东昆仑造山带新发现那仁郭勒岩浆镍铜硫化物矿点的年代学、岩石学及Sr-Nd-Hf同位素地球化学研究

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Geochemical Exploration 3.4

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  研究人员针对东昆仑造山带新发现的那仁郭勒(NRGL)岩浆镍铜硫化物矿点,通过系统的年代学(LA-ICP-MS U-Pb定年)、岩石学、全岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素分析,首次揭示了其形成时代(258.7±1.4 Ma)、源区性质(富集地幔受俯冲流体交代)及构造背景(安第斯型活动大陆边缘)。该研究填补了东昆仑晚二叠世岩浆硫化物成矿事件的空白,为造山带环境镍铜矿床勘探提供了新方向。

  

研究背景与科学问题
全球岩浆镍铜硫化物矿床多形成于大陆裂谷环境,但近年来造山带中陆续发现经济价值的矿床(如中国东昆仑的夏日哈木超大型矿床),挑战了传统成矿理论。东昆仑造山带(EKOB)作为青藏高原北缘重要的构造-岩浆-成矿带,自2011年发现夏日哈木矿床后,陆续识别出多个含矿岩体,但其成矿时代、源区特征及动力学背景仍存在争议。尤其新发现的那仁郭勒(NRGL)矿点虽显示0.59% Cu和2.07% Ni的品位潜力,但其成因机制尚未明确。

研究设计与方法
吉林大学等机构的研究团队对NRGL I岩体开展多学科交叉研究:

  1. 岩相学观察:鉴定橄榄石辉石岩的矿物组成及硫化物(磁黄铁矿-镍黄铁矿-黄铜矿)赋存状态;
  2. LA-ICP-MS锆石U-Pb定年:确定岩体形成时代;
  3. 全岩主微量分析:通过XRF和ICP-MS获取地球化学特征;
  4. 原位锆石Hf同位素(MC-ICP-MS)与全岩Sr-Nd同位素分析:解析源区性质;
  5. 构造判别图解:结合区域地质约束成矿环境。

主要发现与结论
1. 岩体特征与成矿潜力
NRGL I岩体主要由含橄榄石(15-20%)、斜方辉石(60-70%)的辉石岩组成,硫化物呈浸染状-网状分布,局部可见镍华(氧化标志)。Cu-Ni品位显示其具勘探价值。

2. 精确成矿时代
锆石U-Pb年龄258.7±1.4 Ma,首次证实东昆仑存在晚二叠世岩浆硫化物成矿事件,补充了区域成矿年代格架(此前仅识别出晚志留世-早泥盆世和晚三叠世两期)。

3. 源区与成矿过程

  • 地壳混染证据:低Ce/Pb(10.18-17.30)、Nb/Th(2.02-3.27)比值及高初始87
    Sr/86
    Sr(0.707633-0.708737)表明岩浆经历地壳物质混染;
  • 富集地幔来源:εNd
    (t)(-3.9~-4.3)与εHf
    (t)(-1.38~+1.20)接近EMII端元,指示受俯冲流体交代的岩石圈地幔部分熔融;
  • 残留相约束:高La/Yb(8.10-11.62)和(La/Sm)N
    -(Tb/Yb)N
    图解显示源区含石榴子石,反映熔融深度>75 km。

4. 构造背景
岩体富集LILE、亏损HFSE的弧岩浆特征,结合同期(~260 Ma)埃达克质岩及基性岩墙的亚duction-related属性,支持其形成于古特提斯洋北向俯冲的安第斯型活动大陆边缘,不同于夏日哈木(后碰撞)和克穆奇(后碰撞伸展)的成矿背景。

科学意义
该研究揭示了东昆仑第三条成矿事件链,提出造山带环境硫化物矿床可形成于俯冲、碰撞后等多阶段构造背景,拓展了找矿思路。NRGL I岩体的低εHf
(t)与高Sr同位素组成,为俯冲流体改造地幔的成矿模型提供了典型案例。未来需加强晚二叠世岩体的勘探评估,以验证其能否成为继夏日哈木后的新资源接替区。

发表信息
成果发表于《Journal of Geochemical Exploration》,为造山带镍铜成矿理论提供了关键实证。

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