西澳大利亚Emu Lake科马提岩型岩浆镍硫化物靶区圈定：岩石地球化学与指示矿物分析新策略

针对西澳大利亚Emu Lake科马提岩型镍硫化物勘探中矿化体追踪困难的问题，研究人员通过岩石地球化学（Ni/Cr比值）和指示矿物（砷化物、铬铁矿）分析，成功识别出含矿的Western ultramafic单元（WU）具有独特的通道状片流相化学特征，并发现地表样品中残留的原生硫化物颗粒可作为有效勘探指标。该研究为复杂构造区岩浆硫化物勘探提供了创新方法组合。

　　

在矿产资源勘探领域，西澳大利亚的Kalpini项目一直备受关注，其Emu Lake探区近期发现的科马提岩(komatiite)型镍硫化物矿化体引发了学界浓厚兴趣。这类矿床的形成与太古宙高温岩浆活动密切相关，但复杂的地质构造和多重岩流覆盖使得矿化体沿走向追踪变得异常困难。更棘手的是，传统勘探方法在区分含矿与贫瘠的科马提岩单元时往往力不从心，亟需发展新的勘探技术组合。

针对这一挑战，研究人员开展了一项创新性研究，成果发表在《Journal of Geochemical Exploration》上。研究团队聚焦Emu Lake探区约15公里走向长度的Western ultramafic单元（WU），该单元近期在基底接触带发现了半块状镍硫化物矿化（4.8米@1.44% Ni）。通过系统分析发现，含矿的WU单元具有三个显著特征：一是具有通道状片流相特有的Ni/Cr比值特征，位于Barnes等（2004）判别图的第50百分位区间；二是铬铁矿中钌(Ru)含量普遍低于200 ppb，反映岩浆与硫化物熔体的相互作用；三是发育含钯(Pd)丰富的砷化物（如硫镍砷矿gersdorffite），指示热液对原生硫化物改造的"地球化学晕"。这些发现不仅为区域勘探提供了明确指标，更开创性地证实了地表土壤中残存的原生硫化物颗粒（如镍黄铁矿pentlandite）可作为有效的"异地"勘探标志。

研究采用了多尺度技术方法：在宏观尺度，利用便携式XRF和实验室XRF分析全岩Ni-Cr-Ti含量，建立岩相判别模型；在微观尺度，采用TIMA（Tescan矿物分析仪）自动矿物成像结合LA-ICP-MS（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱）分析铬铁矿痕量元素（包括Ru、Pd等PGEs）；针对地表样品，开发了重液分离（密度>2.95 g/cm³）结合BSE（背散射电子）成像的硫化物颗粒检测流程。特别值得注意的是，研究对比了历史钻孔（四酸消解ICP-MS）与新建钻孔（XRF熔片法）数据，校正了铬铁矿不完全溶解导致的Ni/Cr比值偏差。

研究结果可分为四大发现：

1. 岩石地球化学标志：通过Ni/Ti vs Ni/Cr判别图，确认含矿WU单元属于高流量通道状片流相，其Ni/Cr比值（0.5-1.2）显著低于其他科马提岩单元。这一特征在项目区南部延伸，暗示潜在新区块。
2. 砷化物示踪：在AELD0001-339.6m样品中发现砷化物具有高Pd/Pt比值（>10），与Miitel等典型镍硫化物矿床的热液蚀变晕特征一致，为深部矿体定位提供依据。
3. 铬铁矿痕量元素：含矿WU中铬铁矿平均Ru含量（126-198 ppb）低于非矿化单元，但发现个别高值（400 ppb）样品，表明需结合岩相学排除"假阳性"。
4. 地表硫化物残留：在线路1土壤样品AR046239中检出>45μm的镍黄铁矿颗粒，证实原生硫化物可在地表风化环境中保存，突破传统认知。

在讨论部分，作者提出了三重创新价值：方法学上，首次将TIMA-EDS（能谱）快速矿物分析与高精度LA-ICP-MS痕量元素检测结合，实现从区域筛选到靶区验证的全流程优化；理论上，修正了铬铁矿Ru含量作为硫化物饱和指标的适用条件，指出需结合变质作用（如Zn/Fe环带）综合分析；应用层面，建立的"岩石地球化学+指示矿物"组合模型已成功指导AELD0010钻孔验证，发现新的浸染状矿化（633-660米）。

这项研究的意义不仅在于为Kalpini项目新增勘探靶区，更重要的是建立了适用于复杂构造区科马提岩型镍矿的预测指标体系。特别是地表原生硫化物的发现，为绿地勘探提供了成本低廉的新手段。正如作者强调的，该方法组合可推广至全球太古宙绿岩带勘探，对保障关键镍资源供给具有战略价值。