东天山三宫铜镍矿化岩体年代学、岩石地球化学特征及对Cu-Ni找矿的启示

王亚磊, 张照伟, 尹希文, 李　侃, 尤敏鑫, 王博林

1)国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室, 西安地质调查中心, 陕西西安 710054; 2)新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704大队, 新疆哈密 839000; 3)中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083

东天山三宫铜镍矿化岩体年代学、岩石地球化学特征及对Cu-Ni找矿的启示

王亚磊1), 张照伟1), 尹希文2), 李侃1), 尤敏鑫1), 王博林3)

1)国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室, 西安地质调查中心, 陕西西安 710054; 2)新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704大队, 新疆哈密 839000; 3)中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083

三宫岩体是近几年新发现的铜镍矿化镁铁-超镁铁岩体, 位于哈尔里克山东段。岩石类型主要为辉长岩、斜长辉石岩和含长橄榄辉石岩, 局部有零星铜镍矿化。锆石U-Pb谐和年龄为(281.7±2.6) Ma, 表明岩体形成于早二叠世。样品MgO与FeOT呈正相关关系, 与CaO、SiO2和Al2O3之间呈负相关关系, 岩体主量元素成分主要受橄榄石和单斜辉石含量的控制; 样品明显富集轻稀土元素(La/Yb)N=5.02～7.04, 重稀土元素之间具有明显的分馏(Gd/Yb)N=2.36～2.87, δEu为0.98～1.09多具弱的正铕异常, 富集大离子亲石元素(Cs、Sr、Ba), 相对亏损高场强元素, 具明显的Nb、Ta、Ti负异常。Sr-Nd同位素模拟计算表明母岩浆上升过程中遭受了约10％的下地壳物质混染。岩浆源区遭受了明显的熔体交代作用, 部分熔融主要发生在石榴子石稳定域。综合区域构造演化历史认为三宫岩体形成于后碰撞伸展环境, 该岩体的发现初步表明哈尔里克地区也具有寻找早二叠世铜镍矿的潜力。

三宫铜镍矿化岩体; 锆石U-Pb年代学; 岩浆源区; 找矿潜力; 哈尔里克

东天山地区发育有大量与岩浆作用相关的矿床(孙敬博等, 2012; 张增杰等, 2012), 是中国第三大镍资源储备基地, 已发现图拉尔根、葫芦、黄山东、黄山、黄山南、香山、土墩和白鑫滩等铜镍硫化物矿床(图1)。前人对该区典型铜镍矿床的形成时代、构造背景、成矿作用过程及成矿潜力等进行了详细的研究(Zhou et al., 2004; 夏明哲等, 2010; Tang et al., 2013; Sun et al., 2013; 毛亚晶等, 2014;王亚磊等, 2015), 认为该区仍有较大的铜镍找矿潜力(孙涛等, 2014)。近年来不断有一些新的矿床和铜镍矿化岩体被发现, 如白鑫滩矿床、路北矿床、圪塔山口铜镍矿化岩体、红石岗北铜镍矿化岩体和三宫铜镍矿化岩体(冯宏业等, 2014; 王亚磊等, 2015),这些找矿成果进一步证实了该区巨大的铜镍找矿潜力。东天山主要铜镍矿床和镁铁-超镁铁岩体主要沿康古尔—黄山深大断裂分布, 近年来的铜镍矿勘查工作也主要围绕该深大断裂两侧开展, 但新发现的三宫铜镍矿化岩体产于哈尔里克山东段(图2), 与其它典型铜镍矿床产出位置明显不同。除了产出位置不同外, 其成岩时代、岩石地球化学特征、岩浆源区性质及产出构造背景是否也与东天山其它典型铜镍矿有明显差异？该岩体目前仅发现有零星的铜镍矿化, 是否仍具有进一步勘查的必要？该岩体的发现对东天山地区下一步铜镍矿勘查工作有何指导意义？为解决上述问题, 我们对三宫岩体开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及Sr-Nd同位素方面的研究工作, 并与东天山其它典型铜镍矿床进行了详细的对比研究, 为进一步评价岩体含矿性提供依据。

图1　东天山区域地质图及典型铜镍矿床分布Fig. 1　Simplified regional geological map of East Tianshan Mountains showing typical Ni-Cu deposits in this region

图2　哈尔里克山区域地质图(据孙桂华, 2007修改)Fig. 2　Geological map of the Harlik orogenic belt (modified after SUN, 2007)

图3　三宫岩体野外宏观地质特征Fig. 3　Macroscopic field geological characteristics of Sangong intrusion

图4　三宫岩体显微照片Fig. 4　Microphotograph of Sangong intrusiona, b-辉长岩; c-斜长辉石岩; d-含长橄榄辉石岩; Ol-橄榄石; Chr-铬铁矿; Mag-磁铁矿; Cpx-单斜辉石; Pl-斜长石; Sul-硫化物a, b-gabbro; c-plagiocalse pyroxenite; d-plagiocalse-bearing pyroxenite; Ol-olivine; Chr-chromite; Mag-magnetite; Cpx-clinopyroxenite; Pl-plagiocalse; Sul-sulfide

1　岩体特征

三宫岩体位于哈尔里克山东段南缘, 岩体走向45°, 北倾, 沿走向长约2 km, 宽100～300 m, 宏观上呈负地形, 地表“球状风化”发育(图3a, b)。岩体北东侧围岩为钾长花岗岩, 从野外宏观接触关系推断花岗岩体早于三宫岩体(图3c)。地表出露的主要岩石类型为辉长岩和斜长辉石岩, 钻孔中见有含长橄榄辉石岩, 局部见少量硫化物(图3d)。辉长岩中斜长石多呈自形的长条状或板状, 辉石主要为单斜辉石, 为自形-半自形粒状, 含少量铬铁矿(图4a)和橄榄石(图4b), 铬铁矿被单斜辉石包裹(图4a),部分样品中辉石被角闪石和黑云母交代(图4b)。斜长辉石岩中斜长石呈自形的板条状, 硫化物主要沿辉石颗粒边部分布, 少量的橄榄石填充于辉石和斜长石颗粒间(图4c)。含长橄榄辉石岩蚀变较强, 辉石发生了明显的透闪石化和绿泥石化, 部分橄榄石颗粒几乎全部蛇纹石化, 析出的粉尘状磁铁矿沿橄榄石裂隙分布(图4d)。依据矿物之间的相互包裹关系, 推测造岩矿物开始结晶的先后顺序为铬铁矿→橄榄石→单斜辉石→斜长石→角闪石、黑云母, 单斜辉石是主要的结晶相。

2　样品采集及测试方法

样品均取自钻孔岩芯, 用于锆石U-Pb定年的岩石为含长橄榄辉石岩, 见有零星硫化物。锆石U-Pb定年在西安地质调查中心国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室完成, 采用193 nmArF准分子(excimer)激光器的GeoLas200M剥蚀系统, ICP-MS为Agilent7700, 激光束斑直径36 μm, 以GJ-1为年龄标样, SRM610为元素含量标样进行校正, 普通铅校正依据实测204Pb进行校正, 数据处理采用ICPMSDatacal(9.2)软件, 年龄结果采用ISOPLOT程序计算。主量和微量元素分析在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室完成。主量元素分析采用3080E型X荧光光谱仪完成。微量元素分析采用美国X-7型ICP-MS测定。全岩Sr、Nd同位素前处理在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室完成, 具体Sr、Nd分离方法见文献(宗春蕾等, 2012), Sr、Nd同位素测试在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。

3　分析结果

3.1锆石U-Pb年代学

三宫岩体锆石多呈短柱状, 长100～200 μm, 无色透明, 与大多数镁铁-超镁铁岩中锆石特征一致,阴极发光显示锆石生长环带较明显(图5)。19个有效数据点的相关数据见表1。锆石U、Th含量分别介于50×10-6～614×10-6, 52×10-6～928×10-6之间, Th/U比值为0.53～2.59, 多数大于1, 表明锆石为岩浆成因, 其年龄可代表岩体的成岩年龄。锆石U-Pb年龄谐和图上, 数据点均位于谐和线附近, 谐和年龄为(281.7±2.6) Ma(图6a),206Pb/238U加权平均年龄为(279±3.0) Ma(图6b), 表明三宫岩体形成于早二叠世, 与东天山地区黄山东、黄山等典型铜镍矿床形成时代一致(韩宝福等, 2004; 王亚磊等, 2015)。

图5　三宫岩体锆石阴极发光图像Fig. 5　CL images of zircon of the Sangong intrusion

图6　三宫岩体锆石U-Pb年龄图解Fig. 6　U-Pb age data for zircon of Sangong intrusion

3.2主量和微量元素

主微量元素数据见表2。样品SiO2含量介于41.88％～49.61％之间, 属基性-超基性岩, FeOT含量为9.82％～17.77％, MgO含量为6.51％～23.36％, Mg#值为0.54～0.73。样品LOI(烧失量)较低(0.26％～2.87％), 表明蚀变程度整体较弱。主量元素相关性图解上(图7), MgO与SiO2、CaO和TiO2之间均呈负相关关系(图7a, c, d), 与FeOT之间呈正相关关系(图7b)。在MgO含量相同的情况下, 三宫岩体的SiO2、CaO和Al2O3含量与其它矿床相似, 但其FeOT和TiO2含量明显偏高(图7b, e)。在MgO-Cu/Zr图解上, Cu/Zr比值多小于1, 表明其含矿性较差。

样品的∑REE变化范围为87.74×10-6～154.39×10-6, 稀土元素配分曲线呈轻稀土明显富集的右倾型((La/Yb)N=5.02～7.40)(图8a)。(La/Sm)N比值为1.61～2.15, (Gd/Yb)N比值为2.36～2.87, 表明轻、重稀土元素内部也存在明显的分馏。δEu为0.98～1.09, 大多数样品具有弱的正Eu异常, 与样品中存在少量的斜长石有关。相对富集大离子亲石元素(Cs、Ba、Sr), 而亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf), 具明显的Nb、Ta、Ti负异常(图8b)。

表1　三宫铜镍矿化岩体含长橄榄辉石岩锆石La-ICP-MS U-Pb 年龄测定结果Table1　La-ICP-MS U-Pb dating results of plagioclase of plagioclass wehrlite in Sangong Ni-Cu bearing intrusion

表2　三宫岩体样品主量(％)和微量元素(×10-6)分析结果Table 2　Major (％) and trace element (×10-6) analyses of Sangong intrusion

3.3Sr、Nd同位素

Sr、Nd同位素分析数据见表3。5个样品的(87Sr/86Sr)i=0.703 26～0.703 57, 平均值为0.703 41,接近洋中脊玄武岩(MORB)的初始值(0.702 29～0.703 16)。εNd(t)=+6.71 ～ +7.37(t=281 Ma), 平均值为+7.03, 表明其岩浆源区为亏损地幔。在(87Sr/86Sr)i-εNd(t)图解上, 三宫岩体Sr-Nd同位素变化范围落入东天山铜镍矿床Sr-Nd同位素变化范围内, 且其变化范围相对较小。

4　讨论

4.1岩浆源区特征及同化混染

三宫岩体相对富集轻稀土而明显亏损重稀土元素, 且轻重稀土元素之间的分馏程度明显大于东天山黄山、黄山东等矿床((La/Yb)N分别为1.2～4.6和1.02～3.65)(Zhou et al., 2004; 夏明哲等, 2010),重稀土元素之间也存在明显的分馏(图8a)。研究表明橄榄石和单斜辉石都相对富集重稀土元素, 斜长石的稀土元素配分曲线则呈近似水平状(杨学明等, 2000), 三宫岩体除三件辉长岩样品外, 其余样品均为单斜辉石和橄榄石的堆晶相, 其稀土元素含量主要受单斜辉石、橄榄石及二者之间填隙物的含量控制, Mao等(2014)对东天山黄山西矿床中橄榄石和单斜辉石中稀土元素含量分析表明二者重稀土元素含量普遍偏低, 且橄榄石中稀土元素含量多低于检测限, 这暗示这些样品的稀土元素含量主要受岩浆固结时橄榄石和辉石颗粒间的残余岩浆含量的控制,暗示轻稀土富集为岩体母岩浆的固有特征。各重稀土元素在单斜辉石/熔体之间的分配系数相近(杨学明等, 2000), 单斜辉石的分离结晶/堆晶对重稀土元素之间的分馏几乎没影响。橄榄石的分离结晶会导致重稀土元素之间发生一定程度的分馏, 但这种影响不足以造成如此程度的分馏, 因此认为三宫岩体中重稀土元素之间明显的分馏可能是岩浆源区存在石榴子石残留造成的。从图10a中可以看出三宫岩体与东天山地区黄山东、黄山等矿床岩浆源区相比,其岩浆源区为石榴子石稳定域。

表3　三宫岩体Sr、Nd同位素数据表Table 3　Sr, Nd isotope data of the Sangong intrusion

图7　三宫岩体及东天山典型铜镍矿床主量元素相关性图解(数据来源: Zhou et al, 2004; 毛启贵等, 2006;唐冬梅等, 2009; 夏明哲等, 2010; 焦建刚等, 2012; Tang et al., 2013; Sun et al., 2013)Fig. 7　Variations of whole rock composition in Sangong intrusion and other typical Ni-Cu deposits in Eastern Tianshan region (data sources: Zhou et al., 2004; MAO et al., 2006; TANG et al., 2009; XIA et al, 2010; JIAO et al., 2012; Tang et al., 2013; Sun et al., 2013)

图8　三宫岩体稀土和微量元素标准化图解(球粒陨石标准化值及原始地幔标准化值据McDonough and Sun, 1995)Fig. 8　Chondrite-normalized REE patterns and primitive-normalized trace element diagrams of Sangong intrusion (normalization values after McDonough and Sun, 1995)

图9　三宫岩体及国内典型铜镍矿床(87Sr/86Sr)i-εNd(t)图解(典型矿床数据来源: Zhou et al., 2004; 夏明哲等, 2010; 焦建刚等, 2012; 大洋地幔演化趋势线据文献Zindler and Hart, 1986; 新生代岛弧玄武岩Sr-Nd同位素数据引自公开发表数据: http://www.petdb.org)Fig. 9　Plots of whole rock (87Sr/86Sr)i-εNd(t) for Sangong and other typical deposits in China (typical deposit data sources: Zhou et al., 2004; XIA et al., 2010; JIAO et al., 2012; the oceanic mantle array after Zinder and Hart, 1986; the Sr-Nd isotope data of Cenozoic arc basalts in the world after a public database: http://www.petdb.org)

微量元素原始地幔标准化蛛网图上, 三宫岩体明显富集大离子亲石元素、而相对亏损高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常, 与东天山典型铜镍矿床微量元素特征相似, 表明其岩浆源区同样存在榍石、金红石及钛铁矿等矿物的残留。在Th/Zr-Nb/Zr图解(图10b)上显示三宫岩体岩浆源区主要遭受了熔体的交代作用而非俯冲流体的交代作用。综合以上特征, 我们认为三宫岩体岩浆源区由受早期熔体交代的岩石圈地幔和软流圈地幔物质组成, 岩石圈地幔在碰撞过程中由于较大的压力发生相变并在重力作用下拆沉, 在地幔较深部位发生部分熔融, 并与上涌的软流圈减压熔融形成的熔体混合, 共同决定了三宫岩体的原始岩浆成分, 这一过程与喀拉通克矿床较为相似(姜常义等, 2011)。

结合三宫岩体Sr-Nd同位素变化趋势, 假设三宫岩体原始岩浆Sr、Nd同位素端元为: εNd(t)=8.2, Nd含量为9.8×10-6, (87Sr/86Sr)i=0.702, Sr含量为97×10-6; 下地壳端元Sr、Nd同位素为: εNd(t)= -5, Nd含量为11×10-6, (87Sr/86Sr)i=0.708, Sr含量为348×10-6。通过模拟计算认为三宫岩体母岩浆上升过程中经历了约5％～10％左右的下地壳物质同化混染(图9), 与东天山黄山东、香山、二红洼等岩体的同化混染程度相似(夏明哲等, 2010; Tang et al., 2013; Sun et al., 2013)。

图10　岩浆源区性质判别图解(底图据Woodhead et al., 2001; Wang et al., 2002;典型矿床数据来源: Zhou et al, 2004; 夏明哲等, 2010; 焦建刚等, 2012)Fig. 10　Discrimination diagram for the magma source region (base map after Woodhead et al., 2001; Wang et al., 2002; typical deposit data sources: Zhou et al., 2004; XIA et al., 2010; JIAO et al., 2012)

4.2岩体含矿性分析及对区域Ni-Cu找矿的启示

通过系统对比三宫岩体与东天山典型铜镍矿床之间的年代学、岩石地球化学特征可在一定程度上为评价其含矿性提供依据。目前尽管对东天山典型铜镍矿床形成构造背景仍存在分歧, 高精度的年代学研究表明这些典型矿床形成年龄大都在280 Ma左右(韩宝福等, 2004; 孙涛等, 2010; Qin et al., 2011; Sun et al., 2013; 王亚磊等, 2015), 因此从年代学角度而言, ～280 Ma是东天山地区形成铜镍矿床的有利时期。三宫岩体锆石U-Pb年龄为(281.7±2.6) Ma, 与东天山铜镍矿集中爆发期基本一致, 有利于其形成铜镍矿。通过系统对比三宫岩体与东天山典型铜镍矿床的岩石地球化学特征, 发现与其它典型赋矿岩体母岩浆在演化过程中都发生了橄榄石、辉石和斜长石的分离结晶作用, 且母岩浆的同化混染程度相似, 这些特征也暗示三宫岩体具备形成铜镍矿的潜力。在三宫岩体局部钻孔中发现有零星的硫化物, 表明其母岩浆演化过程中曾发生过硫化物的熔离作用, 进一步证明了其具有一定的铜镍成矿潜力。尽管从年代学、岩石地球化学等角度都表明三宫岩体具有一定的铜镍成矿潜力, 但实际的勘查中仅在局部钻孔中发现了零星的硫化物,并未发现具有工业价值的铜镍矿体, 导致这一现象的原因可能是: ①岩体仅发生了少量的硫化物熔离,不足以形成具有工业价值的矿体; ②矿体仍位于岩体深部, 已有钻探工程未打到其工业矿体。通过系统的野外观察及相应的岩石地球化学方面的研究,我们更倾向于第二种可能。在目前的勘探程度下,三宫岩体中已知基性程度最高的岩石类型为含长橄榄辉石岩, 与东天山已知铜镍矿床赋矿岩体相比,其基性程度明显偏低, 在MgO-Cu/Zr图解上(图7f),东天山已知典型铜镍矿床中存在明显硫化物堆积样品的MgO含量明显大于三宫岩体, 且同一矿床中MgO与Cu/Zr比值具有一定的正相关性, 表明该区铜镍矿床的矿体主要赋存在基性程度较高的岩石中(秦克章等, 2012), 三宫岩体中如果存在工业矿体,更可能赋存于基性程度更高的岩石中。目前已施工的钻孔多位于岩体上盘, 可能未打到岩体的中、下部, 这可能是导致所见岩石基性程度较低且未发现主矿体的主要原因, 因此我们认为三宫岩体仍具有继续寻找铜镍矿的潜力。

东天山地区已发现的早二叠世铜镍矿床(如黄山、黄山东、香山、土墩等)主要受康古尔塔格—黄山深大断裂控制; 其次大草滩断裂和中天山北缘阿其克库都克—沙泉子断裂也是重要的铜镍控岩控矿构造(图1), 目前该区铜镍矿勘查工作也主要围绕这三条断裂带两侧开展。本文报道的三宫铜镍矿化岩体距离以上三条铜镍矿主要控矿断裂都较远, 位于哈尔里克山南坡, 与牛毛泉磁铁矿床产于同一构造单元内。之前一些学者认为哈尔里克主体为泥盆纪岛弧或弧后盆地(王赐银等, 1996; 李锦轶等, 2006), 近几年随着对该区地层、侵入岩及古生物化石等进一步的研究表明其主体为中奥陶—早志留世岩浆弧(曹福根等, 2006; 郭华春等, 2006; 孙桂华2007; 马星华等, 2015), 但具体是卡拉麦里洋向南高角度俯冲(万博等, 2006; 马星华等, 2015), 还是康古尔洋向北俯冲形成的仍存在较大争议(李锦轶等, 2006; 孙桂华, 2007)。哈尔里克山南坡大量发育石炭世玄武岩-玄武安山岩-安山岩-英安岩-流纹岩火山岩组合, 岩石地球化学研究表明该套火山岩形成于火山弧环境(万博等, 2006; 赵同阳等, 2014),可能为其南侧康古尔洋向北俯冲的产物(孙桂华等, 2005; 赵同阳等, 2014)。晚石炭—早二叠世, 哈尔里克地区发育大量的高钾钙碱性花岗岩(赵明等, 2002;汪传胜等, 2009; 陈希希和舒良树, 2010)和闪长岩(孙桂华等, 2005), 并在小堡花岗岩体发现同时发育有基性岩墙群和碱性花岗岩, 构成后碰撞伸展初始阶段三组合地质标志(陈希希和舒良树, 2010), 这些证据表明在晚石炭—早二叠纪哈尔里克地区开始进入后碰撞伸展环境。前人通过对新疆北部已知典型铜镍矿床进行系统研究表明, 其形成构造背景多为后碰撞伸展环境(王京彬等, 2008; 夏明哲等, 2010;姜常义等, 2011), 表明该区后碰撞伸展环境是形成铜镍矿的有利环境, 哈尔里克地区晚石炭—早二叠世恰好处于后碰撞伸展环境, 且已发现了具有铜镍矿化的三宫镁铁-超镁铁岩体, 这表明哈尔里克地区也可能具有寻找早二叠世铜镍矿床的潜力。

5　结论

(1)三宫岩体含长橄榄辉石岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(281.7±2.6) Ma, 是早二叠世幔源岩浆活动的产物, 形成时代与东天山黄山东、黄山等典型矿床一致。

(2)三宫铜镍矿化岩体主量元素成分主要受橄榄石和单斜辉石含量的控制; 岩石轻重稀土元素之间分馏作用明显, 普遍富集大离子亲石元素, 具有明显的Nb、Ta、Ti负异常; 岩浆源区由早期遭受了明显熔体交代的岩石圈地幔和软流圈地幔物质组成,部分熔融主要发生在石榴子石稳定域内, 母岩浆上升过程中遭受约10％下地壳物质混染。

(3)通过综合区域构造演化历史, 认为哈尔里克地区早二叠世处于后碰撞伸展环境, 三宫岩体即为该背景下幔源岩浆活动的产物, 这初步表明哈尔里克地区也具有寻找早二叠世铜镍矿床的可能。

致谢: 长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室王柱命、何克、谭细绢老师在样品测试过程中提供了宝贵的支持和指导; 两位匿名审稿专家提出了宝贵的修改意见和建议, 在此也表示诚挚的感谢。

Acknowledgements:

This study was supported by the Special Fund for Land and Resources Scientific Research in the Public Interest (No. 201511020), and National Natural Science Foundation of China (No. 41302052).

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Chronological and Geochemical Characteristics of Sangong Cu-Ni Mineralization Intrusion in Eastern Tianshan of Xinjiang and Their Implications for Cu-Ni Mineralization

WANG Ya-lei1), ZHANG Zhao-wei1), YIN Xi-wen2), LI Kan1), YOU Min-xin1), WANG Bo-lin3)
1) MLR Key Laboratory of Genesis and Exploration of Magmatic Ore Deposits, Xi'an Center of Geological Survery,
Xi'an, Shaanxi 710054; 2) No. 704 Geological Party, Xinjiang Geological Exploration Bureau for Nonferrous Metals, Hami, Xinjiang 839000; 3) School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083

The Sangong Ni-Cu mineralization intrusion is a newly-discovered intrusion located in the eastern section of Harlik Mountain, Eastern Tianshan Mountains. The intrusion was emplaced in biotite granite and granodiorite and mainly consists of gabbro, plagioclase pyroxenite and plagioclase-bearing olivine pyroxenite. Zircon LA-ICP-MS U-Pb age of plagioclase-bearing olivine pyroxenite is (281.7±2.6) Ma, indicating that the mafic intrusion was formed in the Early Permian. The values of MgO and FeOTshow positive correlation, and there is a negative relationship between MgO and SiO2, CaO, Al2O3, implying that the major element compositions are mainly controlled by the abundances of olivine and pyroxenes. The chondrite-normalized REE patterns show significant enrichment of light REE relative to heavy REE ((La/Yb)N=5.02～7.04). Most of the mafic rocks are characterized by positive Eu anomalies. The rocks are enriched in LILE (Cs, Sr, Ba) and depleted in HFSE (Nb, Ta, Ti). Sr-Nd isotopic simulation indicates that the parental magma of the rocks experienced about 10％ contamination of lower crust material. The magma source was replaced by melt fluid, and partial melting mainly occurred in the granet stability field. The chronological and geochemical characteristics, together with regional evolution history of Harlik Mountain, indicate that the Sangong Cu-Ni mineralization intrusion might be the product of post-collision extension. The Harlik area may have a huge potential for Cu-Ni ore exploration.

Sangong Cu-Ni mineralization intrusion; zircon U-Pb dating; magma source; prospecting potential; Harlik

P618.63; P588.125; P597.1

A

10.3975/cagsb.2016.06.05

本文由国土资源部公益性行业科研专项(编号: 201511020)和国家自然科学基金项目(编号: 41302052)联合资助。

2016-04-20; 改回日期: 2016-05-18。责任编辑: 闫立娟。

王亚磊, 男, 1986年生。硕士, 助理研究员。主要从事岩浆矿床成矿与找矿研究。通讯地址: 710054, 西安市友谊东路438号。E-mail: wangyalei1986@126.com。