镍 (铜、钴) 、铂族、钒钛磁铁矿、铬铁矿等许多金属矿产和金刚石都产于岩浆矿床中, 这类矿床受到地质学家的关注已有约150年的历史。但是, 从总结岩浆硫化物矿床的角度, 明确提出“小岩体成大矿”的问题, 还是近10年的事情
《1 岩浆矿床的发展历程》
1 岩浆矿床的发展历程
《1.119世纪后半叶至20世纪30年代》
1.119世纪后半叶至20世纪30年代
世界范围内发现并探测了加拿大萨德贝里硫化镍矿, 岩体面积1 000多km2, 形态盆状, 主要由层状苏长岩组成, 为世界最大的硫化镍矿;南非布什维尔德, 岩体面积大于50 000 km2, 形态盆状, 主要由层状苏长岩、斜长岩、辉石岩组成, 产世界最大的铂族矿床、超大型铬铁矿床和超大型钒钛磁铁矿床;津巴布韦大岩墙, 岩体面积约5 000 km2, 形态是延伸达几百公里长的岩墙, 横切面上, 岩相成层并向中心倾斜, 由上而下主要由苏长岩、辉石岩和斜辉橄榄岩组成, 产超大型铂族矿床和超大型铬铁矿矿床等这样一些最大的岩浆矿床。因此长期以来流行一种观点, 即认为规模越大的, 产状缓 (岩盆、岩盘) 、基性岩 (苏长岩) 、层状结构的岩体, 有利于形成大的岩浆矿床
《1.220世纪20—60年代》
1.220世纪20—60年代
发现并探测了俄罗斯乌拉尔肯皮尔赛等一系列岩浆铬铁矿矿床和诺里尔斯克-塔尔纳赫岩浆镍、铜、铂族矿床, 由于矿床规模非常大, 使俄罗斯的铬、镍、铂族金属储量跃居世界的前列。同时, 对上述成矿概念也有所发展:首先与铬铁矿有关的岩石, 在这里主要是纯橄榄岩、斜方辉橄岩和橄榄岩
《1.320世纪60—80年代》
1.320世纪60—80年代
主要在澳洲发现并勘测了一系列与太古代科马提岩有关的硫化镍矿床。这种科马提岩流和侵入相岩体断续分布达800 km
《1.420世纪90年代至今》
1.420世纪90年代至今
值得提及的是在加拿大勘测了沃依塞湾硫化镍铜钴矿和坦桑尼亚卡半加硫化镍矿
《1.5发展趋向》
1.5发展趋向
传统的、经典的岩浆层状矿床的研究方向持续发展;重大岩浆事件成矿、新的岩浆矿床类型受到重视;小岩体岩浆矿床开始崛起。
《2 我国的岩浆矿床》
2 我国的岩浆矿床
《2.120世纪50—60年代》
2.120世纪50—60年代
我国发现勘察了甘肃金川小侵入体镍矿和四川攀枝花与溢流玄武岩有关的侵入体钒钛磁铁矿。
金川岩体的面积只有1.34 km2, 却赋存了545×104 t镍储量 (镍1.06%) 和350×104 t铜储量, 这样巨大的金属储量是怎么在这样小的岩体中形成的?作为一个典型的“小侵入岩体成大矿”的实例因而受到广泛的关注。
攀枝花具有近50×108 t钒钛磁铁矿石储量 (全铁22.13%~28.16%) , 主要由攀枝花 (岩体面积28.06 km2, 下同) 、红格 (6.61 km2) 、白马 (20.19 km2) 太和 (3.6 km2) 等矿区组成。产于与峨眉玄武岩有关的辉长岩侵入相岩体中, 它的发现说明, 与溢流玄武岩有关的侵入体, 不仅形成了巨型的镍、铜、铂族矿床 (俄罗斯) , 而且也能形成巨型钒钛磁铁矿床 (中国) 。
在此期间, 还发现和勘察了河北大庙钒钛磁铁矿和四川力马河硫化镍矿等岩浆矿床。
《2.220世纪60—80年代》
2.220世纪60—80年代
我国又发现和勘查了一系列岩浆矿床如吉林红旗岭1、红旗岭7、赤柏松, 新疆喀拉通克、黄山, 云南白马寨, 青海拉水峡, 陕西煎茶岭, 广西大坡岭等硫化镍矿床;云南金宝山、朱布, 四川杨柳坪, 黑龙江五星等铂族矿床;西藏罗布莎, 新疆金鱼, 甘肃大道尔吉等铬铁矿矿床;山东、辽宁的金刚石矿床等。
《2.3我国的岩浆矿床特点》
2.3我国的岩浆矿床特点
1) 我国没有发现100 km2以上的大型层状矿床。赋存矿体的岩体面积一般都在几平方公里以下, 大多数小于1 km2, 只有攀枝花这类岩体规模较大和少数铬铁矿岩体如罗布莎的面积达到70 km
2) 以金川和攀枝花为代表的“小侵入体岩浆硫化物矿床”和“与溢流玄武岩有关的侵入体钒钛磁铁矿矿床”是我国最重要的两类岩浆矿床, 也分别是世界主要的岩浆矿床类型之一。
3) 金川代表了一种与岩浆喷发事件没有直接关系的小侵入体矿床, 这种矿床往往都赋存于区域镁铁、超镁铁岩带或岩群中。
4) 攀枝花矿床的背景显示, 与峨眉玄武岩有直接的关系, 可能是这种喷发岩的浅成侵入相。因此, 这类矿床可能还有相当的远景, 可能形成其他矿种的这类矿床?
5) 我国岩浆矿床有较广泛的发现, 按照矿种、储量相对大, 品位达到工业要求等原则, 可以划分为岩浆硫化镍矿床如金川、喀拉通克、黄山、红旗岭、赤柏松 、力马河、白马寨、拉水峡;钒钛磁铁矿矿床如攀枝花、红格、白马、太和、大庙;铂族矿床如金宝山、杨柳坪;铬铁矿矿床如罗布莎、金鱼、大道尔吉;金刚石矿床如山东蒙阴、辽宁复县等。这些矿床的岩体面积, 虽然都未超过100 km2, 但是它们的背景和成矿作用仍然差别甚大, 需要进一步界定。
6) 金宝山是一个层状铂族岩浆矿床, 由辉长岩、橄辉岩依次贯入形成。铂钯资源达40余吨, 铂钯品位1~2 g/t, 局部块段大于4 g/t, 平均品位偏低。杨柳坪也是这种情况。由于现阶段这是我国最好的独立铂族矿床, 虽然品位较低, 还是列入了岩浆矿床。
《3 关于小岩体岩浆矿床的讨论》
3 关于小岩体岩浆矿床的讨论
《3.1研究意义》
3.1研究意义
前已述及, 岩浆矿床按矿种分为五种类型, 每种类型还应进一步划分。这些矿床几乎囊括了岩浆矿床成矿的全部主要矿种。实践证明:所有这些矿种都有可能形成小岩体大矿床, 有的形成了小岩体超大型矿床。因此, 明确提出“小岩体, 成大矿”, 有利于进一步研究和勘查这种矿床。
《3.2小岩体岩浆矿床的定义》
3.2小岩体岩浆矿床的定义
小岩体岩浆矿床是指那些“规模小的岩浆岩体的内部和/或附近的围岩中形成了与岩浆岩体有关的规模相对大而富的矿体的矿床”。岩浆岩体的面积一般可以大到n (n<10) km2, 小到0.00n km2;所谓“相对大而富”是相对于岩体的规模而言。
《3.3岩浆矿床的深部预富集机制》
3.3岩浆矿床的深部预富集机制
由于岩体小, 矿体相对大而富, 这种矿体不可能从这个小岩体自身产生出来。因此, 矿体在就位现存空间之前的深部或在就位过程中, 发生了预富集成矿作用。其中岩浆硫化物矿床的预富集机制为:深部熔离—贯入成矿机制, 即指母岩浆侵入现存空间之前, 在深部就发生了熔离作用和部分结晶作用, 使母岩浆分离为不含矿岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆、矿浆几部分, 然后对现存空间一次或多次上侵贯入成矿。一般来说, 经过深部熔离后的不含矿岩浆的体积, 比含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆的体积要大得多, 在上侵过程中, 不含矿岩浆大部分都侵入到不同的空间或喷溢出地表, 形成岩群或岩流, 剩余的岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆可以多次贯入同一空间成岩、成矿 (金川) , 也可以分别贯入不同的空间成岩、成矿 (红旗岭) 。比照就地熔离的矿床, 这种深部熔离—贯入矿床的岩体体积就小得多, 含矿率和矿石品位也高得多, 所以这种成矿作用导致形成小岩体, 大矿床 (见图1) 。不久之前, 笔者同翟裕生院士考察了南非Premier金刚石矿床, 这个矿床日产金刚石2 kg, 他们利用不同的同位素方法对金刚石中的包体榴辉岩、二辉橄榄岩和斜方辉橄岩进行了测定, 年龄分别为1 150±60 Ma, 1 900 Ma, 3 200 Ma
《3.4研究与勘查方向》
3.4研究与勘查方向
从我国的优势出发, 重点研究勘查以金川为代表的小侵入体岩浆矿床和以攀枝花为代表的与溢流玄武岩有关的浅成侵入相矿床。前者可形成以镍、钴、铂族金属、铬铁矿、金刚石为主的矿床, 后者成矿可能以铁、钒钛、铂族金属、镍、钴等为主。
《3.5区域重点及基础研究》
3.5区域重点及基础研究
加强岩浆矿床与相关的镁铁、超镁铁岩流, 镁铁、超镁铁岩群, 或镁铁超镁铁岩带以及可能存在的浅部岩浆房的成矿演化关系的研究与勘查;开展成矿系列 (成矿系统) 与岩浆系列的研究。
《3.6成矿预测及新区勘查》
3.6成矿预测及新区勘查
开展典型矿床外围和深部成矿预测;我国西部新区勘查, 要注重小岩体岩浆矿床的勘查与评价。
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