辽-吉造山带是华北克拉通东部一条极具代表性的古元古代造山带,该造山带经历了多阶段复杂的岩浆-变质-构造演化过程,并在古元古代接受了大量陆壳物质的沉积。区域地质调查资料表明,造山带北缘后炒铁河-小女寨-高岭-马屯-草河口一带分布大面积的变基性-超基性岩床或岩体,并普遍发生Ni-Co矿化。然而,该类变基性-超基性岩型Ni-Co矿床的成矿物质来源与富集机制尚不明确。本研究选取了小女寨-高岭一带5个钻孔中的变基性-超基性岩(岩心)开展了岩相学及全岩地球化学研究,并结合前人年代学以及同位素地球化学特征,进一步探讨辽河群Ni-Co矿床成矿机制及物质来源。5个钻孔除24GL-4外均发育不同程度的矿化,其品位分别为:24GL-1(26 m,Co=0.018%~0.045%,Ni=0.130%~0.282%)、24GL-2(10 m,Co=0.020%~0.025%,Ni=0.158%~0.315%)、24XNZ-3 (8 m,Co=0.020%~0.051%,Ni=0.110%~0.450%)、24XNZ-5(7 m,Co=0.048%~0.119%,Ni=0.367%~0.910%)。变基性-超基性岩主体岩性为斜长角闪岩、变黑云闪长岩以及黑云(绿泥)透闪片岩,原岩属性多为亚碱性玄武岩,属于拉斑系列。具有较大变化的SiO₂(38.32%~53.51%)、MgO(6.48%~24.20%,除24GL-1-2为1.50%)、Fe₂O₃^T(9.26%~30.41%)及Mg^#(40.2~82.9,除24GL-1-2为12.8)。相对富集轻稀土元素(LREE)而重稀土元素(HREE)平坦,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),表明其源区受到了俯冲流体的交代作用。年代学特征显示北辽河群中变基性-超基性岩的原岩形成时代为2150~2130Ma(n=361),变质时代为1910~1850 Ma(n=216)。锆石Hf同位素特征显示,ε_Hf(t)为-1.30~9.18,二阶段模式年龄(t_DM1)为2150~2600 Ma(n=145)。较大的Hf同位素差异指示着其地幔源区的不均一性,结合其地球化学特征表明变基性-超基性岩的原岩可能来自于弧后裂谷(盆地)拉张过程中受俯冲流体交代的富集地幔。值得注意的是,变基性-超基性岩中的Ni-Co元素主要赋存在镍黄铁矿、辉钴矿以及辉砷钴矿中,主要呈块状、网脉状以及斑点状分布。该类硫化物的S同位素分馏程度较弱,且具有比地幔更重的δ³⁴S值,指示硫化物中的S来源于大陆地壳。综上所述,变基性-超基性岩型Ni-Co矿为岩浆-变质变形-热液叠加改造的复合造山型Ni-Co矿。2150~2130 Ma期间,岩石圈地幔在弧后裂谷(盆地)拉张过程中减压熔融形成基性母岩浆,萃取了地幔中的Ni-Co元素,并上升到地壳浅部岩浆房。随后地壳富硫流体的加入使基性母岩浆达到硫饱和,促使Ni-Co元素进入硫化物中,为Ni-Co矿初始预富集提供了重要的成矿条件与背景。1910~1850 Ma期间,区域碰撞造山事件对Ni-Co的活化与迁移起着关键的控制作用,并主导了Ni-Co的超常富集与成矿。然而,后期热液作用对于Ni-Co的富集作用尚不明确,需进一步研究。