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【摘 要】广西融水县文得矿区扬子准地台、华南加里东褶皱带及桂西印支褶皱带间的过渡区,区域位于华南准地台九万大山穹褶南部次级三防复式背斜。区域地层为一套深海相复理石砂泥岩及镁铁质-超镁铁质火山岩建造,是锡多金属矿主要赋矿层位,矿区超基性岩是铜镍矿赋矿母岩,主要矿床类型有岩浆熔离型和岩浆分离残浆贯入型两种,成矿地质条件十分有利,通过矿区成矿理论研究,认为矿区远景资源量为大型。
【关键词】融水县文得矿区;铜镍矿;成矿理论
1、区域成矿背景
矿区属传统的扬子准地台、华南加里东褶皱带及桂西印支褶皱带间的过渡区,其构造单元划分为:桂北台隆、桂中—桂东台陷。桂北台隆位于九萬大山—越城岭一带,以三江—融安断裂带和龙胜—镇龙山—永福断裂带为界分为九万大山褶穹带、龙胜褶断带和越城岭褶断带。矿区铜镍矿为内生岩浆矿床,超基性岩是铜镍矿赋矿母岩,主要矿床类型有岩浆熔离型和岩浆分离残浆贯入型两种。
2、矿区地质特征
2.1矿区地层
矿区地层仅见四堡群文通组(见图1),根据岩性组合特征分成上、下段。此外在矿区外围南东角见丹洲群白竹组,白竹组与文通组为角度不整合接触,主要岩性组合如下。
2.2矿区构造
矿区褶皱、断层构造十分发育,主要为黄蜂山背斜及次一级NW、NE和EW向褶皱,其核部轴线与山脉走向大致平行展布,断裂构造主要发育近南北向、北西向、北东向和东西向等四组断裂。
2.3矿区岩浆岩
矿区岩浆岩为四堡期的产物,四堡期岩浆活动频繁,岩类复杂,岩体繁多。多次的喷出和侵入活动,形成广布的超基性-基性-中基性火山岩和超基性-酸性侵入岩。
3、矿体地质
3.1矿(体)层特征
3.1.1矿体分布规律
铜镍矿体主要为岩浆熔离型和岩浆分离残浆贯入型,矿体产于超基性分异型岩体底部和下部。矿石中的有价元素为镍、铜,镍含量为0.52%,主要呈镍黄铁矿的形式存在,镍黄铁矿的含量为1.5%;铜的含量为0.83%,主要呈黄铜矿的形式存在,黄铜矿的含量为2.5%。
3.1.2矿体规模及矿体特征
矿区共发现2个铜镍矿体,主要矿体受北西西向橄榄岩控制,矿带长3232.44~4012.17m,目前控制最大倾向延伸141.82~236.70m,矿体厚度2.65~9.29m,平均厚度5.54m,矿体综合规模为中型。(Cu)品位0.31%~1.57%,平均铜(Cu)品位0.79%,铜(Cu)品位变化系数为38.93%,铜(Cu)分布均匀程度为均匀;镍(Ni)品位0.20%~1.02%,平均镍(Ni)品位0.57%,镍(Ni)品位变化系数为33.82%。
矿体的标志层:矿区铜镍矿体受一定岩相(超基性岩)控制,由于超基性岩抗风化较弱,地貌上常呈NWW负地形展布,因此矿区超基性岩是找矿标志层。
3.2矿石特征
3.2.1矿石的物质成份
1.矿石的氧化、淋滤、富集情况
根据野外地质调查研究:矿石原矿铜、镍以硫化原生矿为主,氧化矿很少。又根据矿石原矿铜、镍物相分析结果(见表1)矿区铜和镍分别占96.02%和73.08%,氧化矿较小,因此本次未研究氧化矿。
表1 原矿铜、镍物相分析结果 %
元素 相态 含量 占有率
铜 硫化铜中的铜 0.79 96.02
氧化铜中的铜(游离铜) 0.025 3.04
氧化铜中的铜(结合铜) 0.0077 0.94
合 计 0.8227 100.00
镍 硫化镍中的镍 0.380 73.08
氧化镍中的镍 0.045 8.65
硫酸镍中的镍 0.010 1.92
硅酸镍中的镍 0.085 16.35
合 计 0.520 100.00
2.矿石的结构、构造
矿石的结构较复杂,主要有他形晶粒状结构、交代溶蚀结构、交代残余结构、包含结构、海绵陨铁结构,其次有自形晶~半自形晶粒状结构、压碎结构;矿石的构造主要有浸染状、斑点状构造,其次有少量脉状和网脉状构造。
3.2.2矿石矿物成份、有用矿物
1.矿石矿物成份及含量
经广西冶金地质矿产测试研究中心岩矿鉴定及粗选精矿的X衍射分析测试,认为金属矿物主要有黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿,微量闪锌矿、镍华等,脉石矿物主要有阳起石、角闪石、黑云母等硅酸盐矿物和方解石构成,矿石中主要回收的目的矿物为黄铜矿、镍黄铁矿。矿石的矿物成份及含量见表2。
表2 矿石原矿矿物含量测定结果
矿物名称 黄铜矿 磁黄铁矿 镍黄铁矿 黄铁矿 闪锌矿 阳起石
含量(%) 2.5 6 1.5 0.35 0.3 63
矿物名称 方解石 角闪石 黑云母 镍蛇纹石 石英 其他
含量(%) 13 5 6 1 1 <1
2.矿石化学成份
原矿的化学多元素分析结果见表3,原矿光谱半定量分析结果见表4。
表3 原矿的化学多元素分析结果
成分 Cu Ni Pb Zn As S Au(10-6) Ag(10-6)
含量(%) 0.83 0.52 0.0078 0.26 0.16 2.59 0.042 6.11
表4 原矿光谱半定量分析结果
成 分 Cu Ni Pb Zn As Au(10-6) Ag(10-6)
含量(%) 0.83 0.52 0.0078 0.26 0.16 0.042 6.11 成 分 S Mo Co WO3 Sn Bi Cd
含量(%) 2.59 0.0012 0.03 0.001 0.002 0.0013 0.0025
成 分 Se Ga Ge Re In T1 Pt
含量(%) 0.0001 0.0002 0.0012 0.002 <0.001 0.0001 <0.001
成 分 Pd Ru Rh Ir Os Te
含量(%) 0.0001 0.001 0.001 <0.001 <0.001 <0.001
3.2.3镍、铜的赋存形式的影响
矿石中的有价元素为镍、铜,镍含量为0.52%,主要呈镍黄铁矿的形式存在,镍黄铁矿的含量为1.5%;铜的含量为0.83%,主要呈黄铜矿的形式存在,黄铜矿的含量为2.5%。因此,镍黄铁矿和黄铜矿为选矿回收的目的矿物。
3.3矿石质量特征
3.3.1有用组分和伴生有用、有益、有害组分的含量及赋存状态
矿石中的有用组分为Cu和Ni,Cu的品位:0.31%~1.56%,矿床平均Cu品位0.89%;Ni的品位:0.02%~1.04%,矿床平均Ni品位0.62%。铜镍矿伴生有用组分为Ag、Co、Cd、Ge、Re、Pt、Pd、Ru、In、Ir、Os、Te等元素达到综合利用指标,注意综合回收。
3.3.2矿石赋存状态
为了查明铜镍矿赋存状态,广西冶金地质矿产测试研究中心对矿床进行物相分析样,其中铜0.8227%,铜相态有硫化铜中的铜、氧化铜中的铜(游离铜)和氧化铜中的铜(结合铜),其含量分别为0.79%(占有率96.02%)、0.025%(占有率3.04%)和0.0077%(占有率0.95%)。
其中镍0.520%,镍相态有硫化镍中的镍、氧化镍中的镍、硫酸镍中的镍和硅酸镍中的镍,其含量分别为0.38%(占有率73.08%)、0.045%(占有率8.65%)、0.010%(占有率1.92%)和0.085%(占有率16.35%)。
4、矿床类型及找矿标志
4.1矿床成因类型
4.1.1矿床成因类型
矿区铜镍矿赋存在四堡早期第二次侵入的橄榄岩中,为内生岩浆熔离型和岩浆分离残浆贯入型矿床。
4.1.2矿床工业类型
矿区铜镍矿为基性超基性岩铜镍硫化物矿床。
4.2成矿规律及找矿标志
4.2.1成矿控制规律
1、岩浆岩控矿作用
(1)含矿岩体岩性
含矿岩体,一种是橄榄辉石岩-辉石岩-辉长辉绿岩-闪长岩系列分异较好;另一种是辉石岩-辉长辉绿岩系列。铜、镍矿(化)体主要富集于蚀变橄榄岩底部(见图2)。
(2)含矿岩体硅酸盐分析
根据广西区域地质调查研究院1987年科研成果(15个硅酸盐分析):含矿超基性岩较中国地槽区F类超基性岩富硅、铝和钛。氧化镁较低,平均23.11%。镁铁比值(m/f)3.0~3.7,属铁质超基性岩,矿区的超基岩镁的含量较高,在一定程度上利于铜镍矿富集。
(3)含矿岩体的硫含量
含矿岩体的硫含量偏低,一般为0.003%~0.107%,平均0.005%。由于硫的含量低,硫化镍不易富集。导致一部分镍分散于硅酸盐矿物中,造成局部地段硅酸镍含量增高。
(4)含矿岩体规模、分异、时代
含矿岩体属优地槽早期发展阶段的产物,多数产于四堡群文通组和鱼西组一定层位中,与地层一同褶皱,成岩成矿基本一致,时代为四堡早期。铜镍硫化物富集以熔离作用为主,属正岩浆矿床。矿床中硫同位素组成(δS34)-0.4~+0.4‰,与陨石硫接近,证明成矿物质来源于上地慢的基性岩浆。
2、围岩岩性对成矿的控制作用
镍矿成矿明显受围岩岩性控制,据区测资料统计,镍矿主要产在四堡期基性、超基性岩控制。
4.2.2找矿前景分析
椐前人资料,矿区有Pb、Zn、Ni、WO3、Cu地化异常和重砂Sn、Pb族异常,异常相互重叠吻合,有已知矿点存在,矿脉中矿石矿物成份含量较高,该区断裂构造活动强烈、岩浆活动强烈,有利于成矿组份的运动与富集,找矿前景较好。
5、物质来源及成矿构造初探
5.1火成岩的氧同位素
根据毛景文《桂北九万大山-元宝山地区火成岩系列和锡多金属矿床成矿系列》超镁铁质岩和镁铁质岩的氧同位素测定:矿区岩石生成于海洋环境,岩石越晚交换程度越高。
花岗闪长岩和黑云母花岗岩的氧同位素测定:矿区花岗闪长岩的物质来源是以地壳物质为主体,夹有少量地幔物质;黑云母花崗岩走地壳物质重熔再造开放型,显示为正浆水。
5.2成矿流体的氧同位素及来源
结合包裹体均一法测温和同位素平衡温度资料估算成矿溶液中水的δ18O水值为+0.22-+0.77‰,成矿流体以正岩浆水为主,以大气降水为辅的混合水,说明矿体中心从岩浆隆起中心往两侧运移,距热中心点斌远,混入的大气降水也越多。
5.3成矿构造初探
矿区内矿床空间上分布主要受构造环境控制,初步研究发现矿床不仅有层控、时控和岩控特征,铜镍矿受一定超基性岩相控制,并沿北西向成行分布规律,按级序构造单元控矿规律属隆起带与坳陷带或深断裂带。
参考文献
[1]毛景文.1988年桂北地区火成岩系和锡多金属矿床成矿系列
[2]翟裕生.矿田构造学概论.地质出版社,1984
[3]李文强.《罗城大岭地区铜镍成矿规律初探》《广东科技》,2009年6月增刊
[4]翟裕生等.《长江中下游地区铁铜矿床类型、形成条件和成矿演化》地球科学,1983年第4期
[5]唐朝霞等.广西罗城龙台山矿区Ⅰ、Ⅱ号矿体铜镍矿详查报告.广西2009年勘查成果
[6]郭福详.《华南大地构造演化的几点认识》.广西地质,1994年第七卷第1期
作者简介
董秀英(1972年07月),女,广西临桂,地矿工程师,总工办主任。
【关键词】融水县文得矿区;铜镍矿;成矿理论
1、区域成矿背景
矿区属传统的扬子准地台、华南加里东褶皱带及桂西印支褶皱带间的过渡区,其构造单元划分为:桂北台隆、桂中—桂东台陷。桂北台隆位于九萬大山—越城岭一带,以三江—融安断裂带和龙胜—镇龙山—永福断裂带为界分为九万大山褶穹带、龙胜褶断带和越城岭褶断带。矿区铜镍矿为内生岩浆矿床,超基性岩是铜镍矿赋矿母岩,主要矿床类型有岩浆熔离型和岩浆分离残浆贯入型两种。
2、矿区地质特征
2.1矿区地层
矿区地层仅见四堡群文通组(见图1),根据岩性组合特征分成上、下段。此外在矿区外围南东角见丹洲群白竹组,白竹组与文通组为角度不整合接触,主要岩性组合如下。
2.2矿区构造
矿区褶皱、断层构造十分发育,主要为黄蜂山背斜及次一级NW、NE和EW向褶皱,其核部轴线与山脉走向大致平行展布,断裂构造主要发育近南北向、北西向、北东向和东西向等四组断裂。
2.3矿区岩浆岩
矿区岩浆岩为四堡期的产物,四堡期岩浆活动频繁,岩类复杂,岩体繁多。多次的喷出和侵入活动,形成广布的超基性-基性-中基性火山岩和超基性-酸性侵入岩。
3、矿体地质
3.1矿(体)层特征
3.1.1矿体分布规律
铜镍矿体主要为岩浆熔离型和岩浆分离残浆贯入型,矿体产于超基性分异型岩体底部和下部。矿石中的有价元素为镍、铜,镍含量为0.52%,主要呈镍黄铁矿的形式存在,镍黄铁矿的含量为1.5%;铜的含量为0.83%,主要呈黄铜矿的形式存在,黄铜矿的含量为2.5%。
3.1.2矿体规模及矿体特征
矿区共发现2个铜镍矿体,主要矿体受北西西向橄榄岩控制,矿带长3232.44~4012.17m,目前控制最大倾向延伸141.82~236.70m,矿体厚度2.65~9.29m,平均厚度5.54m,矿体综合规模为中型。(Cu)品位0.31%~1.57%,平均铜(Cu)品位0.79%,铜(Cu)品位变化系数为38.93%,铜(Cu)分布均匀程度为均匀;镍(Ni)品位0.20%~1.02%,平均镍(Ni)品位0.57%,镍(Ni)品位变化系数为33.82%。
矿体的标志层:矿区铜镍矿体受一定岩相(超基性岩)控制,由于超基性岩抗风化较弱,地貌上常呈NWW负地形展布,因此矿区超基性岩是找矿标志层。
3.2矿石特征
3.2.1矿石的物质成份
1.矿石的氧化、淋滤、富集情况
根据野外地质调查研究:矿石原矿铜、镍以硫化原生矿为主,氧化矿很少。又根据矿石原矿铜、镍物相分析结果(见表1)矿区铜和镍分别占96.02%和73.08%,氧化矿较小,因此本次未研究氧化矿。
表1 原矿铜、镍物相分析结果 %
元素 相态 含量 占有率
铜 硫化铜中的铜 0.79 96.02
氧化铜中的铜(游离铜) 0.025 3.04
氧化铜中的铜(结合铜) 0.0077 0.94
合 计 0.8227 100.00
镍 硫化镍中的镍 0.380 73.08
氧化镍中的镍 0.045 8.65
硫酸镍中的镍 0.010 1.92
硅酸镍中的镍 0.085 16.35
合 计 0.520 100.00
2.矿石的结构、构造
矿石的结构较复杂,主要有他形晶粒状结构、交代溶蚀结构、交代残余结构、包含结构、海绵陨铁结构,其次有自形晶~半自形晶粒状结构、压碎结构;矿石的构造主要有浸染状、斑点状构造,其次有少量脉状和网脉状构造。
3.2.2矿石矿物成份、有用矿物
1.矿石矿物成份及含量
经广西冶金地质矿产测试研究中心岩矿鉴定及粗选精矿的X衍射分析测试,认为金属矿物主要有黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿,微量闪锌矿、镍华等,脉石矿物主要有阳起石、角闪石、黑云母等硅酸盐矿物和方解石构成,矿石中主要回收的目的矿物为黄铜矿、镍黄铁矿。矿石的矿物成份及含量见表2。
表2 矿石原矿矿物含量测定结果
矿物名称 黄铜矿 磁黄铁矿 镍黄铁矿 黄铁矿 闪锌矿 阳起石
含量(%) 2.5 6 1.5 0.35 0.3 63
矿物名称 方解石 角闪石 黑云母 镍蛇纹石 石英 其他
含量(%) 13 5 6 1 1 <1
2.矿石化学成份
原矿的化学多元素分析结果见表3,原矿光谱半定量分析结果见表4。
表3 原矿的化学多元素分析结果
成分 Cu Ni Pb Zn As S Au(10-6) Ag(10-6)
含量(%) 0.83 0.52 0.0078 0.26 0.16 2.59 0.042 6.11
表4 原矿光谱半定量分析结果
成 分 Cu Ni Pb Zn As Au(10-6) Ag(10-6)
含量(%) 0.83 0.52 0.0078 0.26 0.16 0.042 6.11 成 分 S Mo Co WO3 Sn Bi Cd
含量(%) 2.59 0.0012 0.03 0.001 0.002 0.0013 0.0025
成 分 Se Ga Ge Re In T1 Pt
含量(%) 0.0001 0.0002 0.0012 0.002 <0.001 0.0001 <0.001
成 分 Pd Ru Rh Ir Os Te
含量(%) 0.0001 0.001 0.001 <0.001 <0.001 <0.001
3.2.3镍、铜的赋存形式的影响
矿石中的有价元素为镍、铜,镍含量为0.52%,主要呈镍黄铁矿的形式存在,镍黄铁矿的含量为1.5%;铜的含量为0.83%,主要呈黄铜矿的形式存在,黄铜矿的含量为2.5%。因此,镍黄铁矿和黄铜矿为选矿回收的目的矿物。
3.3矿石质量特征
3.3.1有用组分和伴生有用、有益、有害组分的含量及赋存状态
矿石中的有用组分为Cu和Ni,Cu的品位:0.31%~1.56%,矿床平均Cu品位0.89%;Ni的品位:0.02%~1.04%,矿床平均Ni品位0.62%。铜镍矿伴生有用组分为Ag、Co、Cd、Ge、Re、Pt、Pd、Ru、In、Ir、Os、Te等元素达到综合利用指标,注意综合回收。
3.3.2矿石赋存状态
为了查明铜镍矿赋存状态,广西冶金地质矿产测试研究中心对矿床进行物相分析样,其中铜0.8227%,铜相态有硫化铜中的铜、氧化铜中的铜(游离铜)和氧化铜中的铜(结合铜),其含量分别为0.79%(占有率96.02%)、0.025%(占有率3.04%)和0.0077%(占有率0.95%)。
其中镍0.520%,镍相态有硫化镍中的镍、氧化镍中的镍、硫酸镍中的镍和硅酸镍中的镍,其含量分别为0.38%(占有率73.08%)、0.045%(占有率8.65%)、0.010%(占有率1.92%)和0.085%(占有率16.35%)。
4、矿床类型及找矿标志
4.1矿床成因类型
4.1.1矿床成因类型
矿区铜镍矿赋存在四堡早期第二次侵入的橄榄岩中,为内生岩浆熔离型和岩浆分离残浆贯入型矿床。
4.1.2矿床工业类型
矿区铜镍矿为基性超基性岩铜镍硫化物矿床。
4.2成矿规律及找矿标志
4.2.1成矿控制规律
1、岩浆岩控矿作用
(1)含矿岩体岩性
含矿岩体,一种是橄榄辉石岩-辉石岩-辉长辉绿岩-闪长岩系列分异较好;另一种是辉石岩-辉长辉绿岩系列。铜、镍矿(化)体主要富集于蚀变橄榄岩底部(见图2)。
(2)含矿岩体硅酸盐分析
根据广西区域地质调查研究院1987年科研成果(15个硅酸盐分析):含矿超基性岩较中国地槽区F类超基性岩富硅、铝和钛。氧化镁较低,平均23.11%。镁铁比值(m/f)3.0~3.7,属铁质超基性岩,矿区的超基岩镁的含量较高,在一定程度上利于铜镍矿富集。
(3)含矿岩体的硫含量
含矿岩体的硫含量偏低,一般为0.003%~0.107%,平均0.005%。由于硫的含量低,硫化镍不易富集。导致一部分镍分散于硅酸盐矿物中,造成局部地段硅酸镍含量增高。
(4)含矿岩体规模、分异、时代
含矿岩体属优地槽早期发展阶段的产物,多数产于四堡群文通组和鱼西组一定层位中,与地层一同褶皱,成岩成矿基本一致,时代为四堡早期。铜镍硫化物富集以熔离作用为主,属正岩浆矿床。矿床中硫同位素组成(δS34)-0.4~+0.4‰,与陨石硫接近,证明成矿物质来源于上地慢的基性岩浆。
2、围岩岩性对成矿的控制作用
镍矿成矿明显受围岩岩性控制,据区测资料统计,镍矿主要产在四堡期基性、超基性岩控制。
4.2.2找矿前景分析
椐前人资料,矿区有Pb、Zn、Ni、WO3、Cu地化异常和重砂Sn、Pb族异常,异常相互重叠吻合,有已知矿点存在,矿脉中矿石矿物成份含量较高,该区断裂构造活动强烈、岩浆活动强烈,有利于成矿组份的运动与富集,找矿前景较好。
5、物质来源及成矿构造初探
5.1火成岩的氧同位素
根据毛景文《桂北九万大山-元宝山地区火成岩系列和锡多金属矿床成矿系列》超镁铁质岩和镁铁质岩的氧同位素测定:矿区岩石生成于海洋环境,岩石越晚交换程度越高。
花岗闪长岩和黑云母花岗岩的氧同位素测定:矿区花岗闪长岩的物质来源是以地壳物质为主体,夹有少量地幔物质;黑云母花崗岩走地壳物质重熔再造开放型,显示为正浆水。
5.2成矿流体的氧同位素及来源
结合包裹体均一法测温和同位素平衡温度资料估算成矿溶液中水的δ18O水值为+0.22-+0.77‰,成矿流体以正岩浆水为主,以大气降水为辅的混合水,说明矿体中心从岩浆隆起中心往两侧运移,距热中心点斌远,混入的大气降水也越多。
5.3成矿构造初探
矿区内矿床空间上分布主要受构造环境控制,初步研究发现矿床不仅有层控、时控和岩控特征,铜镍矿受一定超基性岩相控制,并沿北西向成行分布规律,按级序构造单元控矿规律属隆起带与坳陷带或深断裂带。
参考文献
[1]毛景文.1988年桂北地区火成岩系和锡多金属矿床成矿系列
[2]翟裕生.矿田构造学概论.地质出版社,1984
[3]李文强.《罗城大岭地区铜镍成矿规律初探》《广东科技》,2009年6月增刊
[4]翟裕生等.《长江中下游地区铁铜矿床类型、形成条件和成矿演化》地球科学,1983年第4期
[5]唐朝霞等.广西罗城龙台山矿区Ⅰ、Ⅱ号矿体铜镍矿详查报告.广西2009年勘查成果
[6]郭福详.《华南大地构造演化的几点认识》.广西地质,1994年第七卷第1期
作者简介
董秀英(1972年07月),女,广西临桂,地矿工程师,总工办主任。