夏日哈木超大型镍矿Ⅰ号岩体地幔源区性质和硫化物熔离过程:来自橄榄石成分、亲铜元素和硫同位素的约束

摘要：

夏日哈木超大型镍矿Ⅰ号岩体的地幔源区目前仍存在软流圈、大陆下岩石圈地幔和辉石岩地幔三种不同认识.本次研究通过对该岩体西段新近发现的隐伏矿体ZK3109钻孔中斜方辉石岩和浸染状矿石中的橄榄石进行原位成分分析,识别地幔源区性质,并结合硫化物原位S同位素和全岩亲铜元素组成,探讨硫化物熔离过程.样品中橄榄石均具有较低的Mn/Zn比值(基本小于13.5),而且斜方辉石岩中橄榄石具有较低的100×Mn/Fe比值(基本小于1.35),指示岩体源区有辉石岩地幔组分加入,与前人根据硫化物矿体富Ni特征的推测一致.橄榄石低Ca(小于300.00×10-6)、高Li(平均9.83×10-6)以及Sc与Ni正相关指示辉石岩地幔组分可能是俯冲洋壳物质交代大陆下岩石圈地幔的产物.另一方面,斜方辉石岩中橄榄石Ni、Fo值均与Co负相关且全岩S和铂族元素(PGE)相关性不明显,说明浅部岩浆房硫化物熔离发生在斜方辉石岩形成之后.浸染状矿石中橄榄石Co 和Ni正相关且全岩S和PGE正相关,暗示橄榄石成分受控于硫化物熔离.样品中镍黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿δ34S值(2.28％0～6.11‰)高于地幔值(0± 2％0),指示壳源硫化物的选择性加入导致母岩浆在浅部岩浆房S饱和.模拟计算表明岩体东、西两段浸染状矿石和网脉状矿石中亲铜元素的差异是母岩浆在硫化物熔离过程中二者R值(硅酸盐熔体和硫化物熔体质量比)不同造成的,分别为30～3000和3000～15000.本次研究表明综合运用矿物原位成分、S同位素和全岩亲铜元素组成能够有效识别铜镍硫化物矿床赋矿岩体地幔源区性质并刻画硫化物熔离过程.

关键词：辉石岩地幔、硫化物熔离、橄榄石、亲铜元素、夏日哈木

所属期刊栏目：97

分类号：P597;P618.41;TD923

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项资金项目;中国地质调查项目;陕西省自然科学基金一般项目

在线出版日期：2023-11-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共22页

页码：3326-3346,中插1-中插3