格陵蘭麻利索克鎳銅礦床地質(zhì)特征及成因分析

格陵蘭麻利索克鎳銅礦床地質(zhì)特征及成因分析

玉蘭島是世界上最重要的島嶼，位于北極圈，面積216.6.10。鎳、銅是中國(guó)長(zhǎng)期緊缺的戰(zhàn)略性資源,格陵蘭島的找礦勘查及研究程度較低,尤其是鎳銅礦的成礦規(guī)律及其資源潛力,有待深入研究。本文旨在對(duì)麻利索克鎳銅礦床的地質(zhì)特征、成礦模型及資源潛力評(píng)價(jià)進(jìn)行總結(jié),通過與中國(guó)金川巖漿銅鎳金屬硫化物礦床的對(duì)比,加深對(duì)麻利索克礦床成礦作用的認(rèn)識(shí),為中國(guó)礦山企業(yè)“走出去”提供參考,同時(shí)指導(dǎo)中國(guó)相似類型礦床的研究北美鎳業(yè)公司是Maniitsoq礦床的擁有者并進(jìn)行了大量勘查工作。該公司于2011年8月1日獲得麻利索克鎳銅礦床勘查許可證。2012—2016年,北美鎳業(yè)公司進(jìn)行了一系列鉆井勘查,共計(jì)29840m。2011—2014年,進(jìn)行了多次系統(tǒng)的VTEM(航空瞬變電磁法系統(tǒng))勘探調(diào)查2012—2015年,北美鎳業(yè)公司進(jìn)行了VTEM瞬變電磁法勘查,利用Worldview-3衛(wèi)星遙感勘查地球表面,并進(jìn)行了20245m的測(cè)井勘查。在ImiakHill,MQ-12-001鉆孔11.82~16.94m處長(zhǎng)5.12m的巖心中,Ni含量2.20%,Cu含量0.55%2015年,進(jìn)行VTEM勘查,并進(jìn)行采樣鉆探,全年共計(jì)5655m。在MQ-15-082鉆孔93.00~116.70m處長(zhǎng)23.7m的巖心中,Ni含量1.98%,Cu含量0.62%2016年,在礦化較好的區(qū)域進(jìn)行了一系列的鉆井勘探,共計(jì)9595m,在MQ-16-117鉆孔,268.70~342.75m處長(zhǎng)74.05m的巖心中,Ni含量1.08%,Cu含量0.54%1格陵蘭鎳礦成礦格陵蘭島經(jīng)歷了從太古宙—第四紀(jì)約4.0Ga的地質(zhì)發(fā)展周期,主要由一系列太古宙和古元古代造山作用形成的結(jié)晶基底組成。格陵蘭島是除南極大陸以外唯一未被系統(tǒng)開發(fā)的大島,成礦地質(zhì)條件優(yōu)越,礦床類型豐富,尤其是金屬礦產(chǎn)資源豐富,礦種齊全,找礦潛力大。格陵蘭鎳礦(點(diǎn))星羅棋布,鎳礦的勘查熱度伴隨著近年來格陵蘭尋找PGE(鉑族元素)的升溫而大幅提高。格陵蘭鎳礦的主要成礦類型為巖漿巖型,鎳礦床均產(chǎn)于各種基性-超基性巖體中。巖漿熔離性銅鎳礦的主要找礦方向?yàn)樘胖婧驮胖娼Y(jié)晶基底火山沉積變質(zhì)巖建造及元古宙、古生代的火山-沉積盆地,古近紀(jì)玄武巖分布區(qū)麻利索克鎳銅礦床所在區(qū)域主要地質(zhì)構(gòu)造單元為太古宙克拉通(3.85~2.5Ga),主要位于格陵蘭西南和東南,由表殼巖層和高度變質(zhì)片麻巖組成格陵蘭麻利索克鎳銅礦床是一個(gè)古老的(3Ga)嚴(yán)重侵蝕區(qū)域,屬于費(fèi)斯克峽灣(Finnefjeld)域麻利索克鎳銅礦床的圍巖主要為太古宙片麻巖、角閃巖及一些年輕的花崗巖侵入體從新鮮的未風(fēng)化巖心制片進(jìn)行鏡下觀察,在薄片中,大多數(shù)蘇長(zhǎng)巖為中等粒狀,礦物為斜方輝石及斜長(zhǎng)石,并具有或多或少的粒狀結(jié)構(gòu)。間隙部位聚集的礦物主要是磁黃鐵礦、黃銅礦和鎳黃鐵礦,這些礦物高度彎曲,呈非混相液滴狀(圖2-c)通過掃描電鏡礦物定量評(píng)價(jià)(圖2-d),可知麻利索克礦石的主要礦物有磁黃鐵礦、鎳鉻鐵礦、黃鐵礦、輝石類和閃石2采礦機(jī)和資源潛力2.1成礦機(jī)制2.1.1鐵硫化角閃巖層和局部侵入體侵入巖石與原始的地幔極其相似,富含鎂、鎳、鉻,因此不太可能經(jīng)歷明顯的地殼分異作用?？赡苁且?yàn)榇蟮貥?gòu)造運(yùn)動(dòng)使地殼表面破裂,從而導(dǎo)致很長(zhǎng)一段時(shí)期的巖漿上涌,并有證據(jù)表明表面地殼堆積的鐵硫化物角閃巖層與局部的侵入體有關(guān),而且這可能是大量硫化物飽和物的來源。在Maniitsoq可以見到?jīng)]有熔融的地表和蘇長(zhǎng)巖侵入下面的角礫巖地層上的證據(jù)。因此,鎳源可能是地幔2.1.2麻利索克鎳銅硫化礦床成礦元素Cu、Ni和鉑族元素在地殼中的豐度值均較低,但是在麻利索克鎳銅硫化物礦床中,巖體內(nèi)富集了大量的Cu、Ni和鉑族元素,試想將巖體中的成礦元素均分于巖體中,其平均含量將高出豐度值很多2.1.3巖漿熔離作用富含成礦元素的巖漿沿一定的通道上侵,當(dāng)巖漿侵入到成巖空間,如大斷裂,巖漿流動(dòng)速度會(huì)迅速減慢,當(dāng)巖漿處于相對(duì)平靜的環(huán)境,由于溫度的逐漸降低,壓力隨之減小,巖漿再次發(fā)生熔離作用,在巖漿中形成更富集的成礦元素。在巖漿上侵到現(xiàn)存空間之前,在深部巖漿房中,由于溫度、壓力等條件發(fā)生變化,導(dǎo)致巖漿達(dá)到硫飽和,進(jìn)而發(fā)生熔離作用,生成不混溶硫化物,向底部分異聚集后,再上侵貫入到現(xiàn)存空間。巖漿侵入后,隨著溫度、壓力的降低,金屬硫化物出現(xiàn)熔離,并產(chǎn)生結(jié)晶沉淀作用,最先結(jié)晶的是硅酸鹽礦物麻利索克礦床處于克拉通邊緣2.2馬利斯特鉻礦床資源潛力分析2.2.1麻利索克鎳銅礦床tpm值的確定本文通過對(duì)北美鎳礦業(yè)公司近幾年在Fossilik地區(qū)及Imiak山已有鉆探測(cè)井樣品使用平均算數(shù)的方式進(jìn)行分析計(jì)算,得出麻利索克鎳銅礦床鉆井探測(cè)區(qū)域的樣品Ni、Cu、Co平均品位及PEG值(PEG是金、鉑、鈀的總量)。其中,Ni品位為0.83%,Cu品位為0.224%,Co品位為0.03%,TPM=0.15g/t。根據(jù)麻利索克相關(guān)區(qū)域地質(zhì)特征及麻利索克鉆井靶區(qū)實(shí)際情況,成礦面積評(píng)估為1.0km數(shù)學(xué)模型:由于麻利索克鎳銅礦床為裂隙貫入式成礦,整個(gè)礦體呈倒錐形,因此將礦體構(gòu)建為錐體,建立數(shù)學(xué)模型,結(jié)合錐體體積計(jì)算方法評(píng)估礦體資源潛力,M=1/3×S×H×λ×γ×α。α表示品位,S表示面積,H表示深度,γ表示比重,G表示質(zhì)量,V表示物體的體積,M表示儲(chǔ)量,λ表示礦化率。2.2.2麻利索克金屬量計(jì)算根據(jù)“小巖體成大礦”的理論,以及麻利索克相關(guān)區(qū)域地質(zhì)特征和麻利索克鉆井靶區(qū),估計(jì)成礦面積約1km金屬資源量的計(jì)算:區(qū)域含礦面積S=1.0km3與金川銅鎳礦床對(duì)比麻利索克鎳銅礦床與中國(guó)金川鎳銅礦床的構(gòu)造環(huán)境、巖體特征和成礦特征對(duì)比結(jié)果如表1所示。麻利索克和金川2個(gè)含礦侵入體規(guī)模都不大,但金川鎳銅礦床產(chǎn)出了世界級(jí)的超大型銅鎳鉑族金屬礦床,符合“小巖體成大礦”理論通過對(duì)比,麻利索克鎳銅礦床與金川銅鎳礦床在成巖特征、礦床特征上具有相似性,均屬于裂隙貫入式巖漿礦床成礦作用是在富有動(dòng)力的巖漿環(huán)境下在上侵過程中發(fā)生的,巖漿熔融體富含揮發(fā)組分,上侵活動(dòng)劇烈。巖漿在運(yùn)移過程中與圍巖發(fā)生相互作用、組分交換和成礦物質(zhì)的富集,早期的硫飽和機(jī)制-地殼混染或巖漿溫度降低是巖漿在通道運(yùn)移或侵位過程中成礦的必要條件。在深部熔離-貫入成礦作用過程中,含礦巖漿上侵和后續(xù)巖漿補(bǔ)給、混合是鎂鐵-超鎂鐵巖體中硫化物被聚集在通道內(nèi)形成超大型銅鎳鉑族金屬礦床的重要機(jī)制4成礦機(jī)制及成礦機(jī)制(1)麻利索克鎳銅礦床與中國(guó)金川巖漿銅鎳金屬硫化物礦床的