岩浆铜镍矿床成因认识上的演化.pdf

Evolution of Genetic Concepts of Magmatic Cu-Ni Deposits 岩浆铜镍矿床成因认识上的演化岩浆铜镍矿床成因认识上的演化 Chusi Li Indiana University China University of Geosciences Beijing 李楚思 印地安那大学, 中国地质大学北京 Merensky Reef 世界级岩浆硫化物矿床世界级岩浆硫化物矿床 镍矿床铂矿床镍矿床铂矿床 After Naldrett 镍矿产量＋资源量 百万吨 镍的品 位 铜镍矿床铂族元素矿床Naldrett Magma Association of Cu-Ni Deposits 铜镍矿床岩浆组合铜镍矿床岩浆组合 1 Related to Komatiites ultramafic lavas, principal example Kambalda, Raglan 与科马提岩相关 超基性熔岩 2 Related to Continental Flood Basalts principal example Noril’sk, but also Duluth, Insizwa 与大陆溢流玄武岩相关 3 Related to Ferropicrites principal example Pechenga 与铁苦橄岩相关 4 Anorthosite plutonic suites principal example Voisey’s Bay 斜长岩侵入体组合 5 Tholeiite principal example Jinchuan 拉斑玄武岩岩浆 6 Impact melt ONLY example Sudbury 冲击熔融 Early genetic model was based on the Sudbury Ni- Cu deposits discovered almost 2 centuries ago 早期成因模式是建立在两个世纪以前发现 的萨德伯里铜镍硫化物矿床的基础上 Canadian Pacific Railway near Murray Mine Discovery Cut, photo taken Sept 2, 1916 在在Murray矿山附近的加拿大和平铁路矿山附近的加拿大和平铁路 发现处 的露头 发现处 的露头，照片摄于，照片摄于1916年年9月月2日日 Naldrett 萨德伯里萨德伯里 萨德伯里铜镍矿床分布平面图萨德伯里铜镍矿床分布平面图 Naldrett The traditional view before 1980s 80年代以前的传统观点年代以前的传统观点 This model suggests that magmatic Ni-Cu sulfide deposits occur in the base of large layered intrusions. It was regarded as an universal model in many textbooks and was widely used in mineral exploration worldwide not long ago. 这种模式提出了岩浆硫化物矿床产于大岩体底部。在早期教科书中被 认为是个普遍的模式 这种模式提出了岩浆硫化物矿床产于大岩体底部。在早期教科书中被 认为是个普遍的模式, 并且在过去矿产勘探中得到广泛的应用。并且在过去矿产勘探中得到广泛的应用。 侵入体 硫化物 侵入体 硫化物 硫化物沿着岩体底硫化物沿着岩体底部低洼处聚积低洼处聚积 Naldrett Meteorite impact at Sudbury, 1.85Ga 萨德伯里的陨石冲击 大约正18.5亿年以前 Naldrett Sudbury Breccia 萨德伯里角砾岩萨德伯里角砾岩 Large vein of partial melt with blocks of granite gneiss Shocked Quartz from Onaping ation 石英的冲击构造石英的冲击构造 Naldrett Shatter Cones, south of Kelley Lake 冲击锥冲击锥 Naldrett 片麻岩 底部亚层 浅色苏长岩 硫化物矿石 Naldrett 下盘角砾岩 Sudbury North Range 萨德伯里岩体北缘矿床剖面图萨德伯里岩体北缘矿床剖面图 Sublayer norite with olivine melanorite fragment, Whistle Mine, Sudbury 萨德伯里岩体亚层中含橄榄石苏长岩捕虏体萨德伯里岩体亚层中含橄榄石苏长岩捕虏体 Lightfoot 1mm Phlogopite-rich olivine melanorite with chrome spinel and 1.85Ga zircon, Whistle Mine 金云母橄榄石苏长岩中发现18.5亿年的锆石 Lightfoot Sulfide segregation due to super-cooling of impact melt at Sudbury 萨德伯里过热岩浆冷却过程造成硫化物熔离 硫化物饱和时岩浆中硫的含量 斜 方 辉 石 结 晶 温度 岩 浆 硫 含 量 Li Ripley 2005 Immiscible sulfide droplets segregated from the impact melt due to super cooling settled into the embayment 硫化物珠滴沉淀到底部硫化物珠滴沉淀到底部 基性岩浆对流基性岩浆对流 底部亚层中有基 性 底部亚层中有基 性-超基性超基性岩包体包体 下盘角砾岩下盘角砾岩 底部亚层是局部冲击熔融产 物 底部亚层是局部冲击熔融产 物 下盘角砾岩是冲击角砾岩 Naldrett Conceptual Cross Section 示意剖面图示意剖面图 A Wake-Up Call 晨钟终于敲响 After several decades of unsuccessful hunt for the Sudbury type Ni-Cu deposits in large layered intrusions, we finally come to realize that we have been fooled for too long by the Sudbury model. Meanwhile, all important Ni- Cu deposits have been accidentlyfound in magma conduits, not in large layered intrusions. The Sudbury deposits are unique and cannot be used to guide the exploration of Cu-Ni deposits related to continental magmatism. 经过了几十年的努力经过了几十年的努力, 世界上没人在大型层状侵入体中 找到另一个萨德伯里型铜镍硫化物矿床。与此同时 世界上没人在大型层状侵入体中 找到另一个萨德伯里型铜镍硫化物矿床。与此同时, 偶 然发现的铜镍硫化物矿床大部分产在岩浆通道里。我 们现在意识到萨德伯里矿床是个特例 偶 然发现的铜镍硫化物矿床大部分产在岩浆通道里。我 们现在意识到萨德伯里矿床是个特例, 其成矿模式不能 用于寻找与大陆岩浆作用有关的铜镍硫化物矿床。 其成矿模式不能 用于寻找与大陆岩浆作用有关的铜镍硫化物矿床。