新疆北山地区早二叠世启鑫镁铁-超镁铁质岩体岩石成因及硫化物熔离富集过程研究

In order to establish the possible linkage with mantle source composition, magma evolution and abundant sulfide enrichment, this project chooses the recently discovered Qixin Ni–Cu sulfide deposit in the eastern Baishan region as the subject investigated. This project is proposed to conduct a systematic field investigation and zircon/baddeleyite U-Pb isotopic data, in order to constrain the intrusive sequence and formation age of the intrusion associated with Cu-Ni mineralization. Based on detailed microscope observation, we will carry out in situ mineral elemental chemistry and S isotopic composition analysis, and Platinum-group element as well as Hf-Os-O-Mg isotopic analysis of both whole rocks and mineral separates. These results allow us to shed new light on the composition of parental magma, and the nature of their possible source, segregation and accumulation of sulfide. The application will be a supplemental support to evaluate the Cu-Ni sulfide metallogenesis in the Beishan district. In combined with previous studies, we could provide constraints on geodynamic processes in the area. The application also should contribute to a better understanding of metallogenic theory of the Ni–Cu sulfide deposit associated with mafic-ultramafic intrusion.

为研究岩浆铜镍硫化物成矿过程中地幔源区组成和岩浆演化与巨量硫化物富集的潜在联系，本项目拟以北山地区东段新近发现的启鑫铜镍硫化物矿床为对象，在系统的野外调查基础上，利用锆石/斜锆石U-Pb同位素测年方法，厘定与成矿密切相关的镁铁-超镁铁质岩体不同岩相的侵入顺序和形成时代。通过详细的显微观察，结合矿物元素地球化学和S同位素微区分析以及全岩或单矿物的铂族元素和Hf-Os-O-Mg同位素的综合研究，阐明该岩体原始岩浆组成和地幔源区性质，揭示其硫化物熔离和富集机制。本项目研究内容是对北山地区铜镍硫化物成矿作用的重要补充，并结合北山及邻区已有的相关研究成果，为深入理解北山地区该时期成岩成矿的深部地球动力学过程提供新的科学依据。该研究的开展有望为与镁铁-超镁铁质岩体有关的铜镍硫化物成矿作用的提供重要信息。

为研究岩浆铜镍硫化物成矿过程中地幔源区组成和岩浆演化与巨量硫化物富集的潜在联系，本项目以北山地区东段新近发现的启鑫铜镍硫化物矿床为主要对象，并对位于同一地区的坡一和坡东铜镍硫化物矿床和西南山贫矿镁铁-超镁铁质岩石进行了对比研究。高精度锆石U-Pb测年显示上述四个镁铁-超镁铁质岩体均形成于早二叠世（294 Ma-272 Ma），其中启鑫岩体的形成时代相对偏老，现有的研究成果显示其为北山地区较古老的与铜镍硫化物成矿有关的镁铁-超镁铁质岩体。岩相学特征和硅酸盐矿物化学组成表明上述岩体的母岩浆具有类似的原始岩浆组成，为地幔部分熔融程度较高的大陆拉斑玄武质岩浆，并且经历了分离结晶和堆晶作用。尖晶石矿物化学组成表明启鑫和坡一的岩浆呈现相对氧化的环境，而坡东含矿岩岩浆处于相对还原环境。上述四个镁铁-超镁铁质岩体均来自俯冲流体交代的尖晶石岩石圈地幔，并受到不同程度的地壳物质混染。现有的研究表明母岩浆的组成与地壳物质的加入是硫化物的熔离的关键因素。启鑫镁铁-超镁铁质岩石的PGE含量较为亏损，可能是硫化物在深部熔离的结果。上述研究表明北山地区具有较大铜镍成矿的潜力，虽然这类铜镍硫化物矿床存在一定的成矿差异性，但是其可作为重要Ni成矿勘查的重要靶区。