金川铜镍矿床简述

摘要

金川岩浆矿床与世界上其它几个大型硫化铜镍矿相比,具有矿化比例极高,岩体的岩相分带和矿体产状与原地熔离机制不协调等地质和成因特点。论文通过对金川铜镍矿地质构造及矿化特征、成矿模式系统分析,指出金川铜镍硫化物矿床形成和定位的主要控制因素表现为:同源岩浆控制和后期构造控制。 一、简述

金川铜镍矿床由当时甘肃省地质局祁连山地质队(后改称第六地质队)一分队1958年发现于一名叫“白家嘴子”的地方。矿床发现后，甘肃省委主管工业书记何承华到现场，建议改名“金川”，寓意铜、镍金属之多。从此，“金川”一名开始延用至今。

该矿床又称金川铜镍矿，是个特大型的铜镍矿床，位于金昌市境内，该矿发现于1958年，1959年开始普查勘探，1966年提交了Ⅲ矿区的最终勘探报告，1972年完成了Ⅱ矿区的最终勘探报告，1973年结束了Ⅳ矿区的初步勘探。累计探明铜储量350.44万t，镍储量553.65万t，矿床镍品位0.47%～1.64%，铜品位0.24%～1.66%。该矿床也是我国铂族金属和钴金属的重要来源。

金川铜镍矿是世界著名的多金属共生的大型硫化铜镍矿床之一。镍和铂族金属居全国第一位，铜、钴储量居全国第二位，矿床中伴生的多金属品类之多，在国内外迄今尚属罕见。金川铜镍矿的发现与开发，从根本上结束了我国缺镍少铂的历史. 矿床位于中朝准地台阿拉善隆起区西南边缘的龙首山隆起，北为地台内部区，南为祁连山褶皱系。龙首山隆起夹于北缘和南缘两断裂带之间，北缘断裂带是隆起和潮水坳陷的分界，南缘断裂带是隆起和河西走廊过渡带的分界。 二、金川铜镍矿成矿背景

金川超大型岩浆Cu2Ni2PGE矿床形成于中元古代早期北祁连古大陆裂谷拉张初期穹状隆起阶段,大地构造上位于华北古陆阿拉善陆块西南缘龙首山隆起中[3]。龙首山隆起南以南缘断裂与祁连褶皱带分开,北以龙首山北缘断裂与潮水凹陷相邻,沿龙首山隆起带南缘断裂分布有大小20余个镁铁超镁铁岩体(群)和若干个中酸性岩体,组成北西西向转向近东向龙首山构造岩浆带,东西延伸200km左右,金川矿床正处于其构造转折处[1- 3](图1)。金川超镁铁岩侵位于龙首山隆起结晶基底古元古代龙首山群中,成岩成矿时代为1508±31Ma[2],龙首山群下部是以基性火山岩为特点的白家嘴子组,其上为以沉积碎屑岩、碳酸盐岩为主的塔马子沟组。盖层为长城—蓟县系和震旦系富镁碳酸盐岩建造和碳酸盐岩碎屑流沉积建造[1- 3, 5]。区域地层褶皱发育,龙首山北西西向隆起构造两侧边缘地

带有挤压性断裂带(F1)存在[6]。另外有北东东走向(F8、F16- 1)和近南北走向(F17)两组断裂与挤压性断裂带斜交[7](图2)。迄今为止,关于金川矿床形成和控制因素的新认识改变了以往认为含矿超基性岩体是其相邻的F1深断裂作用上地幔超基性岩浆上侵的结果[ 7]的看法。大地电磁测深(MT)结果表明,龙首山北缘F1 大断裂,实际是中生代印支期陆内造山作用逆冲推覆构造的界面,其主要贡献是将深侵位的含矿岩体推覆至地表剥蚀出露。

三、工业矿体

矿床类型属深部熔离－复式贯入矿床。矿床的工业矿体按成因分为岩浆就地熔离、岩浆深部熔离－贯入、晚期贯入和接触交代四种类型。

岩浆就地熔离矿体，工业意义仅次于岩浆深部熔离一贯入矿体，居第二位。矿体规模大小不等，长数米至数百米，厚一至数十米，呈不规则透镜体产出，沿走向、倾向具明显的膨缩变化及分枝复合，规模较大者多产于基性度较高的含二辉橄榄岩和二辉橄榄岩中，空间上位于含矿岩石岩相带的中下部，矿体的产状、形态受所在岩相的控制。

岩浆深部熔离－贯入矿体，规模巨大，厚数十米至百余米，长数百米至千米，是最重要的矿体类型。主要产出于岩体底部或根部，少数靠近上盘，个别贯入岩体的底盘围岩中。矿体形态呈似板状、透镜状，膨缩变化明显，尖灭变薄突然，产状较岩体陡或缓，穿插先期形成的各岩相，其分布不受早期分异岩相的制约，

规模与所处岩体的规模、分异程度无关。含矿岩石为纯橄榄岩，矿体边部辉石增多。金属硫化物集合体均匀地充填在造岩矿物晶间，粒度一般1－6毫米，含量为12％~25％，形成海绵陨铁构造。局部受动力或热液作用影响，使硫化物呈 片麻状、毛毡状、星云状等构造形态。主要金属矿物磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿之比为4．8：2．6：1，矿石中含铂族、金、银、钴、硒、碲、硫及镓、锗、铟、铊、铼等伴生成矿元素。

晚期贯入矿体，受岩体原生构造裂隙和其他构造裂隙的控制，赋存于深部熔离一贯入矿体中或岩体根部的接触带。矿体长数米至百余米，厚数10厘米至20余米，呈不规则扁豆状、脉状产出。膨缩变化大，尖灭突然，成群出现，其形态与构造裂隙性质密切相关。

接触交代矿体产于岩体上、下盘围岩(主要为白云质大理岩)及捕掳体中。大者主要赋存于下盘围岩,长数百米,厚数米至数十米，呈似层状、透镜状、囊状产出，产出部位多紧靠含矿岩体，产状与岩体边缘一致。由稀疏浸染状、稠密浸染状夹脉状矿石组成，一般近岩体一侧镍品位较富，远之变贫，铜品位变化与镍相反，最后变为铜矿石，显示出铜较镍具有较强的迁移能力。

四、对金川铜镍矿地质特征和成因模式的认识与讨论

目前,对金川铜镍矿地质特征和成因模式方面主要的认识和结论包括以下几点: 1) 在大陆裂谷发展前期拉张环境中成岩成矿,并随龙首山推覆构造转移到现今位置; 2) 含矿母岩形成于长城纪(1508±31Ma) ,成矿作用主要在元古代及加里东期; 3)深部熔离- 贯入作用是主要成矿机制,含矿岩浆的有序侵位显示岩浆在深部岩浆房停歇过程曾发生熔离分异,形成岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆分层结构(四层结构) ; 4) 小岩体成大矿,剩余的含矿岩浆多次贯入同一空间成岩、成矿,区域存在其它超基性、基性岩体- 岩群或岩流[ 1 - 3 ] 。以金川矿床为代表的“小岩体成大矿”的观点相对于传统的铜镍硫化矿床成矿理论,在认识取得突破,并随着加拿大伏伊希湾铜镍矿床勘探发现得到进一步验证。J. Hronsky基本认同上述观点,但强调必须对金川铜镍岩浆硫化物矿床区域地质、矿床成岩成矿时代和后期构造变形历史重新认识,用以指导下一步找矿勘探工作。