是否与金川岩体是同期的产物，形成时代是否一致？岩石地球化学成分是否相同，有无同样有利于成矿的物理化学条件？这两个问题归结起来，就是要对金川外围镁铁-超镁铁岩体（包括浅部隐伏的）与金川岩体的精细对比，通过对比提出相似的选区予以找矿验证。而金川矿床本身深部找矿，主要是解决成矿岩体原始形态形成时成岩成矿特点，进而明确找矿方位和目标。本论文主要通过利用以往研究数据，以上述思想进行对比研究，初步指出金川

7、矿床深部和外围找矿的方向。并就存在的问题，提出进一步工作的认识。1成矿地质背景金川铜镍矿床位于华北古陆阿拉善陆块西南缘龙首山隆起中。龙首山隆起南邻早古生代祁连造山带的河西走廊山前沉降带，北接中新生代的潮水盆地。大地电磁测深（MT）结果表明，以往认为是金川含矿岩体导岩构造的龙首山北缘F1大断裂，实际是10km深处向南收敛的电性薄层，是中生代印支期陆内造山作用逆冲构造的界面，龙首山是一自南而北被推覆拼贴在阿拉善地块上的构造岩片，龙首山南北界断层是岩片的顶底界面[5]。金川含矿岩体及其外围龙首山镁铁-超镁铁岩体均作为构造