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金川岩浆铜镍(铂)硫化物矿床铂族金属富集过程及富集机制

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地质学报 2023年第11期97卷 3715-3736页

作者：陈学根苏尚国施南王跃张雅南郝金华刘翠杨宗锋中国地质大学地球科学与资源学院北京100083

金川岩浆铜镍(铂)硫化物矿床是我国最主要的铂族等战略性关键金属宝库。金川矿床中铂族金属的富集过程和富集机制还存在很多争论。本文通过详细的矿物学及矿床学研究,厘定了金川矿床成矿阶段。成矿阶段可划分为硫化物矿浆结晶阶段、挥... 详细信息

金川岩浆铜镍(铂)硫化物矿床是我国最主要的铂族等战略性关键金属宝库。金川矿床中铂族金属的富集过程和富集机制还存在很多争论。本文通过详细的矿物学及矿床学研究,厘定了金川矿床成矿阶段。成矿阶段可划分为硫化物矿浆结晶阶段、挥发分流体作用阶段及热液改造阶段。其中硫化物矿浆结晶阶段的主要矿物组合为镍黄铁矿(Pn-a)-磁黄铁矿(Po-a)-黄铜矿(Ccp-a);挥发分流体作用阶段的主要矿物组合为镍黄铁矿(Pn-b)-磁黄铁矿(Po-b)-黄铜矿(Ccp-b)-黄铁矿(Py-Ⅰ)-磁铁矿(Mag-Ⅰ)-菱铁矿-叶蛇纹石-磷灰石-铬铁矿-白云石-方解石(Cal-Ⅰ)-金云母。热液改造阶段的矿物组合为透闪石-绿泥石-蛇纹石-方解石(Cal-Ⅱ)-磁铁矿(Mag-Ⅱ)。高倍电子探针镜下发现,金川矿床铂族矿物与磁铁矿(Mag-Ⅰ)、黄铁矿(Py-Ⅰ)、铬铁矿、磷灰石、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿及菱铁矿等共生。金川铜镍硫化物矿床中铂族元素(PGM)矿物主要包括硫砷铱矿(IrAsS)、钯的铋化物、碲化物和硒化物、钯的金属互化物(PdAu_(2))、砷铂矿(PtAs_(2))、铂单质以及铂的金属合金(Pt-Fe)。其中大量的PGM分布于镍黄铁矿的裂隙中,或产于镍黄铁矿、磁黄铁矿及蛇纹石裂隙中。与磁铁矿、菱铁矿、铬铁矿、黄铜矿、磷灰石以及叶蛇纹石等矿物共生,指示PGE富集与氧化性流体加入密切相关。金川矿石镍黄铁矿(Pn-b)、磁黄铁矿(Pob)、黄铜矿(Ccp-b)、黄铁矿(Py-Ⅰ)、磁铁矿(Mag-Ⅰ)以及菱铁矿中高Co含量,表明流体在Co的超常富集过程中也起到了决定性作用。金川矿石中大量碳酸盐矿物、叶蛇纹石、金云母、磁铁矿、黄铁矿、铬铁矿以及富Cl磷灰石的出现;S、Mg元素呈网脉状分布于蚀变橄榄石和硫化物中,推测流体组分可能是一种富C富Cl的富含挥发分的高氧逸度流体。金川铬铁矿、磁铁矿(Ⅰ)、菱铁矿等矿物中高Ti、高Nb含量和高Nb/Ta比值,暗示此流体可能是一种高温的超临界流体。以上特征综合表明该特征流体对金川铜镍硫化物矿床中铂族元素等关键金属的超常富集起到了关键控制作用。当挥发分流体与残余硫化物矿浆相互作用及改造先存硫化物及橄榄石时,不仅会促使Os、Ir、Ru、Rh、Pt、Pd进一步活化、富集,还会导致流体中PGE强烈富集,使得流体中的Pd、Se、Te、Bi、Pt含量不断提高,最终形成大量的PGM。综上所述,本文认为在岩浆演化晚期可能存在一种高氧逸度的富Cl富C的深源流体注入岩浆房,该深源挥发分流体对PGE及Co的迁移和超常富集起到了关键控制作用。

关键词：金川 Cu-Ni(PGE)硫化物矿床铂族金属富集过程富集机制

金川铜镍硫化物矿床铂族元素地球化学差异及其演化意义

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中国有色金属学报 2016年第1期26卷 149-163页

作者：曾认宇赖健清毛先成赵莹刘嫔朱佳玮岳斌艾启兴中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 金川集团股份有限公司镍钴研究设计院金昌737104

Ⅱ-2号矿体为金川铜镍硫化物矿床的第二大矿体,位于Ⅱ矿区30行以东。为了解Ⅱ-2号矿体母岩浆在演化过程中的特殊性,采用镍锍试金ICP-MS法分析金川矿床Ⅱ-2号矿体各类矿石的Cu、Ni、S及铂族元素(PGE)含量,研究其特征,并与Ⅱ-1号矿体矿石... 详细信息

Ⅱ-2号矿体为金川铜镍硫化物矿床的第二大矿体,位于Ⅱ矿区30行以东。为了解Ⅱ-2号矿体母岩浆在演化过程中的特殊性,采用镍锍试金ICP-MS法分析金川矿床Ⅱ-2号矿体各类矿石的Cu、Ni、S及铂族元素(PGE)含量,研究其特征,并与Ⅱ-1号矿体矿石进行对比。结果表明:矿石ΣPGE含量变化较大(44.6×10-9~8526.7×10-9),Pd/Ir介于1.25~26.55之间,为典型的岩浆型成因。海绵陨铁状矿石和局部海绵陨铁状矿石为Ⅱ-2号矿体主要的矿石类型,其PGE配分模式极为相似,且为渐变过渡的接触关系,说明二者为同一期岩浆侵位的产物。富铜矿石与块状硫化物矿石、含细脉状矿石的配分模式有互补的特征,富铜矿石具有极高的ΣPGE(8526.7×10-9)和Cu/Ni(5.46),块状硫化物矿石和含细脉状矿石相对富集IPGE(ΣPPGE/ΣIPGE金川矿床的Cu、Ni品位纵剖面和XOY平面投影等值线图,证明这种先后熔离作用发生在深部岩浆房中,而后Ⅱ-2号矿体和Ⅱ-1号矿体的成矿岩浆分别进入两条相对独立的岩浆通道,最后由不同的岩浆通道中心侵位到最终的成矿空间,形成Ⅱ-2号矿体与Ⅱ-1号矿体。

关键词：金川铜镍硫化物矿床铂族元素岩浆通道成矿过程

金川铜镍硫化物矿床F_(1)断裂系统演化及其意义

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大地构造与成矿学 2022年第1期46卷 63-76页

作者：李生栋杨永春艾启兴达瑞甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院甘肃酒泉735000 金川集团股份有限公司镍钴研究设计院甘肃金昌737104

金川铜镍硫化物矿区构造活动频繁且复杂,查明矿区构造规律,是实现深部找矿突破的必经途径之一。文章在充分挖掘区域及以往勘查资料的基础上,通过野外实地调查,对矿区内成矿后断裂系统--F_(1)断裂系统分析研究,发现F_(1)断层角砾岩呈棱角... 详细信息

金川铜镍硫化物矿区构造活动频繁且复杂,查明矿区构造规律,是实现深部找矿突破的必经途径之一。文章在充分挖掘区域及以往勘查资料的基础上,通过野外实地调查,对矿区内成矿后断裂系统--F_(1)断裂系统分析研究,发现F_(1)断层角砾岩呈棱角状,深部产状北倾,断层发育在龙首山岩群一侧,无法仅靠现今的叠置关系解释F_(1)的演化。结合潮水盆地研究成果,总结出F_(1)与潮水盆地同步演化和发展的特征和历程:早-中侏罗世断陷成盆期,F_(1)形成同生正断层,后期受青藏高原隆起产生的水平挤压,改造为左行逆断层;其他断裂构造是F_(1)的派生(次生)断裂,在统一的应力场作用下形成,具内在的成生联系,F_(8)是F_(1)的分支断裂,为“入”字型构造。研究表明,Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ矿区地层及岩矿体,浅部主要通过F_(1)反转及次级断裂的形式,由南南西向北北东发生位移,产状由西向东逐渐变缓,岩石完整性受到破坏;深部超基性岩体则基本保持了其原始侵位形态,受影响较小;岩矿体深部连续延伸地段为找矿有利部位,对深部勘查具重要指导意义。

关键词： F_(1)断裂系统潮水盆地断层反转 “入”字型构造铜镍矿床金川

甘肃北山和金川与铜镍矿床有关的超基性岩与全球板内环境超基性岩的对比:大数据研究的初步结果

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地学前缘 2019年第4期26卷 94-108页

作者：王怀涛杨婧杜君王金荣燕洲泉王玉玺任文秀兰州大学地质科学与矿产资源学院甘肃省西部矿产资源重点实验室甘肃兰州730000 甘肃省地质调查院甘肃兰州730000 中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710054

在收集甘肃北山和金川地区与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据的基础上,与GEOROC和PetDB两个数据库中的全球板内超基性岩数据进行对比,发现甘肃北山、金川地区与铜镍有关的超基性岩与全球板内超基性岩各元素平均值较接近(除稍富集LILE... 详细信息

在收集甘肃北山和金川地区与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据的基础上,与GEOROC和PetDB两个数据库中的全球板内超基性岩数据进行对比,发现甘肃北山、金川地区与铜镍有关的超基性岩与全球板内超基性岩各元素平均值较接近(除稍富集LILE之外),而北山地区以高的Th/Nb和富集HREE与金川区分,同时Cu、Cs、Nb、Ta、Rb/Nb、CaO/REE等元素或元素比可作为甘肃北山和金川地区超基性岩是否含矿的重要地球化学标志。皮尔逊相关系数研究表明,虽然甘肃北山和金川地区与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩的产出位置、形成时代及源区特征均不同,但是具有很高的地球化学相关性,而WPU(板内超基性岩)与WPUT(大陆溢流、大陆裂谷和板内超基性岩合并)及WPU中坐标值相近的数据相关性较差。WPUT内部本身相似性极差,但其平均值却与甘肃北山和金川地区的超基性岩相似性极高。同时,笔者选取了白石泉、石西、葫芦、黄山东等26个与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据,与甘肃北山、金川铜镍硫化物矿床有关的超基性岩数据进行比对,整体显示出极高的相关性。因此我们推断与铜镍硫化物矿床有关的超基性岩在形成过程中虽受到其他地质作用的改造,但总体上具相似的地球化学特征。

关键词：超基性岩大数据铜镍找矿标志甘肃北山金川

金川南延地区基性-超基性岩特征及其与矿区含矿超基性岩体的对比研究

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矿物岩石地球化学通报 2010年第4期29卷 409-416页

作者：彭桥梁曾南石同锐灵黄锦捷方科王谦牛聪聪西安地质矿产研究所西安710054 桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004

金川南延地区出露近百处基性-超基性岩体,查清这些岩体的活动规律及其与金川含矿岩体的关系,对南延地区找矿具有十分重要的意义。本文通过显微镜鉴定、X射线粉晶衍射及岩石化学分析等方法,研究了金川南延地区的基性-超基性岩的岩石学和... 详细信息

金川南延地区出露近百处基性-超基性岩体,查清这些岩体的活动规律及其与金川含矿岩体的关系,对南延地区找矿具有十分重要的意义。本文通过显微镜鉴定、X射线粉晶衍射及岩石化学分析等方法,研究了金川南延地区的基性-超基性岩的岩石学和地球化学特征,并与金川含矿超基性岩体进行了对比分析。结果表明,南延地区出露的变辉橄岩与金川含矿岩体有类似的矿物组成、相近似的微量元素含量,以及相似的稀土配分曲线,表明它们是同源岩浆演化岩体在不同地段侵入的产物。

关键词：金川铜镍矿床基性超基性岩岩石学地球化学

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金川低品位镍矿石工艺矿物学特性研究

矿物岩石 2011年第1期31卷 5-10页

作者：廖乾冯其明欧乐明卢毅屏张国范曹佳宏中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 长沙矿冶研究院湖南长沙410012

金川低品位镍矿石属发生较强烈氧化的难处理型镍资源,矿石中镍的品位为0.51%,主要以紫硫镍矿形式存在。紫硫镍矿由磁黄铁矿、黄铁矿蚀变而来,呈现铁高、硫低、镍低的特点,选矿中可浮性较差。主要矿物的工艺嵌布粒度统计分析表明,矿石中... 详细信息

金川低品位镍矿石属发生较强烈氧化的难处理型镍资源,矿石中镍的品位为0.51%,主要以紫硫镍矿形式存在。紫硫镍矿由磁黄铁矿、黄铁矿蚀变而来,呈现铁高、硫低、镍低的特点,选矿中可浮性较差。主要矿物的工艺嵌布粒度统计分析表明,矿石中镍矿物和黄铜矿均属微细粒嵌布的范畴,磁铁矿则具不均匀细粒嵌布的特点。单纯从粒度分布特征来看,选矿中欲使90%以上的镍矿物获得解离,以选择-0.026 mm的磨矿细度较为适宜,此时-600目部分约占95%左右。与磁铁矿嵌连关系密切的紫硫镍矿占其总量的95%以上,选矿过程中要提高镍的回收率,必须尽可能多地回收磁铁矿。矿石中脉石矿物主要为蛇纹石与绿泥石,易泥化,减少和消除脉石矿物对选别的影响至关重要。

关键词：金川低品位镍矿工艺矿物学

金川铜镍硫化物矿床深熔-就地成矿作用过程研究

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矿床地质 2003年第3期22卷 301-308页

作者：刘民武赫英西北大学大陆动力学教育部重点实验室西北大学地质系陕西西安710069

文章通过研究矿石冶炼过程中矿物种类、含量、物理化学性质、结晶形态、嵌布特征、颗粒大小和生成环境以及矿物在高温条件下的物理化学反应等 ,并使之与铜镍硫化物矿床特征对比 ,认为金川铜镍硫化物矿床深熔_就地成矿作用过程为从深部... 详细信息

文章通过研究矿石冶炼过程中矿物种类、含量、物理化学性质、结晶形态、嵌布特征、颗粒大小和生成环境以及矿物在高温条件下的物理化学反应等 ,并使之与铜镍硫化物矿床特征对比 ,认为金川铜镍硫化物矿床深熔_就地成矿作用过程为从深部到侵位的持续熔离。岩浆上侵过程中由于高熔点富镁橄榄石及铬铁矿陆续在岩浆房侧边析出固结 ,使得岩浆房逐渐变小 ,硫化物不断富集。

关键词：铜镍硫化物金川成矿作用冶炼地质学熔离硅酸盐熔体

金川铜镍矿床龙首矿区半金属元素与铂族元素地球化学特征及成因意义

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矿物岩石地球化学通报 2014年第6期33卷 882-892页

作者：江金进宋谢炎陈列锰王亮符志强成都理工大学核技术与自动化工程学院成都610059 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550002 贵州省国土资源勘测规划研究院贵阳550004

岩浆硫化物矿床中的铂族元素矿物主要是与半金属元素的化合物,但有关这些半金属元素在岩浆系统中的行为的研究却甚少。对金川龙首矿区不同类型矿石的Cu、Ni、铂族元素和半金属元素的分析研究发现,在熔离过程中这些半金属元素会与铂族元... 详细信息

岩浆硫化物矿床中的铂族元素矿物主要是与半金属元素的化合物,但有关这些半金属元素在岩浆系统中的行为的研究却甚少。对金川龙首矿区不同类型矿石的Cu、Ni、铂族元素和半金属元素的分析研究发现,在熔离过程中这些半金属元素会与铂族元素一起进入硫化物熔浆中,在硫化物熔浆分离结晶过程中倾向于在残余熔体中富集,在单硫化物固溶体分离过程中部分半金属元素趋于进入镍黄铁矿中。由于半金属元素与铂族元素(PGE),特别是Pt和Pd,具有很强的亲和力,所以在半金属元素达到铂族矿物结晶所需要的饱和浓度前,其存在会阻碍PGE进入金属硫化物(BMS)中。此外,金川矿床S/Se值的变化不仅受同化混染作用及硫化物熔离强度的影响,还受后期热液蚀变作用的影响。

关键词：金川铜镍硫化物矿床半金属元素铂族元素

金川Cu、Ni硫化物岩浆矿床成矿系统与外围找矿

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矿物学报 2007年第z1期27卷 79-81页

作者：闰海卿焦建刚王世武长安大学陕西西安710054 长安大学陕西西安710054 甘肃地勘局第三勘查院甘肃兰州730050

　　金川矿集区是我国最大的镍钴铂族基地,也是世界巨型矿集区之一.金川资源能否持续开发利用,在很大程度上决定了我国的镍钴铂族资源的可持续开发利用前景.详细解剖金川Cu、Ni(PGE)硫化物岩浆矿床成矿系统,总结成矿规律,进行成矿预测,... 详细信息

　　金川矿集区是我国最大的镍钴铂族基地,也是世界巨型矿集区之一.金川资源能否持续开发利用,在很大程度上决定了我国的镍钴铂族资源的可持续开发利用前景.详细解剖金川Cu、Ni(PGE)硫化物岩浆矿床成矿系统,总结成矿规律,进行成矿预测,对我国国民经济建设有重大意义.……

关键词：金川硫化物岩浆矿床成矿系统持续开发利用巨型矿集区开发利用前景资源经济建设成矿预测成矿规律可持续解剖基地国民程度