赵云：Ni-Cu同位素揭示世界级金川Ni-Cu-PGE矿床存在深部隐伏矿体【Geology, 2025】

2025-11-04     发布：【国家重点实验室】王俊懿    点击：0次

岩浆型镍-铜-铂族元素（Ni-Cu-PGE）硫化物矿床赋存着全球~56%的镍、3%的铜和超过96%铂族元素，其中大型-超大型矿床（如我国的金川矿床、俄罗斯的诺里尔斯克矿床）提供了上述的大部分资源，因此对大型-超大型矿床进行研究具有重要的理论和经济意义。金川是世界上最大的单体岩浆型Ni-Cu-PGE硫化物矿床（镍储量约625万吨，铜储量约400万吨），但它赋存在约1立方千米的小型镁铁-超镁铁质岩体中。在体积如此小的岩体中富集如此大量金属的过程仍存在争议，这也限制了进一步找矿勘查的方向的确定。

针对上述科学问题，地质过程与成矿预测全国重点实验室“深部过程与物质架构的成矿控制”研究团队的赵云副教授，联合我室王水炯教授和薛春纪教授以及长安大学Matthew J. Brzozowski教授，对我国金川矿床开展了系统的全岩和单矿物Ni同位素研究，结合已发表的Cu同位素组成，发现：

（1）相较于世界上其他典型的岩浆型Ni-Cu-PGE硫化物矿石，金川矿石具有显著重的Ni-Cu同位素（图1），在排除地幔交代、地幔部分熔融程度和岩浆结晶分异等因素影响后，揭示了金川母岩浆具有较重的Ni-Cu同位素组成。

（2）模拟计算表明：硫化物分异模型成功复现了北美Midcontinent裂谷系统岩浆型Ni-Cu-PGE硫化物矿床Ni-Cu同位素组成（图2A）；而金川样品的Ni-Cu同位素组成需要早期硫化物熔离叠加硫化物分异模型来解释（图2B）。

（3）多期硫化物熔离事件叠加多幕硅酸盐岩浆注入形成富Ni-Cu等成矿元素的母岩浆（图3），是孕育大型-超大型矿床的有利条件，未来金川深部具有寻找具有轻Ni-Cu同位素特征隐伏矿体的巨大潜力。

研究成果发表于国际权威地学期刊《Geology》：Zhao, Y., Wang, S-J., Xue, C., Brzozowski, M. J. (2025). Hidden deep sulfide cumulates beneath the Jinchuan Ni–Cu–platinum-group element deposit (China) inferred from Ni–Cu isotopes, Geology, 53 (1): 3–7.

全文链接：https://doi.org/10.1130/G52380.1.