青藏高原北部東昆侖造山帶鎂鐵質(zhì)巖漿活動(dòng) 及其Ni-Co成礦作用新進(jìn)展
鎳（Ni）和鈷（Co）是重要的“資源短缺型戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)”。我國(guó)絕大部分Ni和Co均產(chǎn)自巖漿硫化物礦床。巖漿硫化物礦床賦存于鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖體中，是起源于地幔部分熔融的鎂鐵質(zhì)巖漿上侵到地殼經(jīng)歷一系列演化過(guò)程達(dá)到硫飽和、發(fā)生硫化物熔離并聚集的產(chǎn)物。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為大型—超大型巖漿硫化物礦床形成于地幔柱或大陸裂谷等伸展背景，因?yàn)檫@種背景有利于地幔源區(qū)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大規(guī)模的鎂鐵質(zhì)巖漿活動(dòng)，為硫化物成礦提供充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。然而，近年來(lái)地質(zhì)學(xué)家在全球造山帶發(fā)現(xiàn)了一些大型—超大型巖漿硫化物礦床，特別是在我國(guó)東昆侖造山帶發(fā)現(xiàn)的夏日哈木超大型巖漿Ni-Co硫化物礦床，打破了“造山帶巖漿活動(dòng)難以形成超大型巖漿硫化物礦床”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。
目前，關(guān)于造山帶內(nèi)大規(guī)模硫化物成礦的動(dòng)力學(xué)機(jī)制存在較大爭(zhēng)論，不同學(xué)者提出了以下三種可能的機(jī)制：（1）地幔柱與造山帶的疊置或者地幔柱導(dǎo)致古特提斯洋開(kāi)裂；（2）巖石圈地幔受俯沖流體交代、發(fā)生部分熔融產(chǎn)生玻安質(zhì)巖漿活動(dòng)；（3）碰撞—碰撞后伸展過(guò)程中發(fā)生俯沖板片撕裂、形成板片窗，導(dǎo)致軟流圈物質(zhì)上涌誘發(fā)玄武質(zhì)巖漿活動(dòng)。
最近，“資源能源現(xiàn)狀與遠(yuǎn)景評(píng)估”任務(wù)“稀貴金屬（金、鎳、鈷、鉻鐵礦、鉑族元素）科學(xué)考察與遠(yuǎn)景評(píng)估”研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)對(duì)東昆侖造山帶夏日哈木超大型巖漿Ni-Co硫化物礦床鉆孔樣品詳細(xì)的巖石地球化學(xué)、Sr-Nd同位素、以及Mg同位素綜合研究，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化，建立了該礦床的綜合成因模式（圖1）：原特提斯洋俯沖階段板片攜帶的富Mg碳酸鹽經(jīng)流體進(jìn)入地幔楔，形成碳酸鹽交代；之后，同碰撞—碰撞后階段發(fā)生俯沖板片撕裂、形成板片窗，導(dǎo)致軟流圈上涌、加熱（碳酸鹽和/或流體）交代地幔，誘發(fā)大規(guī)模地幔部分熔融，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大規(guī)模巖漿活動(dòng)。先上侵的低δ26Mg原始巖漿在深部巖漿房經(jīng)歷強(qiáng)烈的地殼物質(zhì)同化混染，導(dǎo)致δ26Mg值升高，隨后上升進(jìn)入夏日哈木巖漿房形成斜方輝石巖、二輝輝石巖、輝長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖。再次上侵的低δ26Mg原始巖漿經(jīng)過(guò)深部巖漿房（無(wú)或經(jīng)歷弱的地殼物質(zhì)同化混染），并上侵到夏日哈木巖漿房形成方輝橄欖巖。
上述認(rèn)識(shí)的重要科學(xué)意義體現(xiàn)在：一、提出了造山帶巖漿Ni-Co硫化物大規(guī)模成礦新的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，即“地幔源區(qū)碳酸鹽化有利于短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大規(guī)模鎂鐵質(zhì)巖漿活動(dòng)，為造山帶內(nèi)（超大型）巖漿Ni-Co硫化物大規(guī)模成礦奠定重要的物質(zhì)基礎(chǔ)”；二、厘清了鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體成因研究的一些模糊認(rèn)識(shí)，包括：（1）巖體中部分原始的堆晶巖相（如夏日哈木方輝橄欖巖）能夠有效記錄其地幔源區(qū)的地球化學(xué)特征，并用來(lái)探討地幔演化過(guò)程；（2）巖體的母巖漿受直接圍巖同化混染的影響極其有限，相反，同化混染作用主要發(fā)生在深部巖漿房。
圖1 夏日哈木超大型巖漿Ni-Co硫化物礦床成因綜合模式圖
文章信息：Chen Lie-Meng, Song Xie-Yan, Hu Rui-Zhong, Yu, Song-Yue, Yi Jun-Nian, Kang Jian & Huang Kang-Jun. (2021). Mg–Sr–Nd isotopic insights into petrogenesis of the Xiarihamu mafic–ultramafic intrusion, northern Tibetan plateau, China. Journal of Petrology 62.