一、钴矿钴镍矿石的石采结构
一、矿石结构的集路分类
矿石结构研究的对象是矿物结晶颗粒。由矿物结晶颗粒所构成的线铁矿石结构，是矿石受其组成矿物晶体化学性质和形成过程中物理化学条件所控制。所以，何分即使同种矿物，钴矿钴镍在不同的石采物理化学条件下，可形成截然不同的集路矿石结构。因此，线铁对矿石结构的矿石分类，应以形成的何分物理化学条件、形成作用等成因作为分类的钴矿钴镍主要依据，以利于矿石结构的石采成因研究。
矿石结构类型划分如表11-2。集路
二、矿石结构的主要成因类型及其特征
1.结晶结构
结晶结构系指从岩浆熔融体和气水溶液中结晶形成的矿石结构。
在矿物结晶过程中影响矿物结晶结构形态的因素很多，主要有以下几方面：
影响矿物颗粒大小的主要因素——结晶能力（单位时间内，产生结晶中心数量多少的能力）。当熔体和溶液处于微过冷却和过饱和时，产生结晶中心数量较少，有足够的自由空间生长，易形成较大的晶体，若强烈过冷却和过饱和时，则常形成细小的晶体；而在极强烈过冷却和过饱和时，将形成隐晶质或胶体物质。
表11-2主要矿石结构成因分类表
注：常见并具有一定代表性的结构用黑点表示。
影响晶形完好程度主要因素——结晶速度（晶体生长的直线速度，厘米每秒）。结晶速度小，易形成完好的晶体，反之，形成的晶体不完好，若各向结晶速度有差异，则晶形发育也受影响。
矿物结晶生长力（结晶力），也是影响晶形完好程度的重要因素。结晶生长力较强的矿物，能在缺少足够的自由空间条件下，发挥其挤占空间的能力，可生长出较完好的外形，如黄铁矿、毒砂等，而结晶生长力较弱的矿物，则不易形成较完好的晶形，如黄铜矿、磁黄铁矿等，通常呈他形晶状。
温度、压力及组分的浓度等，对结晶有着重要的影响，其中温度的因素最重要。在温度逐渐降至矿物熔点以下或溶解度逐渐减小至过饱和状态以下时，矿物按一定次序晶出，当温度缓慢下降时，矿物结晶速度也慢，晶出矿物的颗粒较粗大，晶形也较完好；当温度骤然下降时，矿物即迅速沉淀，形成隐晶质或胶体物质。另外，高温时某些组分，尤其是挥发分，多呈气态存在于系统中，当温度降低时，则呈液态溶于熔体或溶液中，使其中的阴离子浓度增高，有利于与金属阳离子发生化学反应，从而促使某些矿物晶出。
压力的影响也不可忽视，当压力高时，通常结晶速度较缓慢，外压减低时，挥发分易从液相中逸出，使其化学平衡遭到破坏，可促使某些矿物迅速沉淀。
成矿组分在熔体或溶液中浓度相对大小，决定结晶的相对先后、晶粒的相对大小和自形程度。
常见结晶结构的主要类型有：
（1）全自形晶粒状结构：由一种或多种矿物组成的矿石，其中一种金属矿物多呈较完好的晶形，其含量应在80%以上者（图版59），称全自形晶粒状结构。倘若矿石矿物晶形虽完好，但数量很少且零星产出，只能视为呈某种形态的自形晶状。形成自形晶粒状的矿物，多为结晶生长力较强的矿物，如铬铁矿、磁铁矿等。
（2）半自形晶粒状结构：矿石由一种或多种矿物所组成，其中一种矿物的含量在50%以上，其晶粒形成部分完整的晶面者称半自形晶粒状结构（图版60）。
（3）他形晶粒状结构：矿石中矿石矿物多呈不规则粒状，不具任何完好的晶面者（图版61）为他形晶粒状结构。形成这种结构的矿物多为结晶力弱，或是在极度过冷却或过饱和的情况下，由于同时结晶的矿物晶粒互相争夺空间所致。另一种情况是由于结晶晚于其他矿物，故其形状受所剩余粒间空隙限制而形成他形（填隙）结构（图版62、63）。
（4）海绵陨铁（陨石状）结构：这是一种从熔体中产生的特殊他形晶粒状结构，也是晚期岩浆矿床重要的结构类型。通常是他形的金属矿物集合体，充填在自形的硅酸盐造岩矿物晶隙之间而成。它是岩浆结晶分异过程中，金属矿物晚于硅酸盐矿物晶出的一种典型结构。金属矿物多为氧化物，如钛磁铁矿等，被胶结的硅酸盐矿物常为辉石、斜长石及橄榄石等（图版64）。铜镍硫化物矿石也常见有这种结构，是含矿岩浆经熔离作用分出的金属硫化物晚于硅酸盐矿物晶出，充填于辉石、橄榄石、斜长石等硅酸盐矿物晶粒之间而成（图版65）。
（5）斑状结构：粒度较粗大，晶形较完好的斑晶，分布在较细小颗粒矿物组成的基质中，称斑状结构。其中斑晶结晶较早，细粒基质形成较晚。
（6）包含结构：在一种粗大晶体的矿物中，包含有同种或另一种细小晶体的矿物，称包含结构。结晶作用的早期，液相在温度较快速下降且强烈过饱和时，出现许多结晶中心，形成细粒自形晶状矿物，后来由于温度下降缓慢，在形成较粗大晶体的过程中，包掳了先形成的细小矿物而构成包含结构（图版66）。
结晶结构总的特点是矿物呈各种外形完好程度和粒度不等的晶质粒状结构，而溶蚀交代现象不明显且不普遍。
区别从熔体或由气水溶液中结晶出的相同结构类型，在于形成的矿物种类及其标型特征、矿物共生组合及其形成温度，以及脉石矿物等的差别。
2.交代结构
交代结构是早晶出的矿物，被较晚生成的矿物交代溶蚀而成。交代作用发生在广泛的地质作用中，而交代结构主要发育在各种成因的气水溶液交代矿石中，在表生矿石（如风化矿石等）中也多见，岩浆矿石中不发育。交代作用是在溶解固态介质的同时，即进行沉淀新生矿物以取代早形成矿物的作用。交代作用遵循等体积定律，在交代前后，矿石或岩石的体积保持不变，原岩或原矿石甚至生物的组构有时亦能保留下来。交代结构中，也可见自形、半自形、他形以及生物状等结构，它们是以交代矿物所呈现的形态而命名。交代晶体（代晶）中常包有被交代矿物的残余。
常见交代结构的主要类型有：
（1）浸（溶）蚀结构：后生成的矿物沿早生成的矿物之边缘、解理、裂隙等部位进行较轻度的交代而成。晶边常出现凹陷、边缘不平坦，多呈港湾状和星状等（图版67、68、69、70、71）。其特点是交代矿物常呈尖楔状侵入被交代矿物中，或交代矿物呈星状出现在被交代矿物中。
（2）骸晶结构：早晶出的具有较完整晶形轮廓的矿物（如结晶力强的黄铁矿、毒砂、砷钴矿和辉砷钴矿等），被后生成的矿物从晶体内部向边部进行溶蚀交代，无论交代程度如何，只要保存被交代晶形残骸外形者，均称骸晶结构（图版72、73、74）。但须注意与骸晶状交代晶体（代晶）相区别，因其交代关系恰与前者相反。代晶也呈“骸晶”状，系指被交代矿物残余体包于交代矿物之晶廓中，而交代矿物晶面（边缘）较平整，不显被交代的现象，但前者边部多数具有被交代的残缺现象。
（3）似文象结构：当浸蚀结构或骸晶结构进一步被溶蚀交代时，被交代的矿物形成多个蠕虫状颗粒，被包裹在交代矿物内，形似古代象形文字，称似文象结构或交代文象结构（图版75）。为了与固溶体分离形成的文象结构加以区别，故冠以“似”字。
（4）交代残余结构：被交代矿物在交代矿物中，残余下一些岛屿状或不规则状残余体，这种结构称交代残余结构（图版76）。各残余体之间有的结晶方位多具一致性，可大致恢复被交代矿物原颗粒轮廓。被交代矿物在量上一般少于交代矿物。
（5）交错结构：在被交代的矿物边缘或者其解理、裂隙中，有另一种（交代）矿物的细脉交错穿插，称交叉或交错结构。这些细脉宽窄不一，脉壁不规则且不平行，脉的长度一般不大，脉和脉之间可见有分叉和汇合的现象（图版77）。
（6）交代网状结构和格状结构：交代网状结构实际上是交错结构的进一步演化，如果呈不规则的交织网状者，则称交代网状结构（图版78）。一种矿物沿早生成的矿物颗粒之解理、裂开或边缘等裂隙交代时，形成两组以上定向规则排列的细脉，即为交代格状结构（图版79）。
（7）假象结构：若交代溶蚀作用进行得彻底时，早生成的矿物或生物有机体结构被后来的矿物全部交代，并呈现早生成矿物的晶形或有机体结构等轮廓者，称假象结构。一般是在交代矿物名称之前，冠以“假象”二字，如假象赤铁矿，即赤铁矿完全交代了磁铁矿晶粒并保留其外形。但这种命名尚有不够严密之处，应在“假象”二字之前加上被交代者的名称，在其后才是交代矿物的名称，如磁铁矿假象赤铁矿，植物细胞假象辉铜矿等（图版80、81）。
此外，当交代反应仅在矿物晶体周边进行时，便成反应边结构（图版82）。
3.固溶体分离结构
自然界有不少金属矿物是固溶体。固溶体是在较高的温度和压力条件下，由离子（或原子）半径、离子电荷、离子类型、晶格类型以及键型等相同或相近的两种或两种以上的元素或化合物，共同组成均匀的固相晶体。其中含量较高者可视若固态的溶剂；而另一些含量较少者可视为溶质，它均匀地溶解在固体溶剂的晶格中。固溶体矿物在熔体或溶液结晶时，甚至物质重结晶时都可形成。在较高温度时形成的固溶体，随着温度、压力的下降会变得不稳定。当温度逐渐降低时，均一的固溶体中的不同的溶质组分就会发生分离（出溶），而成为两种或两种以上的矿物相，这种现象叫作固溶体分离作用或出溶作用。固溶体分离时的温度叫“共析点”，分离形成的结构称固溶体分离（出溶）结构。分离后，含量多的一种称主矿物或主晶，含量少的叫做客矿物或客晶。不同组分的固溶体分离温度亦异，因此，固溶体矿物共析点可作为地质温度计。该温度可视为分离出两种矿物的温度下限，此时，主客矿物属同时形成。不难理解，在固溶体分离结构的形成中，温度的因素起着主要作用，因只有在温度缓慢下降的条件下，才能形成各种形态的固溶体分离结构，如果温度急剧下降，会使固溶体发生“淬火”而硬化，即不能出现固溶体分离的情况。压力对固溶体的分离作用虽不如温度影响之大，但压力增大，会使共析点降低。另外，共析点与固溶体溶质的浓度也有关系，即浓度愈低，其共析点也愈低。因此，必须注意的是，固溶体客晶在主晶中的含量多寡，会导致其“共析点”温度的差异。
固溶体分离的过程可分为如下三个阶段：
（1）温度在实际结晶温度以上时，为均匀的熔体或溶液。
（2）温度在实际结晶温度至共析点之间，则结晶成均匀的固溶体。
（3）温度逐渐下降到共析点以下时，固溶体发生分离，形成两种或两种以上的矿物相。
固溶体分离的状况是随物理化学条件的变化而异，如温度、压力或溶质浓度的高低和温度缓慢下降的程度等，可形成各种不同形态的结构类型。现大致以温度下降缓慢程度由较快至极缓慢递变为序，将固溶体分离结构的主要类型列述如下：
（1）乳滴状结构：也叫乳浊状结构，即客矿物在主矿物中呈细小至极细小的乳滴状颗粒，乳滴由圆形、椭圆形至伸长的纺锤形。客矿物乳滴的分布可呈无序或有序排列。当固溶体矿物结晶后，温度缓慢地下降，达到共析点以下时，开始形成排列无规则的细粒矿物，若此时温度急剧下降，细粒客矿物来不及聚集而停留在原来分离出的位置或附近，则形成无序排列的乳滴状结构（图版83、84）。
在细粒客矿物分离时，温度持续缓慢地下降，使部分乳滴可聚集在主矿物的软弱带（解理、裂理等）中，从而形成有方向性排列的乳滴状结构。如果温度一直保持慢慢地下降，使分离出的矿物有较充分的时间聚集，则形成叶片状、板状结构，以至结状结构。
即使在同一矿床的不同矿段中，温度下降速度也可能是不同的，故一个矿床甚至一个矿段的矿石，都可能出现几种固溶体分离结构。
（2）叶片状（板状）结构：沿主矿物的解理、裂理或双晶接合面等方向，分离出的客矿物呈叶片状或板状晶体作定向排列（图版85、86）。
（3）格状结构：从固溶体中分离出的片状或板状客晶，沿主矿物颗粒两组或两组以上的解理或裂开呈规则的格状分布（图版87、88、89）。
（4）结状结构：客矿物的集合体呈不规则弯曲细脉状，环绕主矿物的结晶颗粒边缘形成结状（网状）。这是由于固溶体矿物生成时温度相当高，当其下降极为缓慢时，固溶体分离得较彻底，分离出的客矿物有充分时间集中，并被完全排出在主矿物结晶颗粒之外所形成的（图版90、91）。
（5）文象结构：固溶体中分离出独立晶体的客矿物，沿主矿物晶粒内的裂隙分布，形如古象形文字或蠕虫状，称文象结构（图版92）。它以主矿物与客矿物接触边界平滑、无交代溶蚀现象及其独特的成因与交代作用所形成的边界不平整的似文象结构相区别。
此外，当温度下降得极其缓慢时，固溶体得到充分的分离，最后还可以形成他形至自形晶粒状结构。在某些固溶体矿物中也可见到“聚片状”等结构。
固溶体分离作用形成的结构常与交代作用产生的结构有许多相似的形态，其区别标志如下：
（1）凡是组成固溶体分离的矿物，从晶体化学上看，必须是能够形成固溶体者（见表11-3）。
（2）由固溶体分离形成的矿物，其接触界线平滑，乳滴状或叶片状客矿物一般为单晶颗粒；而交代作用形成者，多呈不规则的锯齿状等浸蚀边界。
（3）固溶体分离形成的格状结构，在交叉处其宽度不加大，而且常呈收缩甚至尖灭的现象（图版87、88、89）；但交代形成者，恰与之相反，即在交叉处膨大（图版78）。
固溶体分离结构在岩浆和各种气水热液形成的矿石中较为常见，在变质作用形成的矿石中也有所见。由自然金属、氧化物、硫化物及硫盐类等矿物形成较常见的固溶体矿物见表11-3。
表11-3固溶体矿物表
注：据A·B·爱德华兹资料：主矿物在前，∗号者表示可互为主矿物；分离温度栏中括号内为主要矿物。
4.胶体和结晶物质再结晶结构
在某种地质作用（如变质、成岩、后生及表生作用等）下，固态的胶体物质和较细粒的结晶物质，由于温度、压力的增高等而获得能量，或随时间的增长，都会发生各种情况的再结晶作用形成结晶物质，有时还可形成较粗粒的结晶颗粒。以此降低其表面能和内能，使其处于最稳定状态，因而形成了各种再结晶结构。
胶体矿物在内生和外生条件下均可形成，如某些从热液中形成的黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、纤锌矿和锡石等都可具各种胶状结构，而在表生条件下可形成硬锰矿、菱锌矿、水锌矿、针铁矿、纤铁矿、孔雀石及蓝铜矿等胶状结构。但它们都很快重结晶，形成各种重结晶结构。
当物理化学环境发生改变时，如在较高温度和压力的区域变质条件下，固态胶体物质和结晶物质就会发生再结晶作用，而形成各种变晶结构。如磁铁矿和黄铁矿的自形变晶和斑状变晶等。
随时间的增长，胶体物质会陈化而逐渐结晶，结晶质也可再结晶成较粗的晶粒。如胶状孔雀石形成放射状结构就是常见的例子。
另外，结晶生长力很强的矿物，如黄铁矿和白铁矿等，均易形成变晶结构。
胶体和结晶物质再结晶结构主要有以下几种类型：
（1）放射状结构和放射球颗状结构：凝胶物质经再结晶作用，纤长的针状晶体由中心向外成放射状排列，构成放射状结构。当放射状的晶体组成圆球形的外缘者称为放射球颗状结构（图版93、94）。这类结构系凝胶物质再结晶时，晶雏互相挤靠得很紧，只能由球心向外生长，因而形成放射状和放射球颗状结构。常呈放射状和放射球颗状结构的矿物主要有黄铁矿、白铁矿、纤锌矿、雌黄、针铁矿、硬锰矿、孔雀石、菱锌矿、黄钾铁矾和锑华等。这类结构在内生和外生条件下均可形成。
（2）花岗变晶结构：重结晶的矿物近于等粒状，且紧密镶嵌而构成花岗变晶结构。其晶粒形态可以是近似浑圆状，也可以是多角状、半自形状等（图版95）。颗粒间无交代溶蚀现象，有时保留有原生矿石中矿物的假象。
（3）斑状变晶结构：系由大小不等的矿物结晶颗粒——斑晶和基质构成。与斑状结构区别，在于其斑晶和基质基本上是同时形成，且无交代溶蚀现象。若细粒及粗粒变晶的数量相差不大，分布无规律，可称不等粒变晶结构。
（4）包含状变晶结构：矿物的粗大变晶中包含着细小的自形变晶。再结晶结构中还包括有自形变晶，半自形变晶及他形变晶结构（图版96）等类型。识别本类结构的标志为：①再结晶作用形成的变晶及其集合体中，可见有原胶状同心环带的残余、干裂纹、小空洞等现象，但当重结晶作用强烈而形成粗晶自形变晶时，则上述现象趋于消失；②再结晶矿物的自形程度、颗粒大小可不等，变晶颗粒还可紧密镶嵌，但均无交代溶蚀现象；③放射状或放射球颗状是胶体物质再结晶时常出现的结构。
5.沉积结构
本类结构主要是指矿物碎屑或生物遗体等，在地表水体中经沉积作用所形成的结构。主要有砾状、砂状、泥状和胶结及生物等结构。
常见沉积结构有以下几个主要类型：
（1）碎屑结构：是指矿石矿物呈碎屑状态存在者。按碎屑的大小，可分为砾状、砂状和泥状结构。如某些化学性质较稳定的矿石矿物可构成不同粒度的碎屑结构（图版97）。
（2）胶结结构：指金属矿物呈胶结物状态出现，被胶结者多为脉石矿物的晶粒或其碎屑。如沉积铜及铅锌等矿石中，可见由辉铜矿、自然铜、方铅矿、闪锌矿胶结石英等碎屑所构成的胶结结构（图版98、99、100）。
（3）生物结构：系指生物个体本身所形成的结构。如木质细胞结构、有孔虫结构及细菌结构等。关于莓粒结构有人认为是生物化学作用形成的结构，或由铁细菌与H2 S反应形成黄铁矿的莓粒结构；也有人认为是无机成因的。莓粒的粒径多为4μm～20μm，有的则更大些，其内由立方体或五角十二面体黄铁矿小晶粒（1μm左右）组成。它们在层状硫化物矿石中较为发育，因此，多被认为是沉积矿石的“标型性”组构。在一些层状铜矿床中，也可见有黄铜矿和辉铜矿的莓群，一般认为是交代黄铁矿莓粒而成。莓粒结构的成因尚有争议，在此不加赘述。
6.压力结构
矿石中已结晶形成的矿物，受动力作用和其他作用后，产生机械形变而形成压力结构。变形的程度决定于压力的大小以及矿物的特性，而动力作用的强度和持续的时间长短，也是很重要的因素。
脆性的矿物受力后，易产生破碎、断裂等现象，当破碎的晶屑位移不大，能拼复成原晶形者，则为压碎结构。易形成压碎结构的矿物如黄铁矿、毒砂、铬铁矿、锡石等。而具可塑性和延展性的矿物，受力后则易发生塑性变形，晶格曲扭，其主要表现为矿物的波状消光、滑动现象、形成压力双晶、矿物颗粒发生弯曲、揉皱和被拉长等现象，从而产生揉皱结构。易形成揉皱结构的矿物如方铅矿、辉锑矿、辉钼矿、磁黄铁矿等。
此外，压碎结构也可以在矿化过程中受到局部构造活动产生。
压力结构有以下几种主要类型：
（1）花岗状压碎结构：当脆性的矿物受到压力后，晶粒产生裂缝或小位移及带有许多尖角的碎块，碎块大小大致相等，而塑性矿物则在裂缝中成胶结物（图版101）。
压碎结构与角砾状构造极易混淆，其区别是：前者碎块为同一种矿物的晶屑，碎块没有发生空间方位的大改变，大多数的碎屑还能各自拼成一完整的矿物晶体形状，而后者，组成角砾状构造的碎块，常由好几种矿物集合体构成。
（2）斑状压碎结构：被压碎的矿物晶屑大小相差悬殊，在细小的晶屑碎块中夹有粗大的晶屑碎块。构成类似斑状结构者，称斑状压碎结构（图版102）。
（3）揉皱结构：矿物受力后，产生塑性变形，弯曲成微型褶曲，称揉皱结构（图版103、104、105）。这种结构在单偏光下常不易被发现，须用正交偏光或结构浸蚀法等观察之。
（4）鳞片变晶结构：矿物在较高温度条件下，由于定向压力和重结晶作用形成鳞片状变晶。如石墨的鳞片变晶结构（图版106）。
二、磁选能分离出铁和铝吗
磁选机或涡电流分选机都可把铁和铝分干净，废金属抛弃杂质后再利用或者用到新型金属制品公司都是可以行的，那么什么样的机器可以把铁和铝分干净的，其实这里可以用到磁选机或涡电流分选机这两种设备，先说磁选机，磁选机的作用就是借助于磁力和机械力来对含铁的物料进行分离的机器，它可以分选强磁性铁杂质和弱磁性铁杂质，可以分选铝加工行业中对铁杂质的去除，用的是干选法除铁，然后就铝的杂质就提高啦，常见的磁选机除铁机有多种系列，包括筒式除铁、带式铝除铁干选机。
磁选机或涡电流分选机都可把铁和铝分干净
涡电流分选机也是属于磁选设备的一种，因其内部装有高强磁辊，供助于磁力生产的电流感应进行分选物料，整个分选过程十分环保。涡电流分选机原理：涡电流分选机是利用导体在高频交变磁场中产生感应电流的原理进行设计的。工作时，在分选磁辊表面产生高频交变的磁场，当有导电性的有色金属经过磁场时，会在有色金属内感应出涡电流，此涡电流本身会产生与原磁场方向相反的磁场，有色金属（如铜、等）则会因为磁场的排斥力作用而沿其运输方向向前飞跃，实现与其他非导体物或非金属类物质的分离，达到分选的目的。
随着社会需求对金属和非金属分选需求的提高，铁和铝这两种金属混在一起或者还有非金属如塑料等等，这样要分选的话就得用到涡电流分选机啦，其实，涡电流分选机可以把这三种物料铁、铝、金属都一样一样分选出来，分选出来的这三种物质可以单独再次销售卖钱，而且利润还是很可观的，所以客户如果想分选铝和铁的话，得看下自己的原料，了解下自己的分选需求，然后与生产厂家联系确定自己要哪种分选设备。
三、岩浆熔离分异矿床
一、概述
重要的岩浆熔离矿床是产在基性和超基性岩浆岩中的铜镍硫化物矿床。这种矿床是镍的最主要来源，铜的一部分来源，也是铂族元素的一种重要来源。
岩浆熔离作用的认识最初是在铜镍硫化物矿床产状及矿化特征的观察研究中形成的，早期研究者也从冶金过程中金属与硅酸盐物质的分离得到了启发。有关硫化物熔离作用的实验研究已从多方面证明并不断加深了这种成因认识。现在，人们普遍相信高温下均匀的岩浆熔融体随着温度压力的下降出现两种不混熔液相的分离作用是形成这类矿床的最重要方式。硫化物与硅酸盐熔体结晶温度和比重的差异导致两种液相发生分离是比较容易为人们理解的。实际上岩浆中的熔离作用并不限于硫化物与硅酸盐之间，在多种岩浆中，铁氧化物与硅酸盐之间、富铁镁成分硅酸盐与富钙铝成分硅酸盐之间也都可以发生熔离作用，岩浆中挥发性组分较多时是发生熔离作用的有利条件。不久前还进行了富Li、F花岗岩岩浆液态分离的有关实验研究（王魁元，2000）。
与岩浆熔离矿床有关的岩浆岩主要是基性岩，包括辉长岩、苏长岩和超基性岩，有橄榄辉石岩和辉石橄榄岩。矿床产在岩体内部的不同部位，从硫化物熔滴形成到逐渐向岩体底部沉降，容易在以下一些部位聚集：
（1）上悬式矿体，含矿岩浆在深度不大的地方较快冷却凝固时，由聚集程度不同的浸染状矿石在岩体中的较高部位形成。
（2）底部矿体，在岩浆冷却结晶缓慢，硫化物熔浆可以较充分地聚集到侵入体下部形成稠密浸染状或块状矿石，组成层状底部矿体。
（3）已不同程度聚集起来的硫化物熔浆受到构造作用时被挤出，集中分布到岩体内或岩体边部及围岩中形成脉状及形状复杂的矿体。
在研究了更多的铜镍硫化物床后，人们认为有必要区别出硫化物熔离和侵位的两种模式，一种是就地熔离，是指岩浆侵位后金属硫化物随着岩浆流动及连续的重力分异而发生与镁铁质岩浆的分离；另一种是深部熔离，是指岩浆侵位前已在深部发生过熔离，形成不同程度相对富集的硫化物的含矿熔浆，这种情况下，经岩浆侵位可以形成富集程度更高，规模更大的层状矿体或由于熔浆的贯入形成后成交切矿体。小岩体产出大矿床最可能就是深部熔离作用的结果。至于深部熔离的原因可以是在地壳深部岩浆房内分异结晶时引起硫化物分离，也可以是更早一些在地幔及其上升过程中因减压和冷却而导致分离。
熔离型铜镍硫化物矿床的矿石所具有的典型结构是硫化物充填在造岩硅酸盐矿物的粒间空隙内成液滴状或瘤状，随着硫化物含量增加而形成硫化物包裹、熔蚀硅酸盐矿物的海绵陨铁结构。铜镍硫化物矿石中的主要矿物有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿，构成一个典型矿物组合，经常还有磁铁矿、黄铁矿，以及方黄铜矿、针镍矿、紫硫镍铁矿等。不同矿床中铂族元素的含量变化很大，其中（Pt+Pd）/（Ru+Ir+Os）常有一定比值范围。
二、重要矿床类型及实例
我国镍矿资源勘查是从川西、吉辽等产地开始的，20世纪50年代末期发现并随后探明了甘肃金川镍矿床，改变了镍资源的急缺情况。20世纪80年代以来在新疆哈密、富蕴喀拉通克等地继续有新的镍矿产地发现。
1.金川铜镍硫化物矿床
矿床位于甘肃金昌，处于我国北方中朝地台的西南缘，含矿岩体分布受深断裂带内断裂控制，侵入于晚太古—早元古界变质岩系中。岩体北西向延伸约6km，宽度变化在数十米至500m之间（图3-7），在横剖面上呈板状、楔状、歪斜漏斗状。岩体由主体为二辉橄榄岩的纯橄榄岩、二辉橄榄岩、斜长橄榄岩组成，岩相呈沿走向分布的带状，有的剖面成同心壳状，岩石化学成分属铁质超基性岩。已勘探矿体有数百个，按成矿特点可归为以下几类：
图3-7金川岩体地质略图
（据汤中立，1995）
1—第四系；2—前长城系龙首山群白家嘴子组上岩性段；3—前长城系龙首山群白家嘴子组中岩性段；4—前长城系龙首山群白家嘴子组下岩性段；5—第一期含二辉橄榄岩；6—第一期二辉橄榄岩；7—第一期橄榄二辉岩；8—第二期含二辉橄榄岩；9—第二期二辉橄榄岩；10—第二期橄榄二辉岩；11—侵入体岩相界线；12—侵入期次界线；13—地质实测、推测界线；14—实测、推测断层界线；15—矿区编号
（1）就地熔离型似层状透镜状矿体，形态产状受岩相控制，以稀疏浸染状矿石为主；
（2）深部熔离-贯入式似层状、透镜状、筒状矿体，产在岩体底部（图3-8）纯橄榄岩中或贯入岩体的围岩中，形态变化大，有膨胀及分枝，较大矿体长可达数百至千米，厚十到百余米，矿石为稠密浸染状，常见海绵陨铁结构；
（3）晚期贯入型透镜状脉状矿体，产在似层状矿体下部及围岩中，由块状矿石构成；
（4）交代型矿体，产于岩体下盘围岩或大理岩捕虏体中，形态多不规则，矿石构造多变。
矿石的矿物组成除橄榄石和辉石类造岩硅酸盐矿物外，金属矿物以硫化物为主，还有少量氧化物。硫化物中磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿是基本的组合，其次有黄铁矿、紫硫镍铁矿、方黄铜矿、马基诺矿，偶见针镍矿。氧化物类有磁铁矿、铬尖晶石、赤铁矿。矿石中的伴生组分有铂族元素、钴、硒、碲、金和银。铂、钯、金、银在熔离贯入矿石中含量较高，锇、铱、钌、铑在块状矿石中含量较高。
图3-8金川Ⅰ矿区10勘探线地质剖面示意图
（据汤中立，1995）
1—混合岩；2—黑云母片麻岩；3—大理岩；4—含二辉橄榄岩；5—二辉橄榄岩；6—橄榄二辉岩；7—深熔-贯入型富矿；8—深熔-贯入型贫矿；9—氧化矿；10—熔离型星点状贫矿；11—氧化带界线
金川矿床成因研究认为矿床具有多期脉动成岩成矿特征。岩浆第一次上侵分布于岩体北西段，以中细粒结构辉橄岩、橄榄岩、橄辉岩岩相为主，局部出现斜长橄榄岩，含浸染状矿体；岩浆第二次上侵分布范围最大，连续 6000多米，以中粗粒结构的辉橄岩-斜长辉橄岩-橄榄岩-橄辉岩-辉石岩岩相为特征，含浸染状矿体；岩浆第三次上浸以富含橄榄石与硫化物为特征，构成硫化物纯橄榄岩相，本身即为海绵陨铁状矿石，这次岩浆上侵主要在岩体较深部位或在第二次上侵岩体的中下部及其底盘。在这三次上侵形成的岩体之间都可见到清楚的界线。以后继续生成的是晚期贯入型矿体，矿体主要分布在熔离和熔离-贯入型矿体中或岩体下部接触带及底盘围岩中，成群出现，主要受岩体原生构造控制。矿体主要为块状矿石构成的不规则脉状矿体，规模不等，形态变化大，在其端部及边缘常伴有角砾状、细脉状和浸染状矿石。研究认为形成这类矿体的硫化物熔体是由前期经分异和熔离富集了硫化物的熔浆分出的。近期研究中已获得金川矿区二辉橄榄岩单矿物-全岩 Sm-Nd等时线年龄为1508±Ma的数据（最近，有学者获得更为年轻的年龄数据）。金川铜镍硫化物矿床岩浆期不同成因类型矿石中磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿的δ34S值在-1.06‰～2.53‰间，表明源自地幔。
从在世界镍矿中的地位及镍矿床研究水平来看，加拿大的萨德伯里（Sudbury）铜镍矿床具有特殊的意义。
2.萨德伯里（Sudbury）铜镍硫化物矿床
萨德伯里矿床在加拿大安大略省，是世界上最大的镍矿。矿床位于加拿大地盾的西南部，含矿岩体是一个大岩盆，长60km，宽约 30km，长轴成北东方向，侵入于太古宙基底片麻岩和花岗岩中，分布在岩体周围有50多个矿床，已经过长期大规模开采（图3-9）。
图3-9加拿大萨德伯里（Sudbury）地区地质略图
（引自袁见齐等，1985）
1—苏长岩和石英苏长岩；2—过渡带的石英辉长岩；3—微文象岩（花斑岩）；4—花岗岩；5—矿区；图中部为白水统的砂岩、板岩、凝灰岩与凝灰角砾岩
岩体从下向上可分出含矿的亚层（sub1ayer），由辉长岩、苏长岩和闪长岩与基性和长英质岩石的浅色角砾岩组成，其上为苏长岩，再向上为微文象岩或称花斑岩。岩体年龄为（1704±19）Ma。萨德伯里的铜镍矿床可分为三种类型：即岩体南缘典型的下盘接触型矿床、北缘产出的港湾状矿床和分布在岩体周边的岩墙状矿床。正常的下盘接触型矿床中含矿的亚层岩石与下盘片麻岩、花岗岩接触界线十分清楚，而与上盘苏长岩是过渡的，矿床包括一系列席状矿体，有的矿床接触型席状矿体下面可见到硫化物矿体成“根”状伸入下盘岩石，席状矿体沿接触带向下延伸达 3km以下，矿体主要由富硫化物块状矿石构成，并常见辉长岩、苏长岩中的浸染状低品位矿石；含矿的亚层受到一组平行的断层切割。港湾状矿床产于侵入体边部弯入的地方，由含硫化物苏长岩、含硫化物的花岗岩角砾以及含基性岩和纯橄岩包体的块状硫化物组成，硫化物胶结的花岗岩角砾岩还侵入到下伏的花岗岩和苏长岩接触带碎裂带中。岩墙状矿床矿体是呈岩墙状产出的石英闪长岩，是侵入于岩体底部裂隙中而成；矿体由块状硫化物及硫化物角砾型矿石及由硫化物胶结充填片岩的角砾状矿石及脉组成；块状硫化物矿石有在底部集中的趋势。矿石的组成矿物在三种类型矿床中是一样的，主要是镍黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿，加少量黄铁矿、方黄铜矿和磁铁矿。矿石中Ni/Cu大致为1.15，硫化物的硫同位素组成δ34S平均为1.4‰。
20世纪60年代以前萨德伯里矿床一直被认为是深成岩浆矿床，60年代中期以来，提出了陨石冲击成因观点。起初认为萨德伯里盆地是一小行星与地球撞击形成的陨石坑，冲击效应使小行星本身熔融，经过岩浆熔融分异形成岩体及铜镍矿床。后来认为陨石的爆炸作用主要是产生盆地下基底岩石中的深断裂，由此引发了深部岩浆的侵入。陨石冲击的重要证据主要有本区特征的角砾岩及有关矿床底部岩石发现的冲击锥和冲击变质现象，还有在岩体上盘岩层底部存在具有回落冲击碎屑特征的岩层。不难理解这一成因观点的形成与 60年代以来月球研究和核爆炸对岩石冲击研究等科技新进展有关。
除了萨德伯里这个世界级矿床外，还有俄罗斯诺里尔斯克（Nori1’sk）镍矿床，代表了另一种典型成矿构造背景，并在镍矿资源方面有重要实际意义。
3.诺里尔斯克（Nori1’sk）铜镍硫化物矿床
矿床位于西伯利亚地台西北边缘。含矿岩体是称为暗色岩建造的高原玄武岩中的小型浅成基性-超基性侵入岩。岩石类型包括苦橄辉长岩、橄榄辉长岩、辉绿岩、粒玄岩。这些矿化岩体多为从中心向外或向上穿切沉积岩层序的火山管道的充填物，有的单个岩床长达 12km，厚30～350m。岩体形成时代为三叠纪（图3-10）。
铜镍硫化物呈浸染状和块状堆积体分布在侵入体底部，并在紧邻的下盘岩石内呈浸染带状和块状脉体。矿物组合除磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿外还有针镍矿、墨铜矿、黄铁矿、斑铜矿、辉砷镍矿、砷铜矿等多种少量矿物以及铂族元素互化物及碲砷化物。矿石以富铜为特征，平均含Cu 3%～3.5%、Ni 1.5%～2.5%、Ni/Cu=0.5%～0.77%，Co和Pt族元素可综合利用。
图3-10俄罗斯诺里尔斯克Ⅰ号岩体地质简图
（引自梅厚钧，1989）
1—第四系；2—泥盆系泥灰岩及页岩；3—通古斯沉积岩系（C2-P2）；4—二叠纪暗色岩喷出相，第一期火山作用；5—早三叠世暗色岩喷出相，第二期火山作用；6—凝灰岩和层凝灰岩；7—早三叠世暗色岩喷出相，第三期火山活动；8—早三叠世暗色岩喷出相，第四期火山活动；9—早三叠世暗色岩喷出相，第五期火山活动；10—诺里，斯克Ⅰ号分异侵入体；11—未分异辉长粒玄岩；12—断层线
岩浆作用和成矿作用受深断裂控制，硅酸盐熔浆和富硫化物熔浆是先后连续侵入的，后者与较深的中间岩浆房内深部熔离有关。含矿熔浆结晶温度高，富含以硫为主的挥发组分，根据硫化物δ34S为3‰～15‰，认为与同化包括蒸发岩类围岩的壳源硫加入有关。
4.科马提岩中的铜镍矿床
这是以澳大利亚西部卡姆尔达（Kamba1da），加拿大汤姆普森（ThomPson）等矿床作为典型建立起来的一个铜镍矿床类型。矿床形成的构造背景是太古宙或元古宙绿岩带，与叫做科马提岩的超镁铁质-镁铁质喷出岩共生。
有关岩石类型有玄武岩、科马提岩、纯橄榄岩、辉石岩等。科马提岩类熔岩流与含硫化物的燧石和泥质岩伴生，矿层呈不规则状产于岩层底部，常位于熔岩流补给地区附近，多在鬣刺结构发育的带内，而岩石中片状橄榄石或辉石呈骨架状平行或不规则分布。矿石中矿物组合是黄铁矿+磁黄铁矿+黄铜矿+镍黄铁矿，有铂族元素伴生。硫化物从底部向顶部由块状渐变为网状或浸染状。金属含量镍显著高于铜。半数以上矿床镍品位在1.5%～3.4%。
三、矿床形成作用和成因研究
由于有限溶解而出现的两液相不相混溶现象从日常生活中也是可以看到的，但高温下复杂岩浆系统中硫化物和硅酸盐的熔离如何发生以及受哪些因素影响尚需要作更多研究。影响硫化物在岩浆中熔离的因素首先是硫和亲硫元素的浓度，岩浆成分中如铁的含量对硫化物的溶解也应有明显影响。早先就引用过格陵兰一个叫作斯卡尔哥德辉长岩研究的材料（袁见齐等，1985），这个辉长岩岩浆中硫的原始含量为0.005%，铜和镍分别约为0.01%和近0.02%，铜和硫在岩浆结晶过程中分配在液相中的略高于固相中，但直到岩浆固化达 70%～80%之后，含量才有较明显增加；镍的情况略有不同，因易进入硅酸盐晶格中，分配在固相中略大于液相中，而且到岩浆固结60%以后含量则明显减少。根据这些情况构筑的硅酸盐+氧化物对硫化物的二元系发生熔离作用的相图中表示出岩浆成分中只要有百分之几的硫化物，当岩浆温度降至 950t左右即可以出现硫化物从硅酸盐中分离出来的二液相，温度继续降低，硅酸盐逐渐晶出为固相，系统的液相成分随之发生变化，硫化物比例增多。当硅酸盐含量近于 10%的时候，即会出现富硫化物液相，并从900t至700t范围内近于共结条件下结晶出硫化物、硅酸盐和氧化物。前人也引用过 Guibert和Park的有关辉长岩结晶演化的硅酸盐、硫化物、氧化物三元系相图（卢焕章，1995），设定的辉长岩浆成分中硅酸盐岩浆占99%，氧化物0.7%，硫化物0.3%，从岩浆温度下降到1200t起，随着有斜方辉石和斜长石结晶出来，液相岩浆的成分即发生相应变化。根据实验（图3-11）所表示的这个体系在硅酸盐与硫化物和硅酸盐与氧化物两边线向内的一定范围内存在相应的两种液相区。而其中间则为硅酸盐与液相的平衡区，氧化物端点一侧为尖晶石与液相平衡区，最低的共结点在这两个区边界线与硫化物区界线相交处。这种体系的演化可能有两种情况，一种情况是岩浆成分在图解中部的硅酸盐与液体平衡区内，因硅酸盐对其他两种成分有较大的溶解度，硅酸盐结晶作用将发展到与硅酸盐和氧化物共存线相遇再沿此线达到最低共熔点，即生成硅酸盐和共结的氧化物，稍晚一些，再生成硫化物；第二种情况岩浆成分决定的结晶演化路线经过硅酸盐与硫化物两液相区，从达到其上部边界开始即出现不混熔的两种液相，它们的成分则沿着二液相区边界变化。
图3-11辉长质岩浆随温度下降的分异示意图
（引自卢焕章，1985）
铜镍硫化物矿床成分包括 Fe、S、O、Ni和Cu，但其中Ni和Cu很少，据此加拿大矿床学家Na1drett等（1980）把这个体系简化为Fe-S-O体系进行基础性研究。在天然岩浆成分 Fe/S和Fe/O变化的有限范围内，证明 Fe-S的一个特征是磁黄铁矿有一致的熔融温度 1190t，体系中三元共结点在富金属一边，最低共结点为998t。这个体系的富铁部分是以铁-方铁矿-磁黄铁矿和磁铁矿区为特征的。铁-方铁矿和磁黄铁矿有一三相共结点，而方铁矿、磁铁矿和磁黄铁矿则相交在一个三相反应点，在这一点上由磁铁矿+液体反应生成磁黄铁矿和方铁矿。如果岩浆中Ni和Cu有相当的富集，则在近40% S和60% Fe这一端形成含矿熔浆，当温度低于固相线时，形成磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿-磁铁矿组合，而在 Ni少于 15%，Cu少于 4%的情况下，只形成含Ni-Cu磁黄铁矿固熔体和磁铁矿（图3-12）。在以上研究基础上他们后来绘制过一个 SiO2-FeO-FeS三元系相图，在1200t时由FeO端点开始为方铁矿+液相区，然后为铁橄榄石+液相区，再向上即可出现一个包括硫化物的两液相区范围。而且可以看到一个成分为FeO-SiO2-Fe均一熔浆在有SiO2加入时其成分即可向二液相区发展，出现一定成分的铁硅酸盐熔体和一个相应成分的硫化物熔体。除了这里说明 SiO2混染对熔离作用的影响外，另外还有些实验表明了系统氧分压（
）增加时对 SiO2-FeO-FeS体系两液相区扩大也具有明显影响。
图3-12富铁的Fe-S-O体系液相图
（引自卢焕章，1985）
（图B是图A中一部分的放大）
近年来，对 Ni-Fe-S体系以及 Ni、Co在硫化物相和硅酸盐熔体间的分配也都进行了许多研究。在这类矿床中磁黄铁矿是最常见和大量出现的矿物，实验研究表明在1100t，1000t，900t，650t等温条件下的Ni-Fe-S体系相图上，形成铜镍硫化物的熔体成分点都落在相当磁黄铁矿的单硫化物固熔体相的稳定场内，这说明在上述温度范围内，由熔体形成的只能是一个均匀的单硫化物固溶体。而且在温度小于 1000t条件下结晶着的单硫物化固溶体比共存的液相更富于Ni。实验还表明，600t以上的条件下，单硫化物固溶体可容纳矿石中全部的Ni和2%的Cu，当温度下降到600t以下时，通过固溶体分解形成黄铜矿、黄铁矿或黄铜矿、黄铁矿与镍黄铁矿。当体系中硫逸度相对低而Cu-Ni浓度相对富时，出现镍黄铁矿、黄铜矿组合。在许多铜镍矿床中，镍黄铁矿都沿磁黄铁矿颗粒边缘呈火焰状结构，就是固溶体分解的结果。当然，在另一些矿床中也见到镍黄铁矿主要呈半自形、它形粒状并被磁黄铁矿包围，应认为是从液相中结晶的产物，因为实验知道，在压力增大，镍黄铁矿稳定范围减小时，有从液相中直接结晶的可能。世界各地大多数铜镍矿床硫同位素组成与陨石硫值相近说明了矿石硫是深部来源的，很可能与岩浆共同起源于上地幔，而且矿床形成的物理化学条件也都相似有关。另一方面也有若干矿床硫同位素组成与陨石硫相差很大，例如诺里尔斯克地区的一号矿δ34S为4.9‰～10.6‰，另外，库列伊地区的下部矿δ34S为9.1‰～13.3‰，美国德卢恩矿床δ34S为12‰～15‰，一般认为这是地表成因硫被含矿岩浆同化的结果。诺里尔斯克地区时代为三叠纪的侵入岩穿过了厚层古生代沉积岩系，其中寒武系至上泥盆统中都有石膏、硬石膏等蒸发岩层。该区有些侵入体中见有硬石膏层捕虏体，岩浆岩的化学成分也因同化蒸发岩类而与西伯利亚地台其他暗色岩有一定差异。岩浆铜镍硫化物矿床中硫化物与硅酸盐发生不混溶是较早的，但硫化物液相结晶的温度范围可以低到500t。有的地区这类矿床及有关岩体围岩伴有某些热液蚀变和交代现象，曾经提出过一些不同的成因看法，但岩浆铜镍硫化物矿床熔离作用成因的基本认识仍然是没有动摇的。
四、勘查评价要点
铜镍硫化物矿床是最重要的岩浆熔离矿床。找寻这类矿床首先是要找与矿床相关的岩浆岩，包括基性岩类和超基性岩类。从成岩成矿时代来看，太古宙和元古宙最重要，也有古生代和中生代的。含矿岩体的规模差别很大，除特殊的萨德伯里岩体外，还有其他一些大型岩体包括层状岩体，但从数千平方千米到数十平方千米的岩体都有，有的只有1km2。且小岩体也有产出大矿床的。
对岩浆岩和矿床形成的构造环境进行研究有重要理论和实际意义。据Na1drett（1989）的意见主要有以下几种构造背景：
（1）太古宙同火山环境，主要与科马提岩有关；
（2）克拉通环境，可包括两种情况，即大型层状侵入体和溢流玄武岩及有关的侵入岩体；
（3）板块边缘裂谷和洋盆环境，包括陆壳内的和洋壳蛇绿岩套的；
（4）造山带环境中，属造山同时或造山后期的岩体。
据Ross等对世界150多个矿床统计，含Ni≥0.8%的镍矿资源中，萨德伯里岩体占37.7%，前寒武纪和显生宙活动带基性超基性杂岩体中的占30.4%，超基性侵入岩中的占14.6%，科马提岩中的占8.2%，大型侵入体占0.1%，但含Ni＜0.8%的镍矿资源则大型层状杂岩体占70.2%。我国 Ni≥0.8%的镍矿占世界总量的19.1%，其中90%产在金川。金川矿床产于古老地台边部，但我国近期也已发现产于古生代褶皱带中，如秦岭煎茶岭矿床、天山的黄山和阿尔泰的喀拉通克矿床。
铜镍硫化物矿床矿体产在岩体的各种部位，最多的还是产在岩体底部，并有呈角砾岩带或岩墙状伸入岩体围岩中的矿体。铜镍硫化物矿床普遍出现特征的海绵陨铁结构和典型的磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿矿物组合。在不同矿床中镍和铜的含量比例有一定差异，如以硫化物作为100%计算，太古宙科马提岩中矿床Ni为10%～15%，Cu为0.5%～1.5%，萨德伯里矿床 Ni为3%～6%，Cu为2%～5%，溢流玄武岩矿床 Ni为6%～10%，Cu为7%～17%。铜镍矿床评价时，对其中铂族无素的研究也是重要的，可以分出4种情况：①缺乏铂族元素矿床，含铂＜0.2g/t；②伴生铂族元素的矿床较为多见，含铂2～20g/t，如金川；③铂钯与铜镍共生的矿床，含铂为45～140g/t，如诺里尔斯克矿床；④伴生铜镍的铂钯矿床，含铂可达360～2000g/t，如布什维尔岩体的麦林斯基层。
参考资料:磨矿专家系统
