一、课题来源与背景 本课题源自国家自然科学基金委国家杰出青年科学基金项目，课题名称：矿床学，课题编号：41325006。 大型铜镍硫化物矿床通常发育在板内伸展环境中，在汇聚板块边缘的俯冲岛弧环境陆续也报道了不少铜镍硫化物矿床，但岛弧体系中铜镍硫化物矿床的形成机制还了解甚少。在我国，含矿岩体在两种环境均有发育，即：（1）与板内拉张环境有关的峨眉山大火成岩省含矿岩体；（2）大陆边缘和造山带中的含矿岩体，如华北陆块南缘的金川岩体、中亚造山带的黄山东岩体、红旗岭岩体和喀拉通克岩体、秦岭造山带的煎茶岭岩体等。相对峨眉山大火成岩省，大陆边缘和造山带中含矿岩体的成矿机制研究相对薄弱，即使是金川岩体，也还存在值得深入探讨的科学问题。发育在现今大陆边缘和造山带中的含矿岩体为研究汇聚板块体系中铜镍硫化物矿床的成因提供了很好的天然实验室。 本项目选取中亚造山带红旗岭地区含矿岩体研究岩浆源区的性质、母岩浆成分以及产生的条件，以揭示汇聚板块边缘体系中铜镍硫化物矿床形成的根本原因；研究华北陆块南缘和秦岭造山带发育新元古代铜镍硫化物含矿岩体，查明含矿岩体中热液矿石的成因，揭示铂族元素的原始富集状态、以及后期热液活动对铂族元素的活化和再富集作用。这对了解不同类型矿石中铂族元素的赋存状态非常关键。

    二、研究目的与意义 本项工作在查明大陆边缘和造山带含矿岩体岩浆源区性质、演化过程和铂族元素富集机制的同时，强调后期热液活动是铂族元素富集的重要过程，以期全面了解我国大陆边缘和造山带铜镍硫化物矿床的成矿过程和金属元素富集机理。

    三、主要论点与论据 对中亚造山带、扬子北缘和峨眉山大火成岩省赋存铜镍硫化物和钒钛磁铁矿矿化的镁铁-超镁铁质岩体进行研究，取得以下重要认识： （1）扬子北缘新元古岩体的地幔源区为受俯冲物质交代的岩石圈地幔，随着岩体年龄从869~785 Ma，锆石δ18O值从7.4‰递减至6.0‰，这可能与地幔源区中来自俯冲沉积物的交代熔体量逐渐减少、俯冲作用从北缘向西缘转变的趋势有关。锆石εHf(t)值变化范围较大（-1.0~+8.3），接近地壳特征的Hf同位素代表其结晶于粒间混染的地壳流体或壳幔混合熔体，说明岩体分离作用晚期受到来自壳源流体的扰动而具混合特征，因此，利用碎屑锆石Hf-O同位素约束其来源或解释地壳生长模式时需十分谨慎。相关论文发表在Journal of Petrology（2016）； （2）对中亚造山带东段漂河川岩体矿石的球粒构造以及铂族矿物进行了详细研究，发现硫化物球粒构造是由于母岩浆相对富水造成的，即硫化物熔体在硅酸盐熔体完全固结之前已经开始凝固，并保持原有的球状形态。硫化物熔体沿半熔体态的硅酸盐岩石裂隙穿插形成网脉状矿石；如果迁移的硫化物熔体分解并包裹硅酸盐熔体/堆晶，则形成角砾状矿石。表明硫化物熔体的运移过程决定了不同类型矿石的分布，这对确定富矿部位十分重要。相关论文发表在Economic Geology（2015）； （3）发现攀西层状岩体及赋存钒钛磁铁矿矿床形成的岩浆不混溶过程直接的矿物学证据，表现为主要矿石类型中的主晶矿物发育复杂的环带结构，橄榄石主晶表现为复杂的P环带，斜长石主晶表现为复杂的An环带，这是由于主晶矿物经历了溶解-再结晶过程，是由于不混溶形成的粒间富Fe熔体与主晶矿物之间化学不平衡造成的。晚期堆晶矿物磷灰石受热液交代也表现出复杂的CL图像，表明晚期热液造成磷灰石中的REE元素重新分配。此外，铁钛氧化物中的出溶和后成合晶记录了亚固相调整阶段的氧逸度变化。相关论文发表在Earth and Planetary Science Letters（2017）、American Mineralogist（2016，2017）等期刊。

    四、创见与创新 （1）对镁铁-超镁铁质岩体中锆石Hf同位素研究过程中，首次采用两种方法对选取锆石样品的全岩Hf 同位素组成进行分析，在不加盖（table-top）条件下岩石中锆石未溶解，而在加盖条件下（high-pressure dissolution）岩石中锆石全部溶解。分析结果表明，不加盖溶解的Hf同位素组成才代表为真实值。该研究方法对锆石Hf同位素分析具有普遍应用，研究方法具有创新性。 （2）对铜镍硫化物矿床开展精细的矿石和矿物结构分析，发现硫化物熔体的运移过程决定了不同类型矿石的分布，这对确定富矿部位十分重要。该项研究可应用于成矿评价和成矿潜力预测。

    五、社会经济效益，存在的问题 本项目属于矿床学基础研究，有关成果具有一定的应用前景。如何将成矿模型和成矿理论应用于矿产资源预测和开发这一重要领域，开展理论和实践相结合的应用研究是未来工作的重点。

    六、获奖情况 项目执行期间，共发表标注项目资助的论文11篇。项目成员1人入选国家“青年千人计划”，1人入选为中国科学院“青年创新促进会”会员。项目负责人先后荣获2014 年“广东特支计划”百千万人才工程领军人才资助、广东省科学技术一等奖（排名第3），2016年“南粤巾帼创新十杰”称号。