东天山岩浆铜镍硫化物矿床的多期次岩浆侵位与成矿作用
——以黄山铜镍矿床为例*
2014-04-10毛亚晶秦克章唐冬梅薛胜超2冯宏业田野
毛亚晶 秦克章 唐冬梅 薛胜超2, 冯宏业 田野
1. 中国科学院新疆生态与地理研究所 新疆矿产资源研究中心, 乌鲁木齐 8300112. 中国科学院大学, 北京 1000493. 中国科学院矿产资源研究重点实验室, 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 1000294. 河北联合大学矿业工程学院地质系，唐山 063009
位于黄山-镜儿泉镁铁-超镁铁岩带西段的黄山铜镍矿田(包括黄山、黄山东、香山、黄山南矿床)，是北疆最重要的镍矿产地。矿田内各岩体都是多期岩浆侵位形成的杂岩体，且黄山东和香山铜镍矿床存在多期成矿作用。本文选取黄山大型隐伏铜镍矿床进行详细解剖，在此基础上探讨东天山地区多期成岩成矿作用及其勘查意义。黄山矿山开采揭露最新地质现象系统观察，不同岩相中橄榄石、辉石(粒径、成分)的垂向和平面剖面变化表明黄山铜镍矿床由多期岩浆侵位形成，且第三期次为主要成矿期。第三期次岩相主要由角闪二辉橄辉岩、角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩组成。角闪二辉橄辉岩底部的橄榄石核部和边部具有明显的成分差异，其橄榄石的边部相对于核部Fo值和Ni含量升高，由于橄榄石结晶过程中与晶间硫化物发生Fe-Ni的交换反应所致。第三期次的角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩岩相中橄榄石的Fo值与角闪二辉橄辉岩中橄榄石Fo值相近，但Ni含量(500×10-6～2050×10-6)高于第二侵入期次角闪二辉橄辉岩中的Ni含量(160×10-6～1000×10-6)，橄榄石和硫化物熔体的Fe-Ni交换反应或者不同的母岩浆性质是橄榄石Ni含量不同的主要原因。黄山岩体的斜方辉石都为古铜辉石，第三期次岩体角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩中含有粗粒的古铜辉石，其最大粒径(4～8mm)大于角闪二辉橄辉岩中古铜辉石(2～4mm)。单颗粒古铜辉石的Mg#值、CaO及Cr2O3含量从核部到边部有多次重复变化，反映岩浆成分存在多次变化。第三期次单斜辉石包裹的橄榄石的边部比核部具有更高的Ni含量(Fo值相似)，结合Cu、Ni、Co等元素的垂直剖面变化，本文提出新鲜岩浆补给是黄山主矿体(30号矿体)硫化物富集的重要控制因素。多次岩浆的补给暗示黄山为岩浆通道成矿系统。岩体变宽、局部膨大及岩体产状改变部位是硫化物有利的聚集部位。东天山黄山-镜儿泉地区铜镍矿床勘查过程中往往以超基性岩相为主要评价对象，根据黄山矿田其他岩体的岩石组合与矿化岩相分析，本文认为该区铜镍矿勘查过程中也要重视基性岩相(辉长岩、苏长岩、橄榄辉长岩等)的成矿潜力，对多期次岩浆作用及相对应的成矿作用应给予重视。
橄榄石；斜方辉石；多期次岩浆作用；多期成矿作用；黄山铜镍矿床；东天山
1 引言
近年研究表明，与溢流玄武岩相关的侵入体(例如，峨眉山力马河岩体)以及东天山镁铁-超镁铁杂岩体往往由多期次(阶段)岩浆活动形成(Taoetal.，2008；肖庆华等，2010；李德东等，2012；卢鸿飞等，2012；秦克章等，2012；Maoetal.，2014)，铜镍矿体赋存于其中一期或者多期岩相中。黄山矿田包括黄山、黄山东、香山和黄山南四个铜镍矿床，其矿体赋存在多期次岩浆侵入形成的杂岩体中(王润民等，1987；李德惠等，1989*李德惠, 周守沄, 殷定泰. 1989. 黄山铜镍成矿带地质、地球物理和地球化学综合研究及找矿靶区优选报告. 新疆305 项目组报告: 1-418)。
前人对黄山矿田进行了大量的研究，得到矿田的成岩年龄为274～285Ma(韩宝福等，2004；秦克章，2000；肖庆华等，2010；Qinetal.，2011；李德东等，2012)；母岩浆为高镁玄武质岩浆(Zhouetal.，2004；肖庆华等，2010；邓宇峰等，2011a，b，2012)，且源区受到俯冲物质改造(王玉往等，2004；夏明哲等，2010；Suetal.，2012；邓宇峰等，2012)。地球化学特征表明分离结晶作用和富硅质地壳的同化混染作用导致母岩浆发生硫饱和(钱壮志等，2009；胡沛青等，2010；夏明哲等，2010；邓宇峰等，2012)。黄山及新疆北部大部分铜镍矿床的硫同位素在零值附近，岩石地球化学特征显示强的分离结晶趋势，很多学者(Zhouetal.，2004；柴凤梅，2006；孙涛，2009；邓宇峰等，2011a)认为岩浆中并没有大量地壳硫的加入，长英质地壳混染、结晶分异作用可能是硫饱和的主要因素。Zhangetal.(2011)认为围岩硫同位素组成与地幔值相近，因此硫同位素无法限定东天山地区地壳硫的混染情况。Tangetal.(2012)提出东天山地区下地壳和上地壳两阶段混染是该地区铜镍矿形成的主要控制因素。Zhouetal.(2004)通过进一步岩石学研究，认为黄山岩体为似层状岩体，由单次岩浆结晶分异形成，岩浆侵位后发生就地结晶分异作用并促使硫化物饱和。Zhangetal.(2011)对岩浆结晶过程模拟得出黄山岩体橄辉岩相可以通过结晶分异作用达到硫饱和，但是橄榄岩相需要经历地壳混染及地壳硫的加入才能达到硫饱和，质量平衡计算还指示黄山为通道系统。
图1 北疆地质简图(a)-中亚造山带及东天山的位置图(构造单元据Jahn et al.，2004；Xiao et al.，2009; Tang et al.，2011)；(b)-新疆北部构造地质及铜镍矿床分布略图(据Qin et al.，2003a修改补充)Fig.1 Geological sketch of North Xinjiang(a)-tectonic units and location of Central Asian Orogenic Belt and eastern Tianshan (after Jahn et al., 2004; Xiao et al., 2009; Tang et al., 2011); (b)-tectonic units and distribution of magmatic Ni-Cu deposits of northern Xinjiang (modified after Qin et al., 2003a)
综上所述，前人对黄山岩体的岩石成因、地球化学特征等方面已进行大量的研究并取得了诸多成果，但是黄山矿床多期就位过程、岩浆硫饱和机制、硫化物富集控制因素仍存在争议。受国际镍价影响，黄山矿区的基建和开采工作在近年才展开。矿体在水平、垂直剖面上的变化研究较为薄弱。本文通过黄山矿床不同侵位期次、不同岩相中橄榄石、辉石矿物的粒径、成分特征在剖面上的系统变化，不同产状橄榄石及单颗粒橄榄石核部和边部的成分差异，及单颗粒辉石剖面成分变化研究，探讨黄山岩体的侵位机制、硫饱和机制及硫化物的富集过程。在此基础上，对比东天山地区同时代的铜镍矿床，探讨东天山地区岩浆铜镍矿床的找矿问题。
2 新疆东天山区域地质背景
北疆位于中亚造山带南缘，为造山带背景(图1a)，不同于大多数岩浆型铜镍硫化物矿床产出在克拉通内部或者边缘的地质背景(Naldrett，2010；Beggetal.，2010；Maier and Groves，2011)。北疆一系列晚古生代镁铁-超镁铁岩体主要分布在阿尔泰南缘、东天山镁铁岩带、中天山镁铁岩带及北山超镁铁岩带等(图1b)。东天山铜镍矿伴有近同期造山型金矿(陈文等，2007)，且明显晚于晚古生代(泥盆纪-石炭纪)岛弧环境下的富金斑岩铜矿(Qinetal.，2002a，2003a; 秦克章等2002b，2003b；孙赫等，2007)，与韧性剪切带紧密相伴，产出环境不同于全球其它经典的岩浆铜镍矿床，是一类产于独特背景下且具有特殊意义的重要矿床。
东天山指乌鲁木齐-库尔勒公路以东，博格达山以南的天山地区(图2)。地质构造单元主要有北天山晚古生代造山带(亦称觉罗塔格构造带)、中天山地块、北山褶皱带。黄山-镜儿泉镁铁-超镁铁岩带位于东天山东段，处于塔里木板块东北边缘和准噶尔板块南缘两大构造单元的接合部位，总体北东东向展布，长约200km，宽约8～30km。岩体分布受康古尔塔格-黄山深断裂及其次级断裂控制。黄山-镜儿泉地区分布有土墩、二红洼、香山、黄山、黄山东、葫芦、串珠、马蹄、图拉尔根、圪塔山口等20余个镁铁-超镁铁岩体，它们侵位于下石炭统雅满苏组、中石炭统梧桐窝子组或泥盆系头苏泉组地层中，与围岩呈侵入接触关系。岩体与围岩接触带附近，地层常受热变质而形成角岩。各岩体规模不等，地表出露面积最大十余平方千米，最小露头仅数十平方米。其中多数已证实为含铜镍矿的岩体，代表性矿床有葫芦、香山中型铜镍矿床，黄山、黄山东和图拉尔根大型铜镍矿床等。黄山矿田是东天山地区最大的铜镍矿富集区。
东天山-北山地区的镁铁-超镁铁岩体产出的构造环境尚存在争议。该系列镁铁-超镁铁岩体的构造背景目前的争论焦点主要有：二叠纪地幔柱背景(Zhouetal.，2004；毛景文等，2006；Maoetal.，2008；Pirajnoetal.，2008)，后碰撞演化的产物(柴凤梅，2006；王京彬和徐新2006；王京彬等，2008；邓宇峰等，2011a)，俯冲相关的Alaskan型岩体(Xiaoetal.，2004，2010；毛启贵等，2006；Hanetal.，2010)，以及“slab-window”板片窗模式(Lietal.，2012)。最新研究提出东天山-北山地区早二叠世镁铁-超镁铁岩体为早二叠世地幔柱与造山带的叠置的产物(Qinetal.，2011；Suetal.，2011)。
图2 东天山大地构造单元及二叠纪岩浆铜镍矿床分布(据秦克章等，2002b补充修改)Fig.2 Geological sketch of tectonic units of the eastern Tianshan area and locations of the Permian Ni-Cu sulfide deposits (modified after Qin et al., 2002b)
3 黄山矿床地质
黄山矿区的地层主要为中石炭统干墩组(C2g)的最上部，地层走向近东西。靠近岩体的地层局部经历矽卡岩化交代作用和角岩化热变质作用。矿区构造以北东向和东西向为主，东西向构造贯穿矿区，北西向次级构造切过东西向构造和岩体。岩体和地层的接触带往往为破碎蚀变带，岩体普遍经历强蛇纹石化、透闪石化和滑石化等蚀变作用。
黄山矿区主要出露的镁铁-超镁铁岩体有I、II、III三个岩体(图3a)。I、II号岩体为基性-超基性杂岩体，地表出露岩相为辉长岩-辉长苏长岩-二辉辉石岩组合。I号岩体近东西向展布，平面上似镰刀状或蝌蚪状(图3a)，剖面上呈岩盆状(纵剖面图见李德惠等，1989；Zhouetal.，2004；傅飘儿，2009；Zhangetal.，2011)，东西长约3.95km，西部最宽840m，向东逐渐变窄，面积约1.39km2。岩体向东翘起，西部最深，1500m钻孔未穿过岩体。岩体中部及东部北界南倾，南界北倾，倾角50°～70°。岩体西部116～124线位置，岩体浅部南倾，深部500m左右向北反倾，倾角较陡(80°左右)(图3b)。II号岩体分布在I号岩体东边，呈北东东向分布，长约1.8km，最大出露宽度130～170m，最小20～30m。III号岩体为闪长岩，位于矿区东南部，呈近东西向分布，东西长约590m，最大宽度60m。I号岩体为主要的含矿岩体，矿体隐伏于I号岩体的西端(图3a)。
3.1 侵入期次及主要岩相
黄山岩体由多期次岩浆侵入形成，有的学者将其划分为三个侵入期次(李德惠等，1989；Zhouetal.，2004)。Sr-Nd-Pb同位素特征(Zhouetal.，2004；夏明哲等；2010；Zhangetal.，2011；邓宇峰等，2011a)表明黄山岩体的各岩相为同源不同期次侵入的产物。
第一侵入期的主体岩相包括孤立分布的斜长角闪橄榄岩和岩体西边的辉长岩。斜长角闪橄榄岩边部为橄长岩，呈不规则弯钩状分布于第二侵入期次的苏长岩相中(图3a)。钻孔揭示斜长角闪橄榄岩向下延伸仅20～75m。斜长角闪橄榄岩(图4a)主要矿物为橄榄石、角闪石、斜长石和少量辉石，副矿物有尖晶石、磁铁矿、铬铁矿和硫化物。岩石遭受强烈蛇纹石化、透闪石化、绿泥石化、碳酸盐化。橄榄石和斜方辉石主要为浑圆状，角闪石和斜长石为他形填隙状，橄榄石约占60%～80%，角闪石约占10%～15%，斜长石5%～10%，辉石约占5%，其他矿物共<5%。辉长岩体分布于I号岩体中部-西部主岩体外缘，由西向东出露宽度逐渐减小，最宽部位在岩体西端，可达250m。122线钻孔在1506m深度仍未穿过该期岩体。辉长岩(图4b)含斜长石50%～60%，单斜辉石30%～40%，单斜辉石强纤闪石化，部分颗粒有新鲜辉石核部残留，角闪石5%左右，黑云母3%～5%，磁铁矿-钛铁矿1%～2%。Zhangetal.(2011)在I号岩体西南端钻孔样品中发现该岩相含5%橄榄石并且含有大量的斜方辉石。
第二侵入期次主要岩石类型有闪长岩、角闪辉长岩、角闪辉长苏长岩。闪长岩、辉长岩和辉长苏长岩之间为渐变过渡关系。角闪辉长岩(图4c)主要含有单斜辉石、斜长石和角闪石，少量的黑云母和磁铁矿以及钛铁矿，斜长石约占50%～60%，单斜辉石约占30%～40%，角闪石含量低于第一期次角闪橄榄岩相，约占5%，其他矿物约占1～2%。
第三侵入期岩相为I号岩体的主体岩相(图3a)，地表出露角闪二辉辉石岩、角闪二辉橄辉岩。第三期次超基性岩相与第二期次基性岩相的接触界线较为截然，接触带发育橄长岩过渡带。Zhouetal.(2004)和Zhangetal.(2011)在前人(李德惠等，1989)基础上对第二侵入期次岩相的接触关系及岩石学特征进行了详细的描述。第三期次角闪二辉橄辉岩(图4d)的主要矿物为单斜辉石、斜方辉石、橄榄石、角闪石，还有少量的尖晶石、硫化物、金云母、磁铁矿和磷灰石，单斜辉石约占30%～40%，斜方辉石约占15%～30%，橄榄石占20%～40%，角闪石约占10%，其他矿物1%～2%，该岩相橄榄石含量超过40%为角闪二辉橄榄岩。角闪二辉橄辉岩在钻孔ZK06-18和钻孔ZK06-04中主要造岩矿物百分含量较为稳定。第三侵入期次的角闪橄榄岩，角闪方辉橄辉岩等含矿岩相隐伏于岩体南侧(勘探线114～126)，走向近北东东，倾向正北，呈单斜似层状透镜体(图3b)。主含矿岩相距地表最浅埋深约270m，向东至122线埋深增加至400m。该岩相倾向方向延伸较大，在118线达1200m，最大厚度约230m。角闪方辉橄辉岩(图4e)中斜方辉石约占40%，橄榄石占20%～40%，角闪石占10%～15%，单斜辉石小于10%，金云母占1%，硫化物占2%～14%。镜下统计该岩相斜方辉石的最大颗粒粒径为0.n mm～8mm左右， 大于角闪
图3黄山矿区地质图
(a)-黄山矿区地质平面图；(b)-116～124线矿体联合剖面图(据新疆地质矿产局第六地质大队，1992*新疆地质矿产局第六地质大队.1992.新疆哈密黄山铜镍矿详查地质报告)
Fig.3Geological map of the Huangshan Ni-Cu magmatic sulfide deposit
(a)-plan view of Huangshan Ni-Cu sulfide deposit; (b)-cross-sections from exploration line 116 to 124
图4 黄山岩体部分岩相镜下特征(a)-第一期次斜长角闪橄榄岩，斜长石和角闪石包橄结构；(b)-第一期次辉长岩，单斜辉石纤闪石化强烈，斜长石较新鲜，含有少量黑云母和磁铁矿；(c)-第二期次角闪辉长岩，单斜辉石为主，单斜辉石和斜长石共结结构；(d)-第三期次角闪二辉橄辉岩，单斜辉石、斜方辉石和橄榄石共生结构，包橄结构较少，角闪石呈细粒填隙状；(e)-第三期次角闪方辉橄辉岩；(f)-第三期次角闪橄榄岩，部分橄榄石边部蛇纹石化，含有一定量的绢云母；(g、h)-ZK06-18钻孔第三期次角闪二辉橄辉岩(491.6m)和角闪方辉橄辉岩(901m)中单颗粒斜方辉石的剖面分析位置. (a、c-f)为正交偏光;(b)为单偏光;(g、h)为背散射照片.Bt-黑云母;Cpx-单斜辉石;Hb-角闪石;Mt-磁铁矿;Ol-橄榄石;Opx-斜方辉石;Phl-金云母;Urt-纤闪石;A-E为剖面的点位Fig.4 Microphotographs of the major lithofacies from the Huangshan intrusion(a)-plagioclase hornblende peridotite of phase I, transmitted light (+); (b)-gabbro of phase I, transmitted light (-); (c)-hornblende gabbro of phase II, transmitted light (+); (d)-olivine websterite of phase III, transmitted light (+); (e)-hornblende olivine orthopyroxenite of phase III, transmitted light (+); (f)-hornblende peridotite of phase III, transmitted light (+); (g, h)-back-scattered electron images for orthopyroxene of Phase III. Bt-biotite; Cpx-clinopyroxene; Hb-hornblende; Mt-magnetite; Ol-olvine; Opx-orthopyroxene; Phl-phlogopite; Urt-uralite. A-E: EMPA locations
图5 黄山矿区118线450中段橄榄石、斜方辉石含量及粒径变化剖面图Fig.5 Concentration and grain size variation of olivine and orthopyroxene at 450m level of exploration line 118 of the Huangshan intrusion
二辉橄辉岩中斜方辉石的粒径。角闪橄榄岩(图4f)中橄榄石占60%～80%，角闪石占10%～20%，斜方辉石占5%～15%，单斜辉石小于5%，金云母占1%，硫化物约占2%～14%。角闪橄榄岩和角闪方辉橄辉岩中辉石以斜方辉石为主，单斜辉石较少，金云母含量较高，斜方辉石粒径较粗。角闪橄榄岩在水平剖面(图5)上分布在角闪方辉橄辉岩的上盘，两者呈渐变过渡关系，部分地段接触界线较为截然。
3.2 矿体特征
黄山矿区的矿体总体以规模大、品位中等、矿化比较均匀为特征，与喀拉通克(Song and Li，2009)、香山、黄山东(王润民等，1987；丁奎首等，2007； Maoetal.，2008；肖庆华，2010)、图拉尔根等矿区(丁奎首等，2007；三金柱等，2007)略有差异(秦克章等，2012)。
黄山铜镍矿床共有大小矿体91个，均为隐伏矿。按矿体规模分为大型矿体1个(30号)、中型矿体4个(31号、32号、33号和44号)，其余均为小型矿体。新疆地矿局第六地质大队(新疆亚克斯资源开发股份有限公司，2008*新疆亚克斯资源开发股份有限公司-新疆地矿局第六地质大队编写.2008.新疆哈密市黄山铜镍矿补充祥查报告)将其划分为深部熔离-贯入型矿体、就地熔离型矿体、熔蚀改造型矿体和后期热液叠加-贯入型矿体。
30号矿体(包括30-2)是全矿区最大的矿体，其储量约占总储量的76.03%，31号矿体是黄山矿区中型矿体中规模最大的矿体，其储量约占总储量的12.49%(新疆地质矿产局第六地质大队，1992)，两者都赋存在第三期次岩相的底部或靠近底部位置(图3b)。32号矿体位于I号岩体西南部121线和127线之间，赋存在细碧玢岩与岩体之间的逆断层带。32号矿体赋矿岩石强烈蚀变(绿泥滑石岩)，向南倾斜，倾角中等，矿体长300m，平均宽度19.6m，平均厚度4.21m，镍平均品位0.55%。44号矿体位于122线南部角闪二辉橄榄岩相底部，矿体呈似层状，倾向345°，倾角55°，长150m，宽280m，厚度1.74～11.19m，平均厚6.98m，埋深429.5～27.5m，由贫矿石组成，平均品位Ni：0.35%，Cu：0.24%，Co：0.026%。30号和31号矿体的赋矿岩相为角闪橄榄岩和角闪方辉橄辉岩(图4e，f)。30号和31号矿体的主要矿石类型有中等浸染状、稀疏浸染状，还有少量斑杂状和稠密浸染状。浅部绿泥滑石岩中的矿化以网脉状、细脉状和斑杂状为主，是原来浸染状矿化受构造变形和蚀变作用改造的产物，块状矿及富矿比例较低。各侵入期次的主要矿石类型见表1。
4 样品采集及分析方法
本文选择黄山矿区120勘探线(矿体厚大部位)两个钻孔(ZK06-04，ZK06-18)和118线450中段进行系统剖面采样，采样位置见图3a，b和图5。ZK06-18为2006年黄山矿区补充勘探工作时施工的钻孔，岩芯保存较为完整。450中段在2012年竣工。在细致的野外观察基础上，首先对岩石样品进行镜下观察，统计主要造岩矿物(斜方辉石、橄榄石)的最大粒径、最小粒径，并估算平均粒径。镜下鉴定后选择较为新鲜的样品进行矿物主量元素分析。第三期次角闪二辉橄辉岩的采样间距平均为100m，第三期次角闪橄榄岩和角闪方辉橄辉岩岩相的平均采样间距为50m，在岩相变化部位进行样品加密。
4.1 矿物粒径统计
矿物的粒径统计在ZEISS显微镜下完成，选择多个视域测量矿物的最大和最小粒径，并根据视域内不同颗粒大小矿物所占比例，估计各矿物的平均颗粒范围。最小矿物颗粒的测定由于颗粒太小不易区分矿物类型，存在一定的误差。平均颗粒大小存在主观选择性，有一定误差。但是最大颗粒代表薄片中该矿物的最大颗粒，最具参考价值，由于薄片只是岩石的小部分截面，该值代表岩石中最大粒径的下限。
表1黄山各侵入期次主要矿石类型(据新疆地矿局第六地质大队，1992略有补充)
Table 1Ore types in different intrusive stages of the Huangshan intrusion
侵入期次矿石类型见矿视厚度合计(m)平均品位(wt%)累计硫化镍表外矿硫化镍贫矿硫化镍富矿CuCoNi第一期次斜长橄榄岩型矿石6.866.860.060.0180.24第一期次辉长岩型矿石203.3694.8685.0224.240.370.0190.50第三期次二辉辉石岩型矿石47.612.8541.613.150.510.0240.70二辉橄辉岩型矿石62.008.1453.860.310.0340.46二辉橄榄岩型矿石50.5611.6432.306.620.240.0290.41二辉辉橄岩型矿石11.915.086.830.170.0180.30绿泥-滑石岩型矿石113.9920.9771.3421.680.330.0330.61第三期次纯橄榄岩型矿石19.1710.428.750.220.0250.32方辉辉橄岩型矿石1178.09104.071060.1513.870.280.0280.42方辉橄榄岩型矿石1118.82105.11992.2421.450.290.0310.51方辉辉石岩型矿石267.0435.84115.35115.850.500.0420.82绿泥-滑石岩型矿石114.131.6993.7018.740.470.0270.64
4.2 主要造岩矿物主量元素分析
矿物的主量元素分析在中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室的电子探针JXA8100和CAMECA SX51上完成，其工作电压为15kV，电流20nA，束斑大小为3～5μm。使用的标准样品为天然样品和人工合成氧化物，分析精确度优于2.0%。
图6 黄山第二、第三侵入期次斜方辉石的En-Fs-Wo判别图灰色数据点为未发表黄山东岩体中的斜方辉石Fig.6 En-Fs-Wo diagram of phase II and phase III orthopyroxenes in the Huangshan intrusionGray scale is unpublished data from the Huangshandong intrusion
5 实验结果
5.1 橄榄石、斜方辉石矿物成分
橄榄石的电子探针分析结果(表2)表明黄山橄榄石的Fo值在75.1和85.9变化，平均值为83.6，属于贵橄榄石。大部分橄榄石的Fo值集中在80～85之间，部分橄榄石边部的Fo值小于80，过低的Fo值可能与后期热液蚀变作用有关。各岩相橄榄石的CaO含量小于0.4%，平均值为0.06%，MnO含量为0.2%～0.4%，平均值为0.24%，Cr2O3含量平均值为0.02%，SiO2含量基本一致(38.3%～40.3%)，Ni含量平均为685×10-6。第三期次角闪二辉橄辉岩中橄榄石Fo值和Ni含量变化比较小，第三期次其它岩相的橄榄石Ni含量变化较大，斜方辉石包裹的橄榄石Ni含量高者达2000×10-6，平均值为1700×10-6左右。
斜方辉石主量元素含量见表3。辉石的En-Fs-Wo图解(图6)表明黄山的斜方辉石都为古铜辉石，第二侵入期次角闪辉长岩中斜方辉石En值低于第三期次角闪二辉橄辉岩和第三期次角闪橄榄岩、角闪方辉橄辉岩中斜方辉石的En值，角闪二辉橄辉岩和角闪方辉橄辉岩中的斜方辉石在辉石的En-Fs-Wo图解中基本重合(图6)。斜方辉石的En和Fs值与黄山东岩体的斜方辉石类似，En值略高于黄山东的金云橄榄辉石岩和斜长角闪橄辉岩，反映黄山的母岩浆基性程度高于黄山东。角闪辉长岩中的斜方辉石SiO2含量在53.3%～54.0%之间，平均值为53.6%，MgO含量为26.7%～27.3%，平均值为26.8%，CaO含量为0.80%～1.41%，平均值为1.02%；Al2O3含量为0.92%～1.08%，平均值为0.97%，Cr2O3含量为0.11%～0.18%，平均值为0.14%，MnO含量为0.28%～0.41%，平均值为0.37%，TiO2含量为0.22%～0.39%，平均值为0.31%。角闪二辉橄辉岩和角闪方辉橄辉岩、 角闪橄榄岩中的斜方辉石SiO2含量为53.2%～56.3%，平均值为54.5%，MgO含量为29.6%～32.1%，平均值为30.9%，CaO含量为0.72%～2.26%，平均值为1.41%，Al2O3含量为1.2%～3.06%，平均值为2.29%，Cr2O3含量为0.07%～0.66%，平均值为0.42%，MnO含量为0.15%～0.30%，平均值为0.22%，TiO2含量为0.01%～0.32%，平均值为0.18%。角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩中斜方辉石的Ni含量(平均412×10-6)高于角闪二辉橄辉岩(平均308×10-6)和角闪辉长岩(263×10-6)。超基性岩相的斜方辉石中比角闪辉长岩的斜方辉石富MgO、Al2O3、Cr2O3、CaO和Ni，贫FeO和TiO2。
表2黄山岩体第三期次岩相中橄榄石的成分
Table 2Olivine composition in the phase III lithofacies of the Huangshan intrusion
测点号岩石名称产状分析点位点数SiO2MgOFeOMnOCaONiOTotalFoNi(wt%)(mole%)(×10-6)06-18-80角闪二辉橄辉岩与辉石共结 939.544.516.10.240.070.06100.483.247806-18-159.1角闪二辉橄辉岩与辉石共结839.544.916.00.250.080.05100.783.441206-18-159.1角闪二辉橄辉岩被硫化物包围239.845.615.20.260.050.05100.984.237706-18-240.1角闪二辉橄辉岩与辉石共结1039.344.815.70.240.050.05100.183.642006-18-354.3角闪二辉橄辉岩与辉石共结239.344.915.50.220.070.10100.183.877406-18-354.3角闪二辉橄辉岩被硫化物包围1239.645.314.90.260.040.06100.284.447706-18-491.6角闪二辉橄辉岩与辉石共结939.444.715.80.230.070.05100.183.541606-18-569角闪二辉橄辉岩与辉石共结核部539.845.414.90.240.070.09100.584.468206-18-569角闪二辉橄辉岩与辉石共结边部639.745.215.00.220.050.06100.284.444306-18-569角闪二辉橄辉岩与辉石共结核部338.843.916.00.240.070.0899.1083.060806-18-569角闪二辉橄辉岩与辉石共结边部339.144.216.00.230.100.0699.7083.246606-18-682.5角闪二辉橄辉岩与辉石共结核部339.244.315.90.240.080.0799.8083.351606-18-682.5角闪二辉橄辉岩与辉石共结边部339.244.516.00.230.050.04100.083.235106-18-901角闪方辉橄辉岩被斜方辉石包围639.243.017.60.270.070.22100.381.3174806-18-901角闪方辉橄辉岩与辉石共结439.344.016.00.260.020.2299.7083.1172106-18-944.3角闪方辉橄辉岩与辉石共结核部539.343.317.10.250.140.08100.281.963206-18-944.3角闪方辉橄辉岩与辉石共结边部539.243.317.40.250.040.10100.281.679206-18-780.9角闪橄榄岩与辉石共结核部439.645.515.10.220.080.07100.584.356806-18-780.9角闪橄榄岩与辉石共结边部439.544.815.70.260.050.06100.383.549306-18-780.9角闪橄榄岩被硫化物包围439.745.514.80.230.040.06100.384.548706-18-866.4角闪橄榄岩被硫化物包围639.745.514.80.210.050.09100.384.673906-18-866.4角闪橄榄岩与辉石共结839.645.015.50.240.030.07100.583.853806-18-871.4角闪橄榄岩与辉石共结核部639.245.314.60.220.040.0699.4084.750706-18-871.4角闪橄榄岩与辉石共结边部639.445.114.90.240.050.0999.7084.467106-18-883.1角闪橄榄岩被斜方辉石包围339.745.014.60.230.030.2199.7084.6163206-18-883.1角闪橄榄岩被单斜辉石包围439.745.614.40.210.060.18100.184.9139706-18-1011.5角闪橄榄岩与辉石共结439.645.714.30.230.040.12100.085.192706-18-1011.5角闪橄榄岩被硫化物包围1039.845.914.30.230.030.10100.485.177006-18-1038.3角闪橄榄岩与辉石共结438.841.319.60.310.080.09100.279.072306-18-1038.3角闪橄榄岩被单斜辉石包围 539.143.416.60.260.070.1099.5082.3770
不同岩相中斜方辉石成分的剖面分析(辉石形态见图4g, h)表明辉石的成分由边部到核部再到边部有多期重复性变化的特征，数据见表3。第三期次角闪二辉橄辉岩的斜方辉石(ZK06-18中491.6m深度的样品)由中心到边部的Mg#值先升高，后降低，CaO含量和Cr2O3的含量也存在升高和降低的过程(图7)，分离结晶作用难以解释。第三期次的斜方辉石(ZK06-18中901m深度的样品)的Mg#值、CaO和Cr2O3含量由中心到边部存在先升高后降低，再升高、再降低的变化。单颗粒斜方辉石成分变化的主要控制因素为：(1)辉石结晶过程中岩浆成分发生变化，(2)辉石结晶后与残余熔体进行元素交换，(3)晶体生长方位，(4)冷却过程中元素的扩散(Cherniak and Dimanov，2010；Cherniak and Liang，2012)。随着岩浆温度降低，铁镁质矿物的结晶，使熔体中富集Si、Ca、Na等元素。其中，同化混染、结晶分异以及新鲜岩浆注入等都会使熔体的成分发生改变，但只有更基性的新鲜岩浆注入才能使熔体的Mg#值和Cr2O3升高。虽然斜方辉石的CaO含量也有所升高，但是矿物中元素与周围熔体间交换/扩散作用，并不会导致斜方辉石Mg#的升高。因此，新鲜岩浆的注入可以更好地解释斜方辉石成分变化。另外，矿物颗粒的左边Mg#值CaO和Cr2O3都高于右边，这可能与辉石颗粒的结晶方向、在岩浆房中保存的完整程度以及与周围矿物的元素交换(扩散)有关。辉石的微量元素剖面分析结合全岩主量、微量地球化学成分的进一步研究，可以限定斜方辉石的结晶和岩浆演化过程(Witt-Eickschen and O’neill，2005)。
表3黄山岩体斜方辉石成分
Table 3Orthopyroxene composition in the rocks from the Huangshanxi intrusion
测点号岩石名称nSiO2MgOFeOAl2O3CaOMnOCr2O3NiOTiO2TotalMg#Ni(wt%)(mole%)(×10-6)06-18-12角闪辉长岩1053.626.816.10.971.020.370.140.010.3199.474.826306-18-80角闪二辉橄辉岩854.430.69.672.251.350.220.350.030.2099.185.038106-18-159.1角闪二辉橄辉岩1354.930.99.712.051.420.230.330.020.1799.785.028006-18-240.1角闪二辉橄辉岩2054.330.89.302.171.450.220.450.010.1898.885.526206-18-354.3角闪二辉橄辉岩1354.530.99.362.521.350.210.400.010.1999.585.523806-18-491.6角闪二辉橄辉岩554.231.09.332.061.450.200.370.030.1998.985.636906-18-491.6角闪二辉橄辉岩A54.330.69.712.601.330.270.37n.d.0.2399.484.9n.d.06-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.330.79.562.451.400.230.390.050.1899.385.140906-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.331.09.462.391.040.230.420.040.1799.185.428306-18-491.6角闪二辉橄辉岩53.930.89.482.601.100.220.410.040.1998.885.333006-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.331.39.532.781.030.180.37n.d.0.1799.685.4n.d.06-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.330.79.382.431.490.220.560.030.1599.385.425106-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.530.99.672.531.230.240.400.060.1799.785.144806-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.730.99.532.711.130.200.38n.d.0.1699.685.2n.d.06-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.431.09.442.601.170.230.40n.d.0.1899.485.4n.d.06-18-491.6角闪二辉橄辉岩B54.531.09.482.661.150.230.31n.d.0.2099.585.4n.d.06-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.230.99.452.651.070.210.32n.d.0.2599.185.3n.d.06-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.530.99.312.531.160.190.43n.d.0.1699.285.5n.d.06-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.631.09.442.161.470.180.42n.d.0.1599.485.4n.d.06-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.430.69.532.671.180.260.390.050.1899.285.140906-18-491.6角闪二辉橄辉岩54.130.89.562.641.070.250.32n.d.0.2198.985.2n.d.06-18-491.6角闪二辉橄辉岩C54.230.79.632.551.180.220.310.020.2299.085.0n.d.06-18-569角闪二辉橄辉岩1654.130.99.222.491.380.220.460.020.1899.085.732206-18-682.5角闪二辉橄辉岩954.130.49.492.281.440.220.380.010.1898.585.131006-18-780.9角闪二辉橄辉岩1654.430.99.332.291.420.220.420.010.1899.285.530106-18-901角闪方辉橄辉岩D55.030.99.482.141.620.240.470.070.18100.185.354206-18-901角闪方辉橄辉岩54.731.09.042.051.660.240.570.040.1699.485.932206-18-901角闪方辉橄辉岩54.531.08.872.041.700.240.580.100.2299.286.274606-18-901角闪方辉橄辉岩54.731.28.732.111.820.170.580.040.2199.686.427506-18-901角闪方辉橄辉岩55.531.99.031.380.720.180.390.060.0499.186.346406-18-901角闪方辉橄辉岩54.531.08.962.311.790.180.650.030.1899.586.025906-18-901角闪方辉橄辉岩55.431.09.011.221.730.220.310.070.1299.186.052606-18-901角闪方辉橄辉岩55.631.58.971.341.590.230.340.060.1399.786.250306-18-901角闪方辉橄辉岩55.331.58.621.201.750.180.360.050.1699.186.741606-18-901角闪方辉橄辉岩54.630.98.881.861.650.170.560.060.2498.986.145606-18-901角闪方辉橄辉岩54.930.79.202.081.500.230.340.060.1899.285.643206-18-901角闪方辉橄辉岩54.330.79.642.561.250.200.110.090.2799.185.069106-18-901角闪方辉橄辉岩53.830.69.542.761.340.210.380.050.2399.085.139306-18-901角闪方辉橄辉岩54.430.49.742.851.360.260.350.050.2299.684.740106-18-901角闪方辉橄辉岩54.330.410.112.901.210.210.280.060.2899.784.347906-18-901角闪方辉橄辉岩E55.230.810.201.710.970.220.070.070.0499.284.354206-18-944.3角闪方辉橄辉岩954.530.59.702.071.420.230.370.020.2199.084.931006-18-866.4角闪橄榄岩1254.731.19.242.211.380.220.480.030.1599.585.735406-18-871.4角闪橄榄岩1054.331.08.922.681.340.200.530.010.2099.186.1n.d.06-18-883.1角闪橄榄岩1054.530.98.852.431.510.220.490.060.1899.286.244606-18-1011.5角闪橄榄岩1254.931.48.472.171.520.200.530.020.1699.486.931006-18-1038.3角闪橄榄岩754.630.79.332.241.610.210.300.030.2199.185.4312
注：Mg#=100×Mg/(Mg+Fe); n.d.-低于检出限或仪器未检出
图7 黄山岩体第三期次角闪二辉橄辉岩和角闪方辉橄辉岩中单颗粒斜方辉石由边部-核部-边部成分变化斜方辉石的颗粒特征及分析点位见背散射照片图4g, hFig.7 Orthopyroxene profile compositional variations of phase III lithofaciesAnalysis point locations are show in Fig.4g, h
5.2 橄榄石、斜方辉石粒径和成分的剖面变化
ZK06-18孔中浅部为第二期次苏长辉长岩(0～20m)，20～870m为第三期次角闪二辉橄辉岩。870～1150m为第三期次的角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩。第三期次的角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩部分地段为截然接触，但以渐变过渡为主，其矿物含量也存在连续过渡关系。
ZK06-18孔中角闪二辉橄辉岩的橄榄石含量在20%左右，橄榄石的Fo值在83～85之间、Ni含量在160×10-6～1000×10-6之间。斜方辉石和单斜辉石共占70%，斜方辉石稍多于单斜辉石，角闪石含量约占5%～10%，绢云母、磁铁矿、金云母、硫化物等副矿物占1%～2%(图8)。ZK06-18孔中矿物含量由浅到深变化不大，但是橄榄石的粒径及成分存在两段递增趋势(图8)。80～418.5m，橄榄石的粒径、Fo值和Ni含量随深度增加有变大的趋势，491.6m至866.4m同样存在类似的变化趋势，但趋势性减弱(图8)，斜方辉石的Mg#同样也表明418.5～491.6m间存在不连续变化，可能对应一期岩浆扰动事件(图8)。橄榄石的粒径、Fo、Ni含量变化和斜方辉石的Mg#变化暗示第二阶段角闪二辉橄榄岩在结晶过程中至少有一期岩浆扰动事件，可能由于新鲜岩浆的注入导致，但是新鲜岩浆的性质可能和残余熔体的性质差别不大，只是导致了Mg#值的微弱升高。
第三期次角闪方辉橄榄岩的橄榄石含量接近60%，往深部过渡为角闪方辉橄辉岩，橄榄石含量在20%左右，斜方辉石含量在50%～60%之间，单斜辉石约占5%，角闪石约占10%，金云母、硫化物含量相对于第三期次角闪二辉橄辉岩显著增多，约占3%～5%(图8)。由883.1～1038m，橄榄石的粒径随深度增加而略有增大，斜方辉石的最大粒径(4～8mm)，高于第三期次角闪二辉橄辉岩(2～4mm)(图8)。第三侵入期次角闪橄榄岩包裹在单斜辉石中的橄榄石及与辉石共结的橄榄石具有较宽的Fo值(81～85)，及异常高的Ni含量(1200×10-6～2050×10-6)，该岩性段的斜方辉石中的Ni也远远高于其他样品(图8)。第三期次的角闪方辉橄辉岩的Ni含量往深部有变大的趋势，橄榄石(与辉石共结)的Fo先降低后升高(从871.4m→944.3m→1038.5m)。1011.5m处样品含微量硫化物，为矿体中的夹石层。
相对于角闪二辉橄辉岩，底部角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩具有以下特征：(1)含有粗粒的斜方辉石，粒径往往大于4mm；(2)斜方辉石含量增加，含少量或不含单斜辉石；(3)橄榄石的Fo值主要分布于82～84之间，与角闪二辉橄辉岩的Fo值相近，但是Ni含量(500×10-6～2000×10-6)高于角闪二辉橄辉岩中橄榄石(160×10-6～1000×10-6)(图8、图9b)。ZK06-18孔中883.1m和901m处样品中被斜方辉石包裹的橄榄石具高Ni含量及中等Fo值。
图8 黄山矿床ZK06-18钻孔中橄榄石、斜方辉石的粒径和矿物成分变化图A-副矿物;Cpx-单斜辉石;Hb-角闪石;Ol-橄榄石;Opx-斜方辉石;Pl-斜长石Fig.8 Grain size and mineral compositional variations of olivine and orthopyroxene crystals in the drill hole ZK06-18 of the Huangshan Ni-Cu depositA-accessory minerals; Cpx-clinopyroxene; Hb-hornblende; Ol-olvine; Opx-orthopyroxene; Pl-plagioclase
图9 黄山铜镍矿床第三侵入期次岩相中的橄榄石Fo-Ni相关性图(a)-角闪二辉橄辉岩，AB曲线为熔体中只有橄榄石结晶时橄榄石的Fo-Ni演化曲线，AC曲线为橄榄石和硫化物以50:1共同结晶时橄榄石的演化曲线；(b)-角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩，AB为没有硫化物熔离前提下结晶出橄榄石的Fo和Ni演化曲线，CD为橄榄石和硫化物以50:1从岩浆中结晶的Fo和Ni的演化曲线，详细参数见文中讨论；阴影区据Zhang et al.(2011)Fig.9 Fo-Ni diagram of olivine crystals in phase III lithofacies of the Huangshan intrusion(a)-olivine in olivine websterite; (b)-olivine in olivine orthopyroxenite and lherzolite
6 讨论
6.1 硫饱和过程与新鲜岩浆注入
封闭、稳定的岩浆系统中，早期结晶的橄榄石具有最高的Fo值和Ni含量，随着早期橄榄石的结晶，熔体中的Mg#下降，随后结晶出来的橄榄石Fo值和Ni含量下降。但当体系成分改变，或者橄榄石和硫化物熔体进行反应，都会使结晶的橄榄石Fo值和Ni含量升高。前人研究表明影响橄榄石Fo值和Ni含量的主要因素有：(1)岩浆中发生硫化物熔离作用，(2)橄榄石和熔离出的硫化物反应；(3)橄榄石和后期晶间硅酸盐岩浆反应；(4)新鲜岩浆的注入改变了母岩浆中FeO、MgO的比值及Ni含量(Li and Naldrett，1999，Lietal.，2004；孙赫等，2009)。
图10 黄山岩体角闪方辉橄辉岩和角闪橄榄岩中橄榄石核部和边部的Fo-Ni相关性图(a)-角闪二辉橄辉岩;(b)-角闪橄榄岩;(c)-第三期次所有岩相,其中的模拟曲线和图9中的模拟曲线一致Fig.10 Fo-Ni diagram of olivine core and rim of the Huangshan intrusion(a)-olivine websterite; (b)-lherzolite, (c)-all rocks of the Phase III, modeling lines are same to Fig.9
Fo-Ni的相关性图(图9a)表明角闪二辉橄辉岩中橄榄石的Ni含量随着Fo值变小而缓慢下降，指示岩浆成分主要受橄榄石结晶分异控制。钻孔底部的橄榄石相对于浅部橄榄石具有高的Fo值和Ni含量，角闪二辉橄辉岩中橄榄石的边部和核部的Fo值和Ni含量较为一致，也说明该岩相橄榄石结晶过程中岩浆经历较少的扰动。第三期次岩相中橄榄石的Fo值和Ni较为分散，Ni含量普遍较高。
假设角闪橄辉岩的母岩浆最早结晶的橄榄石含有1170×10-6Ni 和Fo 86，且Ni在橄榄石和硅酸盐岩浆之间的分配系数为9，Ni在硫化物和硅酸盐岩浆之间的分配系数为500，(FeO/MgO)橄榄石/(FeO/MgO)岩浆=0.3(Roeder and Emslie，1970)。橄榄石结晶模拟得到只有橄榄石结晶及橄榄石和硫化物以50:1从岩浆中分离的模拟曲线AB、AC(图9a)。假设第三期次最早结晶橄榄石的成分为Fo=86，Ni=2250×10-6(代表经过演化但是Ni不亏损的母岩浆)，得到只有橄榄石结晶的曲线AB，以及在3%橄榄石分离结晶后，橄榄石和硫化物以50:1的比例共结的曲线CD(图9b)。
角闪橄辉岩中橄榄石大部分落在模拟曲线AB和AC之间(图9a)，Zhangetal.(2011)测试的数据大致和曲线AB一致，部分位于曲线的右上方，表明角闪橄辉岩中橄榄石中的Ni含量主要受分离结晶控制，橄榄石结晶过程中可能有且只有小部分硫化物的熔离。569m处的橄榄石的核部和边部具有相同的Fo值，但是边部的Ni含量低于核部(图10a)，边部橄榄石结晶时可能发生硫化物的熔离，带走了岩浆中大量的Ni。871.6m处橄榄石的核部具有较低的Fo值和Ni含量，边部具有较高的Fo和Ni含量(图10b)，橄榄石边部高Ni含量可能由橄榄石-硫化物熔体发生了Fe-Ni交换反应生成。橄榄石和硫化物的Fe-Ni交换反应在Voisey’s Bay、金川、黄山东、喀拉通克等铜镍矿床中普遍存在(Li and Naldrett，1999，Lietal.，2004；李士彬等，2008；邓宇峰等，2011b；Gaoetal.，2012)。
第三期次包裹在斜方辉石中的橄榄石的核部具有较高的Fo值和Ni含量，边部Fo值相似，但是Ni含量比核部低，表明橄榄石结晶过程中可能伴有硫化物熔离。包裹在单斜辉石和没有被任何矿物包裹的橄榄石核部具有较低的Fo和Ni含量，边部Fo值稍高于核部，镍含量较高。单斜辉石中的橄榄石(图10c)核部和边部的Fo值相近，但是Ni含量显著升高。橄榄石与硫化物反应会导致橄榄石的Fo值和Ni含量升高，但难以解释包裹在单斜辉石中橄榄石的成分特征。橄榄石颗粒的成分变化暗示橄榄石结晶过程中岩浆体系Ni含量升高。橄榄石核部、边部Ni含量的变化表明黄山第三期次岩相结晶过程中存在镍不亏损的新鲜岩浆注入。
6.2 硫化物富集作用
近年岩浆铜镍矿床研究认为动态岩浆通道系统是铜镍矿床形成的有利环境(Li and Naldrett，1999; Lietal.，2001；Naldrett，1999；秦克章等，2012)。黄山杂岩体岩相分异较好，具有似层状杂岩体的特征，部分岩相橄榄石具有原地结晶的特点，指示黄山铜镍矿床是由岩浆经分离结晶作用形成(Zhouetal.，2004)。但是玄武质岩浆的分离结晶难以解释黄山矿石中高的硫化物(平均10%)含量，Zhangetal.(2011)认为黄山岩体可能为岩浆通道。
岩相间截然的接触关系、水平和垂向剖面上橄榄石的成分、斜方辉石粒径及成分的变化(图8)指示黄山杂岩体的侵位存在多期岩浆脉动。第三期次角闪橄辉岩因分离结晶作用导致硫化物的饱和(Zhouetal.，2004)，并形成工业矿体，如二辉辉石岩型和二辉橄辉岩型矿石(表1)。ZK06-18孔剖面上(418.5～491.6m)橄榄石的粒径、Fo值、Ni含量变化(图8)和491.6m处样品中斜方辉石颗粒成分的变化(图7)暗示在岩浆固结过程中除了分离结晶作用还有其他因素的作用导致辉石成分的多次变化。同化混染和结晶分异只会降低岩浆中的Mg#值。因此，辉石的成分变化可能由新鲜岩浆补给造成。
ZK06-18孔中901m处斜方辉石的剖面元素变化(图7)也反映多期岩浆补给的特征。ZK06-18孔中30号矿体成矿元素变化图(图11)表明880m到905m之间Cu、Ni品位升高(Cu、Ni品位都大于0.3%，底部的Cu品位小于0.1%、Ni品位小于0.2%)。上述特征表明成矿元素富集可能与新鲜岩浆注入密切相关。在ZK06-18孔的1000～1030m以及1100～1150m之间存在多段Cu、Ni品位变富的部位。钻孔ZK06-04孔成矿元素垂向变化(图12)也指示30号矿体Cu、Ni、Co元素存在多段富集，且Cu/Ni比值存在多段重复性的变化。钻孔ZK06-04铜镍富集部位和钻孔ZK06-18的富集部位具有很好的对应性，两个钻孔的铜镍品位变化(图11、12)表明30号矿体存在多次硫化物的富集作用并使30号矿体顶部、底部和中间部位的金属品位升高。综上所述，本文认为新鲜岩浆多次补给是黄山矿床铜镍富集的重要控制因素。
图11 黄山矿床ZK06-18孔Ni、Cu品位及Cu/Ni比值变化图钻孔及矿体位置见图3b;数据来源于黄山铜镍矿区补充勘探报告(新疆亚克斯资源开发股份有限公司，2008)Fig.11 Stratigraphic variations of Ni, Cu contents and Cu/Ni ratios in drill core ZK06-18 of the Huangshan Ni-Cu deposit Drill core and orebody locations are shown in Fig.3b
图12 黄山矿床ZK06-04 孔Ni、Cu品位及Cu/Ni比值剖面变化图钻孔及矿体位置见图3b;数据来源于黄山铜镍矿区补充勘探报告(新疆亚克斯资源开发股份有限公司，2008)Fig.12 Stratigraphic variations of Ni, Cu, Co contents and Cu/Ni ratios in drill core ZK06-04 of the Huangshan Ni-Cu depositDrill core and orebody locations are shown in Fig.3b
6.3 多期次岩浆侵位及勘查指示
早二叠世(274～300Ma)是北疆东天山、中天山、北山基性、超基性岩体产出的重要时期，也是北疆铜镍矿床形成的主要时期(秦克章，2000；韩宝福等，2004；Zhouetal.，2004；姜常义等，2006；毛启贵等，2006；李华芹等，2006，2009；夏明哲等，2008；唐冬梅等，2009；Aoetal.，2010；Hanetal.，2010； Qinetal.，2011；冯宏业等，2014)。该背景下形成的铜镍矿床具有相似的源区性质和亏损铂族元素的特征(Song and Li，2009；钱壮志等，2009；唐冬梅等，2009；王玉往等，2010a；Tangetal.，2011)，说明北疆地区铜镍矿床的成矿作用存在一定的共性。黄山矿区铜镍矿的成矿作用研究对该区域的铜镍矿床勘查及研究具有一定的借鉴与指示价值。
黄山铜镍矿床存在多期岩浆作用，主要的成矿期为第三期次。黄山铜镍矿床东10km为黄山东大型铜镍矿床，也具有多期次侵入的特征。邓宇峰等(2012)将黄山东铜镍矿床的岩相分为三个侵入期次，分别为第一期次的角闪辉长岩，第二期次的辉长苏长岩和第三期次的斜长二辉橄榄岩。上述三个岩相都赋存有工业矿体，第三侵入期次的斜长二辉橄榄岩是最主要的赋矿岩相。王润民等(1987)和Maoetal.(2014)认为黄山东是同期多阶段形成的复式岩体，可以分为四个阶段(期次)，第一阶段的主体辉长岩(占复式岩体地表面积的75%)，第二阶段斜长角闪橄辉岩，第三阶段的辉长苏长岩及第四阶段的角闪橄榄岩。矿体主要赋存在第二阶段的斜长角闪橄辉岩、第四阶段的辉石角闪橄榄岩、及第三阶段的辉长苏长岩中，三个阶段岩相都是黄山东重要的赋矿岩相。说明黄山东成岩成矿都具有多期性的特点。
黄山矿床北北西方向5km为香山中铜镍矿床，香山铜镍矿床(香山中)属于香山岩体的一部分。香山岩体的西段(香山西)存在铜镍和钛铁复合型矿化(肖庆华，2010)，前人进行了大量的研究(秦克章，2000；王玉往等，2004，2009，2010b；王京彬等，2008)。研究表明钛铁辉长岩的U-Pb年龄为278.6Ma，稍晚于主体辉长岩283～285Ma(秦克章，2000；李德东等，2012)，地球化学特征指示钛铁辉长岩和主体辉长岩是同源岩浆经不同程度分异演化形成(肖庆华等，2010)。香山铜镍和钛铁的时代关系及成因表明香山复式岩体具有多期次岩浆活动的特征。香山杂岩体可以分为三个侵入期次(阶段)，第一期次岩相有辉长岩、角闪辉长岩和角闪橄榄辉长岩，占杂岩体面积75%，构成杂岩体的主体岩相，第二期次的岩相有含长单辉橄榄岩、橄榄岩和角闪辉橄岩相，第三期次为细粒辉长岩和钛铁辉长岩(肖庆华，2010)。香山中铜镍矿体主要赋存于第二期次侵入的角闪辉橄岩和橄榄岩中，也有部分赋存在辉长苏长岩中。香山在开采过程中(30勘探线720中段还发现中等浸染状矿化细粒辉长岩，据2012年野外考察)。香山复式岩体的成矿作用至少有三期，以第二期橄榄岩相赋矿为主，另外还有一期钛铁矿化。综上所述，黄山矿田的黄山、黄山东、香山岩体都具有多期次侵位与多期矿化的特征。
图拉尔根的I号岩体由中心往边部依次为角闪橄榄岩、角闪辉橄岩、角闪辉长岩，其中矿体主要赋存在橄榄岩和辉橄岩相中(三金柱等，2010；刘平平等，2010)。孙赫(2009)认为I号岩体的岩相分带可能由岩浆脉动式侵入造成。中天山地块的天宇主要含矿岩相为辉橄岩和橄辉岩，且随着基性程度增高Ni品位也升高(Tangetal.，2011；杨良哲等，2011)。白石泉的主要岩相可分为三期：早期橄榄岩、辉石岩和辉长岩，中期为矿化橄榄岩、橄辉岩、角闪橄辉岩、矿化辉石岩、辉长岩和块状矿体，晚期为似斑状橄榄辉石岩、辉石岩和闪长岩(李金祥等，2007)，含矿岩相以二辉橄榄岩为主，部分辉长岩含矿(杨良哲等，2011)。
通过东天山、中天山主要铜镍矿床的岩相演化及含矿岩相的对比，发现岩体的侵位往往具有多期次(除了天宇目前认为各个岩相之间为渐变过渡关系，唐冬梅等，2009)，黄山的主要成矿期次为第三期，黄山东为第二期、第三期和第四期、香山主要为第一期、第二期，白石泉为第二期，图拉尔根也是位于I号岩体中心的橄榄岩赋矿(相对较晚)。各矿区岩相演化表明东天山、中天山岩体由多期岩浆侵位形成，具多期成矿作用，而且晚期、中晚期岩浆具有更好的成矿潜力，超基性岩为主要的含铜镍矿岩相，但许多矿区(如黄山东、香山、白石泉)，辉长岩或苏长岩也是重要的含矿岩相(秦克章等，2012)。世界上其它矿床，如加拿大Sudbury铜镍矿体主要赋存在石英闪长岩中(Dareetal.，2010)，Labrador半岛的 Voisey’s Bay和Pants Lake的铜镍矿化也和橄长岩、辉长岩有关(Lietal.，2001)，也显示出基性岩赋矿的特征。所以该地区的基性岩也是值得重视的含矿岩相。
多期次岩浆侵位作用的厘定为东天山及北疆地区的铜镍矿勘查工作提供了新的思路并拓宽了找矿方向。黄山岩体的南边17km出露黄山南岩体，黄山南岩体地表出露4.22km2，主要岩相为辉石角闪橄榄岩、橄辉岩、角闪辉石岩、二辉橄榄岩、角闪橄榄岩和苏长岩(王润民等，1987)。岩石基性程度与黄山岩体相似，但是矿石储量远远低于黄山东和黄山矿床。黄山矿田南西方向的土墩和二红洼岩体的岩石组合也与黄山、黄山东相似，但是没有发现规模较大的工业矿体。在黄山-镜儿泉一带，发现了一批具有一定成矿潜力的基性-超基性岩体，如红石岗(王志福等，2012)、镜儿泉、圪塔山口等岩体。这些岩体评价过程中应以超基性岩相为重点，但是也不能忽略基性岩相(辉长岩、苏长岩、橄榄辉长岩等)的成矿潜力。勘查过程中应注意不同岩相之间的接触关系，重视岩浆的多期次作用，在此基础上，识别与多期次岩浆作用对应的多期成矿作用，拓展找矿方向。
岩浆通道系统可以很好的解释黄山岩体中橄榄石、辉石的成分变化、Ni、Cu等成矿元素在剖面上表现的多次富集特征。在岩浆通道成矿系统中，岩体由窄变宽、局部膨大及岩体产状改变部位是铜镍矿有利的聚集部位。
7 结论
东天山黄山大型铜镍矿区镁铁-超镁铁岩体由多期岩浆侵位形成，矿体主要赋存在第三侵入期次的底部。黄山岩体母岩浆在橄榄石结晶过程中发生了硫化物熔离作用。角闪二辉橄辉岩中橄榄石的Fo值和Ni含量主要受橄榄石结晶作用控制，岩石固结过程中可能有一次新鲜岩浆的注入，并有少量硫化物的熔离。橄榄石核部与边部Ni含量变化表明部分橄榄石和硫化物发生了Fe-Ni交换反应，且在第三期次岩相结晶过程中有Ni不亏损新鲜岩浆的注入。
单颗粒辉石剖面的成分变化、剖面上金属元素含量变化指示新鲜岩浆补给提高了矿体中Cu、Ni等元素的品位。Ni不亏损的新鲜岩浆补给可能是硫化物聚集的重要原因。岩浆通道成矿系统为多期岩浆的注入及硫化物的富集提供了有利场所。
东天山地区铜镍矿床勘查过程中应以超基性岩相为主要评价对象，但不能忽视基性岩相(辉长岩、苏长岩、橄榄辉长岩等)的成矿潜力。勘查过程中注意不同岩相之间的接触关系，重视多期次岩浆作用及对应的成矿作用。岩体变宽、局部膨大及岩体产状改变部位是东天山地区铜镍矿有利的聚集部位。
致谢新疆有色集团旗下亚克斯公司任管良副总工程师、谢军辉主任，郭鼎民、马帅、杜富、梁玉宗等工程师在野外工作和坑道观察过程中提供了热忱的帮助;李光明副研究员、李金祥副研究员等课题组成员的讨论开阔了笔者的思路；印第安纳大学李楚思老师在数据解释方面给予了作者很大的启发；与肖文交研究员、周可法研究员在成文过程中进行了有益的交流；匿名审稿人对本文提出了宝贵的修改意见；在此一并致以衷心感谢。
Ao SJ, Xiao WJ, Han CM, Mao QG and Zhang JE. 2010. Geochronology and geochemistry of Early Permian mafic-ultramafic complexes in the Beishan area, Xinjiang, NW China: Implications for Late Paleozoic tectonic evolution of the southern Altaids. Gondwana Research, 18(2-3): 466-478
Begg GC, Hronsky JAM, Arndt NT, Griffin WL, O’reilly SY and Hayward N. 2010. Lithospheric, cratonic, and geodynamic setting of Ni-Cu-PGE sulfide deposits. Economic Geology, 105(6): 1057-1070
Chai FM. 2006. Comparison on petrologic geochemistry of three mafic-ultramafic intrusions associated with Ni-Cu sulfide deposits in northern Xinjiang. Ph. D. Dissertation. Beijing: China University of Geosciences, 1-154 (in Chinese with English summary)
Chen W, Zhang Y, Qin KZ, Wang QL,Wang YT, Liu XY. 2007. Study on the age of the shear zone-type gold deposit of East Tianshan, Xinjiang, China. Acta Petrologica Sinica, 23(8): 2007-2016 (in Chinese with English abstract)
Cherniak DJ, and Dimanov A, 2010. Diffusion in pyroxene, mica and amphibole. In: Zhang YX and Cherniak DJ (eds.). Diffusion in Minerals and Melts. Chantilly: Mineralogical Soc. Amer., 641-690
Cherniak DJ, and Liang Y. 2012. Ti diffusion in natural pyroxene. Geochimica et Cosmochimica Acta, 98(0): 31-47
Dare SS, Barnes SJ, Prichard HM and Fisher PC. 2010. The timing and formation of platinum-group minerals from the Creighton Ni-Cu-platinum-group element sulfide deposit, Sudbury, Canada: Early crystallization of PGE-rich sulfarsenides. Economic Geology, 105(6): 1071-1096
Deng YF, Song XY, Chen LM, Cheng SL, Zhang XL and Li J. 2011a. Features of the mantle source of the Huangshanxi Ni-Cu sulfide-bearing mafic-ultramafic intrusion, eastern Tianshan. Acta Petrologica Sinica, 27(12): 3640-3652 (in Chinese with English abstract)
Deng YF, Song XY, Jie W, Cheng SL and Li J. 2011b. Petrogenesis of the Huangshandong Ni-Cu sulfide-bearing mafic-ultramafic intrusion, Northern Tianshan, Xinjiang: Evidence from major and trace elements and Sr-Nd isotope. Acta Geologica Sinica, 85(9): 1435-1451 (in Chinese with English abstract)
Deng YF, Song XY, Zhou TF, Yuan F, Chen LM and Zheng WQ. 2012. Correlations between Fo number and Ni content of olivine of the Huangshandong intrusion, eastern Tianshan, Xinjiang, and the genetic significances. Acta Petrologica Sinica, 28(7): 2224-2234 (in Chinese with English abstract)
Ding KS, Qin KZ, Xu YX, Sun H, Xu XW, Tang DM, Mao Q and Ma YG. 2007. Typomorphic characteristics and ore-forming significance of pyrrhotite in the major Cu-Ni deposits, East Tianshan, Xinjiang. Mineral Deposits, 26(1): 109-119 (in Chinese with English abstract)
Feng HY, Xu YX, Qin KZ, Tang DM, Guo HB, San JZ and Mao YJ. 2014. Geochemistry and zircon U-Pb geochronology of Getashankou mafic-ultramafic intrusions, eastern Tianshan, and its implication for Ni-Cu mineralization. Acta Petrologica Sinica, 30(6): 1558-1574 (in Chinese with English abstract)
Fu PE. 2009. The metallogenic processes of Huangshan Cu-Ni sulfide deposit in Xinjiang, western China. Master Degree Thesis. Lanzhou: Lanzhou University, 1-57 (in Chinese with English summary)
Gao JF, Zhou MF, Lightfoot PC, Wang CY and Qi L. 2012. Origin of PGE-poor and Cu-rich magmatic sulfides from the Kalatongke deposit, Xinjiang, Northwest China. Economic Geology, 107(3): 481-506
Han BF, Ji JQ, Song B, Chen LH and Li ZH. 2004. SHRIMP zircon U-Pb ages of Kalatongke No.1 and Huangshandong Cu-Ni-bearing mafic-ultramafic complexes, North Xinjiang, and geological implications. Chinese Science Bulletin, 49(22): 2424-2429
Han CM, Xiao WJ, Zhao GC, Ao SJ, Zhang J, Qu WJ and Du AD. 2010. In-situ U-Pb, Hf and Re-Os isotopic analyses of the Xiangshan Ni-Cu-Co deposit in eastern Tianshan (Xinjiang), Central Asia Orogenic Belt: Constraints on the timing and genesis of the mineralization. Lithos, 120(3-4): 547-562
Hu PQ, Ren LY, Fu PE, Zhang MJ, Li XY and Qin HY. 2010. Petrogenetic and ore-forming processes of Huangshandong Cu-Ni sulfide deposit in Hami, Xinjiang. Mineral deposits, 29(1): 158-168 (in Chinese with English abstract)
Jahn BM, Windley B, Natal’in B and Dobretsov N. 2004. Phanerozoic continental growth in Central Asia. Journal of Asian Earth Sciences, 23(5): 599-603
Jiang CY, Cheng SL, Ye SF, Xia MZ, Jiang HB and Dai YC. 2006. Lithogeochemistry and petrogenesis of Zhongposhanbei mafic rock body, at Beishan region, Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 22(1): 115-126 (in Chinese with English abstract)
Li C and Naldrett AJ 1999. Geology and petrology of the Voisey’s Bay intrusion: Reaction of olivine with sulfide and silicate liquids. Lithos, 47(1-2): 1-31
Li C, Naldrett AJ and Ripley EM. 2001. Critical factors for the formation of a nickel-copper deposit in an evolved magma system: lessons from a comparison of the Pants Lake and Voisey’s Bay sulfide occurrences in Labrador, Canada. Mineralium Deposita, 36(1): 85-92
Li C, Xu ZH, De Waal SA, Ripley EM and Maier WD. 2004. Compositional variations of olivine from the Jinchuan Ni-Cu sulfide deposit, western China: Implications for ore genesis. Mineralium Deposita, 39(2): 159-172
Li C, Zhang MJ, Fu P, Qian ZZ, Hu PQ and Ripley EM. 2012. The Kalatongke magmatic Ni-Cu deposits in the Central Asian Orogenic Belt, NW China: Product of slab window magmatism? Mineralium Deposita, 47(1-2): 51-67
Li DD, Wang YW, Wang JB, Wang LJ, Long LL and Liao Z. 2012. The timing order of mineralization and diagenesis for Xiangshan complex rocks, Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 28(7): 2103-2112 (in Chinese with English abstract)
Li HQ, Chen FW, Mei YP, Wu H, Cheng SL, Yang JQ and Dai YC. 2006. Isotopic ages of No.1 intrusive body in Pobei mafic-ultramafic belt of Xinjiang and their geological significance. Mineral Deposits, 25(4): 463-469 (in Chinese with English abstract)
Li HQ, Mei YP, Qu WJ, Cai H and Du GM. 2009. SHRIMP zircon U-Pb and Re-Os dating of No.10 intrusive body and associated ores in Pobei mafic-ultramafic belt of Xinjiang and its significance. Mineral Deposits, 28(5): 633-642 (in Chinese with English abstract)
Li JX, Qin KZ, Xu XW, Sun H, Cheng SL, Wu H and Mo XH. 2007. Geochemistry of Baishiquan Cu-Ni-bearing mafic-ultramafic complex in East Tianshan, Xinjiang: Constraints on ore genesis and tectonic setting. Mineral Deposits, 26(1): 43-57 (in Chinese with English abstract)
Li SB, Hu RZ, Song XY, Chen LM and Shen NP. 2008. Sulfide separation control in Ni content of olivine in bearing-ore intrusion of magma deposit: An example from Jinchuan intrusion. Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 27(2): 146-152 (in Chinese with English abstract)
Liu PP, Qin KZ, Su SG, San JZ, Tang DM, Su BX, Sun H and Xiao QH. 2010. Characteristics of multiphase sulfide droplets and their implications for conduit-style mineralization of Tulargen Cu-Ni deposit, eastern Tianshan, Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 26(2): 523-532 (in Chinese with English abstract)
Lu HF, Wang H, Wang P, Lin MM and Wang W. 2012. The characteristic of Hongshishan nickel deposit in Xinjiang Beishan rift and its cause-multi-time rock magma mineralization. Xinjiang Geology, 30(2): 187-191 (in Chinese with English abstract)
Maier W and Groves D. 2011. Temporal and spatial controls on the formation of magmatic PGE and Ni-Cu deposits. Mineralium Deposita, 46(8): 841-857
Mao JW, Pirajno F, Zhang ZH, Chai FM, Yang JM, Wu H, Chen SP, Cheng SL and Zhang CQ. 2006. Late variscan post-collisional Cu-Ni sulfide deposits in East Tianshan and Altay in China: Principal characteristics and possible relationship with mantle plume. Acta Geologica Sinica, 80(7): 925-942 (in Chinese with English abstract)
Mao JW, Pirajno F, Zhang ZH, Chai FM, Wu H, Chen SP, Cheng LS, Yang JM and Zhang CQ. 2008. A review of the Cu-Ni sulphide deposits in the Chinese Tianshan and Altay orogens (Xinjiang Autonomous Region, NW China): Principal characteristics and ore-forming processes. Journal of Asian Earth Sciences, 32(2-4): 184-203
Mao QG, Xiao WJ, Han CM, Sun M, Yuan C, Yan Z, Li JL, Yong Y and Zhang JE. 2006. Zircon U-Pb age and the geochemistry of the Baishiquan mafic-ultramafic complex in the eastern Tianshan, Xinjiang Province: Constraints on the closure of the Paleo-Asian Ocean. Acta Petrologica Sinica, 22(1): 153-162 (in Chinese with English abstract)
Mao YJ, Qin KZ, Li C and Tang DM. 2014. A modified genetic model for the Huangshandong magmatic sulfide deposit in the Central Aaian Orogenic Belt, Xinjiang, western China. Mineralium Deposita. Doi: 10.1007/s00126-014-0524-5
Naldrett AJ. 1999. World-class Ni-Cu-PGE deposits: Key factors in their genesis. Mineralium Deposita, 34(3): 227-240
Naldrett AJ. 2010. Secular variation of magmatic sulfide deposits and their source magmas. Economic Geology, 105(3): 669-688
Pirajno F, Mao JW, Zhang ZC, Zhang ZH and Chai FM. 2008. The association of mafic-ultramafic intrusions and A-type magmatism in the Tian Shan and Altay orogens, NW China: Implications for geodynamic evolution and potential for the discovery of new ore deposits. Journal of Asian Earth Sciences, 32(2-4): 165-183
Qian ZZ, Sun T, Tang ZL, Jiang CY, He K, Xia MZ and Wang JZ. 2009. Platinum-group elements geochemistry and its significances of the Huangshandong Ni-Cu sulfide deposit, East Tianshan, China. Geological Review, 55(6): 873-884 (in Chinese with English abstract)
Qin KZ. 2000. Metellogeneses in relation to Central-Asia style orogeny of northern Xinjiang. Post-Doctor Research Report. Beijing: Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, 1-194 (in Chinese with English summary)
Qin KZ, Sun S, Li JL, Fang TH, Wang SL and Liu W. 2002a. Paleozoic epithermal Au and porphyry Cu deposits in North Xinjiang, China: Epochs, features, tectonic linkage and exploration significance. Resource Geology, 52(4): 291-300
Qin KZ, Fang TH, Wang SL, Zhu BQ, Feng YM, Yu HF and Xiu QY. 2002b. Plate tectonics division, evolution and metallogenic settings in eastern Tianshan Mountains, NW China. Xinjiang Geology, 20(4): 302-308 (in Chinese with English abstract)
Qin KZ, Zhang LC, Xiao WJ, Xu XW, Yan Z and Mao JW. 2003a. Overview of major Au, Cu, Ni and Fe deposits and metallogenic evolution of the eastern Tianshan Mountains, northwestern China. In: Mao JW, Goldfarb RJ, Seltmann R, Wang DW, Xiao WJ and Hart C (eds.). Tectonic Evolution and Metallogeny of the Chinese Altay and Tianshan. London: CERCAMS/NHM, 227-249
Qin KZ, Peng XM, San JZ, Xu XW, Fang TH, Wang SL and Yu HF. 2003b. Types of major ore deposits, division of Metallogenic belts in eastern Tianshan, and discrimination of potential prospects of Cu, Au, Ni mineralization. Xinjiang Geology, 21(2): 143-150 (in Chinese with English abstract)
Qin KZ, Su BX, Sakyi PA, Tang DM, Li XH, Sun H, Xiao QH and Liu PP. 2011. SIMS zircon U-Pb geochronology and Sr-Nd isotopes of Ni-Cu-bearing mafic-ultramafic intrusions in eastern Tianshan and Beishan in correlation with flood basalts in Tarim Basin (NW China): Constraints on a ca. 280Ma mantle plume. American Journal of Science, 311(3): 237-260
Qin KZ, Tang DM, Su BX, Mao YJ, Xue SC, Tian Y, Sun H, San JZ, Xiao QH and Deng G. 2012. The tectonic setting, style, basic feature, relative erosion degree, ore bearing evaluation sign, potential analysis of mineralization of Cu-Ni-bearing Ppermain mafic-ultramafic complexes, northern Xinjiang. Northwestern Geology, 45(4): 83-116 (in Chinese with English abstract)
Roeder PL and Emslie RF. 1970. Olivine-liquid equilibrium. Contributions to Mineralogy and Petrology, 29(4): 275-289
San JZ, Hui WD, Qin KZ, Sun H, Xu XW, Liang GH, Wei JY, Kang F and Xiao QH. 2007. Geological characteristics of Tulargen magmatic Cu-Ni-Co deposit in eastern Xinjiang and its exploration direction. Mineral Deposits, 26(3): 307-316 (in Chinese with English abstract)
San JZ, Qin KZ, Tang ZL, Tang DM, Su BX, Sun H, Xiao QH and Liu PP. 2010. Precise zircon U-Pb age dating of two mafic-ultramafic complexes at Tulargen large Cu-Ni district and its geological implications. Acta Petrologica Sinica, 26(10): 3027-3035 (in Chinese with English abstract)
Song XY and Li XR. 2009. Geochemistry of the Kalatongke Ni-Cu-(PGE) sulfide deposit, NW China: Implications for the formation of magmatic sulfide mineralization in a postcollisional environment. Mineralium Deposita, 44(3): 303-327
Su BX, Qin KZ, Sakyi PA, Tang DM, Liu PP, Malaviarachchi SPK, Xiao QH and Sun H. 2011. Geochronologic-petrochemical studies of the Hongshishan mafic-ultramafic intrusion, Beishan area, Xinjiang (NW China): Petrogenesis and tectonic implications. International Geology Review, 54(3): 270-289
Su BX, Qin KZ, Sun H, Tang DM, Sakyi PA, Chu ZY, Liu PP and Xiao QH. 2012. Subduction-induced mantle heterogeneity beneath eastern Tianshan and Beishan: Insights from Nd-Sr-Hf-O isotopic mapping of Late Paleozoic mafic-ultramafic complexes. Lithos, 134: 41-51
Sun H, Qin KZ, Xu XW, Li JX, Ding KS, Xu YX and San JZ. 2007. Petrological characteristics and copper-nickel ore-forming processes of Early Permian mafic-ultramafic intrusion belts in East Tianshan. Mineral Deposits, 26(1): 98-108 (in Chinese with English abstract)
Sun H. 2009. Ore-forming Mechanism in conduit system and ore-bearing property evaluation for mafic-ultramafic complex in eastern Tianshan, Xinjiang. Ph. D. Dissertation. Beijing: Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, 1-262 (in Chinese with English summary)
Sun H, Tang DM, Qin KZ, Fan X, Xiao QH and Su BX. 2009. Advances of geochemical behavior of chalcophile elements and applications in metallogeny of magmatic Cu-Ni-PGE sulfide deposits. Geological Review, 55(6): 840-850 (in Chinese with English abstract)
Sun T. 2009. Mineralization and deep-process of Huangshandong nickel-copper deposit, East Tianshan. Master Degree Thesis. Xi’an: Changan University, 1-59 (in Chinese with English summary)
Tang DM, Qin KZ, Sun H, Xi L, Xiao QH and Su BX. 2009. PGE geochemical characteristics of Tianyu magmatic Cu-Ni deposit: Implications for magma evolution and sulfide segregation. Acta Geologica Sinica, 83(5): 680-697(in Chinese with English abstract)
Tang DM, Qin KZ, Li C, Qi L, Su BX and Qu WJ. 2011. Zircon dating, Hf-Sr-Nd-Os isotopes and PGE geochemistry of the Tianyu sulfide-bearing mafic-ultramafic intrusion in the Central Asian Orogenic Belt, NW China. Lithos, 126(1-2): 84-98
Tang DM, Qin KZ, Sun H, Su BX and Xiao QH. 2012. The role of crustal contamination in the formation of Ni-Cu sulfide deposits in eastern Tianshan, Xinjiang, Northwest China: Evidence from trace element geochemistry, Re-Os, Sr-Nd, zircon Hf-O, and sulfur isotopes. Journal of Asian Earth Sciences, 49: 145-160
Tao Y, Li C, Song XY and Ripley EM. 2008. Mineralogical, petrological, and geochemical studies of the Limahe mafic-ultramatic intrusion and associated Ni-Cu sulfide ores, SW China. Mineralium Deposita, 43(8): 849-872
Wang JB and Xu X. 2006. Post-collisional tectonic evolution and metallogenesis in northern Xinjiang, China. Acta Geologica Sinica, 80(1): 23-31 (in Chinese with English abstract)
Wang JB, Wang YW and Zhou TF. 2008. Metanogenic spectrum related to post-collisional mantle-derived magma in North Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 24(4): 743-752 (in Chinese with English abstract)
Wang RM, Liu DQ and Yin DT. 1987. The conditions of controlling metallogny of Cu-Ni sulfide ore deposits and the orientation of finding ore Hami, Xinjiang, China. Journal of Mineralogy and Petrology, 7(1): 1-152 (in Chinese with English abstract)
Wang YW, Wang JB, Wang LJ and Fang TH. 2004. REE characteristics of Cu-Ni sulfide deposits in the Hami area, Xinjing. Acta Petrologica Sinica, 20(4): 935-948 (in Chinese with English abstract)
Wang YW, Wang JB, Wang LJ and Long LL. 2009. Characteristics of two mafic-ultramafic rock series in the Xiangshan Cu-Ni-(V) Ti-Fe ore district, Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 25(4): 888-900 (in Chinese with English abstract)
Wang YW, Wang JB, Wang LJ, Long LL, Liao Z, Zhang HQ and Tang PZ. 2010a. PGE metallogenesis related to mafic-ultramafic complex in North Xinjiang. Earth Science Frontiers, 17(1): 137-152 (in Chinese with English abstract)
Wang YW, Wang JB, Wang LJ, Long LL, Tang PZ, Liao Z and Zhang HQ. 2010b. Petrographical and lithogeochemical characteristics of the mafic-ultramafic complex related to CuNi-VTiFe composite mineralization: Taking the North Xinjiang as an example. Acta Petrologica Sinica, 26(2): 401-412 (in Chinese with English abstract)
Wang ZF, Wu F, Tan KB, Li SS, Shi XJ, Zhang L, Tan ZX and Wang F. 2012. Geological characteristics and prospecting potential of the Hongshigang Cu-Ni sulfide deposit in Hami, Xinjiang. Xinjiang Geology, 30(3): 307-311 (in Chinese with English abstract)
Witt-Eickschen G and O’neill HS. 2005. The effect of temperature on the equilibrium distribution of trace elements between clinopyroxene, orthopyroxene, olivine and spinel in upper mantle peridotite. Chemical Geology, 221(1-2): 65-101
Xia MZ, Jiang CY, Qian ZZ, Sun T, Xia ZD and Lu RH. 2008. Geochemistry and petrogenesis for Hulu intrusion in East Tianshan, Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 24(12): 2749-2760 (in Chinese with English abstract)
Xia MZ, Jiang CY, Qian ZZ, Xia ZD, Wang BY and Sun T. 2010. Geochemistry and petrogenesis of Huangshandong intrusion, East Tianshan, Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 26(8): 2413-2430 (in Chinese with English abstract)
Xiao QH. 2010. Origin of Xiangshanxi Cu-Ni-Ti-Fe composite deposit in eastern Tianshan, NW China, and its implications. Ph. D. Dissertation. Beijing: Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, 1-191 (in Chinese with English summary)
Xiao QH, Qin KZ, Tang DM, Su BX, Sun H, San JZ, Cao MJ and Hui WD. 2010. Xiangshanxi composite Cu-Ni-Ti-Fe deposit belongs to comagmatic evolution product: Evidences from ore microscopy, zircon U-Pb chronology and petrological geochemistry, Hami, Xinjiang, NW China. Acta Petrologica Sinica, 26(2): 503-522 (in Chinese with English abstract)
Xiao WJ, Zhang LC, Qin KZ, Sun S and Li JL. 2004. Paleozoic accretionary and collisional tectonics of the eastern Tianshan (China): Implications for the continental growth of central Asia. American Journal of Science, 304(4): 370-395
Xiao WJ, Windley BF, Huang BC, Han CM, Yuan C, Chen HL, Sun M, Sun S and Li JL. 2009. End-Permian to Mid-Triassic termination of the accretionary processes of the southern Altaids: Implications for the geodynamic evolution, Phanerozoic continental growth, and metallogeny of Central Asia. International Journal of Earth Sciences, 98(6): 1189-1217
Xiao WJ, Mao QG, Windley BF, Han CM, Qu JF, Zhang JE, Ao SJ, Guo QQ, Cleven NR, Lin SF, Shan YH and Li JL. 2010. Paleozoic multiple accretionary and collisional processes of the Beishan orogenic collage. American Journal of Science, 310(10): 1553-1594
Yang LZ, Ren G, Qi LP, Guo YM and Dong JY. 2011. Metallogenic and exploration model of Cu-Ni-Sulfide deposit in belt of Baishiquan, eastern Tianshan. Xinjiang Geology, 29(4): 428-432 (in Chinese with English abstract)
Zhang M, Li C, Fu P, Hu P and Ripley E. 2011. The Permian Huangshanxi Cu-Ni deposit in western China: Intrusive-extrusive association, ore genesis, and exploration implications. Mineralium Deposita, 46(2): 153-170
Zhou MF, Lesher CM, Yang ZX, Li JW and Sun M. 2004. Geochemistry and petrogenesis of 270Ma Ni-Cu-(PGE) sulfide-bearing mafic intrusions in the Huangshan district, eastern Xinjiang, Northwest China: Implications for the tectonic evolution of the Central Asian orogenic belt. Chemical Geology, 209(3-4): 233-257
附中文参考文献
柴凤梅. 2006. 新疆北部三个与岩浆型Ni-Cu硫化物矿床有关的镁铁-超镁铁质岩的地球化学特征对比研究.博士学位论文.北京:中国地质大学, 1-154
陈文, 张彦, 秦克章, 王清利, 王义天, 刘新宇. 2007. 新疆东天山剪切带型金矿床时代研究.岩石学报, 23(8): 2007-2016
邓宇峰, 宋谢炎, 陈列锰, 程松林, 张新利, 李军. 2011a. 东天山黄山西含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体岩浆地幔源区特征研究. 岩石学报, 27(12): 3640-3652
邓宇峰, 宋谢炎, 颉炜, 程松林, 李军. 2011b. 新疆北天山黄山东含铜镍矿镁铁-超镁铁岩体的岩石成因: 主量元素、微量元素和Sr-Nd同位素证据. 地质学报, 85(9): 1435-1451
邓宇峰, 宋谢炎, 周涛发, 袁峰, 陈列锰, 郑文勤. 2012. 新疆东天山黄山东岩体橄榄石成因意义探讨. 岩石学报, 28(7): 2224-2234
丁奎首, 秦克章, 许英霞, 孙赫, 徐兴旺, 唐冬梅, 毛骞, 马玉光. 2007. 东天山主要铜镍矿床中磁黄铁矿的矿物标型特征及其成矿意义. 矿床地质, 26(1): 109-119
冯宏业, 许英霞, 秦克章, 唐冬梅, 郭海兵, 三金柱,毛亚晶. 2014. 圪塔山口镁铁-超镁铁质岩体锆石U-Pb年代学与地球化学研究对成岩成矿的指示. 岩石学报, 30(6): 1558-1574
傅飘儿. 2009. 新疆黄山铜镍硫化物矿床成矿作用过程.硕士学位论文.兰州: 兰州大学, 1-57
韩宝福, 季建清, 宋彪, 陈立辉, 李宗怀. 2004. 新疆喀拉通克和黄山东含铜镍矿镁铁-超镁铁杂岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义. 科学通报, 49(22): 2324-2328
胡沛青, 任立业, 傅飘儿, 张铭杰, 李晓亚, 秦宏毅. 2010. 新疆哈密黄山东铜镍硫化物矿床成岩成矿作用. 矿床地质, 29(1): 158-168
姜常义, 程松林, 叶书锋, 夏明哲, 姜寒冰, 代玉财. 2006. 新疆北山地区中坡山北镁铁质岩体岩石地球化学与岩石成因. 岩石学报, 22(1): 115-126
李德东, 王玉往, 王京彬, 王莉娟, 龙灵利, 廖震. 2012. 新疆香山杂岩体的成岩与成矿时序. 岩石学报, 28(7): 2103-2112
李华芹, 陈富文, 梅玉萍, 吴华, 程松林, 杨甲全, 代玉财. 2006. 新疆坡北基性-超基性岩带 I 号岩体Sm-Nd和SHRIMP U-Pb同位素年龄及其地质意义. 矿床地质, 25(4): 463-469
李华芹, 梅玉萍, 屈文俊, 蔡红, 杜国民. 2009. 新疆坡北基性-超基性岩带10号岩体SHRIMP U-Pb和矿石Re-Os同位素定年及其意义. 矿床地质, 28(5): 633-642
李金祥, 秦克章, 徐兴旺, 孙赫, 程松林, 吴华, 莫新华. 2007. 新疆东天山白石泉Cu-Ni硫化物矿床杂岩体的地球化学特征及其对矿床成因和构造背景的制约. 矿床地质, 26(1): 43-57
李士彬, 胡瑞忠, 宋谢炎, 陈烈锰, 沈能平. 2008. 硫化物熔离对岩浆硫化物含矿岩体中橄榄石Ni含量的影响——以金川岩体为例. 矿物岩石地球化学通报, 27(2): 146-152
刘平平, 秦克章, 苏尚国, 三金柱, 唐冬梅, 苏本勋, 孙赫, 肖庆华. 2010. 新疆东天山图拉尔根大型铜镍矿床硫化物珠滴构造的特征及其对通道式成矿的指示. 岩石学报, 26(2): 523-532
卢鸿飞, 赵献军, 郭勇明, 王恒, 王鹏, 林明明. 2012. 北山裂谷红石山镍矿床特征及成因——多期岩浆成矿作用. 新疆地质, 30(2): 187-191
毛景文, Pirajno F, 张作衡, 柴凤梅, 杨建民, 吴华, 陈世平, 程松林, 张长青. 2006. 天山-阿尔泰东部地区海西晚期后碰撞铜镍硫化物矿床：主要特点及可能与地幔柱的关系. 地质学报, 80(7): 925-942
毛启贵, 肖文交, 韩春明, 孙敏, 袁超, 闫臻, 李继亮, 雍拥, 张继恩. 2006. 新疆东天山白石泉铜镍矿床基性-超基性岩体锆石U-Pb同位素年龄、地球化学特征及其对古亚洲洋闭合时限的制约. 岩石学报, 22(1): 153-162
钱壮志, 孙涛, 汤中立, 姜常义, 何克, 夏明哲, 王建中. 2009. 东天山黄山东铜镍矿床铂族元素地球化学特征及其意义. 地质论评, 55(6): 873-884
秦克章. 2000. 新疆北部中亚型造山与成矿作用.博士后工作报告.北京:中国科学院地质与地球物理研究所, 1-194
秦克章, 方同辉, 王书来, 朱宝清, 冯益民, 于海峰, 修群业. 2002b. 东天山板块构造分区、演化与成矿地质背景研究. 新疆地质, 20(4): 302-308
秦克章, 彭晓明, 三金柱, 徐兴旺, 方同辉, 王书来, 于海峰. 2003b. 东天山主要矿床类型、成矿区带划分与成矿远景区优选. 新疆地质, 21(2): 143-150
秦克章, 唐冬梅, 苏本勋, 毛亚晶, 薛胜超, 田野, 孙赫, 三金柱, 肖庆华, 邓刚. 2012. 北疆二叠纪镁铁-超镁铁岩铜、镍矿床的构造北疆、岩体类型、基本特征、相对剥蚀程度、含矿性评价标志及成矿潜力分析. 西北地质, 45(4): 83-116
三金柱, 惠卫东, 秦克章, 孙赫, 徐兴旺, 梁光河, 魏俊瑛, 康峰, 肖庆华. 2007. 新疆哈密图拉尔根全岩矿化岩浆铜-镍-钴矿床地质特征及找矿方向. 矿床地质, 26(3): 307-316
三金柱, 秦克章, 汤中立, 唐冬梅, 苏本勋, 孙赫, 肖庆华, 刘平平. 2010. 东天山图拉尔根大型铜镍矿区两个镁铁-超镁铁岩体的锆石U-Pb定年及其地质意义. 岩石学报, 26(10): 3027-3035
孙赫. 2009. 东天山镁铁-超镁铁岩铜镍硫化物矿床通道式成矿机制与岩体含矿性评价研究.博士学位论文.北京: 中国科学院地质与地球物理研究所, 1-262
孙赫, 秦克章, 徐兴旺, 李金祥, 丁奎首, 许英霞, 三金柱. 2007. 东天山镁铁质-超镁铁质岩带岩石特征及铜镍成矿作用. 矿床地质, 26(1): 98-108
孙赫, 唐冬梅, 秦克章, 范新, 肖庆华, 苏本勋. 2009. 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. 地质论评, 55(6): 840-850
孙涛. 2009. 黄山东铜镍矿成矿作用与成矿深部过程研究.硕士学位论文.西安:长安大学, 1-59
唐冬梅, 秦克章, 孙赫, 漆亮, 肖庆华, 苏本勋. 2009. 东疆天宇岩浆Cu-Ni矿床的铂族元素地球化学特征及其对岩浆演化、硫化物熔离的指示. 地质学报, 83(5): 680-697
王京彬,徐新. 2006. 新疆北部后碰撞构造演化与成矿. 地质学报, 80(1): 23-31
王京彬, 王玉往, 周涛发. 2008. 新疆北部后碰撞与幔源岩浆有关的成矿谱系. 岩石学报, 24(4): 743-752
王润民, 刘德权, 殷定泰. 1987. 新疆哈密土墩-黄山一带铜镍硫化物矿床成矿控制条件及找矿方向的研究. 矿物岩石, 7(1): 1-152
王玉往, 王京彬, 王莉娟, 方同辉. 2004. 新疆哈密黄山地区铜镍硫化物矿床的稀土元素特征及意义. 岩石学报, (4): 935-948
王玉往, 王京彬, 王莉娟, 龙灵利. 2009. 新疆香山铜镍钛铁矿区两个镁铁-超镁铁岩系列及特征. 岩石学报, 25(4): 888-900
王玉往, 王京彬, 王莉娟, 龙灵利, 廖震, 张会琼, 唐萍芝. 2010a. 新疆北部镁铁-超镁铁质岩的PGE成矿问题. 地学前缘, 17(1): 137-152
王玉往, 王京彬, 王莉娟, 龙灵利, 唐萍芝, 廖震, 张会琼. 2010b. CuNi-VTiFe复合型矿化镁铁-超镁铁杂岩体岩相学及岩石地球化学特征：以新疆北部为例. 岩石学报, 26(2): 401-412
王志福, 吴飞, 谭克彬, 李杉杉, 师霄杰, 张亮, 谭治雄, 王芳. 2012. 哈密红石岗铜镍矿矿床地质特征及找矿前景. 新疆地质, 30(3): 307-311
夏明哲, 姜常义, 钱壮志, 孙涛, 夏昭德, 卢荣辉. 2008. 新疆东天山葫芦岩体岩石学与地球化学研究. 岩石学报, 24(12): 2749-2760
夏明哲, 姜常义, 钱壮志, 夏昭德, 汪帮耀, 孙涛. 2010. 新疆东天山黄山东岩体岩石地球化学特征与岩石成因. 岩石学报, 26(8): 2413-2430
肖庆华. 2010. 新疆东天山香山西铜镍-钛铁复合型矿床成因研究及意义.博士学位论文.北京: 中国科学院地质与地球物理研究所, 1-191
肖庆华, 秦克章, 唐冬梅, 苏本勋, 孙赫, 三金柱, 曹明坚, 惠卫东. 2010. 新疆哈密香山西铜镍-钛铁矿床系同源岩浆分异演化产物——矿相学、锆石U-Pb年代学及岩石地球化学证据. 岩石学报, 26(2): 503-522
杨良哲, 任刚, 齐利平, 郭勇明, 董景媛. 2011. 东天山白石泉一带铜镍矿成矿模式及找矿模型. 新疆地质, 29(4): 428-432
