東天山三宮銅鎳礦化巖體年代學(xué)、巖石地球化學(xué)特征及對(duì)Cu-Ni找礦的啟示

王亞磊, 張照偉, 尹希文, 李　侃, 尤敏鑫, 王博林

1)國(guó)土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安地質(zhì)調(diào)查中心, 陜西西安 710054; 2)新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局704大隊(duì), 新疆哈密 839000; 3)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院, 北京 100083

東天山三宮銅鎳礦化巖體年代學(xué)、巖石地球化學(xué)特征及對(duì)Cu-Ni找礦的啟示

王亞磊1), 張照偉1), 尹希文2), 李侃1), 尤敏鑫1), 王博林3)

1)國(guó)土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安地質(zhì)調(diào)查中心, 陜西西安 710054; 2)新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局704大隊(duì), 新疆哈密 839000; 3)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院, 北京 100083

三宮巖體是近幾年新發(fā)現(xiàn)的銅鎳礦化鎂鐵-超鎂鐵巖體, 位于哈爾里克山東段。巖石類型主要為輝長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)輝石巖和含長(zhǎng)橄欖輝石巖, 局部有零星銅鎳礦化。鋯石U-Pb諧和年齡為(281.7±2.6) Ma, 表明巖體形成于早二疊世。樣品MgO與FeOT呈正相關(guān)關(guān)系, 與CaO、SiO2和Al2O3之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系, 巖體主量元素成分主要受橄欖石和單斜輝石含量的控制; 樣品明顯富集輕稀土元素(La/Yb)N=5.02～7.04, 重稀土元素之間具有明顯的分餾(Gd/Yb)N=2.36～2.87, δEu為0.98～1.09多具弱的正銪異常, 富集大離子親石元素(Cs、Sr、Ba), 相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素, 具明顯的Nb、Ta、Ti負(fù)異常。Sr-Nd同位素模擬計(jì)算表明母巖漿上升過程中遭受了約10％的下地殼物質(zhì)混染。巖漿源區(qū)遭受了明顯的熔體交代作用, 部分熔融主要發(fā)生在石榴子石穩(wěn)定域。綜合區(qū)域構(gòu)造演化歷史認(rèn)為三宮巖體形成于后碰撞伸展環(huán)境, 該巖體的發(fā)現(xiàn)初步表明哈爾里克地區(qū)也具有尋找早二疊世銅鎳礦的潛力。

三宮銅鎳礦化巖體; 鋯石U-Pb年代學(xué); 巖漿源區(qū); 找礦潛力; 哈爾里克

東天山地區(qū)發(fā)育有大量與巖漿作用相關(guān)的礦床(孫敬博等, 2012; 張?jiān)鼋艿? 2012), 是中國(guó)第三大鎳資源儲(chǔ)備基地, 已發(fā)現(xiàn)圖拉爾根、葫蘆、黃山東、黃山、黃山南、香山、土墩和白鑫灘等銅鎳硫化物礦床(圖1)。前人對(duì)該區(qū)典型銅鎳礦床的形成時(shí)代、構(gòu)造背景、成礦作用過程及成礦潛力等進(jìn)行了詳細(xì)的研究(Zhou et al., 2004; 夏明哲等, 2010; Tang et al., 2013; Sun et al., 2013; 毛亞晶等, 2014;王亞磊等, 2015), 認(rèn)為該區(qū)仍有較大的銅鎳找礦潛力(孫濤等, 2014)。近年來不斷有一些新的礦床和銅鎳礦化巖體被發(fā)現(xiàn), 如白鑫灘礦床、路北礦床、圪塔山口銅鎳礦化巖體、紅石崗北銅鎳礦化巖體和三宮銅鎳礦化巖體(馮宏業(yè)等, 2014; 王亞磊等, 2015),這些找礦成果進(jìn)一步證實(shí)了該區(qū)巨大的銅鎳找礦潛力。東天山主要銅鎳礦床和鎂鐵-超鎂鐵巖體主要沿康古爾—黃山深大斷裂分布, 近年來的銅鎳礦勘查工作也主要圍繞該深大斷裂兩側(cè)開展, 但新發(fā)現(xiàn)的三宮銅鎳礦化巖體產(chǎn)于哈爾里克山東段(圖2), 與其它典型銅鎳礦床產(chǎn)出位置明顯不同。除了產(chǎn)出位置不同外, 其成巖時(shí)代、巖石地球化學(xué)特征、巖漿源區(qū)性質(zhì)及產(chǎn)出構(gòu)造背景是否也與東天山其它典型銅鎳礦有明顯差異？該巖體目前僅發(fā)現(xiàn)有零星的銅鎳礦化, 是否仍具有進(jìn)一步勘查的必要？該巖體的發(fā)現(xiàn)對(duì)東天山地區(qū)下一步銅鎳礦勘查工作有何指導(dǎo)意義？為解決上述問題, 我們對(duì)三宮巖體開展了巖相學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、巖石地球化學(xué)及Sr-Nd同位素方面的研究工作, 并與東天山其它典型銅鎳礦床進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比研究, 為進(jìn)一步評(píng)價(jià)巖體含礦性提供依據(jù)。

圖1　東天山區(qū)域地質(zhì)圖及典型銅鎳礦床分布Fig. 1　Simplified regional geological map of East Tianshan Mountains showing typical Ni-Cu deposits in this region

圖2　哈爾里克山區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)孫桂華, 2007修改)Fig. 2　Geological map of the Harlik orogenic belt (modified after SUN, 2007)

圖3　三宮巖體野外宏觀地質(zhì)特征Fig. 3　Macroscopic field geological characteristics of Sangong intrusion

圖4　三宮巖體顯微照片F(xiàn)ig. 4　Microphotograph of Sangong intrusiona, b-輝長(zhǎng)巖; c-斜長(zhǎng)輝石巖; d-含長(zhǎng)橄欖輝石巖; Ol-橄欖石; Chr-鉻鐵礦; Mag-磁鐵礦; Cpx-單斜輝石; Pl-斜長(zhǎng)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　巖體特征

三宮巖體位于哈爾里克山東段南緣, 巖體走向45°, 北傾, 沿走向長(zhǎng)約2 km, 寬100～300 m, 宏觀上呈負(fù)地形, 地表“球狀風(fēng)化”發(fā)育(圖3a, b)。巖體北東側(cè)圍巖為鉀長(zhǎng)花崗巖, 從野外宏觀接觸關(guān)系推斷花崗巖體早于三宮巖體(圖3c)。地表出露的主要巖石類型為輝長(zhǎng)巖和斜長(zhǎng)輝石巖, 鉆孔中見有含長(zhǎng)橄欖輝石巖, 局部見少量硫化物(圖3d)。輝長(zhǎng)巖中斜長(zhǎng)石多呈自形的長(zhǎng)條狀或板狀, 輝石主要為單斜輝石, 為自形-半自形粒狀, 含少量鉻鐵礦(圖4a)和橄欖石(圖4b), 鉻鐵礦被單斜輝石包裹(圖4a),部分樣品中輝石被角閃石和黑云母交代(圖4b)。斜長(zhǎng)輝石巖中斜長(zhǎng)石呈自形的板條狀, 硫化物主要沿輝石顆粒邊部分布, 少量的橄欖石填充于輝石和斜長(zhǎng)石顆粒間(圖4c)。含長(zhǎng)橄欖輝石巖蝕變較強(qiáng), 輝石發(fā)生了明顯的透閃石化和綠泥石化, 部分橄欖石顆粒幾乎全部蛇紋石化, 析出的粉塵狀磁鐵礦沿橄欖石裂隙分布(圖4d)。依據(jù)礦物之間的相互包裹關(guān)系, 推測(cè)造巖礦物開始結(jié)晶的先后順序?yàn)殂t鐵礦→橄欖石→單斜輝石→斜長(zhǎng)石→角閃石、黑云母, 單斜輝石是主要的結(jié)晶相。

2　樣品采集及測(cè)試方法

樣品均取自鉆孔巖芯, 用于鋯石U-Pb定年的巖石為含長(zhǎng)橄欖輝石巖, 見有零星硫化物。鋯石U-Pb定年在西安地質(zhì)調(diào)查中心國(guó)土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成, 采用193 nmArF準(zhǔn)分子(excimer)激光器的GeoLas200M剝蝕系統(tǒng), ICP-MS為Agilent7700, 激光束斑直徑36 μm, 以GJ-1為年齡標(biāo)樣, SRM610為元素含量標(biāo)樣進(jìn)行校正, 普通鉛校正依據(jù)實(shí)測(cè)204Pb進(jìn)行校正, 數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDatacal(9.2)軟件, 年齡結(jié)果采用ISOPLOT程序計(jì)算。主量和微量元素分析在長(zhǎng)安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。主量元素分析采用3080E型X熒光光譜儀完成。微量元素分析采用美國(guó)X-7型ICP-MS測(cè)定。全巖Sr、Nd同位素前處理在長(zhǎng)安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成, 具體Sr、Nd分離方法見文獻(xiàn)(宗春蕾等, 2012), Sr、Nd同位素測(cè)試在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

3　分析結(jié)果

3.1鋯石U-Pb年代學(xué)

三宮巖體鋯石多呈短柱狀, 長(zhǎng)100～200 μm, 無色透明, 與大多數(shù)鎂鐵-超鎂鐵巖中鋯石特征一致,陰極發(fā)光顯示鋯石生長(zhǎng)環(huán)帶較明顯(圖5)。19個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。鋯石U、Th含量分別介于50×10-6～614×10-6, 52×10-6～928×10-6之間, Th/U比值為0.53～2.59, 多數(shù)大于1, 表明鋯石為巖漿成因, 其年齡可代表巖體的成巖年齡。鋯石U-Pb年齡諧和圖上, 數(shù)據(jù)點(diǎn)均位于諧和線附近, 諧和年齡為(281.7±2.6) Ma(圖6a),206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(279±3.0) Ma(圖6b), 表明三宮巖體形成于早二疊世, 與東天山地區(qū)黃山東、黃山等典型銅鎳礦床形成時(shí)代一致(韓寶福等, 2004; 王亞磊等, 2015)。

圖5　三宮巖體鋯石陰極發(fā)光圖像Fig. 5　CL images of zircon of the Sangong intrusion

圖6　三宮巖體鋯石U-Pb年齡圖解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?cái)?shù)據(jù)見表2。樣品SiO2含量介于41.88％～49.61％之間, 屬基性-超基性巖, FeOT含量為9.82％～17.77％, MgO含量為6.51％～23.36％, Mg#值為0.54～0.73。樣品LOI(燒失量)較低(0.26％～2.87％), 表明蝕變程度整體較弱。主量元素相關(guān)性圖解上(圖7), MgO與SiO2、CaO和TiO2之間均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖7a, c, d), 與FeOT之間呈正相關(guān)關(guān)系(圖7b)。在MgO含量相同的情況下, 三宮巖體的SiO2、CaO和Al2O3含量與其它礦床相似, 但其FeOT和TiO2含量明顯偏高(圖7b, e)。在MgO-Cu/Zr圖解上, Cu/Zr比值多小于1, 表明其含礦性較差。

樣品的∑REE變化范圍為87.74×10-6～154.39×10-6, 稀土元素配分曲線呈輕稀土明顯富集的右傾型((La/Yb)N=5.02～7.40)(圖8a)。(La/Sm)N比值為1.61～2.15, (Gd/Yb)N比值為2.36～2.87, 表明輕、重稀土元素內(nèi)部也存在明顯的分餾。δEu為0.98～1.09, 大多數(shù)樣品具有弱的正Eu異常, 與樣品中存在少量的斜長(zhǎng)石有關(guān)。相對(duì)富集大離子親石元素(Cs、Ba、Sr), 而虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb、Ta、Zr、Hf), 具明顯的Nb、Ta、Ti負(fù)異常(圖8b)。

表1　三宮銅鎳礦化巖體含長(zhǎng)橄欖輝石巖鋯石La-ICP-MS U-Pb 年齡測(cè)定結(jié)果Table1　La-ICP-MS U-Pb dating results of plagioclase of plagioclass wehrlite in Sangong Ni-Cu bearing intrusion

表2　三宮巖體樣品主量(％)和微量元素(×10-6)分析結(jié)果Table 2　Major (％) and trace element (×10-6) analyses of Sangong intrusion

3.3Sr、Nd同位素

Sr、Nd同位素分析數(shù)據(jù)見表3。5個(gè)樣品的(87Sr/86Sr)i=0.703 26～0.703 57, 平均值為0.703 41,接近洋中脊玄武巖(MORB)的初始值(0.702 29～0.703 16)。εNd(t)=+6.71 ～ +7.37(t=281 Ma), 平均值為+7.03, 表明其巖漿源區(qū)為虧損地幔。在(87Sr/86Sr)i-εNd(t)圖解上, 三宮巖體Sr-Nd同位素變化范圍落入東天山銅鎳礦床Sr-Nd同位素變化范圍內(nèi), 且其變化范圍相對(duì)較小。

4　討論

4.1巖漿源區(qū)特征及同化混染

三宮巖體相對(duì)富集輕稀土而明顯虧損重稀土元素, 且輕重稀土元素之間的分餾程度明顯大于東天山黃山、黃山東等礦床((La/Yb)N分別為1.2～4.6和1.02～3.65)(Zhou et al., 2004; 夏明哲等, 2010),重稀土元素之間也存在明顯的分餾(圖8a)。研究表明橄欖石和單斜輝石都相對(duì)富集重稀土元素, 斜長(zhǎng)石的稀土元素配分曲線則呈近似水平狀(楊學(xué)明等, 2000), 三宮巖體除三件輝長(zhǎng)巖樣品外, 其余樣品均為單斜輝石和橄欖石的堆晶相, 其稀土元素含量主要受單斜輝石、橄欖石及二者之間填隙物的含量控制, Mao等(2014)對(duì)東天山黃山西礦床中橄欖石和單斜輝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, 且橄欖石中稀土元素含量多低于檢測(cè)限, 這暗示這些樣品的稀土元素含量主要受巖漿固結(jié)時(shí)橄欖石和輝石顆粒間的殘余巖漿含量的控制,暗示輕稀土富集為巖體母巖漿的固有特征。各重稀土元素在單斜輝石/熔體之間的分配系數(shù)相近(楊學(xué)明等, 2000), 單斜輝石的分離結(jié)晶/堆晶對(duì)重稀土元素之間的分餾幾乎沒影響。橄欖石的分離結(jié)晶會(huì)導(dǎo)致重稀土元素之間發(fā)生一定程度的分餾, 但這種影響不足以造成如此程度的分餾, 因此認(rèn)為三宮巖體中重稀土元素之間明顯的分餾可能是巖漿源區(qū)存在石榴子石殘留造成的。從圖10a中可以看出三宮巖體與東天山地區(qū)黃山東、黃山等礦床巖漿源區(qū)相比,其巖漿源區(qū)為石榴子石穩(wěn)定域。

表3　三宮巖體Sr、Nd同位素?cái)?shù)據(jù)表Table 3　Sr, Nd isotope data of the Sangong intrusion

圖7　三宮巖體及東天山典型銅鎳礦床主量元素相關(guān)性圖解(數(shù)據(jù)來源: Zhou et al, 2004; 毛啟貴等, 2006;唐冬梅等, 2009; 夏明哲等, 2010; 焦建剛等, 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)

圖8　三宮巖體稀土和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值及原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)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)

圖9　三宮巖體及國(guó)內(nèi)典型銅鎳礦床(87Sr/86Sr)i-εNd(t)圖解(典型礦床數(shù)據(jù)來源: Zhou et al., 2004; 夏明哲等, 2010; 焦建剛等, 2012; 大洋地幔演化趨勢(shì)線據(jù)文獻(xiàn)Zindler and Hart, 1986; 新生代島弧玄武巖Sr-Nd同位素?cái)?shù)據(jù)引自公開發(fā)表數(shù)據(jù): 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)

微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上, 三宮巖體明顯富集大離子親石元素、而相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素,具有明顯的Nb、Ta、Ti負(fù)異常, 與東天山典型銅鎳礦床微量元素特征相似, 表明其巖漿源區(qū)同樣存在榍石、金紅石及鈦鐵礦等礦物的殘留。在Th/Zr-Nb/Zr圖解(圖10b)上顯示三宮巖體巖漿源區(qū)主要遭受了熔體的交代作用而非俯沖流體的交代作用。綜合以上特征, 我們認(rèn)為三宮巖體巖漿源區(qū)由受早期熔體交代的巖石圈地幔和軟流圈地幔物質(zhì)組成, 巖石圈地幔在碰撞過程中由于較大的壓力發(fā)生相變并在重力作用下拆沉, 在地幔較深部位發(fā)生部分熔融, 并與上涌的軟流圈減壓熔融形成的熔體混合, 共同決定了三宮巖體的原始巖漿成分, 這一過程與喀拉通克礦床較為相似(姜常義等, 2011)。

結(jié)合三宮巖體Sr-Nd同位素變化趨勢(shì), 假設(shè)三宮巖體原始巖漿Sr、Nd同位素端元為: εNd(t)=8.2, Nd含量為9.8×10-6, (87Sr/86Sr)i=0.702, Sr含量為97×10-6; 下地殼端元Sr、Nd同位素為: εNd(t)= -5, Nd含量為11×10-6, (87Sr/86Sr)i=0.708, Sr含量為348×10-6。通過模擬計(jì)算認(rèn)為三宮巖體母巖漿上升過程中經(jīng)歷了約5％～10％左右的下地殼物質(zhì)同化混染(圖9), 與東天山黃山東、香山、二紅洼等巖體的同化混染程度相似(夏明哲等, 2010; Tang et al., 2013; Sun et al., 2013)。

圖10　巖漿源區(qū)性質(zhì)判別圖解(底圖據(jù)Woodhead et al., 2001; Wang et al., 2002;典型礦床數(shù)據(jù)來源: Zhou et al, 2004; 夏明哲等, 2010; 焦建剛等, 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巖體含礦性分析及對(duì)區(qū)域Ni-Cu找礦的啟示

通過系統(tǒng)對(duì)比三宮巖體與東天山典型銅鎳礦床之間的年代學(xué)、巖石地球化學(xué)特征可在一定程度上為評(píng)價(jià)其含礦性提供依據(jù)。目前盡管對(duì)東天山典型銅鎳礦床形成構(gòu)造背景仍存在分歧, 高精度的年代學(xué)研究表明這些典型礦床形成年齡大都在280 Ma左右(韓寶福等, 2004; 孫濤等, 2010; Qin et al., 2011; Sun et al., 2013; 王亞磊等, 2015), 因此從年代學(xué)角度而言, ～280 Ma是東天山地區(qū)形成銅鎳礦床的有利時(shí)期。三宮巖體鋯石U-Pb年齡為(281.7±2.6) Ma, 與東天山銅鎳礦集中爆發(fā)期基本一致, 有利于其形成銅鎳礦。通過系統(tǒng)對(duì)比三宮巖體與東天山典型銅鎳礦床的巖石地球化學(xué)特征, 發(fā)現(xiàn)與其它典型賦礦巖體母巖漿在演化過程中都發(fā)生了橄欖石、輝石和斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用, 且母巖漿的同化混染程度相似, 這些特征也暗示三宮巖體具備形成銅鎳礦的潛力。在三宮巖體局部鉆孔中發(fā)現(xiàn)有零星的硫化物, 表明其母巖漿演化過程中曾發(fā)生過硫化物的熔離作用, 進(jìn)一步證明了其具有一定的銅鎳成礦潛力。盡管從年代學(xué)、巖石地球化學(xué)等角度都表明三宮巖體具有一定的銅鎳成礦潛力, 但實(shí)際的勘查中僅在局部鉆孔中發(fā)現(xiàn)了零星的硫化物,并未發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)價(jià)值的銅鎳礦體, 導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是: ①巖體僅發(fā)生了少量的硫化物熔離,不足以形成具有工業(yè)價(jià)值的礦體; ②礦體仍位于巖體深部, 已有鉆探工程未打到其工業(yè)礦體。通過系統(tǒng)的野外觀察及相應(yīng)的巖石地球化學(xué)方面的研究,我們更傾向于第二種可能。在目前的勘探程度下,三宮巖體中已知基性程度最高的巖石類型為含長(zhǎng)橄欖輝石巖, 與東天山已知銅鎳礦床賦礦巖體相比,其基性程度明顯偏低, 在MgO-Cu/Zr圖解上(圖7f),東天山已知典型銅鎳礦床中存在明顯硫化物堆積樣品的MgO含量明顯大于三宮巖體, 且同一礦床中MgO與Cu/Zr比值具有一定的正相關(guān)性, 表明該區(qū)銅鎳礦床的礦體主要賦存在基性程度較高的巖石中(秦克章等, 2012), 三宮巖體中如果存在工業(yè)礦體,更可能賦存于基性程度更高的巖石中。目前已施工的鉆孔多位于巖體上盤, 可能未打到巖體的中、下部, 這可能是導(dǎo)致所見巖石基性程度較低且未發(fā)現(xiàn)主礦體的主要原因, 因此我們認(rèn)為三宮巖體仍具有繼續(xù)尋找銅鎳礦的潛力。

東天山地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的早二疊世銅鎳礦床(如黃山、黃山東、香山、土墩等)主要受康古爾塔格—黃山深大斷裂控制; 其次大草灘斷裂和中天山北緣阿其克庫(kù)都克—沙泉子斷裂也是重要的銅鎳控巖控礦構(gòu)造(圖1), 目前該區(qū)銅鎳礦勘查工作也主要圍繞這三條斷裂帶兩側(cè)開展。本文報(bào)道的三宮銅鎳礦化巖體距離以上三條銅鎳礦主要控礦斷裂都較遠(yuǎn), 位于哈爾里克山南坡, 與牛毛泉磁鐵礦床產(chǎn)于同一構(gòu)造單元內(nèi)。之前一些學(xué)者認(rèn)為哈爾里克主體為泥盆紀(jì)島弧或弧后盆地(王賜銀等, 1996; 李錦軼等, 2006), 近幾年隨著對(duì)該區(qū)地層、侵入巖及古生物化石等進(jìn)一步的研究表明其主體為中奧陶—早志留世巖漿弧(曹福根等, 2006; 郭華春等, 2006; 孫桂華2007; 馬星華等, 2015), 但具體是卡拉麥里洋向南高角度俯沖(萬博等, 2006; 馬星華等, 2015), 還是康古爾洋向北俯沖形成的仍存在較大爭(zhēng)議(李錦軼等, 2006; 孫桂華, 2007)。哈爾里克山南坡大量發(fā)育石炭世玄武巖-玄武安山巖-安山巖-英安巖-流紋巖火山巖組合, 巖石地球化學(xué)研究表明該套火山巖形成于火山弧環(huán)境(萬博等, 2006; 趙同陽等, 2014),可能為其南側(cè)康古爾洋向北俯沖的產(chǎn)物(孫桂華等, 2005; 趙同陽等, 2014)。晚石炭—早二疊世, 哈爾里克地區(qū)發(fā)育大量的高鉀鈣堿性花崗巖(趙明等, 2002;汪傳勝等, 2009; 陳希希和舒良樹, 2010)和閃長(zhǎng)巖(孫桂華等, 2005), 并在小堡花崗巖體發(fā)現(xiàn)同時(shí)發(fā)育有基性巖墻群和堿性花崗巖, 構(gòu)成后碰撞伸展初始階段三組合地質(zhì)標(biāo)志(陳希希和舒良樹, 2010), 這些證據(jù)表明在晚石炭—早二疊紀(jì)哈爾里克地區(qū)開始進(jìn)入后碰撞伸展環(huán)境。前人通過對(duì)新疆北部已知典型銅鎳礦床進(jìn)行系統(tǒng)研究表明, 其形成構(gòu)造背景多為后碰撞伸展環(huán)境(王京彬等, 2008; 夏明哲等, 2010;姜常義等, 2011), 表明該區(qū)后碰撞伸展環(huán)境是形成銅鎳礦的有利環(huán)境, 哈爾里克地區(qū)晚石炭—早二疊世恰好處于后碰撞伸展環(huán)境, 且已發(fā)現(xiàn)了具有銅鎳礦化的三宮鎂鐵-超鎂鐵巖體, 這表明哈爾里克地區(qū)也可能具有尋找早二疊世銅鎳礦床的潛力。

5　結(jié)論

(1)三宮巖體含長(zhǎng)橄欖輝石巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(281.7±2.6) Ma, 是早二疊世幔源巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物, 形成時(shí)代與東天山黃山東、黃山等典型礦床一致。

(2)三宮銅鎳礦化巖體主量元素成分主要受橄欖石和單斜輝石含量的控制; 巖石輕重稀土元素之間分餾作用明顯, 普遍富集大離子親石元素, 具有明顯的Nb、Ta、Ti負(fù)異常; 巖漿源區(qū)由早期遭受了明顯熔體交代的巖石圈地幔和軟流圈地幔物質(zhì)組成,部分熔融主要發(fā)生在石榴子石穩(wěn)定域內(nèi), 母巖漿上升過程中遭受約10％下地殼物質(zhì)混染。

(3)通過綜合區(qū)域構(gòu)造演化歷史, 認(rèn)為哈爾里克地區(qū)早二疊世處于后碰撞伸展環(huán)境, 三宮巖體即為該背景下幔源巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物, 這初步表明哈爾里克地區(qū)也具有尋找早二疊世銅鎳礦床的可能。

致謝: 長(zhǎng)安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王柱命、何克、譚細(xì)絹老師在樣品測(cè)試過程中提供了寶貴的支持和指導(dǎo); 兩位匿名審稿專家提出了寶貴的修改意見和建議, 在此也表示誠(chéng)摯的感謝。

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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在公共政策沖突的治理方面，學(xué)者們主要從體制、利益關(guān)系調(diào)整和溝通反饋機(jī)制等方面提出對(duì)策。具有代表性的觀點(diǎn)如改革政策制定體制，加強(qiáng)各政策制定部門的相互協(xié)調(diào)，做好執(zhí)行過程的信息反饋工作。除此之外，也要在承認(rèn)中央與地方利益區(qū)別的基礎(chǔ)之上，尋找地方利益和中央利益之間的均衡點(diǎn)，協(xié)調(diào)政策之間的沖突。

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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

本文由國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(編號(hào): 201511020)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào): 41302052)聯(lián)合資助。

2016-04-20; 改回日期: 2016-05-18。責(zé)任編輯: 閆立娟。

王亞磊, 男, 1986年生。碩士, 助理研究員。主要從事巖漿礦床成礦與找礦研究。通訊地址: 710054, 西安市友誼東路438號(hào)。E-mail: wangyalei1986@126.com。