熔離型銅鎳硫化物礦床成礦分析

喇曉軍

摘要：巖漿融離作用造就了大量有用礦物質聚集，因此形成的礦床被稱為巖漿融離礦床，該作用主要形成過程是指有用礦物質在巖漿處于液態或熔融狀態時與硅酸鹽發生分異作用時形成的。巖漿型銅鎳硫化物礦床是典型的巖漿熔離礦床，是目前鎳礦床的主要來源。本文主要綜述與分析銅鎳巖漿硫化物礦床的特征、分類方式、成礦機制等內容，并對目前研究中存在的問題和未來的發展進行了討論和展望。

關鍵詞：巖漿熔離礦床；銅鎳硫化物礦床；特征；成礦機制

一、熔離礦床成因

礦床融離作用在銅鎳硫化物礦床的形成過程非常重要。基性巖漿在高溫高壓的作用下，其一部分可溶解成硫化物熔體；但硫化物在溫度下降時溶解度又迅速降低，硫化物硅酸鹽巖漿被分解成互不溶解的兩種硫化物熔體。而最初溶解而成的硫化物熔體，聚集成珠形熔體分散于硅酸鹽熔體總；因形成的小球珠形熔體比重較大，其逐漸向巖漿底部沉降，因此形成了硫化物礦體底部礦床。如果在融離過程中一部分巖漿冷卻較快或融離時間過短，將致使一部分硫化物無法沉降到巖體底部，將在巖體內部形成浸染狀礦體。

1-侵入體上部的浸染礦石；2-不含礦的基性巖；3-侵入體中部的浸染礦石；

4-侵入體底部的致密礦體（礦體擴大表示）；5-基巖

一般情況下，巖漿中硅酸鹽礦物的結晶溫度比硫化物熔體的結晶溫度高很多，硫化物結晶通常在硅酸鹽礦物質結晶完成后才開始進行結晶，因此硫化物也通常呈現其他形狀結晶，形成海綿隕鐵結構狀結晶。

熔離礦床的規模一般都比較大，比如我國甘肅金川銅鎳硫化物礦床。此類礦床通常與晚期巖漿礦床的特點相似，其主要產于基性巖中，但部分是銅、鎳、鉑等金屬礦物的重要來源。

二、巖漿型銅鎳硫化物礦床的分類及成礦背景

2.1分類方法

巖漿銅鎳硫化物礦床的分類較多，現今影響較大地分類，其分類依據多為“構造-巖石組合”，代表性的分類有Anthony J.Naldrett的分類方法，其主要是根據巖石巖性結合巖漿作用的大地構造背景進行分類；此外湯中立依據巖性與構造環境的關系將我國巖漿硫化物礦床劃分四類：即古陸塊內部的小侵入體礦床、與大陸溢流玄武巖有關侵入體礦床、造山帶內小侵入體礦床及蛇綠巖型礦床。

2.2成礦的地質背景

銅鎳硫化物礦主要床分布于大陸地塊中的四類地區：1）古陸塊（克拉通或微陸塊）的內部；2）古陸塊的邊緣；3）陸塊增生褶皺帶且靠近古陸塊的邊緣；4）陸塊的增生褶皺帶。

三、巖漿型銅鎳硫化物礦床的普遍特征

3.1巖體特征

銅鎳硫化物礦床的賦礦巖體都是基性-超基性巖石，巖體多呈不規則狀產出，其規模大小不盡相同，主要為巖墻狀、巖盆狀。巖體的巖石類型主要包括了蘇長巖-輝長巖、橄欖輝石巖-二輝橄欖巖-橄欖巖及與溢流玄武巖相當的侵入體、科馬提巖等；雜巖體常有2-4個巖相組合，例如已發現的礦床中，金川為二輝橄欖巖-橄欖二輝巖、含輝橄欖巖-二輝橄欖巖-二輝巖、純橄欖巖，朱布為橄欖巖、二輝橄欖巖、橄欖二輝巖、二輝巖和輝長巖，喀拉通克為閃長巖、輝長蘇長巖相，橄欖蘇長巖、輝長輝綠巖。

3.2地球化學特征

從文獻資料中可以統計出，在橄欖巖和二輝橄欖巖中，MgO平均含量為20%-31%，FeO+Fe2O3含量為10%-15.5%，輝長巖與蘇長巖中，MgO平均含量為8%-20%，Fe2O3+FeO含量為6%-19%，含銅鎳礦的雜巖一般m/f比值多較低，在2-6.5之間的范圍。[（Mg2++Ca2++Ni2++Mn2++Fe2++Fe3+）/（Si4++Ti4+）]比值在0.8和1.8之間大多是具有較好成礦潛力的區域，它們的投點落在AFM圖解得拉斑玄武巖系列中，并傾向于M一端，屬于高鎂拉斑玄武巖系列。然而通過10MnO-10P2O5-TiO2氧化物投圖，判別黃山-鏡兒泉銅鎳礦帶巖體的巖漿源區為拉斑到鈣堿系列的趨勢，大部分樣品落于鈣堿性玄武巖區，落在島弧拉斑玄武巖區域內的樣品只占少數，呈現出從拉斑玄武巖向鈣堿性玄武巖過渡的巖漿演化趨勢，這表明黃山-鏡兒泉銅鎳礦帶中鈣堿性巖漿源對于巖漿硫化物成礦更加有利。

巖石的成分分析表明造巖礦物中都有較高的鎳含量，金川巖體的橄欖巖和二輝橄欖巖中橄欖石和輝石氧化鎳含量分別為0.22%和0.07%；輝石橄欖巖中則對應為0.17%和0.07%，造巖礦物的高氧化鎳含量也為硫化作用和熱液疊加作用成礦提供了必要條件。

三、熔離礦床成礦機制

較為經典的成礦理論是巖漿熔離成礦作用。沃格特早在19世紀末就已經提出：銅鎳硫化物在基性—超基性巖中地富集是由于巖漿的不混熔而液態分離作用所導致的，其熔離作用基本上都是發生在巖漿的侵位以后。可是隨著研究的不斷深入，地質學家們發現這種理論在許多情況下不能給出全面的具體地解釋，因此更多的新成礦理論便產生了。這其中最為主要的就是巖漿深部液態重力分異成礦作用，它是指當原始巖漿還處在地球深部時，其中賦存的陰離子與陽離子在靜電聚合的作用和地球重力場的共同作用下，發生遷移和聚合使得原始巖漿下部富集鎂、鉻、鎳等元素，使其上部富集鉀、納等元素的多相體系。這種巖漿深部重力分異作用使得形成多樣性巖漿和銅鎳硫化物等成礦元素的初始富集成為可能。

四、討論分析

銅鎳硫化物礦床形成時的巖漿由產生到最后定位成巖成礦是一個比較復雜的過程，此類礦床多與鎂鐵質-超鎂鐵質巖石伴生，巖漿深部熔離富集作用是此類礦床成礦的基礎。巖漿深部混染、融離作用于圍巖同化作用共同使得巖漿成分發生改變，其通過地球化學行為示蹤元素中反映出來。因此可以利用一些特定元素的追蹤就能對成礦過程進行分析，相關資料和證據表明銥、鋨等元素已經通過此類方法進行了有效追蹤。

融離作用形成的銅鎳礦床的規模與巖體大小存在著一定的關系。大型或者超大型的礦床一般都存在于大型巖體中，但也有存在于小型巖體中。然而小巖體通常都是地質條件都比較單一，能賦存大型礦床的關鍵因素是巖漿是否經過充分融離作用，是否有足夠的成礦物質元素存在于后期巖漿中。因此我們在今后的找礦過程中應該加強應用這方面的知識理論，更應該注意綜合此類因素進行分析，從而更好、更高效的找到大型礦床，為我國礦產發展做出應有的貢獻。

參考文獻：

[1]游小毛.地質礦產研究專業技術管理[J].科技與企業，2012（19）.

[2]史冠忠，銅鎳硫化物礦床特征與成礦機制綜述.科技咨詢導報，2007.NO.16：67

[3]俞軍真，曾南石，王方里.初論流動熔離成礦作用.《礦物學報》，2013年S2期.