東天山紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體成因及銅鎳成礦潛力

師 震，陳宏駿，錢壯志*，徐 剛，馮延清，段 俊，任 萌

(1.長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054； 2.中山大學(xué) 南海資源開發(fā)與保護協(xié)同創(chuàng)新中心，廣東 廣州 510006； 3.中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所，陜西 西安 710061)

0 引 言

新疆東天山銅鎳成礦帶是中國重要的銅鎳礦集區(qū)[1-3]，分布有圖拉爾根、葫蘆、黃山、黃山東等多個大中型巖漿銅鎳硫化物礦床[4-6]。這些礦床主要賦存在早二疊世的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體中，表現(xiàn)出成帶分布、成群集中的特征。Tang等研究表明，東天山含銅鎳礦的鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體巖漿均源自于虧損地幔，巖漿侵位過程中與地殼物質(zhì)發(fā)生了5%～15%的同化混染作用，從而導(dǎo)致巖漿中硫化物發(fā)生熔離[7-11]。近年來，在已有礦床外圍亦不斷有新的銅鎳礦床及礦化巖體發(fā)現(xiàn)，如黃山南和白鑫灘礦床以及紅石崗礦化巖體[12-14]。黃山南礦床特有的高鎳橄欖石特征研究表明東天山具有形成含高Ni品位硫化物礦床的潛力[15]。白鑫灘礦床與東天山含礦巖體特征相似，表明東天山銅鎳成礦帶西段同樣具有形成銅鎳硫化物礦床的潛力[13，16]。

紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體位于東天山造山帶東段，是近年新發(fā)現(xiàn)的含銅鎳礦化巖體。王志福等首次報道了紅石崗巖體的地質(zhì)及地球物理特征，并認(rèn)為該巖體具有一定的找礦前景[14]；王亞磊等對紅石崗北巖體進行研究也揭示了紅石崗北巖體具有較好的成礦潛力[17]。然而，前人對紅石崗巖體的研究程度總體較低，巖體的礦物學(xué)和地球化學(xué)特征未曾報道，其形成年齡、巖體成因及硫化物熔離的原因尚不清楚，因此，無法準(zhǔn)確評價該巖體與東天山其他成礦巖體的關(guān)系和成礦潛力。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，開展詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查，采用地質(zhì)年代學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)的方法探討其成巖年齡、巖漿源區(qū)性質(zhì)、演化過程以及硫化物熔離的原因，并通過與東天山典型成礦巖體對比，分析紅石崗礦化巖體的成礦潛力。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

新疆東天山銅鎳成礦帶地處中亞造山帶南緣，其次級構(gòu)造單元空間上由北向南可分為大南湖島弧帶、康古爾—黃山剪切帶和雅滿蘇島弧帶，其中北帶和南帶的地層由兩套有序的火山沉積巖系組成，中帶是一套強變形的無序地層，主要為下石炭統(tǒng)干墩組和梧桐窩子組火山沉積巖系[18]。巖漿銅鎳硫化物礦床主要分布于大南湖島弧帶和康古爾—黃山剪切帶中，由東向西可分為3個礦集區(qū)，分別為鏡兒泉、黃山和海豹灘礦集區(qū)。紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體位于鏡兒泉礦集區(qū)，該礦集區(qū)主要有圖拉爾根、葫蘆和疙瘩山口銅鎳硫化物礦床；黃山礦集區(qū)主要有黃山、黃山東、黃山南和香山銅鎳硫化物礦床；白鑫灘銅鎳硫化物礦床位于海豹灘礦集區(qū)。年代學(xué)研究表明，區(qū)內(nèi)巖漿銅鎳硫化物礦床均形成于早二疊世，年齡介于(269±2)～(286±2)Ma之間[9，19-25](圖1、表1)。

底圖引自文獻[7]，有所修改；括號中數(shù)據(jù)表示銅鎳硫化物礦床年齡圖1 東天山主要巖漿銅鎳硫化物礦床及鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體分布Fig.1 Distribution of Main Magmatic Cu-Ni Sulfide Deposits and Mafic-ultramafic Intrusions in East Tianshan

圖件引自文獻[14]，有所修改圖2 紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體分布Fig.2 Distribution of Hongshigang Mafic-untramafic Intrusions

2 巖體地質(zhì)特征

紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體侵位于下石炭統(tǒng)梧桐窩子組淺粒巖、變粒巖及結(jié)晶片巖中，巖體長軸方向與區(qū)域主構(gòu)造線康古爾—黃山剪切帶的方向一致(圖2)。該巖體可分為東巖體和西巖體兩部分：西巖體呈長橢圓狀，東西長650 m，南北寬約500 m，面積約為0.325 km2，剖面呈漏斗形，整體向南陡傾，地表出露銅鎳礦化體；東巖體呈近橢圓形，東西長約600 m，南北寬約500 m，面積約為0.25 km2，剖面呈巖盆狀，巖體整體南傾，傾角約為65°，深部揭示鎳礦化體[圖3(c)、(d)]。

表1 東天山巖漿銅鎳硫化物礦床年齡Tab.1 Ages of Magmatic Cu-Ni Sulfide Deposits in East Tianshan

注：表格引自文獻[26]，有所修改。

Pn為鎳黃鐵礦；Ccp為黃銅礦圖3 紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體野外照片、硫化物手標(biāo)本和鏡下照片F(xiàn)ig.3 Field Photographs, Hand Specimens and Microscope Photos of Sulfide from Hongshigang Mafic-untramafic Intrusions

Ol為橄欖石；Cpx為單斜輝石；Opx為斜方輝石；Pl為斜長石；Hbl為角閃石圖4 造巖礦物顯微照片F(xiàn)ig.4 Microscope Photos of Rock-forming Minerals

紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體主要由橄欖巖相、輝長巖相和閃長巖相組成。①橄欖巖相主要為純橄巖和輝橄巖。純橄巖呈暗綠灰色，具粒狀結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造，主要礦物為橄欖石(體積分?jǐn)?shù)約為90%)，部分顆粒較小橄欖石發(fā)生蛇紋石化。輝橄巖主要由輝石橄欖巖和二輝橄欖巖組成：輝石橄欖巖由斜方輝石(體積分?jǐn)?shù)為40%～60%)和橄欖石(40%～60%)組成，具堆晶結(jié)構(gòu)，部分輝石發(fā)育包橄結(jié)構(gòu)，單斜輝石多發(fā)生透閃石化、纖閃石化和綠泥石化；二輝橄欖巖主要由橄欖石(體積分?jǐn)?shù)為40%～60%)、單斜輝石(20%～30%)、斜方輝石(20%～30%)和少量角閃石組成，橄欖石為主要堆晶礦物[圖4(a)、(b)]，輝石、斜長石、角閃石充填在橄欖石粒間，局部發(fā)育包橄結(jié)構(gòu)，角閃石多為他形，主要為普通角閃石，部分角閃石蝕變強烈，多發(fā)生纖閃石化或綠泥石化。②輝長巖相主要分為輝長巖[圖4(c)]與角閃輝長巖，野外可見粗粒輝長巖和細(xì)粒輝長巖、角閃輝長巖的分界線[圖3(a)]。輝長巖呈灰白色，具塊狀構(gòu)造，主要由斜長石(體積分?jǐn)?shù)為40%～60%)和輝石(40%～60%)組成：斜長石自形程度不一，聚片雙晶、卡式雙晶發(fā)育，部分發(fā)生鈉黝簾石化、高嶺土化；輝石呈半自形—他形，多發(fā)生綠泥石化、綠簾石化、纖閃石化，僅保留輝石形態(tài)。角閃輝長巖呈淺灰白色，具塊狀構(gòu)造，主要由輝石(體積分?jǐn)?shù)為30%～40%)、斜長石(40%～50%)和角閃石(15%～20%)組成，蝕變程度較高，斜長石、輝石、角閃石均發(fā)生了不同程度的蝕變。③閃長巖相主要由閃長巖組成，閃長巖呈淺灰白色，具半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造，主要由斜長石(體積分?jǐn)?shù)為70%～80%)、角閃石(20%～30%)和少量石英(<5%)組成[圖4(d)]，斜長石具明顯環(huán)帶結(jié)構(gòu)，發(fā)育聚片雙晶及卡-鈉復(fù)合雙晶，偶見部分斜長石發(fā)生綠簾石化及黏土化現(xiàn)象。西巖體深部閃長巖中含黑云母，呈細(xì)小片狀。

紅石崗地表礦化體主要分布于西巖體的輝長巖相中，地表見約60 m寬的孔雀石化、黃鉀鐵釩化、褐鐵礦化帶。深部鎳礦化體賦存在東巖體的輝長巖相中，鉆孔勘探結(jié)果表明：1號鎳礦化體位于東巖體橄欖巖相中部，厚度為10.00～42.37 m，最高Ni品位可達0.43%，礦石呈星點狀、稀疏浸染狀；2號鎳礦化體賦存于東巖體超鎂鐵質(zhì)巖體下部，斜深為85 m，沿走向長度為200 m，最高Ni品位可達2.68%[14]，礦石多為星點狀和稀疏浸染狀[圖3(c)]，主要賦存在角閃輝長巖、方輝橄欖巖及二輝橄欖巖中。金屬礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦等[圖3(d)]。

3 分析方法

用于鋯石U-Pb定年的樣品取自東天山紅石崗巖體探槽中新鮮的輝長巖(約50 kg，采樣位置經(jīng)緯度為(42°27′45.6″N，95°22′36.4″E))，鋯石分選工作在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所采用浮選和磁選方法完成。鋯石U-Pb定年在長安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室完成，分析儀器為美國Photon Machines公司Analyte Excite 193 nm型氣態(tài)準(zhǔn)分子激光剝蝕系統(tǒng)與美國Agilent(安捷倫)公司7700x型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀聯(lián)機。鋯石U-Pb定年采用91500為外標(biāo)，鋯石微量元素分析采用NIST610為外標(biāo)，采用內(nèi)標(biāo)元素91Zr進行定量計算，數(shù)據(jù)處理、年齡計算和繪圖使用ICPMSDataCal[27]和Isoplot 3.00[28]軟件處理。

礦物化學(xué)組分及全巖主量、微量元素分析在長安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室完成。礦物化學(xué)組分分析測試儀器為日本電子JXA-8100型電子探針，工作電壓為20 kV，電流為2.0×10-8A，束斑直徑為1 μm。全巖主量元素分析采用熔片法，測試儀器為日本島津XRF-1800型波長色散X射線熒光光譜儀，測試誤差小于3%。微量元素分析采用酸溶法，測試儀器為美國熱電公司X-7型ICP-MS電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，標(biāo)樣為BE-N和WS-E，分析誤差小于5%。

4 結(jié)果分析

4.1 鋯石U-Pb年齡

紅石崗巖體輝長巖中鋯石顆粒大小為80～300 μm不等，陰極發(fā)光(CL)圖像顯示鋯石呈灰黑色，少數(shù)顆粒發(fā)育輕微振蕩環(huán)帶，沒有繼承核部，也沒有微裂隙(圖5)。鋯石Th含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)為(33～1 217)×10-6，U含量為(90～980)×10-6(表2)，Th/U值較高，為0.25～1.62，平均為0.55，具典型的巖漿鋯石Th/U值特征[29]。鋯石諧和年齡為(280±1)Ma(平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)為0.14)[圖6(a)]，表明紅石崗巖體形成于早二疊世，與黃山東(年齡約274 Ma)、黃山南(約278 Ma)、香山(約280 Ma)等東天山銅鎳礦賦礦巖體形成時代一致。

表2 輝長巖中鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析結(jié)果Tab.2 Analysis Results of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Isotope of Gabbros

注：w(·)為元素或化合物含量;n(·)/n(·)為不同元素同位素比值，n(·)為元素的物質(zhì)的量。

圖5 鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.5 CL Images of Zircons

圖6 鋯石U-Pb年齡諧和曲線和年齡分布Fig.6 Concordia Diagram of Zircon U-Pb Ages and Distribution of Ages

4.2 礦物晶體化學(xué)

紅石崗巖體中橄欖石、輝石、角閃石和斜長石平均組分見表3～6。紅石崗巖體橄欖石Fo牌號為82.2～87.3，屬貴橄欖石，與東天山巖帶其他含礦巖體中橄欖石Fo牌號相似，如葫蘆巖體(Fo牌號為79～86)[6]、黃山東巖體(65～85)[30]和黃山南巖體(71～87)[9]。橄欖石中Ni含量較高，介于(1 240～3 470)×10-6，與黃山南巖體相似(約3 300×10-6)(圖7)。輝石Wo-En-Fs圖解[圖8(b)]表明紅石崗含礦巖體中的輝石以透輝石、頑透輝石和古銅輝石為主。斜長石An-Ab-Or圖解[圖8(a)]表明長石族礦物全部為斜長石類，多數(shù)屬于拉長石種屬。

100∶1和30∶1表示橄欖石與硫化物共結(jié)比；黃山南、黃山東巖體數(shù)據(jù)分別引自文獻[9]、[12]圖7 橄欖石Fo牌號與Ni含量相關(guān)關(guān)系Fig.7 Diagram of Ni-Fo of Olivine

4.3 巖石地球化學(xué)

4.3.1 主量元素

紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體中全巖主量元素分析結(jié)果見表7。全巖主量元素扣除燒失量后重新進行100%計算(指扣除燒失量部分，重新計算各礦物含量)。全巖主量元素與主要造巖礦物(MgO)含量相關(guān)關(guān)系見圖9。紅石崗巖體不同巖相中MgO與主要氧化物含量成良好的相關(guān)關(guān)系，橄欖巖相樣品位于橄欖石端元附近，表明巖相主要為橄欖石堆晶，輝長巖樣品主要位于單斜輝石和斜長石連線上。

4.3.2 稀土、微量元素

紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體的全巖微量元素分析結(jié)果見表7，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖見圖10。紅石崗巖體的全巖稀土元素配分模式為輕稀土元素富集的右傾型，部分樣品具有弱的Eu正異常，可能是巖石中Eu優(yōu)先進入斜長石晶體導(dǎo)致。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中，巖體所有樣品都表現(xiàn)出明顯的Nb、Ta負(fù)異常。紅石崗巖體中不同巖相具有相似的微量元素配分模式，表明其為同源巖漿演化形成。紅石崗巖體橄欖巖相和輝長巖相均表現(xiàn)出與黃山南巖體較為相似的稀土、微量元素分布。閃長巖相對輝長巖和橄欖巖具有更高的不相容元素含量是因為前者具有更低的結(jié)晶礦物與殘余液相的比值。

表3 橄欖石平均組分Tab.3 Average Compositions of Olivine

注：wtotal為主量元素總含量。

表4 輝石平均組分Tab.4 Average Compositions of Pyroxene

表5 角閃石平均組分Tab.5 Average Compositions of Hornblende

表6 斜長石平均組分Tab.6 Average Compositions of Plagioclase

圖8 斜長石An-Ab-Or圖解及輝石Wo-En-Fs圖解Fig.8 Diagrams of An-Ab-Or for Plagioclase and Wo-En-Fs for Pyroxene

圖9 全巖主量元素與MgO含量相關(guān)關(guān)系Fig.9 Relationships Between Contents of Major Elements and MgO of Whole Rock

5 討 論

5.1 母巖漿特征

東天山紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體橄欖巖相具有堆晶結(jié)構(gòu)，因此，全巖樣品組分并不能代表母巖漿組分。鎂鐵質(zhì)巖體母巖漿組分可以用巖體冷凝邊組分[32]或者同期玄武巖、輝綠巖組分代表[33]，也可以用質(zhì)量平衡估算[34]。紅石崗巖體與圍巖的接觸部位冷凝邊不發(fā)育，且尚未發(fā)現(xiàn)同時代的玄武質(zhì)巖。本文用Li等描述的質(zhì)量平衡方法[35]計算紅石崗巖體母巖漿組分。假設(shè)具堆晶結(jié)構(gòu)的橄欖巖組分等于堆晶礦物和母巖漿兩部分組分之和，當(dāng)橄欖石和母巖漿處于平衡時，橄欖石和母巖漿之間Fe-Mg分配系數(shù)為0.3[36]。據(jù)此可估算與橄欖石處于平衡時的母巖漿組分，計算得到紅石崗巖體母巖漿的MgO和FeO含量分別為12.46%和10.03%(表8)，屬于高鎂玄武質(zhì)巖漿，相似于東天山含礦巖體(如黃山和黃山東MgO含量分別為13.2%和14.6%[12]，白鑫灘巖體MgO含量為10.5%[13])。對紅石崗巖體母巖漿中加入Fo牌號為85.5～90.0的橄欖石，直到巖漿組分與Fo牌號為90的橄欖石處于平衡時，得到原生巖漿的MgO含量為14.75%，F(xiàn)eO含量為10.06%，其他原生巖漿主量元素組分見表8。

表7 全巖主量元素及微量元素分析結(jié)果Tab.7 Analysis Results of Major and Trace Elements of Whole Rock

注：wLREE為輕稀土元素總含量；wHREE為重稀土元素總含量；wREE為稀土元素總含量。

ws為樣品含量；wc為球粒隕石含量；wp為原始地幔含量；球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自文獻[29]；原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自文獻[31]；黃山南巖體區(qū)域數(shù)據(jù)引自文獻[9]圖10 全巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.10 Chondrite-normalized REE Pattern and Primitive Mantle-normalized Trace Element Spider Diagram of Whole Rock

表8 母巖漿與原生巖漿主量元素組分

5.2 硫化物熔離時間

Ni在橄欖石中為相容元素，主要通過類質(zhì)同象進入橄欖石中，較早結(jié)晶的橄欖石富MgO和Ni，使橄欖石中的Fo牌號與Ni含量成正相關(guān)關(guān)系。如果發(fā)生硫化物熔離，大量的Ni進入硫化物中，會使得巖漿結(jié)晶的橄欖石強烈虧損Ni。因此，橄欖石Fo牌號與Ni含量相關(guān)關(guān)系可以指示硫化物熔離過程與時間，本文選取紅石崗巖體橄欖巖相樣品進行模擬來探討硫化物熔離時間。

首先采用MELTS軟件[36-37]對母巖漿結(jié)晶過程中礦物及熔體組分的變化進行模擬，模擬過程使用的壓力為2 kbar，氧逸度為-0.65。母巖漿中初始H2O含量設(shè)定為0.5%，氧逸度和H2O含量的設(shè)定基于角閃石的含量與組分。使用上述條件進行模擬，得到紅石崗巖體的分離結(jié)晶順序為橄欖石(初始結(jié)晶溫度為1 330.25 ℃)→斜方輝石(1 190.65 ℃)→斜長石(1 151.29 ℃)→單斜輝石(1 145.37 ℃)。上述模擬的分離結(jié)晶順序與紅石崗巖體的觀察結(jié)果一致。隨后根據(jù)Li等提出的橄欖石(熔體中)Ni總分配系數(shù)計算公式[38]，對橄欖石結(jié)晶過程中Fo牌號與Ni含量的相關(guān)關(guān)系進行模擬，并與橄欖石實際組分進行對比。紅石崗巖體橄欖巖樣品中絕大多數(shù)橄欖石落在正常結(jié)晶演化線的下方(圖7)，指示橄欖石結(jié)晶過程中存在硫化物熔離，并且橄欖石結(jié)晶和硫化物熔離同時進行時，橄欖石與硫化物的共結(jié)比為30∶1～100∶1(圖7)。

5.3 硫化物飽和機制

影響巖漿中硫飽和的因素有結(jié)晶分異和(或)地殼混染,通過計算巖漿分離結(jié)晶過程中硫的飽和度可以探討硅酸鹽礦物分離結(jié)晶分異是否可以促使巖漿達到硫飽和。根據(jù)Li等提出的硫飽和公式[39]，計算得到紅石崗原始巖漿在30 kbar(約90 km深度處)壓力條件下硫飽和時S最高溶解度為1 427×10-6。原始巖漿在2 kbar壓力條件下的S最高溶解度為2 019×10-6(圖11)，原始巖漿經(jīng)過7%的橄欖石結(jié)晶分異后，母巖漿并未達到硫飽和，說明僅靠橄欖石結(jié)晶分異并不足以使紅石崗巖漿達到硫化物飽和。

圖11 硫化物飽和時S含量(SCSS)模擬Fig.11 Variation of Sulfur Contents at Sulfide Saturation (SCSS)

隨后選取具有相似分配系數(shù)的微量元素比值判斷紅石崗巖體母巖漿侵位過程中是否曾遭受過地殼物質(zhì)混染，這些元素比值在部分熔融和巖漿分異過程中不會發(fā)生改變。模擬中原始地幔的微量元素比值選取樣品與地幔趨勢線的交點，東天山上地殼微量元素比值選取東天山A型花崗巖組分代替[40]。計算結(jié)果表明紅石崗巖體母巖漿侵位過程中曾混染10%～20%地殼物質(zhì)(圖12)，相似于東天山葫蘆、黃山東和黃山南等含礦巖體[6-7，21]。綜上所述，紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體原始巖漿曾遭受地殼物質(zhì)的混染作用，并促使巖漿中硫化物達到飽和。

底圖引自文獻[41]；年輕地殼數(shù)據(jù)引自文獻[40]；CAB為大陸弧玄武巖，MORB為洋中脊玄武巖，OIB為洋島玄武巖，數(shù)據(jù)引自文獻[31]；CAB與OIB范圍引自文獻[41]；黃山及黃山南巖體數(shù)據(jù)引自文獻[9]和[30]；圖中百分?jǐn)?shù)表示地殼混染程度圖12 Nb/Yb-Th/Yb圖解Fig.12 Diagram of Nb/Yb-Th/Yb

5.4 成礦潛力分析

Cu與Zr具有相似的地球化學(xué)行為，在巖漿結(jié)晶的早期表現(xiàn)為不相容性，不易進入結(jié)晶相(橄欖石、輝石、長石等)；隨著結(jié)晶作用的進行，Cu和Zr將成比例地增加，但比值保持不變。當(dāng)巖漿中硫化物發(fā)生熔離時，由于Cu具有很強的親硫性，Cu/Zr值會迅速降低，Cu/Zr值低于1時表明親銅元素發(fā)生了一定程度的虧損[42]，所以Cu/Zr值可以指示親銅元素的虧損(表9)。紅石崗巖體全巖Cu/Zr值中有部分小于1，表明了紅石崗巖體早期發(fā)生了親銅元素的虧損，同樣，中亞造山帶東天山黃山東和黃山南成礦巖體也具有小于1的Cu/Zr值[5，12]。

表9 全巖Cu/Zr值Tab.9 Ratios of Cu/Zr for Whole Rock

中亞造山帶內(nèi)同類型的巖漿銅鎳硫化物礦床統(tǒng)計顯示，絕大多數(shù)礦床均經(jīng)歷了不同程度的混染。Sun等通過模擬計算顯示黃山東礦床在形成過程中與新生島弧地殼發(fā)生了最高約30%的混染[5]；Mao等認(rèn)為黃山南礦床也經(jīng)歷了約20%的混染[9]。這些成果表明對于中亞造山帶內(nèi)的巖漿銅鎳硫化物礦床，地殼混染可能是促使硫化物發(fā)生熔離的主要因素。

紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體形成時代為(280±1)Ma，與東天山銅鎳成礦帶的圖拉爾根(約280 Ma)、葫蘆((282±4)Ma)、黃山((284±30)Ma)、黃山南((278±2)Ma)等銅鎳硫化物礦床的時代相同，背景相同，屬于同期幔源巖漿產(chǎn)物，推測巖體與上述礦床具有相似的源區(qū)性質(zhì)。且硫化物熔離產(chǎn)生于橄欖石結(jié)晶過程中，巖體Cu/Zr值部分小于1，表明巖漿早期發(fā)生過親銅元素的虧損。此外，王志福等發(fā)現(xiàn)紅石崗巖體深部巖相較淺部橄欖巖相具有更加富集的礦體[14]，可能與硫化物的早期熔離、重力分異作用有關(guān)。綜上所述，紅石崗含礦巖體深部具有形成銅鎳硫化物礦床的潛力。

6 結(jié) 語

(1)東天山紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體侵入年齡為(280±1)Ma，與新疆東天山巖漿銅鎳硫化物礦床賦礦巖體的侵入峰值期一致。

(2)橄欖石Fo牌號與Ni含量相關(guān)關(guān)系模擬計算與全巖部分Cu/Zr值小于1顯示在紅石崗巖體母巖漿橄欖石結(jié)晶過程中發(fā)生了硫化物熔離和親銅元素的虧損。

(3)與東天山銅鎳礦床賦礦巖體相似，紅石崗巖體母巖漿侵位過程中曾發(fā)生10%～20%的地殼混染作用，這可能是促使母巖漿中硫化物達到飽和的主要因素。

(4)紅石崗鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體具有形成巖漿銅鎳硫化物礦床的潛力。