Petrogenesis, Mineralization and Prospecting Information of Permian Mafic-Ultramafic Rocks, Beishan, Xinjiang
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摘要: 为认识新疆北山二叠纪镁铁-超镁铁质岩石成岩成矿作用，基于地质调查获得的新资料，对这套岩石存在争议或认识模糊的年代学、岩浆起源与性质、动力学背景、硫化物熔离机制等进行了重新梳理.区内幔源岩浆除了早二叠世大规模侵入，中二叠世还有一期小规模侵入（261~266 Ma）.母岩浆起源于受俯冲流体交代改造的亏损地幔在相对浅的深度发生高程度部分熔融，其具高温、高镁、含水、氧化特征.这些岩石并非地幔柱成因，亦非产于岛弧环境，而是造山后伸展背景下板片断裂引起的软流圈地幔上涌形成镁铁质侵入岩.坡北亚带和红石山亚带具有类似的岩石矿物组合和地球化学特征，但是矿化方式有明显差异.不同类型矿化是硫化物多期次熔离的产物，来自邻近VMS型铜矿床的外源硫混染触发硫化物在橄榄石结晶分异之前熔离，高品位脉状矿化是硫化物矿浆晚期贯入苏长岩的产物.超镁铁质岩相橄榄石中较低的Ni含量，岩体低Ti、高Mg、高m/s和m/f比值、母岩浆MgO含量大于11.5%、部分熔融程度不低于10%、固结指数SI大于50，均是有利的找矿指标，红十井深大断裂一带可能具有找矿潜力.Abstract: A series of Permian mafic-ultramafic complexes associated with large and medium-sized Ni deposits have been found in recent decades in the Beishan area, Xinjiang, NW China. Based on the new data obtained from the geological survey, a few controversial scientific issues, such as geochronology, the origin and nature of parental magma, tectonic setting, sulfide immiscibility mechanism, etc., are redefined. Two episodes of mafic magmatism in the Beishan area were recognized. i.e. the Early Permian and Middle Permian (261-266 Ma). The parental magma may have originated from high degree partial melting of the depleted mantle which suffered from metasomatism and modification by subduction-related fluid in relatively shallow depth. It is characterized by high temperature, high Mg content, oxidized and hydrous nature. The Beishan mafic-ultramafic rocks are of non-plume origin, as well as of non-arc origin. The tectonic setting seems more likely slab break-off and consequent upwelling from an asthenosphere mantle in post-orogenic setting. The Pobei sub-belt and the Hongshishan sub-belt have similar rock types and geochemical features, but different mineralization types, suggesting multi-stages and differences of sulfide segregation mechanism. Addition of external S from adjacent VMS Cu deposits triggers sulfide segregation prior to olivine crystallization. Injection of ore pulp to later norite gives rise to vein-type mineralization with high Ni tenor. Finally, some indicators are proposed for the future prospecting, for example, relatively low Ni content in olivine from ultramafic rocks, high Mg but low Ti contents, high m/s and m/f ratios, tholeiitic parental magma (>11.5% MgO), relatively high degree of partial melting (>10%) and high solidification index (>50). The area along the Hongshijing deep fault is of further prospecting potential.
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0. 引言
东天山-北山地区是我国重要的镍矿产区，新疆北山地区近年来发现了一系列二叠纪镁铁-超镁铁质杂岩体和相关的岩浆硫化物型镍矿床，如坡一、坡东、红石山、启鑫等矿床，其中坡一特大型镍矿资源量达120万t，该地区有望成为我国重要的镍资源储备基地(http://tv.cntv.cn/video/C10616/e36180a180f9485fb7d9950646eee0cf).
北山幔源岩浆成岩成矿作用是近年来岩石学和矿床学研究的热点，新疆第六地质大队、中科院地物所秦克章团队(Qin et al., 2011；Su et al., 2012；Xue et al., 2016a, 2019)、长安大学姜常义团队(姜常义等，2012；夏昭德等，2014)、中国地质大学(武汉)吕新彪团队(Liu et al., 2016, 2017；Ruan et al., 2017, 2020；吴建亮等，2018)、贵阳地化所宋谢炎团队(Song et al., 2011)、新疆大学柴凤梅团队(柴凤梅等，2013)、兰州大学汤庆艳团队(汤庆艳等，2015)、广州地化所王焰团队(Cao et al., 2019, 2020)等在区内开展了大量的地质、地球化学和地球物理研究，基本查明了岩石矿物组合、侵位年代、岩浆起源与演化，讨论了硫化物熔离作用，并提出了勘查模式和找矿指标.这些工作为该地区成岩成矿作用研究奠定了良好的基础，但是仍然有一些科学问题存在争议，如这套幔源岩石是否是塔里木地幔柱活动的产物？成岩作用研究程度高，而成矿作用研究相对薄弱，硫化物熔离过程未能系统地厘定.最近在坡北地区发现了高品位脉状团块状硫化物，其控制因素是什么，为何在红石山地区未见？前人对单个岩体或岩带的研究较多，对整个北山地区成岩成矿作用还缺乏总结.基于此，笔者在前人工作基础上，重新梳理了岩石成因和镍成矿作用，重点讨论其与地幔柱的关系、系阐述硫化物多期次熔离作用及控制因素，在此基础上建立成矿模式，总结矿化规律，补充了找矿信息.
1. 地质背景
中亚造山带位于西伯利亚克拉通和塔里木-华北克拉通之间，是世界上最重要的显生宙造山带.从我国西北到东北，中亚造山带南缘产出有一系列镁铁-超镁铁质岩体及相关的铜镍矿床，尤以北山-东天山造山带最为集中(图 1a，1b).北山造山带位于塔里木东北缘，以红柳河深大断裂为界，北为中天山地块(图 1c)，通常认为北山地区石炭纪-二叠纪为造山后板内裂谷(Xia et al., 2003).零星出露的前寒武基底包括达格拉克布拉克岩群(Ar3-Pt1)、北山岩群、古硐井群、红柳泉岩群，岩性主要为变粒岩、片麻岩、磁铁石英岩.上覆古生界地层比较简单，主要包括下石炭系红柳河组和上石炭统石板山组、胜利泉组和甘泉组.除了强烈的火山活动外，一系列镁铁-超镁铁质杂岩体沿着深大断裂产出，从最西端的罗东岩体到甘肃北山的黑山岩体，构成了一条长约300 km的镁铁-超镁铁质岩带.这条镁铁-超镁铁质岩带包括两个亚带，南边的坡北亚带和北边的红石山亚带.坡北亚带沿着白地洼-淤泥河断裂产出，代表性岩体有坡一、坡十、坡东.红石山亚带沿着红柳河-依格孜塔格大断裂产出，代表性岩体有红石山、红镍山、蚕西、笔架山和旋窝岭(图 1d).区域重磁3D反演显示两亚带在深部(D=36.3 km)有相同的岩浆通道，至地壳水平二者才沿着深大断裂分开(Ruan et al., 2020).这些岩体具有类似的岩石矿物组合，其侵位年龄集中在二叠纪.
图 1 研究区区域地质简图a.中亚造山带分布；b.新疆镁铁质岩分布(据陈继平等，2013和Zhang et al., 2015修改)；c.东天山-北山镁铁-超镁铁质岩分布(据Su et al., 2012修改)；d.新疆北山镁铁-超镁铁质岩分布(据Ruan et al., 2020修改).①大南湖-头苏泉岛弧，②小热泉子-梧桐窝子弧内盆地，③康古尔-黄山韧性剪切带，④雅满苏弧后盆地；I.阿齐库都克-沙泉子断裂，Ⅱ.红柳河-依格孜塔格断裂，Ⅲ.白地洼-淤泥河断裂，Ⅳ.红十井断裂Fig. 1. Regional geological map of the studied area整体上北山岩体规模大于东天山地区，多为葫芦状，不规则圆状等(附表 1).红石山岩带大多侵位于下石炭统红柳园组中，多为黑云石英片岩和大理岩.坡北岩带围岩除了下石炭统围岩，南边还产出有上石炭统，主要为火山岩和火山碎屑岩，常见顺层硫化物，是一套有利的铜金含矿建造，产出有VMS型铜金矿床，如石门和三峰山矿床(图 1d；Wang et al., 2018a).
岩石类型主要有苏长岩、辉长岩、橄榄辉长岩、橄榄辉长苏长岩、橄长岩、单辉橄榄岩、辉橄岩、纯橄岩等(附表 2).这些岩石整体上可分为3个侵入期次，从早到晚分别为纯橄岩和辉橄岩(第一阶段)，单辉橄榄岩和橄长岩(第二阶段)，(橄榄)辉长岩、(橄榄)苏长岩、(橄榄)辉长苏长岩(第三阶段).第一阶段矿化主要呈浸染状硫化物，镍品位较低；第二阶段硫化物较少；第三阶段在橄榄辉长苏长岩和苏长岩中可见脉状、团块状硫化物贯入(图 2).
图 2 新疆北山镁铁-超镁铁质岩岩相期次及矿化Fig. 2. Lithofacies sequence and mineralization of mafic-ultramafic rocks in the Beishan area, Xinjiang坡一和红石山是两个亚带的代表性矿床，其镍资源量分别为120万t和49万t(Xue et al., 2016a；Ruan et al., 2020).但矿石多以浸染状硫化物为主，镍品位普遍不高(0.2%~0.5% Ni)，且硅酸镍含量较高(平均1 000×10-6~2 000×10-6)，普遍高于东天山含矿岩体中橄榄石Ni含量.在坡一、坡东和启鑫中发现的脉状、团块状、稠密浸染状矿石具有更高的经济利用价值.
2. 镁铁-超镁铁质岩岩石成因
2.1 年代学统计
前人对区内岩石开展了大量的年代学工作，侵位年龄大多集中在早二叠世(275~285 Ma).笔者统计了镁铁-超镁铁质岩及相关的中酸性岩石的最新年龄，镁铁-超镁铁质岩浆作用明显分为两期(图 3和附表 3).大部分岩体侵位年龄271~284 Ma，平均278.3 Ma，为早二叠世.蚕西和旋窝岭岩体，罗东的镁铁质岩脉年龄261~266 Ma，平均263.3 Ma，属中二叠世，大体晚于前者10~15 Ma.蚕西岩体侵位年龄为中二叠世晚期(260.9 Ma)，同时有早二叠世岩浆作用的记录(281.2 Ma).旋窝岭岩体亦存在早二叠世(277.2 Ma)和中二叠世(265.2 Ma)的岩浆记录(另文发表)，苏本勋等(2010)获得旋窝岭辉长岩锆石年龄亦为中二叠世(261 Ma).同时期相关的中酸性岩年龄为271~280 Ma，平均为276.4 Ma，与早二叠世大规模的镁铁-超镁铁质岩浆作用时代一致，这与东天山-北山(270~286 Ma)和塔里木大火成省的镁铁-超镁铁质岩石年龄(274~291 Ma)也相近(图 3).
图 3 新疆北山二叠纪镁铁-超镁铁质岩带岩体侵位年龄各岩体年龄见附表 3；东天山-北山镁铁质岩年龄范围据Qin et al.(2011)Fig. 3. Ages of the Permian mafic-ultramafic complexes in the Beishan area, Xinjiang2.2 岩浆源区性质
北山早二叠世镁铁-质岩的εNd(t)为-1.3~+11.2，(87Sr/86Sr)i为0.702~0.713，二者大体负相关(图 4).同时期中酸性岩锆石176Hf/177Hf为0.282 600~0.283 075，对应的εHf(t)为0.4~14.0，集中在0~+9.中二叠世岩石相比早二叠世εNd(t)、εHf(t)降低而(87Sr/86Sr)i升高.北山镁铁质岩中的锆石δ18O分布范围为+4‰~+12‰，集中在+6‰~+8‰(Su et al., 2012)，稍高于地幔锆石平均值5.3‰±0.3‰.相对集中的Nd-Sr-Hf-O同位素组成，高εNd(t)、高εHf(t)、低(87Sr/86Sr)i和地幔类似的δ18O，同时具往Ⅱ型富集地幔(EMⅡ)和下地壳靠近的趋势，均显示北山镁铁质岩的亏损地幔源区特征，同时受到了不同程度的富集改造.中二叠世岩石的岩浆源区受改造程度更高一些.Xue et al.(2018a, 2019)对坡东和启鑫岩体的岩石化学研究亦认为地幔源区经历了流体交代.Su et al.(2012)认为北山同东天山一样，具有受俯冲流体交代改造的亏损地幔源区.此外，包括坡一、罗东岩体在内的，中亚造山带南缘具铜镍矿化杂岩体的地幔源区氧逸度(FMQ-1~FMQ+0.5)高于MORB(≤FMQ)，暗示了俯冲板片中的氧化成分交代了上覆地幔楔(Cao et al., 2019, 2020).
图 4 新疆北山镁铁-超镁铁质岩及同时期中酸性岩石的Sr-Nd同位素组成早二叠世岩石数据参考Su et al.(2012)，Xue et al.(2016a, 2016b)和Zhang et al.(2015)，中二叠世岩石数据参考苏本勋等(2010)和Xue et al. (2016b)；MORB.大洋中脊玄武岩；OIB.洋岛玄武岩；EMⅠ.Ⅰ型富集地幔；EMⅡ.Ⅱ型富集地幔Fig. 4. Sr-Nd isotopic compositions of mafic-ultramafic rocks and contemporaneous felsic rocks in Beishan area北山-东天山镁铁质岩体中的原生铬铁矿成分部分落于俯冲环境下的阿拉斯加型岩体范围内(Ruan et al., 2017).对区域岩体造山后伸展环境的认识已趋于一致(见2.5节讨论)，因此这不代表这些岩体是岛弧的俯冲背景的产物，而更可能是岩浆源区受到俯冲流体交代改造的痕迹.新发现的启鑫岩体铬铁矿成分亦具有类似特征(Xue et al., 2019).此外，铬铁矿内部常见金云母、角闪石等含水矿物呈包裹体形态产出(图 5)，尽管这些包裹体的成因存在争议，但是大量含水矿物的出现指示了母岩浆含水，地幔源区可能经历了流体交代改造(Hoshide and Obata, 2012；Ruan et al., 2017；刘霞等，2018；Liu et al., 2019).
图 5 新疆北山镁铁质岩石中铬铁矿内部固相包裹物a.角闪石(Amp)和金云母(Phl)包裹体；b.钠金云母(Na-Phl)和角闪石包裹体；c.镍黄铁矿(Pn)和黄铜矿(Ccp)包裹体；d.角闪石和希兹硫镍矿(Hwd)包裹体Fig. 5. Solid inclusions in chromite from the mafic rocks in the Beishan area2.3 母岩浆性质
部分熔融程度：北山地区大面积出露超镁铁质岩相，规模普遍比东天山、中天山地区大，说明其地幔源区部分熔融程度不低.除了Pd和Ru，红石山杂岩体铂族元素(PGE)含量与经历了15%~20%原始地幔部分熔融岩浆的PGE含量相似(Ruan et al., 2020).铬铁矿和橄榄石成分估算的早二叠世岩石部分熔融程度为17.0%~18%，中二叠世旋窝岭岩体部分熔融程度为14.3%，两期岩浆作用的部分熔融程度都较高.
温度：镁铁-超镁铁质侵入岩中堆晶纯橄岩一般最早结晶，其最高Fo值橄榄石的结晶温度近似代表母岩浆液相线温度：T(℃)=1 066+12.067 Mg#+312.3(Mg#)2(Weaver and Langmuir, 1990).北山地区堆晶纯橄岩中橄榄石最高Fo值为90.3，据此估算母岩浆温度为1 332 ℃，中二叠世旋窝岭岩体为1 321 ℃.根据与最高Fo值橄榄石共生的原生铬铁矿成分估算母岩浆温度：T(℃)=(4 250×Cr#+1 343)/(lnKd+1.825Cr#+0.571)-273，其中lnKd=0.34+1.06(Cr#)2，结果为1 368 ℃.中二叠世旋窝岭岩体母岩浆温度估算为1 326~1 366 ℃.北山二叠纪幔源岩石均显示高温特征.
氧逸度：根据橄榄石、铬铁矿和斜方辉石共生矿物对成分，应用Ballhaus et al.(1991)的矿物压力计计算橄榄石-铬铁矿矿物对的平衡氧逸度Δlgf(FMQ)=0.2~1.6，这一结果与同中亚造山带南段的镁铁-超镁铁质岩母岩浆氧逸度相似(0.5~3.0)，而明显高于洋中脊玄武岩(MORB)(-1~0；Cao et al., 2020)，显示高氧逸度特征.
成分：北山镁铁质岩石成分上属于亚碱性和拉斑玄武系列.根据最高Fo值橄榄石和全岩成分，估算母岩浆MgO质量百分含量红石山为14.5% (Ruan et al., 2020)，坡一为15.0% (Xue et al., 2016a).根据铬铁矿成分计算的母岩浆Al、Ti质量百分含量分别为12.3% Al2O3和1.9% TiO2(Ruan et al., 2017)，属高镁高钛苦橄质岩浆.PGE含量(0.5×10-9~31×10-9)相对原始地幔明显亏损.
整体上，新疆北山镁铁-超镁铁质岩母岩浆起源于受俯冲流体交代改造的亏损地幔发生高程度部分熔融，其具有高温、高镁高钛、氧化含水特征.
2.4 结晶分异与同化混染
北山幔源岩石单矿物堆晶纹层定向排列，超镁铁质岩相多产于镁铁质岩相底部，显示重力分异特征.MgO与主要氧化物呈明显的线性关系，从超镁铁岩相到镁铁岩相，Mg、Fe、Mn逐渐降低，Si、Al、Ca、Na逐渐升高.结晶分异作用具多期次多阶段特征，红镍山钻孔ZK7-1上部0~150 m的范围内，辉长岩和单辉橄榄岩构成了3个旋回.罗东、红石山、笔架山等岩体常见堆晶层理的韵律和旋回，旋回构造一般由若干具韵律式变化的堆晶层组成.
镁铁质岩石中常见棱角清晰的围岩捕虏体，辉长岩和大理岩为明显热接触，多发育烘烤边，显示明显的地壳混染特征.坡一辉橄岩中发现了方解石，指示镁铁质岩浆的钙质地壳混染作用(Liu et al., 2017).岩石化学上，部分纯橄岩富集轻稀土，具有明显的Nb、Ta、Ti负异常和Pb、Sr正异常.此外Sr-Nd-Hf-O同位素证据也表明新疆北山镁铁质岩石经历了同化混染作用(Su et al., 2012；Xue et al., 2019).同化混染作用是镁铁质岩浆发生硫化物熔离的重要触发因素.
2.5 动力学背景
2.5.1 与地幔柱的关系
新疆北部二叠纪幔源岩石与地幔柱的关系是近年来的讨论热点.北山地区岩体因具有和塔里木早二叠世玄武岩相似的年龄，同时发育大量的辉绿岩脉，而被认为和地幔柱活动有关(Qin et al., 2011；Su et al., 2012).尽管岩浆岩年龄集中在早二叠世，但北山中二叠世亦发育镁铁-超镁铁质杂岩体(图 3)，镁铁质岩石并非地幔柱作用下的短时巨量岩浆上涌.甘肃北山的晚泥盆世黑山岩体(375 Ma)和中天山的峡东岩体(313 Ma)显然不是地幔柱成因(Xie et al., 2012).按照Liu et al.(2016)的地幔柱北东向流动模型，在塔里木到北山的通道上应该发育类似的早二叠世镁铁-超镁铁质岩，但是塔里木北缘很少见到早二叠世镁铁质岩(图 1b)，相反南天山的菁布拉克岩体侵位于早志留世(430 Ma)(Yang and Zhou, 2009)，地幔柱流经通道上的兴地岩体年龄是新元古代(730~820 Ma)(邓兴梁等，2008).如果阿尔泰-天山地区幔源岩石具地幔柱成因，那么喀拉通克岩体(287 Ma)，东天山-北山镁铁质岩和塔里木地区构成了一个巨大的“早二叠世镁铁质岩三角”，其横跨天山南北，包含准格尔盆地和塔里木盆地，三角形边长700~1 200 km，地幔柱的影响范围能否有这么大？假如铜镍矿化与地幔柱有关，但塔里木LIP内并未发育大规模铜镍矿化岩体.事实上除了新疆，这套岩石在华北克拉通北缘亦有产出，如内蒙古额布图(294 Ma)，小口子(284 Ma)和温格南(282 Ma).这些中亚造山带南缘的镁铁质岩石距离塔里木LIP 1 500~2 000 km(图 1a)，显然不是地幔柱成因.因此年龄的相似并不能成为地幔柱成因的决定性证据.
塔里木LIP发现了苦橄岩和明显的地壳隆升(Tian et al., 2010)，这是地幔柱活动的重要证据，但是北山地区并未见相关报道.地幔柱成因母岩浆类似于洋岛玄武岩，但是北山地区母岩浆更类似于MORB(Ruan et al., 2017).塔里木地区玄武岩来源于地幔柱分异和大陆岩石圈地幔熔融的混合熔体，其εNd(t)为负值，轻重稀土分异明显，未见Nb、Ta明显负异常，具富集特征(Wei et al., 2014)，而北山地区εNd(t)整体为正值，轻重稀土分异不明显，具显著的Nb、Ta负异常，显示亏损地幔特征(图 4).塔里木LIP的岩浆源区为具2%~7%残留石榴石地幔，部分熔融程度为5%~10%(Wei et al., 2014)，北山岩体部分熔融程度明显高于塔里木LIP，且岩浆源区为尖晶石稳定域.地幔柱中心部位温度高、地壳厚度小，部分熔融程度较之边缘部位更高.如峨眉山LIP中心部位发育了相对高程度部分熔融的低钛玄武岩，而边部则为较低部分熔融程度的高钛玄武岩(Xu et al., 2001).如果北山岩体为地幔柱成因，那么北山地区位于塔里木LIP东北缘，应该具有更低的部分熔融程度，但情况却相反.
北山地区早二叠世玄武岩与塔里木LIP玄武岩地球化学特征不同.红柳河组(P1h)发育一套镁铁质火山岩组合，包括玄武岩、玄武安山岩和英安岩，其喷出年龄为282.9±3.3 Ma，与镁铁质侵入岩一致，具同源演化序列(夏昭德等，2014).若是地幔柱成因，这套玄武岩应该和塔里木玄武岩相似.但是二者岩石系列，岩石成因具有显著差异.北山玄武岩属钙碱性系列，而塔里木玄武质岩石大部分样品为碱性玄武岩.塔里木玄武岩具有典型的OIB特征，明显不同于北山.岩浆源区亦不同，北山玄武岩εNd(t)=4.8~5.7，初始Sr组成(87Sr/86Sr)i=0.704~0.706，来源于亏损地幔(夏昭德等，2014)，而塔里木玄武岩εNd(t)为负值，初始Sr大于0.706，显示富集特征.岩浆源区混染方面，塔里木玄武岩具沉积物成分的混染，而北山玄武岩源区受俯冲板片脱水流体改造.除了同时期的玄武岩，同时期的A型花岗岩也存在差异(另文发表).北山-东天山早二叠世A型花岗岩均属于A2型花岗岩，产于非地幔柱成因的后碰撞伸展构造环境，明显不同于塔里木地区板内环境A1型花岗岩.
综合上述年代学、母岩浆性质和地幔源区证据，以及北山地区和塔里木LIP早二叠世玄武岩及A型花岗岩的对比，北山地区镁铁-超镁铁质岩及中酸性岩石并非地幔柱成因.
2.5.2 构造背景
北山地区镁铁-超镁铁质岩动力学背景有岛弧和造山后伸展的争议.Ao et al.(2010)和Han et al.(2010)认为东天山-北山地区早二叠世岩体产于与俯冲有关的岛弧环境，是典型阿拉斯加型岩体.但是岛弧环境并不能解释如下现象.北山镁铁质岩体不具典型阿拉斯加型岩体的同心环带特征，矿物学证据亦不支持岛弧环境，岛弧背景下较高的氧逸度亦不利于斜方辉石的结晶，其较高的水压会阻止CaO与Al2O3大量结晶斜长石，但是北山岩体中常见橄长岩、苏长岩等富含斜长石、斜方辉石的岩石.北山-东天山岩体中斜长石和单斜辉石的成分演化趋势明显不同于岛弧，而与裂谷环境更吻合.岛弧背景下的玻安岩中铬铁矿一般贫铝，Cr#值较高(> 70)，Al与Ti含量呈正相关.北山岩体中原生铬铁矿富Al，Cr#值较低，Al与Ti负相关，显然不是岛弧背景的产物(Ruan et al., 2017).
北山地区晚古生代蛇绿岩年龄集中在321~363 Ma，早于区内镁铁-超镁铁质岩，甘肃北山红石山蛇绿混杂岩南段火山-沉积岩系及钙碱性花岗质岩为典型的陆缘岛弧环境，其最新同位素年龄为347 Ma(王国强等，2014)，内蒙北山壳幔混合来源陆缘弧环境花岗岩最新年龄为309 Ma(李敏等，2018).东天山最新发现的大草滩和康古尔蛇绿混杂岩年代学研究表明，南天山洋在的俯冲最晚持续到晚石炭世，二叠纪已经闭合，康古尔蛇绿岩代表了早二叠世伸展背景下的有限小洋盆(王国灿等，2019).区内镁铁质岩构造背景为造山后伸展，而非岛弧.
东天山-北山同时期的A型花岗岩的产于造山后伸展环境(Zheng et al., 2016；Xue et al., 2018b).西天山地区亦发育造山后伸展环境下的A型花岗岩，其年龄296~285 Ma(林涛等，2019).红东地区A型花岗岩锆石饱和温度高达1 000~1 100 ℃，εHf(t)为正值(10.7~14.0)，Sr-Nd显示亏损特征，表明成岩过程中有软流圈地幔物质的加入.这些长英质岩石在塔里木北缘构成了一个狭长的A型花岗岩带，类似花岗岩带动力学背景一般解释为板片断裂造成软流圈地幔上涌(Yuan et al., 2010；Song et al., 2011；Zheng et al., 2016).
板片断裂通常发生在陆陆碰撞或造山后阶段，俯冲板片由于自身密度大，在岩石圈地幔阻力和下伏软流圈地幔浮力共同作用下深部和浅部受力不均匀而发生断裂，导致上涌软流圈物质发生减压熔融.Huw Davies and von Blanckenburg(1995)对Alps地区岩浆作用的研究表明，随着古洋盆的闭合，板片断裂和软流圈物质上涌导致上覆地幔楔在50~80 km发生部分熔融，形成一系列碱性、超钾质、钙碱性玄武岩及中酸性火山岩组合.除了镁铁-超镁铁质岩，软流圈上涌在北山地区同时产生A型花岗岩、钙碱性玄武岩、英安岩和流纹岩等岩石组合.这与北山二叠纪岩浆作用类似，红柳河组(P1h)就是一套钙碱性玄武岩、英安岩和流纹岩的组合.
综上讨论，二叠纪幔源岩石是造山后伸展背景下的俯冲板片断裂引起的软流圈地幔上涌的产物.南天山洋的南向俯冲一直持续到晚石炭世，俯冲洋壳在高温高压下脱水，流体上升改造上覆地幔楔.晚石炭世晚期洋盆闭合，发生造山运动，早二叠世俯冲板片由于受力不均匀发生断裂，诱发软流圈地幔物质上涌.受改造地幔发生高程度部分熔融生成的高温、高镁、含水氧化母岩浆分别沿着深大断裂上升，分别形成坡北亚带和红石山亚带.同时形成钙碱性玄武岩、英安岩等火山岩组合和A型花岗岩.
3. 硫化物熔离机制
3.1 熔离时间及成矿响应
坡北亚带和红石山亚带具有同一深部岩浆通道，类似的岩石矿物组合和地球化学特征，但是矿化方式显著不同.前者同时发育浸染状矿化和脉状矿化(图 6a~6e)，后者只发育浸染状矿化(图 6f).这两种硫化物矿石中PGE普遍亏损，可能指示了更深部的早期熔离.新疆北山镍矿化可能是三次硫化物熔离的产物.
图 6 坡北亚带浸染状矿化和脉状团块状矿化(a~e)和红石山亚带的浸染状矿化(f)Fig. 6. Disseminated and vein-type sulfide mineralization in the Pobei sub-belt (a-e) and disseminated sulfide in the Hongshishan sub-belt(f)第一期熔离发生在深部和岩浆演化早期.区内母岩浆部分熔融程度较高(~17%)，足够将地幔中的硫化物和PGE熔融而进入原始岩浆(吴建亮等，2018；Ruan et al., 2020)，高镁苦橄质岩浆中PGE通常不会亏损(Barnes et al., 2015)，PGE亏损更可能是原始岩浆在深部发生了早期熔离，带走了大量的PGE.原生铬铁矿和高Fo值橄榄石中发现了一系列硫化物包体，如黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、希兹硫镍矿等.铬铁矿和橄榄石作为岩浆早期结晶的矿物之一，这些硫化物可能暗示了早期的深部熔离.Pd在硫化物和硅酸盐中的分配系数(104)远大于Cu(103)，早期硫化物熔离会导致Pd比Cu更快速地进入硫化物，导致残留硅酸盐熔体的Cu/Pd比值迅速上升(Wang et al., 2018b).矿石中Cu/Pd比值均随着Pd含量的降低而显著升高，可能指示了早期硫化物熔离(图 7).此外，北山镁铁质岩石中铜含量普遍不高，铜品位低于镍，这可能也暗示了硫化物的早期深部熔离，因为镁铁质岩浆的深部硫饱和通常伴随着铜的减少(Chen et al., 2020).上述证据均支持硫化物早期的深部熔离.
图 7 新疆北山地区不同类型矿石的Pd-Cu/Pd散点图Fig. 7. Plot of Pd vs. Cu/Pd for various sulfide ores in the Beishan area第二期熔离形成坡北地区的脉状团块状硫化物，这些硫化物并不是早期熔离的产物，因为其PGE含量仍然很低，其可能来源于经历了早期深部熔离的PGE亏损母岩浆.这些硫化物多贯入苏长岩和橄榄辉长苏长岩中，显示早于硅酸盐结晶和晚期贯入的特征.第三期熔离以区内大量分布的浸染状硫化物为代表，硫化物呈星点状、浸染状分布于橄榄石和辉石粒间，镜下观察硫化物多呈它型填隙在硅酸盐矿物粒间，显示硫化物晚于结晶分异作用(图 6f).
橄榄石成分模拟计算显示硫化物第三期就地熔离发生在4%橄榄石结晶之后(Ruan et al., 2020)，熔离出的硫化物浸染状分布于硅酸盐矿物粒间，呈低品位矿化.反之，第二期熔离发生在硅酸盐结晶分异之前，熔离出的硫化物矿浆晚期贯入形成脉状团块状硫化物.红石山亚带和坡北亚带均经历了0.01%~0.015%的硫化物熔离，但是二者的R值(硅酸盐与硫化物的质量比)不同.红石山亚带R值(约100~500；Ruan et al., 2020)明显低于而坡北岩带R值(约2 300；Liu et al., 2015).坡北地区硫化物先于硅酸盐结晶，残余熔体丢失大量硫化物，导致R值升高，而红石山地区硫化物熔离晚于橄榄石结晶，R值较低.
3.2 熔离的触发因素
3.2.1 第一期熔离
外源硫的加入和岩浆中硫溶解度的降低是硫化物熔离的两大主要机制，同化混染作用导致外源硫的加入是最重要的触发因素.幔源岩浆上侵至地壳深部，压力降低，高硅组分的缺失均会升高SCSS，不利于硫化物熔离，早期的硫化物熔离更可能是深部地壳中硫的加入所导致.太古代大气氧气和臭氧含量低，火山作用带来的SO2与光子的光化学作用产生了过量的33S，这些S沉降至地表而未完全均一化，因此太古代沉积地层保留了33S的非质量平衡，Δ33S可以进一步示踪硫是否来自太古代变质基底(Bekker et al., 2009；Godefroy-Rodríguez et al., 2020)：
$$ {\Delta ^{33}}{\rm{S}} = {{\rm{ \mathsf{ δ} }}^{33}}{\rm{S}} - 0.515 \times {{\rm{ \mathsf{ δ} }}^{34}}{\rm{S}}{\rm{.}} $$ (1) 笔者最近对北山地区单矿物硫化物的原位硫同位素分析显示(MC-LA-ICP-MS，测试在武汉上谱分析实验室完成)，Δ33S范围(-1.4‰~3.6‰；另文发表)明显不同于地幔值(0±0.1‰；Ripley and Li, 2017).Δ33S异常可能暗示了母岩浆在深部发生了太古代地层的混染，区内少量出露的达格拉克布拉克岩群时代属于新太古代-古元古代(Ar3-Pt1)，为一套古老变质岩系，是潜在的地壳硫来源.Liu et al.(2017)亦据此认为坡一母岩浆在地壳深部混染了太古代含硫地层，第一期硫化物熔离造成残余母岩浆亏损PGE.
3.2.2 第二期熔离
第二期熔离发生在坡北亚带，而没有发生在红石山亚带，可能缘于二者围岩混染的差异.下石炭统红柳园组在两个亚带均有出露，其为一套火山碎屑岩－碎屑岩－高硅沉积建造，如黑云石英片岩、长石砂岩、凝灰质千枚岩等.不同之处在于坡北亚带南边大量出露有上石炭统石板山组、胜利泉组和甘泉组，这套火山熔岩和火山碎屑岩是一套有利的含硫化物建造，在石门铜金矿床的胜利泉组地层中发现有纹层状、条带状含铜黄铁矿层，显示同生沉积特征(Wang et al., 2018a).这套建造上发育了一系列VMS型和蚀变岩型铜金矿床，如石门铜金矿、三峰山铜矿、大青山金矿、红十井金矿.上石炭统火山岩建造可能提供了坡北亚带脉状、团块状硫化物的外源硫，使得结晶分异之前岩浆迅速达到硫饱和而熔离.
笔者统计了铜镍矿化和VMS矿化的硫化物δ34S组成(另文发表)，红石山亚带具典型的幔源硫特征(δ34S平均值-0.12‰，n=26)，而坡北亚带δ34S(平均值1.35‰，n=30)稍高于MORB(-1.5‰~0.6‰；Labidi et al., 2014)，稍低于南边的VMS型矿化(δ34S=2.25‰，n=15)，暗示了坡北亚带在幔源硫的基础上有外源硫的加入，而邻近的石炭纪VMS型矿床具有大量的硫化物，是硫饱和所需的外源硫的潜在来源.事实上，岩浆铜镍硫化物矿床与早期的火山块状硫化物(VMS)型矿床共同产出已有不少报道，如东天山新发现的月牙湾铜镍矿床与黄土坡、黄滩VMS型矿床同产于卡拉塔格火山岩型铜多金属矿田.西澳Kambalda镍矿床与Agnew-Wiluna VMS矿床共生，Bekker et al.(2009)通过33S-56Fe同位素认为VMS型矿床中的硫化物提供了后期镁铁质岩浆中硫化物熔离所需的外源硫.
3.2.3 第三期熔离
第三期熔离在两个亚带中均大量存在，这是硅质地层同化混染和大规模结晶分异的产物.硅质地层混染会改变熔体的成分和物理化学条件，降低硫溶解度(Li and Ripley, 2009).下石炭统含硅地层的混染使得岩浆中的硅含量上升，降低硫溶解度而有利于熔离.微量元素定量模拟显示红石山部分辉橄岩的同化混染程度超过30%，实验岩石学证明超过20%的同化混染可以触发硅酸盐熔体熔离出微小的硫化物珠滴(Ripley and Li, 2013).
结晶分异作用是另一个重要的熔离触发因素，Li and Ripley(2009)提出了硫饱和时岩浆中硫含量(SCSS)的定量模型：lnXS=-1.76-0.474(104/T)-0.021P+5.559XFeO+2.565XTiO2+2.709XCaO-3.192XSiO2+3.049XH2O.FeO含量是影响SCSS最重要的因素，橄榄石的结晶模拟显示红石山岩体约4%的橄榄石结晶会造成熔体中FeO含量从9.33%降至8.94%(Ruan et al., 2020).此外铬铁矿的结晶亦会消耗FeO和降低SCSS (Wykes et al., 2015).结晶分异导致岩浆中FeO含量含量降低是坡一和红石山浸染状硫化物熔离的重要因素(Liu et al., 2017；Ruan et al., 2020).
综上所述，第一期熔离是超镁铁质岩浆在地壳深部发生了太古代地层的混染，早期熔离出的硫化物带走了大量的PGE，使得残余母岩浆亏损PGE.第二期熔离只发生在坡北亚带，上石炭统外源硫的加入导致熔体快速达到硫饱和，硫化物熔离早于橄榄石结晶，这对应着脉状团块状矿化.第三期熔离在新疆北山地区普遍存在，含硅地层的混染和大规模结晶分异使得浸染状硫化物广泛分布于各岩相中.
4. 成矿模式
在前期工作基础上，笔者提出了“岩浆多期次侵入+硫化物多期次熔离”的成矿模式来解释新疆北山地区的镍矿化(图 8).早二叠世造山后伸展背景下板块断裂引起了软流圈地幔上涌(Song et al., 2011)，北山地区下伏亏损地幔发生了高程度部分熔融，产生了苦橄质岩浆，这些岩浆可以溶解足够多的地幔硫和PGE (Cao et al., 2019, 2020).硫化物的第一期熔离发生在地壳深部，太古代地层的混染致使母岩浆PGE亏损.母岩浆沿着深大断裂上侵至地壳浅部形成两个岩浆房，对应红石山亚带和坡北亚带.坡北岩浆房经历了上石炭统含硫地层的混染，在大规模结晶分异之前发生二次熔离.由于密度差，硫化物聚集在岩浆房底部形成矿浆.
图 8 新疆北山“岩浆多期次侵入+硫化物多期次熔离”的镍成矿模式(据Ruan et al., 2020修改)Fig. 8. Model of "multi-stages of magma emplacement and sulfide segregation" for the Ni mineralization in the Beishan area, Xinjiang (modified from Ruan et al., 2020)成岩成矿包括四期熔体侵入.首先是超镁铁质熔体侵入，形成纯橄岩和辉橄岩，如坡一、坡十、坡东和红石山矿床中的超镁铁质岩相.橄榄石、铬铁矿等矿物的结晶显著降低了岩浆中的Fe含量，伴随着含硅地层的混染，这些因素共同造成硫溶解度降低和0.01%~0.015%硫化物发生了熔离，熔离随着结晶分异作用形成浸染状硫化物(Liu et al., 2015, 2017；Ruan et al., 2020).第二期岩浆侵入叠加了早期的超镁铁质岩相，在其周围产出单辉橄榄岩和橄长岩，少量的低品位硫化物呈星点状和星散状产出，如坡三，罗东、蚕头山和笔架山.超镁铁质岩相的结晶消耗了大量的镁铁含量，残余熔体上升形成第三期次侵入，形成镁铁质岩石，如(橄榄)辉长岩、苏长岩等.这些镁铁质岩石大面积分布，多形成无工业开发价值的岩体，如旋窝岭北、笔架山东.
最后阶段硫化物矿浆的贯入发生在坡北亚带，形成了高品位脉状、团块状矿化，Ni质量百分含量最高达8%.红石山亚带由于没有外源硫的加入导致未能过早硫饱和，未发育脉状矿化.将来的勘查应重点关注具上石炭统含硫围岩的岩体，尤其是同时产出有VMS型铜金矿化的红十井深大断裂一带.
5. 找矿信息提取
前人在坡北亚带总结了找矿标志，王恒等(2015)从岩浆期次和物性特征方面总结了含矿侵入岩特征；刘月高等(2019)从构造、岩体基本特征、围岩条件、矿物学特征、化探异常特征、地球物理参数等多个方面总结了含矿岩体(相)与非含矿岩体(相)的区别，并提出了找矿流程和一系列找矿指标.在此基础上，笔者补充了铜镍矿化规律，提取了大地构造、岩石学、矿物学、地球化学等方面的找矿信息.
5.1 矿化规律
北山镁铁-超镁铁质岩及铜镍矿床(点)成群成带沿北东东向深大断裂产出.尽管成岩年龄不限于早二叠世，但中二叠世(261~266 Ma)岩体矿化效果普遍不佳，如旋窝岭、蚕西岩体，达矿床规模岩体产于早二叠世(271~286 Ma).
含Ni硫化物大多赋存在辉橄岩和纯橄岩底部或中下部.红石山ZK16-5剖面显示整个超镁铁岩相均有硫化物存在，但工业矿体常见于辉橄岩和纯橄岩底部(900~1 200 m)(Ruan et al., 2020).坡一22线勘探剖面显示矿体位于辉橄岩的中下部，坡东9线矿体位于辉橄岩底部和苏长岩的接触部位.
铜镍矿化除了岩浆熔离成因外，岩浆期后热液对早期硫化物具有再生富集的作用(Le Vaillant et al., 2016).Ni基本上受熔离作用控制，而岩浆矿床中的Te、Se多为后期热液成因，Cu在岩浆熔离硫化物中富集，而在后期热液作用中再次富集.图 9显示了Ni、Cu、Te、Se间协变关系，部分矿化辉橄岩相和橄长岩相的Cu含量与Ni关系不大，可能表明熔离作用主要影响Ni含量.Ni与Te相关性不太显著，大部分样品Te含量低于0.2×10-6，少量大于0.4×10-6的样品可能为后期热液作用所致.Cu与Te关系则具两组趋势，Te < 0.2×10-6样品与Cu含量关系不大，另一组大于0.2×10-6样品显示明显正相关，前者代表了岩浆作用，后者则明显的热液作用.Te、Se与Cu的正相关，表明后期热液对Cu矿化具有再次富集作用.
图 9 红石山镁铁-超镁铁质亚带成矿相关元素变化Fig. 9. Plots of mineralized elements in the Hongshishan sub-belt5.2 找矿信息
区域性切壳深大断裂是幔源岩浆的上升通道，深大断裂附近次级断裂、临近褶皱核部则是熔岩熔矿构造，勘探工作应首先在这些构造部位寻找镁铁-超镁铁质岩石.浸染状矿化多产于辉橄岩、纯橄岩底部，脉状、团块状硫化物多晚期贯入苏长岩和(橄榄)苏长辉长岩中，这些部位在找矿勘探中应该重点关注.红十井深大断裂一带具有铜镍矿床勘探的潜力，因为脉状高品位矿化所需的外源硫可能来源于VMS型矿化中的硫化物.该断裂与北边两条断裂走向一致，区域重磁反演显示幔源岩浆上升通道均为从西往东，红十井一带理论上应该产出有类似的镁铁-超镁铁质岩体，岩浆更容易吸收外源硫而发生熔离.
矿物学上，东天山地区具显著矿化的岩体橄榄石中Ni平均含量普遍偏低，如图拉尔根(593×10-6)和黄山东(697×10-6)，相比之下北山地区赋矿超镁铁质岩相，如纯橄岩和辉橄中橄榄石中Ni含量普遍较高，如红石山(1 320×10-6)，坡一(1 227×10-6)和坡十(1 212×10-6)(附表 4)，最高达4 699×10-6(吴建亮等，2018).高Ni橄榄石并不有利于成矿，镍大量进入橄榄石而非硫化物会显著降低镍品位.硫化物熔离早于橄榄石结晶，Ni优先进入硫化物而非橄榄石，含矿性才较好.
岩体低Ti、高Mg，高m/s和m/f是有利的化学指标.东天山-北山地区不含矿岩体多高Ti、低Mg，而含矿岩体明显低Ti、高Mg.不含矿岩体m/f比值低于2.5(m/f=(Mg2++Ni2+)/(Fe2++Fe3++Mn2+))，m/s比值低于 < 0.8(m/s=(Mg2++Ca2++Ni2++Mn2+ +Fe2++Fe3+)/(Si4++Ti4+))，含矿岩体这两个比值一般大于2.5和0.8，这个指标可以初步判断岩体的成矿潜力.
国内不同含铜镍铂族岩体岩浆演化相关参数见附表 5.金宝山铂族矿床具有最高R值.形成大型铜镍矿床，如金川、力马河等，需要相对高的地幔部分熔融程度.新疆铜镍矿床从北往南，从阿尔泰经东天山到北山，R值逐渐增大，镍矿化效果逐渐变差.熔离程度跟矿化规模关系不明显，尽管北山熔离程度不低，但是岩体规模普遍较大，硫化物较分散，多呈低品位浸染状矿化.矿化良好岩体母岩浆MgO含量均大于11.5%，香山(10%)、葫芦(11%)、天宇(11.3%)矿化均较弱，属中小型矿床.母岩浆高Ni和PGE含量，部分熔融程度不低于10%是形成大中型矿床的一个必要条件.
岩石的固结指数(SI=100×MgO/(MgO+FeO+Fe2O3+Na2O+K2O))可用于确定玄武质岩浆的分异程度，其与Al2O3的协变关系可判别岩体含矿性.含矿岩石随着SI的升高，Al2O3含量逐渐降低.不含矿岩石Al2O3与SI显示正相关性，且SI较小.蚕头山和笔架山岩体随着SI的升高，Al2O3升高，表明岩浆分异不充分，成矿前景不佳.红石山、坡一显示负相关，显示高分异特征，有利于成矿.SI大于50，Al2O3含量较低，二者负相关是有利含矿的指标(图 10).
图 10 固结指数SI-Al2O3关系图，区分含矿岩体和不含矿岩体Fig. 10. Diagram of Solidification index SI-Al2O3 to discriminate ore bearing and non-bearing intrusions总之，深大断裂与次级断裂的交汇部位是寻找镁铁-超镁铁质岩的构造条件.岩相分异明显、含辉橄岩等超镁铁质岩相，其中高Fo值橄榄石具较低的Ni含量，这些地质信息在找矿勘探中应该重点关注.岩体低Ti、高Mg、高m/s和m/f、母岩浆MgO含量大于11.5%、部分熔融程度不低于10%、固结指数SI大于50，均是有利含矿的地球化学指标.后期热液叠加造成铜的再次富集亦需注意.
6. 结论
(1) 新疆北山镁铁-超镁铁质岩浆作用分为两期，除了早二叠世大规模侵入，中二叠世还有一起小规模侵入(261~266 Ma).
(2) 镁铁-超镁铁质岩母岩浆起源于受俯冲流体交代改造的亏损地幔发生高程度熔融，其具高温、高镁、含水、氧化特征.尽管和塔里木LIP年龄相似，但这些岩石并非地幔柱成因，亦非岛弧环境，而是造山后伸展背景下板片断裂引起的软流圈地幔上涌，除了形成镁铁质侵入岩，同时形成了火山岩组合和A型花岗岩.
(3) 北山地区浸染状矿化和脉状团块状矿化是硫化物多期次熔离的产物.邻近的VMS型矿床提供了外源硫，外源硫的混染触发硫化物在橄榄石结晶分异之前熔离，形成的硫化物矿浆晚期贯入形成高品位脉状矿化.
(4) 高Fo值橄榄石中较低的Ni含量，岩体低Ti、高Mg、高m/s和m/f比值、母岩浆MgO含量大于11.5%、部分熔融程度不低于10%、固结指数SI大于50，均是有利含矿的地球化学指标.
附表见本刊官网(http://www.earth-science.net).
致谢: 文章是基于2012年以来新疆北山多轮铜镍矿产地质调查的综合研究成果，凝结了所有参与工作人员的辛勤劳动，借此向地大武汉和新疆第六地质大队所有参与人员表示衷心感谢.感谢武汉上谱分析在原位硫同位素测试方面提供的便利和帮助.两位匿名审稿人审阅并提出了宝贵修改意见，在此一并表示感谢. -
图 1 研究区区域地质简图
a.中亚造山带分布；b.新疆镁铁质岩分布(据陈继平等，2013和Zhang et al., 2015修改)；c.东天山-北山镁铁-超镁铁质岩分布(据Su et al., 2012修改)；d.新疆北山镁铁-超镁铁质岩分布(据Ruan et al., 2020修改).①大南湖-头苏泉岛弧，②小热泉子-梧桐窝子弧内盆地，③康古尔-黄山韧性剪切带，④雅满苏弧后盆地；I.阿齐库都克-沙泉子断裂，Ⅱ.红柳河-依格孜塔格断裂，Ⅲ.白地洼-淤泥河断裂，Ⅳ.红十井断裂
Fig. 1. Regional geological map of the studied area
图 2 新疆北山镁铁-超镁铁质岩岩相期次及矿化
Fig. 2. Lithofacies sequence and mineralization of mafic-ultramafic rocks in the Beishan area, Xinjiang
图 3 新疆北山二叠纪镁铁-超镁铁质岩带岩体侵位年龄
各岩体年龄见附表 3；东天山-北山镁铁质岩年龄范围据Qin et al.(2011)
Fig. 3. Ages of the Permian mafic-ultramafic complexes in the Beishan area, Xinjiang
图 4 新疆北山镁铁-超镁铁质岩及同时期中酸性岩石的Sr-Nd同位素组成
早二叠世岩石数据参考Su et al.(2012)，Xue et al.(2016a, 2016b)和Zhang et al.(2015)，中二叠世岩石数据参考苏本勋等(2010)和Xue et al. (2016b)；MORB.大洋中脊玄武岩；OIB.洋岛玄武岩；EMⅠ.Ⅰ型富集地幔；EMⅡ.Ⅱ型富集地幔
Fig. 4. Sr-Nd isotopic compositions of mafic-ultramafic rocks and contemporaneous felsic rocks in Beishan area
图 5 新疆北山镁铁质岩石中铬铁矿内部固相包裹物
a.角闪石(Amp)和金云母(Phl)包裹体；b.钠金云母(Na-Phl)和角闪石包裹体；c.镍黄铁矿(Pn)和黄铜矿(Ccp)包裹体；d.角闪石和希兹硫镍矿(Hwd)包裹体
Fig. 5. Solid inclusions in chromite from the mafic rocks in the Beishan area
图 6 坡北亚带浸染状矿化和脉状团块状矿化(a~e)和红石山亚带的浸染状矿化(f)
Fig. 6. Disseminated and vein-type sulfide mineralization in the Pobei sub-belt (a-e) and disseminated sulfide in the Hongshishan sub-belt(f)
图 7 新疆北山地区不同类型矿石的Pd-Cu/Pd散点图
坡一和红石山数据分别参考Xue et al.(2016a)和Ruan et al.(2020)；红星代表原始地幔成分，演化线中斜体数字代表早期熔离硫化物的量(据Wang et al., 2018b)
Fig. 7. Plot of Pd vs. Cu/Pd for various sulfide ores in the Beishan area
图 8 新疆北山“岩浆多期次侵入+硫化物多期次熔离”的镍成矿模式(据Ruan et al., 2020修改)
Fig. 8. Model of "multi-stages of magma emplacement and sulfide segregation" for the Ni mineralization in the Beishan area, Xinjiang (modified from Ruan et al., 2020)
图 9 红石山镁铁-超镁铁质亚带成矿相关元素变化
Fig. 9. Plots of mineralized elements in the Hongshishan sub-belt
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