中亚造山带是全球最大的增生造山带，它是众多岩浆弧与微陆块碰撞拼贴的产物，其演化过程受控于古亚洲洋的俯冲与闭合。相对于中亚造山带漫长的增生碰撞历史（数亿年），岩浆铜镍硫化物矿床的成矿期却十分短暂（几个百万年）。以中亚造山带西段的额尔齐斯构造带为例，大量镁铁-超镁铁质岩体沿着该构造带分布，形成于俯冲-碰撞-伸展的不同构造背景，成岩年龄介于430~270 Ma之间，而含矿岩体年龄仅集中于290~280 Ma之间。同样，在中亚造山带东天山沿着康古尔塔格-黄山韧性剪切带分布的镁铁-超镁铁质岩体，其成岩年龄介于380~270 Ma之间，含矿岩体年龄仅集中于285~280 Ma之间；中亚造山带东段红旗岭-长仁地区的镁铁-超镁铁质岩体年龄为272~212 Ma，含矿岩体年龄集中于226~212 Ma。因此，成矿作用集中在较短的15 Myr之内，具有显著的爆发性特点。这种成矿的爆发性是否受控于造山带的构造演化历史，之前鲜有关注。

针对以上问题，中国科学院广州地球化学研究所岩浆作用与成矿团队魏博副研究员和王焰研究员与构造地质学团队李鹏飞研究员合作，选取中亚造山带沿额尔齐斯构造带分布的二叠纪镁铁质岩体，对比了含矿与不含矿岩体的侵位历史、侵位深度（图1A）、母岩浆演化程度（图1B）、以及围岩的岩性特点，并结合区域地壳变形和构造演化历史，获得以下新认识：相对于不含矿岩体，含矿岩体的母岩浆快速侵位到地壳浅部，有利于混染地壳浅部的沉积地层，同时避免了母岩浆在地壳深部因大量橄榄石分离结晶而强烈亏损Ni，这两点对于岩浆铜镍硫化物矿床成矿至关重要。结合岩体年龄分布特点和区域构造变形历史，研究团队进一步发现含矿岩体的侵位在时间上与区域同碰撞伸展的构造事件相吻合（图2），表明在造山带持续挤压碰撞的过程中出现了短暂的平行于造山带的伸展，导致含矿母岩浆快速侵位到地壳浅部（图3）。因此，同碰撞伸展作用可能是中亚造山带及类似构造背景下岩浆铜镍硫化物矿床爆发性成矿的关键控制因素。

该研究受国家自然科学基金委项目（41730423, 41873050, 41872222）和中国科学院青年创新促进会项目（2022358）的资助，研究成果表于Geological Society of America Bulletin上：

Wei Bo, Wang Christina Yan*, Li Peng-Fei, 2024, Syn-collisional extension and Ni-Cu sulfide-bearing mafic magma emplacement along the Irtysh Shear Zone in the Central Asian Orogenic Be, Geological Society of America Bulletin, v. 136(1): 403-417. https://doi.org/10.1130/B36759.1.

图1 (A) 角闪石的温压计指示含矿岩体的侵位深度相对较浅；（B）橄榄石的成分指示不含矿岩体的母岩浆经历了强烈的分离结晶作用

图2 (A) 额尔齐斯构造带演化历史和镁铁-超镁铁质岩体年龄的分布，表明含矿岩体的侵位与碰撞过程中短暂的平行造山带伸展完全同期

图3 (A) 初始碰撞（312~295Ma）造成地壳加厚；（B）平行造山带伸展（295~280Ma）形成了水平面理和拉伸线理构造，含矿岩体的母岩浆快速侵位到地壳浅部并混染沉积地层，达到硫化物饱和并富集成矿；（C）转换压缩（280~253Ma）阶段，不含矿岩体侵位到地壳深部（围岩为高级变质岩或者花岗岩）因大量橄榄石分离结晶而强烈亏损Ni