甘肃北山二叠纪镁铁-超镁铁质岩体地质、地球化学特征及铜镍成矿潜力

北山造山带是中亚造山带南缘镁铁-超镁铁质岩体的集中分布区之一,因其赋含二叠纪铜镍硫化物矿床而受到广泛关注.以往的研究多集中在北山造山带西部的新疆坡北地区,近年来随着对甘肃北山地区二叠纪镁铁-超镁铁岩体认识逐渐深入,新发现的矿化岩体有逐渐向东延伸的趋势.本文选择北山造山带中东部柳园地区骆驼山和西南山两个典型含铜镍硫化物岩体进行地质年代学、岩相学和岩石地球化学及同位素地球化学研究.岩体主要岩相包括橄榄岩相、辉石岩相、橄榄辉长岩相、橄长岩相和辉长岩相,其中硫化物主要出现在橄榄岩相和辉石岩相中.骆驼山岩体辉长岩锆石的U-Pb年龄为282.6 Ma,与坡北地区矿化岩体的形成时代一致.骆驼山和西南山岩体母岩浆稀土元素配分模式为轻微右倾型,富集大离子亲石元素,强烈亏损高场强元素Nb-Ta,中等亏损Zr-Hf,与坡北和东天山地区同时代矿化岩体母岩浆特征相似.岩体具有较高的全岩εNd(t)值(+0.42～+6.10)和锆石εHf(t)值(+7.9～+14.1)的特征,与坡北地区矿化岩体类似,表明具有相似的亏损地幔源区.橄榄石Fo值与Ni含量的关系和母岩浆微量元素Cu/Zr比值特征表明岩浆在橄榄石结晶过程中发生了硫化物熔离.同位素模拟计算表明母岩浆在上升侵位过程中发生了约5％～15％的地壳物质混染,可能是岩浆硫饱和的主要原因.相同的成岩成矿时代、相似的岩石地球化学特征、母岩浆特征及硫化物饱和机制,表明甘肃北山地区二叠纪镁铁-超镁铁质岩体具有与坡北地区类似的成矿潜力,为在北山地区中东部进一步寻找铜镍硫化物矿床提供了重要信息.