高镁玄武质岩浆两阶段Ni-Cu硫化物成矿作用：新疆东天山造山带西段路北岩浆铜镍硫化物矿床实例

　　高镁玄武质岩浆两阶段Ni-Cu硫化物成矿作用：新疆东天山造山带西段路北岩浆铜镍硫化物矿床实例

　　准确厘清同一勘查区块内镁铁-超镁铁质杂岩体之间的成因联系、评价镁铁-超镁铁质岩体Ni-Cu含矿性指标，不仅对岩浆铜镍硫化物矿床勘查至关重要，而且能对矿床成矿过程提供重要约束。中国地质调查局西安地质调查中心（西北地质科技创新中心）与中国科学院深海科学与工程研究所、新疆维吾尔自治区地质研究院等单位合作，选取东天山西段路北岩浆铜镍硫化物矿床作为研究对象（图1），对路北矿床两个矿区（路北矿区和云海矿区）不同镁铁-超镁铁质岩体进行了系统对比，厘定了母岩浆性质和成分，提出并详细描述了路北矿床两阶段Ni-Cu硫化物成矿作用，讨论了硫化物熔离起止机制，并总结了可有效用于判断不同杂岩体成因联系和成矿潜力的一系列指标，取得以下认识：

图1 路北铜镍硫化物矿床地质简图

　　（1）路北岩浆铜镍硫化物矿床锆石SHRIMP U-Pb年龄为285 ± 2 Ma，与东天山造山带典型含矿镁铁-超镁铁岩年龄一致。岩石地球化学、矿物化学研究及模拟计算表明，路北矿床两个矿区形成于同一个高镁拉斑玄武质母岩浆演化的不同阶段，由于早期深部存在约0.001%硫化物熔离，导致它们的母岩浆亏损PGE。

　　（2）路北矿床两阶段成矿模式：第一阶段，高Ni、低Ca、低氧逸度（FMQ–1.03至+1.57）岩浆在较深部位（压力6.41 kbar）形成南部路北矿区PGE浓度较高的硫化物矿石，该阶段结晶的橄榄石具有高Ni、低Ca的特征；第二阶段，低Ni、高Ca、高氧逸度（FMQ+1.94至FMQ+2.30）岩浆在较浅部位（压力6.21 kbar）形成北部云海矿区PGE浓度较低的硫化物矿石，相应橄榄石具有低Ni、高Ca的特征（图2）。

图2 路北铜镍硫化物矿床两阶段成矿模式

　　（3）初始87Sr/86Sr与Ni含量之间的关系表明地壳混染抑制了路北矿床的硫化物饱和，为“有害混染”（图3）；模拟计算表明，橄榄石结晶分异可能是触发路北矿床硫化物饱和进而发生熔离的关键机制（图4）；氧逸度的升高可能是终止路北矿床硫化物饱和的因素（图5）。

图3 路北矿床两个矿区（87Sr/86Sr）i-Ni关系图解

图4 路北矿床橄榄石分离结晶和硫化物熔离模拟图解

图5 路北矿床两个矿区氧逸度与温度关系曲线

　　（4）橄榄石Ni含量和PGE元素100%硫化物计算结果，可追踪源自同一母岩浆的不同岩体之间的成因联系：橄榄石Ni含量越高，100%硫化物PGE浓度越高，表明成矿过程处于更早期阶段，也意味着更大的成矿潜力；橄榄石Ca含量可进一步揭示成矿潜力，Ca含量越低，硫化物越容易饱和；根据样品初始87Sr/86Sr比值与成矿元素（如Ni）之间的线性关系可判断围岩的同化混染促进或抑制了硫化物饱和；准确计算岩浆氧逸度，并与S6+/S2-平衡氧逸度对比，有助于确定岩浆体系是否满足硫化物饱和的基本条件。

　　该研究成果近期发表在矿床学期刊《Ore Geology Reviews》，论文信息如下：Minxin You, Yuegao Liu*, Dahai Li, Wenyuan Li, Lixing Li, Farhan Tariq, Qinglin Sui, Sidra Munir, Chrys Francois Aaron C. de los Santos. Two-stage Ni-Cu sulfide mineralization of high-Mg basaltic magma: the Lubei example in the western segment of Eastern Tianshan orogenic belt, NW China. 2026, Ore Geology Reviews, 188, 107037. Doi: https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2025.107037. 此次研究工作得到了国家自然科学基金（U2244204,41602094, 41873053），陕西省自然科学基础研究计划项目（2025JC-YBQN-365，2024JC-YBMS-198），陕西省国际科技合作计划项目重点项目（2023-GHZD-38）及中国地质调查局项目（DD202402045）联合资助。