金川铜镍硫化物矿床矿物形成演化研究

【摘要】： 本文重点研究了金川岩体和其中的铜镍硫化物矿床的主要矿物、主要岩石、矿石类型的特征，特别侧重研究了矿物的成分特征、相互关系、形成条件和形成演化关系。 研究结果表明金川岩体的原始岩浆属科马提质岩浆。岩体和矿床中常见的主要矿物有贵橄榄石、古铜辉石、顽透辉石、斜长石、韭闪石、含钛金云母、金云母、蛇纹石、镁闪石、透闪石、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、铬铁矿等。对这些矿物逐一进行了研究。 作者发现该岩体中由岩浆中结晶形成的橄榄石、辉石、韭闪石等镁铁硅酸盐矿物中的Mg、Fe存在一定的比例关系，Mg／Fe=5.6±，作者称之为定比关系。结合定比关系，对岩石、矿石组构特征、矿物共生组合特征，尤其是对金属矿物及其与含水硅酸盐矿物之间的相互关系，进行了深入研究。作者首次提出了金川矿床的结晶分异+晚期熔离成因。即：首先由于岩浆的结晶分异作用，形成橄榄石、辉石、斜长石等造岩矿物，岩体主体固结，并使成矿物质在残余岩浆中富集；残余岩浆发生熔离作用，分离为Fe—Ni—Cu—Cr—S—O熔体和富含水、碱质的硅酸盐熔体。Fe—Ni—Cu—Cr—S—O熔体进一步凝结、演化，形成各种造矿矿物。 矿物的嵌布关系及相关的实验结果表明铬铁矿的花斑结构、镍黄铁矿与其中的不规则网脉状磁铁矿由固溶体分解作用形成。 用多种地质温压计和相关的实验结果，系统研究了金川岩体和矿床不同演化阶段的温压、fo_2、fs_2条件，结果表明：金川岩体主体固结阶段的温压条件为：T=1215 C±，P=12Kb±，lgfo_2=—4.7～—7.7(fo_2 in bars)。 金属硫化物形成的温压条件为：T=780～1080℃。 P=8Kb±，tgfs_2=—2.4～0.5，lgfo_2=—7.35～—19.2。 在统计、分析、研究的基础上，作者提出，根据超镁铁质岩的Fe~(3+)和Fe~(2+)的比例关系可以判断：当Fe~(3+)／Fe~(2+)＞1时，岩体中易形成铬矿床，当Fe~(3+)／Fe~(2+)＜1时，岩体中易形成铜镍矿床。