前寒武纪镍矿床
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发布时间：2022-04-27 09:48
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时间：2023-09-23 04:29
(一)成矿时代
前寒武纪是镍成矿作用最重要时期，该时期产出的镍矿占世界镍矿储量的60%，其中太古宙的占19%，元古宙的占41%，我国前寒武镍矿占我国镍矿储量的64%，且均形成于元古宙(图2-22)。我国已发现的前寒武纪镍矿床主要有吉林赤柏松，同位素年龄：2242Ma(K-Ar法，傅德彬，1988)；甘肃金川(或白家嘴子)，其同位素年龄：827±8Ma(SHRIMP 锆石 U-Pb 法，李献华等，2004)、911Ma(硫化物Re-Os等时线，卢纪仁，1993)、约1508Ma(Sm-Nd等时线，汤中立，1995，1992)；四川冷水箐，同位素年龄：1031Ma(K-Ar 等时线，袁海华，1981)及广西大坡岭，同位素年龄：982Ma(块状硫化物Re-Os等时线及2219Ma Sm-Nd等时线，毛景文，2001，1990)，1734～1863Ma(锆石207Pb/206Pb 法，韩发等，1994)。
(二)矿床类型及赋存的地质构造环境
1.矿床类型
镍的矿床类型主要分为岩浆熔离型硫化物矿床及风化壳型氧化物矿床二大类，我国岩浆熔离型硫化物矿床(储量)占我国镍矿总量的88%(国外占63%)，产于前寒武纪镍矿床的国内外均为岩浆熔离型。与国外相比我国该类型镍矿床以岩浆熔离-贯入型硫化物矿床为主，如金川、赤柏松及冷水箐铜镍矿均属此类，而产于绿岩带(与太古宙科马提岩有关)及大型层状铁镁质杂岩体中的岩浆熔离型硫化物矿床，我国至今尚未找到成型的矿床，前者像澳大利亚阿抗纽(Agnew)、坎姆巴尔达(Kambalda)，加拿大的汤普逊(Thompsom)及津巴布韦的尚加尼(Shangani)等镍(铜、铂)矿床；后者如南非的布仁维尔德铂镍矿床。
图2-22 中国及世界不同成矿时代镍矿床储量比例直方图
2.地质构造环境
我国前寒武纪镍矿床主要产于古陆块边缘的裂谷带或断裂带中(见图2-16)，容矿岩主要为超镁铁质岩及镁铁质岩-超镁铁质岩(铁质超基性岩)，m/f值为2～5；它们均侵位于中-深变质岩系。如甘肃的金川铜镍矿产于华北陆块西南缘的中元古代(或新元古代)龙首山裂谷带，容矿岩为橄榄二辉岩、二辉橄榄岩及纯橄榄岩等超镁铁质岩，m/f值为2.7～5.9，平均值为4.6，岩体侵位于古元古界白家嘴子组黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩和蛇纹大理岩和古元古代花岗片麻岩中(汤中立等，2002b)。吉林赤柏松铜镍矿床产于华北陆块北缘东段的古元古代辽吉裂谷带，容矿岩主要为辉绿辉长岩-橄榄苏长辉长岩-暗色橄榄辉长苏长岩-细粒辉长苏长岩-辉长玢岩等镁铁质岩-超镁铁质岩，m/f值为2.5～4.1，岩体侵位于太古宙鞍山岩群四道砬子河岩组黑云斜长片麻岩和斜长角闪岩。四川冷水箐镍矿床产于扬子陆块西缘南北向构造与东西向构造的复合部位，受青河-程海断裂带控制，容矿岩为中元古代角闪二辉橄榄岩、角闪辉石岩及单辉橄榄岩等镁铁质岩-超镁铁质岩，m/f值为2.0～4.7；岩体侵位于中元古代盐边群中段变粒岩。广西大坡岭铜镍矿产于扬子陆块西南缘的四堡-天河断裂带。容矿岩为中元古代辉长辉石岩及闪长岩-辉长辉石岩-辉石岩-橄榄辉石岩二类，属镁铁质岩，m/f值为1.6～4.1。岩体侵位于中元古代四堡群鱼西组变质粉砂岩。(表2-5)。
(三)矿体分布、形态产状及物质组分
1.矿体分布形态、产状
该类矿床的矿体主要产于含矿岩体(铁质超基性岩)的下部(或底部)及边部、局部产于接触带的围岩中，产于底部的矿体一般呈似层状、透镜状产出，其产状常与围岩一致(图2-23，2-24)，而产于边部及接触带围岩中的矿体多呈板状、岩墙状、透镜状及脉状产出，产状常与围岩斜交(图2-25，2-26，2-27)。
图2-23 广西大坡岭矿区424线地质剖面图
(据广西第九地质队资料)
图2-24 盐边复式岩体群冷水箐①、②号岩体纵剖面地质略图
1—第四系坡积层；2—盐边群变粒岩；3—花岗岩；4—花岗闪长岩；5—闪长岩；6—辉石岩；7—角闪辉石岩；8—角闪斜辉橄榄岩；9—单辉橄榄岩；10—角闪二辉橄榄岩；11—二辉橄榄岩；12—矿体；13—混杂岩；14—断层带及断层；15—地质界线；16—过渡地质界线
表2-5 中国前寒武纪镍矿地质特征简表
图2-25 赤柏松Ⅰ号基性岩体Ⅲ号勘探线地质剖面图
(据傅德彬，1988)
1—橄榄辉长苏长岩；2—暗色橄榄辉长苏长岩；3—辉长玢岩；4—灰色片麻岩；5—黑云钠长片麻岩；6—富矿体；7—贫矿体
2.成矿物质组分
该类矿床金属的有益成矿元素主要是 Ni：0.55%(大坡岭)～0.92%(冷水箐)，Cu：0.27%(赤柏松)～0.49%(金川)，Co：0.02%(大坡岭、赤柏松)～0.03%(冷水箐、金川)，Pt+Pd：0.07g/t(大坡岭)～0.33g/t(金川、赤柏松)及 Au、Ag、Se等，Cu/Ni值为0.34(大坡岭)～0.56(金川)(表2-5)。
矿物成分较复杂，主要金属硫化物是磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿，其次有黄铁矿，白铁矿、方黄铜矿、墨铜矿、马基诺矿、针镍矿、紫硫镍铁矿、紫硫镍矿、辉镍矿、辉砷镍矿、镍铁矿、褐硫钾镍铁矿、毒砂、斑铜矿、辉钴矿、硫铂矿、碲铂矿、锡钼钯矿、铋碲钯铂矿等轴铋碲钯矿。自然金属矿物有自然金、自然铂。金属氧化物主要有磁铁矿、赤铁矿、钛铁矿、铬铁矿、尖晶石、铬光晶石、金红石、钙钛矿及锐钛矿等。
综上所述我国前寒武纪镍矿床具以下特点：
1)前寒武纪是我国镍成矿作用的主要时期，该时期产出的镍矿占我国镍矿储量的67%，且主要形成于元古宙，其同位素年龄为872～2242Ma。与国外相比我国尚未找到形成于太古宙的镍(铜)矿床。
2)我国前寒武纪镍矿的类型主要为岩浆熔离-贯入型、其次是岩浆熔离型。与国外相比我国尚未找到产于太古宙绿岩带(与科马提岩有关)及大型层状铁镁质杂岩体中的岩浆熔离型矿床。
图2-26 金川Ⅰ矿区10线地质剖面示意图
(据甘肃地矿局第六地质队资料)
1—混合岩；2—黑云母片麻岩；3—大理岩；4—含二辉橄榄岩；5—二辉橄榄岩；6—橄榄二辉岩；7—深熔-贯入型富矿；8—深熔-贯入型贫矿；9—氧化矿；10—熔离型星点状贫矿；11—氧化带界线
图2-27 金川Ⅱ矿区4线地质剖面示意图
(据甘肃地矿局第三地质队资料)
1—花岗岩；2—斜长角闪岩；3—大理岩；4—条痕(条带)混合岩；5—均质混合岩；6—中粗粒斜长二辉橄榄岩；7—中粗粒二辉橄榄岩；8—中粒纯橄榄岩；9—深熔-贯入型贫矿；10—深熔-贯入型富矿；11—岩相界线
3)我国已发现的前寒武纪的镍(铜)矿均产于华北陆块(金川、赤柏松)及扬子陆块(冷水箐、大坡岭)的边缘裂陷带，华北陆块的成矿时代主要为古-新元古代，扬子陆块的成矿时代主要为中-新元古代。
4)容矿岩主要为侵位于中深变质岩系中的超镁铁质及镁铁质-超镁铁质岩(铁质超基性岩)，m/f值为2～5。
5)熔离型矿体多呈似层状、透镜状产于“岩体”的中下部及边部，贯入型及接触交代型矿体多呈脉状、似板状及透镜状产于岩体的下部及边部的接触带。
6)成矿元素除 Cu、Ni 外尚有 Co、Pt 族、Au、Ag 等，均能综合利用，经济价值高。
