李文淵,張照偉,王亞磊,4,張江偉,尤敏鑫,4,張志炳，南卡俄吾

(1.自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室，陜西 西安 710054;2.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710054;3.中國-上海合作組織地學合作研究中心，陜西 西安 710054;4.中國地質(zhì)科學院研究生院，北京 100037;5.中國地質(zhì)大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083;6.長安大學 地球科學與資源學院，陜西 西安 710054)

0 引 言

隨著秦嶺、祁連、昆侖等造山帶中大量早古生代、晚古生代蛇綠巖和志留紀末、中三疊世高壓—超高壓變質(zhì)帶的深入研究，新特提斯之前存在原特提斯和古特提斯兩期古老特提斯構(gòu)造演化階段的認識已逐漸成為共識，但原特提斯和古特提斯構(gòu)造演化是一個新老交替的關(guān)系，還是時間上延續(xù)不一，或存在并存階段，目前是學術(shù)界非常關(guān)注的問題。同時，對于東昆侖夏日哈木超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床(簡稱“夏日哈木礦床”)的發(fā)現(xiàn)和研究，前人提出了該礦床形成于原特提斯島弧和碰撞后伸展環(huán)境，以及古特提斯裂谷背景等不同認識，引起了廣泛關(guān)注。因此，原特提斯和古特提斯構(gòu)造演化與夏日哈木礦床關(guān)系的研究，既是重要的科學問題，也對進一步指導找礦部署具有重要的現(xiàn)實意義。本文試圖通過東昆侖及鄰區(qū)造山帶中以夏日哈木礦床為代表的志留紀末—早泥盆世與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床成礦環(huán)境與成礦作用的研究，建立與東昆侖造山帶所在的特提斯構(gòu)造域中原特提斯和古特提斯構(gòu)造演化的時空成生關(guān)系，從礦床學研究視角結(jié)合反映當時構(gòu)造環(huán)境的新發(fā)現(xiàn)和新進展，重塑原特提斯與古特提斯構(gòu)造轉(zhuǎn)換條件下巖漿銅鎳鈷硫化物礦床幔源巖漿源區(qū)和熱地球動力學條件，并揭示以東昆侖夏日哈木礦床為代表的巖漿銅鎳鈷硫化物成礦事件及其規(guī)律，探索古特提斯構(gòu)造開啟的成礦作用。

1 原、古特提斯洋關(guān)系及古特提斯洋裂解的時限

1.1 原特提斯洋與古特提斯洋構(gòu)造演化關(guān)系

縫合帶是地質(zhì)歷史上消失洋盆的殘余洋殼，是判定造山帶中洋陸轉(zhuǎn)化的重要標志。青藏高原及東北周緣秦嶺、祁連和昆侖的長期研究，已經(jīng)判別出3條重要的早古生代原特提斯蛇綠巖縫合帶：①北祁連—寬坪縫合帶；②柴達木盆地北緣(柴北緣)—商丹縫合帶；③庫地—中昆侖縫合帶(圖1)。它們代表了羅迪尼亞(Rodinia)超大陸裂解形成的南華紀—早古生代原特提斯洋，南面塊體不斷向北移動，與塔里木—華北之間的原特提斯洋在志留紀(440～420 Ma)關(guān)閉，發(fā)生影響廣泛的“原特提斯造山作用”，泥盆紀發(fā)育了大量的磨拉石建造。

原特提斯洋的閉合是自北而南的，北祁連洋于420 Ma左右關(guān)閉，南祁連洋則稍早于435 Ma之前關(guān)閉，寬坪洋的俯沖極向還有爭議，蛇綠混雜巖的時代為490～440 Ma，因此，閉合時代應該與南、北祁連洋相近。南、北祁連洋閉合后，發(fā)育廣泛分布的、以老君山組命名的泥盆紀磨拉石建造(老君山礫巖)，這是北祁連—寬坪縫合帶的特點。

原特提斯蛇綠巖縫合帶：①北祁連—寬坪縫合帶；②柴北緣—商丹縫合帶；③庫地—中昆侖縫合帶。古特提斯蛇綠巖縫合帶：④康西瓦—阿尼瑪卿—勉略縫合帶；⑤西金烏蘭—金沙江—甘孜—理塘—哀牢山縫合帶；⑥龍木錯—雙湖—昌寧—孟連縫合帶。新特提斯縫合帶：⑦班公湖—怒江—騰沖縫合帶；⑧雅魯藏布—印緬縫合帶?？p合帶位置引自文獻[3],有所修改圖1 特提斯縫合帶構(gòu)造分布示意圖Fig.1 Schematic Map of Structural Distribution of Tethys Suture Zone

柴北緣—商丹縫合帶中，魚卡—錫鐵山—都蘭榴輝巖(440～423 Ma)代表了大陸深俯沖的超高壓變質(zhì)作用，也反映了柴北緣洋的消失。例如，東秦嶺的商丹洋，以關(guān)子鎮(zhèn)蛇綠巖為代表，以前被認定為蛇綠巖組成的松樹溝雜巖現(xiàn)已被認定為造山帶中的橄欖巖，依據(jù)北秦嶺早古生代花崗巖的時代，認定其于420 Ma左右關(guān)閉，形成了泥盆紀劉嶺群磨拉石建造。

而庫地—中昆侖縫合帶中，西昆侖南、北昆侖地體之間著名的庫地蛇綠巖(526～494 Ma)反映了原特提斯洋的遺跡，依據(jù)北昆侖地體南部發(fā)育的440 Ma俯沖型花崗巖和410 Ma碰撞型花崗巖，認定庫地洋于440～410 Ma閉合。庫地洋向東至東昆侖與中昆侖洋(昆中縫合帶)相連，昆中縫合帶北側(cè)是昆北地體，夏日哈木礦床即產(chǎn)于其中，為柴達木地塊南緣，西南緣即為祁漫塔格構(gòu)造帶，金水口巖群為其變質(zhì)基底。南側(cè)昆南地體以大規(guī)模的巖漿弧為特征，變質(zhì)基底為苦海巖群。昆中蛇綠巖以西段的納赤臺群蛇綠混雜巖和東段的清水泉蛇綠巖為代表，吳福元等總結(jié)該洋盆于580～520 Ma打開，510～450 Ma俯沖，440 Ma左右關(guān)閉。由于昆北地體金水口巖群和昆南地體苦海巖群具有相同的碎屑鋯石年齡，昆中洋并不被認為是非常重要的洋，所以這個小洋盆的俯沖消減會造成夏日哈木礦床可能存在能量交換上的不對稱。

上述論述是3條原特提斯縫合帶在秦祁昆(秦嶺—祁連—昆侖)中央造山帶的分布及目前的認識，再向西(特別是境外)的分布情況并不十分清楚。晚古生代則判定出古特提斯蛇綠巖縫合帶3條：④康西瓦—阿尼瑪卿—勉略縫合帶；⑤西金烏蘭—金沙江—甘孜—理塘—哀牢山縫合帶；⑥龍木錯—雙湖—昌寧—孟連縫合帶(圖1)。它們代表了南華紀—早古生代原特提斯洋閉合后，岡瓦納超大陸裂解形成的晚古生代大洋，然后又自北而南于三疊紀關(guān)閉。其或者不是新裂解的洋，而是西面非洲和歐洲之間的瑞克(Rheic)洋閉合后的殘留洋，在原特提斯洋閉合前就已存在。由此可見，古特提斯洋是裂解新打開的洋還是與原特提斯洋并存繼續(xù)演化的洋，目前研究并沒有明確的結(jié)論，但普遍都承認早古生代和晚古生代兩套蛇綠巖的存在，以及原特提斯洋閉合后存在廣泛的“原特提斯造山作用”，且廣泛發(fā)育泥盆紀磨拉石建造。因此，既是有所謂古特提斯殘留洋存在，也并不妨礙古特提斯新的大洋裂解形成。對于與夏日哈木礦床相關(guān)的研究，本文重點考察與之有關(guān)的康西瓦—阿尼瑪卿—勉略縫合帶，西金烏蘭—金沙江—甘孜—理塘—哀牢山縫合帶和龍木錯—雙湖—昌寧—孟連縫合帶，目前還未見相關(guān)巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的報道，故僅作簡單介紹。

康西瓦—阿尼瑪卿縫合帶在西昆侖表現(xiàn)為南昆侖地體與巴顏喀拉(甜水海)地體之間的康西瓦縫合帶，南昆侖與北昆侖地體之間是原特提斯的庫地縫合帶。由于南昆侖地體組成復雜，原特提斯和古特提斯構(gòu)造形跡交織，認識上存在諸多爭議?？滴魍呖p合帶向東與東昆侖阿尼瑪卿縫合帶相連，也表現(xiàn)為昆南地體南緣的縫合帶，昆南和昆北地體之間的昆中縫合帶以早古生代清水泉蛇綠巖為代表，屬于原特提斯縫合帶，于440 Ma左右關(guān)閉。但昆南地體的阿尼瑪卿古特提斯洋縫合帶中出露的一系列蛇綠巖也表現(xiàn)為早古生代和晚古生代兩期，與昆南地體發(fā)育的510～400 Ma和240～210 Ma花崗巖相對應，并有泥盆紀和三疊紀兩期磨拉石建造，反映了原特提斯洋和古特提斯洋的兩期俯沖和碰撞造山事件。特別值得提及的是，A型花崗巖的時代為400 Ma，少部分為370 Ma，被認為是原特提斯庫地洋向南俯沖碰撞造山后的產(chǎn)物。其實，可以有另外一種思考，可否是古特提斯康西瓦洋開裂裂谷的產(chǎn)物，頗值得研究。向東至東昆侖一帶，歷來被認為以晚古生代古特提斯洋演化為主，除了前面介紹的與西昆侖庫地縫合帶相連的昆中原特提斯縫合帶外，就以布青山混雜巖為代表的西大灘—阿尼瑪卿古特提斯縫合帶最為著名，洋盆于250～240 Ma關(guān)閉。這個洋盆顯然并不是與原特提斯洋并存的洋，而是昆中洋閉合后再次拉開的產(chǎn)物。因為金水口巖群中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多處高壓—超高壓變質(zhì)榴輝巖，變質(zhì)年齡主要為430～410 Ma。事實上，夏日哈木礦區(qū)除了含礦的鎂鐵—超鎂鐵巖外，還有殘留的蛇綠巖和榴輝巖。康西瓦—阿尼瑪卿縫合帶向東認為與南秦嶺和揚子克拉通之間的勉略縫合帶相連。不過勉略縫合帶至今沒有古生代蛇綠巖發(fā)現(xiàn)，而且二者之間的關(guān)系由于大面積三疊系覆蓋并未有充足研究。或許康西瓦—阿尼瑪卿縫合帶向東南方向延伸，與甘孜—理塘縫合帶相接，構(gòu)成了一個自西北向東南的康西瓦—阿尼瑪卿—甘孜—理塘縫合帶，從而造就了條形分布的巴顏喀拉—松潘—甘孜造山帶。但問題是已有的構(gòu)造單元研究認定甘孜—理塘縫合帶歸屬于西金烏蘭—金沙江縫合帶，而與康西瓦—阿尼瑪卿縫合帶無關(guān)。

西金烏蘭—金沙江縫合帶位于羌塘地塊北緣，向南與哀牢山縫合帶相連，再向南進入越南境內(nèi)的松馬縫合帶，然后向東南經(jīng)過中國海南島南部二疊紀蛇綠巖，轉(zhuǎn)向太平洋體系(圖1)。目前多認為其在二疊紀末期閉合，但俯沖極向存在爭論。發(fā)現(xiàn)的蛇綠巖主要形成于泥盆紀—石炭紀，少數(shù)形成于二疊紀。西金烏蘭—金沙江—哀牢山縫合帶之北，存在前面提到的甘孜—理塘縫合帶，兩者之間是義敦島弧，且蛇綠巖主要限定在二疊紀—早三疊世，因此其形成演化存在諸多疑問。西金烏蘭—金沙江—甘孜—理塘—哀牢山縫合帶之北的巴顏喀拉—松潘—甘孜地體主體為三疊紀復理石覆蓋，東部松潘—甘孜地體與揚子克拉通相近，而西部巴顏喀拉與岡瓦納大陸具有相似的特征。因此，甘孜—理塘縫合帶歸屬于西金烏蘭—金沙江縫合帶，還是獨立的一個洋盆或者與康西瓦—阿尼瑪卿縫合帶相連，頗值得構(gòu)造學家研究。

中國地質(zhì)調(diào)查局青藏專項1∶250 000區(qū)調(diào)發(fā)現(xiàn)，龍木措—雙湖縫合帶地處羌塘地塊中間。其中的藍片巖、榴輝巖定年表明其變質(zhì)年齡集中于240～220 Ma，但麻粒巖為427～422 Ma，可見既有早古生代末原特提斯的變質(zhì)產(chǎn)物，也有早中生代古特提斯構(gòu)造閉合的遺跡。該縫合帶被認為是南、北羌塘地塊的分割，是北方勞亞大陸和南方岡瓦納大陸的重要界限，但吳福元等則認為南、北羌塘地塊均屬于岡瓦納大陸，北羌塘地塊大約330 Ma從岡瓦納大陸裂解，又于晚三疊世閉合。龍木措—雙湖縫合帶向東延伸至云南昌寧—孟連縫合帶，再向南進入緬甸東部、泰國和馬來西亞境內(nèi)，可能延伸至印度尼西亞的清邁—本洞—勞勿縫合帶，因此將其古特提斯縫合帶總稱為龍木錯—雙湖—昌寧—孟連縫合帶(圖1)。

1.2 古特提斯開始裂解的時限及其主要證據(jù)

通常認為古特提斯是整個東昆侖特提斯的主體，但古特提斯洋何時形成，并不十分清楚。已有的特提斯演化研究認為古特提斯洋似乎是與原特提斯洋并存的。當早奧陶世原特提斯洋發(fā)育時，秦祁昆蛇綠巖代表的原特提斯洋與勞倫(Laurentia)和波羅地(Baltica)、岡瓦納之間的安皮達斯洋(Iapetus)是同時代的，這是傳統(tǒng)意義上的原特提斯洋。但其南部還有一個波羅地、愛維勞尼亞(Avalonia)和岡瓦納之間的瑞克洋。瑞克洋向東與亞洲的古特提斯洋相連，在早古生代是很狹窄的。瑞克洋所在的華里西造山帶研究表明，殘存兩個時代的蛇綠巖是明確的：一個是集中于早古生代500～470 Ma的蛇綠巖，代表了瑞克洋初始裂解-擴張的產(chǎn)物，是原特提斯洋同期的產(chǎn)物；另一個是晚古生代420～370 Ma和340～320 Ma的蛇綠巖，與前者之間被410 Ma的高壓、低溫變質(zhì)作用所分割，因此有學者認為它是瑞克洋閉合后重新裂解-擴張的產(chǎn)物，但也有學者認為是瑞克洋向南俯沖產(chǎn)生的弧后擴張洋，即古特提斯洋。綜上所述，目前存在早古生代原特提斯洋的瑞克洋閉合后，又重新裂解形成晚古生代古特提斯洋前、后兩個旋回和并存的兩種認識。由此可見，古特提斯洋究竟何時形成及其與原特提斯的成生聯(lián)系，是一個懸而未決的問題。

中國境內(nèi)東昆侖造山帶康西瓦—阿尼瑪卿縫合帶在昆南地體也表現(xiàn)為早古生代和晚古生代兩個時代蛇綠巖的出露。兩套不同時代的蛇綠巖在同一縫合帶內(nèi)出現(xiàn)，應該代表了兩個獨立演化的大洋。因為兩個大洋之間存在高壓變質(zhì)事件的造山作用。例如，夏日哈木礦區(qū)大比例尺精細填圖發(fā)現(xiàn)，僅Ⅰ號巖體是含鎳鈷巖體，主要由橄欖巖、輝石巖和輝長巖組成，其余Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號巖體主要為蛇綠巖殘塊和榴輝巖，其鋯石U-Pb年齡分別為439、408 Ma。榴輝巖經(jīng)歷了兩期變質(zhì)作用，第一期(436 Ma)代表了前寒武紀陸殼深俯沖發(fā)生的榴輝巖相變質(zhì)作用，第二期(409 Ma)代表了榴輝巖折返過程中發(fā)生的角閃巖相退變質(zhì)作用。另外，如果是單一大洋的演化，應該有連續(xù)的增生雜巖和巖漿弧發(fā)育，但實際卻表現(xiàn)為早古生代晚期和晚古生代晚期—三疊紀兩個大的演化階段，中間缺失巖漿作用。同時，兩套不同時代的蛇綠巖相伴出現(xiàn)了兩套磨拉石建造，分別是泥盆紀耗牛山組(423～400 Ma)和三疊紀鄂拉山組(約220 Ma)。更值得重視的是，縫合帶內(nèi)存在兩套表征拉張作用的后造山或非造山巖漿作用的記錄及晚志留世到中泥盆世的A型花崗巖，顯然反映了原特提斯洋閉合后新的裂解作用的發(fā)生。

最近，東昆侖鋯石U-Pb定年明確的雙峰式火山巖形成于晚志留世到早泥盆世(420～409 Ma)。其玄武巖表現(xiàn)為拉斑玄武巖的特點，SiO、MgO含量和KO/NaO值低，TiO含量高，輕稀土元素富集(LREE/HREE值為3.68～6.09)，Eu具有輕微異常，具有洋島玄武巖(OIB)的特點，大離子親石元素和高場強元素富集，顯示玄武巖派生于少量大陸巖石圈地?；烊镜能浟魅Φ蒯?；而流紋巖表現(xiàn)為高SiO、NaO+KO含量和KO/NaO值，低MgO、Ni、Cr含量，大離子親石元素和輕稀土元素富集，高場強元素虧損和Eu負異常，表明其來源于缺乏與地幔熔體相互作用的地殼。這進一步證明原特提斯洋閉合后，于晚志留世—早泥盆世進入了一個新的軟流圈地幔上涌和大陸裂解的過程(圖2)，并非原特提斯洋演化的后碰撞伸展環(huán)境，而是進入了新的古特提斯旋回的陸內(nèi)裂解階段。

圖件引自文獻[37],有所修改圖2 東昆侖古生代巖漿事件及晚志留世—早泥盆世裂谷示意圖Fig.2 Paleozoic Magmatic Events and Schematic View of Late Silurian-Early Devonian Continental Rift in East Kunlun

除了昆北與昆南地體之間是原特提斯昆中縫合帶外，昆南地體南緣的布青山—阿尼瑪卿古特提斯縫合帶中也有早古生代蛇綠巖產(chǎn)出，反映了傳統(tǒng)上認為的古特提斯康西瓦—阿尼瑪卿縫合帶其實是在原特提斯縫合帶基礎(chǔ)上再次開裂、擴張和閉合的結(jié)果。這個原特提斯縫合帶不是以往認為的庫地—中昆侖原特提斯縫合帶，而是在其南面的昆南地體南緣與巴顏喀拉地體之間?，F(xiàn)在看來，盡管東昆侖原特提斯縫合帶和古特提斯縫合帶是交織在一起的，但它們具有明確的先后關(guān)系，先前原特提斯縫合帶往往是古特提斯再次開裂的薄弱帶。這就為思考原特提斯洋的閉合和古特提斯的開裂提供了一種新的視角：原特提斯洋的閉合除了在北秦嶺、祁連和昆侖早古生代縫合帶的表現(xiàn)外，在昆侖古特提斯縫合帶上也存在過早古生代原特提斯洋的閉合，這個洋可能是原特提斯洋弧后盆地的擴張洋，稍晚于主洋的閉合。原特提斯洋閉合碰撞造山帶后，開啟了新一輪古特提斯洋的開裂、擴張、消減、碰撞閉合的構(gòu)造演化過程，而早古生代末—晚古生代初是原特提斯/古特提斯構(gòu)造新老體制轉(zhuǎn)換的時期。

2 東昆侖巖漿銅鎳鈷硫化物礦床成礦特點

2.1 東昆侖及鄰區(qū)巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的發(fā)現(xiàn)及時空分布

夏日哈木礦床于2011年由青海省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局通過查證地球化學異常被發(fā)現(xiàn)。之前，在柴北緣南祁連造山帶中就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有拉水峽、裕龍溝、亞曲等中小型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床，并未引起廣泛重視。隨著夏日哈木礦床的發(fā)現(xiàn)，沿東昆侖—阿爾金造山帶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一批巖漿銅鎳鈷硫化物礦床(點)(圖3)。夏日哈木礦床位于青海省中西部格爾木市，地質(zhì)上屬于東昆侖昆北構(gòu)造帶(圖3)，圍巖為元古宙金水口巖群變質(zhì)基底。該地區(qū)以前沒有報道過有巖漿銅鎳鈷硫化物礦床發(fā)現(xiàn)，而是作為重要的蛇綠巖產(chǎn)出區(qū)被重視。夏日哈木礦床的發(fā)現(xiàn)拉開了東昆侖尋找?guī)r漿銅鎳鈷硫化物礦床的序幕，也開啟了對造山帶中幔源鎂鐵—超鎂鐵巖的廣泛重視。

夏日哈木礦床的勘探評價帶動了整個東昆侖巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的研究工作。從已有的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床(點)分布來看，其并不受東昆侖及相鄰地區(qū)早古生代構(gòu)造單元劃分的限制。目前東昆侖的構(gòu)造單元劃分方案，主要依據(jù)青海省新一輪地質(zhì)志的意見，以昆中斷裂為界，以北劃分為秦祁昆中央造山帶的東昆侖造山帶昆北復合巖漿弧，以南為地殼對接帶的昆南俯沖增生雜巖帶和阿尼瑪卿—布青山俯沖增生雜巖帶，地殼對接帶以南以昆南斷裂為界稱為巴顏喀拉地塊，即全國地質(zhì)志中的巴顏喀拉造山帶。傳統(tǒng)上所稱的東昆侖造山帶現(xiàn)在被劃分為昆北和昆南兩個大的大地構(gòu)造單元(圖3)，并將昆北列為早古生代到晚古生代—早中生代的巖漿弧，而將昆南自北而南列為以早古生代納赤臺蛇綠混雜巖帶為代表的昆南俯沖增生雜巖帶和以晚古生代—早三疊世馬爾爭蛇綠混雜巖帶為代表的阿尼瑪卿—布青山俯沖增生雜巖帶。這種看似清楚的構(gòu)造單元劃分，實際反映了不同時代原特提斯洋和古特提斯洋構(gòu)造演化不同空間構(gòu)造部位最終的拼貼鑲嵌，平面上詳盡的劃分是難以實現(xiàn)的，只能代表一種大概的主體建造分布。特別是早古生代原特提斯洋閉合碰撞造山后，新生陸殼再次裂解，含銅鎳鈷硫化物礦體的鎂鐵—超鎂鐵巖分布肯定不受早古生代所謂構(gòu)造單元限制，更何況晚古生代古特提斯洋的擴張、消減、閉合碰撞造山，又會對已有含礦巖體的空間位置產(chǎn)生新的配置。

定年研究表明，以夏日哈木礦床為代表的東昆侖及鄰區(qū)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床(點)含礦鎂鐵—超鎂鐵巖，主要形成于晚志留世—早泥盆世(427～393 Ma)，以早泥盆世((410±2)Ma)為主(表1)。南祁連化隆地區(qū)拉水峽巖漿銅鎳鈷硫化物礦床由于全巖礦化，未找到合適進行定年的樣品。對鄰近亞曲、下什堂鎂鐵—超鎂鐵巖中輝長巖進行ID-TIMS鋯石U-Pb定年，分別獲得(440.74±0.33)Ma和(449.8±2.4)Ma年齡，裕龍溝獲得了443 Ma年齡，整體上時代要稍早于東昆侖含礦巖體。此外，東昆侖還發(fā)現(xiàn)一組晚二疊世—中三疊世鎂鐵—超鎂鐵巖(263～221 Ma)，未發(fā)現(xiàn)工業(yè)硫化物礦體，可能是古特提斯洋閉合碰撞造山過程中的產(chǎn)物。東昆侖及鄰區(qū)鎂鐵—超鎂鐵巖時空分布的實際特點遠較構(gòu)造階段的劃分認識復雜。Yu等獲得阿爾金地區(qū)牛鼻子梁小型銅鎳鈷硫化物礦床年齡為443～378 Ma，有較大區(qū)間，整體趨向于志留紀末與泥盆紀初之交時段產(chǎn)出，但向更古老或更年輕時段也有分布，反映了東昆侖及鄰區(qū)造山帶中鎂鐵—超鎂鐵巖的產(chǎn)出可能形成于不同的構(gòu)造背景。現(xiàn)階段研究表明至少存在兩種背景：一種是前面討論提出的形成于古特提斯裂解的背景，是原特提斯洋閉合陸-陸碰撞造山后，已形成新的陸殼由于地幔柱或地幔上涌，軟流圈大規(guī)模部分熔融形成的巖漿上升，伴隨原特提斯縫合帶薄弱而減薄拉張破裂，幔源鎂鐵質(zhì)巖漿上侵形成鎂鐵—超鎂鐵巖，其中巖漿上侵的中心可能形成大規(guī)模的銅鎳鈷硫化物富集成礦的重要鎂鐵—超鎂鐵巖；另一種可能是目前流行的原特提斯洋閉合陸-陸碰撞造山后的伸展背景，是受原特提斯洋殼俯沖消減在地幔楔脫水作用控制的部分熔融形成的鎂鐵質(zhì)巖漿上侵而成，由于揮發(fā)分加入，地幔楔橄欖巖熔融的熔點降低，產(chǎn)生的巖漿量有限，不易形成大規(guī)模銅鎳鈷硫化物的富集成礦。它們之間最大的區(qū)別可能就在銅鎳鈷硫化物能否大規(guī)模富集成礦的條件上。但要完全辨別這兩類鎂鐵—超鎂鐵巖并非易事，是一項頗值得研究的工作。

TM為塔里木陸塊；NC為華北陸塊；SC為華南陸塊；QDM為柴達木微陸塊；ALS為阿拉善微陸塊；QT為羌塘微陸塊；HM為喜馬拉雅微陸塊；TS-BS為天山—北山造山帶；ALT為阿爾金造山帶；QLS為祁連山造山帶；WK為西昆侖造山帶；KRK為喀喇昆侖造山帶；NK為昆北構(gòu)造帶；SK為昆南構(gòu)造帶；BYKL為巴顏喀拉造山帶；QL為秦嶺造山帶；GDS為岡底斯造山帶；NHM為北喜馬拉雅造山帶;左下角小圖引自文獻[40];主圖引自文獻[41]圖3 東昆侖及鄰區(qū)巖漿銅鎳鈷硫化物礦床構(gòu)造位置及地質(zhì)分布Fig.3 Tectonic Location and Geological Distribution of Magmatic Cu-Ni-Co Sulfide Deposits in East Kunlun and Its Adjacent Region

表1 東昆侖巖漿銅鎳鈷硫化物礦床清單Table 1 List of Magmatic Cu-Ni-Co Sulfide Deposits in East Kunlun

夏日哈木含礦巖體的鋯石U-Pb年齡為411 Ma，作為一期新的巖漿銅鎳鈷硫化物成礦作用的代表性事件，其成礦的物質(zhì)來源和形成環(huán)境被強烈關(guān)注。2015年，Li等在開展以夏日哈木礦床為重點的拉陵灶火一帶銅鎳鈷礦公益性行業(yè)科研專項調(diào)查研究時，曾在《Lithos》率先發(fā)表了夏日哈木礦床年代學、巖石學和Hf-S同位素地球化學的論文。根據(jù)巖石地球化學輕稀土元素富集和相對虧損Nb、Ta、Ti，以及橄欖石低Ca等弧巖漿信息，提出了夏日哈木礦床是產(chǎn)于島弧環(huán)境的觀點。這一觀點立即引起了造山帶中與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)巖漿銅鎳鈷硫化物礦床成礦構(gòu)造環(huán)境的新爭論。事實上，當時提出夏日哈木礦床為島弧地質(zhì)背景的觀點，也是基于東昆侖區(qū)域構(gòu)造研究的認識，認為原、古特提斯洋一體演化，并未將原特提斯洋和古特提斯洋的演化階段分開，而夏日哈木礦床又產(chǎn)于傳統(tǒng)上定位巖漿弧的昆北構(gòu)造帶中，從而提出了島弧環(huán)境的觀點。爭論是必然的，因為巖漿硫化物礦床作為世界上最為古老的礦床之一，從提出初始就定義為克拉通裂谷的產(chǎn)物，并被廣泛接受，大陸裂谷已成為巖漿硫化物礦床的專屬成礦地質(zhì)背景。一直以來，造山帶中也很少有大規(guī)模巖漿硫化物礦床發(fā)現(xiàn)。20世紀末以來，天山—北山、東準噶爾造山帶中相繼發(fā)現(xiàn)了眾多巖漿銅鎳鈷硫化物礦床，因與蛇綠巖相伴產(chǎn)出，當有人提出形成于蛇綠巖的觀點時，遭到了一致的反對。由于這些礦床的規(guī)模較夏日哈木礦床要小，夏日哈木作為新世紀超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的新發(fā)現(xiàn)，同時又是特提斯造山帶中發(fā)現(xiàn)的首例超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床，其形成環(huán)境和所代表的地質(zhì)意義自然為大家強烈關(guān)注。

2.2 夏日哈木礦床的成礦環(huán)境及其物質(zhì)來源與成礦過程

從硅酸鹽巖漿中熔離出來且富含親銅元素的硫化物液滴發(fā)生聚集、就位，固結(jié)形成巖漿銅鎳鈷硫化物礦體。深部地幔部分熔融產(chǎn)生的巖漿向上運移的過程中會經(jīng)歷多個變化，巖漿性質(zhì)隨之改變，如果巖漿中的S達到過飽和，硫化物則以小液滴的形式與硅酸鹽巖漿發(fā)生不混溶作用，進而分離出來。硫化物不混溶作用是鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖漿成礦的關(guān)鍵，沒有硫化物不混溶作用發(fā)生就沒有巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的形成。這也成為研究巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的前沿領(lǐng)域和關(guān)鍵內(nèi)容。由此可見，要揭示這些鎂鐵—超鎂鐵巖礦化不同的特點并支撐指導進一步找礦實踐，造山帶背景中硫化物不混溶作用和成礦機制的研究則成為必然，這些問題的解決首先受制于成礦構(gòu)造背景和物質(zhì)來源環(huán)境的認識。夏日哈木礦床島弧環(huán)境的認識，引起了對造山帶中與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的重新審視。

夏日哈木礦床由Ⅰ號和Ⅱ號含礦鎂鐵—超鎂鐵巖組成，Ⅲ號、Ⅳ號、Ⅴ號巖體實則是殘留的蛇綠巖和榴輝巖[圖4(a)]。其中，Ⅰ號含礦巖體是夏日哈木礦床的主體，礦體形態(tài)受巖體控制，總體呈似層狀和透鏡狀，向西側(cè)伏。長軸方向近EW向，地表出露巖體長約1.5 km，寬約0.8 km，出露巖石為淡色輝長巖和二輝巖[圖4(b)]。巖體呈東高西低的特點,東段出露地表，厚度較大，向西埋深逐漸增大，巖體厚度變薄，表現(xiàn)為向西傾伏的楔形[圖4(c)]，巖體總體為不規(guī)則盆狀。淡色輝長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(431.3±2.7)Ma，主體巖體二輝巖的年齡為(411.6±2.4)～(406.1±2.7)Ma，兩者相差達20 Ma,反映了它們非同期侵入產(chǎn)物。含礦巖體總體上表現(xiàn)為西部收窄、東部膨大的特點，巖體上部圍巖為金水口巖群花崗質(zhì)片麻巖，西部下部為大理巖，東部下部為片麻巖。地表和鉆孔巖芯觀察發(fā)現(xiàn)，以巖體隱伏開始的勘探線13為界，以東主要為二輝巖、斜方輝石巖和橄欖二輝巖，以西主要為純橄巖、方輝橄欖巖、二輝橄欖巖。純橄巖幾乎全巖礦化，主要為海綿隕鐵狀礦石，斜方輝橄欖巖為浸染狀礦石，斜方輝石巖和二輝巖中局部有浸染狀或塊狀礦石。該地區(qū)至少存在兩期巖漿作用上侵：一期發(fā)生在440 Ma之后至420 Ma之前，即原特提斯洋閉合碰撞造山過程中沒有礦化；另一期發(fā)生在420 Ma之后，即原特提斯洋閉合碰撞造山后，古特提斯裂解作用中形成礦化。兩期鎂鐵質(zhì)巖漿作用，不僅非同源，而且是兩種不同構(gòu)造環(huán)境、不同巖漿成因機制的產(chǎn)物。

Pt1J為金水口群；圖(a)引自文獻[35]；圖(b)、(c)引自文獻[59]圖4 東昆侖夏日哈木礦床礦區(qū)地質(zhì)圖及Ⅰ號含礦巖體平面圖和橫剖面Fig.4 Geological Map of Ore District,and Plane and Cross Section of Ore-bearing Rock Body Ⅰ in Xiarihamu Deposit of East Kunlun

不含礦的淡色輝長巖是原特提斯洋閉合碰撞造山過程中，俯沖到地幔深度的地殼物質(zhì)在板片-地幔界面與地幔楔發(fā)生相互作用而形成的超鎂鐵質(zhì)交代巖，含有更強的弧巖漿地球化學信息。而晚期含礦輝石巖-橄欖巖相則是古特提斯裂解過程中，遭到原特提斯洋殼物質(zhì)改造的軟流圈，由于地幔柱或上涌地幔發(fā)生大規(guī)模部分熔融產(chǎn)生的鎂鐵質(zhì)巖漿上侵的結(jié)果。它也可以具有部分弧巖漿地球化學信息，但成因機制不同，其具有豐富的S和Cu、Ni、Co等成礦元素，上侵的鎂鐵質(zhì)巖漿能夠在深部巖漿房發(fā)生深部熔離作用，才可能使富含Cu、Ni、Co金屬硫化物熔漿的超鎂鐵質(zhì)巖漿甚至礦漿上侵或貫入成礦。當然，原特提斯洋殼對軟流圈橄欖巖的改造，使其擁有更多的水，甚至使橄欖巖相改造為輝石巖相，使熔點降低，更利于熱動力作用實現(xiàn)大規(guī)模的部分熔融，并提供Cu、Ni、Co等成礦物質(zhì)；其次，鎂鐵質(zhì)巖漿上侵過程的深部巖漿房以及古老陸殼物質(zhì)圍巖的混染，均有利于深部熔離作用的發(fā)生，甚至提供成礦物質(zhì)。

夏日哈木礦床研究之初，被認為具有輕稀土元素富集和相對虧損Nb、Ta、Ti，橄欖石低Ca等弧巖漿地球化學信息，而傳統(tǒng)的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造認識又將夏日哈木礦床所在的昆北構(gòu)造帶劃為古生代的巖漿弧，由此提出了夏日哈木礦床是島弧環(huán)境產(chǎn)物的認識。但礦區(qū)大比例尺構(gòu)造-侵入巖相填圖，在主量、微量元素地球化學和同位素示蹤研究基礎(chǔ)上，細致開展了橄欖石、單斜輝石、斜方輝石和鉻尖晶石成因礦物學研究，發(fā)現(xiàn)與島弧環(huán)境的阿拉斯加型巖體有顯著區(qū)別。夏日哈木礦床橄欖巖和輝石巖中的鉻尖晶石地球化學特征與阿拉斯加島弧型巖體有顯著差別，鉻尖晶石具有Fe含量低、Mg和Cr值變化范圍大并呈負相關(guān)關(guān)系的特征，明顯區(qū)別于阿拉斯加島弧型巖體和玻安巖中的鉻尖晶石(圖5)。

w(·)為元素含量；圖(a)引自文獻[59]，有所修改圖5 夏日哈木礦床鉻尖晶石Fe3+-Cr-Al圖解和Cr#-Mg#圖解Fig.5 Diagrams of Fe3+-Cr-Al and Cr#-Mg# for Chromite in Xiarihamu Deposit

夏日哈木礦床硫化物δS 值為2.2‰～7.7‰，其較高正值與巖漿上升過程遭受地殼物質(zhì)混染有關(guān)。通過模擬顯示，含礦母巖漿經(jīng)歷了10%～30%古老陸殼物質(zhì)的混染。另外，Ni含量高的橄欖巖初始Sr/Sr值明顯大于Ni含量低的橄欖巖，Ni含量高的輝石巖同樣對應了高初始Sr/Sr值，可見地殼混染對成礦有較大貢獻。此外，高氧逸度不利于成礦，因為氧逸度降低會使巖漿中硫化物飽和度降低，從而促進硫化物熔離。阿拉斯加島弧型巖體形成于氧逸度較高的環(huán)境，不利于成礦，而夏日哈木礦床形成于氧逸度低的環(huán)境，單斜輝石Fe含量較低(圖6)，說明其結(jié)晶時處于氧逸度較低的環(huán)境中，明顯與阿拉斯加島弧型巖體相區(qū)別。

圖(a)引自文獻[10]，有所修改圖6 夏日哈木礦床單斜輝石TiO2-Alz圖解和TiO2-Fe3+圖解Fig.6 Diagrams of TiO2-Alz and TiO2-Fe3+ for Clinopyroxene in Xiarihamu Deposit

而且，阿拉斯加島弧型巖體中極少有斜方輝石，且磁鐵礦含量(質(zhì)量分數(shù)，下同)較高(10%～20%)，母巖漿AlO含量較低，而夏日哈木巖體中斜方輝石普遍存在且含量較高，甚至出現(xiàn)斜方輝石巖，但磁鐵礦含量較低，母巖漿具有較高AlO含量。鉻尖晶石AlO含量高于18.30%，平均值為34.18%，明顯高于玻安巖中的鉻尖晶石AlO含量(低于15%)。鉻尖晶石形成溫度為1 360 ℃～1 411 ℃，而軟流圈地幔上界的溫度為1 280 ℃～1 350 ℃，要發(fā)生部分熔融形成巖漿，溫度至少要達到1 400 ℃；起源于軟流圈地幔的夏日哈木巖體母巖漿，很可能有地幔柱或上涌地幔熱源的貢獻。而鉻尖晶石中包裹角閃石為幔源巖漿成因，軟流圈地幔一般不含水，巖漿演化早期結(jié)晶的角閃石可能是母巖漿混染了俯沖斷離至軟流圈的地殼含水礦物所致。夏日哈木礦床的R因子(硅酸鹽巖漿與硫化物的質(zhì)量比)為100～1 000，表明硫化物是從大巖漿房中熔離出來的。由此可見，夏日哈木鎂鐵—超鎂鐵巖成礦母巖漿氧逸度環(huán)境和地殼物質(zhì)的混染對成礦是至關(guān)重要的控制因素，軟流圈大規(guī)模部分熔融造就的大巖漿房是形成大規(guī)模礦床物質(zhì)供給的前提。

3 原、古特提斯構(gòu)造轉(zhuǎn)換與幔源巖漿銅鎳鈷富集成礦關(guān)系討論

3.1 特提斯造山帶中超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床產(chǎn)出的意義

世界上與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床通常產(chǎn)在克拉通內(nèi)部或邊緣，很少產(chǎn)于造山帶中(圖7)。但中國除形成于新元古代的金川超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床外，大部分與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床多形成于造山帶中，因此，按照該類礦床的構(gòu)造-巖石成因分類，可首先劃分為兩類：克拉通中巖漿銅鎳鈷硫化物礦床和造山帶中巖漿銅鎳鈷硫化物礦床。事實上，造山帶中巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的成礦構(gòu)造環(huán)境一直存在爭議。夏日哈木礦床的發(fā)現(xiàn)，掀起了對造山帶中與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床成因的重新討論。

圖件引自文獻[68]，有所修改圖7 全球與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床時空分布示意圖Fig.7 Schematic Map of Global Spatial and Temporal Distribution of Magmatic Cu-Ni-Co Sulfide Deposits Associated with Mafic-ultramafic Rocks

圖(a)中，Yil代表澳大利亞Yilgarn礦床；Zim代表津巴布韋Zimbabwe礦床；Ta代表博茨瓦納Tati礦床；SP代表南非Selebi Phikwe礦床；GD代表津巴布韋Great Dyke礦床；Mo代表俄羅斯Monchegorsk礦床；SR代表巴西Santa Rita礦床；Bus代表南非Bushveld礦床；Pe代表俄羅斯Pechenga礦床；Fin代表芬蘭Finnish鎳帶；Tho代表加拿大Thompson礦床；Sud代表加拿大Sudbury礦床；Kab代表澳大利亞Kabanga礦床；VB代表加拿大Voisey’s Bay礦床；Dul代表美國Duluth礦床；Nebo代表澳大利亞Nebo-Babel礦床圖8 全球與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床時空分布直方圖Fig.8 Histograms of Global Spatial and Temporal Distribution of Magmatic Cu-Ni-Co Sulfide Deposits Associated with Mafic-ultramafic Rocks

以往全球與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床主要形成于4個時期：新太古代、中元古代、新元古代和晚古生代(圖8)。中國集中產(chǎn)出于新元古代和晚古生代。而以夏日哈木礦床為代表的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床形成于早古生代與晚古生代之交，即中古生代，代表了一期新的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床形成時期，更重要的是其屬于特提斯造山帶中發(fā)現(xiàn)的首例與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床。它的形成代表了特提斯構(gòu)造演化中一期重要的地質(zhì)事件，是重大構(gòu)造轉(zhuǎn)換和巖漿事件的響應。

3.2 原特提斯消減俯沖隧道脫水作用對成礦的貢獻

就以夏日哈木礦床為代表的泥盆紀初期南祁連—東昆侖—阿爾金巖漿銅鎳鈷硫化物成礦作用來說，東昆侖夏日哈木礦床是成礦中心，向東至南祁連依次有拉水峽、裕龍溝等成礦表現(xiàn)，向西在阿爾金有牛鼻梁礦產(chǎn)地發(fā)現(xiàn)。近年來，在祁漫塔格地區(qū)發(fā)現(xiàn)了銅鎳鈷礦化的玉古薩依鎂鐵—超鎂鐵巖(年齡為(405.0±2.8)Ma)具有古特提斯裂解的成礦背景，但其成礦物質(zhì)建造是在原特提斯洋閉合造山帶建造基礎(chǔ)上完成的[圖9(a)、(b)]，幔源巖漿肯定保留有原特提斯洋殼俯沖物質(zhì)的影響。Zheng等研究認為，俯沖消減的洋殼在不同的俯沖深度產(chǎn)生不同的液相組成，俯沖深度至弧后深度(Postarc Depths)遠離俯沖帶抵達洋島之下時，洋殼俯沖隧道板片-地幔楔軟流圈交換反應引起地幔楔軟流圈橄欖巖水化，水化橄欖巖由于溫度低并不發(fā)生部分熔融，只有當減壓發(fā)生(更可能是地幔柱或地幔上涌提供熱動力源)時，才可能使水化橄欖巖發(fā)生部分熔融形成鎂鐵質(zhì)熔體，從而構(gòu)成板內(nèi)洋島玄武巖的源區(qū)，因此，洋島玄武巖便有了弧巖漿地球化學特征，即大離子親石元素、Pb和輕稀土元素的富集以及高場強元素的虧損、全巖Sr-Nd同位素和鋯石Hf-O同位素富集。這種地球化學模式同樣可以用于碰撞造山后新生陸殼的破裂幔源鎂鐵質(zhì)巖漿上侵成礦的解釋。

圖9 東昆侖—南祁連與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床成礦構(gòu)造背景演化示意圖Fig.9 Schematic Views of Background Evolution of Ore-forming Structure of Magmatic Cu-Ni-Co Sulfide Deposits Associated with Mafic-ultramafic Rocks in East Kunlun-South Qilian

原特提斯洋閉合陸-陸碰撞造山后，俯沖消減的洋殼(甚至陸殼)由于俯沖板片的后撤深達軟流圈的板片斷離[圖9(c)]，發(fā)生板片-軟流圈橄欖巖交換反應，軟流圈水化橄欖巖當遭遇古特提斯構(gòu)造拉張而巖石圈破裂減壓(或地幔柱或地幔上涌升溫)時發(fā)生大體積部分熔融，形成帶有弧巖漿地球化學信息的鎂鐵質(zhì)巖漿上升至淺部，在低氧逸度條件下遭受地殼物質(zhì)的混染，發(fā)生大規(guī)模硫化物熔體-硅酸鹽巖漿不混溶作用，上侵貫入形成與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床。由此可見，這種形成銅鎳鈷硫化物礦床的鎂鐵質(zhì)巖漿作用是沿著古特提斯裂解呈線形帶狀展布的，可以是不連續(xù)的，也可以有多個中心；由于巖漿發(fā)育的早晚和成礦條件的變化，礦化強度可能存在差異。因此，與古特提斯裂解有關(guān)的大規(guī)模巖漿銅鎳鈷硫化物礦床肯定不止夏日哈木一個，應尋找新的巖漿中心，從而探求新的有規(guī)模的礦床。

3.3 古特提斯裂解熱動力部分熔融作用

如果說地質(zhì)歷史上構(gòu)造環(huán)境遺留的巖石建造及其表現(xiàn)出來的地球化學特征對其形成環(huán)境的推演是多解的話，礦床由于其嚴苛的形成條件約束，往往是獨有的。甚至許多礦床的形成在形成時代上也存在嚴格的限制。例如，與鎂鐵—超鎂鐵巖有關(guān)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的成礦背景，從100多年前認識之初，就賦予了其嚴格的形成構(gòu)造環(huán)境。這類礦床是克拉通裂谷拉張環(huán)境中地幔熔融形成的巖漿在侵入前、侵入中和侵入后，富含金屬的硫化物熔體與硅酸鹽熔漿發(fā)生不混溶形成的巖漿礦床。這一論斷在一個世紀以來已被廣泛接受，大陸裂谷已成為巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的專屬成礦地質(zhì)背景。一直以來，造山帶中也很少有大規(guī)模的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床發(fā)現(xiàn)。

盡管特提斯造山帶經(jīng)歷早古生代原特提斯演化、晚古生代—早中生代古特提斯演化和中—新生代新特提斯演化3個階段，但古特提斯洋何時開啟并無明確意見。如果北秦嶺—祁連志留紀末的洋盆閉合代表了原特提斯洋閉合，大致于420 Ma進入造山后階段，要擴張形成一個新的向東散開的古特提斯洋，必然存在一個閉合后的大陸重新裂解，并逐步擴展成洋的過程。過去缺少這方面的地質(zhì)證據(jù)，而形成于411 Ma的夏日哈木礦床就是一個重要的例證。它是特提斯成礦帶上迄今為止發(fā)現(xiàn)的唯一超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床，是重要的成礦事件和地質(zhì)事件。將其視作古特提斯洋裂解的標志性事件，將有助于從更大尺度上認識這種成礦作用的發(fā)育規(guī)模和礦床分布。事實上，向西越過西昆侖，在塔吉克斯坦境內(nèi)帕米爾地區(qū)就發(fā)現(xiàn)了一處名為羅旺德(Рованд)的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床，它與夏日哈木礦床同處一個構(gòu)造單元和成礦單元上，可能是古特提斯裂解夏日哈木巖漿銅鎳鈷硫化物成礦帶西延的表現(xiàn)。發(fā)生如此規(guī)律的巖漿銅鎳鈷硫化物成礦作用，必然是大規(guī)模構(gòu)造-巖漿作用的產(chǎn)物。

遭受原特提斯洋殼俯沖隧道板片-地幔楔交換反應改造的軟流圈，引起地幔橄欖巖水化，水化橄欖巖只有地幔柱或地幔上涌提供強烈的熱動力時，才可能發(fā)生大規(guī)模的部分熔融形成大體積的鎂鐵質(zhì)熔體，形成大巖漿房。因此，早古生代末—晚古生代初之交的地幔柱作用或地幔上涌不僅導致古特提斯的裂解，并最終擴張形成古特提斯洋，而且造成了軟流圈的大規(guī)模部分熔融，造就了以夏日哈木礦床為代表的晚古生代初大規(guī)模巖漿銅鎳鈷硫化物成礦作用的發(fā)生[圖9(c)]。

4 結(jié) 語

地質(zhì)歷史上晚古生代—中三疊世，現(xiàn)在亞歐大陸南部曾經(jīng)存在喇叭狀的所謂古特提斯洋，其形成演化和消減碰撞對周緣陸塊的影響是相當重大的。但以往的研究中，并未將它作為地球歷史上一個獨有的洋陸轉(zhuǎn)化階段給予明確重視，基本還停留在概念、推測或點的野外求證探索上，特別是它的裂解及其相應的構(gòu)造-巖漿-成礦作用缺乏研究。本文試圖通過東昆侖造山帶中以夏日哈木為代表的晚古生代初期超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的研究，將其置于古特提斯構(gòu)造裂解過程的關(guān)鍵轉(zhuǎn)換階段，進行構(gòu)造環(huán)境-巖漿演化-成礦作用的論證，以求重塑原、古特提斯構(gòu)造轉(zhuǎn)換與巖漿銅鎳鈷硫化物礦床成礦作用的狀貌。

夏日哈木礦床是迄今為止特提斯造山帶中發(fā)現(xiàn)的唯一超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床，也是造山帶中發(fā)現(xiàn)唯一具有工業(yè)價值的超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床，與新元古代羅迪尼亞大陸離散相關(guān)的克拉通裂谷環(huán)境的金川超大型巖漿銅鎳鈷硫化物礦床和與晚古生代潘吉亞大陸聚散及大火成巖省有關(guān)的天山—北山造山帶中的一大批巖漿銅鎳鈷硫化物礦床相比，既具有共同特點，又具有顯著差異。

(1)夏日哈木礦床是經(jīng)原特提斯洋殼俯沖隧道改造的軟流圈，經(jīng)過大規(guī)模部分熔融形成的大巖漿上侵貫入地殼“小巖體成大礦”的產(chǎn)物。R因子模擬計算發(fā)現(xiàn)，金川礦床R因子為150～1 000，夏日哈木礦床為100～1 000，坡一礦床為500～5 000，平均值為2 333，說明硫化物均是從大巖漿中熔離出來的。母巖漿成分模擬計算發(fā)現(xiàn)，金川礦床MgO含量為11.79%～12.90%，夏日哈木礦床MgO含量為9.79%～12.48%，坡一礦床MgO含量為12.26%～14.91%，表明均發(fā)生了較高程度的部分熔融。但母巖漿基性程度并不是成礦決定性因素，關(guān)鍵在于后期的巖漿演化與地殼混染過程中的熔離與分異，深部熔離形成富礦礦漿上侵到地表，才能表現(xiàn)出“小巖體成大礦”，僅僅就地熔離不可能形成大礦。

(2)在軟流圈發(fā)生部分熔融形成的熔體可能沿著陸塊邊緣的構(gòu)造薄弱帶上升，期間吸收了先期俯沖洋殼物質(zhì)中的Cu、Ni、Co和S等，同時接受陸殼物質(zhì)混染，促使熔體銅鎳鈷硫化物液相與硅酸鹽熔體之間熔離，即深部熔離作用。這個“深部”是一個連續(xù)的過程，并非一個特定的深度。造山帶中的巖漿銅鎳鈷硫化物礦床的成礦作用中，大洋巖石圈的Cu、Ni、Co等物質(zhì)和陸殼物質(zhì)混染都有著重要貢獻，但也為微量元素的構(gòu)造環(huán)境判別帶來了困難。因此，在沒有發(fā)育古老大陸巖石圈地幔的區(qū)域，即使發(fā)育科馬提巖及大火成巖省，也未能形成有規(guī)模的巖漿硫化物礦床。

(3)實驗巖石學研究表明，地幔部分熔融形成的幔源巖漿硫是不飽和的，而且隨著巖漿的上升，S的溶解度與壓力之間成負相關(guān)關(guān)系，更不利于巖漿中S的過飽和。地殼物質(zhì)混染是導致巖漿中S過飽和的關(guān)鍵因素。Sr-Nd同位素模擬計算發(fā)現(xiàn)，金川礦床母巖漿發(fā)生了約20%的上地殼物質(zhì)混染，夏日哈木礦床則發(fā)生了10%～30%的混染，坡一礦床僅發(fā)生了3%～8%的混染。坡一礦床的δS值明顯小于夏日哈木礦床，指示夏日哈木礦床混染了較多的地殼硫。盡管坡一礦床的δS值也顯示有太古代地殼硫的混染，但δS值明顯低于金川礦床，說明其混染太古代地殼硫的程度也遠低于金川礦床。這可能是坡一礦床品位弱于金川礦床和夏日哈木礦床的一個重要原因。最終，后期陸內(nèi)造山作用使含礦鎂鐵—超鎂鐵巖空間就位。夏日哈木礦床同樣經(jīng)歷了該過程，但目前該方面的研究相對較弱。夏日哈木含礦巖體呈西傾斜的不規(guī)則盆狀，隱伏的西段以橄欖巖相為主，大部分巖石礦化；東段則以輝石巖相為主，僅局部礦化，上覆除早期侵入的不含礦淡色輝長巖外，輝石巖相邊部甚至橄欖巖相邊部局部還有同期的礦化輝長巖分布。這種巖相和巖石、礦石的空間分布體態(tài)肯定不是巖漿上侵和礦漿貫入時的形態(tài)，而是后期構(gòu)造變動的結(jié)果，需要進一步開展這方面的研究工作，有助于指導區(qū)域找礦和礦床的勘探開發(fā)利用。