柴达木地块北缘牛鼻子梁镁铁质-超镁铁质岩体岩石成因与成矿条件*

凌锦兰　赵彦锋　康珍　姜常义　宋忠宝　赵双喜　王永刚

1. 长安大学地球科学与资源学院，西安　7100542. 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室，西安　7100543. 西安地质矿产研究所，西安　7100544. 青海省核工业地质局，西宁　8100081.

牛鼻子梁岩体位于柴达木地块西北缘。岩体出露面积约8km2，平面形态呈长条状，长轴方向近东西向。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为367.0±2.0Ma。岩体中堆晶结构、堆晶韵律和旋回发育，属典型的层状岩体。岩浆分异充分，岩石类型丰富。主要岩石类型有斜长二辉橄榄岩、斜长单辉橄榄岩、角闪二辉橄榄岩、角闪橄榄岩、角闪橄榄二辉岩、角闪二辉岩、橄榄二辉角闪石岩、角闪橄榄辉长岩、细粒辉长岩、似斑状辉长岩、暗色辉长岩、辉长岩、淡色辉长岩、石英闪长岩、英云闪长岩。岩浆源区为高镁拉斑玄武质岩浆(MgO=10.8%)，主体岩浆结晶温度为1100～1178℃。岩浆演化过程中主要发生了橄榄石的分离结晶作用，此外还有少量斜长石的分离结晶/堆晶作用。野外地质观察、岩石薄片观察及岩石地球化学特征表明岩体与围岩之间发生了较强的同化混染作用，并且同化混染强度伴随着岩浆演化过程而逐渐增大。大量的同化混染导致岩石化学系列从拉斑玄武质系列转化为钙碱性系列。岩浆源区属亏损型地幔源区。岩体形成的构造环境为大陆边缘裂解环境。从构造环境、原生岩浆、岩体类型、岩浆分异程度、岩浆含水量、同化混染和橄榄石镍含量七个方面来看牛鼻子梁岩体形成镍铜硫化物矿床的潜力很大。

层状岩体；岩石成因；成矿条件；牛鼻子梁岩体；柴北缘

柴北缘属于青藏高原东北缘，区内出露地层齐全，岩浆活动频繁，矿床资源丰富，是地学研究的热点地区之一(Xiaoetal., 2004; Songetal., 2005; 赖少聪等, 1996; 于胜尧等, 2009; 宋术光等, 2011; 张贵宾和张立飞, 2011)。但前人研究内容多围绕蛇绿岩、榴辉岩、环斑花岗岩和金伯利岩，而对幔源岩浆形成的镁铁质-超镁铁质侵入岩则鲜见报导。牛鼻子梁岩体既是由青海省核工业地质局在柴达木地块周缘发现的第一个赋含镍铜硫化物的岩体，也是由本文作者在同一区域首次确认的镁铁质-超镁铁质层状杂岩体。本文拟通过详细的野外地质观察、岩相学及全面的岩石地球化学研究，探讨牛鼻子梁岩体的岩石成因并约束其成矿条件及过程。

1　区域地质背景

青海省茫崖牛鼻子梁岩体位于柴达木地块西北缘，北距阿尔金南缘断裂的直线距离约30km(青海省地质矿产局,1991)。岩体产出地区属鄂博梁古元古宙古陆。构造位置处于柴北缘岩浆岩带中的阿尔金亚带。区内出露的地层主要是古元古代金水口岩群和第四系。金水口岩群广泛分布于柴北缘和柴南缘，主要岩石类型包括条带状和眼球状混合岩、黑云母变粒岩、各种片麻岩、斜长角闪岩、镁质大理岩、二辉麻粒岩等，普遍经历了角闪岩相-麻粒岩相的区域变质作用。受阿尔金和柴北缘陆缘活动带的影响，该区自元古代以来历经多次构造-岩浆活动，遭受了多次强烈改造，构造形迹复杂，断裂以北东东向、近东西向和北西向为主。

2　岩体地质特征

牛鼻子梁岩体的出露面积约8km2，岩体平面形态呈长条状，长轴方向近东西向，与区域构造线方向一致(图1)。根据岩性的不同和断裂对岩体的切割情况，我们将岩体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区块。岩体的直接围岩为古元古代金水口岩群片麻岩和大理岩。二者为侵入接触关系，在岩体中多处发现有围岩捕虏体及残留顶盖。围岩捕虏体多为透镜状，长轴方向可达50～100cm；此外，在薄片中经常见到毫米到厘米级的捕虏体，岩性为金水口岩群片麻岩、变粒岩、片岩及大理岩等。后期的石英闪长岩、花岗岩岩枝和岩脉沿北侧和南侧的局部部位侵入到牛鼻子梁岩体和金水口岩群中。这些中酸性侵入岩和断裂构造对牛鼻子梁岩体造成了很大的破坏作用。

牛鼻子梁岩体普遍具有层状和纹层状构造(图2a-c)，纹层即为堆晶岩中能识别的最小单元层；层理是以均匀渐变性质为特征的连续似席状堆晶岩。根据Wylline(1967)对层理的进一步划分，我们又可以将牛鼻子梁岩体的层理分为同成分层、渐变层、粒序层、化学层等。与上述层理相对应，牛鼻子梁岩体的层理面可分为相界面、比率界面和结构界面三种。相界面是指以某种堆晶矿物的出现或消失为特点的一种界面(图2d, e)；比率界面是指以两种堆晶矿物的比率发生改变为特点的一种界面(图2f)；结构界面是指以某种堆晶矿物的物理性质(如大小、形态等)突然变化为特点的一种界面(图2g)。相界面主要出现在镁铁质岩石与超镁铁质岩石接触面上，比率界面和结构界面主要出现在不同的镁铁质岩层之间。

大量的实测地质剖面和钻孔资料表明，牛鼻子梁岩体具有清晰的垂直分带(图3)。在现有钻孔控制的深度范围内，可以将该岩体的堆晶层理划分为下部、中部和上部层序。Ⅰ号区块(四号剖面和ZK0401)代表下部层序，常见的堆晶韵律是角闪二辉橄榄岩-角闪橄榄二辉岩-角闪橄榄辉长岩，以橄榄岩相和辉石岩相为主。Ⅱ号区块(五号剖面)代表中部层序，常见的堆晶韵律是角闪二辉橄榄岩-角闪橄榄辉长岩-辉长岩-淡色辉长岩，超镁铁质岩石与镁铁质岩石并存，后者多于前者。Ⅲ号区块(六号剖面和ZK100-1)代表上部层序，堆晶韵律表现为橄榄二辉角闪石岩/二辉岩-暗色辉长岩-辉长岩-石英闪长岩/英云闪长岩，以辉长岩为主。从下部层序向上部层序，超镁铁质岩石所占比例逐渐减少，而镁铁质岩石逐渐增多。而且，在上部层序中不但出现了石英闪长岩和英云闪长岩，还有相当数量的角闪石岩，既证明岩浆经历了充分的分异演化过程，还证明在岩浆演化的晚期阶段岩浆富水。根据下、中、上部堆晶层序的总体特征，我们判断，它们代表了同一堆晶旋回。

图1　牛鼻子梁岩体大地构造位置及地质略图Fig.1　Tectonic location and sketch geological map of the Niubiziliang intrusion

图2　层状和纹层状构造及层理面(a)-辉长岩与暗色辉长岩互层；(b)-淡色辉长岩与辉长岩纹层；(c)-橄榄岩中辉石单矿物纹层；(d)-辉长岩与橄榄岩的相界面，以橄榄石的消失为特点；(e)-辉长岩与辉石岩的相界面，以斜长石的出现为特点；(f)-辉长岩与暗色辉长岩的比率界面，以辉石与斜长石的比率发生改变为特点；(g)-似斑状辉长岩与辉长岩的结构界面Fig.2　Layers, laminas and horizons in cumulates(a)-layers of gabbro and melagabbro; (b)-laminas of leucogabbro and gabbro; (c)-laminas of peridotite and pyroxenite; (d)-phase contact of gabbro and peridotite marked by the disappearance of olive; (e)-phase contact of gabbro and pyroxentie marked by the appearance of plagioclase; (f)-ratio contact of gabbro and melagabbro marked by a sharp change in the proportions of pyroxene and plagioclase; (g)-form contact of porphyaceous gabbro and gabbro

图3　野外剖面与钻孔岩芯柱状图Fig.3　Columnar section of outcrops and drills

3　岩相学特征

本文超镁铁质岩石采用IUGS火成岩分类学分委会推荐的分类方案(1991)。由此确定的橄榄岩相岩石类型有：斜长二辉橄榄岩、斜长单辉橄榄岩、角闪二辉橄榄岩、角闪橄榄岩。这些岩石最主要的结构类型是正堆晶结构和包含结构。橄榄石全部为堆晶相；斜长石部分为堆晶相，部分为填隙相；单斜辉石、斜方辉石及褐色角闪石全部为填隙相。最常见的包含结构是包橄结构和含长结构，其次是角闪石包裹辉石。包橄结构主要是橄榄石包裹于单斜辉石、斜方辉石和褐色角闪石中，也有少量包裹于斜长石中；含长结构表现为斜长石包裹于单斜辉石、斜方辉石和褐色角闪石中。橄榄石呈浑圆状；堆晶相的斜长石呈板条状，填隙相的斜长石多呈他形；单斜辉石、斜方辉石和褐色角闪石均呈他形，局部结晶粗大，包裹多个细小的橄榄石或斜长石。副矿物有尖晶石和磁铁矿。

辉石岩相包括角闪橄榄二辉岩、角闪二辉岩。角闪橄榄二辉岩的结构类型有正堆晶结构和包含结构，橄榄石为堆晶相，单斜辉石、斜方辉石、褐色角闪石和斜长石为填隙相。包含结构主要是包橄结构，其次为褐色角闪石包裹辉石和斜长石。橄榄石呈浑圆状，辉石半自形短柱状-他形，褐色角闪石和斜长石呈他形。角闪二辉岩为中粒结构，主要由单斜辉石、斜方辉石、褐色角闪石和石英组成。辉石自形短柱状，角闪石长柱状或他形；石英呈他形，局部含量较高，是岩浆晚期热液交代的产物。

橄榄二辉角闪石岩的结构类型有正堆晶结构、包含结构、粗粒结构。褐色角闪石含量60%～75%。堆晶相主要为橄榄石，也有少量的斜方辉石；填隙相为斜方辉石、单斜辉石和角闪石。包含结构主要是褐色角闪石包裹橄榄石、斜方辉石。橄榄石呈浑圆状；褐色角闪石呈他形，粒度粗大，包裹多个橄榄石颗粒；辉石呈半自形短柱状-他形粒状。

在超镁铁质岩石中，主要蚀变类型有：橄榄石蛇纹石化、滑石化，并析出尘状磁铁矿；斜方辉石蛇纹石化、滑石化；单斜辉石次闪石化、绿泥石化；褐色角闪石阳起石化、黑云母化和绿泥石化；斜长石钠黝帘石化。

辉长岩类中除细粒辉长岩和似斑状辉长岩外，其他均具有正堆晶结构。暗色辉长岩中堆晶相为单斜辉石，斜长石和石英为填隙相；辉长岩中斜长石为堆晶相，单斜辉石、褐色角闪石和石英为填隙相。淡色辉长岩中的堆晶相既可以是单斜辉石也可以是斜长石，填隙相包括斜长石或单斜辉石、褐色角闪石和石英。细粒辉长岩具有辉长结构；似斑状辉长岩具有斑状结构，斑晶主要为单斜辉石，也有少量斜长石，基质主要是细粒单斜辉石、斜长石及石英。除角闪橄榄辉长岩外，所有的镁铁质岩石中均含有石英。副矿物有钛铁矿、磷灰石和磁铁矿。

石英闪长岩为半自形粒状结构，岩石主要由斜长石(70%～83%)、石英(10%～14%)和角闪石(7%～15%)组成。斜长石，半自形，粒径0.2～4mm，聚片双晶发育，可见环带，强烈钠黝帘石化、绢云母化；角闪石，半自形，已完全被阳起石、黑云母和绿泥石交代；石英呈他形填隙状。

英云闪长岩中主要为花岗结构及石英和斜长石组成的蠕虫结构。岩石主要由斜长石 (60%～72%)、石英(25%～30%)及少量的钾长石(0%～7%)和黑云母(约3%)组成。黑云母，自形，粒径0.2～1.2mm，部分被绿泥石交代；斜长石，呈自形板状，粒径0.2～1.5m，双晶发育，绢云母化强；石英呈他形充填状。

图4　牛鼻子梁岩体辉长岩的LA-ICP-MS锆石206Pb/238U加权平均年龄及206Pb/238U-207Pb/235U谐和年龄图Fig.4　206Pb/238U weighted average ages and 206Pb/238U-207Pb/235U concordia age of LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of gabbro from Niubiziliang intrusion

4　分析方法

锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分析在北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室采用Agilent 7500a型四级杆等离子体质谱仪测定。主要造岩矿物化学组成在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室采用JXI-8100型电子探针分析，加速电压15kV，束电流1.0×10-8A，束斑直径1μm。主量元素分析在西北大学大陆动力学实验室采用3080E型X-射线荧光光谱仪分析，XRF熔片法按国家标准GB/T 14506.28—1993。微量元素在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室采用美国X7型ICP-MS测定。Nd、Sr和Pb同位素比值测试在中国科学院广州地球化学研究所完成。Nd、Sr同位素分析仪器为Micromass Isoprobe型多接收器等离子体质谱仪。Pb同位素所用仪器为VG354热电离质谱仪。

5　分析结果

5.1　锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄

本文作者采集了Ⅲ区辉长岩样品进行测试。所选锆石振荡环带发育，均为岩浆成因锆石。对该样品共做15个锆石分析点，其U含量为51×10-6～259×10-6，Th含量为15×10-6～246×10-6，Th/U比值为0.29～0.95，平均为0.66，为典型岩浆成因锆石Th/U比(Belousovaetal., 2002)。206Pb/238U加权平均年龄(367.2±2.2Ma)与谐和线年龄(367.0±2.0Ma)一致 (表1、 图4)，代表了牛鼻子梁岩体的侵位结晶年龄，证明该岩体形成于晚泥盆世。

表1牛鼻子梁辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb数据

Table 1Zircon LA-ICP-MS U-Pb data of gabbro in Niubiziliang

测点号Th(×10-6)U(×10-6)ThU207Pb206Pb207Pb235U206Pb238U208Pb232Th207Pb206Pb(Ma)±1σ207Pb235U(Ma)±1σ206Pb238U(Ma)±1σ208Pb232Th(Ma)±1σ157.44117.310.490.05460.43750.05810.019539744.43696.23644.23916.9285.21118.510.720.05480.44300.05870.017840245.73726.43684.23565.8366.86105.670.630.05220.42650.05930.0181295115.436115.53716.836315.14142.09192.890.740.05400.43080.05790.017737267.13649.13634.93558.35106.15145.150.730.05350.42610.05780.0182349148.436020.23628.336518.76174.97192.20.910.05150.42490.05990.018226169.73609.23755.03658.07246.61259.350.950.05400.43670.05870.017737280.336811.03685.43568.9856.69101.780.560.05430.43100.05760.0180383132.736418.23617.536018.9915.1551.480.750.04930.40710.06000.0131160433.234760.637621.626388.61030.4669.110.290.05500.44110.05820.0190411115.137116.13656.738019.41151.2488.730.440.05580.44930.05850.016744365.43779.23664.93349.01266.07111.190.580.05390.44020.05920.017636856.03707.73714.63537.713114.43156.320.590.05370.43030.05820.018035742.03635.73654.13605.314162.16218.150.730.05530.45160.05920.017942651.23787.33714.53586.615110.18147.040.740.05560.44270.05780.0189438155.237221.93628.837820.1

表2各类岩石中橄榄石电子探针数据(wt%)

Table 2EPMA results (wt%) of olivine from the Niubiziliang intrusion

样品号岩性SiO2FeOMnOAl2O3CaOTiO2MgOCr2O3NiONa2OP2O5K2OTotal组成种属401-G1-1斜长二辉橄榄岩39.3316.960.300.030.010.0643.450.020.140.05--100.34Fo82Fa18401-G1-2斜长二辉橄榄岩39.5616.590.23-0.010.0643.550.040.100.010.030.01100.19Fo82Fa18401G1-4斜长二辉橄榄岩39.2615.090.30---44.810.040.13-0.040.0099.65Fo84Fa16401-G4-1角闪二辉橄榄岩39.3016.430.290.050.03-44.22-0.06---100.38Fo83Fa17401-G4-2角闪二辉橄榄岩39.3616.110.16--0.0243.950.030.140.000.06-99.84Fo83Fa17401-G4-3角闪二辉橄榄岩39.9515.460.310.060.040.0145.20-0.170.030.000.01101.23Fo84Fa16401-G4-4角闪二辉橄榄岩40.6615.080.320.272.04-42.300.050.120.00-0.00100.85Fo83Fa17II4-7-4橄榄二辉岩38.9617.390.210.060.020.0142.490.100.11-0.01-99.35Fo81Fa19II4-7-6橄榄二辉岩39.2817.180.23--0.0143.640.120.090.02--100.57Fo82Fa18II5-16-8角闪橄榄辉长岩39.5316.400.27--0.0444.06-0.17--0.00100.47Fo83Fa17II5-18-3角闪橄榄辉长岩39.4117.410.28-0.020.0543.440.010.190.01--100.80Fo82Fa18II5-18-7角闪橄榄辉长岩39.7815.790.260.040.020.0144.870.050.160.000.020.00101.01Fo84Fa16II5-4-1角闪橄榄岩39.8516.590.320.00--44.860.040.200.040.01-101.91Fo83Fa17II5-5-5角闪橄榄辉长岩38.8619.020.24-0.030.0242.470.080.140.03--100.88Fo80Fa20II5-5-6角闪橄榄辉长岩39.0118.350.280.000.01-42.590.010.17---100.42Fo81Fa19II5-6-3角闪橄榄辉长岩39.0419.360.30--0.0542.470.030.140.040.02-101.45Fo80Fa20II5-6-5角闪橄榄辉长岩39.2019.210.260.04--41.480.020.130.01-0.01100.35Fo79Fa21II5-9-1角闪橄榄辉长岩39.1318.350.28-0.00-42.21-0.23-0.04-100.24Fo80Fa20II5-9-13角闪橄榄辉长岩39.0417.770.32---41.590.020.180.02-0.0198.95Fo81Fa19II6-7-7橄榄辉石角闪石岩38.7619.870.33---40.810.030.150.04-0.0299.99Fo79Fa21II6-7-8橄榄辉石角闪石岩39.4818.240.19-0.020.0242.560.010.160.06--100.73Fo81Fa19贵橄榄石

5.2　矿物晶体化学

斜长二辉橄榄岩、角闪二辉橄榄岩和角闪橄榄岩中橄榄石的Fo分子为82～84，平均值为83.0。橄榄二辉岩中橄榄石的Fo分子为81～82，平均值为81.5。橄榄辉长岩中橄榄石的Fo分子为79～84，平均值为81.2。橄榄二辉角闪石岩中橄榄石的Fo分子为79～81，平均值为80.0(表2)。各种岩相中的橄榄石均为贵橄榄石，Fo分子介于79～84之间，变化范围很小。尽管如此，还是显示了从橄榄岩相→橄榄二辉岩→橄榄辉长岩→橄榄二辉角闪石岩，随着岩浆的演化，Fo分子总体上呈现缓慢而逐渐降低的趋势。

图5　岩石化学系列分类图Fig.5　Classification of rock chemical series

斜方辉石En=80～84，均为古铜辉石，在不同的岩石类型之间En端元组分没有明显的变化规律(表3)。在橄榄岩相、橄榄二辉岩和橄榄辉长岩中单斜辉石主要是透辉石和顽透辉石，而在辉长岩相中主要是普通辉石。

斜长石的An牌号变化范围较大(17～77)，从更长石到倍长石均有(表4)。斜长二辉橄榄岩中主要为倍长石和拉长石，橄榄二辉岩中为拉长石，角闪橄榄辉长岩中主要为拉长石，辉长岩中主要为拉长石，此外有少量的中长石，淡色辉长岩中主要为拉长石和中长石。英云闪长岩中主要为中长石和更长石，有少量的拉长石。其中部分斜长石环带明显，从边缘-中心-边缘依次为：更长石-中长石-拉长石-更长石，属于正环带；另一个环带边缘-中心-边缘为：中长石-拉长石-更长石-拉长石-更长石，属韵律性环带。英云闪长岩中含有拉长石和中长石，从矿物学角度反映了该岩石是镁铁质岩浆分异演化的产物。

探针分析的原生角闪石在单偏光镜下均呈褐色。采用O=23的阴离子法计算其晶体化学式，主要属钙质闪石组的钛角闪石、钙镁闪石普通角闪石、韭闪石、韭闪普通角闪石(表5)。所有Si/(Si+Al+Ti)均小于0.765，Al2O3含量均大于10%，均是幔源岩浆中结晶的角闪石(姜常义和安三元，1984)。

5.3　岩石地球化学

5.3.1主量元素

所有样品的SiO2含量介于36.17%～72.37%；其中3件样品的SiO2含量为62.48%～72.37%，属于中酸性岩类；其余样品的SiO2含量为36.17%～53.01%，属于基性-超基性岩类(表6)。所有超基性岩类样品的m/f值(3.84～4.90)都小于6.5而大于2.5，属于铁质超基性岩类。所有样品的Mg#值为55～83，变化范围较大。在单斜辉石的SiO2-Al2O3图解(图5a)中，几乎所有的单斜辉石都位于亚碱性岩区，表明其原生岩浆属于亚碱性系列(Le Bas, 1962)。在单斜辉石AlⅣ-Si图(图5b)上，所有样品均位于拉斑玄武岩区(Kushiro, 1960)。需要说明的是，这里的拉斑玄武岩系列是有别于无似长石碱性岩和有似长石碱性岩的化学系列，应该将其理解为亚碱性玄武岩系列。在Miyashiro(1974)针对火山岩所做的FeOT/MgO-SiO2、FeOT/MgO-FeO图解(图5c，d)中，大部分超镁铁质岩石样品位于拉斑玄武岩系列及拉斑玄武岩与钙碱性系列的过渡带，而镁铁质岩石样品均投影于钙碱性系列区，属跨越型趋势。

5.3.2稀土与微量元素

橄榄岩的∑REE=16.02×10-6～42.50×10-6，另有1件样品(Ⅱ5-4)的∑REE=51.35×10-6，该件样品的Mg#(0.79)和m/f值(3.84)低于其他样品，而SiO2(44.47%)高于其他样品，说明该件样品与其他样品稀土元素总量的差异应该是含堆晶相橄榄石较少所致。其余岩石的∑REE=17.30×10-6～83.77×10-6，另有辉长岩的稀土元素总量较高(111.4×10-6)，该件辉长岩的Mg#(0.55)和m/f值(1.24)均明显低于同类岩石的相应数值，说明他们之间稀土元素总量的差异应该与其岩浆演化程度有关。所有样品的(La/Yb)N=2.65～9.85，(La/Sm)N=1.47～4.01，(Gd/Yb)N=1.61～2.57。轻重稀土元素之间及轻、重稀土元素内部分馏均较强，配分曲线属轻稀土元素富集型。除英云闪长岩外，所有的样品δEu=0.79～1.35，未显示铕异常或铕异常不明显。2件英云闪长岩1件表现为明显的正铕异常(δEu=2.43)，另1件表现为明显的负铕异常(δEu=0.59)。

表6牛鼻子梁岩体各类岩石主量元素(wt%)和微量元素(×10-6)分析数据

Table 6Major (wt%) and trace element (×10-6) compositions of the Niubiziliang intrusion

样品号401-G1-4401-G5401-G1-7401-G3401-G4-2401-G4-4II5-4II5-7II4-7II5-6II5-9II5-8岩性斜长二辉橄榄岩角闪橄榄岩角闪二辉橄榄岩橄榄二辉岩角闪橄榄辉长岩细粒辉长岩SiO240.0440.2541.3536.1740.9440.2044.4739.4640.6939.9142.3951.14TiO20.550.50.770.370.340.470.720.400.420.440.540.89Al2O36.196.008.015.494.845.4412.335.606.525.838.4015.55Fe2O313.6413.3911.9111.8513.2813.6210.4612.4213.1812.6412.888.29MnO0.160.170.130.160.160.170.140.150.160.140.160.13MgO28.9329.1724.1527.5831.7931.0020.0930.4327.8529.8825.888.84CaO3.383.274.972.872.833.027.012.833.923.124.868.31Na2O0.750.900.690.330.720.811.740.770.890.431.524.13K2O0.260.250.330.250.360.260.360.250.260.270.230.53P2O50.110.090.160.070.060.090.170.070.060.070.090.14LOI5.595.547.0614.414.384.462.467.335.826.882.662.02TOTAL99.6099.5399.5399.5599.7099.5499.9599.7199.7799.6199.6199.97Mg#0.810.810.80.820.830.820.790.830.810.830.80.68m/f4.244.364.064.654.794.553.844.94.234.734.022.13Sc17.4619.220.3718.4218.8416.0215.8617.4516.0718.3515.8227.15V71.4667.786.2356.3358.5967.2283.1655.3871.5160.9568.01131.4Cr1894179813651869224121879181457182613991500378Co130.7120.7105.7123.5125.613790.05133.5126.8130.9116.447.58Ni395.4793304.2320735.1361273.1495.3354.2513.6396.968.45Cu229.8171.570.0871.6683.02160.573.0360.18127.195.5496.7656.97Zn83.8976.5375.7876.0578.2380.8473.0575.8879.9579.3380.0564.48Ga6.676.328.355.595.466.1910.435.866.545.957.6514.67Rb10.136.8314.249.517.689.312.578.658.088.37.3816.47Sr141.8127.9206.611786.89113.3220.165.76115.9107.1153.5302.2Y5.16.599.344.84.686.148.965.715.765.856.9415.36Zr38.9550.6450.2934.6431.1942.4479.1740.233.7337.9545.95106.7Nb5.482.015.261.421.261.997.721.011.451.363.214.04Cd0.140.160.150.110.080.150.150.10.140.190.140.25In0.030.020.030.020.020.020.030.020.020.020.020.04Ba49.6629.7835.5644.0845.0432.4239.4118.8229.8327.7725.15106.7La5.73.086.922.282.213.039.4922.362.33.678.89Ce11.777.2815.245.295.057.0419.714.885.575.418.3119.8Pr1.410.971.960.710.690.952.370.70.770.761.112.51Nd5.994.468.693.33.274.3310.073.333.63.545.1411.32Sm1.221.111.970.780.821.032.10.880.920.921.192.59Eu0.460.40.740.270.290.370.740.330.370.350.450.97Gd1.391.312.240.971.011.252.321.131.141.151.53.15Tb0.190.210.320.150.150.180.310.180.170.180.230.48Dy1.071.271.880.910.911.241.821.081.11.071.343.04Ho0.210.260.370.190.180.230.350.210.220.220.270.6Er0.560.741.040.540.540.691.010.630.640.620.781.71Tm0.070.10.140.080.070.10.140.090.090.10.110.24Yb0.450.550.860.480.410.550.80.540.560.590.671.42Lu0.070.110.130.080.080.10.130.090.090.10.110.25Hf0.8711.130.690.740.871.610.840.730.760.982.3Ta0.320.160.30.10.110.140.450.070.10.090.180.26Pb2.682.822.541.61.441.521.871.082.931.551.456.41Bi0.10.080.060.050.10.060.070.030.10.270.060.06Th0.810.6310.450.620.51.170.440.340.420.622.79U0.210.20.290.120.230.140.350.110.130.130.180.61∑REE30.5621.8442.5016.0215.6721.0951.3516.0717.6117.3024.8556.98δEu1.071.031.080.940.991.001.021.021.101.051.031.04(La/Sm)N3.011.792.271.891.751.892.921.471.651.612.02.21(La/Yb)N9.174.045.83.43.873.958.552.653.02.83.934.49(Gd/Yb)N2.571.982.161.662.031.882.411.721.671.611.851.83Nb/U25.8310.117.9512.035.5813.8122.369.0711.3410.6918.146.58

续表6

Continued Table 6

样品号II6-5II6-7II6-9II5-1II5-15II6-10II6-3II5-14II6-1II6-2II6-4II6-8岩性橄榄二辉角闪石岩辉长岩似斑状辉长岩淡色辉长岩石英闪长岩英云闪长岩SiO245.5546.9247.4749.9750.6048.8852.0652.0453.0162.4870.9572.37TiO20.380.470.450.811.290.430.660.760.760.660.180.19Al2O37.027.087.3317.3116.9215.8611.5315.8115.7216.3414.5514.22Fe2O39.689.769.848.49.756.448.088.77.824.911.781.7MnO0.130.130.130.130.150.100.130.150.140.090.050.04MgO24.4722.1721.518.216.0311.2512.78.037.263.181.441.48CaO5.828.178.159.499.7211.288.39.089.584.242.573.48Na2O1.041.111.232.953.491.512.293.022.874.595.344.53K2O0.440.420.50.40.541.281.120.280.820.921.160.92P2O50.080.080.080.110.280.080.130.090.130.160.050.06LOI4.913.252.832.211.172.422.842.011.852.391.470.86TOTAL99.5299.5699.5299.9999.9499.5399.8499.9799.9699.9699.5499.85Mg#0.830.820.810.660.550.780.760.650.650.560.620.64m/f5.064.544.371.951.243.493.141.851.861.31.621.74Sc21.731.5532.3425.9526.7629.2127.6832.8129.0414.8911.3711.09V92.79128.8121.6127.7205.4120.6149.1205.2147.875.4214.9516.41Cr24251933163737110464510199960804344Co76.1179.8782.0643.7127.9142.848.4639.4135.3819.518.88.79Ni619263.6251.643.7823.9981.51117.254.3121.0326.5915.1517.3Cu19.2838.7741.6648.6321.7947.7236.2639.0731.7131.8313.4513.66Zn64.7263.3769.7961.295.7946.7366.7261.866.9563.1820.4123.61Ga7.197.87.9414.3619.0812.7313.8914.8816.5315.8811.510.99Rb9.7211.3515.2913.0215.4363.3835.868.9622.8219.9833.8936.52Sr165.4166179.6337501.8424.5277.1321.5634.7411.5346.5409.7Y5.817.787.8613.6824.528.3716.2811.2813.7411.6811.163.7Zr38.6140.8344.3581.2386.0448.3378.0156.0353.79177.8147.978.59Nb1.351.521.623.219.811.584.414.243.423.935.724.27Cd0.110.110.130.20.270.110.210.210.150.280.210.13In0.030.030.030.040.070.030.040.040.040.030.020.01Ba61.9459.3380.878.02124.7134.2229.472.31187.6205.3348.5227.6La3.993.534.235.9516.954.0210.216.5311.58.5615.874.18Ce8.478.79.4413.9340.459.3725.214.0127.923.5138.198.19Pr1.111.181.231.875.381.313.431.793.572.613.750.8Nd5.025.695.728.4923.546.1115.67.9415.7111.4614.633.12Sm1.221.421.452.115.131.543.421.913.382.522.610.67Eu0.390.470.510.871.550.620.910.931.090.810.520.59Gd1.371.641.632.655.591.83.562.343.472.772.770.82Tb0.190.240.240.420.810.260.520.370.480.380.350.11Dy1.161.421.472.664.751.572.932.282.712.211.910.62Ho0.240.290.290.531.010.330.590.480.540.450.390.13Er0.660.830.861.542.950.911.711.351.531.281.220.39Tm0.090.120.120.220.40.130.250.190.220.180.180.06Yb0.540.710.711.362.510.721.431.091.261.031.160.35Lu0.090.110.110.220.390.120.250.180.210.170.220.07Hf0.941.011.071.882.521.12.221.371.573.753.971.88Ta0.090.090.110.230.580.10.260.270.250.340.810.27Pb2.251.822.543.656.42.296.212.826.789.715.3513.51Bi0.070.050.050.120.060.030.070.050.080.070.050.02Th1.40.842.381.461.610.681.481.382.982.9612.851.24U0.60.470.910.340.780.280.470.420.880.951.30.55∑REE24.5426.3528.0042.81111.428.869.9941.3873.5757.9383.7720.10δEu0.910.941.011.130.881.130.791.350.960.940.592.43(La/Sm)N2.121.61.881.822.131.681.932.212.22.193.924.01(La/Yb)N5.323.564.253.144.854.015.144.286.575.989.858.52(Gd/Yb)N2.111.911.881.611.842.072.061.772.292.231.981.92Nb/U2.243.211.779.4912.655.769.3310.143.884.124.427.82

注：Mg#与m/f值由主量元素百分化后计算所得：Mg#=(MgO/40)/(MgO/40+0.8998×Fe2O3T/72)，m/f=(MgO/40)/(0.8998×Fe2O3T/72)；计算(La/Sm)N、(La/Yb)N、(Gd/Yb)N、δEu的球粒陨石标准化值据Sun and McDonough (1989)

图6　球粒陨石标准化稀土元素配分图和原始地幔标准化蛛网图(标准化值据Sun and McDonough, 1989)Fig.6　Chondrite-normalized REE patterns and PM-normalized trace elements spider diagrams (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

各种岩石的原始地幔标准化微量元素配分曲线(图6)具有相同或相近的特征。配分曲线总体平滑且低缓，没有特别富集的元素。稀土元素和大多数高场强元素的原始地幔标准化值多低于10，而大离子亲石元素的标准化值多大于10。与稀土元素总量的差异一样，同类岩石微量元素配分曲线的一些细微差异也应该与岩浆演化程度有关。大多数样品有弱到明显的负Nb异常，Ta也有同样的趋势，但不如Nb明显。总体趋势是，以橄榄岩相到淡色辉长岩、石英闪长岩和英云闪长岩，Nb(Ta)的负异常逐渐显著。这种变化趋势应该与岩浆被金水口岩群混染有关(详见后述)。部分辉长岩相岩石和石英闪长岩、英云闪长岩有不同程度的P、Ti负异常，而其它岩石则无此特征。也就是说，P、Ti负异常只出现在岩浆演化的晚期阶段，而非岩浆的固有特征。这种情况应当与磷灰石和尖晶石的结晶作用有关，这两种矿物的分离结晶导致演化的岩浆亏损P和Ti。

5.3.3同位素

Nd-Sr-Pb同位素分析数据见表7。采用岩体中辉长岩相的锆石LA-ICP-MS U-Pb谐和年龄367Ma，得到εNd(t)=+5.02～-1.52， (87Sr/86Sr)i=0.7035～0.7062。斜长二辉橄榄岩样品的Nd、Sr同位素组成属亏损型，在εNd(t)-(87Sr/86Sr)i相关图上(图7)，投影在第二象限，位于OIB范围内。一件辉长岩样品的同位素组成表现为Nd略亏损，Sr富集的特征，在εNd(t)-(87Sr/86Sr)i相关图上位于第一象限。另外两件样品表现了富集型地幔特征，在εNd(t)-(87Sr/86Sr)i相关图上位于第四象限。

表7牛鼻子梁岩体各类岩石Nd-Sr-Pb同位素分析数据

Table 7Nd, Sr and Pb isotopes for rocks of the Niubiziliang intrusion

Sample岩性Rb(×10-6)Sr(×10-6)87Rb/86Sr87Sr/86Sr±2σ(87Sr/86Sr)iεSr(t)401-G5斜长二辉橄榄岩6.83127.90.1546510.7042740.0000100.7035-8.55Ⅱ5-14淡色辉长岩8.96321.50.0807160.7054560.0000110.705013.64Ⅱ5-15辉长岩15.43501.80.0890380.7066860.0000120.706230.50Ⅱ6-5橄榄二辉角闪石岩9.72165.40.1701120.7063790.0000130.705520.22Sample岩性Sm(×10-6)Nd(×10-6)147Sm/144Nd143Nd/144Nd±2σ(143Nd/144Nd)iεNd(t)401-G5斜长二辉橄榄岩1.114.460.15120.5127880.0000090.5124305.02Ⅱ5-14淡色辉长岩1.917.940.14640.5125600.0000070.5122140.81Ⅱ5-15辉长岩5.1323.540.13250.5124090.0000070.512095-1.52Ⅱ6-5橄榄二辉角闪石岩1.225.020.14770.5125210.0000080.512172-0.02Sample206Pb/204PbSE(%)207Pb/204PbSE(%)208Pb/204PbSE(%)(206Pb/204Pb)i(207Pb/204Pb)i(208Pb/204Pb)i401-G4-218.54570.000615.60020.000538.49710.001617.90615.56637.946401-G518.18590.000415.57310.000438.26590.001117.89815.55837.980Ⅱ5-1418.62190.000515.64810.000438.72670.001518.01615.61538.095Ⅱ5-1518.53560.000315.62200.000338.37810.001318.04115.59538.054Ⅱ6-518.92410.000715.63190.000639.00340.001817.82915.57338.204

图7　εNd(t)-(87Sr/86Sr)i相关图Fig.7　εNd(t) vs. inital 87Sr/86Sr of the intrusion

(206Pb/204Pb)i=17.829～18.041，(207Pb/204Pb)i=15.558～15.615，(208Pb/204Pb)i=37.980～38.204，在初始Pb同位素相关图中，数据点都落在了地球等时线右侧，表明富含放射成因的铅同位素(图8)。在初始Pb同位素的相关图中，这些数据点都位于亏损地幔与富集地幔EMⅡ之间。

6　讨论

6.1　原生岩浆

利用橄榄石-熔体平衡原理可以估算原生岩浆的MgO含量。Mg-Fe在橄榄石-熔体之间的分配系数为一相对稳定的值，即KdOl-Melt=(FeO/MgO)Ol/(FeO/MgO)magma=0.30±0.03，Kd随压力的增大而增大，一般低压时取0.30，高压时取0.33(Roeder and Emslie, 1970)。由于Fo值最高的橄榄石可能更接近于液相线橄榄石的组成，我们取斜长二辉橄榄岩中Fo为84的橄榄石作为液相线橄榄石的代表，该岩石中的FeO含量为12.27%，由此可以估算出与之处于平衡状态的岩浆中MgO的含量：WMgO=0.56095KdFo/(1-Fo)WFeO(Kd=0.30)，结果为10.8%，属高镁拉斑玄武质岩浆范畴。

6.2　岩浆结晶温度

根据伍德-坂野二辉石地质温度计计算得到二辉橄榄岩和橄榄辉长岩中二辉石共结温度为1100～1178℃(Wood and Banno, 1973)。二辉石温度计是经常使用的经典型地质温度计，其结果合理。本文中获取的二辉石平衡温度应该可以代表主体岩浆结晶温度。

图8　(207Pb/204Pb)i-(206Pb/204Pb)i和(208Pb/204Pb) i-(206Pb/204Pb)i相关图(据Allegre et al., 1988; Zindler and Hart, 1986)Fig.8　Initial 207Pb/204Pb and 208Pb/204Pb versus initial 206Pb/204Pb of the intrusion (after Allegre et al., 1988; Zindler and Hart, 1986)

6.3　分离结晶

牛鼻子梁岩体中所有的超镁铁质岩石和部分镁铁质岩石具有正堆晶结构，此外还有辉长结构、反应边结构，似斑状结构，嵌晶结构和几种包含结构。充分反映了非平衡的分离结晶作用主导了岩浆房结晶的过程。由岩相学可知，在含橄榄石的各类岩相中，橄榄石是主要的堆晶相，其次是斜长石，所以岩浆结晶的早期阶段橄榄石是最主要的分离结晶相，其次为少量的斜长石。在辉长岩相中，堆晶相有单斜辉石也有斜长石，所以随着岩浆结晶过程的进行，既有单斜辉石的分离结晶/堆晶，也有斜长石的分离结晶/堆晶。

在Harker变异图中，各主量元素含量与MgO具有明显的相关性。在图9中，超镁铁质岩石主要位于Ol、Opx趋势线方向演化，而镁铁质岩石主要位于Cpx、Pl方向演化。从超基性岩到基性岩，Al2O3、CaO含量随SiO2的升高而升高，说明了岩浆中发生了橄榄石的分离结晶或发生了斜长石和单斜辉石的堆集；从基性岩到中酸性岩，Al2O3、CaO含量随SiO2升高而降低，说明岩浆中的长石逐渐由基性斜长石演化到酸性斜长石，与英云闪长岩中主要为中长石和更长石这一事实是相吻合的。另外，样品Ⅱ6-8除了中长石和更长石外还有少量的拉长石，这应该是造成该样品正铕异常的原因。样品Ⅱ6-8比样品Ⅱ6-4的SiO2含量高，这与岩相中石英含量高(30%)是对应的。因为石英中稀土元素总量低(小于1)，所以导致样品Ⅱ6-8稀土元素总量较低(∑REE=20.10)。

图9　Harker变异图Fig.9　Harker variation diagram of Niubiziliang intrusion

理论上，玄武质岩浆分离结晶作用所产生的岩石系列的化学组分应当具有从镁铁质到中性再到长英质的连续演化特征。然而，由于低压下过渡组分的残余岩浆的分离结晶作用是非常快的，所以镁铁质端元和长英质端元之间的中间过渡成分并不常见，常常出现组分上的跳跃(即Daly间隔)(Yoder, 1973; Clagus, 1978; Peccerilloetal., 2003)。在Harker图解中可以看到，镁铁质-超镁铁质岩石样品与石英闪长岩和英云闪长岩数据点之间也存在一个不连续的间隔，即Daly间隔。

6.4　同化混染作用

如前所述，牛鼻子梁岩体野外和镜下多见围岩捕虏体，这些现象直接说明了同化混染作用的存在。另外，一些地球化学证据也佐证了这一观点。如果将没有受到同化混染或受同化混染很弱的斜长二辉橄榄岩(εNd(t)为+5.03、εSr(t)为-8.55)样品来代表源区特征，那么源区表现为LREE富集，Nb、Ta弱亏损等特征。牛鼻子梁岩体所有的超镁铁质岩石(除角闪石岩)样品均表现了LREE富集，Nb、Ta亏损或弱亏损的特征，说明该类岩石未遭受同化混染或同化混染较弱。而角闪石岩和镁铁质岩石除具有LREE富集和明显的Nb、Ta负异常外，还具有不同程度的P、Ti负异常；特别是石英闪长岩和英云闪长岩还具有Zr、Hf的正异常，这说明镁铁质岩石均遭受了不同程度的同化混染作用，而闪长岩类岩石同化混染程度最强(Taylor and Mclennan, 1985)。

由Nd、Sr、Pb同位素组成可以看出，样品整体分布于亏损地幔与EMⅡ之间，也说明牛鼻子梁岩体遭受了同化混染作用。上地壳和下地壳的(La/Nb)PM和(Th/Ta)PM值有很大的区别，因此可以用来区分混染物质的来源(Nealetal., 2002)，图10中所有数据点均位于平均上地壳范围附近，说明了混染物主要是上地壳物质。牛鼻子梁岩体中的捕掳体普遍来自于金水口岩群的黑云母片岩、石英岩、片麻岩、大理岩，这些岩石的原岩应该是陆源碎屑岩和碳酸盐岩，虽然经历了角闪岩相的区域变质作用，但仍然保留了表壳岩系的Nd、Sr、Pb同位素和元素地球化学特征。

图10　(Th/Ta)PM-(La/Nb)PM图解估计地壳同化混染Fig.10　PM-normalized Th/Ta vs. La/Nb estimating crusal contamination

6.5　AFC过程

综合前述的同化混染作用和分离结晶作用可知，Ⅰ区岩浆结晶时，分离结晶/堆晶作用最强，由大量的堆晶相组成(Mg#=0.80～0.83)，Nd、Sr同位素组成属亏损型，Nb/U值最大(平均为13.8)，同化混染作用较弱；Ⅱ区岩浆结晶时，分离结晶/堆晶作用较强，大部分由堆晶相组成(Mg#=0.55～0.83)，εNd(t)在零附近，Sr同位素表现为富集型，Nb/U值降低(平均为12.4)，同化混染作用增强；在Ⅲ区岩浆结晶时，分离结晶/堆晶作用较弱，Nd、Sr同位素均表现为富集型，Nb/U值最小(平均为4.7)，特别是到石英闪长岩和英云闪长岩结晶时，分离结晶作用最弱，并出现Zr、Hf正异常，同化混染强度最大。这些证据说明，同化混染作用的强度伴随着岩浆结晶过程而逐渐加大。大量的同化混染作用会促使岩浆由拉斑玄武质系列转化为钙碱性系列，导致岩浆演化方向由Fenner趋势(铁富集)转化为Bowen趋势(硅碱富集)。

6.6　岩浆源区与大地构造环境

如前所述，牛鼻子梁岩体所有岩石样品均表现出LREE富集型特征，包括Nd、Sr同位素亏损的样品也是如此，所以很可能是源区使然。亏损型地幔源区可能经历过一次地幔交代作用，使得LREE富集，而交代作用的时间与岩浆形成的时间间隔较短，同位素还没有达到均一化，所以Sr还是亏损的。另外，牛鼻子梁岩体中主要形成于岩浆结晶早期阶段的橄榄岩相均含有褐色普通角闪石，且数量最多可达15%。此外，还有相当数量的橄榄二辉角闪石岩，其中的角闪石含量为60%～75%，这些现象充分反映了岩浆富水，说明原始岩浆是富水的岩浆，这也可以用地幔交代作用来解释。同时因为富水，降低了液相线温度，正常温度下(1178℃)部分熔融程度增加，导致原生岩浆MgO含量(10.8%)较高。

根据李荣社等(2011)研究，在早古生代晚期阶段，祁漫塔格、祁连等洋盆相继闭合，从而导致在泥盆纪期间昆仑山及其以北的柴达木地块、祁连褶皱带、阿拉善地块连为一体，并整体抬升为陆。根据张雪亭等人(2007)的研究，晚泥盆世-石炭纪中期古亚洲洋南向消减，引发现今塔里木-华北或西域-中朝(北中国板块)与现北羌塘-扬子等陆块(南中国板块)间分裂。综上所述，尽管柴达木地块北缘在泥盆纪期间的构造格局尚不十分明瞭，但处于总体稳定、边缘拉张裂解环境应该还是比较可信的。世界上大多数堆晶结构、堆晶层理特别发育的层状岩体都生成于克拉通区的拉张裂解环境，也可以视为对牛鼻子梁岩体构造环境的佐证。

6.7　对成矿的约束

从全球范围来看，含镍铜铂矿的岩体可以在多种构造环境中产出，但最有利的构造背景主要有四种类型，克拉通内部和边缘裂谷或伸展环境即为其中一类。牛鼻子梁岩体位于柴达木地块边缘，岩体形成时的构造环境属于拉张裂解环境，可以将其归为大陆边缘裂解环境，是形成镍铜铂硫化物矿床的有利构造背景。

根据现有资料，含镍铜铂矿岩体(及火山岩)的原生岩浆均为高镁拉斑玄武岩、苦橄岩和科马提岩，换句话说也就是MgO含量要大于10%。牛鼻子梁岩体的原生岩浆的MgO含量为10.8%，位于该范围内。

世界上大多数赋含镍铜铂硫化物矿床的岩体都属层状岩体，例如Bushveld、Great Dyke、Stillwater、坡一、坡十等。所以层状岩体是形成镍铜铂硫化物矿床的主要岩体类型。牛鼻子梁岩体即为该类岩体。

对于所有的岩浆矿床而言，岩浆分异程度都是至关重要的成矿因素。这是因为分离结晶是幔源岩浆演化的主要机制，橄榄石、辉石、铁钛氧化物等富含Fe2+矿物分离结晶会显著降低岩浆中Fe2+的活度，从而降低达到硫化物饱和点的硫溶解度(SCSS)，并增加演化岩浆中硫的丰度，斜长石的大量分离结晶也会增加演化岩浆中硫的丰度，这些效应累计到一定程度，就会使岩浆中的硫化物达到过饱和并熔离(Naldrett, 2009; Lightfoot and Hawkesworth, 1997; Irvine, 1975)。牛鼻子梁岩体岩石类型丰富，从斜长二辉橄榄岩到英云闪长岩均有出现，且分离结晶在岩浆演化过程中占主导地位，说明岩浆分异充分，有利于成矿物质的富集。

富水的岩浆在生成时往往部分熔融程度较高，有利于更多的硫化物进入岩浆。岩浆富水有利于成矿物质的运移与聚集，是成矿过程的重要媒介。所以岩浆含水量是评价岩体含矿性的重要指标。岩浆富水，会促使含水矿物在岩浆结晶的较早阶段就开始大量结晶。牛鼻子梁岩体下部和中部层序的橄榄岩相、辉石岩相和辉长岩相普遍含有较多的褐色普通角闪石；在上部层序中含有较多的角闪石岩。这些现象说明，由于形成牛鼻子梁岩体的岩浆普遍富水，在岩浆结晶的较早阶段，就开始结晶出实质性数量的角闪石；而且，在岩浆演化的较晚阶段，由于岩浆含水量进一步增大，结晶出大量角闪石，形成角闪石岩。这种现象在同类岩体中是不多见的。

牛鼻子梁岩体的野外地质观察、岩相学与岩石地球化学都证明岩浆经历了较强的同化混染作用。地壳混染作用会导致岩浆中SiO2浓度的增加、温度的降低以及氧逸度的升高，这些都会降低岩浆中硫化物达到饱和点的硫溶解度(SCSS)；另外，如果有外来S的加入还会显著增加岩浆中S的丰度，从而促使硫化物达到过饱和并成矿。

橄榄岩相、橄榄二辉岩、橄榄辉长岩和橄榄二辉角闪石岩中橄榄石的NiO含量分别是0.06%～0.17%、0.09%～0.11%、0.13%～0.23%、0.15%～0.18%。相应的平均值分别是0.12%、0.10%、0.17%、0.16%。橄榄石中Ni丰度变化于448×10-6～1935×10-6。Naldrett(1999)认为未分异的饱和硫化物的岩浆中橄榄石正常Ni含量为2500×10-6，此值意味着该岩体不易成矿。只有当橄榄石中Ni亏损到2200×10-6以下时，才显示出该岩体发生过不同程度的硫化物熔离。一般而言，橄榄石中Ni含量越低越有利于成矿。牛鼻子梁岩体各种岩相中橄榄石的Ni含量均低于2200×10-6，表明岩浆中曾发生过硫化物熔离。但在各种岩相中硫化物熔离的程度是不相同的。橄榄岩相和橄榄辉石岩中橄榄石的Ni含量明显低于橄榄辉长岩和橄榄二辉角闪石岩中的相应值，表明形成前两类岩石的岩浆经历了比较充分的硫化物熔离作用，有利于成矿。在图11上，Ⅰ区的样品(主要是橄榄岩和橄榄辉石岩)均位于2线和3线之间，而Ⅱ区和Ⅲ区的样品(主要是橄榄辉长岩和橄榄二辉角闪石岩)主要位于1线和2线之间，进一步证明了上述认识。

图11　牛鼻子梁岩体中橄榄石镍含量与镁橄榄石分子含量(Fo)的关系(分区据Simpkin et al., 1970;秦克章等, 2007)Fig.11　Relation between the Ni content of olivine and the forsterite content (Fo) of Niubiziliang intrusion (after Simpkin and Simth, 1970; Qin et al., 2007)

7　结论

(1)牛鼻子梁岩体中辉长岩的锆石U-Pb年龄为367.0±2.0Ma，形成于晚泥盆世。

(2)岩石类型包括斜长二辉橄榄岩、斜长单辉橄榄岩、角闪二辉橄榄岩、角闪橄榄岩、橄榄二辉岩、角闪二辉岩、橄榄二辉角闪石岩、角闪橄榄辉长岩、细粒辉长岩、似斑状辉长岩、暗色辉长岩、辉长岩、淡色辉长岩、石英闪长岩和英云闪长岩。岩浆分异充分，岩石类型丰富。岩体层状和纹层状构造发育，堆晶层理清晰，垂向分带明显，属层状杂岩体。

(3)岩浆演化过程中主要发生了橄榄石的分离结晶作用，此外还有少量的斜长石分离结晶/堆晶作用。

(4)岩体与围岩之间发生了较强的的同化混染作用，混染物主要是金水口岩群。同化混染强度伴随着岩浆演化过程而逐渐增大。

(5)岩体形成的构造环境为大陆边缘裂解环境。亏损型地幔源区经过地幔交代作用，部分熔融形成高镁拉斑玄武质岩浆(MgO=10.8%)，主体岩浆结晶温度为1100～1178℃。

(6)牛鼻子梁岩体具有适合形成镍铜硫化物矿床的构造环境、岩体类型、原始岩浆、岩浆含水量、岩浆分异、同化混染程度和橄榄石镍含量，具有很大的成矿潜力。

致谢在论文修改过程中，得到了李楚思教授细致耐心的指导；匿名审稿人对本文进行了认真的审阅，提出了宝贵的修改意见，使我们获益良多；在此一并深致谢意。

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