一、矿床类型研究
Naldrett(1984)将该类矿床分为五大类：古陨石坑有关的苏长岩-辉长岩型矿床(加拿大的Sudbury)；与大陆裂谷有关的相当于溢流玄武岩的侵入体矿床(俄罗斯Norilˊsk-Talnakh带和美国明尼苏达的Duluth)；前寒武纪绿岩带构造环境与科马提岩浆有关的矿床(Kambalda)；显生宙造山带中与侵入体有关矿床(挪威的Moxie，Maine)；大型层状杂岩体中硫化物矿床(南非Bushveld)。不难看出，那时他还未涉及中国矿床；也还没有“通道型”岩体成矿的认识；大型层状岩体 Sudbury、Duluth、Bushveld 仍然占据主导地位。1999年，他又提出了6个世界级镍、铜、铂族矿床：俄罗斯Noril’sk-Talnakh，加拿大的Voisey’s Bay，中国金川，澳大利亚Kambalda，美国明尼苏达的Duluth，加拿大Sudbury。并且提出，世界级矿床形成的6个关键因素：①富橄榄石岩浆；②主要的地壳缝合线；③围岩中的硫源；④亲铜元素亏损；⑤与围岩相互发生反应；⑥岩浆通道。前后相隔15年，对照这两次有关世界级矿床的论述，可以看出这一领域发生的某些重要变化：①中国金川(镍1.06%，550万吨，铜0.7%，350万吨)被列入世界级矿床，但上述的关键因素多为未确定因素；②新发现加拿大的世界级Voisey’s Bay矿床(镍1.66%，206.50万吨，铜0.88，109.00万吨，1994年发现)；③强调了岩浆通道成矿，认为俄罗斯Noril’sk-Talna-kh，中国金川，加拿大的Voisey’s Bay，澳大利亚Kambalda这4个矿床都与通道成矿有关，前3个是侵入岩浆流过的通道或通道口容矿，后一个为地表流过的熔岩槽(lava channel)容矿。所谓通道成矿都是一些比较小的岩体成矿，如Noril’sk席状岩体为15 km×2 km×0.2 km(Naldrett，1999)，它的最大变化面积约3 km2；金川岩体(汤中立、李文渊，1995)面积1.34 km2；后来发现的Voisey’s Bay席状岩体厚30～100m(Naldrett，1999)，长不过6 km(图面量取)，面积＜1 km2；说明这个领域已经从重视大型层状杂岩体成矿转向了重视通道型岩体成矿。有一些学者(Wolfgan D maier，Chusi Li and Sybrand De waal，2001)甚至提出：“为什么主要的镍-铜矿床不产于大型层状镁铁-超镁铁的底部侵入体中”? 他们指出，自从加拿大Sudbury(＞1000 km2，19世纪80年代发现)大型层状镍-铜硫化物矿床发现以来，人们都按照Sudbury模式对许多大型层状镁铁-超镁铁侵入体的底部接触带投入了大量工作，经过约一个世纪的实践，并没有发现主要的镍-铜硫化物矿床。而如金川、Noril’sk、Voisey’s Bay 等矿床却被发现于较小的通道型岩体中。多数研究者认为，Sudbury是由于天体碰撞引起减压，导致上升的幔源岩浆发生熔离成矿。Wolfgan Dmaier等(2001)提出：这种成矿作用是特殊的(唯一的)，是令人误导的模式。大型层状侵入体是寻找含硫化物铂族(PGE)的最好目标，但是它们具有明显缺乏重要经济价值的镍-铜硫化物矿床的趋向，而岩浆通道系统对于镍-铜硫化物矿床却更有前景。
二、矿床成矿机理研究
世界级镍铜铂族硫化物矿床研究表明，此类矿床成矿的必要条件是：①岩浆中有足够的Ni、Cu等亲铜元素；②必须有“S”熔离出来；③熔离出的“S”必须有机会充分地与大量的岩浆发生反应，以便萃取大量的Ni；④硫化物必须积聚在某一特定部位，否则成不了大矿、富矿，甚至不成矿。
超大型矿床的深部存在着岩浆房，母岩浆(岩浆房)的产生为深部岩浆熔离所致(汤中立等，1995)。硫化物的熔离和预富集作用主要是在岩浆房中和上侵途径中完成以后再贯入到现存空间的(汤中立等，1991，1995)。在岩浆房中或上升过程中，围岩对原始岩浆的改造，如同化、混合、混染(尤其是长英质同化混染)、外部因素(如围岩中C的作用)下的还原作用是导致硫化物不混溶性发生的主要因素(Naldrett，1997)，尤其是镁铁质岩浆的强烈的地壳混染得到了广泛的同位素、稀土元素、痕量元素等资料的证实(Peter C Lightfoot，1997；Naldrett，1997)。近年来研究认为，超大型矿床的形成与碱交代作用及深部HACONS 流体(杜乐天，1996)及岩浆多期活动(翟裕生，1999)密切相关，硫化物不混溶程度受挥发分的制约，而这种挥发分主要是外来的，可能和与之接触的围岩，特别是碳酸盐岩有关(解广轰等，1998)。
Akimovich D O(2004)研究认为，与镁铁质-超镁铁质杂岩有关的成矿控矿条件是：①有长期发育的继承性的古老断裂；②存在古老的高度亏损的地幔，亏损地幔残留体中有PGE的堆积；③存在含S和Cl的沉积岩。
以上这些研究尽管在研究对象和出发点上有所差异，但都注意或强调了不同构造环境下深部地质过程在该类矿床形成中的作用，这对那些小岩体成矿来讲也是非常关键的。
在岩浆硫化矿床研究中，S的化学活动性、溶解度以及成矿元素地球化学研究是最为直接的因素。S在岩浆中的溶解度是温度、压力、氧逸度和硫逸度的函数，这些参数的改变可能会引起S达到饱和状态。压力与S的溶解度具有反相关关系，压力越大，溶解度越小。有关实验表明，基性岩浆通常是S不饱和的，Fe的含量越低，S的溶解度越高。S在镁质岩浆中的溶解度还取决于Si的含量，当富Si的地壳物质加入到镁质岩浆中，S的溶解度发生改变，达到饱和，形成硫化物熔浆，在硅酸盐中由于密度差异，产生不混熔作用(Irvine，1975)。因此地幔岩浆在深部是饱和的，随着上侵而不饱和，如果“S”要想从岩浆中熔离，必须有外界条件改变，诸如“Si、Fe、S”的加入等。
与镍铜铂族硫化物矿床成矿的金属元素主要有亲铁元素及亲铜元素。岩浆作用中，Ni2+具有铁族元素中最强的八面体择位能(OSPE)，能优先进入硅酸盐晶格中，但Ni、Co、PGE、Cu有强的亲硫性，在岩浆熔融体中硫的逸度超过硫化物的容度积时，含Ni的硫化物可以在硅酸盐晶出之前分离出来，这时硫化物相中还集中了Cu、Co、Fe、PGE，岩浆熔离晚期，硅酸盐中的Ni、Co、PGE、Cu可以被富含S和其它挥发组分的岩浆熔体萃取转入成矿溶液。PGE、Cu的析出还受热水溶液的pH值、氯化物浓度等影响，PGE中Pt、Pd随Cu、Ni矿化而富集，存在于铁质超基性岩中，Os、Ir、Ru、Rh存在于镁质超基性岩中。
关于镍铜铂族成矿机制，传统观点认为是岩浆在岩浆管道(column)或深部岩浆房中由于物理化学条件(包括温度、压力、氧逸度和硫逸度)的变化最终导致富硫化物的液相和岩浆失去平衡而产生不混熔作用，并以重力下沉的方式富集成矿；有的认为是地壳S的加入形成的；也有的认为是地壳的同化混染作用产生的Si加入引起硫化物溶解度降低，从而产生不混熔作用。
在镍铜铂族金属岩浆硫化物矿床的主要成因模式中，岩浆熔离成矿作用模型是经典的(Naldrett，1989)，这种模型认为在岩浆演化过程中硫化物出熔，形成不混熔液滴，并在硅酸盐岩浆中聚集、熔离沉淀形成硫化物熔浆。关于硫化物从硅酸盐岩浆出熔的原因主要有：①局部批式平衡的结果(Naldrett，1984)；②地壳硫的加入(Hannah，2002)；③岩浆混合作用(Li C，2001)；④橄榄石晶体从熔体中分离导致系统中硫的增加(Naldrett，1989)；⑤由于岩浆中碱度的增加导致硫的活度增加(罗照华，2000)。
三、大火成岩省成矿研究
20世纪90年代以来，由于地幔柱学说兴起，大火成岩省(LIP)或大陆溢流玄武岩(CFB)都被认为是由地幔柱引起的，是指在地史上一个较短的时期(约1Ma)内发生的巨量喷发的产物，也是一次重大地质事件。有的大陆溢流玄武岩常伴随强烈的成矿作用：如诺里尔斯克-塔尔纳赫(Noril’sk-Talnakh，俄罗斯)是世界最大的镍-铜-钴-铂族岩浆矿床，成矿母岩为辉长辉绿岩体，它就是西伯利亚暗色岩(CFB)的席状侵入相，成岩时代为250Ma；再如德鲁斯杂岩体(Duluth，美国)，乃是明尼苏达基维诺玄武岩(CFB)的辉长岩侵入体。该岩体成岩时代为(1087±1.6)Ma，伴随有超大型低品位镍、铂矿化，而在基维诺玄武岩的上部，却产有巨量自然铜富铜矿。世界上这种大火成岩省较多，但是伴随强烈成矿作用的并不多，如印度德干、加拿大纽芬兰等大火成岩省至今尚未发现重要矿化。此外，国外对一些大型层状岩体的研究表明，巨型的铂族矿层，往往和低铜镍含量(0.2%左右)的矿化相伴产出。这种情况在布施维尔德(Bushveld，南非)和斯提尔渥特(Stillwater，美国)等矿床都有明显的反映。
四、岩浆硫化物矿床原生岩浆与源区研究
1.原生岩浆研究
在世界级的镍铜铂族元素岩浆硫化物矿床中，位于澳大利亚西部Kambalda矿区的25个矿床均产于绿岩带的变质科马提岩中(Stone等，2004)；位于俄罗斯科拉半岛的Pech-enga矿床产于铁质苦榄岩中(Hanski，1993)。而俄罗斯 Noril’sk-Talnakh 矿床带(Naldrett等，1992)、加拿大Sudbury矿床和Voiseyˊs Bay矿床(Lightfoot等，1997；Light-foot 等，1999)，美国 Duluth 矿床和 Stillwater 矿床(Kuhns 等，1990；McCallum 等，1999)、南非Bushveld矿床(Wilson等，1999)的容矿岩石主要是辉长岩、橄长岩、苏长岩、辉长苏长岩、斜长岩等，构成这些侵入体的原生岩浆应当是拉斑玄武岩。
2.岩浆源区研究
在Norilˊsk-Talnakh矿带中，镁铁质侵入岩的εSr(t)介于2.60～66.00(56件样品)，而εNd(t)介于-14.20～3.51(47 件样品)(Hawkesworth 等，1995；Czamanske 等，2000)Nd、Sr同位素组成存在较大幅度的变化范围，与许多作者强调该矿带的成矿岩浆与蒸发岩及其它陆壳岩石之间有明显的物质交换是一致的，尤其是Sr同位素，可能更多地反映了这种物质交换的结果。在47种Nd同位素样品中，有29种样品的εNd(t)介于0.00～3.57，这部分样品应该受陆壳物质混染较少，因而更多地反映了岩浆固有的Nd同位素组成。在本区3个最重要的含矿侵入体(NorilˊskⅠ号，Talnakh 和哈拉耶拉赫)中(Horan等，1995)，寄主岩石的Nd同位素比较均一，εNd(t)=-0.8～1.1。据此，可以判断，该矿带的岩浆源区与洋岛型玄武岩源区相似，其岩浆的生成与地幔柱活动有直接的成因联系。
Voiseyˊs Bay矿床寄主岩石的87Sr/86Sri=0.703385～0.703764(23件样品)；εNd(t)=-0.25～4.06(24件样品)，另有1件样品为0.38(Amelin等，2000)。该矿床的Nd、Sr同位素组成变化范围较小，而且反映了富集型地幔源区特征，因而，认为其岩浆源自于大陆岩石圈地幔(Amelin等，2000)。
Bushveld岩体的87Sr/86Sri=0.7044～0.7085(49 件样品)，εNd(t)=-5.1～-7.6(17件样品)(Maier等，2000；Carr等，1999)。尽管有许多作者强调了同化混染作用，但由于Nd，Sr同位素组成变化范围并不大，而且都反映了富集型地幔源特征，因而，认为其岩浆源自于大陆岩石圈地幔(Carr等，1999)。
五、近十余年矿产勘查取得的重大突破和研究进展
近十余年来，突出的是在加拿大拉布拉多半岛发现并勘测了沃依塞湾(Voisey’s Bay)硫化镍铜钴矿。该矿呈西头细东头粗的岩墙状侵入体，面积小于1 km2，岩石为橄榄斜长岩，赋存镍储量206万吨，镍品位1.66%，铜储量109万吨，铜品位0.88%；在坦桑尼亚勘测了卡半加(Kabanga)硫化镍矿。由两个透镜状橄榄岩-苏长岩体组成，串珠状产出，面积均小于1 km2，赋存镍储量46.4万吨，镍品位2.18%等。显然，这两个矿床分别是超大型和大型的小岩体矿床，是近十余年来的重大勘查成就。
在西澳大利亚Kambalda Mt.Keith等矿床的外围，耶尔岗地块东部绿岩带上又发现并勘测了Perseverance硫化镍矿，此矿属科马提岩系列，硫化镍资源量在100万吨以上，镍品位＜1%；在著名的萨德贝里(Sudbury)矿床的深部(-2000m以下)，又发现了富铜镍矿，铜镍金属资源量在百万吨以上等。
内容全部来源于网络收集，如有侵权，请联系网站删除：QQ：24596024