新疆東天山天宇銅鎳硫化物礦床Re-Os 同位素物質(zhì)來源示蹤研究

王亞春，張弘剛，許家玲，楊長江

1.吉林省第一地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長春 130033；2.吉林省第四地質(zhì)調(diào)查所，吉林 通化 134001

新疆東天山為我國重要銅鎳礦產(chǎn)集中區(qū)域，東天山黃山—鏡兒泉銅鎳成礦帶的賦礦巖石為鎂鐵—超鎂鐵巖體，在該帶分布有土墩、二紅洼、香山、黃山、黃山東、黃山南、葫蘆圖拉爾根和四黑山等鎂鐵—超鎂鐵巖體，沿康古爾塔格斷裂和次級斷裂侵位于石炭系干墩組和梧桐窩子組中，這些巖體高度分異，普遍具有銅鎳礦化；現(xiàn)在業(yè)已探明黃山、黃山東和圖拉爾根為大型礦床，土墩、香山為中型礦床，黃山南、二紅洼為小型礦床（圖1）；近年來通過在該區(qū)實施地質(zhì)大調(diào)查項目后，又在該區(qū)中天山地塊中找到了白石泉（吳華等，2005）和天宇銅鎳礦床（Maoet al., 2008），進一步拓寬了該區(qū)銅鎳硫化物礦床的找礦范圍，顯示東天山地區(qū)具有很好的找礦潛力和資源前景。

自從新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊1979 年發(fā)現(xiàn)土墩銅鎳硫化物礦床以來，黃山—鏡兒泉銅鎳成礦帶受到國內(nèi)外地質(zhì)界和礦業(yè)界的廣泛關(guān)注，并取得了有關(guān)礦床地質(zhì)特征、礦床地球化學(xué)、成巖成礦時代和礦床成礦預(yù)測等方面的研究成果（王潤民等，1987；顧連興等，1994；李華芹等，1998；毛景文等，2002； 韓寶福等, 2004；Zhouet al., 2004； 李月臣等，2006；Maoet al., 2008；）。對于中天山近年來發(fā)現(xiàn)的白石泉和天宇銅鎳硫化礦床進行了巖石地球化學(xué)和年代學(xué)的研究（吳華等，2005；毛啟貴等，2006； 柴鳳梅等，2006）。

圖1 東天山東部銅鎳硫化物礦床地質(zhì)簡圖(根據(jù)Mao et al., 2008)Fig.1 Geological sketch map of Cu-Ni sulf ide deposit in the eastern Tianshan

近年來，隨著負熱離子質(zhì)譜技術(shù)（NTIMS）的廣泛應(yīng)用和187Re 衰變常數(shù)的精確測定（λ ＝1.666×10-11/year, Smoliar et al., 1996），導(dǎo)致Re-Os同位素體系在巖石學(xué)和礦床學(xué)應(yīng)用研究方面取得了很大進展（吳福元和孫德有，1999）。Re-Os 同位素體系近年來在成礦研究方面的主要進展集中體現(xiàn)在與巖漿硫化物有關(guān)的大型Cu-Ni-PGE 礦床成礦時代限定和成礦物質(zhì)來源示蹤（Martin,1989； Walker et al., 1991,1 994； Dickin et al., 1992；Lambert et al., 1999, 2000）。為了進一步厘定天宇銅鎳硫化物礦床物質(zhì)來源，筆者挑選了該礦床礦石中的硫化物進行Re-Os 同位素測定，旨在追索其成礦物質(zhì)來源和探討其成礦動力學(xué)背景。

1 礦床地質(zhì)特征

天宇銅鎳礦位于哈密市東南170 km。地理坐標(biāo)為東經(jīng)94°55′28.9″～94°58′03.5″，北緯41°53′30.7″～41°55′04.7″。礦區(qū)出露地層主要為中元古界長城系星星峽群下亞組和中亞組的地層，長城系星星峽群下亞組分布于工區(qū)東南部，主要為一套眼球狀混合巖、條帶狀混合巖、混合巖化花崗巖，傾向北，傾角多大于60°，個別地段大于75°，南側(cè)巖層傾向南。條帶狀混合巖片理發(fā)育。長城系星星峽群中亞組主要分布于該區(qū)中部，整體為一套淺海－濱海相正常沉積碎屑巖與其后中基性—酸性侵入巖經(jīng)受區(qū)域變質(zhì)作用形成。巖石整體傾向141°～164°，傾角54°～82°，為區(qū)內(nèi)基性—超基性雜巖體的主要圍巖?，F(xiàn)已探明鎳金屬量3.464 1×104t , 銅1.298 3×104t，伴生鈷0.250 5×104t，礦床品位：Ni 為0.30%～3.03%，Cu 為0.07%～0.99%，Co 為0.037%～0.171%（Mao et al., 2008）。

雜巖體出露于相對低洼地帶。整體呈帶狀分布,總體走向49°。地表出露長＞ 1 125 m ,一般寬40～70 m ,其西北側(cè)為片麻狀花崗巖,東南側(cè)為花崗質(zhì)糜棱巖（糜棱巖化花崗巖） 或云母斜長片巖、變粒巖（圖2）。

巖體形態(tài)沿走向出露不甚完整, 中部相對連續(xù)分布, 東北端及西南端零星分布于花崗質(zhì)糜棱巖中； 巖體產(chǎn)狀變化較大, 主體反映向北西陡傾, 傾角83°左右, 局部向南東陡傾（圖3）。

巖體主要巖性有橄欖巖、橄輝巖、輝石巖 、輝長巖、閃長巖。其中橄欖巖、橄輝巖、輝石巖呈

圖2 新疆天宇銅鎳硫化物礦床地質(zhì)和采樣位置圖（根據(jù)唐冬梅等，2009）Fig.2 Geology and sampling location map of Tianyu Cu- Ni sulf ide deposit, Xinjiang

圖3 天宇銅鎳硫化物礦床地質(zhì)剖面圖(據(jù)唐冬梅等，2009)Fig.3 Geological prof ile of Tianyu Cu- Ni sulf ide deposit

橄輝巖是該巖體的主要含礦巖石之一,分布于巖體中心部位,巖石蝕變強,暗綠色，熔蝕粒狀結(jié)構(gòu)。主要由橄欖石（8%～25%）、輝石（30%～50%）、角閃石（5%～10%）、斜長石（＜8%）及金屬硫化物組成。橄欖石呈熔蝕柱狀-他形殘體狀，大小0.25～4.75 mm，多具一組不發(fā)育的解理，裂紋發(fā)育，沿裂紋有少量蛇紋石化蝕變并析出磁鐵礦，在其外側(cè)常有完整－不完整的反映邊，寬0.1～0.35 mm，主要為頑火輝石細小顆粒，局部為閃石；輝石多呈半自形板狀，大小0.5～4.7 mm，有弱的滑石化、纖閃石化蝕變；角閃石呈他形，部分有褪色；斜長石他形填隙－包含狀產(chǎn)出，大小2～4 mm，雙晶發(fā)育。金屬硫化物呈局部隕鐵狀結(jié)構(gòu)、稀疏－中等浸染狀構(gòu)造，主要為磁黃鐵礦（2%～8%）、鎳黃鐵礦（＜2.5%）、黃銅礦（＜2%）、磁鐵礦（1%）。

輝石巖為該雜巖體的主體,亦為巖體的主要含礦巖石,多呈灰綠色略帶褐紅色斑點,假像纖狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由斜方輝石 （5%～8%）、普通角閃石（8%），纖狀假像纖閃石（72%），黑云母（15%）、綠泥石化斜長石（3%）組成。纖閃石大小0.2～2.5 mm，多在0.3～1.0 mm 之間，為單輝輝石蝕變后的產(chǎn)物；方輝輝石被纖閃石、滑石-鎂綠泥石集合體代替；角閃石他形包含狀（包單輝輝石），邊緣常褪色并析出大量鈦鐵礦。硫化物主要為磁黃鐵礦，其次為鎳黃鐵礦、黃銅礦，多呈3～10 mm 的不規(guī)則斑雜狀集合體存在，亦有少量星散浸染狀存在，質(zhì)量分數(shù)大于10%。

輝長巖分布于東南側(cè)及西側(cè), 零星出露, 巖石蝕變?nèi)? 基本無礦化。閃長巖分布于巖體中部偏南側(cè), 呈脈狀產(chǎn)出,巖石蝕變?nèi)? 無礦化。

橄欖巖分布于雜巖體中部，形態(tài)呈不規(guī)則透鏡狀、橢圓狀。巖石普遍具纖閃石化、金云母化、蛇紋石化蝕變，褐鐵礦化、孔雀石化較普遍。橄欖巖是沙泉鎳礦主要賦礦巖石之一。

礦體總體特征：區(qū)內(nèi)以鎳≥0.2 %圈定的銅鎳礦體有2 個（編號I ,Ⅱ號） , 主要產(chǎn)于雜巖體中部或中南部,呈條帶狀、透鏡狀； 含礦巖石主要為橄輝巖及（含橄）輝石巖, 次為橄欖巖； 圍巖主要為輝石巖、橄輝巖, 次為元古界的花崗質(zhì)糜棱巖、片麻狀花崗巖、云母斜長片（麻）巖、變粒巖。

Ⅰ號鎳礦體呈帶狀, 長1 125 m , 走向241°,傾向北, 傾角83°，平均厚度為16.11 m。礦體平均品位∶ 鎳：0.37 %, 銅：0.15 % , 鈷：0.033 % ； 含礦巖石有橄欖巖、橄輝巖、輝石巖。地表頂?shù)装鍑鷰r均為輝石巖或含橄輝石巖,與礦體呈漸變過渡,具強纖閃石化、金云母化、滑石化。深部鉆孔中頂?shù)装鍑鷰r均為中元古界的二云母斜長片巖,具明顯的侵入接觸關(guān)系。

Ⅱ號鎳礦體呈透鏡狀,視厚度3.8 m，礦體傾向北, 傾角79°。礦體平均真厚度為1.36 m。礦體平均品位∶鎳：2.97%, 銅：0.69%, 鈷：0.151%。含礦巖石含橄二輝輝石巖，頂?shù)装鍑鷰r均為黑云母石英片巖, 具明顯的侵入接觸關(guān)系, 具纖閃石化、伊丁石化。礦石類型為塊狀礦石, 形成塊狀富—特富礦石, 磁黃鐵礦達91% , 鎳黃鐵礦2% , 黃銅礦約3 %。原生金屬礦物以磁黃鐵礦為主,黃銅礦、鎳黃鐵礦、黃鐵礦次之。

礦石礦物成分主要為磁黃鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦、紫硫鎳礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、方黃銅礦、墨銅礦、四方硫鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦等，閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦少量，銀金礦偶見。脈石礦物主要為輝石、橄欖石、蛇紋石、斜長石、透閃石、黑云母、綠泥石、方解石、白云石、滑石等。礦石結(jié)構(gòu)為自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造、珠球（滴）狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、脈狀—網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。

2 樣品及測試方法

本次研究所取的樣品集中于礦體中北部，共采集了10 件礦石樣品進行Re-Os 同位素測定，其具體采樣位置示于圖2中，為了保證采集樣品的代表性，我們所取的樣品具有不同的礦石類型，其中有網(wǎng)脈狀-浸染狀和塊狀礦石。

本次樣品同位素組成是在國家地質(zhì)實驗中心采用同位素稀釋ICP-MS 質(zhì)譜法測定；實驗中采用Carious 管封閉溶樣來分解樣品（杜安道等，2001；Shirey and Walker,1995），化學(xué)處理過程簡述如下。

2.1 樣品分解

將準(zhǔn)確稱取的待分析樣品，通過長細頸漏斗加入到Carious 管（一種高硼厚壁大玻璃安瓿瓶）底部，然后置于溫度為-50～80 ℃的盛有液氮與乙醇混合溶液的保溫杯中。經(jīng)過一段時間的冷卻后，把準(zhǔn)確稱取的185Re 和190Os 混合稀釋劑加入到Carious 管底部，再加入2 mL（HCl）=10 mol/L 的HCl，6 mL（HNO3）=1 610 mol/L 的HNO3。當(dāng)管底溶液冰凍凝固后，用丙烷氧氣火焰加熱將Carious管封閉。待封閉的Carious 管回溫至室溫后，放入不銹鋼套管內(nèi)，并置于鼓風(fēng)烘箱內(nèi)，逐漸升溫到230 ℃，保溫10 h。最后，在Carious 管底部冷凍的情況下打開，并用40 mL 水將管中溶液轉(zhuǎn)入蒸餾瓶中。

2.2 蒸餾分離Os

為滿足儀器測量所要求的酸度及消除OsO4水吸收液中的少量錸的干擾，鋨的蒸餾分兩次進行。首先，于105～110 ℃蒸餾50 min，用10 mL 水吸收蒸出的OsO4，將蒸餾殘液轉(zhuǎn)入50 mL 小燒杯中待分離錸用。然后，將吸收液轉(zhuǎn)入已洗凈的原蒸餾瓶中，再加入40 mL 水進行第二次蒸餾，蒸餾約1 h 左右。蒸出的OsO4用10 mL 水吸收后用于ICPMs 測定鋨同位素比值。

2.3 萃取分離Re

將第一次蒸餾殘液置于電熱板上，加熱至近干后，再加入少量水，加熱至近干。然后加入10 mL（NaOH）=5 mol/L 的NaOH，使其轉(zhuǎn)為堿性介質(zhì)。稍微加熱后取上清液轉(zhuǎn)入120 mL Tef lon 分液漏斗中，加入10 mL 丙酮，萃取5 min。靜止分相后棄去水相。再加2 mL（NaOH）=5 mol/L 的NaOH 溶液到分液漏斗中，振蕩2 min，洗去丙酮相中的雜質(zhì)，棄去水相。將丙酮轉(zhuǎn)到已加有2 mL 水的小玻璃燒杯中。在電熱板上50 ℃加熱以蒸發(fā)丙酮，并加熱溶液至近干后加數(shù)滴濃硝酸，以除去殘存的鋨。最后，用數(shù)毫升稀HNO3溶解鹽類并轉(zhuǎn)移至10 mL比色管中，調(diào)整溶液硝酸濃度為2%，用ICP-MS測定錸同位素比值。

2.4 質(zhì)譜測定

采用美國TJA 公司生產(chǎn)的TJA PQ ExCell ICPMS（電感耦合等離子體質(zhì)譜儀）測定錸同位素比值。采用美國Finigan 公司HR ICP-MS 測定鋨同位素比值。對于Re：選擇質(zhì)量數(shù)為185、187，用190 監(jiān)測Os。對于Os：選擇質(zhì)量數(shù)為186、187、188、189、190、192，用185 監(jiān)測Re。

本實驗全流程空白Re 約為10 pg，普Os 約為1 pg，遠遠小于所測樣品中的錸、鋨質(zhì)量分數(shù)，不會影響實驗中錸、鋨質(zhì)量分數(shù)的準(zhǔn)確測定。

3 測試結(jié)果

Re-Os 同位素測試結(jié)果列于表中。由于礦石類型的差異，普Os 的質(zhì)量分數(shù)存在著明顯差異，對于塊狀銅鎳礦石普Os 的質(zhì)量分數(shù)相對較低，普Os質(zhì)量分數(shù)介于（5.956～10.45）×10-9之間。而網(wǎng)脈狀-浸染狀銅鎳礦石普Os 的質(zhì)量分數(shù)明顯增高，普Os 質(zhì)量分數(shù)介于（12.89～33.83） ×10-9之間。根據(jù)等時線方程187Os/188Os ＝（187Os/188Os）i+187Re/188Os（eλt—1）（Peck et al., 1992）， 其 中，187Os/188Os為現(xiàn)今所測定到的比值；（187Os/188Os）i 為體系中相對于Re 及Os 封閉時的初始比值；187Re/188Os為現(xiàn)今測到的比值；采用的衰變系數(shù)（λ）為1.666×10-11/year（Smoliar et al.,1996），t 為體系相對于Re 及Os 封閉以后所經(jīng)歷的地質(zhì)年齡。根據(jù)上述公式計算，（187Os/188Os）i 介于0.864 9～2.910 6之間，表明成礦過程中有大量地殼物質(zhì)加入。

與Sm-Nd 同位素體系研究的εNd（t）值一樣，Re-Os 同位素體系，是用γOs來反映t時相對于統(tǒng)一地幔庫（UMR）的Os 同位素成分差異；γOs是指示地殼物質(zhì)加入成礦體系的一個重要參數(shù)，它能夠反映殼?；烊境潭龋鶕?jù)Walker et al.（1989）提出 的 公 式：γOs＝[（187Os/188Os）樣品（t）/（187Os/188Os）UMR（t）—1]×100，計算得出天宇礦床的γOs除Ty—3 偏高外（γOs＝2 227），大部分樣品γOs位于592～884 之間，高于東天山的香山銅鎳礦床γOs值（γOs＝321～440；李月臣等，1996），而低于與加拿大著名的Voisey’s Bay 礦床的γOs為值（γOs＝898～1 908；Lambert et al., 1999）,也表明成礦過程中有大量地殼物質(zhì)加入。

4 討論

4.1 成礦物質(zhì)來源

負熱離子質(zhì)譜的應(yīng)用和衰變常數(shù)的精確測定（λ ＝1.666×10—11/year, Smoliar et al., 1996）導(dǎo)致Re-Os 同位素體系在礦床學(xué)應(yīng)用研究方面取得了很大進展，主要表現(xiàn)為與巖漿銅鎳硫化物礦床的成礦時代限定和成礦物質(zhì)來源示蹤研究方面（李文淵，1996； Yang et al., 2004），如Norseman Wiluna（西澳）、Noril’sk Camp（俄羅斯西伯利亞）、Stillwater雜巖（美國蒙塔那地區(qū)）、Pechenga 雜巖（俄羅斯克拉半島）、Bushveld 雜巖（南非）、肖德貝里雜巖（加拿大安大略）、甘肅金川、廣西寶壇、陜西省略陽煎茶嶺、準(zhǔn)噶爾喀拉通克、東天山香山、黃山東和葫蘆等大型與巖漿銅鎳硫化物礦床都進行了大量的Re-Os 同位素體系方面的研究（Shireyet al., 1998；毛景文和杜安道，2001；毛景文等，2002；王瑞廷等，2005； 胡克兵等， 2008）。巖漿成因的Cu-Ni 硫化物礦床中因普遍富含鉑族元素而被認為其成礦物質(zhì)來源于地幔（Naldrett，1981）。但通過近年來的Re-Os 同位素研究表明：巖漿銅鎳硫化物礦床的成礦物質(zhì)既可完全來自于地幔，也可完全來自于地殼，但多數(shù)情況下，則是殼—幔混合來源的產(chǎn)物（Shireyet al., 1998；Lambertet al., 1999； Sprouleet al., 1999）。

Re-Os 同位素體系是銅鎳硫化物礦床形成的強有力的示蹤劑和成礦過程地殼物質(zhì)混入程度的高度靈敏的指示劑（Fosteret al., 1996）。在鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖漿上涌過程中及其在地殼巖漿房中與地殼物質(zhì)，尤其是與含硫化物地殼發(fā)生反應(yīng)，使其組分發(fā)生變化。由于地殼相對富Re，混入越多地殼物質(zhì)產(chǎn)生放射性187Os 質(zhì)量分數(shù)越高，相應(yīng)187Os/188Os 初始值發(fā)生變化。Os 被認為是一種像Ni 和Cr 一樣相容性元素（Martinet al., 1994；Hart and Ravizza, 1996），Re 是 一 種 不 相 容 元 素（Walkeret al., 1989），而且與S 豐度相關(guān)性好。在殼幔分異和地球化學(xué)循環(huán)過程中，Os 趨于在地幔富集，Re 相對親地殼。由此以來，可以使用Re/Os 和普通Os 判斷成巖成礦物質(zhì)的來源。Fosteret al.（1996）在Re/Os 和普Os 圖中初步確定地幔熔體的位置，Sprouleet al.（1999）把世界上主要的銅鎳硫化物礦床中礦石和富硫地殼的數(shù)值范圍也標(biāo)在圖中。Walker.（1994）在研究俄羅斯Noril’sk 巖漿型銅鎳硫化物礦床及有關(guān)基性—超基性巖時做了大量Re-Os 同位素分析測量，認為Noril’sk 銅鎳礦為地幔柱的產(chǎn)物，基本上未受地殼同化混染；而Voisey’s Bay，Duluth，Sudbury 和Sally Malay 同化混染了不同量的地殼物質(zhì)（Lambertet al., 1999；Sprouleet al., 1999）。侵入體與諾利爾斯克和泰拉克礦床中的Re-Os 同位素分析得到187Os/188Os 初始比值，與其它同位素數(shù)據(jù)（Pb、Nd）一起，反映了洋島玄武巖（OIB）是幔源。因此諾利爾斯克型含礦侵入體肯定來源于熱點地區(qū)的原始地幔熔體。王瑞廷等（2005）對陜西省略陽煎茶嶺銅鎳硫化物礦石的Re-Os 同位素測年，獲得等時線年齡數(shù)據(jù)為878±27 Ma，其等時線187Os/188Os 初始比值為0.131±0.01，γOs為－15.37～＋280.65，表明成礦物質(zhì)主要來自于Re 虧損地幔，后期有殼源物質(zhì)加入成礦系統(tǒng)。毛景文等（2002）通過對黃山東銅鎳硫化物礦石的Re-Os 同位素測年，獲得等時線年齡數(shù)據(jù)為282±20 Ma，其等時線187Os/188Os 初始比值為0.25±0.04，γos值平均為99，顯示出在成礦過程及巖漿侵位期間有大量地殼物質(zhì)混入成巖成礦系統(tǒng)。毛景文和杜安道（2001）對寶壇銅鎳硫化物礦石進行了計算，得到寶壇地區(qū)銅鎳硫化物礦石的γOs變化范圍比較大，從＋5～＋716。其中貫入型礦石的γOs達＋5 和＋20，底部熔離型礦石的γOs為＋320～＋716。胡克兵等（2008）通過對葫蘆銅鎳硫化物礦石的Re-Os 同位素物質(zhì)來源示蹤研究，其187Os/188Os 初始比值介于1.40～1.97，γOs值介于1 110～1 565，平均為1 379，表明在成礦過程及巖漿侵位期間有大量地殼物質(zhì)加入到成礦系統(tǒng)中。這些結(jié)果表明來自地幔的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖漿及銅鎳硫化物礦質(zhì)，在上涌和定位過程中由于地殼物質(zhì)的同化混染而導(dǎo)致γOs增加。由上述Re-Os 同位素研究表明，與鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床的成礦物質(zhì)既可完全來自于地幔，也可完全來自于地殼，但多數(shù)情況下，則是殼-幔混合來源。

本次工作獲得天宇礦石硫化物的187Os/188Os 初始 比 值 為0.864 9～2.910 6, γOs位 于592～884之間，高于東天山的香山銅鎳礦床γOs值（γOs＝321～440；李月臣等，1996），而低于與加拿大著名的Voisey’s Bay 礦床的γOs為值（γOs＝898～1 908；Lambertet al., 1999）,也表明成礦過程中有大量地殼物質(zhì)加入到成巖成礦系統(tǒng)中， 這個結(jié)論在在Re/Os 和普通Os 圖中也可以得到印證（圖4）。

4.2 成礦動力學(xué)背景

圖4 新疆天宇銅鎳硫化物礦石Re/Os 和普通Os 同位素對比圖(根據(jù)Lambert DD et al., 1999)Fig.4 Comparison of Cu-Ni sulf ide ores Re/Os of Tianyu with Os isotopic,Xinjiang

大量證據(jù)表明在造山帶巖漿弧環(huán)境具有很好巖漿銅鎳硫化物礦床成礦潛力，例如澳大利亞的早元古代Sally Malay 侵入雜巖（銅鎳礦石4百萬噸，平均品位：Ni 1.80%，Cu 0.73%；Hoatson and Blake，2000）、西班牙早石炭世Aguablanca 侵入巖體（銅鎳礦石16 Mt，平均品位：Ni 0.68%，Cu 0.46%；Pinaet al., 2006）和博茨瓦納Tati 造山帶中銅鎳礦床（如Phoenix，Selkirk and Tekwane 礦床；銅鎳礦石4.5 Mt，平均品位：Ni 2.05%，Cu 0.85%；Maieret al., 2008）。中亞成礦域帶中分布有大量的巖漿銅鎳硫化物礦床，在齋桑造山帶中，以馬克蘇特為代表，礦體賦存在輝長巖-蘇長巖-粗玄巖建造中，礦床規(guī)?？蛇_大型，是該區(qū)內(nèi)最大的銅鎳礦床；西天山造山帶分布有箐布拉克銅鎳礦床，準(zhǔn)噶爾造山帶北緣喀拉通克礦田包括有7 個礦床，其中大型鎳礦床2 個，中型1 個，小型4 個，礦體賦存在蘇長巖中（王潤民等，1987； 韓春明等，2006；Hanet al., 2007）；東天山造山帶黃山—鏡兒泉一帶，自西向東分布著土墩、二紅洼、香山（黃山北）、黃山、黃山南、黃山東、紅石崗、黑石梁、葫蘆、串珠、馬蹄等鎂鐵 超鎂鐵巖體，沿康古爾塔格斷裂和次級斷裂侵位于石炭系干墩組和梧桐窩子組中。這些巖體高度分異，普遍具有銅鎳礦化，現(xiàn)已探明黃山、黃山東和圖拉爾根為大型礦床，土墩、香山和白石泉銅鎳為中型礦床，黃山南、二紅洼為小型礦床（郭宏等，2006）。最近，在新疆—甘肅的北山造山帶新發(fā)現(xiàn)了坡十、坡一、羅東和黑山等銅鎳硫化物礦床（胡克兵等，2008）。

根據(jù)天宇巖體的巖石地球化學(xué)特征，并結(jié)合東天山東段基性一超基性巖體的空間分布特征，認為該巖體形成于洋內(nèi)俯沖的增生島弧環(huán)境，是晚古生代北天山洋殼向南俯沖增生的產(chǎn)物。樣品的球粒原始標(biāo)準(zhǔn)化微量元素配分曲線圖基本相似，總體上富集大離子親石元素（LILES, 如Sr，Rb，Th），相對虧損高場強元素（HFSE）, 尤其明顯虧損Nb、Ta 和Ti（表4和圖5）。表明巖體形成于消減帶之上的火山弧環(huán)境，具有島弧巖漿特點。

5 結(jié)論

巖石地球化學(xué)特征表明天宇銅鎳礦床形成于島弧環(huán)境，結(jié)合東天山天宇—白石泉一帶鎂鐵一超鎂鐵雜巖體和火山巖空間分布特征，表明該礦床為晚古生帶北天山洋盆向南俯沖增生的產(chǎn)物；葫蘆礦石硫化物的187Os/188Os 初始比值為0.864 9～2.910 6,γOs位于592～884 之間，γOs平均值為832.5，說明在成礦過程中僅有大量地殼物質(zhì)混染加入到巖漿和成礦系統(tǒng)之中。東天山東部的鎂鐵-超鎂鐵侵入雜巖體屬于阿拉斯加型雜巖體，并非蛇綠巖或碰撞后幔源侵入體，它與該區(qū)的鈣堿性花崗巖、斑巖一起記錄了古天山洋于泥盆紀—二疊紀向南北連續(xù)俯沖增生的連續(xù)過程。

致謝 實驗分析測試過程中，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所和國家地質(zhì)測試中心實驗室的工作人員曾付出了辛苦的勞動；成文過程中，得到陳衍景教授和孫亞莉研究員的嚴格審查和大量幫助；感謝肖文交研究員、馬英軍研究員、秦克章研究員、王京彬研究員、高俊研究員、李錦軼研究員、方維萱教授和徐新教授對本次研究工作的耐心指導(dǎo)，在此一并表示誠摯的感謝。

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