甘肃金川铜镍矿床
一、大地构造位置
金川镍、铜矿床位于前寒武纪早期中朝克拉通西南龙首山隆起带南侧（汤中立等，1987），与北祁连加里东褶皱带相毗邻。
二、矿区地质
（一）地层
龙首山隆起带出露地层主要有古元古界、新元古界、泥盆系、石炭系、二叠系及侏罗系。古元古界呈北西条带状分布，由白家嘴组（ ）及塔马沟组（ ）组成。前者主要由混合岩、片麻岩及蛇纹石大理岩组成。后者主要由各种片麻岩、片岩及条带状大理岩组成。上述两组岩石呈不整合或假整合接触。侵位于塔马沟组的白色伟晶花岗岩脉，K-Ar同位素年龄为1719Ma。新元古界地层亦呈NWW向展布，主要由墩子沟组和韩母山群组成。前者主要由砾岩、砂岩和结晶灰岩组成；后者主要由绢英片岩、钙质片岩及灰质角砾岩组成，二者为不整合或断层接触。
（二）构造
古元古界组成一单斜构造，倾向SW，它们被形成复背斜的新元古界所超覆。上古生界、中生界则形成同斜褶皱。
龙首山隆起带走向EW，西部转为NW向。构造的线性特征十分明显。隆起带两侧为深断裂。断裂倾角60°～70°（图2-2）。平行主断裂的次级断裂亦较发育，隆起带还有一走向NE的平推断层。在金川侵入体中常见此类断层，并切割侵入体。
（三）岩浆岩
本区岩浆活动发育。吕梁期（1700Ma），侵入体为伟晶花岗岩、斜长角闪岩，常呈小透镜体产出，往往被加里东期镁铁质岩脉切穿。含硫化物超镁铁质侵入体是由多次岩浆贯入而成的，形成时代为中元古代1508 Ma±31Ma。加里东期岩浆活动极其普遍，主要的代表性岩石为规模不等的花岗质侵入体，亦可见少量超镁铁岩、基性辉长岩及闪长岩和花岗闪长岩。
图2-1 中国岩浆熔离型铜矿床分布图 Fig.2-1 Distribution plan of liquation-type copper deposits in China
图2-2 金川区域地质图 Fig.2-2 Regional geological map of Jinchuan area
1—第四系；2—中生界-第三系；3—古生界；4—前寒武系；5—龙首山隆起带；6—花岗岩-闪长岩侵入体；7—镁铁-超镁铁侵入岩；8—断裂
1.岩体地质
金川含硫化物超镁铁深成侵入体以100交角侵位于古元古界白家嘴组的变质岩中。侵入体的Nd-Sm同位素年龄为1508Ma±31Ma（汤中立等，1992）。该岩体长6500m，宽数十米到500m不等，其两端均为第四系所覆盖，地表出露长约4500m，出露面积为1.34km2，走向为N50°W，倾向SW，倾角50°～80°，呈不规则脉状展布，它被E—NE向的剪切断裂切割为四个区段，这4个区段从西到东（图2-3）编号为Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ矿区。
Ⅲ号矿区的侵入体相对于I号矿区的侵入体被F2断层向SW方向错开达900多米，其上被40～50m厚的第四系沉积物覆盖。该侵入体长500多米，东部较宽，向西尖灭。东端部分延深至600m以下尖灭，西端延深约200m呈楔型尖灭。该侵入体倾向南，倾角60°～70°。
Ⅰ号矿区侵入体出露长约1500m，西宽东窄。西端宽达320m，东端宽约20m。向下延深大于700m。倾角较陡（70°～80°），倾向SW。
Ⅱ号矿区侵入体的长度大于3000m，东部被第四系覆盖，向西逐渐变宽，在F17附近宽度最大，达530m，再朝西，又变窄。该侵入体走向约N50°W，倾角50°～60°，倾向SW，东部倾角变缓。
Ⅳ号矿区侵入体位于全矿区最东端，长1300m，除西端位于混合岩之下外，其余均被第四系覆盖，覆盖厚度50～140m。侵入体的走向发生强烈偏转，为N80°W，倾角50°～60°，倾向SW。侵入体形态呈不规则透镜状，东部向下分叉并尖灭。最宽＞230m，向下延伸达400～600m。综上所述，金川侵入体形态受包围它的断层的性质控制。在剪切断层控制作用明显地段，侵入体向下延伸较深，且呈平板状（图2-3b）；在张性断裂发育地段，侵入体向下延伸不深，横剖面上呈漏斗状（图2-3c）。在剪切作用发育地段，岩浆分异不明显；而在张性断裂发育地段，岩浆分异作用则十分明显，各岩相均较发育。
图2-3 金川侵入体平面（a）及剖面（b、c）地质图 Fig.2-3 Geological plan（a）and section（b,c）of Jinchuan intrusive bodv
1—第四系；2—元古宇；3—二辉橄榄岩；4—斜长二辉橄榄岩；5—橄榄二辉岩；6—二辉岩；7—浸染状矿石；8—网状富矿；9—氧化矿石；10—交代状矿石；11—块状硫化矿石；12—悬挂式浸染状矿石；13—岩浆岩岩相接触界线；14—不同阶段岩相接触界线；15—断层
2.侵入体侵入阶段和岩石类型
金川含Cu-Ni硫化物岩体是一个复式侵入体，可分为三个侵入期次。
第一期为细-中粒二辉橄榄岩和橄榄二辉岩，主要产于Ⅰ、Ⅲ矿区侵入体的中、上部（西南侧），朝东南逐渐变窄，中止于F16。第二期为中-粗粒超镁铁岩分布于Ⅰ、Ⅲ矿区侵入体之中、下部，向东南逐渐变宽，成为Ⅱ、Ⅳ矿区侵入体的主岩相。第三期为中粒纯橄岩，主要产于Ⅰ、Ⅱ矿区侵入体之下部。
各期次岩体较基性的部分产于岩相中心，向外基性程度逐渐降低（图2-3）。同一期次内各岩类之间的接触界线是逐渐过渡的，而不同期次之间的接触界线则是突变的。较早期次的侵入体已经蚀变或强烈破碎，有些接触带往往被晚期岩脉所充填。
金川各类岩石的主要造岩矿物为：橄榄石、单斜辉石、斜方辉石及斜长石。橄榄石一般为半自形-自形短柱状，但当其被其他矿物颗粒包裹时，则呈浑圆状，一般Fo77%～90%，极少部分Fo91%～94%。斜方辉石主要呈他形晶产出，半自形晶少见，En80%～87.3%，成分相当于古铜辉石。在二辉岩中斜方辉石为紫苏辉石，En76.5%，斜方辉石含量少于单斜辉石。
所有岩石均已蚀变，橄榄石一般蚀变为蛇纹石和纤蛇纹石，蚀变矿物一般沿裂隙分布，在强蚀变地段则被叶蛇纹石所代替。古铜辉石常蚀变为绢石。单斜辉石一般蚀变为纤闪石和透闪石，呈单斜辉石假象出现，但其被蚀变为绿泥石时，其原来单斜辉石的结构则变得模糊不清。斜长石一般被葡萄石取代。纯橄岩蚀变较强的地方出现菱镁矿、方解石和绿泥石。
3.侵入岩的化学成分
金川侵入岩的平均化学成分相当于二辉橄榄岩的成分（表2-1），其中的Mg、Fe、Ni、Cr含量及w（Mg）/w（Fe）值（3.02～2.2）随岩石基性程度的降低而有规律的减少。Fe2+和Fe3+的含量成反比，Fe3+与蚀变强度有关。Si、Ca、Al、Na、K含量与Mg、Fe含量呈反比关系。Na2O含量一般＜0.5%，但在一些含斜长石的岩石二辉岩或橄榄二辉岩中却＞1%,w（K2O）＜w（Na2O。K2O含量在约2%的样品里＞0.3%。在极个别样品中，其含量＞1%。含Ni硫化物超镁铁岩中的Cr含量低于那些无矿的同类岩石，这反映Cr3+对单斜辉石有亲合倾向。Cr含量较低的原因可能是与其在岩石晚期蚀变阶段铬尖晶石中的Cr被Fe置换迁出形成磁铁矿有关。
表2-1 金川侵入体岩石成分（wB/%） Table 2-1 Lithologic composition of Jinchuan intrusive body（wB/%）
注：LOI——烧失量；m/f=Mg2+原子数/[（Fe3+Fe2++Mn2+）原子数]
三、矿床地质特征
（一）矿体和矿石类型
金川矿床已知有24、1、2号三个主矿体（图2-4），其Cu-Ni金属储量占整个矿床的90%以上，其余矿体储量不足10%。
金川矿床的矿石可划分为三种类型，与之对应的矿化作用为：岩浆、气成热液和热液作用。岩浆型矿石根据其离熔作用（不混熔硫化物分离）发生的地点及侵位的次序可划分为三种类型：就地熔离型矿石、深部熔离贯入型矿石及晚期贯入型矿石。气成-热液矿化主要形成接触交代矿石。纯热液型矿石主要叠加于深部熔离-贯入矿体之上，个别叠加于就地熔离矿体之上。
1.就地岩浆熔离矿石（主要为浸染状硫化物矿石）
这类矿石在金川矿床中具第二位，为有经济价值的矿石类型，呈透镜状遍布侵入体各个部分所有相带中，其长可达几百米，厚为1m至数十米，沿矿体的走向、倾向有分支复合现象，沿矿体倾向分支现象更为明显。较大矿体一般产于较富橄榄石的二辉橄榄岩中，位于侵入体中、下部。
矿石主要为浸染硫化物型。矿体中部硫化物最富，从矿体到围岩硫化物逐渐减少。主要硫化矿物是磁黄铁矿、镍黄铁矿及黄铜矿，其比率是：5.9:5.6∶1。其他硫化矿物为方黄铜矿、马基诺矿、墨铜矿。上述硫化矿物呈不规则布丁状，一般粒径约1～3mm，均匀地充填于硅酸盐矿物如橄榄石和辉石的空隙里。在矿体较下部边缘中可见由晚期阶段热液作用所形成的斑杂状矿石，这些矿石矿物以其集合体块度变化大（0.1～10cm）为特征。矿体上部镍黄铁矿和磁黄铁矿大多已被蚀变为紫硫镍矿和白铁矿、黄铁矿，但保留有残余结构。
图2-4 金川矿床主矿体纵、横断面示意图 Fig.2-4 Sketch of longitudinal and cross section of main ore body in Jinchuan deposit
1—混合岩；2—大理岩；3—斜长角闪岩；4—二辉橄榄岩；5—斜长二辉橄榄岩；6—橄榄二辉岩；7—星点状矿石：8—海绵陨铁状矿石；9—块状矿石；10—岩相界线；11—主矿体编号
2.深部岩浆熔离-贯入矿石（主要形成网状硫化物矿石）
这种矿石最重要，由其组成的矿体规模大，厚几十米至几百米，长几百米至几千米，主要产于侵入体之深部或者说是底部（图2-4）。有几个矿体位于岩体上盘，而有一两个矿体贯入到侵入体下盘。矿体形态通常呈平板状、透镜状，但也有些呈似脉状，矿体会突然变薄或变厚，分支现象更为常见。
矿体倾角时而陡于侵入体，时而又缓于侵入体，穿插于先形成侵入体的各岩相中。矿体分布不受早期分异相分布的控制。
矿体规模和位置与侵入体的分异程度和规模无关。含硫化物的岩石是纯橄岩。由岩体中部向边部，其辉石含量有所增加。硫化物集合体大小约1～6mm，充填于硅酸盐矿物的间隙里，形成网状矿石，其含量可占纯橄岩的12%～15%。局部动力和热液作用使得硫化物呈似片麻状、绒毛状、星云状构造。此类矿石的结构和矿物组合基本与就地岩浆熔离矿体相同，有发育良好的乳浊状、似火焰状、格子状、文象状和薄层状结构，它们均是离熔作用的产物。由交代作用形成的网状结构、环带结构较为常见。主要金属矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿，其比例是4.8∶2.6∶1。在一些矿带里，Pt、Pd、Au、Ag较为富集，含量大于1×10-6。这样的矿带厚可达几十米，长几百米，向下延伸达100m。
富矿带的主要特征是：构造裂隙比较发育，矿石结构、构造及矿物组合变化较大；矿石结构既可见到网状结构，也可见到交代网状结构（矿化物呈叶片状）以及似片麻状、星云状或似云状构造；硫化物一般表现出交代熔蚀结构、残留结构；硅酸盐矿物一般被强烈蚀变为蛇纹石、碳酸盐和滑石，形成纤蛇纹石-滑石-菱镁矿集合体。
铜矿物特别是方黄铜矿，在富矿带中明显增加，甚至可达硫化物总量一半以上，这些富矿带正如图2-4所表明的那样，富集了包括Cu在内的Pt、Pd、Au、Ag、Se等元素，上述这些元素主要以砷化物、自然元素、金属混合物、碲化物、铋化物、锑化物形式存在于主矿物里。Co主要以固溶体形式存在于镍矿物中，w（Ni）/w（Co）值为41,Ni-辉砷钴矿与Fe-Ni-辉砷钴矿一般很少见到。Se往往在硫化物中替代S。
3.晚期贯入矿石（主要形成块状硫化物矿石）
这类矿石位于侵入岩最深部位的深部熔离-贯入矿体底部或其与围岩接触带。矿体通常以不规则状透镜体或脉体群形式出现，长约几米至几百米，厚数十厘米至20m，狭缩—膨胀变化突然。块状硫化物是这类矿石的主要类型，矿体边部或末端有时出现次块状、角砾状矿石。角砾成分包括原生网状结构矿石、辉绿岩及其他围岩。块状硫化矿石的脉石矿物含量不超过2%，主要以绿泥石集合体为代表。矿石的金属矿物是磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、紫硫镍矿及少量磁铁矿、赤铁矿、硫铁铜钾矿。磁黄铁矿（黄铁矿）、镍硫化物和黄铜矿三者间含量之比为4.3∶1∶1。这种类型矿石中镍硫化物含量比其他类型矿石低。它们是在岩浆晚期温度较低的环境中形成的。
4.接触交代矿石
这类矿石部分产于侵入体上盘或围岩的捕虏体里，但主要产于侵入体之下盘。规模较大的矿体长约几百米、厚几米至几十米，呈层状、透镜状或者似囊状紧靠含硫化物侵入体，或与围岩整合产出。矿体主要由稀疏浸染状—稠密浸染状、网状矿石组成。侵入体附近Ni含量最高，远离侵入体，Ni含量降低。Cu与Ni情况相反。矿石中的主要硫化矿物为磁黄铁矿（＋黄铁矿）、镍黄铁矿（＋紫硫镍矿）及黄铜矿（＋方黄铜矿、墨铜矿），它们之间的含量比为1.2:0.7∶1。磁铁矿和赤铁矿＜1%，马基诺矿很少出现。硫化矿物呈半自形或他形，罕见条纹交代结构、交代假象结构以及出溶结构。围岩经过交代作用，也可形成矿体。这些围岩包括大理岩、片麻岩及斜长角闪岩。大理岩常蚀变为含钙铝榴石的透辉岩、透闪岩及绿泥片岩。蚀变作用主要围绕矿体的外侧分布。
（二）矿石成分
1.矿石矿物成分
主要金属矿物有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、马基诺矿、墨铜矿、紫硫镍铁矿等，以及自然金、银、自然铂及多种上述元素合金，各类碲化物、铋、锑、砷化物类矿物，铬尖晶石类矿物。脉石矿物主要有贵橄榄石、古铜辉石、顽火辉石、透辉石、蛇纹石、拉长石等。
2.矿石化学成分
金川矿床中，矿体占整个侵入体总体积的43%。整个侵入体平均含Ni 0.42%、Cu 0.23%、S 1.74%。
金川矿床各类矿石中w（Ni）/w（Cu）值为0.61～2.97，平均1.29。块状矿石中w（Ni）/w（Cu）值最高。热液矿石比值最低为0.61。
金川矿区中铂族元素平均含量较高。各矿区铂含量平均（0.05～0.64）×10-6，且铂、钯含量高于锇铱钌铑，其比值为2.0～7.45，在斑杂状矿石中极个别样品铂高达81.67×10-6（李文渊，1996）。
（三）矿石结构构造
金川铜镍矿矿石结构、构造多样。岩浆就地熔离矿体，矿石结构以半自形至他形粒状结构为主，次为交代结构、交代残余结构；矿石以稀疏浸染状构造为主。岩浆深部熔离-贯入矿体矿石为半自形、他形粒状结构、乳浊状结构、格状结构、交代结构、叶片状结构。矿石以海绵晶秩构造为主，局部有星云状和云雾状构造。晚期贯入矿体矿石结构以半自形粒状结构为主。矿石常见构造为块状构造。其他类型矿石前已叙及不赘。
（四）围岩蚀变特征
岩浆期形成的矿体主要受自变质及后期热液作用影响而常发生见蛇纹石化、碳酸盐化、滑石化。接触交代型及热液叠加型矿体中局部出现夕卡岩化、绿泥石化。围岩为大理岩时，常见钙铝榴石、透辉石、透闪石岩。
（五）物化探异常特征
金川岩体所处的构造岩浆带上，有一个明显的重力梯度密集带，重力梯度值达25mg/km，该岩浆岩带磁场强度（△T）一般为200～400nT，最大值700nT。在铜镍矿体上激电异常明显，ηs值一般大于5%，最高可达12%。
含矿岩体地表具明显土壤化探异常，内、中、外分带明显，以Cu、Ni、Cr三元素为主，并伴有Co、Sr等元素异常。
四、成矿条件
（一）同位素特征
矿床中不同期次各类矿石中硫同位素δ34S为1.06‰～2.53‰，与陨石硫接近。硫可能来自上地幔。
岩体的87Sr/86Sr较高为0.702547～0.711761，有的投点落在大陆壳演化线上，说明岩浆可能有地壳锶污染。143Nd/144Nd为（0.511800±10）～（0.512064±12），接近或大于球粒陨石，说明岩浆源发生过局部熔融。
金川岩体Sm-Nd等时线法测年为1508Ma±31Ma。
（二）成矿物理化学条件
据造岩矿物理论估算、造岩矿物熔融试验、熔融包体等方法测定：橄榄石液相线温度为1400℃，固相线温度为1200℃；辉石、斜长石在1100℃开始晶出。岩浆就位深度为10～15km，岩浆房深度在30km以下。硫化物初始熔离温度为1400～1500℃，硫化物呈单硫化物固溶体晶出温度为1000℃，到600℃以下发生固溶体分解，热液叠加作用发生在414～488℃左右。
五、矿床成因模式
（一）成矿阶段
含硫化物岩浆上升和贯入可分为4个连续阶段，即：硅酸盐岩浆阶段；含硫化物岩浆阶段；富硫化物岩浆阶段和硫化物熔融阶段。各阶段有如下特征：
第一阶段的硅酸盐岩浆仅形成少量由稀疏浸染状硫化物组成的矿体，呈小的悬挂凸镜体，位于侵入体西段的中、上部（图2-3b）。
第二阶段，含硫化物岩浆形成由稀疏浸染状硫化物组成的厚层状和凸镜状矿体，位于侵入体之中下部（图2-3c），其Ni、Cu储量占矿段储量的10%。
第三阶段的富硫化物岩浆贯入后，形成网状结构矿体，它呈大的凸镜体位于侵入体下侧（图2-3b、图2-3c），其Ni、Cu储量占矿段储量的85%。
第四阶段，硫化物熔体主要贯入到具网状结构矿体的底部裂隙里或其最底部（图2-3c），仅个别情况下，硫化物熔融体可贯入到其顶部、上盘或下盘。此类矿体呈脉状、透镜状、囊状，由块状硫化物组成，其Ni-Cu储量占矿段总储量的1%。
另外，在靠近侵入体底部和上部接触带的围岩里，以及侵入体的围岩捕虏体里，可见到接触交代矿体，它占矿段Ni-Cu储量的1%～2%。还可见到热液叠加型矿体，产于原生网状结构矿体，尤其是稀疏浸染型矿体里，此类矿体一般以富Cu、Pt、Pa、Au、Ag和Se为特征。
各类矿体的w（Cu）/w（Cu+Ni）、w（Pt）/w（Pt+Pd）值如表2-2。
表2-2 金川矿石类型有关元素含量比值 Table 2-2 Content ratio schedule of some elements of ore in Jinchuan deposit
（二）综合模式
以目前所获的金川矿床地质和成分特征为基础，提出下列成因模式：
含铁超基性岩浆起源于地幔，上侵于地壳大于10km处（图2-5a）的岩浆房里，原始岩浆的体积比现在的侵入体的体积至少大3倍。
图2-5 金川镍铜矿床成因模式 Fig.2-5 Metallogenic model of Jinchuan Ni-Cu deposit
1—硅酸盐岩浆；2—含硫化物岩浆；3—富硫化物岩浆；4—硫化物熔融体；5—接触交代矿化；6—热液叠加矿化
地幔岩浆在上升到地壳中的岩浆房里后，在1700～1400℃范围内，不混溶流化物熔融体发生分离作用，橄榄石发生结晶分异作用（图2-5b）。熔离后的硫化物熔体聚集，在重力作用下，下沉于岩浆房底部，而大量的橄榄石也结晶。并沉淀于硫化物熔融体之上，继之而来的岩浆中继续分离出来的硫化物熔融体又沉淀于橄榄石晶体之间，从而形成网状结构矿石层。一些硫化物微滴分离更晚，从而停滞悬浮于岩浆体之上部。这样，一个无矿岩浆—含硫化物岩浆—富硫化物岩浆—硫化物熔融体（下降系列）的分层模式便在岩浆房中形成。
当岩浆房的温度在1400～1200℃期间，仅橄榄石继续结晶，硫化物保持其熔融状态，在脉动式构造应力驱动下，无矿岩浆—含硫化物岩浆—富硫化物岩浆—硫化物熔融体依次上升（图2-5c），侵位于地壳10～15km处，形成现存的矿体和岩石。下地壳岩浆房上部的岩浆上侵到一处或多处位置。接着，上述的无矿岩浆—含硫化物岩浆—富硫化物岩浆及硫化物熔融体呈脉支式依次上侵到前面未固化的侵入体的位置。每次脉动式上侵都是沿早先形成的岩体下侧进行的，因为是该位置代表了一软弱带，利于岩浆上侵。
无矿岩浆和含硫化物岩浆在低于1200℃条件下继续就地结晶（Kudo和Weil,1970;Hakli和Wright,1967；中国科学院地球化学研究所，1981），依次形成古铜辉石、顽火辉石、拉长石，深部带上来的稀疏的硫化物微滴以及被封存于橄榄石间的或晚期结晶矿物间的就地熔离形成的硫化物微滴，在悬挂式板状矿体里形成稀疏浸染状矿石。
上述4种熔体侵位后，其中的挥发分随着温度降低以及结晶作用的断续进行而增加，最终挥发分聚集，导致自变质作用发生。原生的橄榄石和辉石被蚀变，形成蚀变矿物集合体，包括蛇纹石、角闪石及绿泥石。硫化物通过渗滤-扩散作用以及交代作用，侵入到围岩以及接触带附近围岩捕虏体中（图2-5d）。受影响的围岩（主要是碳酸盐岩）被混染交代形成夕卡岩包括透闪石、绿泥石、少量钙铝榴石、硅镁石和其他接触交代矿物。上述接触交代作用进行温度可能为600～480℃。因为矿石成分来自于侵入岩中的硫化物，故未发现岩浆矿石与接触交代矿石中硫化矿物集合体间的差别，只是后者铜矿物的比例较高。随着挥发分的进一步聚集，挥发流体中成矿成分的比例有所增加。在构造应力的驱动下，这种高挥发分的流体贯入到网状矿体及浸染状矿体里的局部构造软弱带中（图2-5c），形成具有热液叠加特征的矿体。此种热液成矿作用可使原生的网状矿石变为毡状、星云状矿石，也可使稀疏浸染状矿石变为斑杂状矿石。它也使得硅酸盐矿物发生强烈的蛇纹石化。铜矿物特别是方黄铜矿的比例相对于总的硫化矿物增加了约一半，而且这类矿体里的Pt、Pd、Au、Ag及Se的相对丰度也显著增加。其中Pt、Pd是以砷化物、碲铋化物、碲化物的形式产出，而Au、Ag是以显微和微细粒（0.076mm）自然金和银金固溶体形式存在。硒主要是以硫化物中硫的替代物形式出现。总之，该矿化阶段是以热液叠加为特征的，这主要表现为岩浆硫化物矿石中的Cu、Pt、Pd、Au、Ag和Se明显富集，该阶段的矿石里磁黄铁矿和黄铜矿的平衡温度为189～339℃。
含矿侵入体就位时代为1500Ma。成矿后，该区经历了漫长而复杂的地质演化过程，表现为明显的地壳隆起和剥蚀。到第四纪，大多数已知含硫化物侵入体已暴露于地表，侵入体西部矿体较浅，暴露部位遭受氧化作用，在镍铜硫化物矿床上形成氧化带，而东部的侵入体中的矿体从未暴露过，它们的最大埋深达300m。
金川铜镍矿床位于甘肃省金昌市，为世界第二大铜镍矿床，可采矿石几乎占超基性岩体的一半，且含有丰富的铂族元素组分。
一、区域背景
金川矿区位于华北地台西北部阿拉善地块西南缘的龙首山隆起，隆起南接北祁连褶皱系的走廊过渡带，北为地块内部区。
区域重力场呈规模较大的北西向梯级带，自南向北场值增高（图2.1.1）。重力梯级带与龙首山隆起对应（图2.1.2）。相应磁场较复杂，其总体呈带状沿龙首山隆起分布，横向上正、负磁场相间排列，北部和南部为正磁场或呈相对正磁异常，中部磁场降低。
区域地球化学场显示Ni、Co两元素密切相关（因区域岩石样品分析精度低，仅见Ni、Co、Cu、Au4种元素的资料），其高背景区与白家咀子超基性岩带基本符合，异常中心部位多与基性—超基性岩体对应；区域中部Cu元素含量偏高，南、北两侧含量较低；Au元素，除矿区附近含量稍高外，其他地区普遍偏低。
二、成矿环境
1.地层
龙首山隆起出露地层自下而上为：古元古界—太古宇前长城系（龙首山群），中、新元古界长城系、蓟县系、震旦系和寒武系，以及上古生界和中—新生界。其中前长城系龙首山群下部白家咀子组为金川含矿岩体的直接围岩，主要岩性为蛇纹石化大理岩、黑云片麻岩、二云石英片岩和条带状混合岩等。龙首山群上部为塔马子沟组，与白家咀子变质岩系呈不整合或假整合接触。
2.构造
区域构造以NW向、EW向为主，SN向、NE向、NNE向构造亦有显示，含矿岩体受EW向构造与NW向构造带复合部位控制。
3.岩浆岩
白家咀子超基性岩带内大小百余个超基性岩体，均呈岩墙、岩脉、透镜体等单斜产出。金川含矿超铁镁质岩体为该超基性岩带中最大的一个，出露面积1.34km2，呈不规则陡倾斜岩墙状产出，倾向SW40°，倾角50°～80°。由于NEE向扭性断裂的影响，岩体被切成四段，分属四个矿区。
图2.1.1 龙首山地区区域地球物理场剖析图
金川岩体为硅酸盐岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆沿同一控岩构造分四期上侵、贯入形成的复式岩体，主要岩性为纯橄榄岩、含二辉橄榄岩、二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩。不同期次岩浆形成的岩相不同：第一期中细粒结构岩相——含二辉橄榄岩，主要分布于Ⅰ、Ⅲ矿区岩体的中上部；第二期中粗粒结构岩相——含二辉橄榄岩，主要分布于Ⅰ、Ⅲ矿区岩体的中下部；第三期中粒结构岩相——纯橄榄岩，发育于Ⅰ、Ⅱ矿区的岩体内。同一粒级岩相，不同岩石类型之间呈渐变过渡关系；不同粒级岩相，不同岩石类型之间呈突变关系，其岩性由中心向外基性程度依次降低。
含矿岩体含斜方辉石，Fe、Mg含量高，而Si、Ti、Al、Ca含量低。
图2.1.2 龙首山地区区域重、磁场横剖面略图
4.区域地球化学
1）微量元素的平均含量
金川岩体的直接围岩前长城系变质岩系的微量元素平均含量与区域平均值（表2.1.1）差异不大，白家咀子超基性岩带中岩体的微量元素平均含量与区域平均值相比，除As、Pb、W为贫化元素外，表2.1.1中其余元素的富集系数均大于1，尤其是主要成矿元素Cu、Ni及Co更为富集（系数大于4），说明地层与成矿无直接关系，而超基性岩为主要赋矿岩体。
表2.1.1 龙首山地区与主要地质单元主要微量元素平均含量表
2）异常元素组合与分布
①白家咀子超基性岩体34件样品R型聚类分析，按相关系数0.33可将元素分为八类，第一类为Co、Ni、Mn、Cu、Mo等五种元素，其他七类均为单一元素，显示与超基性岩有关的成矿作用主要为岩浆熔离作用。
②1∶5万土壤测量，沿金川岩体有Ni的外带、Co的中、外带异常，两者形态相似，均呈北西向分布（图2.1.3）；Cu、Au异常分布在岩体中心，两者形态极为相似，并具有清晰的浓集中心和浓度分带；Ag、V、La异常弱，分布零散，主要出现在白家咀子组的混合岩分布地区。
图2.1.3 金川矿区土壤地球化学异常图
5.区域地球物理场
白家咀子超基性岩带位于区域重力梯级带的北缘和北部正磁异常带中（图2.1.2），该磁异常带的背景磁场约50nT，其上叠加有多个局部异常，强度一般为100～250nT。
金川岩体航磁异常强度400～700nT，北侧伴有明显的负磁异常。
三、矿床地质特征
1.矿体组合分布及产状
矿体赋存在岩体下部，达数百个之多，与岩体产状基本一致。一般呈不规则透镜状，个别呈脉状，沿走向和倾向都有膨缩变化与分支、复合现象。
2.矿石构造及主要矿物组合
矿石构造有稀疏浸染状、稠密浸染状、块状、海绵状、星点状、角砾状等。主要金属矿物有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿，其次为方黄铜矿、墨铜矿、含镍黄铁矿、铜镍铁矿、含铜镍黄铁矿，其中磁黄铁矿是矿石中最主要的金属硫化物。脉石矿物主要有镁橄榄石、贵橄榄石、古铜辉石、普通辉石等。
矿石中有益伴生组分有Pt、Pd、Au、Se、Co、Te等。
3.矿化阶段及分带性
矿化阶段与岩浆形成期次相同，第一期硅酸盐岩浆控制了少量星点状矿体；二期含矿岩浆形成厚大的似层状、透镜状和星点状矿体；三期富矿岩浆贯入形成海绵状矿体，其铜、镍储量约占全矿85%；第四期矿浆贯入由块状矿石组成的脉状、扁豆状矿体。
含矿岩体的底部以深熔-贯入型富矿为主，其上为深熔-贯入型贫矿；熔离型星点状贫矿呈扁豆状分布于上两类矿体之上。
4.蚀变类型及分带
围岩蚀变不发育，仅接触面附近围岩有接触变质及蚀变现象，与岩体有关的有蛇纹石化、菱镁矿化、滑石化、碳酸盐化；大理岩出现橄榄石化、透闪石化、透辉石化等。
5.氧化带
氧化带中因含有褐铁矿、赤铁矿、孔雀石、蓝铜矿、胆矾、碧矾等次生矿物而呈现黄、红、绿等鲜艳的色彩。
6.主要控矿因素
槽、台过渡区交接部位的（超壳）深断裂带为控岩构造。
沿深断裂带多次侵入，深部分异的超铁镁质复式岩体（纯橄榄岩、二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩）为成矿岩体。
位于前长城系龙首山群下部白家咀子组地层分布区。
四、矿区地球物理特征
1.岩、矿石物性参数
根据矿区岩、矿石磁性和极化率参数统计（表2.1.2）有结果如下。
（1）矿石、超基性岩、蛇纹石化绿泥石化透闪石化片岩具中磁性，中性侵入岩和部分变质岩具弱—中磁性，其他类岩石则磁性微弱。
（2）原生矿石具强极化，矿石氧化后极化率降低；蛇纹石化绿泥石化透闪石化片岩和超基性岩为中—高极化，其他岩石极化率较弱。
2.物性模型
根据Ⅱ矿区22行钻孔物性断面和表 2.1.2 中矿区岩、矿石物性参数，按统一物性数值分段描绘的金川铜镍矿床物性模型（断面）示于图2.1.4，相应物性-地质体的物性特征见表2.1.3。
（1）矿石与容矿岩石（超基性岩）间存在极化率及密度的明显或较明显差异。
（2）超基性岩与围岩间有明显的磁性和极化率差异。
（3）蚀变片岩可能形成激发极化的干扰异常。
3.地球物理异常
航磁ΔT异常：沿矿区北侧大断裂，呈北西西向展布（图2.1.5），其间200～300 nT等值线形成的封闭与金川岩体对应，且较好地划分了被横向断裂分割的不同埋深的四个岩块异常。地磁ΔZ异常与航磁异常相似。
表2.1.2 金川铜镍矿区岩、矿石物性参数统计表
表2.1.3 金川铜镍矿区物性体分类及其物性特征归纳表
（1）含矿岩体出露地表（Ⅰ、Ⅱ矿区）
磁异常：ΔZ异常杂乱（图2.1.7），总体形态和分布与岩体对应很好，岩体上及其南部为正磁异常，ΔZmax＞3000 nT；北侧负磁异常明显，以其极小值联线可大体圈定岩体的北界。剖面上，ΔZ曲线呈锯齿状，异常的形态特征基本反映岩体的产状及磁化方向，并可借以确定岩体的地表边界。
激电异常：呈条带状，南陡北缓，基本沿含矿岩体展布，其间三个局部异常的视极化率极大值（ηSmax）分别大于12%～18%（图2.1.6）。剖面上，异常呈双峰曲线，ηS异常范围与深部矿体的矿头对应较好（图2.1.7）；
重力异常：含矿岩体上对应有明显的重力高，Δgr幅度约0.45×10-5m·s-2，较好地反映了岩体的产状（图2.1.7）
（2）含矿岩体有一定埋深（Ⅲ、Ⅳ矿区）
ΔZ 异常规则、圆滑，幅度较岩体出露段降低，ΔZ max＞1100 nT；激电异常较零乱，但总体上与含矿岩体分布一致，岩体上ηS max＞7%（注：未收集到图件资料）。
图2.1.4 金川铜镍矿Ⅱ矿区22行钻孔物性断面图
剖面上：ΔZ曲线南缓北陡，北侧负异常消失，异常较好的反映了岩体位置及其范围（图2.1.8）；ηS曲线宽缓，与含矿岩体缓倾斜产状相应，峰值为岩体浅部矿化引起；岩体上，有较明显的重力高异常，剩余重力异常Δgr幅度近0.35×10-5m·s-2，其极大值出现在富矿体上方。
图2.1.5 金川铜镍矿床航磁ΔT（nT）平面图
4.干扰体或干扰因素及其影响
（1）蛇纹石化、绿泥石化、透闪石化片岩可能成为应用地磁和激电法圈定超基性岩体的干扰。可根据其异常形态和异常所处地段予以识别，或应用重力测量进行区分。
（2）在岩体中圈定赋矿地段，主要干扰为超基性岩体的岩性不均匀。
五、矿区地球化学特征
1.岩矿石地球化学参数
容矿岩石超基性岩具有Cr、Ni、Co、Cu极明显的高含量（表2.1.4），其中Ni、Cr含量较区内其他岩石高出几十至几百倍；且w（Cr）／w（Co）、w（Ni）／w（Co）和w（Ni）／w（Cu）的比值较区内其他岩石高出很多。超基性岩中Cr虽很高，但变化范围不大，即分布较均匀，且与Ni、Co、Cu无明显相关关系；而Ni、Co、Cu三者之间呈明显正相关，其相关系数分别为：rCu，Ni=0.92，rCu，Co=0.71，rNi，Co=0.86。
表2.1.4 Ⅱ矿区各类岩石及矿石中主要指示元素的平均值及变化范围
岩石引自汤中立等，1993；矿石引自吴承烈等，1996。
图2.1.6 金川铜镍矿Ⅱ矿区物探异常平面图
矿石中主要成矿元素Cu和Ni较容矿岩石分别高出11.2和56.5倍。Ⅱ矿区50余件矿石样的22种元素平均含量，及含量变化范围见表2.1.5。
2.地球化学异常
在钻孔岩石地球化学异常剖面上，矿体主要成矿元素 Cu、Ni 异常强度大，浓集中心明显，异常形态与岩体分布形态一致，内带异常反映了矿体部位（图 2.1.9）；Co 异常按（40～60～100）×10-6的浓度分带，其形态与 Cu、Ni异常相似，Co的内带异常对应于矿体部位；Cr的强异常主要分布在岩体上部，与矿体无明显的对应关系。岩体与围岩接触带处 Cu、Ni、Co、Cr形成明显的浓度梯度异常；围岩中异常不发育。
图2.1.7 金川铜镍矿Ⅱ矿区22行物探综合剖面图
图2.1.8 金川铜镍矿Ⅲ矿区磁异常剖面图
表2.1.5 金川铜镍矿区矿石中微量元素的平均值与变化范围
图2.1.9 金川铜镍矿床Ⅱ矿区22行剖面岩石地球化学异常断面图
3.岩体含矿性地球化学标志
含矿超基性岩体的主要地球化学特征是：Ni、Cu、Co含量高，离散度大，元素间呈明显的正相关；S平均含量高，且与Ni呈显著正相关。
4.地球化学异常模型
地球化学异常概念模型见图2.1.10。矿体上方具Fe2O3、MgO、Cu、Ni、Co、Ti、V强异常，异常范围与含矿岩体对应；Na2O、K2O、Rb、F、Ba、Sr异常发育在岩体接触带附近，岩体上异常较弱；Ag、Au、Zn、Se、Cl、I、As在含矿岩体上呈弱异常，接触带处明显增强，且As异常向接触带两侧有一定延伸；Bi、Sb、Hg、Pb仅在接触带处出现异常。
图2.1.10 金川铜镍矿床地质-地球物理-地球化学模型
表2.1.6 金川铜镍矿Ⅱ矿区22行（测线方位角38°38′）重、磁异常正演计算参数表
六、地质-地球物理-地球化学找矿模型
1.金川铜镍矿床地质-地球物理-地球化学找矿标志归纳于表2.1.7
2.金川铜镍矿床地质-地球物理-地球化学模型（式）示于图2.1.10
3.地质找矿勘查物探化探优选方法组合流程
表2.1.7 金川铜镍矿床地质-地球物理-地球化学找矿标志集
（1）圈定超基性岩带：以1∶20万～1∶10万区域重力及航空磁测为主。
（2）区分含矿岩体：1∶5万～1∶2.5万重、磁勘查，及岩石或土壤地球化学测量。
（3）圈定矿体：1∶1万中—高精度重、磁，和以激发极化法为主的综合电法。
七、地质、地球物理、地球化学特征简表
表2.1.A 金川铜镍矿床地质特征简表。
表2.1.B 金川铜镍矿床地球物理特征简表。
表2.1.C 金川铜镍矿床地球化学特征简表。
表2.1.A 金川铜镍矿床地质特征简表
表2.1.B 金川铜镍矿床地球物理特征简表
表2.1.C 金川铜镍矿床地球化学特征简表
前寒武纪镍矿床
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...
镍矿资源状况
中国镍的保有储量达到785.31万吨，其中A+B+C级储量占比高达47.9%，即376.39万吨。尽管如此，我国镍储量在国际排名中仍居世界第九，落后于古巴、新喀里多尼亚、加拿大、印尼、菲律宾、俄罗斯、澳大利亚和巴西等国家。其中，甘肃金川的硫化铜镍矿床在60年代的勘查取得了显著成就，使得我国镍储量显著增长。
汤中立学术成就
汤院士数十年如一日，深入研究金川等矿床，提出了“深部熔离——一期或多期贯入成矿”理论和“小岩体成大矿”概念，构建了以甘肃金川、吉林红旗岭、新疆喀拉通克、河北铜硐子等小岩体铜镍矿床为核心的“深部熔离一贯入”成矿模式。这一理论成果在国际上产生了深远影响，提升了我国在岩浆硫化物矿床...
金川集团有限公司的地理位置
公司位于中国西部河西走廊的工业城市——甘肃省金昌市，矿区地势比较平坦，海拔高度为1500米至1800米，属温带大陆性气候。南距欧亚大陆桥——兰新铁路线22公里，厂区铁路与之相连，铁路、公路运输便利。金川镍矿是世界著名的多金属共生的大型硫化铜镍矿床之一，发现于1958年，集中分布在龙首山下长6.5公里、...
中国镍资源储量及开采情况,越详细越好。
中国镍资源储量为670万吨，硫化铜镍矿约占总储量的91%，其余为氧化矿。80%的硫化镍矿产于甘肃的金川铜镍矿床，其余分布在新疆、云南、四川、吉林、黑龙江、广西、内蒙、陕西和青海等省。中国氧化镍矿主要分布在四川西南部攀枝花地区以及云南元江地区，由于镍品位低，目前仅有小规模开采。中国镍矿床主要为...
西北地区成矿背景及成矿条件约束
祁连-北秦岭成矿带可再划分为:龙首山镍成矿带、北祁连铜、铅锌、钨成矿带、北秦岭钼(钨)成矿带和南祁连镍、铜、铅锌成矿带。龙首山镍成矿带以产出金川超大型铜镍矿床而著名,并已建成中国最大的镍工业基地。作为小岩体成大矿的典型代表,金川外围仍具有巨大的找矿潜力,国外超大型镍矿床外围找矿近年已提供了...
白银公司需要铜镍矿吗?
金昌镍矿的发现则来自群众报矿。经过反复勘测,1958年甘肃省地质局确认了世界第二大复合型超级铜镍矿床金川镍矿床。金川镍矿床旧照被广泛用于军工制造业的稀有有色金属镍,也成为了甘肃矿藏大军中的一员。从1962年的金川镇,到1981年的金昌市,又一座现代化工业城市在河西走廊诞生。白银、嘉峪关和金昌三座地级市的兴起...
铜矿床类型空间定位的标志
一、岩浆型铜镍硫化物矿床(镁铁质岩型铜镍矿床) 1.大地构造背景标志 特征: 1)克拉通地区陆内裂谷或裂陷槽; 2)稳定陆块区内部或边缘深大断裂带; 3)大陆边缘深大断裂带或陆块边缘深断裂带; 4)陆缘增生褶皱带边界深大断裂带; 5)古板块缝合带。 对应的标志名称:稳定陆块区内部或边缘深大断裂带。 2.成矿构造...
中国的镍都在什么地方谢谢了,大神帮忙啊
甘肃省金昌市的金川镍矿，是我国最主要的镍矿，也是世界著名的三大多金属共生的硫化铜镍矿床之一。
金属矿物的矿床种类
②超基性岩铜镍矿床。产于下古生代纯橄岩﹑辉橄岩﹑橄辉岩岩体的中﹑下部。呈似层状﹑透镜状。矿石矿物以黄铜矿﹑镍黄铁矿为主。铜品位一般小于 1%。如中国甘肃金川﹑新疆喀拉通克等矿。③变质岩层状铜矿床。产于中元古代白云岩﹑大理岩﹑片岩片麻岩中﹐沿层产出。矿体呈层状﹑似层状﹑透镜状。矿石...
繁纨硬脂： 甘肃省金昌市被称为“中国镍都”,位于金昌市的金川镍矿,是中国最主要的镍矿,也是世界著名的三大多金属共生的硫化铜镍矿床之一.
黄南藏族自治州17259678378： 中国的镍都在什么地方谢谢了,大神帮忙啊 - ？
繁纨硬脂： 甘肃省金昌市的金川镍矿,是我国最主要的镍矿,也是世界著名的三大多金属共生的硫化铜镍矿床之一.
黄南藏族自治州17259678378： 金昌市盛产哪种金属?金昌是河西六镇之一吗? - ？
繁纨硬脂： 1、金昌市的金川公司盛产镍,其生产量位居全世界第二,全亚洲第一! 2、首先你的问题就有点错误!金昌是一个市,而河西才是一个镇!事实上是叫河西堡(念pu三声)!河西堡是金昌市第一大镇!
黄南藏族自治州17259678378： 金川发现了大型铜镍矿床是几几年?？
繁纨硬脂： 记忆里好像是1976年前后.供参考.
黄南藏族自治州17259678378： 为什么甘肃那么丰富的矿产资源优势还没有转换为财富优势? - ？
繁纨硬脂： 甘肃已发现矿种158种,已发现矿产地3500余处,已有E级以上储量矿产地1500余处,已有大中型矿床180余处,保有储量居全国前10位矿种数51种,保有储量居全国前5位矿种数32种,保有储量居全国第一位矿种数11种(镍、钴、铂、钯、铱...
黄南藏族自治州17259678378： 世界上哪里的镍最多? - ？
繁纨硬脂： 镍矿 目前,全球已探明的镍储量约为1.6亿吨,其中硫化矿约占30%,红土镍矿约占70%.硫化镍与红土型镍同产于一个超基性岩带,但并不是在同一矿床内垂向上共生,即并不象铜矿床那样,次生富集带的铜矿下方通常均有原生硫化铜矿.由...
黄南藏族自治州17259678378： 铜矿石哪里有啊?????？
繁纨硬脂： 1.海相火山岩黄铁矿型铜矿床.产于下古生代石英角斑岩和细碧岩中.呈透镜状﹑似层状.矿石矿物以黄铜矿﹑黄铁矿为主.铜品位一般大于 1%.如中国甘肃白银厂﹑青海红沟等矿床. 2.超基性岩铜镍矿床.产于下古生代纯橄岩﹑辉橄岩﹑橄...
黄南藏族自治州17259678378： 岩浆矿床类型 - ？
繁纨硬脂： 岩浆矿床主要有:①金刚石矿床.原生金刚石晶体呈稀疏浸染状产在金伯利岩(一种斑状富钾橄榄岩,最先发现于南非)和钾镁煌斑岩的岩筒中,中国的辽宁和山东已开采金刚石矿床.②铂族元素矿床.与超镁铁质岩关系密切,是铂族元素的主要来源,南非有此类矿床.③铬铁矿矿床.产于超镁铁质岩中,是铬矿的主要来源,实例有中国西藏的萝卜莎矿床.④铜镍硫化物矿床.产于镁铁质和超镁铁质矿床中,矿物组合为镍黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿,加拿大萨得贝里和中国甘肃金川铜镍矿是此类中的著名矿床 .⑤钒-钛-磁铁矿矿床.与辉长岩-斜长岩类有关,矿石矿物为钛铁矿、含钒钛磁铁矿和金红石,是铁和钒的重要来源,中国四川攀枝花市红格铁矿属此类型.
黄南藏族自治州17259678378： 不锈钢材质中含镍量可以看得出吗? - ？
繁纨硬脂： 镍的性质 镍是一种银白色的铁磁性金属.密度8.9克/厘米3,熔点1455℃.古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁作器物.可以说,镍是既“古老”又“年轻”的金属.镍具...
