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南非布什维尔德岩浆型Cu—Ni—PGE硫化物矿床成因探讨

吕林素 汪云峰 李宏博 周振华 张作衡 谢桂青 矿床地质 2011年第06期

摘要:南非布什维尔德杂岩体(BIC)是世界上最大的镁铁质层状侵入体(东西长450km,南北宽250km),也是世界上单个蕴藏铂族金属(PGE)、铬铁矿和钒钛磁铁矿的最重要矿床,其中PGE储量为65473t,含有全球75%的PGE,是全球最大的PGE矿床。沿着Rustenburg镁铁质一超镁铁质层状岩套(RLS,厚度7~9km)断续分布着30多个PGE矿床,以UG2铬铁岩矿层(占58%)、梅林斯基矿层(MR,占32%)和普拉特接触带(PR,占9%)3个Cu—Ni—PGE层位最为著名。RLS自下而上可分为5个带,即边缘带(mgZ)、下部带(LZ)、关键带(CZ)、主带(MZ)和上部带(uz),其中关键带为主要含矿带。RLS具有两大成矿特征:一是巨量的PGE都与低品位[叫(Ni)0.15%~O.36%、叫(cu)0.03%~0.18%]和低密度的硫化物层共生;二是具有完整的层序和矿化部位,Lz和cz产出多层铬铁矿,其中CZ顶部的UG2和MR矿层为主要含铂层,主带中还有多层铂矿化,而UZ只产磁铁矿。布什维尔德矿床的成岩成矿时代介于2050-2060Ma之间,为古元古代的产物。该矿床的成矿构造背景为大陆边缘裂谷环境,其主要成矿机制是地壳含水硅酸盐质成分的同化混染,导致硫化物熔离,形成贱金属硫化物(BMS),而PGE的富集主要是硫化物熔离作用或吸附作用的结果。RLS的母岩浆来自较深部的岩浆房,之后,关键带母岩浆进入布什维尔德主岩浆房,同化其围岩作用日益增强,熔离出硫化物或富PGE相,从而形成了UG2、MR和PR矿层。布什维尔德岩浆房是一个开放的系统,布什维尔德杂岩体至少是3种或更多母岩浆周期性充填的结果。当来自上地幔的岩浆上升之后,又有新的岩浆进入岩浆房;新的岩浆扩散开来,覆盖在来自先前岩浆房中岩浆结晶的矿物晶体上,最后填充在地壳中的岩浆房中。

关键词:地质学岩体特征矿床特征成矿作用特征矿床成因

单位:中国地质博物馆 北京100034 中国地质大学地球科学与资源学院 北京100083 北京城市学院 北京100083 中国地质科学院矿产资源研究所 北京100037

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