岩浆通道系统与岩浆硫化物成矿研究新进展

大型-超大型岩浆硫化物矿床的形成需要满足3个基本条件:(1)大量幔源岩浆参与成矿;(2)岩浆演化导致硫化物熔离;(3)硫化物在有限空间聚集。然而,除Sudbury矿床外,全球与镁铁质岩浆有关的超大型铜镍硫化物矿床都发现于小的镁铁-超镁铁岩体中。近10年来的研究表明这些含矿岩体实际上都是岩浆通道系统的一部分,中国金川、杨柳坪、喀拉通克、红旗岭等大型和超大型Ni-Cu-(PGE)硫化物矿床都形成于岩浆通道系统中,正是岩浆通道这样特殊的开放系统为大规模岩浆硫化物矿床提供了成矿条件。总结国内外最新研究结果,可以发现与成矿有关的岩浆通道系统都分布在深大断裂附近,大规模的幔源岩浆补充与地幔柱、大陆裂谷、碰撞造山后伸展等地质事件有密切的关系。尽管研究证明硫化物熔离都与地壳物质的混染有关,但矿石各种元素的品位却受母岩浆性质、硫化物熔离强度、与新注入镁铁质岩浆反应、以及硫化物本身结晶分异等多重因素的影响;含矿岩体和硫化物矿体的形态和大小都强烈地受围岩地质特征的控制。进一步明确这类矿床的地质特征、形成机制、成矿背景和成矿标志,对未来的研究和找矿工作都是非常必要的。     

亲铜元素的地球化学行为研究进展及其在岩浆硫化物矿床中的应用

亲铜元素在岩浆演化和硫化物熔离过程中的行为是解释岩浆硫化物矿床形成过程的一个窗口,通过实验研究来探讨亲铜元素的地球化学行为,并用于岩浆硫化物矿床的定量化研究是此类矿床今后的一个发展方向。本文总结了硫和亲铜元素在岩浆演化过程中的行为规律,并阐明了在岩浆硫化物矿床中的应用,在如下五个方面分别做了讨论：① 通过实验对玄武质岩浆中S溶解度的研究,总结出引起硫化物饱和的4个控制因素: 岩浆混合、温度迅速降低、壳源混染、快速的结晶分异作用;② 通过Ni在橄榄石和硅酸盐熔浆中的分配,定量模拟了岩浆演化过程中,橄榄石中的Ni含量随着橄榄石成分（Fo）变化的规律;③ 总结了Ni—Cu—PGE—Au在液态硫化物和硅酸盐岩浆中的分配系数,总结了控制分配系数的因素,并探讨了“R因素”对亲铜元素富集的控制机理;④ 橄榄石被硫化物包围时,与硫化物发生交换反应,通过交换反应系数（KD）可以定量估算硫化物熔浆中Ni的含量;⑤ 通过实验得出的亲铜元素在单硫化物固溶体（MSS）和液态硫化物之间的分配,总结了岩浆铜镍硫化物矿床中的分带现象。最后探讨了岩浆硫化物矿床存在的问题和发展方向。     

幔源角闪石巨晶中硫化物熔融包裹体研究

硫化物熔融包裹体研究是认识硫化物矿床成矿元素来源和演化的重要手段,由于硫化物熔融包裹体的体积较小(粒径仅为10～20μm),其详细化学元素组分的难以获得一直是制约进一步研究的瓶颈。笔者在前人研究的基础上,借助于扫描电镜、电镜能谱和二次飞行时间离子探针(Tof-SIMS)对产于铜陵地区角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体进行了详细的研究,首次获得了一套精确的矿物化学资料和元素分布图。矿物学研究表明,角闪石巨晶在上地幔和下地壳均有结晶,温压区间分别为T:850～900℃(温度),P:0.70×109～0.82×109Pa(压力),对应深度D:23.10～27.06km;和T:900～950℃,P:1.09×109～1.17×109Pa,D:35.97～38.61km。元素分布图显示,硫化物熔融包裹体主要有两种元素组成体系:S-Fe-Mn-Ni-Rb-Sr-Ba和S-Fe-Cu-Sr,幔源硫化物体系中Mn、Ni、Rb、Ba等元素具有相似的性质特征可共溶,与Cu则表现出不混溶。在铜陵地区,上地幔的部分熔融形成了一套碱性玄武岩浆,后受岩浆底侵作用和壳幔相互作用影响,底侵进入下地壳深位岩浆房,发生结晶分异和同化混染作用,形成一套轻度演化的玄武岩浆,可能为辉长质。上地幔和下地壳的角闪石巨晶分别是由上地幔碱性玄武岩浆和下地壳轻度演化的玄武岩浆(辉长质)高压下结晶的产物。当上地幔碱性玄武岩浆上侵到下地壳深位岩浆房以后,发生结晶分异作用,又由于地壳硅镁层的混染作用,使得玄武岩浆中硫溶解度降低,促其熔离,从而释放大量的硫(S,以及Ni、Cu、Cr)。角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体正是在下地壳深位岩浆房中,由正在结晶的角闪石巨晶在结晶分异和轻度演化的玄武质岩浆中捕获的不混溶硫化物熔融液滴形成的。铜陵地区在中生代经历了一个长期的大规模的岩浆底侵作用和壳幔相互作用过程,由于下地壳硅镁层混染作用使得轻度演化的玄武岩浆释放大量硫,必然会在莫霍面附近形成大规模高浓度的硫富集区,这些组分在岩浆上侵作用、地壳减薄作用或者裂谷作用的影响下很容易再活化,进入区域岩浆-热液流体系统,最终参与形成区域大规模的硫化物矿床。     

Melt Inclusions of Sulfide in Mantle-Driven Amphibole Megacrysts

硫化物熔融包裹体研究是认识硫化物矿床成矿元素来源和演化的重要手段,由于硫化物熔融包裹体的体积较小(粒径仅为10～20 μm),其详细化学元素组分的难以获得一直是制约进一步研究的瓶颈.笔者在前人研究的基础上,借助于扫描电镜、电镜能谱和二次飞行时间离子探针(Tof-SIMS)对产于铜陵地区角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体进行了详细的研究,首次获得了一套精确的矿物化学资料和元素分布图.矿物学研究表明,角闪石巨晶在上地幔和下地壳均有结晶,温压区间分别为T:850～900℃(温度),P:0.70×109～0.82×109 Pa(压力),对应深度D:23.10～27.06 km;和T:900～950℃,P:1.09×109～1.17×109 Pa,D:35.97～38.61 km.元素分布图显示,硫化物熔融包裹体主要有两种元素组成体系:S-Fe-Mn-Ni-Rb-Sr-Ba和S-Fe-Cu-Sr,幔源硫化物体系中Mn、Ni、Rb、Ba等元素具有相似的性质特征可共溶,与Cu则表现出不混溶.在铜陵地区,上地幔的部分熔融形成了一套碱性玄武岩浆,后受岩浆底侵作用和壳幔相互作用影响,底侵进入下地壳深位岩浆房,发生结晶分异和同化混染作用,形成一套轻度演化的玄武岩浆,可能为辉长质.上地幔和下地壳的角闪石巨晶分别是由上地幔碱性玄武岩浆和下地壳轻度演化的玄武岩浆(辉长质)高压下结晶的产物.当上地幔碱性玄武岩浆上侵到下地壳深位岩浆房以后,发生结晶分异作用,又由于地壳硅镁层的混染作用,使得玄武岩浆中硫溶解度降低,促其熔离,从而释放大量的硫(S,以及Ni、Cu、Cr).角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体正是在下地壳深位岩浆房中,由正在结晶的角闪石巨晶在结晶分异和轻度演化的玄武质岩浆中捕获的不混溶硫化物熔融液滴形成的.铜陵地区在中生代经历了一个长期的大规模的岩浆底侵作用和壳幔相互作用过程,由于下地壳硅镁层混染作用使得轻度演化的玄武岩浆释放大量硫,必然会在莫霍面附近形成大规模高浓度的硫富集区,这些组分在岩浆上侵作用、地壳减薄作用或者裂谷作用的影响下很容易再活化,进入区域岩浆-热液流体系统,最终参与形成区域大规模的硫化物矿床.     

攀西小关河地区核桃树富铂岩浆硫化物矿床岩石地球化学特征及成矿机制研究

核桃树富铂岩浆硫化物矿床位于四川会理县小关河地区,是峨眉山大火成岩省中含较高铂族元素含量的岩浆硫化物矿床之一。本文通过对核桃树岩体及部分硫化物矿石主量元素、微量元素及铂族元素的系统分析,讨论了该岩体的岩浆源区及母岩浆性质、地幔部分熔融程度,并探讨了其成因机制。研究认为,核桃树含矿岩体属拉斑玄武岩成因系列,具有与峨眉山玄武岩相似的微量元素组成特征,是峨眉山大火成岩省构造-岩浆活动的产物;铂族元素的原始地幔标准化配分型式与金宝山铂钯矿相似,没有PGE相对于Ni和Cu的明显亏损,Pt和Pd相对Os、Ir、Ru和Rh富集,为PPGE富集的左倾型式,Pd/Ir=1.5~13.1,低于一般大陆拉斑玄武岩,与原始地幔接近。通过岩石地球化学及模拟分析表明,成矿母岩浆MgO约为11.93%、SiO_2约为49.88%、FeOT约为13.71%、TiO_2约为2.61%,为高Mg拉斑玄武质岩浆,是由类似于洋岛玄武岩岩浆源区成分的地幔经过较高程度(约20.17%)的部分熔融形成的苦橄质岩浆演化而来。与小关河地区主要的几类岩浆硫化物矿床的镍铜铂族元素组成及硫化物熔离模式对比分析发现,核桃树高的PGE含量和低的Cu/Pd比值说明了该矿床的硫化物是从PGE不亏损的玄武质岩浆中熔离出来的,类似金宝山矿床。成岩成矿机制分析认为,部分熔融形成的苦橄质岩浆在上升的过程中,发生了以橄榄石(约12.7%)为代表的镁铁质矿物堆积,并形成残余髙镁玄武质岩浆;部分残余髙镁玄武质岩浆向浅部运移过程中,由于温度降低、混染等因素的影响,导致岩浆S饱和,触发硫化物熔离作用的发生(R值为2000~50000),熔离出硫化物熔体与岩浆通道内晶出的橄榄石构成含矿"晶粥",在构造挤压作用下,在浅部岩浆房中由于重力影响发生堆积作用形成具有较富PGE的含矿岩体,R值较大变化正好与PGE含量较大变化相对应。     

我国首例与俄罗斯Noril'sk-Talnakh类似的岩浆铜镍硫化物矿床——四川丹巴杨柳坪矿床

与大陆溢流玄武岩有关的Cu-Ni-(PGE)硫化物矿床,是指形成于与大陆溢流玄武岩同源的镁铁-超镁铁侵入体中的岩浆硫化物矿床,是目前镍和铂族元素最重要的来源之一.典型代表是与俄罗斯西伯利亚暗色岩有关的Noril'sk-Talnakh矿床,其镍储量世界第一,铂族元素储量仅次于南非Bushveld[1].研究表明底部成矿的Noril'sk和Talnakh岩席是岩浆通道,大量硫不饱合的玄武岩浆随着玄武岩浆分离结晶,尤其是围岩硫的混入而逐渐达到硫饱和,从而使Cu、Ni和PGE这些具有很高硫化物熔体/硅酸盐熔体分配系数的元素进入硫化物熔体,并从玄武岩质岩浆中分离出来形成巨大的矿体,残余岩浆喷出形成玄武岩或形成新的不含矿岩体[2].     

内蒙古金厂沟梁金(铜)矿床的PGE、铁族和亲硫元素的地球化学特征与物质来源、形成环境

首次采用盐酸-过氧化氢封闭熔矿与ICP-MS相结合的方法,对金厂沟梁金(铜)矿床东、西两矿区典型矿石的铂族元素(PGE)、亲铁以及亲硫元素的含量进行了系统测定,结果显示矿石中上述元素的含量均高于实验的检测限;地球化学演化特征显示含矿流体具有岩浆性质,PGE对原始地幔/球粒陨石标准化后的配分曲线均呈强烈左倾斜的分馏模式,其配分曲线和与幔源岩浆有关的富铜硫化物和富铜镍硫化物熔体的形式相似,并与幔源玄武岩、碳酸盐熔体的配分模式基本一致,反映含矿流体具有幔源岩浆属性;从区域构造、岩浆热事件角度出发,结合典型斑岩铜(钼)矿床的PGE特征,初步确定其含矿流体形成于中生代大陆边缘环境,其直接的热动源是中生代底侵的玄武岩浆。成矿阶段富含金、铜矿石的Pd/Pt、Pd/Ir比值接近低钛玄武岩浆以及玄武安山岩,而成矿早阶段贫金、铜样品的Pd/Pt、Pd/Ir比值接近地幔;反映早期含矿流体可能是直接来自中生代幔源玄武质岩浆结晶分异,而富金(铜)流体的形成可能是玄武质岩浆演化晚期被地壳物质强烈混染后的富超临界流体岩浆(低钛熔体)发生岩浆与流体分离而产生;含矿流体演化过程的PGE地球化学行为与Cu或S(As)的饱和度有关,即主要受亲硫(铜)元素或结晶分异的硫化物矿物相所制约。     

金川超大型铜镍硫化物矿床的铂族元素地球化学特征

对金川超大型铜镍岩浆硫化物矿床岩石、矿石的铂族元素地球化学特征研究表明 ,金川岩体的平均Cu/Pd值远大于原生地幔岩浆的Cu/Pd值 ,说明其岩石为因硫化物析离而失去Pd的岩浆所结晶 ;且岩石的PGE具有部分熔融趋势 ,与地幔橄榄岩接近 ,这些均指示存在岩浆熔离作用。该矿床岩石、矿石的PGE球粒陨石标准化分布模式比较对应 ,均可分为两种类型 ,反映了岩浆多次侵入、熔离分异同时成岩成矿的特征。另外 ,PGE S关系分析表明其成岩成矿过程中有少量地壳物质混染。PGE地球化学特征参数还指示了其高镁拉斑玄武质母岩浆的性质。     

新疆北部幔源岩浆矿床的类型、时空分布及成矿谱系

新疆北部与幔源岩浆有关的矿床种类齐全,成矿环境复杂,时代和类型繁多,在中国乃至世界颇具特色。主要矿床类型包括铬铁矿矿床、钒钛磁铁矿矿床、铜镍硫化物矿床、铂族元素(PGE)矿床、铜镍-钒钛铁复合型矿床、含钴磁铁矿矿床、玄武岩自然铜矿床、热液型钴-多金属矿床,以及非金属矿床等。按照含矿地质体的类型,可分为6种类型:蛇绿岩型、层状杂岩型、小侵入体型、阿拉斯加型、浅成岩型和喷出岩型。这些幔源岩浆矿床可划分为3个成岩成矿系列:铜镍系列、钛铁系列和铬铁系列。钛铁系列以碱性层状岩体型钒钛磁铁矿、铁磷矿为代表,岩石具有明显的富Fe特征,属于碱性富铁质的高钛玄武岩系列;铜镍系列以小侵入体型铜镍矿、阿拉斯加型铜镍-PGE矿为代表,岩石属于铁质的拉斑玄武岩-钙碱性系列;铬铁系列主要为蛇绿岩型铬铁矿,岩石具富Mg贫Fe特征,属于镁质系列。3个系列的岩浆都具有亏损地幔源特征,可能都与地幔柱活动有关;岩浆源区富含相应的成矿元素,是形成3个系列矿床相应成矿地质体的主要条件。3个系列矿床的成矿机制可分为深部熔离/岩浆分异、就地分凝、矿浆贯入、岩浆热液等过程。根据各系列矿床之间存在的紧密联系,建立了与幔源岩浆作用有关的3个系列矿床综合模式: 亏损地幔部分熔融产生的幔源岩浆在上升过程中发生熔离/分异,分离为3个系列,由于外部物质加入在地壳深部发生分异和熔离,在不同深度富集形成铬铁矿、钒钛磁铁矿和铜镍硫化物矿床,临近地表时流体富集和分离成含矿流体,分别形成浅成岩型磁铁矿和喷出岩型自然铜矿。新疆北部各类幔源岩浆矿床从早到晚主要产于3期构造阶段/构造类型: 大陆裂解期、板块俯冲期、碰撞/后碰撞造山期(又分3个阶段: 碰撞后伸展阶段、幔柱叠加造山阶段、后碰撞结束阶段)。     

峨眉山大火成岩省铂族元素地球化学与矿化机理

铂族元素(PGE)有着区别于其他微量元素的特殊的地球化学性质,使得它们在幔源岩浆起源和演化以及岩浆硫化物矿床的成因研究中具有不可替代的作用.     

中国西部典型铜镍矿床亲铜元素特征对比

通过对喀拉通克、黄山东、金川和白马寨4个铜镍矿床亲铜元素特征进行比较,结果发现所有矿床具有相似的左倾原始地幔标准化配分模式和铂族元素明显亏损的共同特点;其亲铜元素质量分数却明显不同,铂族元素质量分数最高的金川铜镍矿床以Ni为主,喀拉通克矿床则表现为Cu占优势;矿床的初始岩浆为铂族元素不亏损的玄武质岩浆,应是地幔岩石较高程度部分熔融的产物;少量硫化物预先熔离是造成中国铜镍矿床成矿母岩浆亏损铂族元素和w（Cu）/w（Pd）远大于原始地幔（w（Cu）/w（Pd））的控制因素;不同程度（量）的硫化物熔离导致母岩浆中亲铜元素质量分数不同,R值低不是主要原因;早期发生硫饱和可能是铜镍矿床成矿的必要条件,成矿的关键可能在于新鲜岩浆的不断补给;少量硫化物预先熔离结合不含矿岩石亏损铂族元素,暗示这些矿区深部具有找矿潜力。     

幔源岩浆氧化还原状态及对岩浆矿床成矿的制约

岩浆的氧化还原状态是控制许多基本地质过程的关键热动力学参数之一。估算玄武质岩浆和源区岩石氧化还原状态的常用方法主要包括多价元素的价态、多价元素的分配系数、共存矿物对的化学平衡和全岩化学比值。岩石学实验的深入和分析技术手段的快速发展使精确估算岩浆氧逸度成为可能。这有力地促进了对地幔源区成分、岩浆的部分熔融程度和熔融方式与分异演化历史,以及岩浆矿床的成因机制及成矿过程的研究。幔源岩浆的氧化还原状态复杂多变,不仅与构造背景有关,还与地幔深度(压力)、交代作用和部分熔融有着密切联系。而在岩浆到达浅部地壳后,结晶分异、岩浆去气和同化混染等过程也能不同程度地改变岩浆的氧逸度。因此,即使来自同一构造背景的幔源岩浆也呈现出明显的氧逸度不均一性。氧逸度的高低对源区部分熔融过程中金属元素的地球化学行为、岩浆的分异演化趋势、Fe-Ti-V氧化物饱和时间的早晚和S在岩浆中的溶解度具有明显的控制作用。因此,岩浆的氧逸度对钒钛磁铁矿矿床和汇聚板块边缘的岩浆硫化物矿床的成矿过程具有显著的影响。     

高镍铜镍矿床的特征、形成机制与勘查展望

岩浆铜镍矿床100%硫化物中的Ni含量与赋矿岩石和成矿过程紧密相关,记录岩浆成分、分异程度与硫化物演化过程。硫化物异常高镍(高镍硫化物)往往被认为与科马提质岩浆或者后期热液作用密切相关。近年研究结合勘查证实,赋含高镍硫化物的矿床(高镍铜镍矿床)不仅限于科马提岩,还与苦橄质、玄武质岩浆有关,另外,热液富集作用并不是必要因素。本文总结了世界上高镍铜镍矿床的基本特征和形成机制,分析提出了不同机制的判别标志,并展望了其勘查前景。详细对比高镍铜镍矿床的产出环境、赋矿岩相、矿石特征、矿物组合等特征,该类矿床往往产于大陆裂谷和造山带环境,与基性程度较高的岩浆有关,以橄榄岩赋矿为主,含镍硫化物组合主要为镍黄铁矿-磁黄铁矿-黄铜矿组合,少数为针镍矿-镍黄铁矿-黄铁矿组合。科马提岩相关矿床可将Ni含量大于16%的硫化物定义为高镍硫化物,苦橄质-玄武质岩浆相关矿床的硫化物可分为高镍硫化物(Ni10%)、中镍硫化物(5%～10%)和富铜硫化物(Ni5%,CuNi)。原生高镍硫化物可由富镍岩浆熔离、硫化物从橄榄石中吸取Ni、硫化物结晶分异、硫化物与硫不饱和岩浆反应等机制形成。苦橄质-玄武质岩浆相关的矿床,硫化物与橄榄石的Fe-Ni交换反应是高镍硫化物形成的重要机制。辉石岩源区地幔部分熔融形成富镍岩浆是否为高镍硫化物形成的必要条件尚存争议。不同机制形成的高镍硫化物具有迥异的岩石-矿物组合和地化特征。硫化物矿物组合、橄榄石成分(Fo值、Ni含量、Fo值-Ni含量的相关性)、伴生元素(铜、铂族元素)丰度-配分模式等特征可作为区分不同高镍硫化物形成机制的有效指标。我国新疆黄山南、坡一和青海夏日哈木矿床(部分浸染状矿化橄榄岩)以赋含高镍硫化物为特征,新疆喀拉通克矿床的硫化物则以富铜为特征,中国其余矿床的硫化物均属中镍硫化物。目前研究指示中国的高镍铜镍矿床与母岩浆相对富镍、硫化物与橄榄石Fe-Ni交换作用密切相关,后者可使硫化物Ni含量提升3%～5%。在铜镍矿床勘查方面,稀疏-中等浸染状高镍硫化物矿石即可达到工业品位,稠密浸染状-块状高镍硫化物矿石可达到很高的Ni品位(10%),是高品位镍矿勘查的一个重要方向。造山带环境富水、相对高氧逸度(可高达QFM+1)的岩浆可能是形成高镍硫化物的有利条件,该环境橄榄石Fo值较高(87mol%)的岩体有利于形成高镍硫化物。     

塔里木克拉通东北缘二叠纪镁铁质岩浆氧化物与硫化物成矿条件对比

塔里木克拉通东北缘坡北、磁海等地二叠纪幔源岩浆活动形成了镍钴硫化物矿床和铁钴氧化物矿床，两者赋矿镁铁 超镁铁岩体的年龄相近(290~260 Ma)，主、微量元素和Sr Nd Hf同位素组成相似，分配系数接近的微量元素比值分布于相同趋势线，揭示两者岩浆源区相同，可能为俯冲板片流体交代的亏损地幔或软流圈地幔。两类矿床镁铁 超镁铁质岩中Co与Ni含量正相关，Co主要富集在基性程度高的岩石中；块状硫化物与磁铁矿矿石中Co与Ni相关性差，Co和Ni具有不同的富集机制，Co热液富集作用明显。北山镁铁 超镁铁杂岩体是地幔柱相关软流圈上涌，诱发俯冲板片交代的亏损岩石圈地幔发生部分熔融，形成的高镁母岩浆演化过程中经历壳源混染、硫化物饱和富集镍钴形成铜镍钴硫化物矿床，富铁母岩浆氧逸度高、富水，岩浆分离结晶磁铁矿、叠加热液作用富集钴，形成铁钴氧化物矿床。     

Chalcophile element partitioning between sulfide phases and hydrous mantle melt: Applications to mantle melting and the formation of ore deposits

Understanding the geochemical behavior of chalcophile elements in magmatic processes is hindered by the limited partition coefficients between sulfide phases and silicate melt, in particular at conditions relevant to partial melting of the hydrated, metasomatized upper mantle. In this study, the partitioning of elements Co, Ni, Cu, Zn, As, Mo, Ag, and Pb between sulfide liquid, monosulfide solid solution (MSS), and hydrous mantle melt has been investigated at 1200 °C/1.5 GPa and oxygen fugacity ranging from FMQ−2 to FMQ+1 in a piston-cylinder apparatus. The determined partition coefficients between sulfide liquid and hydrous mantle melt are: 750–1500 for Cu; 600–1200 for Ni; 35–42 for Co; 35–53 for Pb; and 1–2 for Zn, As, and Mo. The partition coefficients between MSS and hydrous mantle melt are: 380–500 for Cu; 520–750 for Ni; ∼50 for Co; <0.5 for Zn; 0.3–6 for Pb; 0.1–2 for As; 1–2 for Mo; and >34 for Ag. The variation of the data is primarily due to differences in oxygen fugacity. These partitioning data in conjunction with previous data are applied to partial melting of the upper mantle and the formation of magmatic-hydrothermal Cu–Au deposits and magmatic sulfide deposits.I show that the metasomatized arc mantle may no longer contain sulfide after >10–14% melt extraction but is still capable of producing the Cu concentrations in the primitive arc basalts, and that the comparable Cu concentrations in primitive arc basalts and in MORB do not necessarily imply similar oxidation states in their source regions.Previous models proposed for producing Cu- and/or Au-rich magmas have been reassessed, with the conclusions summarized as follows. (1) Partial melting of the oxidized (fO₂ > FMQ), metasomatized arc mantle with sulfide exhaustion at degrees >10–14% may not generate Cu-rich, primitive arc basalts. (2) Partial melting of sulfide-bearing cumulates in the root of thickened lower continental crust or lithospheric mantle does not typically generate Cu- and/or Au-rich magmas, but they do have equivalent potential as normal arc magmas in forming magmatic-hydrothermal Cu–Au deposits in terms of their Cu–Au contents. (3) It is not clear whether partial melting of subducting metabasalts generates Cu-rich adakitic magmas, however adakitic magmas may extract Cu and Au via interaction with mantle peridotite. Furthermore, partial melting of sulfide-bearing cumulates in the deep oceanic crust may be able to generate Cu- and Au-rich magmas. (4) The stabilization of MSS during partial melting may explain the genetic link between Au-Cu mineralization and the metasomatized lithospheric mantle.The chalcophile element tonnage, ratio, and distribution in magmatic sulfide deposits depend on a series of factors. This study reveals that oxygen fugacity also plays an important role in controlling Cu and Ni tonnage and Cu/Ni ratio in magmatic sulfide deposits. Cobalt, Zn, As, Sn, Sb, Mo, Ag, Pb, and Bi concentrations and their ratios in sulfide, due to their different partitioning behavior between sulfide liquid and MSS, can be useful indices for the distribution of platinum-group elements and Au in magmatic sulfide deposits.     

Geochemical Characteristics and Metallogenesis of the Qingkuangshan Ni‐Cu‐PGE Mineralized Mafic‐Ultramafic Intrusion in Huili County,Sichuan Province,SW China

The Qingkuangshan Ni-Cu-PGE deposit, located in the Xiaoguanhe region of Huili County, Sichuan Province, is one of several Ni-Cu-PGE deposits in the Emeishan Large Igneous Province (ELIP). The ore-bearing intrusion is a mafic-ultramafic body. This paper reports major elements, trace elements and platinum-group elements in different types of rocks and sulfide-mineralized samples in the intrusion. These data are used to evaluate the source mantle characteristics, the degree of mantle partial melting, the composition of parental magma and the ore-forming processes. The results show that Qingkuangshan intrusion is part of the ELIP. The rocks have trace element ratios similar to the coeval Emeishan basalts. The primitive mantle-normalized patterns of Ni-Cu-PGE have positive slopes, and the ratios of Pd/Ir are lower than 22. The PGE compositions of sulfide ores and associated rocks are characterized by Ru depletion. The PGE contents in bulk sulfides are slightly depleted relative to Ni and Cu, which is similar to the Yangliuping Ni-Cu-PGE deposit. The composition of the parental magma for the intrusion is estimated to contain about 14.65 wt% MgO, 48.66 wt% SiO2 and 15.48 wt% FeOt, and the degree of mantle partial melting is estimated to be about 20%. In comparison with other typical Ni-Cu-PGE deposits in the ELIP, the Qingkuangshan Ni-Cu-PGE deposit has lower PGE contents than the Jinbaoshan PGE deposit, but has higher PGE contents than the Limahe and Baimazhai Ni-Cu deposit, and has similar PGE contents to the Yangliuping Ni-Cu-PGE deposit. The moderate PGE depletions in the bulk sulfide of the Qingkuanghan deposit suggest that the parental magma of the host intrusion may have undergone minor sulfide segregation at depth. The mixing calculations suggests that an average of 10% crustal contamination in the magma, which may have been the main cause of sulfide saturation in the magma. We propose that sulfide segregation from a moderately PGE depleted magma took place prior to magma emplacement at Qingkuangshan, that small amounts of immiscible sulfide droplets and olivine and chromite crystals were suspended in the ascending magma, and that the suspended materials settled down when the magma passed trough the Qingkuangshan conduit. The Qingkuangshan sulfide-bearing intrusion is interpreted to a feeder of Emeishan flood basalts in the region.     

流体在岩浆型铬铁矿和铂族元素成矿过程中的作用及意义

镁铁- 超镁铁岩是揭示地幔物质组成和壳幔相互作用的重要窗口，也是Ni- Cu- PGE- Cr等金属矿产资源的重要载体。不同的镁铁- 超镁铁岩体赋矿特征明显不同：蛇绿岩以产出铬铁矿床为特征，阿拉斯加型岩体主要赋含铂族元素(PGE)矿床，大型层状岩体则可同时产出铬铁矿床、PGE矿床和Cu- Ni硫化物矿床。这种成矿差异显然与赋矿岩体形成的构造背景、母岩浆经历的岩浆演化过程有关，但缺少关键控制因素的研究。前人对上述不同种类矿床的研究工作主要集中于地幔源区的部分熔融、上升过程中或岩浆房内的围岩混染和结晶分异等岩浆过程，而极少关注流体作用。近年来，实验岩石学和岩石地球化学的研究均表明幔源岩浆演化过程中的流体活动可能对成矿元素的富集迁移起到至关重要的作用，同时这些成矿元素的赋存状态和分配系数也在不断更新。厘清Cr和PGE在熔体演化——尤其是流体出溶过程中的地球化学行为，刻画并揭示其迁移富集、分离和再富集的成矿过程及控制因素，已成为当前岩浆矿床研究的热点。本文围绕富水流体与铬铁矿和PGE成矿关系的科学问题，总结了不同镁铁- 超镁铁岩体的成矿差异以及铬铁矿和PGE矿床成矿过程中的流体活动记录，提出流体性质和组分对铬铁矿和PGE迁移富集的控制作用，强调有必要开展蛇绿岩、大型层状镁铁- 超镁铁岩体和阿拉斯加型岩体的对比研究。