云南墨江金厂镍_金矿床镍矿化地质特征及形成时间.pdf

年 矿 床 地 质 ∞ ⁄∞≥≥ 第卷 第期 文章编号 云南墨江金厂镍金矿床镍矿化地质特征及形成时间 Ξ 应汉龙王登红刘和林 中国科学院地质与地球物理研究所北京 中国地质科学院矿产资源研究所北京 云南省地质矿产勘查开发局第二地质大队云南 文山 摘 要 云南墨江金厂镍金矿床位于北西走向的哀牢山蛇绿混杂岩带镍矿体分布于金厂超基性岩体接触带 附近的北西走向构造破碎带中含矿围岩主要为上泥盆统金厂组烂山段变余粉砂岩石英岩和板岩少数为硅质菱 镁岩和蛇纹岩∀镍矿体与围岩为过渡关系多数与金矿体在空间上分离少数重叠穿插镍矿化时间晚于金矿化∀ 镍矿体以强烈铬绢云母化硅化和黄铁矿化为特征矿石类型有绿色泥岩稠密浸染状黄铁矿型和石英岩浸染状黄铁 矿型两种含镍 至 ∀矿石的金属矿物组合为黄铁矿方硫镍矿辉砷镍矿辉锑矿闪锌矿镍矿化属于中 低温热液矿化∀为了了解金厂镍矿化与超基性岩成岩的时间和成因联系在了解区域超基性岩体形成时代的基础 上测定了两类镍矿体中个蚀变铬绢云母的 年龄∀铬绢云母的 似坪年龄分别为 和 代表镍矿化时间∀镍矿化发生于新生代初比金厂超基性岩侵入晚 以上金厂镍金矿床镍矿体是海西期形成的金厂超基性岩在新生代初受热液淋滤形成的∀ 关键词 地球化学镍矿化成矿时代 定年 铬绢云母金厂镍金矿床云南 中图分类号 文献标识码 云南墨江金厂镍金矿床位于哀牢山脉西侧的 云南墨江和元江两县交界处/三江0构造带哀牢山 蛇绿混杂岩带金厂超基性岩体与上泥盆统浅变质岩 的接触带上为金镍共生矿床∀该地金矿开采在清 代文献中已有记载∀年以后有几个地质勘探 单位在矿区及其周围地区做过铬铁矿金矿镍矿和 石棉矿的勘探工作∀中国人民解放军部队 现名武警黄金部队支队于年提交了云南 省墨江县金厂矿区金矿详细地质勘探报告探明镍 和金的金属量分别为约 和 ∀勘探报告 详细描述了镍金矿床的基本地质特征分析了成矿 元素含量记述了在矿区北部的双沟铬铁矿中 /绿 色水云母0因为云母呈鲜艳绿色野外称为绿色水 云母的同位素年龄为 和 镍矿体矿石和黄铁矿的Δ ≥平均值为 ϕ 与超基性岩的Δ ≥值 ϕ 接近 认为 镍的砷硫化物矿床的成因是燕山期中末期区域酸 性岩侵入活动的岩浆期后热液使金厂超基性岩含镍 矿物中的 ≥ 离解 与岩浆期后热液中的 ≥ 反应形成镍的硫砷化物Ο ∀蒋志分 析了金镍矿化的地质背景物质来源和主要过程 后认为金厂镍金矿床应是古洋壳受溶滤次生叠 加成因矿床镍和金主要来源于金厂超基性岩体硫 主要来源于基性超基性岩∀张海涛等同样 认为镍和金主要来源于超基性岩∀为了确定金矿化 的成矿时代李元测定了该矿床南部猫鼻梁 子矿段坑道中铬水云母铬绢云母的 年 龄为 胡云中等测定了 与成矿关系密切的铬水云母铬绢云母的 年 龄为 谢桂青等以富金石英脉中的石 英流体包裹体为测定对象获得 ≥等时线年龄 ∀晏祥云在分析了矿床地质背 景地质特征围岩蚀变矿物组合包裹体温度和硫 同位素组成后认为镍矿由岩浆期后中低温热液作 用形成 Π 但是没有说明镍矿化的时代∀ 上述研究结果表明墨江金厂镍金矿床可能为 Ξ本研究受国家重点基础研究项目编号的资助 第一作者简介 应汉龙男年出生副研究员主要从事矿床学研究∀ 收稿日期 改回日期 ∀ Ο 武警黄金部队支队 云南省墨江县金厂矿区金矿详细地质勘探报告 Π 晏祥云 浅析云南省墨江金厂硫化镍矿床成矿条件及其矿床特征西南矿产地质 ∗ 金厂超基性岩受到热液淋滤在中生代早白垩世或 新生代初形成的与岩浆和岩浆热液镍矿床不同 该类型镍矿床的成矿时间与矿源岩或母岩的形成时 间相差大∀为了确定墨江镍金矿床镍矿化比较准 确的时间和了解其与金厂超基性岩体的成因联系 在矿床地质特征研究的基础上测定了镍矿体蚀变 矿物铬绢云母的 年龄∀ 地质背景 云南墨江金厂镍金矿床位于/三江0构造带东 侧边缘的哀牢山褶皱带西侧的蛇绿混杂岩带图 ∀ 哀牢山褶皱带是中新生代造山和陆内汇聚阶段形 成的复杂构造推覆带包括红河断裂带哀牢山断裂 带和九甲墨江断裂带个复杂的逆冲推覆带走向 北北西倾向东倾角大∀红河断裂带以东为扬子地 块∀红河断裂带和哀牢山断裂带之间为下元古界哀 牢山群深变质岩带∀九甲墨江断裂带和哀牢山断 裂带之间为古生界岩石西部为构造蛇绿混杂岩带 长多千米宽几千米到几十千米北西向展布 由晚泥盆世至早二叠世浅变质的石英杂砂岩绢云 板岩硅质岩构成的韵律层以及薄层灰岩含砾板岩 和玄武岩层等组成大小不同的多个超基性岩 体沿构造混杂岩带断续发育王义昭等 ∀在 蛇绿混杂岩带已勘探老王寨东瓜岭等大型金矿床 和金厂镍金矿床∀九甲墨江断裂带以西主要为上 三叠统一碗水组紫红色砂砾岩沿该断裂带上三叠 统一碗水组经常呈孤立岩块分布在蛇绿混杂岩中∀ 图 云南墨江金厂镍金矿床的构造位置 上三叠统一碗水组磨拉石堆积 三叠系沉积岩覆盖的古生界岩石 未变质的古生界岩石 弱变质的古生界岩石 晚泥盆 世至早二叠世蛇绿混杂岩 下元古界哀牢山群变质岩 区域断裂带及其编号ƒ 红河断裂带 ƒ 哀牢山断裂带 ƒ 九甲墨江断裂带ƒ 转马路断裂带 金镍矿床矿点 ƒ ≠∏ ≠ ∏ ƒ √ ⁄ √ ≤ ∏ ∏ ∏ ∏ ƒ ƒ ƒ ∏ ƒ ∏ ∏ 第卷 第期 应汉龙等云南墨江金厂镍金矿床镍矿化地质特征及形成时间 墨江镍金矿床的围岩为上泥盆统金厂岩组图 方维萱等 ∀金厂矿区地层层序正常蔡新 平等 从下到上分为马呼洞段四十八两山段 和烂山段分布在金厂岩体西侧∀烂山段⁄ϕ 是 金镍矿体的主要赋矿围岩∀其中下部为变余粉砂 岩石英岩夹薄层板岩石英岩的原岩可能为热水沉 积硅质岩应汉龙等 谢桂青等 形成于 大陆边缘与远洋盆地的过渡位置谢桂青等 其上部为变质砂岩含砾砂岩夹不稳定的变质凝灰 质火山熔岩和火山碎屑岩∀四十八两山段为含碳灰 色板岩和砂板岩互层夹灰色石英岩透镜体顶部 有一层 ∗ 厚的绿片岩凝灰质绿片岩∀马呼洞 图 墨江金厂镍金矿床地质图 上三叠统一碗水组 金厂岩组烂山段 金厂岩组四十八 两山段 金厂岩组马呼洞段 花岗斑岩 煌斑岩 金厂 超基性岩 断层 地层或岩性界线 镍金矿体分布范围 ƒ ≠ ∏ ƒ ƒ ≥ ƒ 2 ∏ ƒ ∏ ∏ ƒ ∏ ≥ ∏ ∏ 组底部为稳定的薄层灰岩中上部为变砂岩夹千枚 状板岩∀ 金厂超基性岩体为北西走向展布平面上呈 /豆荚状0 中间宽两端细出露长度为 宽 ∗ ∀岩石强烈蛇纹石化边部发育滑镁岩和 菱镁岩∀原岩可能以斜辉辉橄岩斜辉橄榄岩为主 为镁质橄榄岩∀岩体中北部发育辉绿岩辉长岩∀ 金厂镍金矿床北部双沟蛇绿岩中辉长岩锆石的 年龄下交点年龄为 角闪石 年龄为 斜长花岗岩的年龄 为 简平等 形成于晚泥盆世 早石炭世∀金厂岩体中蛇纹石岩的 ≥年龄为 ≥ 年龄为 表明 金厂超基性岩可能形成于早石炭世谢桂青等 ∀矿区西侧发育花岗斑岩图 全岩 年龄为 陈锦荣等 ∀ 金厂矿区为九甲墨江断裂带通过处矿区主要 断裂构造为北西走向向南突出的逆冲推覆断裂李 定谋等 金厂超基性岩体和金厂岩组逆冲推 覆到上三叠统一碗水组之上局部发生滑覆作用而 形成滑脱构造∀ 矿床地质 在金厂镍金矿区共发现了个镍矿体分布在 南北长约 东西宽约 的范围内∀镍矿 体主要分布在金厂超基性岩体与围岩接触带弯曲的 部位围岩主要为烂山段上部石英岩和变余粉砂岩 少数为蛇纹岩硅质菱镁岩∀矿体主要受北西走向 断裂带或构造破碎带控制伴随/绿色水云母0铬绢 云母化蚀变带蚀变带的宽度大于矿体的范围∀单 个镍矿体的规模不大多为透镜状走向北西 ∗ β 倾向北东倾角 ∗ β∀有绿色泥岩稠密浸染 状黄铁矿型和石英岩浸染状黄铁矿型两种矿石类 型∀前者沿浅变质围岩中的/绿色水云母0化泥片岩 层或构造破碎带分布黄铁矿呈稠密浸染状斑点状 或块状含镍 ∗ ∀后者的含矿围岩为黄 铁矿化硅化和铬绢云母化的石英岩或变余粉砂岩 黄铁矿主要呈细粒浸染状矿石含镍 ∗ ∀ 大部分金镍矿体在空间上是分离的图 少 数重叠∀镍矿体含有含金石英脉角砾表明镍矿化 可能晚于主要的金矿化金矿体或矿化带内广泛的 浸染状镍矿化和铬绢云母化是后来叠加上去的 金镍矿化呈浸染状过渡其矿化带几乎是重叠的∀ 矿 床 地 质 年 图 金厂镍金矿床剖面图 勘探线剖面图 矿区南端剖面图∀ 上三叠统一碗水组 ψ 金厂岩组烂山段灰黑色变余粉砂岩石英岩夹变质砂岩 ⁄ϕ 花岗斑岩Χ Π 金厂超基性岩2 断裂 镍矿体及其编号 金矿体及其编号 钻孔及其编号 ƒ ≤ ≤ ≤ ∏ ≠ ∏ ƒ ψ ∏ ⁄ϕ ∏ ∏ 2 ƒ ∏ ∏ ∏ ⁄ ∏ 矿石的金属矿物主要为黄铁矿和辉砷镍矿含 少量针镍矿方硫镍矿锑硫镍矿斜方砷镍矿白铁 矿等∀脉石矿物以石英隐晶硅质玉髓绿色云母 为主∀矿物组合为黄铁矿方硫镍矿辉砷镍矿辉锑 矿闪锌矿∀矿石主要为浸染状构造金属矿物呈稀 疏稠密浸染状分布∀矿石中镍的硫砷化物大部分 呈半自形他形晶粒状结构少量为自形结构有少 量早期黄铁矿被晚期黄铁矿包围而形成包含结构 黄铁矿和方硫镍矿由固溶体分晶作用形成环带结 构白铁矿交代黄铁矿辉锑矿交代黄铁矿形成交代 残余结构∀主要含镍矿物主要形成于中低温热液 阶段∀原生矿物形成的大致顺序为黄铁矿 方硫镍矿ψ黄铁矿 ψ辉砷镍矿ψ针镍矿ψ 锑硫镍矿ψ磁黄铁矿ψ辉锑矿ψ白铁矿ψ闪锌矿 矿物形成顺序无明显界线具有交叉重叠现象 Ο ∀ 铬绢云母的 定年 金 厂镍金 矿床 中 铬绢 云 母的 粒度 大 约为 ∗ 以集合体的形式存在翠绿色呈 隐晶质鳞片变晶结构为水化程度低于伊利石的水 云母属白云母类矿物∀其≤ 的含量为 ∗ 的含量为 ∗ 的 含量为 ∗ 江永宏等 ∀ 金厂镍金矿床中铬绢云母的形成温度低于白 云母氩封闭温度 ε ⁄∏ ∀此外白云母受到热搅动时其中的氩不易 扩散丢失⁄∏ 白云母一般不会吸 纳大量的过剩氩 ⁄∏ ∀因为氩 在白云母这类含水矿物中不是以体积扩散机制析 出而主要以去气和其他机制扩散析出 所以在真空加热测定白云母这样的含 水矿物的 年龄时假定氩为体积扩散行为 的坪年龄计算是不合适的∀而矿物的似坪年龄即 年龄谱的平坦部分可能代表其形成年龄 ∀金厂镍金矿床中铬绢云母的 似坪年龄可以通过每一加热阶段视年龄和释放的 第卷 第期 应汉龙等云南墨江金厂镍金矿床镍矿化地质特征及形成时间 Ο武警黄金部队支队 云南省墨江县金厂矿区金矿详细地质勘探报告 量计算得出那些大于或小于大部分加热阶段年 龄的加热阶段的年龄不参加计算∀在上述条件的 基础上为了确定金厂镍金矿床镍矿化时间挑选 /绿色水云母0即铬绢云母做 定年∀ 和≥ 铬绢云母采自金厂镍金矿床中 部烂山矿段泥岩稠密浸染状黄铁矿型镍矿体和北部 四十八两山矿段的石英岩浸染状黄铁矿型镍矿体∀ 在手标本上样品由铬绢云母石英和不透明矿物如 黄铁矿组成铬绢云母呈集合体∀在显微镜下铬绢 云母薄片与石英共生∀样品被破碎到 ∗ 目经 过筛选用标准重液分选铬绢云母在双目镜下挑选 纯∀样品在中国原子能科学研究院反应堆照 射参数见表 ∀样品测试在中国科学院地质与地球 物理研究所 实验室完成测试样品的重量见 表 ∀关于实验技术请参考有关文献桑海清 ∀ 测试样品加热分个阶段视年龄的误差为Ρ 表 ∀ 和≥ 样品的 年龄 谱基本相似∀ 和≥ 铬绢云母样品早加热阶段 第和第阶段和最晚加热阶段第加热阶段 出现偏大和偏小的视年龄值 样品仅在早加热阶 段第和加热阶段出现偏大和偏小的视年龄∀ 和≥ 样品其 ∗ 阶段组成良好的似年龄坪 样品的 ∗ 阶段组成良好的似年龄坪析出的 达到 以上∀相应的似坪年龄分别为 和 图 相应的等时线年龄分别为 和 图 两者在误差范围内是一致的∀样品 和≥ 没有明显的氩丢失图 而导致视年龄 减小∀铬绢云母的 年龄是可靠的可以代 表金厂镍金矿床镍矿化的年龄∀ 表1 墨江金厂镍金矿床铬绢云母40Αρ−39Αρ年龄测定数据 Ταβλε 1 40Αρ/39Αρ δατινγ δατα οφ /γρεεν ηψδρομιχα0 φρομ τηε ϑ ινχανγνιχκε λ −γολδ δεποσ ιτ , Μοϕιανγ 加热阶段 加热温度 ε Ρ 视年龄τ Ρ 铬绢云母样品质量μ 照射参数ϑ 铬绢云母样品质量μ 照射参数ϑ ≥ 铬绢云母样品质量μ 照射参数ϑ 矿 床 地 质 年 图 金厂镍金矿床铬绢云母的 阶段加热年龄谱 及图中似坪年龄部分 ∗ 或 ∗ 阶段的等时线 ƒ / 0 ∏ ≥ ∗ ∗ ƒ 讨论和结论 本文测定的铬绢云母的 年龄与胡云 中等所列铬绢云母的 年龄接近与李元 测定的铬绢云母的 年龄差别较大∀ 本次测试的样品为金厂镍金矿床中与镍矿体 密切共生的铬绢云母是镍矿化的热液蚀变形成的 形成时间与镍矿化相近其年龄可能代表镍矿化的 形成年龄因此墨江金厂镍金矿床的镍矿化形成 于新生代初∀根据哀牢山蛇绿混杂岩带现有的定年 资料简平等 谢桂青等 镍矿体与金厂 超基性岩形成的时间差至少在 以上∀金厂 镍金矿床中的镍矿体是大于 的金厂岩体在 新生代初受到热液淋滤镍被淋滤转入流体与硫 砷等反应沉淀在岩体接触带附近的断裂带中形成 镍矿化黄铁矿化硅化和铬绢云母化等∀ 虽然金镍矿化体的空间关系表明金厂镍金 第卷 第期 应汉龙等云南墨江金厂镍金矿床镍矿化地质特征及形成时间 矿床中的主要金矿化可能早于镍矿化 Ο 金矿体与镍 矿体在空间上分离镍矿体的金含量与镍含量无线 性相关关系矿化带金含量与镍含量 水平线性 相关相关系数为 Ο主要金矿化和镍矿化似 乎由不同时期的成矿流体形成∀但是对金镍矿化 的成因关系金镍等成矿物质是同一次热液事件中 活化形成成矿热液后又分离成矿还是在不同热液 事件中分别活化成矿及其原因有待研究∀ 在古洋壳残留体和蛇绿岩中未发现重要的铜镍 硫化物矿床汤中立等 ∀墨江金厂镍金矿床 镍矿化与超基性岩之间具长达 的时间差表 明镍可以从固结的超基性岩中淋滤活化形成与超 基性岩浆热液活动无关的热液矿床∀哀牢山蛇绿混 杂岩带内分布有多个大小不一的超基性岩体 金厂超基性岩体是迄今唯一已知伴生热液硫砷镍矿 体的岩体∀鉴于该构造带在中生代晚期和新生代时 期构造岩浆和矿化活动强烈因而该蛇绿混杂岩 带有可能形成其他的后期热液镍矿床∀ 致 谢 感谢中国科学院地质与地球物理研究 所桑海清和王英兰高级工程师完成了样品测试∀ Ρε φερενχε σ ≤ ∏ ∏ ≠∏ 2 ≈ ⁄ ∗ ≤ ∞ ≤ ≤∏ ∏≠ ≥ ∏ ≠∏ ≈ ∗ ≤ ∞ ⁄∏ ⁄ ≤ ⁄∏ ≈ ∗ ƒ ∏ ⁄ 2 ≠∏ √ ≤ ≈ ≤ ≥ ∏ ∗ ≤ ∂ ∞ ≥ ∏ ∏ √ √ ≈ ∗ 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