東昆侖夏日哈木超大型巖漿鎳鈷硫化物礦床成礦特征*

張照偉，王亞磊，邵 繼，李文淵

（1中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西北地質(zhì)科技創(chuàng)新中心，陜西西安 710054；2青海省核工業(yè)地質(zhì)局，青海西寧 810016）

巖漿硫化物礦床大多賦存于鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體內(nèi)，其巖漿屬于鐵質(zhì)系列的基性-超基性巖漿（Mao et al.,2014；莫宣學(xué)，2019；李文淵等,2019；Zhang et al.,2019；毛景文等,2019a；2019b）。該類礦床一般多發(fā)育于穩(wěn)定陸塊邊緣裂谷系統(tǒng)，或與大火成巖省的巖漿活動(dòng)密切相關(guān)，是深部地幔上涌硫化物不混溶作用的成礦表現(xiàn)（Zhang et al.,2018；莫宣學(xué)，2019；王巖等,2020；張洪瑞等，2020；陳毓川等，2020）。近幾年在東昆侖造山帶中新發(fā)現(xiàn)的夏日哈木鎳鈷礦床，探明金屬儲(chǔ)量：Ni，118萬噸；Cu，23萬噸；Co，4.03萬噸（青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2016）；已達(dá)超大型礦床規(guī)模，也是繼1996年加拿大沃爾斯貝（Voisey’s Bay）巖漿硫化物礦床發(fā)現(xiàn)二十余年來全球鎳礦最重要的發(fā)現(xiàn)（張照偉等,2015；Li et al.,2015；Zhang et al.,2017）。前人從夏日哈木含礦巖體的巖石學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)等方面開展了諸多研究，并取得了重要認(rèn)識(shí)（杜瑋等，2014；姜常義等，2015；張照偉等,2015；2016；2020；Liet al.,2015；Song et al.,2016；豐成友等，2016；孔會(huì)磊等,2019；Duan et al.,2019；Chen et al.,2021），但對(duì)鎳鈷金屬超常富集機(jī)制和形成環(huán)境尚未取得一致的認(rèn)識(shí)，主要有島弧環(huán)境（Liet al.,2015；姜常義等，2015）、碰撞后伸展環(huán)境（李世金等，2012；潘彤，2015；Peng et al.,2016；Yan et al.,2018；Chen Jet al.,2019）、裂谷環(huán)境（李文淵等，2020）等成礦認(rèn)識(shí)，限制了造山帶中的巖漿鎳鈷礦床成礦理論突破和找礦實(shí)踐。本文通過系統(tǒng)總結(jié)夏日哈木礦床的巖體特征、礦體特征及成礦特點(diǎn)，進(jìn)而了解區(qū)域鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖漿成礦作用過程，為東昆侖造山帶中巖漿鎳鈷硫化物礦床的找礦發(fā)現(xiàn)及新突破提供借鑒和思路。

1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

夏日哈木礦床所在的東昆侖造山帶屬于中央造山帶西段，整體位于青藏高原的東北部，柴達(dá)木盆地南緣（圖1）（Song et al.,2006；Zhang et al.,2014；校培喜等,2014；李文淵，2015）。東昆侖造山帶整體區(qū)域構(gòu)造演化先后經(jīng)歷5個(gè)階段，分別是太古宙-古元古代古陸核形成階段、中-新元古代古大陸裂解與超大陸匯聚階段、南華紀(jì)—早古生代洋陸轉(zhuǎn)換階段、晚古生代—早新生代洋陸轉(zhuǎn)換階段以及中新生代陸內(nèi)造山階段（張玉等,2017；李文淵,2018；何書躍等,2018；李廷棟等,2019；張國偉等,2019；陳宣華等,2019；王興等,2019；侯增謙等,2020；曾忠誠等,2020）。東昆侖造山帶依據(jù)區(qū)域性大斷裂劃分了幾個(gè)大的次級(jí)構(gòu)造單元，昆北斷裂帶、黑山-那陵格勒斷裂、昆中斷裂帶以及昆南斷裂帶將東昆侖自北而南分為祁漫塔格早古生代巖漿弧、中昆侖微陸塊以及昆南增生楔雜巖帶（潘桂堂等,2019；賀承廣等,2019；于娟等,2020）。大量391～410 Ma的花崗巖發(fā)育于昆北造山帶中，這些花崗巖侵入到前寒武紀(jì)變質(zhì)基底及古生代火山沉積地層中，零星可見三疊紀(jì)沉積地層。在昆北造山帶的東部，發(fā)現(xiàn)有榴輝巖（年齡約428 Ma；圖1；孟繁聰?shù)?2017），其他幾處蛇綠混雜巖的年齡變化在467～518 Ma，并且這些蛇綠混雜巖的玄武質(zhì)巖石表現(xiàn)出了典型的MORB特征（孟繁聰?shù)?2017）。由此推測，昆北造山帶地體大約于428 Ma拼貼到柴達(dá)木克拉通的南部邊緣（宋光永等,2020）。

區(qū)內(nèi)出露地層為古元古界金水口群白沙河組、第四系。古元古界金水口巖群白沙河巖組出露面積約占總面積的60%，為一套中深變質(zhì)巖系。原巖建造為泥砂質(zhì)沉積碎屑巖-基性火山巖-碳酸鹽巖建造，具有海相陸源碎屑巖為主的活動(dòng)性沉積建造特點(diǎn)，變質(zhì)程度達(dá)角閃巖相（校培喜等,2014）。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，出露的巖漿巖面積約占總面積的15%～20%，主要為中酸性巖體和鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體。正長花崗巖多呈巖株?duì)町a(chǎn)出，年齡為（391.1±1.4）Ma，屬加里東造山晚期產(chǎn)物，南部閃長巖呈巖株或巖脈狀產(chǎn)出，形成年代為（243±1）Ma，屬印支早期產(chǎn)物（王冠等，2014）。

夏日哈木巖漿鎳鈷硫化物礦床全部賦存于夏日哈木Ⅰ號(hào)鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體中，整體發(fā)育于祁漫塔格早古生代巖漿弧內(nèi)，臨近黑山-那陵格勒斷裂（圖1）。礦區(qū)出露地層主要為古元古界白沙河巖群，巖石類型為黑云斜長片麻巖、眼球狀混合片麻巖、大理巖、二云石英片巖等，原巖恢復(fù)為碎屑巖-碳酸鹽巖-火山巖建造，經(jīng)歷了角閃巖相區(qū)域變質(zhì)作用（張雪亭等,2007；李榮社等,2008；范麗琨等,2009；祁生勝等,2014）。東昆侖造山帶地質(zhì)構(gòu)造演化復(fù)雜，巖漿活動(dòng)多樣，鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體發(fā)育，自夏日哈木巖漿銅鎳硫化物礦床發(fā)現(xiàn)以來，先后發(fā)現(xiàn)了冰溝南、石頭坑德等鎳鈷礦床（圖1），形成了長達(dá)690 km的巖漿鎳鈷成礦帶，顯示出優(yōu)越的成礦條件。

圖1 青海東昆侖造山帶區(qū)域地質(zhì)及巖漿銅鎳硫化物礦床分布略圖（據(jù)Zhang et al.,2019）Fig.1 The sketch regional geological map and magmatic Cu-Nisulfide deposits in eastern Kunlun orogenic belt（after Zhang et al.,2019）

2 夏日哈木礦床巖體特征

2.1 巖體形態(tài)

東昆侖夏日哈木礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)5個(gè)鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體，主要呈巖盆狀或巖墻狀侵位于古元古界金水口群變質(zhì)巖系及新元古代花崗片麻巖中（圖2）。夏日哈木礦區(qū)大比例尺精細(xì)填圖發(fā)現(xiàn)，僅Ⅰ號(hào)巖體是含鎳鈷巖體，主要由橄欖巖、輝石巖和輝長巖組成外，其余Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)、Ⅳ號(hào)、Ⅴ號(hào)巖體主要為蛇綠巖殘塊和榴輝巖。夏日哈木Ⅰ號(hào)巖體為主要含礦巖體，不規(guī)則狀，長1400 m，寬900 m，主體深度300～600 m。巖體西部成隱伏狀態(tài)，巖體的南邊為新生代沉積。根據(jù)現(xiàn)有鉆孔控制情況，Ⅰ號(hào)巖體頂板北東高、南西低，東段出露地表，厚度較大，向西埋藏加深，厚度變薄，總體形態(tài)為向西傾伏的楔形侵入體，傾伏角20°～30°；從近南北向的勘探線剖面來看，巖體呈平緩的巖盆狀（圖3b、c、d）。巖體的地表出露部分中部為方輝橄欖巖、東部為方輝巖和二輝巖，北部為輝長巖（杜瑋等，2014）。氧化礦（鐵帽）產(chǎn)在二輝巖中，主要分布在2號(hào)勘探線(L2)-3號(hào)勘探線(L3)之間（圖2）。從鉆孔的縱投影圖上看，夏日哈木Ⅰ號(hào)巖體呈西寬東窄的梯形，西端隱伏地表且越向西埋藏越深，東端出露地表（圖2）（錢兵等,2015；潘彤等,2015；張照偉等,2015；Li et al.,2015；Zhang et al.,2017）。在夏日哈木Ⅰ號(hào)巖體平面圖（圖3a）中，出露的輝石巖相在地表表現(xiàn)了東寬西窄，縱剖面圖和橫剖面圖（圖3b～e）中，顯示了巖體東端膨大的特征。

圖2 東昆侖夏日哈木鎳鈷硫化物礦區(qū)鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體分布略圖（據(jù)青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2016修編）Fig.2 The sketch distribution map of mafic-ultramafic intrusions in Xiarihamu magmatic Ni-Co sulfide deposit,eastern Kunlun orogenic belt（after Qinghai No.5 Geological Exploration Institute,2016）

圖3 東昆侖夏日哈木Ⅰ號(hào)巖體平面（a）及剖面（b、c、d、e）圖（據(jù)青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2016修編）Fig.3 The sketch plan（a）and cross-section（b,c,d,e）map of the Xiarihamu intrusion No.Ⅰin eastern Kunlun orogenic belt（modified after Qinghai No.5 Geological Exploration Institute,2016）

夏日哈木鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體不同巖相主要元素氧化物含量變化較大，Ⅰ號(hào)巖體全巖的w(MgO)變化于7.50%～38.81%，w(SiO2)變化于34.11%～54.60%，w(Al2O3)變化于0.57%～18.19%（Li et al.,2015；張照偉等,2015；姜常義等,2015；湯慶艷等,2017）。各類巖石主量元素總體顯示出低硅、低鈦、高鎂、貧堿的特征；在主要元素氧化物與MgO含量圖解中，w(Al2O3)、w(CaO)、w(TiO2)、w(Na2O)與w(MgO)呈明顯的負(fù)相關(guān)，不同巖石類型主要氧化物與MgO含量的系統(tǒng)協(xié)變特征表明為巖漿結(jié)晶演化的產(chǎn)物，巖漿演化過程中發(fā)生了橄欖石、單斜輝石、斜方輝石和斜長石結(jié)晶分離作用和不同期次巖漿注入（杜瑋等，2014）。

Ⅱ號(hào)巖體位于礦區(qū)東側(cè)，地表出露2個(gè)露頭，圍巖為金水口群片麻巖。其中東側(cè)Ⅱ-1號(hào)巖體呈北東東向展布，走向約75°，長約550 m，寬50～240 m，出露面積約0.15 km2。巖體主要由輝長巖組成，其次含少量輝石巖，輝長巖中可見二長花崗巖的捕虜體（圖2）。地表巖石普遍發(fā)育透閃石化、蛇紋石化和碳酸鹽化蝕變，局部可見孔雀石、鎳華、褐鐵礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦等礦化。西側(cè)Ⅱ-2號(hào)巖體呈東西向展布，走向約為90°，長約400 m，寬200～350 m，出露面積約0.1 km2。主要由輝長巖組成，局部見有少量的輝石巖，輝石巖普遍有碳酸鹽化、褐鐵礦化，地表探槽中僅見有少量鎳黃鐵礦化，鎳黃鐵礦呈團(tuán)塊狀、星點(diǎn)狀分布。Ⅲ號(hào)巖體位于礦區(qū)北西部，巖體形態(tài)呈圓形展布，出露面積約0.35 km2，侵位于金水口群變質(zhì)巖系中。巖體主要由中細(xì)粒的蛇紋巖和石榴斜長角閃巖組成，其次含少量輝石巖（圖2）。根據(jù)地表槽探揭露和少量鉆孔驗(yàn)證，蛇紋巖普遍具有弱鎳礦化，偶見銅鎳礦化的輝石巖轉(zhuǎn)石。Ⅳ號(hào)巖體位于礦區(qū)中部偏南，圍巖為金水口群片麻巖。巖體呈長條狀，近東西向展布，長約0.7 km，寬約60～150 m，面積約為0.7 km2，巖體主要由蛇紋巖和輝長巖組成，局部為輝石巖（圖2）。在巖體內(nèi)見有少量分布的金水口群白沙河組巖石和花崗巖體，經(jīng)初步槽探揭露，巖體中偶見有鎳黃鐵礦和黃鐵礦。Ⅴ號(hào)巖體位于礦區(qū)最南端，圍巖為金水口群片麻巖（圖2）。巖體呈漏斗狀，北寬南窄，巖體主要由蛇紋巖組成，局部偶見輝石巖，巖體中未見鎳黃鐵礦化和黃鐵礦化。

2.2 巖相分帶

夏日哈木Ⅰ號(hào)巖體的圍巖為新元古代地層花崗片麻巖或大理巖，上部圍巖為元古代花崗片麻巖，在西段下部圍巖為大理巖，在東段下部為元古代片麻巖（張照偉等，2015；潘彤，2015）。縱剖面上，夏日哈木的巖相主要有純橄巖（圖4a、e、f、l）、方輝橄欖巖（圖4b、g）和單輝橄欖巖（圖4c）、二輝巖（圖4h、i、j）和輝長巖（圖4d、k）。純橄巖主要分布在11線與23線之間，主體位于鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體的中上部。巖體西段純橄巖厚度從ZK1903的156 m降低到ZK2305的36 m，呈現(xiàn)厚度逐漸變小的趨勢(shì)；純橄巖上部分布有一定厚度的單輝橄欖巖，單輝橄欖巖厚度從ZK1903的80 m逐漸變化至ZK2305的0.5 m（Liu et al.,2018）。巖體東段純橄巖厚度在ZK1105達(dá)到最大的87 m，向鉆孔兩側(cè)，厚度逐漸減少至ZK1505的5 m和ZK905的3 m（圖3e）。巖體東段的輝石橄欖巖為方輝橄欖巖，主要分布在ZK1505、ZK15E05和ZK11E05純橄巖的上部，與圍巖元古代花崗片麻巖直接接觸。純橄巖下部為輝石巖，輝石巖的厚度從ZK1505的50 m逐漸增加到ZK705的265 m（圖3d、e）。在ZK11E05、ZK9E05、ZK705的底部及ZK9E05、ZK905的頂部分別有43～80 m、50～80 m厚的輝長巖（圖3c、e）。

圖4 東昆侖夏日哈木Ⅰ號(hào)巖體主要巖石類型典型標(biāo)本（a～l）Px—輝石；Sul—硫化物；Ol—橄欖石；Opx—斜方輝石Fig.4 The photograph of representative rocks in Xiarihamu intrusion No.Ⅰ(a～l)Px—Pyroxene;Sul—Sulfide;Ol—Olivine;Opx—Orthopyroxene

2.3 主要巖石類型

夏日哈木Ⅰ號(hào)含礦巖體主要有純橄欖巖、方輝橄欖巖、二輝橄欖巖、橄欖二輝巖、斜方輝石巖、二輝巖及輝長巖等構(gòu)成（段雪鵬等，2019）。純橄欖巖呈黑色，具自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)和堆晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖4a、m）。主要由橄欖石（＞90%），斜方輝石（約6%），少量單斜輝石（約2%）、尖晶石（約1%）和金屬硫化物（約1%）組成。橄欖石以貴橄欖石為主，鎂橄欖石次之，多呈自形-半自形粒狀或渾圓溶蝕形態(tài)以堆晶礦物形式產(chǎn)出，粒徑一般1～2 mm，大者可達(dá)5～8 mm，裂理十分發(fā)育（杜瑋等，2014；張照偉等，2015）。礦化類型主要為浸染狀，局部有塊狀硫化物；另外可見金屬硫化物分布于橄欖石顆粒間，構(gòu)成海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。方輝橄欖巖呈灰黑色，自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)-包橄結(jié)構(gòu)、堆晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖4b）。方輝橄欖巖主要由橄欖石（55%～65%），斜方輝石（15%～21%），少量單斜輝石（約9%）、角閃石（約3%）、金云母（約3%）、尖晶石（約2%）及金屬硫化物（約2%）組成?？梢姟熬扌汀毙狈捷x石（約20 mm）包裹數(shù)顆粒度較小橄欖石，常發(fā)生蛇紋石化、纖閃石化、伊丁石化和滑石化蝕變。礦化類型為浸染狀、稠密浸染狀（圖5b、c、d）。二輝橄欖巖呈灰黑色，自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由橄欖石（60%～70%），斜方輝石（約15%），單斜輝石（約12%）組成，另含有少量金云母、鉻尖晶石及金屬硫化物（約4%）。橄欖石多為自形-半自形圓粒狀，粒徑約0.5～2.0 mm，裂理十分發(fā)育，蛇紋石化強(qiáng)烈（杜瑋等，2014；張照偉等，2017；2018）。

橄欖二輝巖呈深灰色，自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、包橄結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由橄欖石（20%～30%）斜方輝石（40%～45%），單斜輝石（15%～20%）組成，另外含有少量斜長石、角閃石、金云母及金屬硫化物（約5%）。橄欖石粒徑0.8～1.8 mm，輝石粒徑1.2～2.0 mm，其形態(tài)和蝕變與二輝橄欖巖中橄欖石類似（張志炳等，2016）。斜方輝石巖呈灰色，中粗粒結(jié)構(gòu)、堆晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；主要礦物為斜方輝石（65%～80%），其次為單斜輝石（5%～12%），另含少量斜長石、角閃石和金云母（約5%）（圖4c）。斜方輝石的粒度以中細(xì)粒（粒徑0.8～1.5 mm）為主，個(gè)別可達(dá)2～3 mm，呈自形短柱狀構(gòu)成堆晶相礦物，少量斜長石充填其間，為填隙礦物。二輝巖呈灰色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖4h、i、j）；主要礦物為斜方輝石（20%～60%），單斜輝石（35%～60%），另外含有少量的斜長石、角閃石和金云母等（約5%）。輝石多數(shù)蝕變?yōu)殛柶鹗?、透閃石、纖閃石和黑云母等，但蝕變總體保持原有礦物晶形。多見稀疏浸染狀礦化，局部發(fā)育稠密浸染狀和塊狀礦化。輝長巖呈淺灰色，中粒自形粒狀結(jié)構(gòu)，輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖4d、k）；主要礦物為斜長石（40%～45%），斜方輝石（20%～25%），單斜輝石（15%～20%），另含少量透閃石、黑云母（約5%～10%）。斜長石粒徑2～2.5 mm，自形板柱狀，主要為拉長石和中長石，發(fā)育聚片雙晶、卡納聯(lián)合雙晶，蝕變較弱，可見其發(fā)生鈉黝簾石化蝕變（姜常義等，2015）。輝石粒徑1.5～2.5 mm，半自形短柱狀，與斜長石相間分布，自形程度相近的輝石和斜長石常構(gòu)成“輝長結(jié)構(gòu)”，金屬硫化物呈星點(diǎn)狀分布。根據(jù)各巖相礦物之間的包裹關(guān)系，確定礦物結(jié)晶的順序?yàn)椋恒t尖晶石→橄欖石→斜方輝石→單斜輝石→斜長石。

2.4 巖漿期次

根據(jù)巖相間的穿插關(guān)系，夏日哈木Ⅰ號(hào)巖體可以劃分為2期侵入巖相：第一期為少量輝長巖相侵入，分布于巖體上部，總體呈巖枝狀隨巖體向西傾伏；第二期為含礦輝石巖相（橄欖二輝巖、方輝輝石巖及二輝巖）-橄欖巖相（純橄欖巖、方輝橄欖巖及二輝橄欖巖）-輝長巖相侵入，構(gòu)成巖體主體，是主含礦巖相。輝長巖相與輝石巖相主要呈侵入接觸關(guān)系，含礦巖相由北東向南西基性程度增高，西端出現(xiàn)純橄欖巖（姜常義等，2015）。

第二期成礦巖漿的侵入相按其先后順序及接觸關(guān)系，又可進(jìn)一步劃分為不同階段。含礦巖體不同巖相野外接觸關(guān)系表明：純橄巖與方輝橄欖巖或單輝橄欖巖之間沒有穿插關(guān)系，說明它們是同一階段巖漿演化的產(chǎn)物；二輝巖穿插純橄巖及方輝橄欖巖，說明輝石巖稍晚于純橄巖形成。輝長巖細(xì)脈插入二輝巖中，說明輝長巖略晚于二輝巖，在ZK11E05底部可見塊狀硫化物穿插輝長巖，說明輝長巖頂部的硫化物為后期貫入的硫化物。結(jié)合鋯石測年證實(shí)存在一期早于二輝巖20 Ma的輝長巖（Li et al.,2015；張照偉等,2015），綜合認(rèn)為夏日哈木Ⅰ號(hào)巖體的巖漿侵入期次由早到晚為：早期輝長巖—純橄巖+方輝橄欖巖+單輝橄欖巖—二輝巖—晚期輝長巖。

3 夏日哈木礦體特征

3.1 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模

夏日哈木鎳鈷礦體主要賦存于Ⅰ號(hào)巖體的輝石巖與橄欖巖內(nèi)，主礦體位于2號(hào)勘探線以西地表以下的空間區(qū)域，在9號(hào)勘探線、11號(hào)勘探線的位置，鎳鈷礦體達(dá)到了最厚（約300 m），隨著勘探線號(hào)的變大（向西），巖體變薄、埋深增厚、橄欖石增多、鎳鈷礦體品位變富（圖3a、b、c、d）（錢兵等,2015；潘彤,2015；張照偉等,2015；Li et al.,2015；Zhang et al.,2017）。從走向上看，礦體中間厚、品位高，兩側(cè)趨于尖滅（圖3e）。礦體多呈厚大的似層狀，一般上部以浸染狀、團(tuán)斑狀、稀疏浸染狀礦石為主，中下部及底部以稠密浸染狀、致密塊狀、半塊狀礦石為主。少數(shù)礦體呈透鏡狀、漏斗狀位于巖體上部成上懸礦體或呈條帶狀分布于巖體中。

經(jīng)詳查工作查明，Ⅰ號(hào)巖體已獲得Ni金屬儲(chǔ)量118.30萬噸，平均品位0.68%；Cu金屬儲(chǔ)量23.83萬噸，平均品位0.166%；Co金屬儲(chǔ)量4.29萬噸，平均品位0.028%（青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2016）。

3.2 主礦體特征

M1號(hào)礦體為礦區(qū)內(nèi)主礦體，分布于8～23勘探線間，該礦體主要分布地段（2～21勘探線）地表和深部達(dá)到了詳查工程控制間距（圖5），地表由17條探槽，深部由99個(gè)鉆孔控制，礦體嚴(yán)格受鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體的控制，礦體產(chǎn)狀與巖體基本一致，呈北東東向展布，走向約70°，傾角在0°～35°；礦體具有明顯的分支復(fù)合現(xiàn)象（圖3、圖5）。

圖5 東昆侖夏日哈木鎳鈷礦體透視簡圖（據(jù)青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,2016修編）Fig.5 The cross sections of the exploration lines through the major ore bodies of the Xiarihamu magmatic Ni-Co sulfide deposit（modified after Qinghai No.5 Geological Exploration Institute,2016）

礦體形態(tài)為似層狀、透鏡狀；礦體走向上從東到西具有向東側(cè)伏的趨勢(shì)，側(cè)伏角約20°，具有分支明顯、厚度變小的趨勢(shì)；礦體傾向上從北到南，具有分支明顯、厚度變小、品位變低的趨勢(shì)；含礦巖性主要為橄欖巖、輝石巖（張照偉等，2015）。礦體頂板巖石主要為輝石巖、輝長巖、黑云母斜長片麻巖、石英片巖等，底板巖石主要為黑云母斜長片麻巖、花崗質(zhì)片麻巖、大理巖、石英巖等，蝕變主要為滑石化、綠泥石化、透閃石化，礦化主要為磁黃鐵礦化、鎳黃鐵礦化、黃銅礦化、磁鐵礦化、鎳華、孔雀石化等（張照偉等，2019）。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石礦物主要有鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦和黃鐵礦等。

礦石構(gòu)造主要為稀疏浸染狀、星點(diǎn)狀、團(tuán)斑狀、稠密浸染狀、半塊狀和致密塊狀（圖6a～h）。星點(diǎn)狀及浸染狀礦石，磁黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦等金屬礦物及其集合體呈各種大小不一、形狀各異、疏密不等的顆粒分布于巖石中（圖6d、e、f）；稠密浸染狀礦石，堆晶相的橄欖巖中磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦等金屬礦物集合體沿橄欖石礦物顆粒間隙充填包圍，形成海綿隕鐵狀結(jié)構(gòu)（圖6h）；塊狀礦石，黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物集合體成塊狀，厚度不大，多出現(xiàn)在橄欖巖底部或穿插于輝石巖中（圖6a、b、c）。

圖6 東昆侖夏日哈木礦床主要礦石類型a.塊狀硫化物礦石（ZK101-180 m）；b.塊狀硫化物礦石（ZK202-250 m）；c.半塊狀硫化物礦石（ZK905-273 m）；d.稀疏浸染狀硫化物礦石（ZK502-265 m）；e.浸染狀硫化物礦石（ZK15E09-262 m）；f.浸染狀硫化物礦石（ZK9E09S-95 m）；g.稠密浸染狀硫化物礦石（ZK1109-221 m）；h.稠密浸染狀硫化物礦石（ZK1109-146 m）Fig.6 The main types of ores from the Xiarihamu magmatic Ni-Co sulfide deposita.Massive sulfide ore（ZK101-180 m）;b.Massive sulfide ore（ZK202-250 m）;c.Semimassive sulfide ore（ZK905-273 m）;d.Sparsely disseminated sulfideore（ZK502-265 m）;e.Disseminated sulfide ore（ZK15E09-262 m）;f.Disseminated sulfideore（ZK9E09S-95m）;g.Densedisseminated sulfideore（ZK1109-221 m）;h.Net-texturesulfideore（ZK1109-146 m）

礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)、堆晶結(jié)構(gòu)（圖7a）、海綿隕鐵結(jié)構(gòu)（圖7c）、交代結(jié)構(gòu)（圖7d）和包橄結(jié)構(gòu)（圖7b、e）。礦石中有益組分主要是Ni、Co、Cu，鉑族元素（PGE）含量較低（姜常義等，2015；張照偉等，2015；劉超等，2020）。

圖7 東昆侖夏日哈木礦床礦石顯微照片a.半塊狀鎳鈷硫化物礦石；b.團(tuán)塊狀硫化物；c.海綿隕鐵狀硫化物；d.硫化物礦石顯微照片；e.輝石橄欖巖顯微照片Pn—鎳黃鐵礦；Po—磁黃鐵礦；Cp—黃銅礦；Ol—橄欖石；Opx—斜方輝石Fig.7 The photomicrographs of ores from the Xiarihamu magmatic Ni-Co sulfide deposita.Semi-massive sulfide ore;b.Crumb sulfide;c.Net-texture sulfide;d.Micrograph of sulfide;e.Micrograph of pyroxene peridotite Pn—Pentlandite;Po—Pyrrhotite;Cp—Chalcopyrite;Ol—Olivine;Opx—Orthopyroxene

4 夏日哈木礦床礦物學(xué)及成礦特征

4.1 橄欖石、輝石和鉻尖晶石特征

橄欖石礦物是鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)母巖漿主要的液相線礦物，橄欖石中Ni含量不僅反映母巖漿成分的信息，還記錄了母巖漿結(jié)晶分異、硫化物熔離以及后期物質(zhì)交換等成礦信息（Li et al.,2013）。夏日哈木礦床中，橄欖石作為主要的造巖礦物，其種屬以貴橄欖石為主，鎂橄欖石次之，主要分布于純橄欖巖、方輝橄欖巖、二輝橄欖巖及橄欖二輝巖中（張志炳等，2016）。橄欖石多呈自形-半自形圓粒狀或短柱狀以堆晶形式產(chǎn)出，粒徑一般1～2 mm，大者可達(dá)5～8 mm，裂理發(fā)育，常沿裂理及邊緣發(fā)生強(qiáng)烈蛇紋石化蝕變，同時(shí)析出粉塵狀鐵質(zhì)而成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。通過分析橄欖石從核部到邊部Fo值及Ni含量的系統(tǒng)變化，認(rèn)為夏日哈木礦床含礦巖相侵入過程中至少存在2次巖漿活動(dòng)。由夏日哈木巖體中橄欖石Fo值計(jì)算得到母巖漿中Mg#為0.73，由于原生玄武質(zhì)巖漿中Mg#為0.69～0.73，結(jié)合Ni/Cu-Pd/Ir圖解，可以推測夏日哈木巖體的母巖漿為高M(jìn)g玄武質(zhì)巖漿（張志炳等，2016；Liu et al.,2016）。

夏日哈木斜方輝石主要賦存于純橄欖巖、方輝橄欖巖、二輝橄欖巖、二輝巖、方輝輝石巖及輝長蘇長巖中，巖體中的總體含量約占50%（杜瑋等，2014）。斜方輝石多充填于橄欖石晶間或呈自形短柱狀，以堆晶礦物形式產(chǎn)出，粒徑一般3～5 mm，可見“巨型”斜方輝石“斑晶”（粒度20 mm左右）包裹數(shù)顆粒度較小橄欖石。斜方輝石多發(fā)生蛇紋石化、滑石化、伊丁石化和纖閃石化蝕變，在手標(biāo)本中可見新鮮的古銅輝石。發(fā)生蛇紋石化的斜方輝石具有類似橄欖石蝕變之后的鏡下特征，但保留原有的短柱狀晶形。斜方輝石中的w(Al2O3)為0.27%～5.77%，平均2.82%，這與地幔橄欖巖中的斜方輝石w(Al2O3)接近（Li et al.,2013）。斜方輝石種屬均為古銅輝石，其En（頑火輝石）分子質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于76%～88%之間，但不同巖相中En分子質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在較大的差異，這可能與較長時(shí)間的巖漿演化有關(guān)（Zhang et al.,2017）。張志炳等（2016）通過單斜輝石的礦物學(xué)研究，認(rèn)為夏日哈木母巖漿屬于拉斑玄武系列。

鉻尖晶石在夏日哈木礦床產(chǎn)出于輝石巖相-橄欖巖相中（純橄欖巖、方輝橄欖巖、二輝橄欖巖和橄欖二輝巖）。與橄欖石緊密共生，隨巖石中橄欖石含量減少而減少，但也有的含橄欖石的樣品中未能見到鉻尖晶石（Li et al.,2015）。鉻尖晶石在一定程度上可以反演母巖漿成分，由鉻尖晶石成分可推斷夏日哈木礦床的母巖漿屬于低Ti、高M(jìn)g拉斑玄武質(zhì)巖漿（張志炳等,2017）。張志炳等（2016）演算得出橄欖石中的鉻尖晶石形成溫度為1360～1411℃。巖漿源區(qū)部分熔融時(shí)的溫度應(yīng)大于鉻尖晶石的形成溫度，即源區(qū)溫度至少為1400℃，通常認(rèn)為軟流圈地幔的溫度為1280～1350℃，由此認(rèn)為夏日哈木巖體的母巖漿很有可能起源于軟流圈地幔（Zhang et al.,2017；Liu et al.,2018）。

4.2 鈷的賦存狀態(tài)

在夏日哈木礦床中，Co作為Ni、Cu金屬的伴生元素金屬儲(chǔ)量已超過4萬噸，蘊(yùn)藏巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值（張照偉等,2020）。Co通常賦存于硫化物和砷化物中，夏日哈木礦床中砷化物主要為輝砷鎳礦、輝砷鈷礦、砷鎳礦和紅砷鎳礦等。輝砷鈷礦是鈷的硫砷化物礦物，是提煉鈷的重要礦物原料，屬等軸晶系，又稱“輝鈷礦”（劉超等,2020）。經(jīng)對(duì)夏日哈木礦床中砷化物的成分分析，發(fā)現(xiàn)輝砷鈷礦中Co含量最高，為23.76%，砷鎳礦中Co含量最低，低于檢測限。Ni含量以砷鎳礦最高，w(Ni)為52.27%，在輝砷鈷礦中最低，w(Ni)為8.37%。Fe含量以輝砷鈷礦最高，w(Fe)為3.99%，在紅砷鎳礦中最低，w(Fe)為0.43%。S含量以輝砷鎳礦和輝砷鈷礦較高，在砷鎳礦和紅砷鎳礦中含量較低（劉超等,2020）。在夏日哈木硫化物中，Co主要賦存在鎳黃鐵礦中，w(Co)平均為0.77%，其次為磁黃鐵礦和黃銅礦（圖8a-1、a-2）。而在磁黃鐵礦中，Co主要賦存在隕硫鐵和六方磁黃鐵礦中；在砷化物中，以輝砷鈷礦中鈷含量最高，w(Co)可達(dá)23.76%，其次為輝砷鎳礦，含量最低為砷鎳礦和紅砷鎳礦。與硫化物相比，鈷更傾向于賦存在砷化物中（圖8b）。

圖8 夏日哈木礦石硫化物背散射電子圖（a-1）及鈷元素分布圖（a-2、b）Pn—鎳黃鐵礦；Po—磁黃鐵礦；Cp—黃銅礦Fig.8 The backscatter electron image(a-1)and cobalt distribution image of the ores from the Xiarihamu deposit(a-2、b)Pn—Pentlandite;Po—Pyrrhotite;Cp—Chalcopyrite

4.3 成礦過程

東昆侖造山帶構(gòu)造演化復(fù)雜，與塔里木、華北及華南克拉通的演化相關(guān)（Meng et al.,2013；2015；許志琴等,2016；任紀(jì)舜等,2017；莫宣學(xué),2019；Wang et al.，2019）。早古生代以來，經(jīng)歷了原特提斯、古特提斯的構(gòu)造演化，以及巖漿成礦作用（Song et al.，2006；Song et al.,2016；李文淵,2018）。東昆侖夏日哈木鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖體的巖漿在上侵過程中發(fā)生了硫化物不混溶作用，是多次巖漿脈動(dòng)上侵成礦的結(jié)果，地殼混染在成礦過程中起有重要作用（Li et al.,2009；2013；Yang et al.,2012；Lightfoot et al.,2015；Salama et al.,2016；Zhang et al.，2017；崔夢(mèng)萌等，2020）。經(jīng)計(jì)算夏日哈木巖體的含礦母巖漿組成，w(MgO)、w(FeO)、w(SiO2)分別為9.76%、6.54%和59.17%。微量元素比值顯示巖漿源區(qū)受到俯沖流體交代作用和軟流圈物質(zhì)加入，并發(fā)生低程度部分熔融，成礦巖漿發(fā)生橄欖石、單斜輝石、斜方輝石、斜長石和尖晶石等礦物結(jié)晶分離（Wendlandt,1982；Naldrett et al.,2004；2009；2011；Tao et al.,2008；宋謝炎等,2009；Maier et al.,2010；2011；Liu et al.，2017）。夏日哈木母巖漿在早期階段硫是不飽和的，橄欖石的分離結(jié)晶作用導(dǎo)致母巖漿中S發(fā)生了初步富集，隨著巖漿房中具有弧巖漿物質(zhì)的新鮮巖漿的注入以及地殼物質(zhì)的混染作用，致使硫化物達(dá)到過飽和，促使富Ni、Cu、Co等金屬元素的硫化物發(fā)生大規(guī)模熔離作用，最后聚集成巖成礦。陸-陸碰撞過程中,榴輝巖原巖為成礦提供了一定的物質(zhì)來源;陸殼折返過程中,榴輝巖退化變質(zhì)產(chǎn)生了富水、富硫的熔/流體,并被注入到含礦巖漿房中,導(dǎo)致含礦巖漿房硫飽和與氧逸度降低,促使硫化物持續(xù)熔離,最終形成了夏日哈木超大型銅鎳礦床（潘彤等，2020）。夏日哈木巖體的母巖漿混染了早期的俯沖物質(zhì)，顯現(xiàn)了島弧的地球化學(xué)信息（Liet al.,2015；姜常義等，2015）,但島弧地球化學(xué)信息并非是島弧環(huán)境，礦物學(xué)、巖石學(xué)研究表明，是大陸裂谷環(huán)境巖漿成礦作用的結(jié)果。

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)形成巖漿銅鎳硫化物礦體。深部地幔部分熔融產(chǎn)生的巖漿向上運(yùn)移的過程中，會(huì)經(jīng)歷多個(gè)變化，巖漿的性質(zhì)隨之改變，如果巖漿中的S達(dá)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(jìn)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Cu-Ni-Co硫化物礦床的形成。對(duì)夏日哈木礦床研究之初，認(rèn)為其具有LREE富集和相對(duì)虧損Nb、Ta、Ti，橄欖石低Ca等弧巖漿的信息，而傳統(tǒng)的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造認(rèn)識(shí)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(rèn)識(shí)。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(xué)和同位素示蹤研究基礎(chǔ)上，細(xì)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(xué)研究，發(fā)現(xiàn)其與島弧環(huán)境的阿拉斯加型巖體有顯著的區(qū)別。

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(dá)軟流圈的板片斷離，發(fā)生板片-軟流圈橄欖巖交換反應(yīng)，軟流圈水化橄欖巖當(dāng)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(shí)發(fā)生大體積部分熔融，形成帶有弧巖漿地球化學(xué)信息的鎂鐵質(zhì)巖漿，上升至淺部，在低氧逸度條件下，并遭受地殼物質(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)的夏日哈木巖漿Cu-Ni-Co硫化物礦床。可以想象，這種形成Cu-Ni-Co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，可以有多個(gè)中心，由于巖漿發(fā)育的早晚和成礦條件的變化，礦化強(qiáng)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Cu-Ni-Co硫化物礦床，肯定不止一個(gè)。

5 結(jié)論

（1）夏日哈木是在東昆侖造山帶中發(fā)現(xiàn)的超大型巖漿鎳鈷硫化物礦床，賦礦巖相主要為橄欖巖和輝石巖，含礦巖體呈東寬西窄的楔形向南西方向斜插，礦石品位與橄欖石含量呈線性關(guān)系，鎳主要賦存于鎳黃鐵礦和磁黃鐵礦中，鈷主要賦存于輝砷鈷礦中，以富集輕稀土元素、貧重稀土元素以及Nb、Ta、Zr、Hf等高場強(qiáng)元素的虧損為特征。

（2）夏日哈木母巖漿為起源于軟流圈地幔的低Ti、高M(jìn)g的拉斑玄武質(zhì)巖漿，地殼混染對(duì)硫化物飽和起關(guān)鍵控制作用，深部部分熔融形成的硫化物巖漿多次脈沖上涌、疊加形成夏日哈木超大型巖漿鎳鈷硫化物礦床。

致 謝野外地質(zhì)工作得到青海省地質(zhì)調(diào)查局、青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院領(lǐng)導(dǎo)及野外一線工作同志的支持、關(guān)心與幫助；審稿專家及編輯部老師給予了很好的建議和具體修改意見；在此一并深表感謝。