岩浆Ni-Cu硫化物矿床是镍、铜、钴和铂族元素的重要来源。我国板内环境的成矿条件相对较差,主要的大型-超大型岩浆Ni-Cu硫化物矿床集中分布于中亚造山带和东昆仑造山带。当前对造山带内该类矿床成因的核心问题,特别是硫化物的饱和机制和围岩地层同化混染对成矿贡献的研究仍有待深入。
中国科学院地球化学研究所关键矿产成矿与预测全国重点实验室的团队联合国内外合作者,对中亚造山带南缘新疆北部的黄山东和黄山西两个大型岩浆Ni-Cu硫化物矿床进行了详细研究。结果显示,这两个矿床的硫化物熔体的硫同位素组成略高于MORB地幔范围,且全岩的S/Se比值显著高于地幔范围,表明在侵入过程中经历了外部硫的添加。此外,矿床的碳同位素组成明显低于地幔范围,显示岩浆在侵入过程中混染了地壳还原性有机碳。
通过模拟结果,研究发现仅靠约10%的外部硫添加不能触发母岩浆中的硫化物饱和,而富有机质沉积岩对岩浆的还原作用是诱导硫化物饱和的必要条件。这为造山带岩浆硫化物矿床的成矿模型提供了理论依据,并对区域镍资源勘探具有指导意义。研究成果发表在《Economic Geology》上,并得到了国家自然科学基金项目的资助。