常见的超基性岩 *** 类型
1.超基 *** 入岩
超基性岩一般颜色很深,常呈暗绿色、暗黑色、棕色及绿色,多为中粗粒致密块状,相对密度较大。主要矿物为橄榄石和辉石,次要矿物为角闪石和云母,副矿物有磁铁矿、钛铁矿、铬铁矿、尖晶石、石榴子石、磷灰石等。橄榄石在地表极易发生蛇纹石化,蛇纹石首先沿橄榄石的边缘和裂隙交代,然后遍及整体,仅保留橄榄石的假象。新鲜 *** 常呈自形或半自形粒状结构、反应边结构,蛇纹石化后呈网状结构。
常见的 *** 类型有纯橄榄岩、橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩等。
纯橄榄岩 *** 几乎全部由橄榄石组成(图7-1a),含极少量斜方辉石、单斜辉石和角闪石,副矿物有铬铁矿、磁铁矿、钛铁矿、尖晶石等。镜下观察,橄榄石呈全自形或半自形粒状,正交偏光间显示二级蓝紫干涉色(图7-1b)。未蚀变的纯橄榄岩呈橄榄绿色、黄绿色及浅灰绿色,褐铁矿化或伊枣蔽衫丁石化后呈棕褐色或灰褐色,蛇纹石化后呈暗绿色或灰黑色。 *** 、 *** 、陕西等地见有分布。
图7-1 纯橄榄岩
橄榄岩新鲜 *** 为橄榄绿色,有时呈暗绿色及灰黑色,密度大。具粒状结构,块状构造。主要由橄榄石和不定量的辉石组成。一般情况下,橄榄石含量占40%~90%、辉石含量占10%~40%。橄榄石常为镁橄榄石和贵橄榄石,辉石为斜方辉石和单斜辉石。 *** 中还含少量角闪石、黑云母、斜长石、铬尖晶石、钛铁矿等。当 *** 中橄榄石含量很高、辉石含量小于10%时,称橄榄岩(图7-2a、b),当辉石含量达10%~40%时,称辉石橄榄岩。按其所含辉石成分不同,分为单斜辉石橄榄岩(以单斜辉石为主)、斜方辉石橄榄岩(以斜方辉石为主)、二辉橄榄岩(单斜辉石和斜方辉石含量大致相等),镜下观察,辉石常呈较小颗粒分布在橄榄石周围,形成反应边结构(图7-2c),辉石的解理发育,橄榄石裂缝较多,辉石干涉色较低,橄榄石干涉色较高(图7-2d)。橄榄岩常遭受蛇纹石化、绿泥石化等蚀变作用。 *** 、河北、四川、江苏等地见有分布。
图7-2 橄榄岩
橄榄辉石岩主要由斜方辉石、单斜辉石和橄榄石组成,辉石含量60%~90%,橄榄石含量10%~40%,含少量角闪石及并樱金属副矿物。根据辉石种类分为橄榄方辉辉石岩、橄榄单辉辉石岩、橄榄二辉辉石岩等。 *** 、 *** 、河北等地见有分布。
辉石岩辉石岩的SiO2含量常大于45%,是一种超镁铁质 *** 。 *** 多呈暗绿色至黑色(图7-3a、b),自形或半自形粒状结构,块状构造。几乎全部由辉石组成,单斜辉石和斜方辉石总量可占90%~100%,含少量橄榄石、角闪石、黑云母、铬铁矿、磁铁矿、钛铁矿等。单偏光下观察,辉石呈淡黄或淡褐色,解理发育(图7-3c);正交偏光间,辉石呈二级黄、红干涉色(图7-3d)。根据辉石种类可将辉石岩分为斜方辉石岩、单斜辉石岩和二辉岩等;根据次要矿物又可将辉石岩分为角闪石辉石岩、黑云母辉石岩等。辉石岩常与纯橄榄岩、橄榄岩、辉长岩形成杂岩体。有时在辉石岩中含极少量富钙斜长石。四川、河北、甘肃、宁夏等地见有分布。
图7-3 辉石岩
金伯利岩超浅成次火山岩。曾称角砾云母橄榄岩,是一种角砾化的钾质超镁铁质岩。最初见于南非一个叫金伯利的地方,故名。金伯利岩常呈岩筒、岩墙产出。颜色较深,以绿色居多。SiO2含量常小于35%。矿物成分很复杂,既有原生的矿物橄榄石、金云母、镁铝榴石、金刚石等,又有蚀变矿物蛇纹石、绿泥石、碳酸盐矿物等,还有来自地壳深处其他 *** 和围岩捕虏体中的矿物。常具斑状结构和角砾状构造(图7-4a),斑晶主要为橄榄石和金云母,橄榄石呈 *** 状并普遍受到强烈的蛇纹石化和碳酸盐化蚀变,基质呈显微斑状结构,由橄榄石、金云母、磁铁矿、铬铁矿等组成(图7-4b)。
图7-4 金伯利岩
金伯利岩是金刚石最主要的母岩,有价值的原生金刚石矿床常产于岩筒之中。岩筒面积一般小于10000m2,常成群出现,其中以具斑状结构且富含颗粒粗大橄榄石的金伯利岩含金刚石较富,而呈显微斑状结构,富含金云母的金伯利岩,含金刚石贫。我国山东、辽宁、贵州、湖北、河南等地分布有金伯利岩,山东的金伯利岩体是很有价值的金刚石矿床。
苦橄玢岩为次火山岩,斑状结构。斑晶为蛇纹石化橄榄石、普通辉石,基质为普通辉石、古铜辉石、黑云母、培长石和大量玻璃质(图7-5)。
图7-5 苦橄玢岩凳腔
2.超基性喷出岩
超基性喷出岩矿物成分与超基 *** 入岩相似,富含橄榄石、辉石等铁镁矿物,有时含一定量的玻璃质。多为细粒、隐晶质和玻璃质结构,颜色较暗,色率大于90。超基性喷出岩在自然界分布很少,目前已发现的 *** 类型有苦橄岩、科马提岩、麦美奇岩、玻基橄榄岩、玻基辉橄岩、玻基辉岩等。
苦橄岩是富含橄榄石的超基性或超镁铁质火山岩。深色,具粒状结构。其化学成分特征是SiO2<47%,(Na2O+K2O)<2%,MgO>18%。矿物成分以橄榄石(50%~75%)、辉石(<40%)为主,有时含少量(<10%)基性斜长石、角闪石,副矿物为钛铁矿、磁铁矿及磷灰石等(图7-6)。
图7-6 苦橄岩
科马提岩1969年首次发现于南非巴伯顿山地的科马提河流域,故名。原意只限于太古代绿岩中枕状岩流顶部的、具鬣刺结构的超镁铁质熔岩(图7-7a、b)。
图7-7 科马提岩
科马提岩主要由橄榄石、辉石的斑晶(或骸晶)和少量铬尖晶石以及玻璃基质组成。具枕状构造、碎屑构造和典型的鬣刺(鱼骨状或羽状)结构(图7-7c、d),其特点是橄榄石呈细长的锯齿状斑晶,是淬火结晶的产物。在化学成分上,典型的科马提岩以MgO>18%,CaO/Al2O3>1,低碱为特征。
在 *** 学研究的早期,曾认为超基性岩是一种无喷出相的 *** 。科马提岩的发现对证实超基性岩的岩浆成因具有重要意义。它是地幔高度部分熔融的产物,是地球早期富镁原始岩浆的代表。科马提岩中蕴藏有丰富的镍矿资源。
麦美奇岩,又称玻基纯橄岩是相当于纯橄榄岩而具有玻基斑状结构的超基性熔岩。首次发现于俄罗斯西伯利亚地区麦美奇河流域,故名。主要由橄榄石斑晶和黑色玻璃基质组成,有时在玻璃基质中有少量含钛普通辉石微晶及磁铁矿等。如辉石含量较多时,可称玻基辉橄岩。在化学成分上,以MgO>18%,TiO>1%,(Na2O+K2O)<1%为特征。
红旗岭镍矿冶炼炉渣中鬣刺结构的发现及其意义
一
众所周知,科马提岩(Komatiite)是1969年M.J.维尔金(M.J.Viljaen)和R.P.维尔金(R.P.Viljaen)在南非阿扎尼亚科马提河巴伯顿(Barberten)绿岩带中激歼发现的一种具有特殊结构的超镁铁质熔岩[1],这种熔岩的结构酷似澳大利亚的鬣刺草。后来,1970年R.W.纳斯比特(R.W.Ner *** itt)等人在描述西澳大利亚的科马提岩时,先后采用了鬣刺结构(Spinifextexture)这一术语[2],从此流传世界,广为引用。
当代,一则由于绿岩带与金、镍等矿产资源密切相关,二则它是地球早期发展、演化历史的信息源,故近一二十年来,绿岩带的研究引起人们的极大兴趣,从而成为地学研究中的热门之一。科马提岩是绿岩带的组成部分和重要的确定标志,而鬣刺结构则是鉴别科马提岩的标型特征与重要的成因信息。因此,认识和鉴别鬣刺结构具有重要的找矿意义和 *** 学研究价值。
以往,一些研究者们认为,鬣刺结构是超镁铁质(或部分镁铁质)熔浆在海底喷发时与水接触急速淬火冷凝的特定环境下形成的,多分布在枕状熔岩流的顶部与中部,并强调水是其必要的生成条件。
二
然而,笔者于1983年随吉林省地质矿产局镍矿考察团参观红旗岭镍业公司冶炼厂时,意外地发现了冶炼炉渣中发育有鬣刺结构,随即采集了样品,进行了进一步观察研究。
样品采自冶炼罐上部硅酸盐层,层厚1.5cm,其下部为铜镍合金(图1)。
无论是用肉眼、抑或在偏光显微镜下观察,皆可看出整个冶炼罐分为两大层,即由不混熔作用形成的上部硅酸盐层与下部铜镍硫化物层。上部硅酸盐层又可分为两个亚层,其上部为淬火鬣刺———中空骸晶层(图1,A),其下部为他形-半自形粒状 *** 体层(图1,B),共计3层。为叙述方便,由上至下分别称为A,B,C层。
A层:称为淬火鬣刺———中空骸晶层,层厚7~8mm,由他形长柱状或针状橄榄石与辉石中空骸晶组成,其含量为70%。其余30%是具有针状与羽状雏晶的玻璃,它们充填在上述骸晶之间。
骸晶橄榄石在温度急剧下降和过冷的情况下,由于熔体黏度增加,扩散作用减慢,物资供不应求而不能正常生长,只好沿某一晶棱方向迅速生长成针状或长柱状,长达1.75~4mm左右。骸晶内中空或充填着玻璃质,骸晶外部边缘不整齐,呈树叶或锯齿状。平行C轴的(010)与(100)解理堪称发育,平行消光,±2V=85°~88°。此层以中空骸晶———鬣刺结构发育为特征。
B层:称作橄榄石、辉石粒状 *** 体层,层厚6~7mm,由他形-半自形的橄榄石、辉石及具有针状、羽状雏晶的玻璃构成。前者粒径从0.33~0.75mm,含量占70%以上;后者含量低于30%。粒状镁铁矿物中仍见中空现象,但不及A层中者发育,与A层虽然是过渡关系,但A,B层之间有一明显界线。B层向下截然过渡为铜镍合金层,即C层。
图 1 冶炼罐中物质分层示意图( a) 冶炼罐物质分层现象; ( b) 分层放大素描图A—淬禅举大鬣刺 ( 中空骸晶层) ; B—橄榄石、辉石粒状 *** 体层; C—铜镍合金层
傅德彬地质学 *** 选集
图2橄榄质科马提岩流剖面示意图[3]|(a)加拿大蒙罗镇地区(据D.R.Pyke,1973);(b)澳大利亚澳诺拉地区(据N.T.Arndt,1977)A—鬣刺结构带(上部为淬火破裂带);B—粒状橄榄石堆积带
C层:称为铜镍合金层,由纯的铜镍合金组成。
令人极感兴趣的是,上述冶炼罐中炉渣的分层现象与科马提岩剖面的分带现象(图2)尽管一个是在冶炼厂,一个是在天然条件下形成的,但两者却极其相似。换言之,两者的上部均为由玻璃质及针状、长柱状中空橄榄石与辉石骸晶构成,具典型鬣刺结构;下部为他形———半自形橄榄石、辉石 *** 体,两者之间有一明显界面。
三
无论是炉渣或科马提岩,它们上、下部位结晶程度或结晶形态的差别都是 *** 速度不同所致。即上部冷凝速度快(直接同水或空气接触),快速冷凝成具中空骸晶———鬣刺结构的淬火带;下部 *** 较慢,形成他形粒状-半自形柱状橄榄石、辉石 *** 体。二者之间明显界线意味着它们之间有一临界 *** 速度[4]。 *** 速明袭冲度大于此临界 *** 速度,橄榄石、辉石便形成长柱状中空骸晶,构成鬣刺结构; *** 速度小于临界 *** 速度,则橄榄石、辉石就形成柱状 *** 体。不言而喻,结晶或 *** 速度问题实际上是一个温度梯度问题。
格林(Green,1975)等人的实验证明,橄榄石质科马提岩流在1450~1500℃温度下喷发时,若岩浆黏度为10泊,晶体与岩浆间的密度差为0.4,那么,直径为0.5mm的橄榄石颗粒的结晶未速度为40cm/h;而在1200℃的玄武质岩浆中结晶出来的同样大的橄榄石,其结晶未速度为0.04cm/h。该实验较令人信服地解决上下层间为什么有一个截然界面的现象。表1为南非橄榄贺科马提岩与红旗岭橄榄岩化学成分对比表。
表1 南非橄榄贺科马提岩与红旗岭橄榄岩化学成分对比表
注:1~4系南非橄榄贺科马提岩,其中4系1~3的平均值;5是红旗岭1号岩体8个分析值的平均数。
至于中空骸晶的形成,显然是由于在淬火或急骤冷凝条件下,橄榄石、辉石的 *** 速度远远大于熔浆供应晶体生长组分的速度。唯其如此,才会使熔浆的成分首先沿一个晶棱方向迅速生长。由于熔浆成分供应不足,遂形成内部中空或充填着玻璃质的细长的骸晶。
一般说来,熔体的化学成分一致,只有在相同的形成条件下才能形成相同(或相似)的结构特点。然而,所见上述事实则是红旗岭含矿 *** 与科马提岩组分基本一致(见附表),但却是在各自不同的条件下(一是在水下,一是在空气中)形成了特征一致的鬣刺结构,这一点给了我们以深刻的开拓性的启迪。
作者的观察研究表明,并非唯独海底喷发的超镁铁岩才具鬣刺结构,在常温,常压下的空气中同样可形成鬣刺结构。这样,具鬣刺结构的科马提岩似乎并不一定都是在有水的条件下形成的。如果所述人工鬣刺结构可以与科马提岩中的鬣刺结构相对比,就不一定把凡具鬣刺结构的 *** 都不假思索的认为是海底水下产物。所以,那种认为唯有水体才是鬣刺结构形成的必要条件的观念是值得进一步商榷的。Б.Л.马柳克(Б.П.МАЛЮК)与А.А.西沃罗诺夫(А.А.СИВОРОНОВ,1982)研究曾指出[5],骸晶的大小与形状取决于岩浆的结晶深度,故具有粗的宏观鬣刺结构的科马提岩可以不是喷出相的,而是浅成相或近地表相的橄榄岩与辉石岩。1983年,А.П.里哈切夫(А.П.АИХАЧЕВ1983)亦曾指出[6],加拿大、澳大利亚与非洲的一些含镍的科马提岩具有侵入性质。如此看来,上述认识是不无道理的。
主要参考文献
[1] 黄婉康 . 科马提岩 . 地质地球化学,1979,( 12) : 71 ~ 72
[2] Ne *** rtt R W. Skeletal Crystal forms in the ultramafic rocks of the Yilgann block,Western Australia Evidence for an Archaeanultramafic liquid,1970
[3] Arndt N T,E G Ni *** et. Komatiites Lodon George Allen and Unwin Puplishers Ltd,1982
[4] 刘如曦 . 科马提岩及其鉴别标志 . 冶金地质动态,1981,( 3)
[5] Малюк Б П,Сиворонов А А. О природе коматиитов геология и игеофизика,1982,( 4)
[6] А П 里哈切夫 . 铜镍矿床的地质特征和分类 . 国外地质科技,1983,( 8)
Spinifex Texture and Its Significanceof The Slag From Smelting Furnacein The Hongqiling Nickel Mine
Abstract
Spinifex as a typical texture of komatiite is well known ( e. g. in Australia,South Africa andNorth America etc. ) .
The spinifex texture was generally considered as the result of ultramafic eruption under the o-cean. The traditional concept mentioned above is now shaken due to the discovery of spinifex tex-ture on the slag came from the *** elting furnace. It is indicated that the spinifex texture can beformed as well through the ultramafic eruption in the air. This fact enlightens us that we cansearch for the komatiite and related mineral resources not belonging to those formed under the o-cean in the greenstone belts.
(四)科马提岩
科马提岩(komatiite)取名于南非特兰斯瓦巴伯顿科马提河(1969),后又在加拿大、澳大利亚和印度以及我国河北遵化、山东蒙阴、 *** 赤峰等地先后发现,它们都发育于太古笑渗宙绿岩带变质岩系中,因其经受变质作用而显绿色,故又名镁绿岩。它是一种富镁(w(MgO)>18%)的高温岩浆碰燃脊结晶形成的超基性熔岩。玻基斑状结构,枕状构造,具冷凝的流段销动顶盖,通常显示发育良好的鬣刺结构(spinifex texture)——其特点是 *** 中的橄榄石和辉石常呈细长的中空骸晶(内部中空被绿泥石、玻璃质充填),其边部呈锯齿状彼此交生,状似丛生的鬣刺草因而得名(照片4-7~10)。这种特征结构虽经强烈的变质作用而仍能保存下来。主要矿物为富镁橄榄石(Fo85~94)和富铝单斜辉石(w(Al2O3)6%~8%),其次为铬尖晶石、钛铁矿和磁铁矿等;基质多已脱玻化和绿泥石化。据其化学成分,将科马提岩划分为橄榄岩质(w(SiO2)<44%;w(MgO)>20%~40%)和玄武质(w(SiO2)=44%~56%,w(MgO)=9%~20%)科马提岩。
科马提岩的介绍
科马提岩(komatite) 为超基性喷出岩。1969年首裂掘次发现于南非巴伯顿肆谈核山地的侍搏科马提( Komati)河流域,故名。原意只限于太古代绿岩中枕状岩流顶部的、具鬣刺结构的超镁铁质熔岩。
岩浆硫化物矿床的类型及分布
(一)岩浆硫化物矿床的类型划分
岩浆硫化物矿床的分类,国际地质对比计划(IGCP)161项工作组分类方案(Naldrett,1979)影响最为广泛。该分类是在Naldrett(1973)分类意见基础上,将构造环境和镁铁-超镁铁质容矿 *** 的性质继续作为分类 *** 的两个基础,矿床划分为三大类:①同火山型矿床;②与克拉通地区侵位的侵入键枝岩体有关的矿床;③与造山作用过程中侵位的镁铁-超镁铁质岩体有关的矿床。每个大类中又包括三个或四个亚类,而每个亚类又进一步划分为三个小类。该方案对岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床共提出了16种构造环境相伴生的镁铁-超镁铁质岩体的可能组合。
Ross和Travis(1981)在遵循IGCP161项工作组分类方案的思路上,依据全球145个岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床中60个矿床的实际资料,对全球岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床进行了更为简明的类型划分。总体上将所有矿床按照容矿 *** 的特征划分为三大类:①纯橄榄岩-橄榄岩类,该类包括产于侵入的纯橄榄岩组合中的矿床和产于火山橄榄岩组合中的矿床;②辉长岩类,包括产于镁铁质-超镁铁质侵入杂岩、大型层状侵入体和 *** 伯里侵入体中的矿床;③其他类型,为无法划入上述两大类的矿床。然后将每一大类根据容矿岩体的形态或地质环境再划分为亚类。具体说来,Ross和Travis(1981)分类方案就是总体划分为侵入的纯橄榄岩组合、火山橄榄岩组合、辉长岩类镁铁质-超镁铁质侵入杂岩、辉长岩类大型层状侵入体和 *** 伯里侵入体等5种容矿 *** 类别,又进一步按前寒武纪绿岩带、前寒武纪活动带、稳定地台和显生宙造山带4种成矿构造背景划分为若干类型(表2-3)。
通过145个矿床的归类,显示出纯橄榄岩-橄榄岩大类的矿床不足30%,大部分为辉长岩类中的矿床。为使分类对全球可利用镍金属资源有一个符合实际的认识,以不受低品位不能开采镍资源的干扰,Ross和Travis(1981)选取镍品位0.8%作为分类中考察矿床镍资源量的值,镍品位大于或等于0.8%的资源认为是可利用的镍金属资源。纯橄榄岩-橄榄岩类中的矿床类同与科马提岩有关的矿床(Arndt和Brooks,1980),大部分产于太古宙绿岩带中,也即IGCP161项分类中“同火山型矿床”的一个亚类(Naldrett,1979)。侵入的纯橄榄岩组合和火山橄榄岩组合的区别主要在于紧依矿床的围岩中是否存在迹亮昌喷出的超镁铁质 *** 。其中,一般侵入的纯橄榄岩组合中的矿床Ni/Cu比值较高,达15∶1~30∶1,容矿超镁铁质 *** 的MgO含量>45%,火山橄榄岩组合中的矿床则Ni/Cu比值为10∶1~16∶1。辉长岩类中的矿床与纯橄榄岩-橄榄岩类中的矿床相比,具有低的Ni/Cu比值(多为<3∶1个别的>5∶1),PGE含量很高(Naldrett et al.,1979),且Ni/Co比值较低。这种差异可能反映了与不混溶硫化物共存的硅酸盐熔融体的MgO含量不同(Rajamani et al.,1978),以及硫逸度和氧逸度等因素的影响(Keayys et al.,1981)。
表2-3 全球岩浆硫化物矿床分类方案
从表2-3可以看出,Ross and Travis(1981)的分类实际是一种对全球岩浆硫化物铜镍矿床的类型构姿扒造- *** 特征总结,除第三类其他类型外,已有的矿床类型共7类,概括起来为:①前寒武纪绿岩带侵入橄榄岩型,以加拿大的Thompson、西澳的Agnew为代表;②前寒武纪绿岩带火山橄榄岩型,以西澳的Kambalda为代表;③前寒武纪绿岩带镁铁质-超镁铁质侵入杂岩型,产有加拿大的Kenbridge等矿床;④前寒武纪绿岩带大型层状侵入体型,产有加拿大Gordon湖等中小型矿床;⑤前寒武纪活动带镁铁质-超镁铁质侵入杂岩型,中国金川和俄罗斯Pechenga为典型;⑥稳定地台大型层状侵入体型,主要为南非的Bushveld和美国Stillwater为代表;⑦显生宙造山带镁铁质-超镁铁质侵入杂岩型,俄罗斯Noril'sk、Talnakhh为典型;⑧稳定地台 *** 伯里侵入体型,即加拿大的 *** 伯里矿床。依据矿床的工业价值,以典型矿床命名来划分主要为:科马提岩型、金川型、布什维尔德型、诺里尔斯克型和 *** 伯里型,共5种典型矿床类型。
Naldrett(1984)明确提出将岩浆硫化物矿床划分为五类(表2-4)。该分类更加简单明快,便于对比使用。但随着近20年来火成岩成因 *** 学和 *** 构造研究知识的进一步积累,对世界上重要岩浆硫化物矿床成矿环境和容矿 *** 的来源有了长足的进步。对原
表2-4 全球岩浆硫化物矿床分类方案
来认识为两种成矿背景的矿床可能趋向一种背景认识,例如大火成岩省及其超地幔柱概念的认识,除陨石撞击成因的 *** 伯里矿床,其他重要的大型超大型矿床可能有理由提出均与地质历史的大规模岩浆作用事件有关(Keays,1995,1997),而大火成岩省应是大规模的岩浆作用事件的典型代表(Lightfoot et al.,1997)。1994年加拿大新发现的Voisey's Bay大型矿床成矿背景的研究,也进一步提供了 *** 裂谷有关大火成岩省的地质背景认识(Ryan,2000;Scoates et al.,2000)。
汤中立等(1995)对金川矿床的世界对比研究中,认为世界镍矿的格局主要是由少数几个大型超大型矿床决定的,针对世界上12个超巨型和超大型矿床的特点,在Naldrett(1984)分类基础上,提出了一个大型超大型岩浆硫化矿床分类方案(表2-5)。这一分类突出了金川矿床的位置,同时特别强调了小侵入体成矿的意义。
表2-5 大型超大型岩浆硫化物矿床分类方案
(二)岩浆硫化物矿床的地质分布
从分类研究可以看出,世界岩浆硫化物矿床的地质分布具有显著的特点。其一,形成于 *** 地壳,未见洋壳环境有重要矿床的报道;其二,成矿时代均为三叠纪以前,且主要形成于前寒武纪,未有三叠纪以后矿床的发现。具体分布上主要限于少数几个国家和地区,主要为澳大利亚、加拿大、北欧、中国、南非、美国、俄罗斯和其他几个有限的国家,地理分布上不均匀,而且不同矿床类型的相对重要性在各地区的变化也很大。总体来说,世界上岩浆硫化物矿床主要产于前寒武纪稳定的地块中(Ross and Travis,1981),形成时代主要集中于太古宙,其次元古宙,再次显生宙。对于岩浆硫化物矿床世界分布资料,大多数人主要是依据Ross and Travis(1981)的总结再进一步阐释的,因此本课题研究为了叙述上的方便仍借用Ross and Travis(1981)的构造环境-容矿 *** 类型交汇的分类方案,通过主要构造单元不同时代矿床地理分布为主线来讨论全球岩浆硫化物矿床的地质分布特点(表2-6,彩图2)。需要指出的是,Ross and Travis(1981)的分类中提出的前寒武纪绿岩带、前寒武纪活动带、稳定地台和显生宙造山带4种成矿构造环境的认识,其实前三种都是我们一般概念中的稳定陆块的范畴,只是进一步地细化,因此概括起来就是陆块和造山带两种大的构造环境。其中前寒武纪绿岩带和前寒武纪活动带的概念运用,对岩浆硫化物矿床成矿环境的认识是有意义的,因为世界上绝大多数岩浆硫化物矿床形成于前寒武纪,而矿床形成当时的构造环境是有差别的。不过他们对中国金川矿床定位于古元古代前寒武纪活动带的观点,历来为中国研究者所否定(汤中立等,1995;李文渊,1996),认为他们对中国情况的不了解(李文渊,1996),金川岩体形成于中元古代早期(1508Ma) *** 裂谷环境,而不是古元古代活动带的产物。但从近来前寒武纪研究进展来看,需要对他们所提的前寒武纪活动带的概念进行厘定,陆松年认为已有充足的证据证明金川岩体所在的 *** 善地块不是太古-古元古代为结晶基底的华北陆块的组成部分,是显生宙造山带,而龙首山隆起只是散布在造山带中的微小陆块而已。先不论这种造山带认识是否成立,但金川岩体形成于至少为古元古代变质岩系为基底的陆块当没有问题,如果形成过程中活动的 *** 裂解环境为“前寒武纪活动带”真实涵义的话,将金川厘定为前寒武纪活动带的认识是有意义的。
表2-6 世界重要岩浆硫化物矿带特征对比表
(1)北美、西澳和非洲地台(大的陆块,文中亦称陆块)南部主要产出太古宙为主的岩浆硫化物矿床。西澳大利亚已有56个岩浆硫化物矿床产出,主要由新太古代与侵入纯橄榄岩和与火山橄榄岩(即科马提质侵入岩和喷出岩)伴生的岩浆硫化物矿床组成,还有少数太古宙或元古宙小型的与辉长岩类 *** 相伴生的矿床类型产出。这些矿床的绝大部分集中分布于Y ilgarn地块中的绿岩带中,侵入纯橄榄岩型矿床主要以阿格纽(Agnew)为代表,火山橄榄岩型矿床则以坎巴尔达(Kambalda)矿床为典型。北美陆块中有46个岩浆硫化物矿床(其中加拿大36个、美国10个),科马提岩有关的矿床形成于太古宙,以加拿大汤普森(Thompson)矿床为代表,与大型层状杂岩有关的美国斯蒂尔沃特(Stillwater)也形成于太古宙,其余类型形成于元古宙,例如认为与古陨石撞击有关的加拿大 *** 伯里(Sudbury)矿床形成于古元古代(Tuchscherer et al.,2002),而1994年新发现的加拿大沃尔斯湾(Voisey'sBay)形成于中元古代(1290~1340Ma,Chusi Li et al.,2000),德卢斯(Duluth)则是新元古代的产物。最近美国地调局在进行全球矿产资源评价项目(GMRAP)中,指出美国苏必利尔湖的德卢斯可与加拿大的沃尔斯湾、俄罗斯的诺里尔斯克(Noril'sk)对比,认为均为 *** 裂谷 *** 有关的大规模岩浆作用的结果,是地幔柱作用大火成岩省的产物(Klaus J.Schulz,1997)。南非有17个矿床,以太古宙与大型层状杂岩有关的南非布什维尔德(Bush-veld)超大型矿床为代表,还产有太古宙的科马提岩有关的中小型矿床,总体为绿岩带的产物。
(2)中国、北欧陆块元古宙岩浆硫化物矿床。均为元古宙前寒武纪活动带中镁铁-超镁铁岩侵入体型矿床,中国中元古代金川超大型矿床是典型代表,北欧主要表现为中小型矿床,仅俄罗斯的贝辰加(Pechhenga)和芒切哥尔斯克(Monchegorsk)有一定规模。
(3)北欧和北美陆块边缘或造山带中局部产有形成于古生代的中小型岩浆硫化物矿床,其中位于 *** 斯加造山带中的布雷迪冰川(Brady Glacier)矿床已达大型,但成矿的细节尚不清楚。北欧陆块边缘的矿床主要为挪威的布鲁瓦那(Brruvann),镍金属品位贫和资源量小。中国新疆的喀拉通克、黄山和吉林的红旗岭均为晚古生代的矿床。
(4)西伯利亚陆块北部的俄罗撒诺里尔斯克(Noril'sk)-塔尔纳赫(Talnakh)镍矿带是目前世界上已知最重要的三叠纪岩浆硫化物矿床分布区,是公认的地幔柱作用的大火成岩省成矿的典型实例(Li C et al.,2003)。中国的峨眉玄武岩为大火成岩省的观点也已为国际学术界所接受(Xu Y G et al.,2001),并发现有二叠纪末、三叠纪初的小型岩浆硫化物矿床(力马河、杨柳坪等),但迄今未发现大规模的矿床。
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