甘肃龙首山地区与铜镍成矿有关的幔源岩浆事件重建

华北陆块西南缘的龙首山地区以产出金川超大型铜镍硫化物岩浆矿床而著名。前人认为金川外围镁铁-超镁铁质岩体可能是金川超镁铁质岩体深部同源不含矿岩浆形成，即同期岩浆事件。近年来，我们利用单颗粒锆石U-Pb定年，发现金川矿床与其附近的镁铁-超镁铁质岩体为同期岩浆事件形成:金川岩体成岩年龄为831.8±0.6 Ma，茅草泉岩体成岩年龄为833.8±4Ma，源区具有富集地幔特征；金川外围藏布台、青井子是新的岩体群，其辉长岩相的锆石U-Pb年龄为2242±37 Ma，源区为亏损地幔特征。本次研究按岩体群的思想，选择金川外围不同岩体群中代表性的镁铁-超镁铁质岩体，开展单颗粒锆石测年，并应用矿物学、岩石学、岩石地球化学和矿床地球化学方法深入研究岩浆源区、岩石成因、岩浆演化与矿化特征，重建龙首山地区幔源岩浆事件和地质背景；并根据含矿岩体与不含矿岩体对比，建立本区寻找金川式铜镍矿的找矿标志。

本项目对甘肃龙首山地区金川铜镍矿床及其外围镁铁超镁铁质岩体开展了大量岩石学、岩相学、年代学和地球化学方面的研究。初步获得以下成果: .① 金川脉岩421.3±3Ma，小口子284±4Ma，西井421±9Ma，北海子374±4Ma，野芨里291±5Ma的锆石年龄，金川外围暂时没有发现与金川铜镍矿床同期的岩体，发现金川矿床北部存在中亚造山后伸展背景下的地幔岩浆活动（野芨里和小口子岩体），金川矿床西南部存在祁连造山后伸展背景下的地幔岩浆活动（西井岩体）。 .② 对金川铜镍矿床的铂族元素系统分析，基于富铜矿石的空间分布、矿石结构、硫化物组合、铂族元素地球化学的研究，提出了富铜矿石的成因为硫化物发生单硫化物固溶体结晶，在重力分异或构造扰动下，富铜铂钯的残余硫化物在局部聚集成矿；同时系统研究了金川铜镍矿床中铂族元素分布规律，模拟了不同类型矿石中铂族元素的成矿过程。.③ 金川附近的茅草泉镁铁-超镁铁质岩体中单颗粒锆石U-Pb年龄为（832.5±1.5）Ma，与金川超镁铁质岩体中锆石U-Pb年龄（831.8±0.6）Ma在误差范围内一致。岩石地球化学数据显示，金川岩体与茅草泉岩体都属于亚碱性拉斑玄武岩浆系列，微量及稀土元素配分曲线平行，变化趋势相似，属于右倾型，具有Nb、Ta负异常；Cu/Zr比值显示过渡变化特征，Cu/Ni比值都小于1，原始地幔标准化的铂族元素配分曲线平行过渡。同位素地球化学数据显示，样品具有高正εSr(t)值，低的εNd(t)值，较低的206Pb/204Pb值，指示岩浆源区为EMⅠ型富集岩石圈地幔。多种方法证明了金川、茅草泉岩体具有同期同源岩浆演化特征，茅草泉小岩体群可能是金川母岩浆先期侵入岩相，为金川矿床的形成贡献了亲铁元素与橄榄石成分。.④ 对金川铜镍矿床西部的西井岩体、东部的小口子岩体、北部的野芨里岩体、南部的北海子岩体分别开展了岩石学、岩相学、年代学和地球化学研究，评价了成矿潜力，证明西井与小口子岩体没有经历过硫化物熔离作用，没有成矿潜力；野芨里和北海子岩体经历了硫化物熔离过程，具有较好的成矿潜力。