堆晶压实促进硫化物的迁移——以东天山香山东岩体为例

岩浆铜镍硫化物矿床是一类与镁铁-超镁铁岩相关的、富含镍-铜-(钴)-(铂族元素)的矿床类型,其形成与硫化物熔离、富集与迁移三个关键过程密切相关。当前,对于硫化物迁移机制,尤其是晶粥体系中硫化物的渗滤与汇聚行为,仍存在较多未知。本文以东天山黄山-镜儿泉铜镍成矿带的香山岩体东段为研究对象,通过岩石学、矿物学、亲铜元素地球化学分析与模拟计算,重点探究堆晶层中硫化物的迁移行为及其控制因素。野外和显微观察结果表明,香山东岩体橄榄岩相中硫化物含量普遍较低,多为偶见硫化物。然而,橄榄石普遍显示Ni含量的强烈亏损(低至~370×10-6),全岩Cu/Pd比值远高于原始地幔及典型玄武质岩浆,指示香山东母岩浆曾发生强烈的硫化物熔离,与实际观察结果不符。此外,岩体垂向空间上橄榄石Fo值和Ni含量呈负相关,表明橄榄石与硫化物熔体之间可能发生充分的Fe-Ni交换反应。通过全岩成分和橄榄石-硫化物共结比分析,发现橄榄石和硫化物熔体二元体系的理论Ni含量远高于实测全岩Ni含量,证实岩浆体系中大量硫化物迁出导致全岩Ni含量骤降。岩相学研究发现,Ni亏损的橄榄石普遍发育波状消光及亚晶界,且共生的单斜辉石中常见机械双晶,反映出晶粥在堆晶阶段经历了显著塑性变形与压实作用。综上结果,本文提出压实过程是促进晶粥中硫化物运移-迁出的潜在机制:压实作用在促进硫化物液滴渗滤的同时优化堆晶结构以创造运移通道,使其能够沿着孔隙通道不断迁移,最终在低应力区或构造薄弱部位汇聚成矿,因此香山东岩体深边部构造裂隙及岩体侧向膨大部位具有良好的成矿潜力。该机制对理解岩浆铜镍硫化物矿床形成具有普适意义。