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金川矿区地质特征、时空演化及深边部找矿研究

高亚林  
【摘要】:随着我国经济的高速发展,对资源的需求越来越大。目前我国铜、镍、铂族金属资源保障形势日趋严峻,如何提高该类矿产资源的研究程度,创新铜镍硫化物矿床的成矿理论,完善成矿演化模式认识,指导已知矿床深边部找矿工作,也就显得越来越重要。 赋存于超镁铁质岩的金川矿床,是目前世界第三大在采硫化铜镍矿床;金川矿区也成为我国最大的Ni、Cu、PGE金属资源供应基地,其Ni产量占全国88%,PGE占90%,Cu占13%以上。经过近五十年的开采,金川部分富矿体已逐渐被开采殆尽,资源危机已开始显露端倪,如何在金川矿区深边部找到新的接替资源问题已成为当务之急。本文以金川超基性岩浆侵位期次、岩浆演化模式为研究主线索,以金川铜镍硫化物矿床的成矿时代、成矿作用机制、就位机制、岩浆演化—成矿模型、Ⅰ-⑥富铜隐伏矿体地质特征及成因研究为重点内容,以预测矿区深边部找矿靶区服务矿山生产为目的。这无论对指导金川矿区深部和边部找矿,扩大资源储量,延长矿山服务年限,还是对完善成矿理论认识应用于其他类似矿区找矿,都具有重要的现实意义。 论文的主要研究内容及成果如下: (1)在收集和综合分析大量地质资料的基础上,利用Surpac软件,建立了矿床三维可视化模型,明晰、直观地表现了矿床含矿超基性岩体、主矿体、矿区主要构造之间的三维空间关系。通过对超基性岩体空间关系、形态特征的分析,认为:金川超基性岩体分为东、西两段和东、中、西三个成矿富集块段。东段岩体以出现大量的含斜长石岩相为主要特征,西段岩体以不出现或只局部出现斜长二辉橄榄岩异离体与东段岩体相区别。从东、西成矿富集块段往中富集块段,岩体和赋存矿岩相的基性程度增高,形成矿体的成矿元素富集程度增高。 (2)在对Ⅰ-⑥隐伏矿体同位素测年数据的基础上,系统收集前期同位素测年资料,综合分析,试用发展的、联系的态度来解释,初步认为:金川矿床主矿体的形成时间为8~10亿年;Ⅰ-⑥等富铜隐伏矿体一般侵位于8亿年左右:镍特富矿体侵位时间为8亿年前。这对矿床所在区域成矿环境演化以及指导深边部找矿具有重要指导意义。 (3)从矿体特征、矿石特征和矿石特殊地球化学特性等方面,与Ⅱ-①主矿体进行对比,总结了Ⅰ-⑥隐伏矿体的矿化规律,并指出其既有岩浆熔离作用的特点,又有后期改造作用的特征,其形成经历了三个阶段:富含Cu、PGE岩浆深部熔离-脉动贯入、构造活化富集和后期热液叠加。探讨了来源于地幔深部的高镁玄武岩浆,在深部岩浆房和阶段岩浆房熔离分异时,富(镍)矿岩浆和矿浆之间存在富(铜)矿岩浆。此外,Pb、S同位素表明,该矿体岩浆主要来源于地幔,但曾被少量地壳物质混入。 (4)岩(矿)体的定位受含矿岩浆、矿液活动中心的控制,而最关键的控制因素还是与岩浆、矿液活动中心相连接的岩浆通道的出口。通过对比分析各矿区主矿体的主要地质特征和研究Cu、Ni、Pt、Pd、Au、Ag等元素的富集规律,指出:Ⅱ矿区Ⅱ-①矿体6~8行深部可能为含矿岩浆、矿液活动的富集中心:Ⅰ矿区与Ⅱ矿区结合地段、Ⅱ矿区1号矿体与2号矿体结合地段、Ⅲ矿区南侧等三片为重点找矿预测区。 (5)在评价物、化探、遥感技术和新技术方法等勘查技术方法的基础上,根据金川铜镍矿山的实际情况,建立了分别适用于金川铜镍矿山深部和边部寻找矿产资源的综合勘查技术方法组合。


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