岩浆铜镍硫化物矿床是我国镍、铜、钴及铂族元素等短缺型矿产资源的主要来源。新疆东天山地区是我国岩浆铜镍硫化物矿床的重要产地,发育了黄山、黄山东、图拉尔根大型矿床及葫芦、香山、土墩等多个中小型矿床,形成了土墩-黄山-图拉尔根铜镍成矿带。近年来的找矿勘查工作在东天山地区西段又相继发现了白鑫滩、路北、月牙湾矿床,使东天山地区的铜镍成矿带得以向西进一步延伸。前人对东天山地区东段的岩浆铜镍硫化物矿床的研究已取得了大量的成果,但对东天山西段新发现的白鑫滩和路北等矿床的矿床地质及成岩成矿过程和机制研究相对薄弱;东天山地区东、西段岩浆铜镍硫化物矿床之间缺少系统的对比,而它们在结晶分异、地壳混染、硫化物熔离、成矿元素富集等重要岩浆过程方面的异同是丰富铜镍成矿和找矿理论的重要依据;该地区岩浆铜镍硫化物矿床的成矿环境仍存争议。针对这些问题,本论文以东天山西段白鑫滩和路北以及东段中天山地块中的白石泉和天宇矿床为主要研究对象,通过对年代学、岩石学、矿物学、地球化学、铂族元素和同位素等特征的系统研究,厘清了矿床的形成时代和母岩浆性质,分析探讨了岩浆源区特征、岩浆演化过程和成岩成矿机制;在充分总结前人研究成果的基础上,开展了系统、广泛的对比工作,分析了不同矿床成矿元素差异的原因,探讨了东天山地区铜镍硫化物矿床的成矿环境,取得了以下主要认识:1.锆石SHRIMP U-Pb测年结果表明,东天山西段的白鑫滩和路北岩浆铜镍硫化物矿床的形成年龄分别为276Ma和285Ma,中天山地块中的白石泉和天宇矿床的形成年龄分别为279Ma和283Ma,与东段黄山、黄山东等矿床同为早二叠世岩浆活动产物。2.对橄榄石和辉石成分及铂族元素分析计算表明,白鑫滩和路北矿床具有与东段黄山、黄山东等矿床相同的高镁拉斑玄武质母岩浆,母岩浆成分接近N-MORB和P-MORB,白石泉矿床的母岩浆则具有低镁的特征。橄榄石Fo-Ni成分对比表明母岩浆发生了明显的硫化物熔离。3.微量元素地球化学指示白鑫滩、路北、白石泉和天宇矿床母岩浆在演化过程中经历了一定程度的地壳混染,但S同位素对比发现,地壳S的加入并不是东天山地区铜镍成矿的必要条件。结合橄榄石成分模拟计算,橄榄石的分离结晶和地壳混染中富Si物质的加入可能是造成硫化物熔离并成矿的主要原因。路北矿床不同深度单颗粒橄榄石成分变化表明深部硫化物熔离程度较浅部高,橄榄石Ca含量差异表明北部云海矿区较南部路北矿区的结晶深度浅,结晶速度快。4.数值模拟表明,白鑫滩、路北、白石泉和天宇矿床的原生岩浆分别经历了0.1wt.%、0.02wt.%、0.05wt.%、0.2wt.%的早期硫化物熔离。铂族元素对比研究发现:早期的硫化物熔离导致母岩浆亏损PGE是造成东天山地区铜镍硫化物矿床PGE亏损的主要原因;东天山地区岩浆铜镍硫化物矿床较高的Cu/Pd比值、PGE元素的普遍亏损,以及硫化物熔离过程中较低R值(1000~5000)表明它们代表该地区幔源岩浆演化过程中较晚阶段的产物。5.微量元素地球化学特征表明,东天山地区岩浆铜镍硫化物矿床的源区中有俯冲板片流体物质的加入。Sr-Nd同位素分析及对比研究表明,东天山及北山地区岩浆铜镍硫化物矿床的源区总体为亏损地幔,但不同构造单元内矿床的源区亏损程度有所不同,表现为由南向北矿床源区的亏损程度逐渐增大,东天山西段白鑫滩和路北矿床的源区则较东段相对富集。Ni/Cu-Ni及Ni/Cu-Cu相关关系表明,岩浆铜镍硫化物矿床矿石的Ni/Cu比值主要由Cu含量控制,且与其源区亏损程度具有一定相关关系:较亏损的源区形成高Ni/Cu比、低Cu含量的矿石,较富集源区形成低Ni/Cu比、高Cu含量的矿石。与世界上典型超大型铜镍硫化物矿床的富集地幔源区相比,东天山地区铜镍硫化物矿床总体亏损的地幔源区暗示在该地区成大矿的潜力有限,而西段白鑫滩和路北矿床相对富集的岩浆源区暗示在东天山西段具有相对较大铜镍成矿潜力。6.将东天山地区含铜镍镁铁-超镁铁质岩体与岛弧环境形成的阿拉斯加型岩体进行岩石学、矿物学、地球化学对比发现,该地区的含矿岩体与典型的阿拉斯加型岩体有明显差异;与地幔柱环境形成的含铜镍镁铁-超镁铁质岩体对比分析,结合东天山含矿岩体与弧后盆地玄武岩(BABB)相似的地球化学特征,认为它们具有的Nb、Ta、Ti负异常为俯冲板片流体组分影响引起。含矿岩体较高的初始结晶温度(1300℃~1400℃)表明源区存在热异常,与富集型大洋中脊玄武岩(E-MORB)相似的地球化学特征及与洋岛玄武岩(OIB)相似的Sr-Nd同位素特征表明它们的形成与地幔柱有关,可能是板块俯冲消减与地幔柱机制共同作用下的产物。