年草湾基性-超基性岩体的形成机制：解码巴彦奥博裂谷带铜镍矿床区的岩浆演化过程

《Geochemistry》：Petrogenesis of the Niancaowan mafic-ultramafic intrusion: Decoding magmatic evolution in the cu Ni Metallogenic Province of the Bayan obo rift zone

Niancaowan火成岩体位于内蒙Bayan Obo裂谷带，通过锆石U-Pb年代学（273.2±3.5Ma）和Hf同位素分析，揭示了其与区域Cu-Ni矿床的时空耦合关系，表明岩浆源自地幔部分熔融并受地壳混染（4%-8%），形成于裂谷伸展环境下的岩浆分异系统，矿化潜力与岩浆演化及构造岩浆耦合密切相关。

　　在地球科学领域，研究岩浆岩的形成机制及其与矿产资源的关系是理解地壳演化和寻找关键矿产资源的重要基础。本文聚焦于位于中国内蒙古中部的那仁草旺（Niancaowan）镁铁质-超镁铁质侵入体，探讨其与已知铜镍硫化物矿床之间的成因联系，并评估其矿化潜力的可比性。那仁草旺侵入体位于白云鄂博裂谷带内，该裂谷带处于华北克拉通北缘，是重要的构造-岩浆-成矿区域。通过整合岩石学观测、高精度年代测定、全岩地球化学分析以及锆石铪同位素追踪等多种研究手段，本文旨在揭示该侵入体的岩浆成因机制，并明确其与区域铜镍矿床在时空关系和成因联系上的特征。

那仁草旺侵入体主要由角闪辉长岩和辉长岩-玄武岩组成，这些岩石具有明显的层状结构和富集的金属元素特征。研究发现，该侵入体的形成时间与白云鄂博裂谷带内其他镁铁质-超镁铁质侵入体的侵入时间具有一定的同步性，表明其可能在相同的构造背景下形成。通过激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）对锆石进行铀-铅同位素测年，结果显示角闪辉长岩的结晶时间大约为273.2 ± 3.5百万年前，这与该裂谷带内其他富含矿产的侵入体的侵入时间相吻合。锆石的铪同位素组成显示出显著的异质性，这表明其母岩浆可能来源于地幔部分熔融，并在上升过程中受到下地壳物质的污染。这种污染现象在白云鄂博裂谷带内多个镁铁质-超镁铁质侵入体的形成过程中普遍存在，进一步表明该区域的岩浆活动与地壳物质的相互作用对矿化具有重要影响。

研究还指出，那仁草旺侵入体的岩浆演化过程可能受到地壳物质输入的影响，其在形成过程中可能经历了相对较弱的地壳污染（4%–8%）。这种地壳污染的控制机制可能与裂谷带内古老基底岩石的熔融或同化作用有关。如果该侵入体中发生硫化物矿化，其主要依赖于深部岩浆分异作用。通过对那仁草旺侵入体与其他侵入体（如乌兰陶勒格艾和黄花滩）的对比研究，发现该裂谷带内的镁铁质-超镁铁质侵入体具有显著的矿化潜力，特别是那些高度污染的侵入体群和多阶段构造-岩浆交汇点。因此，在矿产勘探过程中，应特别关注这些区域，以期发现新的铜镍矿床。

在构造背景方面，那仁草旺侵入体位于达茂旗，其地层主要属于中元古代至新元古代的白云鄂博群，包括杜拉哈拉、尖山、哈拉胡 getCete 和胡吉尔图等组。杜拉哈拉组主要由变质岩构成，而尖山组则以沉积岩为主。这些地层的分布为研究该侵入体的形成提供了重要的地质背景。那仁草旺侵入体的岩石学特征显示，其岩浆活动可能与裂谷带内的构造运动密切相关。侵入体的形成过程可能受到地壳拉伸和地幔上涌的影响，导致富镁、高温的岩浆在地壳浅部发生结晶和分异。

在野外地质调查中，那仁草旺侵入体被发现位于那仁草旺村以南约1.5公里处，主要由角闪辉长岩和辉长岩构成，呈脉状分布。侵入体的结构特征显示，其具有良好的出露和广泛的断裂，表明其经历了显著的侵入后变形。这种变形进一步体现在侵入体内部发育的南北向构造带中。这些构造带可能与裂谷带内的地壳运动和岩浆活动密切相关，为理解该区域的构造演化提供了重要的线索。

锆石的铀-铅测年结果表明，那仁草旺侵入体的锆石具有相似的形态特征，主要为自形至半自形的棱柱状晶体，长度在90–200微米之间，宽度在30–80微米之间，长宽比为1:1到4:1。这些锆石在阴极发光（CL）图像中表现出明显的振荡带，表明其为岩浆结晶产物。所有分析的锆石的钍/铀比值主要在0.08到0.17之间，平均值为0.13，这进一步支持了其母岩浆来源于地幔部分熔融的观点。同时，锆石的铪同位素组成显示，那仁草旺侵入体的母岩浆可能在上升过程中受到下地壳物质的污染，这种污染可能对矿化起到关键作用。

研究还发现，那仁草旺侵入体的形成时间与白云鄂博裂谷带内其他富含矿产的侵入体（如小南山和秃脑包）的侵入时间具有一定的同步性，表明这些侵入体可能在相同的构造背景下形成。通过对这些侵入体的对比分析，发现它们的岩石学和地球化学特征具有一定的相似性，特别是在矿物组成和同位素组成方面。这表明，该裂谷带内的镁铁质-超镁铁质侵入体可能在相同的构造演化过程中经历了类似的岩浆演化路径和地壳污染机制。

此外，研究还指出，该区域的镁铁质-超镁铁质侵入体可能具有较高的矿化潜力，特别是在裂谷带内的多阶段构造-岩浆交汇点。这些区域可能为硫化物矿化提供了有利的条件，因为它们可能经历了复杂的岩浆演化过程和地壳物质输入。因此，在矿产勘探过程中，应特别关注这些区域，以期发现新的铜镍矿床。通过对这些区域的系统研究，可以为未来的矿产资源勘探和评价提供重要的理论依据和实践指导。

在构造演化方面，那仁草旺侵入体的形成可能与裂谷带内的地壳拉伸和地幔上涌密切相关。这些过程可能导致富镁、高温的岩浆在地壳浅部发生结晶和分异，进而形成具有经济价值的铜镍硫化物矿床。研究还发现，该侵入体的形成时间与白云鄂博裂谷带内其他侵入体的侵入时间具有一定的同步性，表明这些侵入体可能在相同的构造背景下形成。这种同步性可能与区域内的构造运动和岩浆活动密切相关，为理解该区域的构造演化提供了重要的线索。

综上所述，那仁草旺镁铁质-超镁铁质侵入体的形成机制及其与铜镍矿床的成因联系是研究该区域构造演化和矿产资源潜力的重要课题。通过多方面的研究手段，可以更全面地理解该侵入体的岩浆来源、形成时间以及演化过程，进而为未来的矿产勘探和资源评价提供重要的理论依据和实践指导。研究还强调了在裂谷带内高度污染的侵入体群和多阶段构造-岩浆交汇点的勘探潜力，这些区域可能成为寻找新的铜镍矿床的重要目标。因此，在未来的地质调查和矿产资源评估中，应充分考虑这些因素，以期发现更多具有经济价值的矿产资源。