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摘 要： 通过对喀喇昆仑岔路口地区不同尺度地球化学数据的分析研究，发现Cr，Ni，Co等幔源元素异常富集，随着工作精度的提高，幔源元素含量显著增加，富集区形态更加清晰，由此推断区内普遍存在超基性岩或高Cr，Ni玄武岩。经野外查证，在团结峰东南发现众多超基性岩。主要岩性有橄榄岩、辉橄岩、玻基橄榄岩、玻基辉橄岩等，与之相关的火山岩有枕状玄武岩、块状玄武岩及火山碎屑岩。据野外产状和岩石地球化学特征，结合宏观、微观尺度鬣刺结构的存在，初步认定属科马提岩。除常规镍黄铁矿、紫硫镍矿、针镍矿和黄铜矿、磁黄铁矿、钛铁矿等外，在科马提岩中还发育有以细小“硫化物碎屑”存在的、铜镍共存的硫化物和高镁钛铁矿，这种情况极为罕见。
关键词：科马提岩;鬣刺结构;铜镍矿;喀喇昆仑山
科马提岩（komatiite）做为透视地幔演化的一个“窗口”[1]，自VilJoen M.J和ViIJoen R.P首次用来命名南非Barberton山地区出露的超镁铁质熔岩起就受到人们的高度重视[2]。早期科马提岩被认为是富MgO（一般MgO含量大于18%）的超镁铁质-镁铁质火山岩系，常具喷出的或高层位侵入成因的特征（具鬣刺结构、多面结构和枕状构造等）[3]。地球科学大辞典中将科马提岩定义为[4]：从含MgO 18%～32%的高温岩浆中结晶出来的一类超镁铁质熔岩，成分与深成的橄榄岩相当，常形成枕状构造，具冷凝的流动顶盖且通常发育良好的鬣刺结构。从全球科马提岩的时空分布来看，空间上主要集中在古老克拉通内，时间上多集中于太古宙，少量在古元古代，显生宙较为稀少[5-8]。我国于1979年起陆续报道了科马提岩的发现，迄今已报道多处科马提岩产地，均位于古老地块中的太古宙—古元古代的绿岩带中[9-16]。科马提岩与铁、铜、镍、铬、金、铀、锑等矿产的关系非常密切，尤其对寻找铜镍硫化物矿床意义更为重大[17]。由于科马提岩独特的产出环境，长期以来对探讨前寒武纪地球演化历史、壳-幔演化、岩石成因及成矿作用等方面取得了一系列重要认识[5-16]。但随着显生宙科马提岩的陆续发现[18，19]，对其形成的构造环境、成矿作用等的研究却相对较为薄弱。本文对喀喇昆仑岔路口地区显生宙科马提岩（二叠纪？）的发现及岩石学、矿物学、岩石化学特征进行简要介绍，并对其找矿指示意义进行探讨。
1 地质背景
喀喇昆仑位于青藏高原西北部（图1-a），构造上以阿尼玛卿-昆仑结合带为界向北与南昆仑地体毗邻。以金沙江和班公湖缝合带为界，喀喇昆仑自北向南可划分出松潘-甘孜地体、甜水海地体和拉达克（Ladakh）地体[20]（图1-b），研究区则位于甜水海地体内。甜水海地体向西可与羌塘地体相连，发育前寒武纪变质基底，其上发育下古生界至中生界盖层沉积。前石炭纪地层主体为正常陆缘碎屑岩-碳酸盐岩建造，局部夹玄武岩;石炭系以成熟度差的陆源碎屑沉积为主，出现了基性火山岩喷溢，并出现以辉长岩为代表地幔物质的上涌。二叠系主体为一套碎屑沉积岩，局部发育基性火山岩喷溢及辉长岩、辉绿岩侵入。中生界主体为碳酸盐岩-陆源碎屑岩建造[21]，局部火山活动强烈，以中基性火山熔岩、同质火山碎屑岩为主（图1-c）。
2 发现过程
2.1 前期思考
研究区主体位于乔尔天山断裂以南，前人多将其划归乔尔天山-红南山前陆盆地或阿格勒达坂-神仙湾-岔路口陆棚海盆地1[22]。随着火烧云超大型喷流-沉积型铅锌矿的发现[23]，该地区的地质工作多聚焦于被动大陆边缘上的正常碎屑沉积岩-碳酸盐岩建造及其含矿性的调查研究。近年来，由于基础地质资料不断丰富，越来越多的地质人员认为该地区具有寻找岩浆型铜镍矿的前景???。一是因为研究区铬、镍等元素的超常规、规模性富集;二是基性岩（超基性岩）的广泛发育（图2）。因此，对研究区内基性-超基性岩的系统调查研究就显得尤其重要。
Cr，Ni，Co作为强相容元素，有幔源元素之称，在各类岩浆岩中的含量极不均匀，超基性岩含量最高，向酸性岩迅速降低。以Cr为例，超基性岩中平均含量为2 000×10-6，基性岩中平均含量200×10-6，两者相差10倍，这种差异使得利用Cr单一指标判断是否存在超基性岩成为可能。研究区由水系沉积物测量圈定的Cr连续富集区面积493 km2，平均321×10-6，是基性岩平均值的1.61倍，其中异常平均值大于400×10-6的铬异常有33个。魏永峰等发现研究区八一达坂-化石山地区“构造混杂岩”中蚀变玄武岩、枕状玄武岩、橄榄玄武岩Cr含量分别为616×10-6、578×10-6和520×10-6?，认为Cr，Ni，Co的富集可能与基性火山岩相关。侏罗纪玄武质熔岩及火山碎屑岩亦具类似特征，其中有CaO明显高的因素，实际还可能与该区未知特定地质背景有关。因此，喀喇昆仑山岔路口地区Cr，Ni，Co等元素的异常富集是否仅仅受控于高Cr，Ni的玄武岩质火山岩？超基性岩的发育情况如何？其岩石地球化学特征如何？是否具有尋找岩浆融离型铜镍矿的潜力？上述问题有待进一步探讨。
2.2 野外调查与样品采集
基于以上分析，我院于2020年6月在该区域开展野外工作，在兴山南兴雅谷地-黑石梁一带查证高铬异常，发现基性-超基性岩（图3-a），主要岩性有橄榄岩、辉橄岩、玻基橄榄岩、玻基辉橄岩等（图3-b），伴生的火山岩有枕状玄武岩、块状玄武岩、超基性角砾熔岩及火山碎屑岩（图3-c，d）。集块或角砾中见较多硫化物，多为黄铁矿。野外见有“玉米花”状岩枕、鬣刺结构等典型的科马提岩结构构造（图3-c，e，f）。光薄片及岩石地球化学分析样品均采自新鲜的基岩。
2.3 室内测试与判断
对野外采集的样品进行光片和薄片鉴定，开展了岩石样品的主量元素、微量元素和稀土元素的测试分析，针对岩石中的造岩矿物和金属矿物进行探针波谱分析。野外定名的超基性岩，室内最初鉴定为“球颗玄武岩”，但是对比典型玄武岩镜下照片，特征明显不同，其中见大量“羽毛状矿物”和菱形亮白色矿物。后经吉林大学于介江老师鉴定，确定其“羽毛状矿物结构”为显微鬣刺结构（图4-a-e），其中的亮白色菱形体为橄榄石（图4-b），部分样品镜下可见杏仁体、中空骸晶结构（图4-e，f），而鬣刺结构是科马提岩最典型的结构[4]。 3 岩石学特征
研究区发育有玻基辉橄岩、玻基纯橄岩、辉长岩、二辉橄长岩、辉橄岩、橄榄岩、玄武岩等基性-超基性岩，与哥伦比亚戈尔戈纳地区科马提岩组合相似[17]。
玻基纯橄岩（2020JX-23） 玻基斑状结构，块状构造。斑晶均为橄榄石，含量50%～60%，多呈自形半自形晶，粒径多为1.5～3.5 mm，具不同程度蛇纹石化，部分蚀变轻微。基质主体由玻璃质组成，含少量单斜辉石微晶。玻璃质多具脱玻化形成羽状或束状含钛普通辉石雏晶集合体（鬣刺结构），部分微晶状普通辉石发育中空骸晶结构。局部可见杏仁构造，由绿泥石和少量玉髓构成。
玻基辉橄岩（2020JX-25） 玻基斑状结构，块状构造，岩石由橄榄石、单斜辉石、蛇纹石、绿泥石和金属矿物组成。斑晶橄榄石含量约65%，粒径0.1～2.7 mm，半自形柱粒状，裂理发育，沿边缘及裂理被蛇纹石交代，少量已完全被蛇纹石取代，保留其外形。基质主体由玻璃质组成，含少量单斜辉石、斜长石微晶。玻璃质具脱玻化形成羽状或束状含钛普通辉石雏晶集合体。金属矿物含量约5%，粒径0.003～0.25mm，半自形板状、粒状，他形粒状，多呈连晶状分布于斑晶辉石中，少量分布于基质中。
蚀变二辉橄长岩（2020Jxb-20） 灰绿色，橄长结构，块状构造，岩石中主要矿物为橄榄石和斜长石，次为斜方辉石和单斜辉石。橄榄石含量42%，粒径0.25～1.8 mm，半自形粒状，沿边缘及裂理蛇纹石化，少量粒径细小者分布于斜长石中形成包橄结构。斜长石含量约35%，粒径0.15～2.25 mm，半自形板状、长板状，拉长石，聚片双晶发育。斜方辉石含量约8%，粒径0.15～1.2 mm，半自形粒状，分布于橄榄石间或斜长石间。单斜辉石含量约12%，粒径0.45～3.2 mm，多为普通辉石，半自形柱状，分布于斜长石间，部分内部包裹橄榄石、斜方辉石。黑云母少量，粒径0.2～0.7 mm，片状，多分布于橄榄石、辉石间。金属矿物为钛铁矿含量3%，粒径0.01～0.3 mm，多分布于橄榄石辉石裂理中或黑云母片理中。
蚀变辉橄岩（2021JX-60） 灰绿色，柱粒状结构-交代结构，块状构造，岩石由橄榄石、辉石，少量斜长石组成，蚀变强烈。橄榄石44%～53%，普遍蛇纹石化，绿泥石化蚀变强烈，残留少，保留自形柱状、柱粒状形态，粒径0.2×0.5～1.3×0.5 mm，裂纹发育。含钛普通辉石，含量37%，淡粉色，柱状，粒径0.6×1.2～2.8×1.2 mm，具辉石式解理，内部包含橄榄石，少数辉石晶粒绿泥石化蚀变强烈。斜长石含量8%，它形粒状，粒径0.1-0.57 mm，拉长石，不均匀分布于橄榄石之间。黑云母、角闪石微量，钛磁铁矿1%～2%，粒状，八面体，粒径0.04～0.6 mm，裂纹发育，浸染状分布于辉石、强蚀变橄榄石之间。
4 矿物学特征
4.1 橄榄石
在科马提岩中（2020JX-25），橄榄石斑晶含量约65%，粒径0.1～2.7 mm，为半自形柱粒状，裂理发育，沿边缘及裂理被蛇纹石交代，少量已完全被蛇纹石取代，保留其外形。橄榄石斑晶电子探针显示SiO2含量为38.677%～40.584%（平均39.801%），MgO含量44.426% ～46.718%（平均45.724%），TFeO含量11.671%～13.318%（平均12.619%）。Fo值为85.60～87.71（平均86.59），均为镁含量较高的贵橄榄石。Ni含量主要为699×10-6～2381×10-6，呈现较大的变化区间。研究认为，未分异的含饱和硫化物的岩浆中，橄榄石含镍正常量为2 500×10-6，只有当橄榄石中的镍贫化至2 200×10-6以下时，才显示出该岩體曾发生过不同程度的分异。一般而言，橄榄石中低的镍含量对成矿更加有利。由此可知研究区超基性熔岩中呈现显著的Ni亏损，经历了结晶熔离过程，利于铜镍成矿。
4.2 单斜辉石
单斜辉石主要分布于各类岩体中，含钛普通辉石斑晶含量约25%～35%，多呈自形-半自形柱状，长2～3 mm。单斜辉石电子探针显示SiO2含量为43.402%～52.598%（平均50.096%），MgO含量为11.781%～16.410%（平均14.805%），TFeO为5.035%～9.367%（平均6.816%），CaO为18.295%～27.023%（平均23.323%）。在图5-a中，区内单斜辉石均落入Ca-Mg-Fe单斜辉石系列中;在单斜辉石分类图解中多数落入透辉石中（图5-b）;在MgO-SiO2相关图解中二者呈正相关关系，随着SiO2含量的增加，MgO含量呈现增加趋势（图5-c）。SiO2-TiO2和MgO-TiO2相关图解中（图5-d，f），二者呈负相关，Al2O3-TiO2图解中（图5-e），在Al2O3小于2时，二者关系不显著，在Al2O3大于2时，二者呈显著的正相关关系，随着Al2O3含量的增加，TiO2含量亦随之大幅增加。单斜辉石的化学成分随寄生岩石的化学成分而变化[24]。侵入岩和火山岩单斜辉石的一致性，展示了其岩浆源的同源性。
4.3 含镍矿物
镍黄铁矿是矿石中最主要的含镍矿物，主要产出于岩体中，常与黄铜矿、雌黄铁矿共生。在研究区内含镍矿物与常规的岩浆熔离型铜镍矿具显著差别。研究区内的含镍硫化物主要分布于超基性火山熔岩中细小的“硫化物碎屑”中（图6-a，b），岩性以玻基辉橄岩、玻基橄榄岩等岩石为主，矿物成分复杂，以含镍矿物为主，少量黄铜矿、紫硫镍矿（图6-h，i）。针对研究区内的金属矿物进行电子探针分析（图6-c-f），含镍矿物成分见表1。通过化学式计算仅有Jx-25号样品4号点与针镍矿化学成分一致，其它均与常规含镍矿物不同（常见的含镍矿物镍黄铁矿（（Fe，Ni）9S8）、紫硫镍矿（Ni2FeS4）、针镍矿或黄镍矿（NiS）中几乎不含铜元素），尤其是Jx-25号样品1、3号点铜含量高，直接可以参与矿物定名，其是否为一种新的含镍矿物，有待进一步工作加以研究。 4.4 黄铜矿
研究发现在超基性岩中橄榄石颗粒间见0.2～1.0 mm大小的黄铜矿颗粒（图6-h，i），经电子探针分析黄铜矿中具较高的铂（Pt 120×10-6～1090×10-6）、钯（Pd 70×10-6～170×10-6）含量（表1），暗示其具较高的铂族成矿潜力。
4.5 高镁钛铁矿
通过本次研究，在超基性岩中发现金刚石的一级指示矿物——高镁钛铁矿（图6-g）其MgO含量为7.939%、FeO为40.031%、TiO2为50.929%;结合岩矿鉴定确认的二、三级指示矿物，如橄榄石、蛇纹石、富钛矿物（钛铁矿-钛磁铁矿）、富镁金云母及贵橄榄石、单斜辉石、斜方辉石等，说明研究区具有寻找金刚石矿的前景。
5 地球化学特征
以超基性火山岩样品数据为支撑，将本次硅酸盐数据（包括超基性岩、超基性火山岩、玄武岩）和前人数据。进行Jensen图解（阳离子）投影[25]，这里的科马提岩序列包括超基性科马提岩、玄武质科马提岩和高铁拉斑玄武岩（图7-a）。该科马提岩序列显示出从科马提岩火山作用到拉斑玄武岩火山作用的基本趋势，但该序列可能存在多种旋回。目前在兴雅谷地和黑石梁所发现的岩石层序特征呈现相反的组合特征，可能正是多个喷发旋回的体现。另外，图7-b显示研究区科马提岩CaO含量较太古宙科马提岩明显偏高。
6 找矿意义
科马提岩幔源属性暗示了其是能量和幔源金属元素的巨大储库，可直接形成或贡献多种成矿物质，多种金属矿床与科马提岩密切相关[26，27]，其中硫化镍矿床就见于科马提岩岩流内，且与高位侵入体伴生[17]，往往可以形成铜镍、铂族金属、金、锑矿床。
6.1 与科马提岩有关的铜-镍-铂族矿床
此类矿床以澳大利亚Kambalda铜-镍-铂族硫化物矿床最为典型[28，29]。根据赋矿岩性的差异，科马提岩型铜镍硫化物矿床可分为两类[30]：一类为与科马提质橄榄岩相关，矿石为块状、海面陨铁状和网状，赋存于科马提岩熔岩流的底部;另一种为科马提质纯橄岩相关，矿石主要为浸染状、低品位镍硫化物矿石，赋存于厚层橄榄石堆积岩的中部[29，31]，并且空间上往往也伴生有前一种矿化作用。
本次调查研究发现兴雅谷地一带科马提岩中普遍含铜镍硫化物，其铜镍成矿潜力不容忽视。加之，展布于乔尔天山断裂和河尾滩断裂带及二者之间的基性-超基性岩带空间规模较大，长约160 km，宽约85 km，基性-超基性岩体多与正磁异常带对应，并套合Cu-Ni-Cr等相关组合异常，在个别岩体中已发现镍黄铁矿、黄铜矿，地表见孔雀石化、镍化等铜镍矿化线索及黄铜矿中具较高铂（Pt）、钯（Pd）含量。另外，研究区及邻区奥陶—白垩纪地层中均发育有碳酸盐岩及蒸发岩，并在泥盆纪及侏罗纪地层中发现大中型石膏矿床。研究认为大型铜镍矿床的形成需要具备三个条件：一是大规模的岩浆喷发和侵入活动;二是原始岩浆S不饱和;三是高位岩浆房中S饱和[32]，在侵入岩浆层位中富含泥灰岩、灰岩和蒸发岩中硫的加入[27]。因此，我们认为研究区内具有形成大型Cu-Ni-PGE矿床的成矿地质条件。
6.2 与超深来源岩浆上涌有关的金刚石矿床
金刚石被认为形成在不同时代、并储存在稳定的、冷的岩石圈深部的金刚石稳定区，地幔柱活动造成超深来源的金伯利岩浆上涌，可将储存在古老岩石圈深部的金刚石带至地表[27]。研究区内科马提岩的发现，结合区域上大红柳滩、库地等地区发育的钾镁煌斑岩、钾质闪煌岩及康西瓦北部塔马尔特一带产出的大量金云母，证实了研究区及邻区存在大量地幔物質的上涌，加之喀喇昆仑岔路口地区在中地壳及以下部位具有与塔里木克拉通一致的磁性基底[33]，因此，独特的地质背景说明研究区具有形成金刚石矿床的有利地质条件。在研究区南部的克什米尔地区、班公湖缝合带中东段的东巧、丁青等地区均发现赋存于地幔橄榄岩或块状铬铁矿中的金刚石。前人在塔里木盆地南缘吐扎克其地区河床阶地已发现7粒金刚石。另外，通过电子探针分析，我们已发现了高镁钛铁矿（金刚石矿的一级指示矿物），因此，说明研究区及邻区具有寻找金刚石矿床的前景。
另外，地幔热流上升导致的强烈壳幔相互作用诱发地壳的重熔及各种地壳浅部的地质响应，可形成壳源岩浆矿床或热液矿床等[34]。如大红柳滩、喀拉卡、509道班等大中型Li-Be-Rb（Nb-Ta）稀有金属矿，岔路口-甜水海一带的铅锌矿等。
7 结论
（1）首次报道了喀喇昆仑山岔路口地区发育科马提岩。
（2）喀喇昆仑岔路口地区Cr，Ni，Co超常规富集受超基性岩和高Cr，Ni玄武岩质火山岩共同控制，是科马提岩序列在地球化学上的客观反映。
（3）科马提岩序列主要由超基性火山熔岩（玻基橄榄岩、玻基辉橄岩）和与其相匹配的枕状玄武岩、块状玄武岩等基性熔岩和火山碎屑岩等岩石共同组成。在科马提岩中发育细小的“硫化物碎屑”，其中含镍矿物极为罕见，可能为一种含铜镍的新矿物。
（4）依据科马提岩反映的特殊地质构造背景及独特的成矿专属性，结合研究区地球化学特征及矿化线索，认为研究区具有寻找铜-镍-铂族矿床巨大潜力，同时具有寻找金刚石等矿床的远景。
注：受篇幅所限，文章中岩石硅酸盐、稀土、微量数据及部分电子探针数据未列出，需要者可与作者联系。
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关键词：科马提岩;鬣刺结构;铜镍矿;喀喇昆仑山
科马提岩（komatiite）做为透视地幔演化的一个“窗口”[1]，自VilJoen M.J和ViIJoen R.P首次用来命名南非Barberton山地区出露的超镁铁质熔岩起就受到人们的高度重视[2]。早期科马提岩被认为是富MgO（一般MgO含量大于18%）的超镁铁质-镁铁质火山岩系，常具喷出的或高层位侵入成因的特征（具鬣刺结构、多面结构和枕状构造等）[3]。地球科学大辞典中将科马提岩定义为[4]：从含MgO 18%～32%的高温岩浆中结晶出来的一类超镁铁质熔岩，成分与深成的橄榄岩相当，常形成枕状构造，具冷凝的流动顶盖且通常发育良好的鬣刺结构。从全球科马提岩的时空分布来看，空间上主要集中在古老克拉通内，时间上多集中于太古宙，少量在古元古代，显生宙较为稀少[5-8]。我国于1979年起陆续报道了科马提岩的发现，迄今已报道多处科马提岩产地，均位于古老地块中的太古宙—古元古代的绿岩带中[9-16]。科马提岩与铁、铜、镍、铬、金、铀、锑等矿产的关系非常密切，尤其对寻找铜镍硫化物矿床意义更为重大[17]。由于科马提岩独特的产出环境，长期以来对探讨前寒武纪地球演化历史、壳-幔演化、岩石成因及成矿作用等方面取得了一系列重要认识[5-16]。但随着显生宙科马提岩的陆续发现[18，19]，对其形成的构造环境、成矿作用等的研究却相对较为薄弱。本文对喀喇昆仑岔路口地区显生宙科马提岩（二叠纪？）的发现及岩石学、矿物学、岩石化学特征进行简要介绍，并对其找矿指示意义进行探讨。
1 地质背景
喀喇昆仑位于青藏高原西北部（图1-a），构造上以阿尼玛卿-昆仑结合带为界向北与南昆仑地体毗邻。以金沙江和班公湖缝合带为界，喀喇昆仑自北向南可划分出松潘-甘孜地体、甜水海地体和拉达克（Ladakh）地体[20]（图1-b），研究区则位于甜水海地体内。甜水海地体向西可与羌塘地体相连，发育前寒武纪变质基底，其上发育下古生界至中生界盖层沉积。前石炭纪地层主体为正常陆缘碎屑岩-碳酸盐岩建造，局部夹玄武岩;石炭系以成熟度差的陆源碎屑沉积为主，出现了基性火山岩喷溢，并出现以辉长岩为代表地幔物质的上涌。二叠系主体为一套碎屑沉积岩，局部发育基性火山岩喷溢及辉长岩、辉绿岩侵入。中生界主体为碳酸盐岩-陆源碎屑岩建造[21]，局部火山活动强烈，以中基性火山熔岩、同质火山碎屑岩为主（图1-c）。
2 发现过程
2.1 前期思考
研究区主体位于乔尔天山断裂以南，前人多将其划归乔尔天山-红南山前陆盆地或阿格勒达坂-神仙湾-岔路口陆棚海盆地1[22]。随着火烧云超大型喷流-沉积型铅锌矿的发现[23]，该地区的地质工作多聚焦于被动大陆边缘上的正常碎屑沉积岩-碳酸盐岩建造及其含矿性的调查研究。近年来，由于基础地质资料不断丰富，越来越多的地质人员认为该地区具有寻找岩浆型铜镍矿的前景???。一是因为研究区铬、镍等元素的超常规、规模性富集;二是基性岩（超基性岩）的广泛发育（图2）。因此，对研究区内基性-超基性岩的系统调查研究就显得尤其重要。
Cr，Ni，Co作为强相容元素，有幔源元素之称，在各类岩浆岩中的含量极不均匀，超基性岩含量最高，向酸性岩迅速降低。以Cr为例，超基性岩中平均含量为2 000×10-6，基性岩中平均含量200×10-6，两者相差10倍，这种差异使得利用Cr单一指标判断是否存在超基性岩成为可能。研究区由水系沉积物测量圈定的Cr连续富集区面积493 km2，平均321×10-6，是基性岩平均值的1.61倍，其中异常平均值大于400×10-6的铬异常有33个。魏永峰等发现研究区八一达坂-化石山地区“构造混杂岩”中蚀变玄武岩、枕状玄武岩、橄榄玄武岩Cr含量分别为616×10-6、578×10-6和520×10-6?，认为Cr，Ni，Co的富集可能与基性火山岩相关。侏罗纪玄武质熔岩及火山碎屑岩亦具类似特征，其中有CaO明显高的因素，实际还可能与该区未知特定地质背景有关。因此，喀喇昆仑山岔路口地区Cr，Ni，Co等元素的异常富集是否仅仅受控于高Cr，Ni的玄武岩质火山岩？超基性岩的发育情况如何？其岩石地球化学特征如何？是否具有尋找岩浆融离型铜镍矿的潜力？上述问题有待进一步探讨。
2.2 野外调查与样品采集
基于以上分析，我院于2020年6月在该区域开展野外工作，在兴山南兴雅谷地-黑石梁一带查证高铬异常，发现基性-超基性岩（图3-a），主要岩性有橄榄岩、辉橄岩、玻基橄榄岩、玻基辉橄岩等（图3-b），伴生的火山岩有枕状玄武岩、块状玄武岩、超基性角砾熔岩及火山碎屑岩（图3-c，d）。集块或角砾中见较多硫化物，多为黄铁矿。野外见有“玉米花”状岩枕、鬣刺结构等典型的科马提岩结构构造（图3-c，e，f）。光薄片及岩石地球化学分析样品均采自新鲜的基岩。
2.3 室内测试与判断
对野外采集的样品进行光片和薄片鉴定，开展了岩石样品的主量元素、微量元素和稀土元素的测试分析，针对岩石中的造岩矿物和金属矿物进行探针波谱分析。野外定名的超基性岩，室内最初鉴定为“球颗玄武岩”，但是对比典型玄武岩镜下照片，特征明显不同，其中见大量“羽毛状矿物”和菱形亮白色矿物。后经吉林大学于介江老师鉴定，确定其“羽毛状矿物结构”为显微鬣刺结构（图4-a-e），其中的亮白色菱形体为橄榄石（图4-b），部分样品镜下可见杏仁体、中空骸晶结构（图4-e，f），而鬣刺结构是科马提岩最典型的结构[4]。 3 岩石学特征
研究区发育有玻基辉橄岩、玻基纯橄岩、辉长岩、二辉橄长岩、辉橄岩、橄榄岩、玄武岩等基性-超基性岩，与哥伦比亚戈尔戈纳地区科马提岩组合相似[17]。
玻基纯橄岩（2020JX-23） 玻基斑状结构，块状构造。斑晶均为橄榄石，含量50%～60%，多呈自形半自形晶，粒径多为1.5～3.5 mm，具不同程度蛇纹石化，部分蚀变轻微。基质主体由玻璃质组成，含少量单斜辉石微晶。玻璃质多具脱玻化形成羽状或束状含钛普通辉石雏晶集合体（鬣刺结构），部分微晶状普通辉石发育中空骸晶结构。局部可见杏仁构造，由绿泥石和少量玉髓构成。
玻基辉橄岩（2020JX-25） 玻基斑状结构，块状构造，岩石由橄榄石、单斜辉石、蛇纹石、绿泥石和金属矿物组成。斑晶橄榄石含量约65%，粒径0.1～2.7 mm，半自形柱粒状，裂理发育，沿边缘及裂理被蛇纹石交代，少量已完全被蛇纹石取代，保留其外形。基质主体由玻璃质组成，含少量单斜辉石、斜长石微晶。玻璃质具脱玻化形成羽状或束状含钛普通辉石雏晶集合体。金属矿物含量约5%，粒径0.003～0.25mm，半自形板状、粒状，他形粒状，多呈连晶状分布于斑晶辉石中，少量分布于基质中。
蚀变二辉橄长岩（2020Jxb-20） 灰绿色，橄长结构，块状构造，岩石中主要矿物为橄榄石和斜长石，次为斜方辉石和单斜辉石。橄榄石含量42%，粒径0.25～1.8 mm，半自形粒状，沿边缘及裂理蛇纹石化，少量粒径细小者分布于斜长石中形成包橄结构。斜长石含量约35%，粒径0.15～2.25 mm，半自形板状、长板状，拉长石，聚片双晶发育。斜方辉石含量约8%，粒径0.15～1.2 mm，半自形粒状，分布于橄榄石间或斜长石间。单斜辉石含量约12%，粒径0.45～3.2 mm，多为普通辉石，半自形柱状，分布于斜长石间，部分内部包裹橄榄石、斜方辉石。黑云母少量，粒径0.2～0.7 mm，片状，多分布于橄榄石、辉石间。金属矿物为钛铁矿含量3%，粒径0.01～0.3 mm，多分布于橄榄石辉石裂理中或黑云母片理中。
蚀变辉橄岩（2021JX-60） 灰绿色，柱粒状结构-交代结构，块状构造，岩石由橄榄石、辉石，少量斜长石组成，蚀变强烈。橄榄石44%～53%，普遍蛇纹石化，绿泥石化蚀变强烈，残留少，保留自形柱状、柱粒状形态，粒径0.2×0.5～1.3×0.5 mm，裂纹发育。含钛普通辉石，含量37%，淡粉色，柱状，粒径0.6×1.2～2.8×1.2 mm，具辉石式解理，内部包含橄榄石，少数辉石晶粒绿泥石化蚀变强烈。斜长石含量8%，它形粒状，粒径0.1-0.57 mm，拉长石，不均匀分布于橄榄石之间。黑云母、角闪石微量，钛磁铁矿1%～2%，粒状，八面体，粒径0.04～0.6 mm，裂纹发育，浸染状分布于辉石、强蚀变橄榄石之间。
4 矿物学特征
4.1 橄榄石
在科马提岩中（2020JX-25），橄榄石斑晶含量约65%，粒径0.1～2.7 mm，为半自形柱粒状，裂理发育，沿边缘及裂理被蛇纹石交代，少量已完全被蛇纹石取代，保留其外形。橄榄石斑晶电子探针显示SiO2含量为38.677%～40.584%（平均39.801%），MgO含量44.426% ～46.718%（平均45.724%），TFeO含量11.671%～13.318%（平均12.619%）。Fo值为85.60～87.71（平均86.59），均为镁含量较高的贵橄榄石。Ni含量主要为699×10-6～2381×10-6，呈现较大的变化区间。研究认为，未分异的含饱和硫化物的岩浆中，橄榄石含镍正常量为2 500×10-6，只有当橄榄石中的镍贫化至2 200×10-6以下时，才显示出该岩體曾发生过不同程度的分异。一般而言，橄榄石中低的镍含量对成矿更加有利。由此可知研究区超基性熔岩中呈现显著的Ni亏损，经历了结晶熔离过程，利于铜镍成矿。
4.2 单斜辉石
单斜辉石主要分布于各类岩体中，含钛普通辉石斑晶含量约25%～35%，多呈自形-半自形柱状，长2～3 mm。单斜辉石电子探针显示SiO2含量为43.402%～52.598%（平均50.096%），MgO含量为11.781%～16.410%（平均14.805%），TFeO为5.035%～9.367%（平均6.816%），CaO为18.295%～27.023%（平均23.323%）。在图5-a中，区内单斜辉石均落入Ca-Mg-Fe单斜辉石系列中;在单斜辉石分类图解中多数落入透辉石中（图5-b）;在MgO-SiO2相关图解中二者呈正相关关系，随着SiO2含量的增加，MgO含量呈现增加趋势（图5-c）。SiO2-TiO2和MgO-TiO2相关图解中（图5-d，f），二者呈负相关，Al2O3-TiO2图解中（图5-e），在Al2O3小于2时，二者关系不显著，在Al2O3大于2时，二者呈显著的正相关关系，随着Al2O3含量的增加，TiO2含量亦随之大幅增加。单斜辉石的化学成分随寄生岩石的化学成分而变化[24]。侵入岩和火山岩单斜辉石的一致性，展示了其岩浆源的同源性。
4.3 含镍矿物
镍黄铁矿是矿石中最主要的含镍矿物，主要产出于岩体中，常与黄铜矿、雌黄铁矿共生。在研究区内含镍矿物与常规的岩浆熔离型铜镍矿具显著差别。研究区内的含镍硫化物主要分布于超基性火山熔岩中细小的“硫化物碎屑”中（图6-a，b），岩性以玻基辉橄岩、玻基橄榄岩等岩石为主，矿物成分复杂，以含镍矿物为主，少量黄铜矿、紫硫镍矿（图6-h，i）。针对研究区内的金属矿物进行电子探针分析（图6-c-f），含镍矿物成分见表1。通过化学式计算仅有Jx-25号样品4号点与针镍矿化学成分一致，其它均与常规含镍矿物不同（常见的含镍矿物镍黄铁矿（（Fe，Ni）9S8）、紫硫镍矿（Ni2FeS4）、针镍矿或黄镍矿（NiS）中几乎不含铜元素），尤其是Jx-25号样品1、3号点铜含量高，直接可以参与矿物定名，其是否为一种新的含镍矿物，有待进一步工作加以研究。 4.4 黄铜矿
研究发现在超基性岩中橄榄石颗粒间见0.2～1.0 mm大小的黄铜矿颗粒（图6-h，i），经电子探针分析黄铜矿中具较高的铂（Pt 120×10-6～1090×10-6）、钯（Pd 70×10-6～170×10-6）含量（表1），暗示其具较高的铂族成矿潜力。
4.5 高镁钛铁矿
通过本次研究，在超基性岩中发现金刚石的一级指示矿物——高镁钛铁矿（图6-g）其MgO含量为7.939%、FeO为40.031%、TiO2为50.929%;结合岩矿鉴定确认的二、三级指示矿物，如橄榄石、蛇纹石、富钛矿物（钛铁矿-钛磁铁矿）、富镁金云母及贵橄榄石、单斜辉石、斜方辉石等，说明研究区具有寻找金刚石矿的前景。
5 地球化学特征
以超基性火山岩样品数据为支撑，将本次硅酸盐数据（包括超基性岩、超基性火山岩、玄武岩）和前人数据。进行Jensen图解（阳离子）投影[25]，这里的科马提岩序列包括超基性科马提岩、玄武质科马提岩和高铁拉斑玄武岩（图7-a）。该科马提岩序列显示出从科马提岩火山作用到拉斑玄武岩火山作用的基本趋势，但该序列可能存在多种旋回。目前在兴雅谷地和黑石梁所发现的岩石层序特征呈现相反的组合特征，可能正是多个喷发旋回的体现。另外，图7-b显示研究区科马提岩CaO含量较太古宙科马提岩明显偏高。
6 找矿意义
科马提岩幔源属性暗示了其是能量和幔源金属元素的巨大储库，可直接形成或贡献多种成矿物质，多种金属矿床与科马提岩密切相关[26，27]，其中硫化镍矿床就见于科马提岩岩流内，且与高位侵入体伴生[17]，往往可以形成铜镍、铂族金属、金、锑矿床。
6.1 与科马提岩有关的铜-镍-铂族矿床
此类矿床以澳大利亚Kambalda铜-镍-铂族硫化物矿床最为典型[28，29]。根据赋矿岩性的差异，科马提岩型铜镍硫化物矿床可分为两类[30]：一类为与科马提质橄榄岩相关，矿石为块状、海面陨铁状和网状，赋存于科马提岩熔岩流的底部;另一种为科马提质纯橄岩相关，矿石主要为浸染状、低品位镍硫化物矿石，赋存于厚层橄榄石堆积岩的中部[29，31]，并且空间上往往也伴生有前一种矿化作用。
本次调查研究发现兴雅谷地一带科马提岩中普遍含铜镍硫化物，其铜镍成矿潜力不容忽视。加之，展布于乔尔天山断裂和河尾滩断裂带及二者之间的基性-超基性岩带空间规模较大，长约160 km，宽约85 km，基性-超基性岩体多与正磁异常带对应，并套合Cu-Ni-Cr等相关组合异常，在个别岩体中已发现镍黄铁矿、黄铜矿，地表见孔雀石化、镍化等铜镍矿化线索及黄铜矿中具较高铂（Pt）、钯（Pd）含量。另外，研究区及邻区奥陶—白垩纪地层中均发育有碳酸盐岩及蒸发岩，并在泥盆纪及侏罗纪地层中发现大中型石膏矿床。研究认为大型铜镍矿床的形成需要具备三个条件：一是大规模的岩浆喷发和侵入活动;二是原始岩浆S不饱和;三是高位岩浆房中S饱和[32]，在侵入岩浆层位中富含泥灰岩、灰岩和蒸发岩中硫的加入[27]。因此，我们认为研究区内具有形成大型Cu-Ni-PGE矿床的成矿地质条件。
6.2 与超深来源岩浆上涌有关的金刚石矿床
金刚石被认为形成在不同时代、并储存在稳定的、冷的岩石圈深部的金刚石稳定区，地幔柱活动造成超深来源的金伯利岩浆上涌，可将储存在古老岩石圈深部的金刚石带至地表[27]。研究区内科马提岩的发现，结合区域上大红柳滩、库地等地区发育的钾镁煌斑岩、钾质闪煌岩及康西瓦北部塔马尔特一带产出的大量金云母，证实了研究区及邻区存在大量地幔物質的上涌，加之喀喇昆仑岔路口地区在中地壳及以下部位具有与塔里木克拉通一致的磁性基底[33]，因此，独特的地质背景说明研究区具有形成金刚石矿床的有利地质条件。在研究区南部的克什米尔地区、班公湖缝合带中东段的东巧、丁青等地区均发现赋存于地幔橄榄岩或块状铬铁矿中的金刚石。前人在塔里木盆地南缘吐扎克其地区河床阶地已发现7粒金刚石。另外，通过电子探针分析，我们已发现了高镁钛铁矿（金刚石矿的一级指示矿物），因此，说明研究区及邻区具有寻找金刚石矿床的前景。
另外，地幔热流上升导致的强烈壳幔相互作用诱发地壳的重熔及各种地壳浅部的地质响应，可形成壳源岩浆矿床或热液矿床等[34]。如大红柳滩、喀拉卡、509道班等大中型Li-Be-Rb（Nb-Ta）稀有金属矿，岔路口-甜水海一带的铅锌矿等。
7 结论
（1）首次报道了喀喇昆仑山岔路口地区发育科马提岩。
（2）喀喇昆仑岔路口地区Cr，Ni，Co超常规富集受超基性岩和高Cr，Ni玄武岩质火山岩共同控制，是科马提岩序列在地球化学上的客观反映。
（3）科马提岩序列主要由超基性火山熔岩（玻基橄榄岩、玻基辉橄岩）和与其相匹配的枕状玄武岩、块状玄武岩等基性熔岩和火山碎屑岩等岩石共同组成。在科马提岩中发育细小的“硫化物碎屑”，其中含镍矿物极为罕见，可能为一种含铜镍的新矿物。
（4）依据科马提岩反映的特殊地质构造背景及独特的成矿专属性，结合研究区地球化学特征及矿化线索，认为研究区具有寻找铜-镍-铂族矿床巨大潜力，同时具有寻找金刚石等矿床的远景。
注：受篇幅所限，文章中岩石硅酸盐、稀土、微量数据及部分电子探针数据未列出，需要者可与作者联系。
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