辽吉古元古代造山带小女寨变辉长闪长岩的成因及其对钴镍富集成矿作用的制约

作     者：王娜 王丹 刘福来 王舫 马双 魏巍 孙立秋 WANG Na;WANG Dan;LIU FuLai;WANG Fang;MA Shuang;WEI Wei;SUN LiQiu

作者机构：中国地质科学院地质研究所北京100037 辽宁省第五地质大队有限责任公司大石桥115100 

出 版 物：《岩石学报》 (Acta Petrologica Sinica)

年 卷 期：2024年第40卷第10期

页      面：3131-3159页

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 081803[工学-地质工程] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 07[理学] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2022YFC2903502) 国家自然科学基金项目(92062214、42072221) 中国地质科学院基本科研业务费(J2302、JB2304) 中国地质调查项目(DD20242528)联合资助 

主　　题：辽吉造山带 辽河群 变辉长闪长岩 古元古代 钴镍成矿 

摘      要：辽吉造山带是华北克拉通一条重要的古元古代造山带,该造山带在古元古代盆地拉张时期接受了大量陆壳沉积物,这些沉积物质组成和多期的岩浆-变质事件为辽吉造山带富集成矿提供了有利的条件。辽吉造山带内除了发育与千枚岩-片岩相伴生的沉积岩-变沉积岩容矿型铜钴矿床,还发育与基性岩相伴生的岩浆型铜镍钴矿床。然而,对于岩浆型Co-Ni矿的富集成矿模式及钴镍富集规律的研究较为薄弱。本文选取辽河群小女寨变辉长闪长岩开展了岩相学、矿物化学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及硫化物硫同位素的研究,以进一步理清辽河群Co-Ni成矿机制及物质来源。变辉长闪长岩具有变化的SiO_(2)(26.1%~57.3%)、MgO(2.90%~25.0%)、CaO(3.17%~10.7%)和FeO^(T)(6.43%~38.94%)含量,属于钙碱性系列。具有轻稀土富集和重稀土平坦的稀土配分模式,相对亏损高场强元素(如Ta、Nb、Ti)。锆石U-Pb同位素分析获得的变辉长闪长岩变质原岩的形成时代为~2.17Ga。锆石εHf(t)值的变化范围为-1.3~+5.0,指示基性岩的岩浆源区来自富集地幔的部分熔融,可能与岩石圈伸展作用相关。变辉长闪长岩中钴镍主要赋存于辉砷钴矿(Co:14.8%~31.3%;Ni:2.92%~14.2%)和镍黄铁矿(Co:5.70%~8.53%;Ni:27.3%~34.0%)中,富Co-Ni的矿物与石英、绿帘石等矿物共生,指示其成矿作用可能与晚期热液有关。小女寨变辉长闪长岩硫化物的S同位素分馏程度较弱(+4.5‰~+5.5‰),表明成矿物质来源均一。且具有比地幔更重的δ^(34) S值,表明硫化物的S可能来源于大陆地壳。小女寨地区2个钻孔岩心样品均具有较高的Ni(0.09%~0.94%)、Co(0.01%~0.13%)和Cu(0.02%~0.79%)品位,表明辽吉造山带古元古代变基性岩具有Cu-Co-Ni的成矿潜力。