科学家们揭示了加拿大Coldwell杂岩东辉长岩系岩浆硫酸盐复杂成矿机制

最近，长安大学资源学院教授Matthew J. Brzozowski(马修)在地学国际权威期刊上领导的科研团队《Economic Geology》该系统发表了一篇研究论文，揭示了加拿大Coldwell杂岩东辉长岩系统内岩浆硫酸盐成矿的复杂机制。

通道型Cu-Ni-PGE(铜-镍-铂族元素)矿床(如世界著名的Noril’)sk、Voisey’s Bay等)的形成高度依赖于岩浆初期硫酸盐的饱和。这是因为硅酸盐溶体达到硫酸盐饱和所需的硫含量(The Sulfur Content at Sulfide Saturation ,SCSS)由于压力下降而显著增加，浅岩浆往往由于缺乏硫而难以形成矿物。传统观点认为，添加外部硫是解决这一矛盾的关键，但其具体机制(如硫源类型、混合水平和硫酸盐分离过程)仍存在争议。

针对这些科学问题，马修领导的国际铜镍硫酸盐矿床研究团队分析了北美最大的辉长岩套(图1)中的Coldwell偏碱杂岩-Ni-PGE 矿井群中硫同位素构成硫同位素(δ3?S和Δ33S)和全岩Cu/Pd比率，发现(图2)：北边矿床的δ3?S值(-0.7‰至3.78‰)和Δ33S值(-0.44‰至0.34‰)地幔范围明显偏离(δ3?S=0±2‰，Δ33S=0±0.1‰)。

因此，研究小组建议(1)北方矿床群中约20%的硫来自古代地壳，硫酸盐经过多次分离和PGE(铂族元素)动态再聚集;(2)东部的马拉克矿床硫源来自地幔，硫酸盐在深层没有熔化，岩浆迅速上升，导致地壳混合非常薄弱(图3)。这项研究为岩浆通道矿床中硫同位素的分馏机制和PGE成矿动力学提供了一个新的视角。