熔离型铜镍硫化物矿床成矿分析

喇晓军

摘要：岩浆融离作用造就了大量有用矿物质聚集，因此形成的矿床被称为岩浆融离矿床，该作用主要形成过程是指有用矿物质在岩浆处于液态或熔融状态时与硅酸盐发生分异作用时形成的。岩浆型铜镍硫化物矿床是典型的岩浆熔离矿床，是目前镍矿床的主要来源。本文主要综述与分析铜镍岩浆硫化物矿床的特征、分类方式、成矿机制等内容，并对目前研究中存在的问题和未来的发展进行了讨论和展望。

关键词：岩浆熔离矿床；铜镍硫化物矿床；特征；成矿机制

一、熔离矿床成因

矿床融离作用在铜镍硫化物矿床的形成过程非常重要。基性岩浆在高温高压的作用下，其一部分可溶解成硫化物熔体；但硫化物在温度下降时溶解度又迅速降低，硫化物硅酸盐岩浆被分解成互不溶解的两种硫化物熔体。而最初溶解而成的硫化物熔体，聚集成珠形熔体分散于硅酸盐熔体总；因形成的小球珠形熔体比重较大，其逐渐向岩浆底部沉降，因此形成了硫化物矿体底部矿床。如果在融离过程中一部分岩浆冷却较快或融离时间过短，将致使一部分硫化物无法沉降到岩体底部，将在岩体内部形成浸染状矿体。

1-侵入体上部的浸染矿石；2-不含矿的基性岩；3-侵入体中部的浸染矿石；

4-侵入体底部的致密矿体（矿体扩大表示）；5-基岩

一般情况下，岩浆中硅酸盐矿物的结晶温度比硫化物熔体的结晶温度高很多，硫化物结晶通常在硅酸盐矿物质结晶完成后才开始进行结晶，因此硫化物也通常呈现其他形状结晶，形成海绵陨铁结构状结晶。

熔离矿床的规模一般都比较大，比如我国甘肃金川铜镍硫化物矿床。此类矿床通常与晚期岩浆矿床的特点相似，其主要产于基性岩中，但部分是铜、镍、铂等金属矿物的重要来源。

二、岩浆型铜镍硫化物矿床的分类及成矿背景

2.1分类方法

岩浆铜镍硫化物矿床的分类较多，现今影响较大地分类，其分类依据多为“构造-岩石组合”，代表性的分类有Anthony J.Naldrett的分类方法，其主要是根据岩石岩性结合岩浆作用的大地构造背景进行分类；此外汤中立依据岩性与构造环境的关系将我国岩浆硫化物矿床划分四类：即古陆块内部的小侵入体矿床、与大陆溢流玄武岩有关侵入体矿床、造山带内小侵入体矿床及蛇绿岩型矿床。

2.2成矿的地质背景

铜镍硫化物矿主要床分布于大陆地块中的四类地区：1）古陆块（克拉通或微陆块）的内部；2）古陆块的边缘；3）陆块增生褶皱带且靠近古陆块的边缘；4）陆块的增生褶皱带。

三、岩浆型铜镍硫化物矿床的普遍特征

3.1岩体特征

铜镍硫化物矿床的赋矿岩体都是基性-超基性岩石，岩体多呈不规则状产出，其规模大小不尽相同，主要为岩墙状、岩盆状。岩体的岩石类型主要包括了苏长岩-辉长岩、橄榄辉石岩-二辉橄榄岩-橄榄岩及与溢流玄武岩相当的侵入体、科马提岩等；杂岩体常有2-4个岩相组合，例如已发现的矿床中，金川为二辉橄榄岩-橄榄二辉岩、含辉橄榄岩-二辉橄榄岩-二辉岩、纯橄榄岩，朱布为橄榄岩、二辉橄榄岩、橄榄二辉岩、二辉岩和辉长岩，喀拉通克为闪长岩、辉长苏长岩相，橄榄苏长岩、辉长辉绿岩。

3.2地球化学特征

从文献资料中可以统计出，在橄榄岩和二辉橄榄岩中，MgO平均含量为20%-31%，FeO+Fe2O3含量為10%-15.5%，辉长岩与苏长岩中，MgO平均含量为8%-20%，Fe2O3+FeO含量为6%-19%，含铜镍矿的杂岩一般m/f比值多较低，在2-6.5之间的范围。[（Mg2++Ca2++Ni2++Mn2++Fe2++Fe3+）/（Si4++Ti4+）]比值在0.8和1.8之间大多是具有较好成矿潜力的区域，它们的投点落在AFM图解得拉斑玄武岩系列中，并倾向于M一端，属于高镁拉斑玄武岩系列。然而通过10MnO-10P2O5-TiO2氧化物投图，判别黄山-镜儿泉铜镍矿带岩体的岩浆源区为拉斑到钙碱系列的趋势，大部分样品落于钙碱性玄武岩区，落在岛弧拉斑玄武岩区域内的样品只占少数，呈现出从拉斑玄武岩向钙碱性玄武岩过渡的岩浆演化趋势，这表明黄山-镜儿泉铜镍矿带中钙碱性岩浆源对于岩浆硫化物成矿更加有利。

岩石的成分分析表明造岩矿物中都有较高的镍含量，金川岩体的橄榄岩和二辉橄榄岩中橄榄石和辉石氧化镍含量分别为0.22%和0.07%；辉石橄榄岩中则对应为0.17%和0.07%，造岩矿物的高氧化镍含量也为硫化作用和热液叠加作用成矿提供了必要条件。

三、熔离矿床成矿机制

较为经典的成矿理论是岩浆熔离成矿作用。沃格特早在19世纪末就已经提出：铜镍硫化物在基性—超基性岩中地富集是由于岩浆的不混熔而液态分离作用所导致的，其熔离作用基本上都是发生在岩浆的侵位以后。可是随着研究的不断深入，地质学家们发现这种理论在许多情况下不能给出全面的具体地解释，因此更多的新成矿理论便产生了。这其中最为主要的就是岩浆深部液态重力分异成矿作用，它是指当原始岩浆还处在地球深部时，其中赋存的阴离子与阳离子在静电聚合的作用和地球重力场的共同作用下，发生迁移和聚合使得原始岩浆下部富集镁、铬、镍等元素，使其上部富集钾、纳等元素的多相体系。这种岩浆深部重力分异作用使得形成多样性岩浆和铜镍硫化物等成矿元素的初始富集成为可能。

四、讨论分析

铜镍硫化物矿床形成时的岩浆由产生到最后定位成岩成矿是一个比较复杂的过程，此类矿床多与镁铁质-超镁铁质岩石伴生，岩浆深部熔离富集作用是此类矿床成矿的基础。岩浆深部混染、融离作用于围岩同化作用共同使得岩浆成分发生改变，其通过地球化学行为示踪元素中反映出来。因此可以利用一些特定元素的追踪就能对成矿过程进行分析，相关资料和证据表明铱、锇等元素已经通过此类方法进行了有效追踪。

融离作用形成的铜镍矿床的规模与岩体大小存在着一定的关系。大型或者超大型的矿床一般都存在于大型岩体中，但也有存在于小型岩体中。然而小岩体通常都是地质条件都比较单一，能赋存大型矿床的关键因素是岩浆是否经过充分融离作用，是否有足够的成矿物质元素存在于后期岩浆中。因此我们在今后的找矿过程中应该加强应用这方面的知识理论，更应该注意综合此类因素进行分析，从而更好、更高效的找到大型矿床，为我国矿产发展做出应有的贡献。

参考文献：

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