Ⅰ 加強低品位鎳銅鉑族資源的綜合利用研究
一、我國鎳銅鉑族資源現狀
對57個銅鎳鉑岩漿硫化物礦床的資源統計結果,Ni平均品位大於1%礦床有9個,Cu平均品位大於1%僅有4個,亦及在統計的57個主要礦床中,84%屬於貧鎳礦,92%屬於貧銅礦。像煎茶嶺、黃山等在儲量上屬於大型的礦床也都是貧礦。依據總資源量統計分析,我國富鎳礦佔44.1%,55.9%為貧礦;PGE 的平均品位只有0.796×10-6;伴生Co的品位僅為0.02%。所以我國的銅鎳鉑族礦產是以貧礦為主。
就是像金川這樣一個鎳資源量佔全國84%(A+B級)的超大型礦床,硫化鎳貧礦石約佔67%,鎳儲量約200萬噸,也屬於貧礦大戶。
由此可見,加強綜合利用貧礦研究,對於控制有限富礦的消失速度,充分利用寶貴的不可再生的礦產資源具有十分重要的意義。
二、加強低品位鎳銅鉑族資源的綜合利用研究應注意的幾方面問題
(一)政策支持
我國鎳銅鉑族金屬低品位資源主要集中在中國西部地區,在實施西部大開發的整體戰略中,加大對低品位資源開發的政策支持力度,無疑會促進對這部分低品位資源開發和利用。
可通過改革資源稅、資源費等規定,促進對低品位資源的開發。以金川為例,目前金川資源補償費按礦石銷售收入的2%計,資源稅按礦石8.4 元/噸計,資源補償費與資源稅重復計稅,加大了成本,不利於礦業的發展;資源稅按礦石8.4元/噸,而不是按礦石含金屬量計算,這樣冶煉1噸精鎳需要80噸(Ni 品位1.5%)的礦石,而含 Ni 品位0.5%的貧礦就需要300噸,富礦只需要840元資源稅,貧礦需要高達2520元,每噸精鎳增加成本1680元,加上其它相應的附加費增加的就更多了。這種資源稅制不利於貧礦開采,鼓勵了采富丟貧,與我國的資源形勢非常不適應。建議研究改革不利於礦業發展和促進貧礦開發的稅制規定。
另外,鎳鈷鉑族金屬的生產是能源消耗的大戶,如能應像鋁業一樣,給鎳鈷鉑族生產以優惠電價,這樣也可以提高企業利用低品位資源的積極性。
(二)鼓勵支持龍頭企業,研發和引進先進技術
鼓勵支持像金川這樣的龍頭企業,研發或引進先進的貧礦採掘、浸出技術,提高貧礦利用效益,降低貧礦利用成本,對於綜合利用貧礦資源,會起到很大的推動作用。因為在市場經濟下,有雄厚技術支撐和經濟實力的企業,才有可能來實現對貧礦資源的綜合利用,只有這部分企業在該領域的發展,才能從根本上帶動我國企業對貧礦資源的綜合利用。
(三)依靠科技進步,進行科技攻關
有效的利用貧礦,先進技術方法和設備是關鍵。依靠科技進步,進行科技攻關就顯得特別重要。這里涉及的科學問題如高效采礦技術和低成本采礦充填技術、貧礦堆浸或原地堆浸技術等。
Ⅱ 什麼是銅鎳礦
銅礦石和鎳礦石都有的礦區。
鎳業公司的股票不能買了,有的話,趕快拋出,印尼的鎳礦禁止出口了
Ⅳ 甘肅金川銅鎳礦床
金川銅鎳礦床位於甘肅省金昌市,為世界第二大銅鎳礦床,可采礦石幾乎占超基性岩體的一半,且含有豐富的鉑族元素組分。
一、區域背景
金川礦區位於華北地台西北部阿拉善地塊西南緣的龍首山隆起,隆起南接北祁連褶皺系的走廊過渡帶,北為地塊內部區。
區域重力場呈規模較大的北西向梯級帶,自南向北場值增高(圖2.1.1)。重力梯級帶與龍首山隆起對應(圖2.1.2)。相應磁場較復雜,其總體呈帶狀沿龍首山隆起分布,橫向上正、負磁場相間排列,北部和南部為正磁場或呈相對正磁異常,中部磁場降低。
區域地球化學場顯示Ni、Co兩元素密切相關(因區域岩石樣品分析精度低,僅見Ni、Co、Cu、Au4種元素的資料),其高背景區與白家咀子超基性岩帶基本符合,異常中心部位多與基性—超基性岩體對應;區域中部Cu元素含量偏高,南、北兩側含量較低;Au元素,除礦區附近含量稍高外,其他地區普遍偏低。
二、成礦環境
1.地層
龍首山隆起出露地層自下而上為:古元古界—太古宇前長城系(龍首山群),中、新元古界長城系、薊縣系、震旦系和寒武系,以及上古生界和中—新生界。其中前長城系龍首山群下部白家咀子組為金川含礦岩體的直接圍岩,主要岩性為蛇紋石化大理岩、黑雲片麻岩、二雲石英片岩和條帶狀混合岩等。龍首山群上部為塔馬子溝組,與白家咀子變質岩系呈不整合或假整合接觸。
2.構造
區域構造以NW向、EW向為主,SN向、NE向、NNE向構造亦有顯示,含礦岩體受EW向構造與NW向構造帶復合部位控制。
3.岩漿岩
白家咀子超基性岩帶內大小百餘個超基性岩體,均呈岩牆、岩脈、透鏡體等單斜產出。金川含礦超鐵鎂質岩體為該超基性岩帶中最大的一個,出露面積1.34km2,呈不規則陡傾斜岩牆狀產出,傾向SW40°,傾角50°~80°。由於NEE向扭性斷裂的影響,岩體被切成四段,分屬四個礦區。
Ⅳ 年鎳供需形勢分析
一、國內外資源狀況
(一)世界鎳資源狀況
根據美國地質調查局的統計,世界鎳資源儲量近10年總體呈現穩步增長態勢,供應保障能力提高。1999~2009年,盡管世界鎳礦年產量大幅提高,資源儲量卻持續增加。2009年,世界鎳礦儲量7100萬噸,同比增長1.4%。以2009年的年產量計算,世界鎳資源的靜態保障年限為49年。從類型看,世界鎳資源主要有紅土型礦和硫化物型礦兩種,其中以紅土型礦為主,約占總量的60%,主要分布在赤道附近的古巴、新喀里多尼亞、印度尼西亞、菲律賓、巴西、哥倫比亞和多米尼加等國;硫化物型礦佔40%,主要分布在加拿大、俄羅斯、澳大利亞、中國、南非等國家。此外,在深海特別是在太平洋深海的錳結核中也蘊藏著豐富的鎳。
隨著新的鎳礦床的發現,世界鎳資源分布格局發生了改變。澳大利亞鎳資源儲量從2002年以來一直處於世界第一的位置,2009年以2600萬噸的儲量依然位於世界儲量榜首,是世界鎳資源的核心區;新喀里多尼亞、俄羅斯、古巴、巴西及加拿大,這些國家鎳儲量雖然保持在世界前五的位置,但是佔世界比重均降到10%以下;希臘、菲律賓及委內瑞拉的地位得到提升,尤其是委內瑞拉從2002年開始躋身世界鎳資源大國行列(表1)。
值得關注的是,2009年世界鎳儲量為7100萬噸,比上年增長100萬噸。新增儲量主要來自哥倫比亞,該國2008年儲量為83萬噸,2009年猛增至170萬噸,增長了87萬噸;與此同時,除了世界鎳分布主要國家外,其他國家也陸續發現新的鎳礦床,鎳儲量合計由2008年的220萬噸增加至2009年的419萬噸,增加了199萬噸。
表1 2009年鎳礦資源儲量分布主要國家
圖1 2000~2009年倫敦金屬交易所現貨鎳金屬年均價格變化曲線
回顧2009年LME鎳價,年初,鎳價處於先揚後抑的走勢,2月初因中國增加金屬戰略以及十大產業振興規劃出台的消息而走高,但是到2月底3月初,由於全球不銹鋼行業依舊低迷,鋼廠減產的消息接踵而至,鎳價又開始下降,最低9000美元/噸。年中二、三季度,美元指數大跌,LME鎳價開始上沖,突破2萬美元/噸。9月美元指數上漲,LME金屬價格全線下跌。年底,鎳價開始補漲,重回1.9萬美元/噸。如果說具有較強金融屬性的有色金屬較其他行業對全球經濟更敏感的話,則鎳在有色金屬里更是屬於指標性品種。
六、結論
國際方面,2008年以來,全球經濟增速放緩,不銹鋼行業需求低迷,不銹鋼行業不景氣是導致鎳消費量下滑的關鍵因素。不銹鋼生產大約占據了全球鎳需求總量的一半。2009年全球鎳市場供需依舊過剩。INSG最新數據顯示,2009年全球精煉鎳產量132萬噸,消費量131.5萬噸,供需相對平衡。
國內方面,中國不銹鋼市場一枝獨秀。美國商品研究所(CRU)數據顯示,2009年全球不銹鋼粗鋼產量2483萬噸,同比減少6.1%。中國的不銹鋼生產卻一直快速增長。2009年中國內地產量達到900萬噸,增長29%,中國台灣地區產量149萬噸,增長15%。中國不銹鋼產量佔世界總產量的份額從2008年的26%提高到2009年的37%。與此同時,鎳價上漲,一季度現貨價格8萬~9萬元/噸,4月份達到12.8萬元/噸,於三季度達到最高15萬元/噸,年末保持14萬元/噸的價格。近十年來我國的鎳礦儲量幾乎沒有增加,由於缺少未來可開發的新礦山,幾乎不可能大量增加國內原料的供應量。我國將不可避免地面臨鎳供應長期短缺的局面。
(馮丹丹)
Ⅵ 銅鎳礦有什麼副產品
重新從網頁上找材料,但是上次用的網頁找不到了,憑記憶給你答吧。
河南省地礦局地勘一院提交的《唐河縣周庵銅鎳礦詳查地質報告》通過專家評審。該項目顯示,唐河縣周庵一帶發現一處大型鎳礦床,礦產資源儲量在153 萬噸左右,其中鎳32.43 萬噸、銅12 萬噸、伴生金12.87 噸、銀588 噸、硫60.63 萬噸、三氧化二鉻46.53 萬噸、鈷1.06 萬噸、伴生的14 種有益礦產近700 噸。據悉,唐河周庵銅鎳礦是河南省目前發現的最大鎳礦,其經濟價值為1300 多億元。(這段是網上的)
記得那天在「浙江商機網」看到上有此礦關於礦渣再利用的招商,招商投資額度2億人民幣,主要是提煉鎂的,年產10萬噸(記得是這么多)。我也看了唐河的新聞,他確實有開招商會,詳細內容沒有,只說外省投資很多,佔主要份額。不過今天找不到了,商機網里項目太多,有沒有站內搜索。
礦渣再提煉後,剩下的就真沒什麼了,2億的企業肯定能用的都提煉走了,也就只能燒燒磚,鋪鋪路了。
我再往你那個鏈接提交,它顯示「對不起!您已回答過該問題,原回答內容正在提交中,請耐心等候」,不是我沒回答。
Ⅶ 鎳的資源、產量、未來市場需求及保證程度
一、鎳資源概況
據美國地質勘探局(USGS)的調查統計(表1-2-1),世界鎳儲量約為4638萬噸。古巴的鎳礦儲量排第一位,約為1800萬噸,其次為俄羅斯660萬噸,加拿大620萬噸,新喀里多尼亞450萬噸,印度尼西亞320萬噸,南非250萬噸。
表1-2-6 我國鎳、銅、鉑族元素礦產儲量利用情況
前已述及,1992~1998年美國鎳金屬二次回收量占鎳消費量的32%~36%,我國廢雜鎳回收量每年僅0.2萬~0.3萬噸(中國有色金屬工業年鑒)約佔全年鎳銷量4%~6%。以上未來鎳資源保證分析,尚未考慮再生鎳的份額,如果考慮再生鎳在未來需求量中的份額,那麼資源保證會好些。
Ⅷ 甘肅金川銅鎳多金屬礦綜合利用示範工程
該工程需要解決低品位銅鎳礦的開發利用、選礦降鎂和伴生有用組分的綜合利用等技術問題。金川鎳礦是世界三大著名的硫化銅鎳多金屬共生礦床之一,不僅含有數量較大鎳、銅,而且還伴生有數量可觀鈷、鉑、鈀、金、銀、鋨、銥、釕、銠、硒、硫等元素。經過40餘年的發展和近30年的資源綜合利用科技攻關,金川已成為我國最大的鎳、鈷和鉑族金屬生產基地。但一方面資源緊張,不能滿足企業發展需要。另一方面,大量的低品位鎳礦資源由於技術經濟原因,仍未得到利用,礦山處於采富保貧狀態。開展金川銅鎳多金屬礦綜合利用示範工程,重點突破低品位銅鎳礦的開發利用,有效解決選礦除鎂問題和伴生有用組分的綜合利用,對該礦資源進一步持續利用和類似礦山綜合利用具有重要的示範意義。
Ⅸ 甘肅金昌市金川銅鎳礦床
一、大地構造位置
金川鎳、銅礦床位於前寒武紀早期中朝克拉通西南龍首山隆起帶南側(湯中立等,1987),與北祁連加里東褶皺帶相毗鄰。
二、礦區地質
(一)地層
龍首山隆起帶出露地層主要有古元古界、新元古界、泥盆系、石炭系、二疊系及侏羅系。古元古界呈北西條帶狀分布,由白家嘴組(
(二)構造
古元古界組成一單斜構造,傾向SW,它們被形成復背斜的新元古界所超覆。上古生界、中生界則形成同斜褶皺。
龍首山隆起帶走向EW,西部轉為NW向。構造的線性特徵十分明顯。隆起帶兩側為深斷裂。斷裂傾角60°~70°(圖2-2)。平行主斷裂的次級斷裂亦較發育,隆起帶還有一走向NE的平推斷層。在金川侵入體中常見此類斷層,並切割侵入體。
(三)岩漿岩
本區岩漿活動發育。呂梁期(1700Ma),侵入體為偉晶花崗岩、斜長角閃岩,常呈小透鏡體產出,往往被加里東期鎂鐵質岩脈切穿。含硫化物超鎂鐵質侵入體是由多次岩漿貫入而成的,形成時代為中元古代1508 Ma±31Ma。加里東期岩漿活動極其普遍,主要的代表性岩石為規模不等的花崗質侵入體,亦可見少量超鎂鐵岩、基性輝長岩及閃長岩和花崗閃長岩。
圖2-1中國岩漿熔離型銅礦床分布圖Fig.2-1Distribution plan of liquation-type copper deposits in China
圖2-2金川區域地質圖Fig.2-2Regional 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—龍首山隆起帶;6—花崗岩-閃長岩侵入體;7—鎂鐵-超鎂鐵侵入岩;8—斷裂
1.岩體地質
金川含硫化物超鎂鐵深成侵入體以100交角侵位於古元古界白家嘴組的變質岩中。侵入體的Nd-Sm同位素年齡為1508Ma±31Ma(湯中立等,1992)。該岩體長6500m,寬數十米到500m不等,其兩端均為第四系所覆蓋,地表出露長約4500m,出露面積為1.34km2,走向為N50°W,傾向SW,傾角50°~80°,呈不規則脈狀展布,它被E—NE向的剪切斷裂切割為四個區段,這4個區段從西到東(圖2-3)編號為Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ礦區。
Ⅲ號礦區的侵入體相對於I號礦區的侵入體被F2斷層向SW方向錯開達900多米,其上被40~50m厚的第四系沉積物覆蓋。該侵入體長500多米,東部較寬,向西尖滅。東端部分延深至600m以下尖滅,西端延深約200m呈楔型尖滅。該侵入體傾向南,傾角60°~70°。
Ⅰ號礦區侵入體出露長約1500m,西寬東窄。西端寬達320m,東端寬約20m。向下延深大於700m。傾角較陡(70°~80°),傾向SW。
Ⅱ號礦區侵入體的長度大於3000m,東部被第四系覆蓋,向西逐漸變寬,在F17附近寬度最大,達530m,再朝西,又變窄。該侵入體走向約N50°W,傾角50°~60°,傾向SW,東部傾角變緩。
Ⅳ號礦區侵入體位於全礦區最東端,長1300m,除西端位於混合岩之下外,其餘均被第四系覆蓋,覆蓋厚度50~140m。侵入體的走向發生強烈偏轉,為N80°W,傾角50°~60°,傾向SW。侵入體形態呈不規則透鏡狀,東部向下分叉並尖滅。最寬>230m,向下延伸達400~600m。綜上所述,金川侵入體形態受包圍它的斷層的性質控制。在剪切斷層控製作用明顯地段,侵入體向下延伸較深,且呈平板狀(圖2-3b);在張性斷裂發育地段,侵入體向下延伸不深,橫剖面上呈漏斗狀(圖2-3c)。在剪切作用發育地段,岩漿分異不明顯;而在張性斷裂發育地段,岩漿分異作用則十分明顯,各岩相均較發育。
圖2-3金川侵入體平面(a)及剖面(b、c)地質圖Fig.2-3Geological plan(a)and section(b,c)of Jinchuan intrusive bodv
1—第四系;2—元古宇;3—二輝橄欖岩;4—斜長二輝橄欖岩;5—橄欖二輝岩;6—二輝岩;7—浸染狀礦石;8—網狀富礦;9—氧化礦石;10—交代狀礦石;11—塊狀硫化礦石;12—懸掛式浸染狀礦石;13—岩漿岩岩相接觸界線;14—不同階段岩相接觸界線;15—斷層
2.侵入體侵入階段和岩石類型
金川含Cu-Ni硫化物岩體是一個復式侵入體,可分為三個侵入期次。
第一期為細-中粒二輝橄欖岩和橄欖二輝岩,主要產於Ⅰ、Ⅲ礦區侵入體的中、上部(西南側),朝東南逐漸變窄,中止於F16。第二期為中-粗粒超鎂鐵岩分布於Ⅰ、Ⅲ礦區侵入體之中、下部,向東南逐漸變寬,成為Ⅱ、Ⅳ礦區侵入體的主岩相。第三期為中粒純橄岩,主要產於Ⅰ、Ⅱ礦區侵入體之下部。
各期次岩體較基性的部分產於岩相中心,向外基性程度逐漸降低(圖2-3)。同一期次內各岩類之間的接觸界線是逐漸過渡的,而不同期次之間的接觸界線則是突變的。較早期次的侵入體已經蝕變或強烈破碎,有些接觸帶往往被晚期岩脈所充填。
金川各類岩石的主要造岩礦物為:橄欖石、單斜輝石、斜方輝石及斜長石。橄欖石一般為半自形-自形短柱狀,但當其被其他礦物顆粒包裹時,則呈渾圓狀,一般Fo77%~90%,極少部分Fo91%~94%。斜方輝石主要呈他形晶產出,半自形晶少見,En80%~87.3%,成分相當於古銅輝石。在二輝岩中斜方輝石為紫蘇輝石,En76.5%,斜方輝石含量少於單斜輝石。
所有岩石均已蝕變,橄欖石一般蝕變為蛇紋石和纖蛇紋石,蝕變礦物一般沿裂隙分布,在強蝕變地段則被葉蛇紋石所代替。古銅輝石常蝕變為絹石。單斜輝石一般蝕變為纖閃石和透閃石,呈單斜輝石假象出現,但其被蝕變為綠泥石時,其原來單斜輝石的結構則變得模糊不清。斜長石一般被葡萄石取代。純橄岩蝕變較強的地方出現菱鎂礦、方解石和綠泥石。
3.侵入岩的化學成分
金川侵入岩的平均化學成分相當於二輝橄欖岩的成分(表2-1),其中的Mg、Fe、Ni、Cr含量及w(Mg)/w(Fe)值(3.02~2.2)隨岩石基性程度的降低而有規律的減少。Fe2+和Fe3+的含量成反比,Fe3+與蝕變強度有關。Si、Ca、Al、Na、K含量與Mg、Fe含量呈反比關系。Na2O含量一般<0.5%,但在一些含斜長石的岩石二輝岩或橄欖二輝岩中卻>1%,w(K2O)<w(Na2O。K2O含量在約2%的樣品里>0.3%。在極個別樣品中,其含量>1%。含Ni硫化物超鎂鐵岩中的Cr含量低於那些無礦的同類岩石,這反映Cr3+對單斜輝石有親合傾向。Cr含量較低的原因可能是與其在岩石晚期蝕變階段鉻尖晶石中的Cr被Fe置換遷出形成磁鐵礦有關。
表2-1金川侵入體岩石成分(wB/%)Table 2-1Lithologic composition of Jinchuan intrusive body(wB/%)
註:LOI——燒失量;m/f=Mg2+原子數/[(Fe3+Fe2++Mn2+)原子數]
三、礦床地質特徵
(一)礦體和礦石類型
金川礦床已知有24、1、2號三個主礦體(圖2-4),其Cu-Ni金屬儲量占整個礦床的90%以上,其餘礦體儲量不足10%。
金川礦床的礦石可劃分為三種類型,與之對應的礦化作用為:岩漿、氣成熱液和熱液作用。岩漿型礦石根據其離熔作用(不混熔硫化物分離)發生的地點及侵位的次序可劃分為三種類型:就地熔離型礦石、深部熔離貫入型礦石及晚期貫入型礦石。氣成-熱液礦化主要形成接觸交代礦石。純熱液型礦石主要疊加於深部熔離-貫入礦體之上,個別疊加於就地熔離礦體之上。
1.就地岩漿熔離礦石(主要為浸染狀硫化物礦石)
這類礦石在金川礦床中具第二位,為有經濟價值的礦石類型,呈透鏡狀遍布侵入體各個部分所有相帶中,其長可達幾百米,厚為1m至數十米,沿礦體的走向、傾向有分支復合現象,沿礦體傾向分支現象更為明顯。較大礦體一般產於較富橄欖石的二輝橄欖岩中,位於侵入體中、下部。
礦石主要為浸染硫化物型。礦體中部硫化物最富,從礦體到圍岩硫化物逐漸減少。主要硫化礦物是磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦及黃銅礦,其比率是:5.9:5.6∶1。其他硫化礦物為方黃銅礦、馬基諾礦、墨銅礦。上述硫化礦物呈不規則布丁狀,一般粒徑約1~3mm,均勻地充填於硅酸鹽礦物如橄欖石和輝石的空隙里。在礦體較下部邊緣中可見由晚期階段熱液作用所形成的斑雜狀礦石,這些礦石礦物以其集合體塊度變化大(0.1~10cm)為特徵。礦體上部鎳黃鐵礦和磁黃鐵礦大多已被蝕變為紫硫鎳礦和白鐵礦、黃鐵礦,但保留有殘余結構。
圖2-4金川礦床主礦體縱、橫斷面示意圖Fig.2-4Sketch of longitudinal and cross section of main ore body in Jinchuan deposit
1—混合岩;2—大理岩;3—斜長角閃岩;4—二輝橄欖岩;5—斜長二輝橄欖岩;6—橄欖二輝岩;7—星點狀礦石:8—海綿隕鐵狀礦石;9—塊狀礦石;10—岩相界線;11—主礦體編號
2.深部岩漿熔離-貫入礦石(主要形成網狀硫化物礦石)
這種礦石最重要,由其組成的礦體規模大,厚幾十米至幾百米,長幾百米至幾千米,主要產於侵入體之深部或者說是底部(圖2-4)。有幾個礦體位於岩體上盤,而有一兩個礦體貫入到侵入體下盤。礦體形態通常呈平板狀、透鏡狀,但也有些呈似脈狀,礦體會突然變薄或變厚,分支現象更為常見。
礦體傾角時而陡於侵入體,時而又緩於侵入體,穿插於先形成侵入體的各岩相中。礦體分布不受早期分異相分布的控制。
礦體規模和位置與侵入體的分異程度和規模無關。含硫化物的岩石是純橄岩。由岩體中部向邊部,其輝石含量有所增加。硫化物集合體大小約1~6mm,充填於硅酸鹽礦物的間隙里,形成網狀礦石,其含量可占純橄岩的12%~15%。局部動力和熱液作用使得硫化物呈似片麻狀、絨毛狀、星雲狀構造。此類礦石的結構和礦物組合基本與就地岩漿熔離礦體相同,有發育良好的乳濁狀、似火焰狀、格子狀、文象狀和薄層狀結構,它們均是離熔作用的產物。由交代作用形成的網狀結構、環帶結構較為常見。主要金屬礦物為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦,其比例是4.8∶2.6∶1。在一些礦帶里,Pt、Pd、Au、Ag較為富集,含量大於1×10-6。這樣的礦帶厚可達幾十米,長幾百米,向下延伸達100m。
富礦帶的主要特徵是:構造裂隙比較發育,礦石結構、構造及礦物組合變化較大;礦石結構既可見到網狀結構,也可見到交代網狀結構(礦化物呈葉片狀)以及似片麻狀、星雲狀或似雲狀構造;硫化物一般表現出交代熔蝕結構、殘留結構;硅酸鹽礦物一般被強烈蝕變為蛇紋石、碳酸鹽和滑石,形成纖蛇紋石-滑石-菱鎂礦集合體。
銅礦物特別是方黃銅礦,在富礦帶中明顯增加,甚至可達硫化物總量一半以上,這些富礦帶正如圖2-4所表明的那樣,富集了包括Cu在內的Pt、Pd、Au、Ag、Se等元素,上述這些元素主要以砷化物、自然元素、金屬混合物、碲化物、鉍化物、銻化物形式存在於主礦物里。Co主要以固溶體形式存在於鎳礦物中,w(Ni)/w(Co)值為41,Ni-輝砷鈷礦與Fe-Ni-輝砷鈷礦一般很少見到。Se往往在硫化物中替代S。
3.晚期貫入礦石(主要形成塊狀硫化物礦石)
這類礦石位於侵入岩最深部位的深部熔離-貫入礦體底部或其與圍岩接觸帶。礦體通常以不規則狀透鏡體或脈體群形式出現,長約幾米至幾百米,厚數十厘米至20m,狹縮—膨脹變化突然。塊狀硫化物是這類礦石的主要類型,礦體邊部或末端有時出現次塊狀、角礫狀礦石。角礫成分包括原生網狀結構礦石、輝綠岩及其他圍岩。塊狀硫化礦石的脈石礦物含量不超過2%,主要以綠泥石集合體為代表。礦石的金屬礦物是磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳礦及少量磁鐵礦、赤鐵礦、硫鐵銅鉀礦。磁黃鐵礦(黃鐵礦)、鎳硫化物和黃銅礦三者間含量之比為4.3∶1∶1。這種類型礦石中鎳硫化物含量比其他類型礦石低。它們是在岩漿晚期溫度較低的環境中形成的。
4.接觸交代礦石
這類礦石部分產於侵入體上盤或圍岩的捕虜體里,但主要產於侵入體之下盤。規模較大的礦體長約幾百米、厚幾米至幾十米,呈層狀、透鏡狀或者似囊狀緊靠含硫化物侵入體,或與圍岩整合產出。礦體主要由稀疏浸染狀—稠密浸染狀、網狀礦石組成。侵入體附近Ni含量最高,遠離侵入體,Ni含量降低。Cu與Ni情況相反。礦石中的主要硫化礦物為磁黃鐵礦(+黃鐵礦)、鎳黃鐵礦(+紫硫鎳礦)及黃銅礦(+方黃銅礦、墨銅礦),它們之間的含量比為1.2:0.7∶1。磁鐵礦和赤鐵礦<1%,馬基諾礦很少出現。硫化礦物呈半自形或他形,罕見條紋交代結構、交代假象結構以及出溶結構。圍岩經過交代作用,也可形成礦體。這些圍岩包括大理岩、片麻岩及斜長角閃岩。大理岩常蝕變為含鈣鋁榴石的透輝岩、透閃岩及綠泥片岩。蝕變作用主要圍繞礦體的外側分布。
(二)礦石成分
1.礦石礦物成分
主要金屬礦物有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、方黃銅礦、馬基諾礦、墨銅礦、紫硫鎳鐵礦等,以及自然金、銀、自然鉑及多種上述元素合金,各類碲化物、鉍、銻、砷化物類礦物,鉻尖晶石類礦物。脈石礦物主要有貴橄欖石、古銅輝石、頑火輝石、透輝石、蛇紋石、拉長石等。
2.礦石化學成分
金川礦床中,礦體占整個侵入體總體積的43%。整個侵入體平均含Ni 0.42%、Cu 0.23%、S 1.74%。
金川礦床各類礦石中w(Ni)/w(Cu)值為0.61~2.97,平均1.29。塊狀礦石中w(Ni)/w(Cu)值最高。熱液礦石比值最低為0.61。
金川礦區中鉑族元素平均含量較高。各礦區鉑含量平均(0.05~0.64)×10-6,且鉑、鈀含量高於鋨銥釕銠,其比值為2.0~7.45,在斑雜狀礦石中極個別樣品鉑高達81.67×10-6(李文淵,1996)。
(三)礦石結構構造
金川銅鎳礦礦石結構、構造多樣。岩漿就地熔離礦體,礦石結構以半自形至他形粒狀結構為主,次為交代結構、交代殘余結構;礦石以稀疏浸染狀構造為主。岩漿深部熔離-貫入礦體礦石為半自形、他形粒狀結構、乳濁狀結構、格狀結構、交代結構、葉片狀結構。礦石以海綿晶秩構造為主,局部有星雲狀和雲霧狀構造。晚期貫入礦體礦石結構以半自形粒狀結構為主。礦石常見構造為塊狀構造。其他類型礦石前已敘及不贅。
(四)圍岩蝕變特徵
岩漿期形成的礦體主要受自變質及後期熱液作用影響而常發生見蛇紋石化、碳酸鹽化、滑石化。接觸交代型及熱液疊加型礦體中局部出現夕卡岩化、綠泥石化。圍岩為大理岩時,常見鈣鋁榴石、透輝石、透閃石岩。
(五)物化探異常特徵
金川岩體所處的構造岩漿帶上,有一個明顯的重力梯度密集帶,重力梯度值達25mg/km,該岩漿岩帶磁場強度(△T)一般為200~400nT,最大值700nT。在銅鎳礦體上激電異常明顯,ηs值一般大於5%,最高可達12%。
含礦岩體地表具明顯土壤化探異常,內、中、外分帶明顯,以Cu、Ni、Cr三元素為主,並伴有Co、Sr等元素異常。
四、成礦條件
(一)同位素特徵
礦床中不同期次各類礦石中硫同位素δ34S為1.06‰~2.53‰,與隕石硫接近。硫可能來自上地幔。
岩體的87Sr/86Sr較高為0.702547~0.711761,有的投點落在大陸殼演化線上,說明岩漿可能有地殼鍶污染。143Nd/144Nd為(0.511800±10)~(0.512064±12),接近或大於球粒隕石,說明岩漿源發生過局部熔融。
金川岩體Sm-Nd等時線法測年為1508Ma±31Ma。
(二)成礦物理化學條件
據造岩礦物理論估算、造岩礦物熔融試驗、熔融包體等方法測定:橄欖石液相線溫度為1400℃,固相線溫度為1200℃;輝石、斜長石在1100℃開始晶出。岩漿就位深度為10~15km,岩漿房深度在30km以下。硫化物初始熔離溫度為1400~1500℃,硫化物呈單硫化物固溶體晶出溫度為1000℃,到600℃以下發生固溶體分解,熱液疊加作用發生在414~488℃左右。
五、礦床成因模式
(一)成礦階段
含硫化物岩漿上升和貫入可分為4個連續階段,即:硅酸鹽岩漿階段;含硫化物岩漿階段;富硫化物岩漿階段和硫化物熔融階段。各階段有如下特徵:
第一階段的硅酸鹽岩漿僅形成少量由稀疏浸染狀硫化物組成的礦體,呈小的懸掛凸鏡體,位於侵入體西段的中、上部(圖2-3b)。
第二階段,含硫化物岩漿形成由稀疏浸染狀硫化物組成的厚層狀和凸鏡狀礦體,位於侵入體之中下部(圖2-3c),其Ni、Cu儲量占礦段儲量的10%。
第三階段的富硫化物岩漿貫入後,形成網狀結構礦體,它呈大的凸鏡體位於侵入體下側(圖2-3b、圖2-3c),其Ni、Cu儲量占礦段儲量的85%。
第四階段,硫化物熔體主要貫入到具網狀結構礦體的底部裂隙里或其最底部(圖2-3c),僅個別情況下,硫化物熔融體可貫入到其頂部、上盤或下盤。此類礦體呈脈狀、透鏡狀、囊狀,由塊狀硫化物組成,其Ni-Cu儲量占礦段總儲量的1%。
另外,在靠近侵入體底部和上部接觸帶的圍岩里,以及侵入體的圍岩捕虜體里,可見到接觸交代礦體,它占礦段Ni-Cu儲量的1%~2%。還可見到熱液疊加型礦體,產於原生網狀結構礦體,尤其是稀疏浸染型礦體里,此類礦體一般以富Cu、Pt、Pa、Au、Ag和Se為特徵。
各類礦體的w(Cu)/w(Cu+Ni)、w(Pt)/w(Pt+Pd)值如表2-2。
表2-2金川礦石類型有關元素含量比值Table 2-2Content ratio schele of some elements of ore in Jinchuan deposit
(二)綜合模式
以目前所獲的金川礦床地質和成分特徵為基礎,提出下列成因模式:
含鐵超基性岩漿起源於地幔,上侵於地殼大於10km處(圖2-5a)的岩漿房裡,原始岩漿的體積比現在的侵入體的體積至少大3倍。
圖2-5金川鎳銅礦床成因模式Fig.2-5Metallogenic model of Jinchuan Ni-Cu deposit
1—硅酸鹽岩漿;2—含硫化物岩漿;3—富硫化物岩漿;4—硫化物熔融體;5—接觸交代礦化;6—熱液疊加礦化
地幔岩漿在上升到地殼中的岩漿房裡後,在1700~1400℃范圍內,不混溶流化物熔融體發生分離作用,橄欖石發生結晶分異作用(圖2-5b)。熔離後的硫化物熔體聚集,在重力作用下,下沉於岩漿房底部,而大量的橄欖石也結晶。並沉澱於硫化物熔融體之上,繼之而來的岩漿中繼續分離出來的硫化物熔融體又沉澱於橄欖石晶體之間,從而形成網狀結構礦石層。一些硫化物微滴分離更晚,從而停滯懸浮於岩漿體之上部。這樣,一個無礦岩漿—含硫化物岩漿—富硫化物岩漿—硫化物熔融體(下降系列)的分層模式便在岩漿房中形成。
當岩漿房的溫度在1400~1200℃期間,僅橄欖石繼續結晶,硫化物保持其熔融狀態,在脈動式構造應力驅動下,無礦岩漿—含硫化物岩漿—富硫化物岩漿—硫化物熔融體依次上升(圖2-5c),侵位於地殼10~15km處,形成現存的礦體和岩石。下地殼岩漿房上部的岩漿上侵到一處或多處位置。接著,上述的無礦岩漿—含硫化物岩漿—富硫化物岩漿及硫化物熔融體呈脈支式依次上侵到前面未固化的侵入體的位置。每次脈動式上侵都是沿早先形成的岩體下側進行的,因為是該位置代表了一軟弱帶,利於岩漿上侵。
無礦岩漿和含硫化物岩漿在低於1200℃條件下繼續就地結晶(Kudo和Weil,1970;Hakli和Wright,1967;中國科學院地球化學研究所,1981),依次形成古銅輝石、頑火輝石、拉長石,深部帶上來的稀疏的硫化物微滴以及被封存於橄欖石間的或晚期結晶礦物間的就地熔離形成的硫化物微滴,在懸掛式板狀礦體里形成稀疏浸染狀礦石。
上述4種熔體侵位後,其中的揮發分隨著溫度降低以及結晶作用的斷續進行而增加,最終揮發分聚集,導致自變質作用發生。原生的橄欖石和輝石被蝕變,形成蝕變礦物集合體,包括蛇紋石、角閃石及綠泥石。硫化物通過滲濾-擴散作用以及交代作用,侵入到圍岩以及接觸帶附近圍岩捕虜體中(圖2-5d)。受影響的圍岩(主要是碳酸鹽岩)被混染交代形成夕卡岩包括透閃石、綠泥石、少量鈣鋁榴石、硅鎂石和其他接觸交代礦物。上述接觸交代作用進行溫度可能為600~480℃。因為礦石成分來自於侵入岩中的硫化物,故未發現岩漿礦石與接觸交代礦石中硫化礦物集合體間的差別,只是後者銅礦物的比例較高。隨著揮發分的進一步聚集,揮發流體中成礦成分的比例有所增加。在構造應力的驅動下,這種高揮發分的流體貫入到網狀礦體及浸染狀礦體里的局部構造軟弱帶中(圖2-5c),形成具有熱液疊加特徵的礦體。此種熱液成礦作用可使原生的網狀礦石變為氈狀、星雲狀礦石,也可使稀疏浸染狀礦石變為斑雜狀礦石。它也使得硅酸鹽礦物發生強烈的蛇紋石化。銅礦物特別是方黃銅礦的比例相對於總的硫化礦物增加了約一半,而且這類礦體里的Pt、Pd、Au、Ag及Se的相對豐度也顯著增加。其中Pt、Pd是以砷化物、碲鉍化物、碲化物的形式產出,而Au、Ag是以顯微和微細粒(0.076mm)自然金和銀金固溶體形式存在。硒主要是以硫化物中硫的替代物形式出現。總之,該礦化階段是以熱液疊加為特徵的,這主要表現為岩漿硫化物礦石中的Cu、Pt、Pd、Au、Ag和Se明顯富集,該階段的礦石里磁黃鐵礦和黃銅礦的平衡溫度為189~339℃。
含礦侵入體就位時代為1500Ma。成礦後,該區經歷了漫長而復雜的地質演化過程,表現為明顯的地殼隆起和剝蝕。到第四紀,大多數已知含硫化物侵入體已暴露於地表,侵入體西部礦體較淺,暴露部位遭受氧化作用,在鎳銅硫化物礦床上形成氧化帶,而東部的侵入體中的礦體從未暴露過,它們的最大埋深達300m。
Ⅹ 銅、鎳礦的電化學溶解能力及提取模擬實驗研究
銅、鎳礦石能否產生電化學溶解?其電化學溶解能力有多大?能否形成強的電化學異常?我們已查閱許多資料,前人在銅、鎳礦電化學溶解方面沒有作過詳細的研究,在銻礦、金礦方面有類似的文章報道。為解決這一成暈機制問題,在吉林紅旗嶺礦區採集6塊銅、鎳礦標本,在實驗室做了銅、鎳礦電化學溶解及成暈機制的模擬試驗。將一塊(長12cm、寬8cm、厚6cm)銅、鎳礦標本,放在1個4000mL的燒杯中,分別加入2000mL去離子水,採用炭棒作陰、陽極,通入220V、400mA電流(圖4-18),當電流接通後,浸在水中的標本即為一個電解池,電流通過陽極從溶液進入標本A端,而從B端流出進入溶液,A端相當於電解池陰極,B端為陽極。銅、鎳礦標本在人工電場的作用下,很快產生了電化學溶解,電解出的Cu2+、Ni2+、Co2+離子不斷進入到溶液中,隨電解時間的加長,溶液中的Cu2+、Ni2+、Co2+離子含量逐漸增高,表4-5說明銅、鎳礦不但能產生電化學溶解,而且電化學溶解能力很強。
圖4 17 江蘇安基山銅礦7線地電提取異常剖面圖
(據費錫銓,1992)
圖4-18 銅鎳電解池電化學溶解
表4-5 銅、鎳礦標本的電化學溶解測試數據表
在模擬試驗中,可清楚地觀測到銅、鎳礦體產生電化學溶解的宏觀現象,當電解到18h,在陰極附近標本的A端,可明顯地看到生成的淺藍色絮狀沉澱物——Cu2+、Ni2+、Co2+,在陽極附近標本的B端,可明顯地看到生成的淺黃色狀沉澱物——S2-。隨著電解時間的增長,在陰極附近標本A端的淺藍色絮狀沉澱物——Cu2+、Ni2+、Co2+和陽極附近標本的B端的淺黃色狀沉澱物——S2-,也越增越多。這一宏觀現象進一步闡明了銅、鎳礦標本在電解池內確實產生了強烈的電化學溶解作用。
在實驗室所做的銅、鎳礦電化學溶解的試驗結果,充分說明在自然電場或人工電場的作用下,能使銅、鎳礦產生電化學溶解,所電離的Cu2+、Ni2+、Co2+金屬及其他一些陽離子在外電場的作用下,源源不斷進入到所設置的「元素接收器」中的積累起來,通過測試「元素接收器」中的積累量,可以達到指示尋找隱伏銅、鎳礦的目的。