甘肃金川铜镍矿床实验报告

甘肃金川铜镍矿床地质报告 一、矿区自然统况

（一）矿区所处行政区划位置：甘肃省金昌市（龙首山北麓） （二）矿区交通简况：矿区与兰新铁路线相连，铁路、公路运输便利。 （三）矿床地质研究史及研究： 上世纪五十年代末，汤中立院士根据群众探矿，带领普查分队找到了金川铜镍矿，随后对矿区进行了近10年的勘探，同时在外围开展了以岩浆型硫化铜镍矿床的大量普查工作，发现了东大山铁矿等矿产地。

上世纪七十年代开始进行1:20万区域地质矿产调查，完成区调图6幅。随后对矿区进行了近10年的勘探，同时在外围开展了以岩浆型硫化铜镍矿床的大量普查工作，发现了东大山铁矿等矿产地。随后对地层、基性一超基性岩进行了专题研究，初步建立了区域地层格架。 上世纪八十到九十年代，区内开展了1:5万区域地质调查工作，完成1:5万区调图14幅;同时完成了l:5万原生晕测量6幅，以及1:20万分散流测量(基岩出露区已完成)。矿产地质工作相对较少，以铜镍矿总量预测、m级成矿区划、查证航磁异常为主，发现了一些矿产地，如窑泉铁锰铅锌矿床等。

本区自上世纪八十年代后期以来，以汤中立院士为首的科研人员对金川铜镍矿床的形成地质背景、成矿机制、成矿时代等进行了大量的研究工作，取得了丰硕的成果，使金川铜镍矿床的成矿理论在国际上有了一席之地。

2001年一2021年，中南大学先后承担了已知矿区深边部地质找矿研究工作，项目组经多年的努力，对金川铜镍矿田成矿地质条件、地质构造演化、矿床地质特征、含矿超基性岩体空间展布规律、矿床成因、成矿模式、控矿因素和成矿规律等方面进行了全面的研究，取得了多方面的新认识。

2002年英国力拓矿业公司与甘肃省秦祁矿业公司共同对龙首山中东段进行铜镍矿的找矿工作，利用的方法主要是围绕基性一超基性岩体开展中、大比例尺的电法、磁法、化探、地质填图，圈定了一批远景区。近期金川公司和澳大利亚西澳公司共同合作，开始对龙首山东段进行找矿工作。

2021年，中南大学再次承担对金川矿床构造体系研究项目，在控岩控矿构造、成矿后构造、构造序次划分、构造应力场分析等方面，有了新的突破。 研究意义与经济价值 金川铜镍矿床是世界著名的多金属共生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、宽500米的范围内，已探明的矿石储量为5.2亿吨，镍金属储量550万吨，列世界同类矿床第三位，铜金属储量343万吨，居中国第二位，近年来的地质勘探成果表明金川铜镍矿床的深边部及外围具有良好的找矿前景。金川铜镍矿床矿石中还伴生有钻、铂、把、金、银、饿、铱、钉、锗、硒、磅、硫、铬、铁、嫁、锢、锗、

铭、锅等元素，其中可供回收利用的有价元素有14种。矿床之大、矿体之集中、可供利用金属之多，在国内外

都是罕见的。该矿床镍和铂族金属产量约占中国的90%以上，是中国最大的镍钻生产基地，因此被誉为中国的“镍都”。 二、矿区地质概况 （一）地层

龙首山地区地层由基底构造层和盖层构造层两部分组成〔?”。其沉积建造自下而上分为如下四种:前长城纪变质碳酸盐一火山岩建造;中、新元古代富铁镁质碳酸盐一火山碎屑岩建造;古生代磨拉石一浅海相碳酸盐建造;中、新生代陆相碎屑岩建造。金川含矿超基性岩的成岩前建造为前长城纪沉积建造;成岩期建造则为中、古元古代沉积建造。而晚古生代和中、新生代的沉积建造反映了对金川含矿岩体改造时期的构造环境。 地层由老到新分述如下:

1)前震旦系地层，前人在区域作1:10000地质填图时，将前震旦自下而上划分为五个岩性段: (1)花岗片麻岩(APt1)

(2)黑云母片麻岩夹石英云母片岩(Apt2） (3)白云质大理岩（Apt3） (4)肉红色花岗片麻岩(Apt4） (5)灰黑色黑云母片麻岩（Apt5） 2)第四系 按堆积先后分为三段:

(1)砾石层（2)冲积层（3）坡积物 （二）区域构造格架

本区区域构造发育，龙首山隆起南北两边产有北西西向的深大断裂川。整体上分为三期，据汤中立等研究认为，龙首山地区表现的脆性破裂剪切构造特征、叠瓦式逆冲断层系和正断层的切错是晚近构造运动的产物，对于金川岩体而言，是成岩成矿后构造，是岩体、矿床的改造、破坏构造。龙首山群的构造变形主要为强塑性压扁、透入型流劈理(结晶片理)、流褶皱为主要特征，反映了基底形成的强烈造山作用。由于基底经历多期次构造变形叠加，展示的构造形迹己颇为复杂。龙首山群混合岩化、花岗岩化作用，形成花岗伟晶岩中的褐帘石 年龄为1984Ma(中国科学院地质所所测)，表明其构造变形期结束于早元古代末的吕梁运动。为金川岩体上侵提供了封闭的环境。龙首山区中元古代早期的镁铁一超镁铁岩，均大致呈北西西向似墙状、透镜状分布，为区域不均匀张裂构造空间部位的反映。岩体在空间上延伸不一，形态多变的特征也表现了张性裂隙的特点。沉积建造与火山演化说明成矿岩体形成时期属于大陆裂谷前断裂拱曲阶段的张裂环境。 由此认为，金川含矿岩体的形成构造背景为大陆裂谷萌芽前断裂拱曲阶段的局部隆起拉张构造环境。在龙首山地区晚加里东期及以后的构造活动，使金川岩体从较深的形成部位，推移上升到达地表。 （三）区域岩浆岩

区域中岩浆岩发育，岩浆活动时间长，岩石类型多样，除印支期外，各构造时期运动均伴随有岩浆活动。其主要的侵位时代集中在吕梁期和加里东期，海西期和燕山期也有活动。

根据沉积建造分析，结合岩浆岩同位素年龄资料，该地区的岩浆活动及演化可分为四个阶段:

(1)早元古代基底演化花岗岩作用阶段;

(2)中、晚元古代大陆拉张镁铁质一超基性岩浆作用阶段; (3)古生代构造成水平挤压花岗岩类作用阶段; (4)中生代断块升降局部中基性火山作用阶段。

以(2)、(3)两阶段岩浆作用为主。花岗岩类分为早、晚两期。早元古代的花岗岩分布于前震旦系地层中，多成岩枝、岩瘤或岩脉状产出，岩性相对单一，主要有花岗质伟晶岩、白岗岩及石英正长伟晶岩，岩石经受长期地质作用而破碎;古生代的花岗岩类为龙首山地区的主要中一酸性侵入体，分布面积广，岩石类型多(闪长岩一花岗闪长岩一花岗岩均有)，与早期花岗岩相比。除岩石类型外，稀土配分模型曲线亦有区别，反映两者成因的不同。古生代花岗岩类的同位素数据 主要集中在早古生代中、晚期和晚古生代早、中期。岩石类型为二长花岗岩和闪长花岗岩，其次是钾长花岗岩，少数为斜长花岗岩、石英闪长岩，石英二长岩。成因判别，岩石化学成分多落入岩浆型花岗岩区，部分投点落入交代型花岗岩区。由此分析，古生代花岗岩主要为地壳重熔形成。 （三）矿床地质特征 1、矿体外部形态特征 l)矿体的形态

从现有的开采程度来看，金川铜镍硫化物矿床中的矿体形态主要有以

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