新疆黄山东铜镍硫化物矿床报告

矿床学实习报告报告内容：新疆黄山东铜镍硫化物矿床研究班级：020101专业：资源勘查姓名：唐琪目录一、地质背景及地质条件...........................21.1区域地层...........................31.2成矿条件...........................3二、矿床地质特征...........................42.1矿区地层...........................52.2区域构造...........................52.3区域岩浆活动及岩浆岩...........................52.4含矿岩体特征...........................6三、矿石特征...........................73.1矿石的构造...........................73.2矿石的结构...........................73.3矿石类型...........................8四、成矿时间、成矿期...........................94.1早期岩浆结晶阶段...........................94.2晚期岩浆结晶阶段...........................94.3矿浆成矿期...........................104.4表生期...........................10五、成因初步分析...........................10一、地质背景及地质条件黄山东铜镍矿床位于东天山北部的土墩一黄山一镜儿泉一图拉尔根镁铁一超镁铁质岩带中段,塔里木古板块与哈萨克斯坦一准噶尔板块交接部位,受康古尔塔格一黄山深大断裂控制。该岩带各岩体大致呈东西向展布于康古尔塔格与苦水两条深大断裂之间,长约270Km,宽20一35Km,面积5600Km2西起库姆塔格沙垄,东至图拉尔根,分布有土墩，二红洼，香山，黄山，黄山东，黄山南，葫芦，马蹄，图拉尔根，四顶黑山等岩体图（2.1）各岩体规模不等,地表出露面积最大者近10Km,最小者仅数平方米。多数岩体在平面上成长条状，椭圆状,剖面上成岩柱状，岩斗状，它们均侵位于下石炭统干敦组浊积岩夹少量灰岩和中石炭统梧桐窝子组玄武质火山岩夹安山质火山岩地层中。这些岩体高度分异,普遍有铜镍矿化,其中黄山东为大型矿床,土墩，香山为中型矿床,黄山南。二红洼有不同程度的矿化，近年来吸引了大量地质学家的关注和研究,并取得了丰富的成果部分岩体的SHRIMP锆石U-Pb测年和矿石Re-Os同位素测年表明，这些基性一超基性岩体形成于295一270Ma之间表。对于其成因和形成环境存在不同的观点,归纳起来主要有:蛇绿岩型[75,61]；后碰撞伸展[67,76,60,66]；阿拉斯加型岩体[68,58]；与地慢柱有关[94,35,59]。1.1区域地层研究区出露地层最老为中元古界长城系星星峡群(CcX)其次为中泥盆统头苏泉组(D2t)、下石炭统干墩组(C1g)、雅满苏组(C1y)、下二叠统阿其克布拉克组(Pla)、中侏罗统西山窑组(J2x)、始新统巴坎组(E2b)、渐一中新统桃树园组((E3一Nl)t)。1.2成矿条件大量的区域资料证明,土墩到黄山东一带位于深大断裂带上。其中F断裂深度大,为黄山东复式岩体的形成提供了通道,同时在断层南北两侧出现一系列轴向平行的褶皱群,其间由流劈理和折劈理所构成的菱形构造虚脱带为复式岩体的就位提供了空间位置。根据岩石的结构、原始岩浆性质、产状等可以认为复式岩体原始岩浆来自上地慢,其性质相当于大洋拉斑玄武岩。在岩浆侵位之前,经过丁深部岩桨房的分异作用,然后在构造应力的作用下沿深大断裂上侵第一侵入阶段主体辉长岩先就位由于构造作用,主体辉长岩的原生节理又为第二侵入阶段的I号超基性岩提供了就位空间,与此同时,辉长苏长岩在主体辉长岩的西部虚脱部位就位。然后第三侵入阶段超基性岩沿原生节理及构造部位上侵就位。产出部位及储矿岩石不同,但硫同位素组成具有物组合及有益元素的分布规律等特点,均反睐了黄山东铜镍矿床存在多种成矿作用。黄山东铜镍矿床,以熔离成矿作用为主,熔离一贯入-热液交代等成矿作用为辅。熔离作用一般形成硫化铜镍贫矿,熔离一贯入成矿作用一则形成较富的矿体,热液作用具有叠加作用。在岩浆房分异过程中形成的熔离矿浆,随岩浆上侵就位,‘形成品位低、均匀、厚度不大的悬浮矿体。部分矿浆由午重力岌构造应力作用向内外接触带贯入,形成熔离一贯入矿体。此种矿体品位较富,厚度大,矿石成分复杂{·二、矿床地质特征2.1矿区地层黄山东镁铁一超镁铁质岩体位于新疆哈密市东南160Km处,主要受控于北东东向展布的康古尔断裂带次级断裂,侵位于下石炭统干敦组变余含铁粉砂岩、变粒岩、板岩及生物碎屑灰岩[95,8l]与围岩的接触带可见石榴石、符山石、硅灰石、透辉石等热接触变质矿物及重结晶的黑云母和白云母,展示热侵位特征地层因岩浆侵位其产状变化较大,在岩体南部为倾向345倾角70左右,岩体北侧在倾向140倾角65到倾向60倾角75之间,局部有所不同下石炭统干敦组岩石宏观色调为灰一深灰色,片状构造发育。2.2区域构造研究区内以东西向和近东西向的康古尔塔格断裂体系及派生的次级断裂和苦水断裂最为发育以高角度逆断层为主,延伸较远,一般在百公里以上康古尔塔格深断裂带也是东疆规模最大的深断裂带之一,在泥盆纪系和石炭系显示为韧性剪切带,具有剪切和挤压的交替作用而呈多期变形特征,镁铁一超镁铁杂岩体沿此断裂不连续分布其两侧发育的次级断裂,为重要控岩控矿构造,而更低序次的断裂直接的容岩容矿构造区内次一级褶皱。断裂较为发育,但由于长期的构造变动的破坏,构造形态多已不完整,但总的形态展布方向仍然受区域性东西向主体构造的控制,具有明显的相似性,多为线状紧密褶皱,范围大小不等,主要有苦水向斜束和山口一双岔沟背斜。2.3区域岩浆活动及岩浆岩区内岩浆活动频繁,岩浆岩分布广,种类多,从深成岩到浅成岩,从岩基岩株到岩墙均有出露,有超基性、基性、中性和酸性各类岩体其中以花岗岩出露最广,闪长岩次之,镁铁一超镁铁岩发育最少岩浆活动集中于华力西期,以华力西中晚期岩体最为发育华力西中期共有三次岩浆侵入活动,其中第一侵入次的岩体为岩枝状，岩株状，岩基状，长条状产出的花岗闪长岩，石英闪长岩，花岗岩，斜长花岗斑岩，第二侵入次的岩体分布最广,为岩基状、岩枝状的黑云母花岗岩、斜长花岗岩、花岗岩及黑云母二长花岗岩；第三侵入次的岩体出露较少,呈岩株状、岩枝状的黑云母正长岩。华力西晚期第一侵入次的岩浆岩主要为北东东和近东西向展布多呈不规则透镜状产出的镁铁一超镁铁质岩体。主要岩石类型有辉石闪长岩、角闪辉长苏长岩、斜长角闪橄榄辉长岩、角闪辉石岩、斜长角闪橄榄岩是本区铜镍硫化物矿床的含矿岩体第二侵入次的岩体主要为岩基，岩枝状的黑云母花岗岩，黑云母二长花岗岩，花岗岩，石英闪长岩组合，第三侵入次的岩体分布较少,为岩株状的细晶花岗岩,主要侵入到本期第二侵入次的黑云母花岗岩中。2.4含矿岩体特征黄山东镁铁一超镁铁质岩体为一复式岩体,按侵位顺序可分为三个阶段:第一阶段由橄榄辉长岩、角闪辉长岩、辉长闪长岩、闪长岩组成,构成复式岩体的主体,约占岩体总面积的75%第二阶段由橄榄辉长苏长岩组成;第三阶段由二辉橄榄岩和辉石角闪橄榄岩组成,为黄山东岩体主要含矿岩性，整个复式岩体出露面积2.8km,空间上为一漏斗状,地表呈菱形透镜体岩体边部的辉长岩见有围岩的捕虏体以及剪切变形。岩体的地质年龄研究较为丰富,研究程度相对较高，李华芹(1998)测得岩体全岩Sm~Nd年龄320加减28Ma矿石Sm一Nd年龄314加减14Ma,对这些岩体曾有属泥盆纪一早石炭世蛇绿岩之说,毛景文等(2002)测定黄山东矿石Re一Os等时线年龄为(282士20)Ma表明岩体和成矿年龄明显晚于围岩,因而排除了矿床与蛇绿岩有关的可能,显然反映是造山后陆内伸展构造环境中形成的韩宝福等(2004)测得岩体中橄榄苏长岩相锆石SHRMP年龄27加减3Ma，表明黄山东岩体形成于早二叠纪,应为后碰撞时期的产物。三、矿石特征3.1矿石的构造根据矿石中金属矿物的含量,浸染状构造可分为:(l)稠密浸染状构造:金属矿物含量50一80%(2)中等浸染状构造:金属矿物含量20一50%(3)稀疏浸染状构造:金属矿物含量5一20%(4)星散浸染状构造:金属矿物含量5%在矿体中稀疏浸染状、中等浸染状及稠密浸染状构造往往呈渐变的过渡关系；浸染状构造是本矿床中主要构造类型之一,在补体辉长苏长岩、深色橄榄辉长岩及辉石角闪橄榄岩中均见有这类矿石构造分布。3.2矿石的结构3.3矿石类型稠密浸染状矿石（HSD-K-1)以雌黄铁矿、黄铜矿为主，发暗有金属光泽，含量达60%以上黄铜矿呈红铜色，颜色较亮，含量少约5%，有的风化面呈紫红色。围岩含橄榄石，辉石，长石。稀疏浸染状矿石（HSD-K-4)以黄铜矿为主，黄铜矿新鲜面呈红棕色，风化面呈褐红色，含量约10%。围岩蚀变黄山东镁铁一超镁铁质岩体主要造岩矿物为橄榄石!辉石!斜长石及角闪石!黑云母,各种矿物含量随岩石类型的不同而有较大的变化;蚀变类型主要有透闪石化!绿泥石化,蛇纹石化,绿帘石化，高岭土化及绢云母化等。四、成矿时间、成矿期4.1早期岩浆结晶阶段从岩石矿石标本及其光薄片研究中,发现早期岩浆结晶阶段有自形晶铬铁矿与橄榄石等主要矿物镶嵌共生,说明作为副矿物存在的金属氧化物晶出时间较早另外,磁铁矿集合体呈珠滴状构造出现在角闪橄榄辉长岩中;珠滴状磁黄铁矿与镍黄铁矿分布于蛇纹石化橄榄岩中这表明在岩浆早期不但有金属硫化物的熔离作用发生,而且还有金属氧化物的熔离作用。4.2晚期岩浆结晶阶段在主要造岩矿物大量晶出后,磁黄铁矿等金属硫化物开始晶出，结晶时间约在晚期岩浆结晶阶段。从矿石组构资料所见,磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿集合体呈珠滴状分布于橄榄岩中,金属硫化物矿石具海绵陨铁结构等情况,说明金属硫化物熔体虽然是在岩浆阶段熔离分出,结晶作用却是在主要岩浆结晶以后,相当于晚期岩浆结晶阶段以磁铁矿大量晶出为特征,角闪石，黑云母结晶完好,并有部分酸性斜长石结晶生成，主要金属硫化物(磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿和黄铜矿)结晶成矿,与此同时先期结晶的造岩矿物(橄榄石、辉石)发生自变质作用。4.3矿浆成矿期深部熔离分异的以金属硫化物为主的矿浆,含少量硅酸盐,贯入到先期形成的岩体矿体内部,叠加成矿,形成致密块状矿石,是该区矿床重要的成矿期根据矿物共生组合关系,橄榄石结晶较早,辉石!斜长石次之磁铁矿呈浑圆状分布于硫化物集合体内部,说明主要金属硫化物形成较晚矿石局部表现有热液现象,但程度低,对矿床储量没有重要的影响。4.4表生期主要矿物组合为铜蓝+褐铁矿+孔雀石,是原生矿体经氧化!淋滤作用形成氧化矿体,规模小品位低,工业意义不大五、成因初步分析5.1矿石含量分析成矿因素岩浆型Ni-Cu-（PGE)硫化物矿床形成的关键在于岩浆中的s达到饱和与亲铜元素结合形成硫化物,进而硫化物熔体从硅酸盐岩浆中熔离出来,在一定的空间内与足够的硅酸盐岩浆混合使亲铜元素品位提高,并保存于合适的空间[43,46]。引起岩浆中硫饱和作用机制的认识主要有:(l)地壳混染:在岩浆型Ni一Cu一(PGE)硫化物矿床的成矿过程中,多数矿床有地壳物质的混入引发硫饱和。实验研究证明,富含SiO2的物质的加入可以降低岩浆中硫的溶解度Naldrett(1989)研究表明,岩浆中SiO2、AL2O3、MgO及氧逸度等的变化对硫的溶解度有明显的影响。LightfootandHawkesworth(1997),repleyetal.(2003)研究表明,Noril,sk矿床的Nadezhdins材矿化层的形成主要是由富含SiO2.的地壳物质的加入引起的,而与富含硫的围岩无关.(2)岩浆的结晶分异:岩浆S和Fe2+是密切相关的[52]。富Fe矿物的结晶分异(橄榄石，辉石，磁铁矿，铬铁矿)