趙彥鋒，康 珍，凌錦蘭，趙雙喜，王永剛，申大力，姜常義

（1．長安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054；2．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，陜西 西安 710054；3．青海省核工業(yè)地質(zhì)局，青海 西寧 810000）

0 引 言

2008年，青海省核工業(yè)地質(zhì)局在柴達(dá)木地塊北緣的牛鼻子梁巖體中發(fā)現(xiàn)了銅鎳硫化物礦體，這是首次在柴達(dá)木地塊周緣發(fā)現(xiàn)該類礦床。隨后，筆者對該巖體和礦床開展了初步的綜合研究。與世界上近年來發(fā)現(xiàn)的銅鎳硫化物礦床一樣，牛鼻子梁礦床也賦存在一個小型鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)層狀巖體中［1－9］。

對于銅鎳硫化物礦床而言，大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家持有4點共識：①成礦金屬元素全部來自于巖漿；②從質(zhì)量平衡角度看，無論含礦巖體規(guī)模如何，大礦床必然是從大體積的巖漿中分凝出來的；③主要成礦階段屬于巖漿階段，疊加有熱液階段成礦作用；④Ni、IPGE（Is、Qs和 Ru）在巖漿階段富集，而 Cu、Au、PPGE（Rh、Pt和Pd）在熱液階段富集［10］。

對于成礦過程，觀點的分歧集中體現(xiàn)在金川模式和 Noril'sk－Talnah 模 式 的 差 別［1－9，11－13］。 具 體 表現(xiàn)為：①含礦巖體是巖漿通道，還是終端巖漿房；②硫化物礦漿是在巖漿通道中逐漸凝聚形成的，還是在中間巖漿房（位于終端巖漿房和地幔源區(qū)之間）形成的；③巖漿、含礦巖漿和礦漿的分凝和上侵是連續(xù)過程，還是脈動式過程；④外來硫的加入和同化混染是否是成礦不可或缺的條件［14］。筆者以柴達(dá)木地塊北緣牛鼻子梁銅鎳礦為研究對象，分析確認(rèn)其成礦過程是脈動式過程還是連續(xù)過程，并探討硫化物熔離機制。

1 巖體地質(zhì)與巖石組合

青海茫崖牛鼻子梁巖體位于阿爾金南緣斷裂南側(cè)約30km處，其大地構(gòu)造位置屬柴達(dá)木地塊北緣的俄博梁元古宙古陸斷隆區(qū)（圖1），可以判定巖體產(chǎn)出的地質(zhì)背景為古老地塊邊緣。巖體的直接圍巖為古元古界金水口巖群，主要巖石類型有條帶狀和眼球狀混合巖、黑云母變粒巖、各種片麻巖、斜長角閃巖、鎂質(zhì)大理巖、二輝石麻粒巖等。受阿爾金斷裂影響，研究區(qū)內(nèi)斷層呈現(xiàn)出復(fù)雜多樣、活動頻繁等特征，這些斷層對巖體的破壞作用很大。

圖1 牛鼻子梁巖體地質(zhì)圖Fig．1 Geological Map of Niubiziliang Intrusion

牛鼻子梁巖體的出露面積約8km2，平面形態(tài)呈長條狀，長軸近東西向，長約6km，最大寬度約1．5km。現(xiàn)有鉆孔資料表明，越靠近巖體近東西向的中軸部位巖體深度越大，從中軸部位向南北兩側(cè)巖體厚度逐漸減薄。由于鉆孔資料有限，尚未確定巖體的最大深度，初步判斷巖體形態(tài)為巖床狀。該巖體具層狀和紋層狀構(gòu)造，超鎂鐵質(zhì)巖石和鎂鐵質(zhì)巖石往往呈韻律性互層，層理明顯［圖2（a）］，具有清晰的垂直分帶。其下部以超鎂鐵質(zhì)巖石為主，中部以鎂鐵質(zhì)巖石為主，上部以淡色輝長巖、閃長巖為主［圖2（b）］。這表明牛鼻子梁巖體為一鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)層狀巖體，同時也證明巖漿經(jīng)歷了以分離結(jié)晶為主導(dǎo)性機制的分異演化過程。該巖體剝蝕程度較低，與圍巖為侵入接觸關(guān)系［圖2（c）］，巖體西端仍保留了圍巖的殘留頂蓋（或頂垂體）［圖2（d）］，二者發(fā)生了較大規(guī)模的同化混染，在巖體內(nèi)多處見有金水口巖群的捕虜體［圖2（e）］。捕虜體塊度一般不超過50cm。鏡下觀察表明，同化混染程度遠(yuǎn)超過肉眼所及范圍［圖2（f）］。捕虜體主要為片麻狀石英閃長巖、黑云母片巖和黑云斜長片麻巖。

圖2 牛鼻子梁巖體特征照片和柱狀圖Fig．2 Columnar Section and Photos of Characteristics of Niubiziliang Intrusion

根據(jù)牛鼻子梁巖體巖石類型、巖體見礦情況以及被F1、F2斷層切割破壞的現(xiàn)狀，可將牛鼻子梁巖體劃分為3個區(qū)塊（圖1）：①號區(qū)塊為巖體西段F1斷層以南、F2斷層以北被兩斷層切割限制的超鎂鐵質(zhì)巖區(qū)塊；②號區(qū)塊為F2斷層以南的鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖區(qū)塊；③號區(qū)塊為F1、F2斷層北側(cè)的鎂鐵質(zhì)巖區(qū)塊。

圖3 礦石礦物顯微照片F(xiàn)ig．3 Micrographs of Ore Minerals

①號區(qū)塊主要巖石有斜長二輝橄欖巖、斜長單輝橄欖巖、角閃二輝橄欖巖、角閃橄欖巖、角閃橄欖二輝巖、角閃橄欖輝長巖等；②號區(qū)塊主要巖石有角閃二輝橄欖巖、角閃單輝橄欖巖、角閃橄欖輝長巖、橄欖輝長巖、輝長巖、淡色輝長巖等；③號區(qū)塊主要巖石有輝石巖、輝長巖、淡色輝長巖、閃長巖等。各區(qū)塊巖石結(jié)構(gòu)類型相似，主要有堆晶結(jié)構(gòu)、包橄結(jié)構(gòu)、含長結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu)、輝長結(jié)構(gòu)等。礦物結(jié)晶順序多為橄欖石、斜長石、輝石、褐色普通角閃石。橄欖石牌號（Fo，MgSiO2摩爾分?jǐn)?shù)）為78%～84%，均屬貴橄欖石，多已蛇紋石化、滑石化；斜方輝石牌號（En，Mg2（Si2O6）摩爾分?jǐn)?shù)）為80%～84%，均屬古銅輝石，蝕變較強；單斜輝石多為頑透輝石；斜長石牌號（An，Ca（Al2Si2O6）摩爾分?jǐn)?shù)）為14%～84%，普遍發(fā)生鈉黝簾石化和絹云母化蝕變，導(dǎo)致部分斜長石牌號降低為中長石、奧長石。各類巖石中均見有原生含水礦物——褐色角閃石，在斜長二輝橄欖巖和斜長單輝橄欖巖中體積分?jǐn)?shù)較低，在角閃二輝橄欖巖、角閃橄欖巖、角閃橄欖二輝巖、角閃輝石巖中體積分?jǐn)?shù)可達(dá)40%，橄欖輝石角閃石巖中體積分?jǐn)?shù)為75%；此外，巖體中還有少量黑云母。這表明在巖漿演化的整個過程中是富水的，是有利的成礦因素。

2 礦床地質(zhì)特征

2．1 礦體地質(zhì)特征

目前進(jìn)行的勘查工作主要集中在①、②號區(qū)塊，③號區(qū)塊尚未進(jìn)行系統(tǒng)的勘查工作，研究程度相對較低。

①號區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)5個礦（化）體，均處于F1逆斷層的破碎帶中，平面上可見M1～M4等4個礦（化）體，M5為鉆探發(fā)現(xiàn)的隱伏礦化體。5個礦（化）體含礦巖石類型、礦石礦物組合及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征相似，可以認(rèn)為是同一類型的一組礦體。礦（化）體含礦巖石類型多樣，硫化物多穿插充填于破碎帶巖塊間裂隙中，顯然這不是原生礦床，應(yīng)為構(gòu)造活化的熱液型礦床。礦石礦物以黃鐵礦為主，還有少量的磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、鈦鐵礦、硫鐵鎳礦、斑銅礦、閃鋅礦、褐鐵礦、磁鐵礦、辰砂、雄黃等。礦石多為交代溶蝕結(jié)構(gòu)、（稀疏）浸染狀構(gòu)造。地表可見4個礦化體呈近東西向的楔形，長80～160m，寬2～22m，深80～160m。5個礦化體中Ni含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，后文同）最高可達(dá)1．57%，平均含量為0．12%；Cu最高為0．31%，平均為0．11%；Co最高為0．079%，平均為0．02%。Pt最高含量為24．2×10－9，平均為 15．68×10－9，Pd 最高為 10．42×10－9，平均為34．1×10－9，均接近伴生組分含量要求。以上特征表明，本區(qū)塊中硫化物多為熱液成因，5個礦（化）體為后期熱液作用的產(chǎn)物。

②號區(qū)塊鉆探發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的隱伏礦體，賦礦巖石為橄欖巖，礦石礦物主要有磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦，少量黃鐵礦、鈦鐵礦、磁鐵礦。礦石結(jié)構(gòu)類型有海綿隕鐵結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有團塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、斑點狀構(gòu)造、星點狀構(gòu)造。本區(qū)塊隱伏礦體可綜合歸并為2層。第1層為海拔3 100m左右的上層隱伏銅鎳礦（化）體，以位于西側(cè)7號勘探線的礦體厚度最大、硫化物富集程度最好，向東到8號勘探線礦體厚度逐漸減薄、硫化物逐漸分散，由西向東呈現(xiàn)出礦體厚度由大到小、富集程度由集中到分散、礦石含量由高到低的特征。盡管在不同部位有所差異，但他們均屬于同一層礦體應(yīng)該是毫無疑問的。第2層為海拔2 800～2 900m的下層隱伏礦體，累計視厚度已達(dá)31m，且由西向東呈現(xiàn)出與上層礦體相似的特征。總體來看，與上層礦體相比，下層礦體呈現(xiàn)出硫化物含量更多、厚度更大等特征。本礦體中Ni含量為0．2%～2．43%，Cu為0．10%～0．36%，Co為0．017%～0．084%。礦石礦物多種特征表明，本區(qū)塊礦體與1號區(qū)塊礦體有顯著差別，主要為含礦巖漿侵位后熔離成礦、礦漿貫入成礦，疊加有熱液成礦作用。

③號區(qū)塊面積超過巖體總面積的50%，主要巖石為大面積的輝長巖、淺色輝長巖、斜長巖，局部有少量輝石巖。囿于研究程度較低，尚未在本區(qū)塊發(fā)現(xiàn)有價值的銅鎳礦體，僅在一出露面積不足100m2的礦化蝕變體中見有明顯的銅礦化，其原生硫化物大多已遭受氧化淋濾，但仍保留了原礦物形態(tài)，其粒徑為0．5～1．0mm，個別粒徑達(dá)到2．0mm，反映出原生礦物為海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。本區(qū)塊礦石礦物有黃鐵礦、褐鐵礦、鈦鐵礦、磁鐵礦、尖晶石、金紅石等，未見原生含銅礦石礦物。礦石礦物具交代結(jié)構(gòu)、海綿隕鐵結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)，細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、星點狀構(gòu)造。經(jīng)鏡下觀察及電子探針確定該礦化蝕變體還有金礦化，為一銅金礦化體，這應(yīng)該是后期熱液萃取巖體中金屬元素并在局部富集的結(jié)果。

2．2 礦相學(xué)特征

牛鼻子梁巖體中含有多種硫化物，其中原生硫化物以磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦為主，表生氧化作用在局部生成少量的孔雀石、銅藍(lán)等次生銅礦物。以上這些礦物是賦存Cu、Ni以及貴金屬元素（PGE＋Au）的主要載體。以硫化物表現(xiàn)出來的特征，將硫化物劃分為3個成礦期。

第1期屬于巖漿期，硫化物含量少，以磁黃鐵礦為主，含少量鎳黃鐵礦和黃銅礦，分布多樣。在各區(qū)塊橄欖巖相、輝石巖相巖石以及塊狀礦石的巖屑中均可見，呈星點狀、乳滴狀、（稀疏）浸染狀，少量海綿隕鐵狀。這些硫化物應(yīng)為巖漿和礦漿熔離不完全而在巖漿中的殘留部分。在巖漿冷卻固結(jié)后較長的一段時間內(nèi)，局部溫度差異較小，鎳黃鐵礦、黃銅礦出溶相對較自由，因而鎳黃鐵礦和黃銅礦多在磁黃鐵礦的中心或邊緣出溶［圖3（a）、（b）］。此類硫化物在①、②號區(qū)塊中常見。

第2期屬于礦漿期，硫化物含量可達(dá)80%，以磁黃鐵礦為主，含少量鎳黃鐵礦和黃銅礦，具海綿隕鐵結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。本期硫化物中普遍包裹有粒度不均一的巖屑，主要組成礦物多已蝕變?yōu)樯呒y石、滑石、伊丁石等，其原生礦物應(yīng)為橄欖石和輝石。磁黃鐵礦含量占本期硫化物的80%～90%，其顯著特征為發(fā)育因塑性剪切而形成的變形雙晶［圖3（c）］；鎳黃鐵礦大多圍繞巖屑邊緣［圖3（d）］或者是沿巖屑間裂隙［圖3（e）］呈結(jié)狀［圖3（f）］或鏈條狀［圖3（g）］分布，表明巖屑影響了鎳黃鐵礦出溶以及出溶后的分布，還可以說明在礦漿貫入前巖體已經(jīng)冷凝固結(jié)成巖，崩碎的巖屑混入礦漿降低了局部單硫化物固溶體（MSS）的溫度，使得熔點低的鎳黃鐵礦和熔點高的磁黃鐵礦分離，因此巖屑邊部常有鎳黃鐵礦圍繞。由此可以推斷，礦漿在上涌貫入巖體時，巖體已經(jīng)完全固結(jié)，礦漿與巖體中崩碎的巖屑也進(jìn)行了同化混染，在此過程中Ni、Cu等親硫元素會進(jìn)入硫化物熔體中，促進(jìn)成礦元素的富集。黃銅礦少見，也具有圍繞巖屑分布的特征［圖3（h）］，見有文象結(jié)構(gòu)［圖3（i）］，應(yīng)為黃銅礦出溶斑銅礦。此期硫化物多見于②號區(qū)塊深部。

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第3期屬于熱液期，硫化物種類繁多，以黃鐵礦為主，少量的磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦也形成于本期。本期硫化物常沿裂隙［圖3（j）］交代早期礦物，多見于①號區(qū)塊。②號區(qū)塊礦漿期塊狀礦石的巖屑中也見有星點狀—細(xì)脈狀熱液生成的硫化物，這表明在礦漿貫入之前，巖體已遭受了至少一次的熱液交代，同時也說明熱液在巖體、礦體形成的整個過程中活動頻繁。此類硫化物在各區(qū)塊均常見。

2．3 礦石礦物晶體化學(xué)

磁黃鐵礦主要見于②號區(qū)塊，①號區(qū)塊僅見少量，其組成見表1。通過對比發(fā)現(xiàn)，①號區(qū)塊磁黃鐵礦中Fe含量明顯偏低，S含量明顯偏高，F(xiàn)e與S原子個數(shù)比值低，為0．71～0．84；而②號區(qū)塊Fe、S含量范圍較小，F(xiàn)e與S原子個數(shù)比值較高，為0．97～1（表2）。其原因主要是：①號區(qū)塊處于F1斷層破碎帶中，遭受了長期氧化淋濾的磁黃鐵礦會丟失Fe；熱液階段有雄黃生成，表明熱液階段有足量的S，熱液交代作用會使被交代的磁黃鐵礦S的測試含量偏高；②號區(qū)塊磁黃鐵礦Fe、S含量較小的變化范圍反映出單硫化物固溶體從硅酸鹽巖漿中熔離時的溫度和壓力較為穩(wěn)定。

陳殿芬研究發(fā)現(xiàn)，磁黃鐵礦中的Co、Ni含量都很高，分別為0．02%～0．15%、0．042%～1．40%，w（Co）／w（Ni）為0．02～0．24，小于1，在銅鎳硫化物礦床中的磁黃鐵礦是富鎳貧鈷的礦物［15］。①號區(qū)塊磁黃鐵礦中Co、Ni含量遠(yuǎn)大于陳殿芬的研究成果，而②號區(qū)塊磁黃鐵礦中Ni稍偏低，Co稍偏高。這表明①號區(qū)塊主要被構(gòu)造活化的熱液交代，且在很大程度上使得磁黃鐵礦中Ni、Co含量升高，②號區(qū)塊主要受巖漿熱液交代作用影響，其交代作用對Ni、Co含量的影響有限。②號區(qū)塊中硫化物多為礦漿期生成，這表明該期單硫化物固溶體是貧鎳的，致使形成的磁黃鐵礦鎳含量很低。部分磁黃鐵礦中含有的Au應(yīng)該是硫化物形成時的機械混入物。

鎳黃鐵礦主要元素含量見表3。其中，Ni含量為26．36%～32．08%，F(xiàn)e為32．27%～36．07%，S為29．94%～33．78%。天然鎳黃鐵礦的 Fe、Ni、S含量通常在較大范圍內(nèi)變動，Ni為32．57%～37．87%，F(xiàn)e為27．39%～33．30%，S為32．23%～32．87%［15］。顯然，鎳黃鐵礦中，Ni含量偏低，F(xiàn)e含量偏高。巖體中鎳黃鐵礦大多出溶于磁黃鐵礦。由表3可知，部分礦物晶體化學(xué)式中Fe與Ni配比相對個數(shù)之和偏低（約為8）。一定程度上的類質(zhì)同象會使得鎳黃鐵礦中Ni的相對含量偏低；其次，礦相學(xué)觀察表明鎳黃鐵礦出溶多發(fā)生在局部，且大多鎳黃鐵礦并沒有完全出溶，這使得鎳黃鐵礦中Fe含量偏高的同時在一定程度上使Ni的相對含量降低；其三，如磁黃鐵礦研究中所述，礦漿期單硫化物固溶體是貧鎳的，致使形成的磁黃鐵礦鎳含量很低。值得注意的是，鎳黃鐵礦中Co的含量明顯偏高，Co趨向于與Ni進(jìn)行類質(zhì)同象置換。

表1 磁黃鐵礦X射線電子探針分析測試結(jié)果Tab．1 Electron Probe X－ray Microanalyser Data of Pyrrhotite

表2 各區(qū)塊磁黃鐵礦組成對比Tab．2 Comparison of Composition of Pyrrhotites in Different Blocks

表3 鎳黃鐵礦X射線電子探針分析測試結(jié)果Tab．3 Electron Probe X－ray Microanalyser Data of Pentlandite

3 討 論

3．1 硫飽和機制

世界級銅鎳硫化物礦床研究表明，巖漿型銅鎳硫化物礦床形成的關(guān)鍵在于巖漿中的S達(dá)到飽和并與親銅元素結(jié)合形成硫化物，隨之硫化物溶體從硅酸鹽巖漿中熔離出來，在一定空間內(nèi)與足夠的硅酸鹽巖漿混合使親銅元素含量提高，并保存于合適的空間［16］。富鐵熔漿的硫化作用將會導(dǎo)致硫化物與硅酸巖熔漿的不混融，從而形成礦漿［17］。因此，S的活度和溶解度是巖漿硫化物礦床最直接的控礦因素。巖漿中硫飽和機制的認(rèn)識主要有：地殼混染、巖漿的結(jié)晶分異以及地殼硫的加入［18－21］。對于巖漿型Ni－Cu－（PGE）硫化物礦床來說，硫飽和的機制可以是一種，也可以是多種。

3．1．1 同化混染

野外宏觀以及鏡下微觀觀察表明，巖體與圍巖發(fā)生了強烈的同化混染作用。巖體與金水口巖群的同化混染作用會增加SiO2活度，降低巖漿中硫達(dá)到飽和點的溶解度，促進(jìn)巖漿中硫達(dá)到飽和，從而使其熔離。塊狀礦石中礦漿與巖屑的同化混染作用會在一定程度上富集成礦金屬元素，促進(jìn)硫化物礦漿與巖漿的分離。

牛鼻子梁巖體巖漿分異充分，大多數(shù)巖石為堆晶巖，相帶清楚。斜長二輝橄欖巖、斜長單輝橄欖巖、角閃二輝橄欖巖、角閃橄欖巖主要由堆晶相組成，角閃橄欖二輝巖、黑云母化二輝巖、角閃輝石巖、橄欖輝石角閃石巖、角閃橄欖輝長巖和輝長巖是適度演化的巖漿形成的，石英閃長巖和英云閃長巖是巖漿充分演化的產(chǎn)物。在巖漿演化過程中，橄欖石、輝石、斜長石、角閃石等礦物發(fā)生了顯著的分離結(jié)晶作用，其中橄欖石、輝石的分離結(jié)晶作用會急劇降低巖漿中的Fe2＋活度，增加SiO2活度，從而降低硅酸鹽巖漿中硫達(dá)到飽和點的溶解度，促進(jìn)巖漿中硫達(dá)到飽和而使其熔離。

由此可見，以分離結(jié)晶作用為主導(dǎo)的巖漿分異和嚴(yán)重的同化混染作用共同導(dǎo)致了牛鼻子梁巖體的硫化物熔離與成礦。

3．2 物質(zhì)來源

硫同位素在研究成礦物質(zhì)來源以及礦床成因等方面都起著重要作用。所采集的5件硫化物樣品在北京核工業(yè)地質(zhì)研究所采用MAT－251進(jìn)行單硫化物硫同位素測試，其結(jié)果見表4。

從表4可以看出，除樣品NS－5外，其余4件樣品硫同位素組成（δ（34S））變化范圍很窄小，均在2．8×10－3以下。一般認(rèn)為自然界硫同位素組成最穩(wěn)定的載體是隕石，其δ（34S）變化范圍很小，只有±3×10－3，通常以隕石硫同位素組成代表地球原始硫同位素組成。國內(nèi)外眾多巖漿銅鎳硫化物礦床的研究結(jié)果表明，若上地幔中的硫仍保持著地球硫的原始狀態(tài)，未發(fā)生過明顯分餾，則硫同位素成分應(yīng)與隕石硫相近。金川礦床δ（34S）（（－2．60～3．07）×10－3）［22］、紅旗嶺3號巖體δ（34S）（（－1．7～0．3）×10－3）［23］、紅旗嶺7號巖體δ（34S）（（－2．8～1．94）×10－3）［24］和喀拉通克礦床δ（34S）（－2．50～3．0）×10－3）［25］均接近上地幔（（－3～3）×10－3）［26］，表明這些礦床中的硫均源于上地幔。對于牛鼻子梁巖體來說，除樣品 NS－5外，其余4件樣品的δ（34S）（（－1．4～－2．8）×10－3）與隕石硫相近，因此可以推斷牛鼻子梁巖體中的硫主要源于幔源巖漿。樣品NS－5的δ（34S）為－8．4×10－3，較其他硫化物差異很大，考慮圍巖是一套高級變質(zhì)巖（一般δ（34S）為（－20～20）×10－3）［27］，且野外觀察和鏡下研究均表明巖體和圍巖發(fā)生了強烈的同化混染，因此，應(yīng)有少量硫來自于圍巖或深循環(huán)地下水。

表4 硫同位素組成分析結(jié)果Tab．4 Analysis of Sulfur Isotope Composition

3．3 成礦過程

根據(jù)牛鼻子梁巖體中3個成礦期硫化物分布特點，礦床至少經(jīng)歷了4個成礦階段：第1階段主要為星點狀—（稀疏）浸染狀分布的礦化體，是含礦巖漿上涌而成；第2階段主要為位于海拔3 100m左右的層狀礦體，為含礦巖漿熔離－礦漿貫入型礦床，形成浸染狀、海綿隕鐵狀和塊狀礦石；第3階段主要為位于海拔2 800～2 900m的層狀礦體，為巖漿熔離－貫入型礦床，形成浸染狀、海綿隕鐵狀和塊狀礦石，因距離斷層較近，因此形成的礦體受到的熱液交代作用更廣泛；第4階段主要為巖漿演化的殘余熱液對巖體或者礦體進(jìn)行交代形成的疊加礦體。包裹在塊狀礦石中的巖屑含有少量海綿隕鐵狀的硫化物，并且硫化物具熱液交代蝕變特征；因此，在礦漿貫入前至少發(fā)生了一次熱液交代作用，熱液交代活動頻繁且廣泛。

牛鼻子梁層狀巖體的堆晶層理可以劃分出多個堆晶韻律和旋回，表明該巖體是由多批次的巖漿貫入形成。與此相對應(yīng)，成礦過程也表現(xiàn)為多階段性。由此證明，在該巖體下面應(yīng)該有一個中間巖漿房。在該巖漿房內(nèi)及從該巖漿房向終端巖漿房（巖體現(xiàn)存的空間）上侵的過程中，以及進(jìn)入終端巖漿房之后，原本均勻的巖漿分異成為不含礦巖漿（以鎂鐵質(zhì)巖漿為主）、含礦巖漿（以固結(jié)后形成橄欖巖的超鎂鐵質(zhì)巖漿為主）和礦漿。這些具有不同化學(xué)組成的液態(tài)物質(zhì)多批次上侵，形成了層狀巖體和層狀礦體。成礦過程具有多階段性的最直接證據(jù)是一些塊狀礦石中含有超鎂鐵巖角礫。超鎂鐵巖固結(jié)并經(jīng)構(gòu)造作用而破碎之后，礦漿才貫入；因此，巖體與礦體的形成過程都具有多階段脈動式特點，而非連續(xù)過程。

4 結(jié) 語

（1）牛鼻子梁巖體為鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)層狀巖體，堆晶結(jié)構(gòu)與堆晶層理發(fā)育，具多個堆晶韻律與旋回，巖石類型豐富，具有橄欖巖相、輝石巖相和輝長巖相等多種巖石類型。巖漿富水且經(jīng)歷了以分離結(jié)晶為主導(dǎo)的分異演化過程。

（2）巖漿與圍巖之間經(jīng)歷了嚴(yán)重的同化混染作用。

（3）牛鼻子梁巖體中硫化物分布特點表明，礦床至少經(jīng)歷了3個成礦期和4個成礦階段。

（4）硫同位素分析表明，成礦物質(zhì)主要來源于上地幔。牛鼻子梁礦床為一深部熔離－貫入式礦床。

（5）巖漿自身的分異演化與同化混染作用共同導(dǎo)致了硫化物熔離；成礦過程具有明顯的多期多階段性，而非連續(xù)過程。

［1］ 湯中立．超大型巖漿硫化物礦床的類型及地質(zhì)對比意義［J］．甘肅地質(zhì)學(xué)報，1992，1（1）：24－47．TANG Zhong－li．Classification and Geological Contrastable Significance of Super Large Magmatic Sulfide Deposits［J］．Acta Geologica Gansu，1992，1（1）：24－47．

［2］ 湯中立，李文淵．金川銅鎳硫化物（含鉑）礦床成礦模式及地質(zhì)對比［M］．北京：地質(zhì)出版社，1995．TANG Zhong－li，LI Wen－yuan．Metallogenic Models and Geology Comparation of Jinchuan Cu－Ni Sulphide（Bearing－PGE）Deposits［M］．Beijing：Geological Publishing House，1995．

［3］ 湯中立．中國巖漿硫化物礦床的主要類型［J］．甘肅地質(zhì)學(xué)報，1996，5（1）：45－49．TANG Zhong－li．Main Types of Magmatic Sulfide Deposits in China［J］．Acta Geologica Gansu，1996，5（1）：45－49．

［4］ 湯中立．超大型 Ni－Cu（Pt）巖漿礦床的劃分與找礦［J］．地質(zhì)與勘探，2002，38（3）：1－7．TANG Zhong－li．Dividing and Prospecting for Superlarge Scale Ni－Cu（Pt）Magmatic Sulfide Deposits［J］．Geology and Prospecting，2002，38（3）：1－7．

［5］ 湯中立．中國的小巖體巖漿礦床［J］．中國工程科學(xué)，2002，4（6）：9－12．TANG Zhong－li．Magmatic Ore Deposits in Small Rockbody in China［J］．Engineering Science，2002，4（6）：9－12．

［6］ 湯中立．中國鎂鐵、超鎂鐵巖漿礦床成礦系列的聚集與演化［J］．地學(xué)前緣，2004，11（1）：113－119．TANG Zhong－li．The Accumulation and Evolution of Metallogenic Series of the Mafic－ultramafic Magmatic Deposits in China［J］．Earth Science Frontiers，2004，11（1）：113－119．

［7］ 湯中立，錢壯志，姜常義，等．中國鎳銅鉑族巖漿硫化物礦床與成礦預(yù)測［M］．北京：地質(zhì)出版社，2006．TANG Zhong－li，QIAN Zhuang－zhi，JIANG Changyi，et al．Magmatic Ni－Cu－PGE Sulphide Deposits and Metallogenic Prognosis in China［M］．Beijing：Geological Publishing House，2006．

［8］ 湯中立，閆海卿，焦建剛，等．中國小巖體鎳銅（鉑族）礦床的區(qū)域成礦規(guī)律［J］．地學(xué)前緣，2007，14（5）：92－103．TANG Zhong－li，YAN Hai－qing，JIAO Jian－gang，et al．Regional Metallogenic Controls of Small－intrusion－h(huán)osted Ni－Cu（PGE）Ore Deposits in China［J］．Earth Science Frontiers，2007，14（5）：92－103．

［9］ 湯中立，錢壯志，姜常義，等．巖漿硫化物礦床勘查研究的趨勢與小巖體成礦系統(tǒng)［J］．地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2011，33（1）：1－9．TANG Zhong－li，QIAN Zhuang－zhi，JIANG Chang－yi，et al．Trends of Research in Exploration of Magmatic Sulfide Deposits and Small Intrusions Metallogenic System［J］．Journal of Earth Sciences and Environment，2011，33（1）：1－9．

［10］ 許 成，黃智龍，劉叢強，等．鉑族元素地球化學(xué)研究評述［J］．地學(xué)前緣，2003，10（4）：520－528．XU Cheng，HUANG Zhi－long，LIU Cong－qiang，et al．Review on Geochemistry of Platinum－group Elements［J］．Earth Science Frontiers，2003，10（4）：520－528．

［11］ NALDRETT A J．Magmatic Sulfide Deposits［M］．Oxford：Clarendon Press，1989．

［12］ NALDRETT A J，SINGH J，KRSTIC S，et al．The Mineralogy of the Voisey's Bay Ni－Cu－Co Deposit，Northern Labrador，Canada：Influence of Oxidation State on Textures and Mineral Compositions［J］．Economic Geology，2000，95（4）：889－900．

［13］ NALDRETT A J，LIGHTFOOT P C，F(xiàn)EDORENKO V，et al．Geology and Geochemistry of Intrusions and Flood Basalts of the Noril'sk Region USSR，with Implication for the Origin of the Ni－Cu Ores［J］．Economic Geology，1992，87（4）：975－1004．

［14］ 姜常義，夏昭德，凌錦蘭，等．寄主巖漿硫化物和氧化物礦床的鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖體對比分析與成礦過程評述［J］．巖石學(xué)報，2011，27（10）：3005－3020．JIANG Chang－yi，XIA Zhao－de，LING Jin－lan，et al．Comparison of Host Magmatic Sulphide and Oxide Deposits of Mafic－ultramafic Intrusions and Review the Mineralizing Process［J］．Acta Petrologica Sinica，2011，27（10）：3005－3020．

［15］ 陳殿芬．我國一些銅鎳硫化物礦床主要金屬礦物的特征［J］．巖石礦物學(xué)雜志，1995，14（4）：345－354．CHEN Dian－fen．Characteristics of Main Metallic Minerals in Some Copper－nickel Sulfide Deposits of China［J］．Acta Petrologica et Mineralogica，1995，14（4）：345－354．

［16］ NALDRETT A J．Magmatic Sulfide Deposits：Geology，Geochemistry and Exploration［M］．Berlin：Springer，2004．

［17］ 羅照華，馬拉庫舍夫 A A，潘妮亞 H A，等．銅鎳硫化物礦床的成因——以諾里爾斯克（俄羅斯）和金川（中國）為例［J］．礦床地質(zhì)，2000，19（4）：330－339．LUO Zhao－h(huán)ua，MARAKUSHEV A A，PARNIAKH H A，et al．The Origin of Copper－nickle Sulfide Deposits—Exemplified by Norilsk（Russia）and Jinchuan（China）［J］．Mineral Deposits，2000，19（4）：330－339．

［18］ LI C，NALDRETT A J．High Chlorine Alteration Minerals and Calcium－rich Brines in Fluid Inclusions from the Strathcona Deep Copper Zone，Sudbury，Ontario［J］．Economic Geology，1993，88（7）：1780－1796．

［19］ RIPLEY E M．Systematics of Sulfur and Oxygen Isotopes in Mafic Igneous Rocks and Related Cu－Ni－PGE Mineralization［C］∥KEAYS R R，LESHER C M，LIGHTFOOT P C，et al．Dynamic Processes in Magmatic Ore Deposits and Their Application to Mineral Exploration．Toronto：Geological Association of Canada，1999：111－158．

［20］ LI C S，RIPLEY E M．Empirical Equations to Predict the Sulfur Content of Mafic Magmas at Sulfide Satu－ration and Applications to Magmatic Sulfide Deposits［J］．Mineralium Deposita，2005，40（2）：218－230．

［21］ 宋謝炎，肖家飛，朱 丹，等．巖漿通道系統(tǒng)與巖漿硫化物成礦研究新進(jìn)展［J］．地學(xué)前緣，2010，17（1）：153－163．SONG Xie－yan，XIAO Jia－fei，ZHU Dan，et al．New Insights on the Formation of Magmatic Sulfide Deposits in Magma Conduit System［J］．Earth Science Frontiers，2010，17（1）：153－163．

［22］ 楊合群．金川銅鎳礦床硫同位素地球化學(xué)［J］．西北地質(zhì)，1989（2）：20－23．YANG He－qun．Sulfur Isotope Geochemistry of Jinchuan Copper－nickel Deposit［J］．Northwestern Geology，1989（2）：20－23．

［23］ 董國振，葉滿華，戴曉光，等．吉林紅旗嶺礦區(qū)3號巖體銅鎳硫化物礦床巖石學(xué)和地球化學(xué)特征研究［J］．礦產(chǎn)勘查，2012，3（3）：297－304．DONG Guo－zhen，YE Man－h(huán)ua，DAI Xiao－guang，et al．Petrology and Geochemistry Characteristics of the Cu－Ni Sulfide Deposits of the 3rd Rocks in Hongqiling Area，Jilin［J］．Mineral Exploration，2012，3（3）：297－304．

［24］ 劉 默．吉林紅旗嶺銅鎳硫化物礦床地質(zhì)特征及成因研究［D］．長春：吉林大學(xué)，2005．LIU Mo．Studies on Geological Characteristics and Genesis of Cu－Ni Sulphide Deposit in Hongqiling of Jilin［D］．Changchun：Jilin University，2005．

［25］ 孫 濤，錢壯志，黨新生，等．喀拉通克銅鎳礦床硫同位素組成特征及其地質(zhì)意義［J］．地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2010，32（4）：344－349．SUN Tao，QIAN Zhuang－zhi，DANG Xin－sheng，et al．Characteristics of Sulfur Isotope in Kalatongke Cu－Ni Deposit and Its Geological Significance［J］．Journal of Earth Sciences and Environment，2010，32（4）：344－349．

［26］ CHAUSSIDON M，LORAND J P．Sulphur Isotope Composition of Orogenic Spinel Iherzolite Massifs from Ariege（North－eastern Pyrenees，F(xiàn)rance）：An Ion Microprobe Study［J］．Geochimica et Cosmochimica Acta，1990，54（10）：2835－2846．

［27］ WHITE W M．Geol．656Isotope Geochemistry［R］．Ithaca：Cornell University，2003．