甘肅北山銘楊鎂鐵-超鎂鐵巖體鋯石U-Pb 年齡、地球化學特征及其地質意義

謝燮，楊建國，張東陽，程功德

（1.自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室，中國地質調查局西安地質調查中心，陜西 西安 710119；2.中國地質大學（武漢）地質過程與礦產資源國家重點實驗室，湖北 武漢 430078；3.寶雞西北有色七一七總隊有限公司，陜西 寶雞 721000）

天山-北山地區橫跨新、甘、蒙三省，是中亞造山帶南緣鎂鐵-超鎂鐵巖體的集中分布區，產出有多處巖漿型銅鎳硫化物礦床，代表性礦床如菁布拉克、黃山、黃山南、圖拉爾根、坡北、黑山等（王小紅等，2023）。上述典型含礦巖體除西天山菁布拉克形成于早古生代，東天山和北山多數巖體均形成于晚古生代。天山-北山地區含礦巖體在各構造單元中的分布都大致平行于區域性大斷裂或板塊縫合線（Song et al.，2009，2011；Qin et al.，2011）。眾多學者對區域銅鎳硫化物礦床成礦地質背景、礦床成因及成礦潛力開展了大量的研究工作（姜常義等，2006；孫赫等，2007；蘇本勛等，2009，2010；Ao et al.，2010；凌錦蘭等，2011；Su et al.，2012；秦克章等，2012；夏昭德等，2012）。東天山地區鎂鐵-超鎂鐵巖體礦化類型多，組合復雜，形成時期主要集中在274～300 Ma，其產出構造環境主要有造山帶伸展、地幔柱以及地幔柱對造山帶的疊置等多種不同認識。新疆北山地區鎂鐵-超鎂鐵質巖體呈現多期侵入體復合與同期侵入體巖相分帶相疊置的復雜結構，形成時期主要集中在260～289 Ma，巖體形成的構造背景及地幔動力學機制亦存在不同的認識，如島弧環境（Ao et al.，2010；頡煒等，2011）、碰撞造山后伸展環境（李華芹等，2006，2009）及地幔柱作用（Qin et al.，2011）。甘肅北山地區巖體形成時期主要集中在358～398 Ma（楊建國，2012a，2016；謝燮，2015），相對而言，巖體產出構造環境研究較為薄弱。長期以來，大多數研究者認為甘肅北山地區鎂鐵-超鎂鐵巖形成于一種伸展地球動力學背景（湯中立，1995；李文淵，1996；白云來等，2002；楊合群等，2008）。也有學者認為甘肅北山地區鎂鐵-超鎂鐵巖帶與新疆北山、東天山地區鎂鐵-超鎂鐵巖帶是同期相同構造環境的產物（李華芹等，2009）。Xie 等（2012）通過對黑山巖體的研究認為，該地區泥盆紀—石炭紀火山巖組合具有活動大陸邊緣火山巖特征，其可能形成于與俯沖相關的構造背景機制中。甘肅北山地區與鎂鐵-超鎂鐵巖有關的銅鎳礦成巖成礦地質背景、巖石成因、成礦機制等研究相對滯后，制約了區域銅鎳找礦工作進展。

銘楊巖體為甘肅北山地區新近發現的一處銅鎳礦化鎂鐵-超鎂鐵巖體，位于甘肅北山南帶古堡泉-紅柳園斷裂北側，產出位置和形成時代明顯不同于區域其他已發現含銅鎳礦巖體。筆者通過開展銘楊巖體的巖石地球化學、鋯石U-Pb 年代學等方面的研究，與區內其他含礦巖體進行對比，為該地區鎂鐵-超鎂鐵巖體研究及進一步評價巖體含礦性提供基礎資料和理論依據，其對甘肅北山地區的銅鎳找礦工作具有重要意義。

1 巖體地質特征

銘楊巖體地處柳園西約為20 km 的駱駝山一帶，大地構造位置位于古堡泉-紅柳園斷裂北側（圖1）。區內出露地層主要為晚太古代—古元古代敦煌巖群強變形中-深變質巖，巖石組合為大理巖、云母石英片巖、片麻巖、斜長角閃（片）巖、玄武巖等。中酸性及基性、超基性巖體發育，多呈小巖枝、巖株及巖脈產出。含銅鎳鎂鐵-超鎂鐵巖體出露范圍約為1 km2，侵位于斜長角閃片巖、黑云石英片巖之中，呈SW-NE 向展布，巖體整體剝蝕較淺，有較多地層殘留頂蓋。巖性主要由輝長巖、橄欖輝長巖、二輝橄欖巖、輝橄巖、蛇紋巖等組成。巖體侵位至少可分為4 期：早期為細粒輝長輝綠巖，分布最廣，一般無金屬硫化物；第二期為中細粒蝕變輝長巖，在巖體中西部見有釩鈦磁鐵礦化露頭；第三期為球形風化中粗粒輝長巖、橄欖輝長巖，分布較廣；晚期為超基性巖，僅見于巖體中部低洼處，巖性有輝橄巖、二輝橄欖巖、蛇紋巖等。銅鎳礦化主要見于橄欖輝長巖相、輝橄巖相中。

圖1 銘楊鎂鐵-超鎂鐵巖體地質簡圖Fig.1 Geological sketch of the Mingyang intrusion

2 巖石學特征

巖石中主要造巖礦物有橄欖石、單斜輝石、斜方輝石、斜長石、角閃石、金云母等。多呈塊狀構造，常見包橄結構、含長結構、交代殘留結構等特征。各類巖石均發生了不同程度的蝕變作用，主要有輝石閃石化、綠泥石化、滑石化，斜長石鈉黝簾石化、絹云母化，橄欖石蛇紋石化、伊丁石化等。金屬硫化物以磁黃鐵礦、黃銅礦、鎳黃鐵礦、黃鐵礦等為主，多呈星點狀、細脈狀、斑塊狀及浸染狀產出（圖2）。巖體中各類巖石巖相特征如下：

圖2 銘楊鎂鐵-超鎂鐵巖體礦物特征圖Fig.2 Mineral characteristics of Mingyang intrusion

輝長巖：塊狀構造，中-粗粒，礦物成分主要由斜長石、輝石組成，巖石次生蝕變較為強烈，斜長石礦物晶體呈粒狀，大部分晶體發生鈉黝簾石化、絹云母化，有少量斜長石殘留；輝石晶體被纖閃石、褐色角閃石、綠泥石、金云母等礦物交代。

橄欖輝長巖：塊狀構造，粒狀結構，礦物成分主要由斜長石、輝石、橄欖石、尖晶石等組成；斜長石含量約為45%，礦物晶體呈粒狀，粒徑大小一般為0.5～4 mm；輝石含量約為35%，以斜方系列紫蘇輝石為主，少量單斜輝石，礦物晶體呈不規則粒狀，粒徑大小為0.3～5.5 mm，晶體中常包裹橄欖石小晶體，形成包橄結構，有時也包裹斜長石小晶體，形成含長結構，輝石晶體常被褐色角閃石交代，有時也沿解理被滑石、閃石交代；橄欖石含量約為15%，礦物晶體呈粒狀，粒徑大小為0.3～1.6 mm。

輝橄巖：塊狀構造，礦物成分主要由橄欖石、輝石等組成；橄欖石含量約為45%，礦物晶體呈粒狀，多數晶體被纖維蛇紋石交代，呈變余網環狀結構，部分晶體殘留，呈交代殘留結構，少數橄欖石被伊丁石交代；輝石晶體多被纖維閃石交代，呈交代假象結構，晶體中常見橄欖石包裹體，呈變余包橄結構；巖石中次生礦物還見有金云母，礦物晶體呈片狀，粒徑較粗，達1.2～2.5 mm。

二輝橄欖巖：塊狀構造，礦物成分主要由橄欖石和輝石組成；橄欖石含量約為65%，礦物晶體呈粒狀，多被纖維蛇紋石交代，少量被膠蛇紋石交代，呈變余網環狀結構；輝石種屬為斜方系列頑火輝石與單斜系列普通輝石兩類，晶體多被角閃石交代，見少量殘留，呈交代殘留結構，此外輝石晶體中常見橄欖石包裹體，呈包橄結構或變余包橄結構，少量輝石晶體被金云母交代。

蛇紋巖：塊狀構造，礦物成分主要由蛇紋石組成，含量達90%，其次為綠泥石，少量滑石。蛇紋石種屬以膠蛇紋石為主，呈膠狀變晶結構，其次為纖維蛇紋石，呈纖狀變晶結構，巖石在蛇紋石化過程中析出較多鐵質，說明橄欖石種屬含鐵量較高，可能為貴橄欖石；綠泥石集合體呈輝石假象或零星分布；滑石呈細小鱗片狀、或不規則狀集合體局部出現，蝕變礦物種類含量、結構表明原巖為純橄巖類。

3 分析方法

主量元素和微量元素分析測試工作在中國地質科學院國家地質實驗測試中心完成。全巖主元素分析方法為X 熒光光譜分析（XRF），精度優于5%；稀土、微量元素分析采用電感耦合等離子質譜儀（ICP-MS）測定，相對標準偏差優于5%。

鋯石的分選在河北省區域地質礦產調查研究所實驗室完成。對樣品進行清洗后，粉碎至80～100 目，采用重液法和電磁法進行分選，在雙目鏡下精選、剔除雜質，盡量挑選無包裹體、無裂紋和透明度高、晶形完好的鋯石顆粒作為測定對象，然后將其與標準鋯石一起制成環氧樹脂樣品靶，打磨拋光并使其露出中心部位，通過掃描電鏡進行陰極熒光（CL）成像觀察和照相，以確定單顆粒鋯石晶體的形態、結構特征以及標定測年點。鋯石CL 圖像在西北大學大陸動力學國家重點實驗室電子探針儀加載的陰極發光儀上完成。

鋯石U-Pb 定年測試在自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室完成，所用儀器為德國Coherent 公司生產的GeoLas Pro 型ARF2準分子激光剝蝕系統及與之配套的美國Agilent 公司生產的Agilent 7700x 四極桿等離子質譜儀。鋯石定年激光剝蝕所用斑束直徑為25 μm，頻率為10Hz，能量密度約為2.5 J/cm2，以He 為載氣。激光剝蝕采用單點方式，每個測點總分析時間為60 s，其中背景信號10 s，樣品信號40 s，吹掃信號10 s。鋯石U-Pb 定年以鋯石GJ-1 為外標，U、Th 含量以鋯石M127（U=923×10-6；Th=439×10-6；Th/U=0.475）（Nasdala et al.，2008）為外標進行校正，測試過程中在每測定5 個樣品前后重復測定兩個鋯石GJ1 對樣品進行校正（李艷廣等，2023），并測量一個鋯石Plesovice，觀察儀器的狀態和測試的重現性，鋯石標準的重現性在1%（2σ）左右，數據處理采用ICPMSData-Cal 程 序（Liu et al.，2008），鋯石年齡諧和圖用Isoplot3.0 程序獲得，表達式中所列單個數據點的誤差均為1σ，加權平均年齡具95%的置信度。

4 巖體地球化學特征

4.1 主量元素特征

本次共采集巖石樣品9 件。樣品中SiO2含量為42.95%～45.06%，整體具有高鎂（MgO 含量為13.51%～29.57%）、低堿（Na2O+K2O 含量為0.5%～2.24%）、低鈦（TiO2含量為0.15%～0.44%）的特征（表1），與東天山巖體相似。氧化物質量分數有較大的變化范圍，與巖相學特征相對應；輝長巖類MgO（13.51%～17.31%）含量較低，Al2O3（14.66%～19.55%）、CaO（8.68%～11.87%）、Na2O（0.71%～1.32%）含量較高；輝橄巖具有較 高的MgO（29.57%）含量，較低的Al2O3（2.32%）、CaO（2.88%）、Na2O（0.19%）含量。巖體m/f 值介于3.28～4.29，屬于鐵質超基性巖，各類巖石均具有較高的Mg#值（0.77～0.81），這可能與早期橄欖石堆晶作用有關。

4.2 稀土和微量元素特征

各類巖石稀土總量較低，ΣREE 為16.17×10-6～29.17×10-6，輕稀土富集，LREE 為13.00×10-6～23.63×10-6，HREE 為2.46×10-6～5.54×10-6，稀土元素分餾程度較弱，LREE/HREE 為4.01～7.42，LaN/YbN為3.48～7.77，δEu 為0.6～1.45，δCe 為0.91～1.01（表2）。球粒隕石標準化REE 分布曲線較為一致，輕重稀土分異明顯，輕稀土分布曲線右傾，重稀土分布曲線相對平坦，大部分樣品具有明顯正銪異常，δ（Eu）正異?？赡苡尚遍L石堆晶引起。與東天山巖體相比稀土元素總和配分形式基本一致，但明顯不同于新疆北山巖體的LREE 虧損-平坦型球粒隕石標準化配分曲線（圖3a）。

表2 銘楊巖體稀土元素分析結果表（10-6）Tab.2 REE element content of Mingyang intrusion (10-6)

圖3 銘揚巖體稀土元素球粒隕石標準化配分曲線圖（a）和微量元素原始地幔標準化蛛網圖（b）Fig.3 (a) Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle normalized spider diagram of trace elements in Mingyang intrusion

各類巖石微量元素原始地幔配分曲線較為一致，配分曲線右傾，強不相容元素分布曲線整體呈不規則波動。大離子親石元素Rb、Ba、Sr、K 相對富集，但富集程度明顯不同，高場強元素Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf相對虧損（表3），并顯示出P、Ti 的負異常特征。輝長巖、橄欖輝長巖樣品具有明顯的Sr 正異常，表明巖漿演化過程中有斜長石的堆晶作用發生。與東天山和新疆北山地區巖體對比，相對富集大離子親石元素，虧損高場強元素，具有相似明顯的Nb、Ta 負異常的特征（圖3b）。

表3 銘楊巖體微量元素分析結果表（10-6）Tab.3 Trace elements content of Mingyang intrusion (10-6)

5 鋯石U-Pb 測年

5.1 樣品采集及特征

鋯石同位素測年樣品采自地表探槽揭露的橄欖輝長巖（17MY-TW1）和輝長巖（17MY-TW2）。橄欖輝長巖呈深灰綠色，塊狀構造，中細粒狀結構；輝長巖呈淺灰綠色，塊狀構造，變余粒狀結構，次生蝕變較強，其中斜長石晶體普遍發生鈉黝簾石化、絹云母化，輝石被纖閃石、角閃石、綠泥石、金云母等礦物交代。兩個樣品相對新鮮干凈，分別重約為30 kg。

5.2 分析結果

橄欖輝長巖鋯石顆粒粒徑為50～200 μm，多呈自形-半自形粒狀或短柱狀，各鋯石的內部結構相似，大多數鋯石內部發育巖漿韻律環帶。根據陰極發光圖像（圖4）和鋯石鏡下特征，選取晶形完整，自形程度較好，顆粒較大的30 顆鋯石進行測試，Th/U 值為0.23～4.58，除一個樣品外，均大于0.4，具有典型的基性巖漿成因鋯石的特征。個別分析點由于U 含量或普通Pb 含量較高，和諧度較低，其余16 個測點較為集中的分布在諧和線上，顯示出良好的諧和性（圖5），表明鋯石在形成其U-Pb 體系一直保持在封閉狀態，基本沒有Pb 的丟失，數據給出的鋯石206Pb/238U 年齡為（448.3±10.71）～（460.3±6.59）Ma（表4），加權平均值為（452.9±2.4）Ma，代表了橄欖輝長巖的巖漿結晶年齡。

表4 銘揚巖體橄欖輝長巖LA-ICP-MS U-Pb 鋯石年齡分析結果表Tab.4 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic data of olivine-gabbro form Mingyang intrusion

圖4 銘揚巖體橄欖輝長巖鋯石陰極發光（CL）圖像Fig.4 CL images of zircon form olivine-gabbro of Mingyang intrusion

圖5 銘楊巖體橄欖輝長巖鋯石U-Pb 諧和圖（a）和206Pb/238U 年齡加權圖（b）Fig.5 (a) U-Pb concordia diagram and (b) Weighted average 206Pb/238U age of zircon form olivine-gabbro of Mingyang intrusion

輝長巖中鋯石顆粒粒徑為40～100 μm，多呈自形-半自形粒狀或短柱狀，各鋯石的內部結構相似，具有巖漿韻律環帶特征。根據陰極發光圖像（圖6）和鋯石鏡下特征，選取晶形完整，自形程度較好，顆粒較大的36 顆鋯石進行測試，Th/U 值為0.35～1.80，除一個樣品外，均大于0.4，具有典型的基性巖漿成因鋯石的特征（王梓桐等，2022；熊萬宇康等，2023）。個別分析點由于U 含量或普通Pb 含量較高，和諧度較低，其余28 個測點較為集中的分布在諧和線上，顯示出良好的諧和性（圖7），表明鋯石在形成其U-Pb 體系一直保持在封閉狀態，基本沒有Pb 的丟失，數據給出的鋯石206Pb/238U 年齡介于（448.4±6.96）～（461.9±5.98）Ma（表5），加權平均值為（457.7±2.1）Ma，代表了輝長巖的巖漿結晶年齡。

表5 銘揚巖體輝長巖LA-ICP-MS U-Pb 鋯石年齡分析結果表Tab.5 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic data of gabbro form Mingyang intrusion

圖6 銘揚巖體輝長巖鋯石陰極發光（CL）圖像Fig.6 CL images of zircon form gabbro of Mingyang intrusion

圖7 銘楊巖體輝長巖鋯石U-Pb 諧和圖（a）和206Pb/238U 年齡加權圖（b）Fig.7 (a) U-Pb concordia diagram and (b) Weighted average 206Pb/238U age of zircon form gabbro of Mingyang intrusion

6 討論

6.1 巖石成因

巖石礦物組合變化顯示分離結晶礦物為橄欖石、輝石和斜長石，巖石中橄欖石常被輝石礦物晶體包裹形成包橄結構，部分斜長石晶體被輝石晶體包裹形成含長結構（圖2），由此表明輝石結晶晚于橄欖石及部分斜長石。SiO2與MgO 質量分數呈負相關，Ni 與MgO 質量分數呈正相關（圖8a、圖8b），表明巖漿演化過程中發生了橄欖石的分離結晶;Al2O3、CaO、Na2O與MgO 質量分數均呈負相關（圖8c、圖8d、圖8e），多數巖石樣品顯示出正的Eu 異常和Sr 異常，說明巖漿演化過程中有斜長石的堆晶作用發生;TFe 與MgO 質量分數呈正相關，δEu 與CaO 質量分數呈正相關（圖8f、圖8g），顯示出有單斜輝石的分離結晶。巖石地球化學數據分析結果表現出與礦物分離結晶作用相一致的特征,巖漿演化過程中主要發生了橄欖石、斜長石、輝石等礦物的分離結晶作用,并且對巖石的化學成分產生了不同程度的影響。在（Mg+Fe）/Ti-Si/Ti 圖解上（圖8h），樣品大部分落在單斜輝石和斜方輝石控制線之間，表明單斜輝石和斜方輝石是主要的分離結晶相，其次伴有少量橄欖石的分離結晶。

圖8 銘楊巖體分離結晶作用判別圖Fig.8 Discrimination diagrams for fractional crystallization processes of Mingyang intrusion

樣品的 Th/Zr-Ce/Pb、Th/Yb-Ta/Yb、Th/Y-Nb/Y、Nb/Ta-K2O/P2O5局部具有一定的相關性，整體相關性不強（圖9），表明巖漿演化過程中同化混染作用較弱。洋中脊玄武巖和洋島玄武巖的Nb/U=47±10，原始地幔中Nb/U=34，大陸地殼的Nb/U=9～12，典型地幔的Ce/Pb=25±5，地殼Ce/Pb＜15（Hofmann.，1988；Sun et al.，1989）。銘楊巖體的Ce/Pb 值為0.64～4.27、Nb/U 值為3.5～18.7，明顯不同于典型地幔的相應值，而與地殼具有親和性。巖體的Th/Yb 值（0.58～3.64，平均1.49）和Nb/Yb值（1.72～3.85，平均2.87）與洋島玄武巖相比（分別為1.9 和22.2）較低，巖體大離子親石元素具不同程度的富集，顯著虧損Nb、Ta，并具有Zr、Hf、P、Ti 負異常，以上特征顯示出巖漿源區可能受到地殼物質混染。

圖9 銘楊巖體同化混染作用判別圖Fig.9 Discrimination diagrams for crustal contamination of the Mingyang intrusion

6.2 地質意義

北山地區構造演化經歷了前大陸地殼基底演化，超大陸裂解和洋陸演化，碰撞期后板內伸展和陸內疊覆造山等4 個重要時期（徐學義等，2008）。古生代北山及其鄰區主要經歷了古陸裂解及洋盆擴張、板塊俯沖及碰撞造山和陸內裂谷3 個構造演化階段（楊合群等，2008）。

早古生代是北山地殼演化的轉折點，紅柳河-牛圈子-洗腸井蛇綠巖帶的年代學研究表明，北山洋盆存續時間集中于早寒武世—晚奧陶世，現今表現為早古生代代表洋殼殘余的蛇綠巖（王國強等，2021）。早寒武世北山地區古陸開始裂解，區域上沉積了一套含磷、礬、鈾、錳等的陸源碎屑巖、碳酸鹽巖及少量硅質巖，與下伏震旦紀冰磧巖呈過渡關系（何世平，2002；楊合群等，2008）。奧陶紀古陸進一步裂解及洋盆擴張，巖石建造復雜多變，沉積作用類型豐富，從淺水環境到深水環境均有發育。在研究區北部的花牛山地區發育有淺海碎屑巖-碳酸鹽巖系，夾硅質巖、少量火山巖，沉積巖中夾有生物透鏡體，產小型腕足及三葉蟲化石（左國朝等，2011），拉張環境下產出有亞堿性拉板玄武巖系列的花牛山群火山巖（余吉遠等，2015），區域上花牛山群原巖自上而下為深海相砂泥質建造、半深海硅質巖建造、淺海相硅泥質與含鎂碳酸鹽巖建造，沉積環境表現為一個完整的裂谷沉積旋回，中酸性火山巖總體上表現為典型的裂谷型雙峰式堿性-鈣堿性火山活動特征。志留紀期間洋盆發生大規模俯沖作用，紅柳園地區三個井組和墩墩山群記錄了北山古生代洋盆演化過程中洋-陸轉化痕跡（夏林圻，2007；徐學義，2008；楊合群，2010）。晚志留世，北山古生代洋盆已經消亡，形成以三個井組為標志的前陸盆地沉積序列，三個井組礫巖的硅質巖礫石中發現有奧陶紀—志留紀放射蟲。晚泥盆世，北山及鄰區已進入晚古生代碰撞后板內伸展階段，沿墩墩山一帶形成墩墩山組陸相火山-沉積巖系底部的退積型盆地沉積充填序列（何世平，2004；李向民，2011；梁積偉，2020）。

巖漿銅鎳礦床的形成具有其獨特的成礦地質背景和巖漿巖成礦專屬性，甘肅北山地區已發現的銅鎳礦化巖體多位于區域古老地塊邊緣，受控制于分隔微地塊或裂谷帶的深大斷裂，不同時期邊緣深大斷裂成為區內銅鎳礦化基性-超基性巖形成的主要導巖、導礦構造。鋯石U-Pb 同位素測年數據顯示，區域已發現的含銅鎳巖體形成多集中于中—晚泥盆世，主要為多期次侵入的鐵質系列基性-超基性雜巖體，巖體規模小-中等，面積為10～30 km2，銅鎳礦化巖體主要形成于板內伸展作用階段（楊建國，2012b；謝燮，2016）。本次對位于甘肅北山南帶的銘楊巖體開展LAICP-MS 鋯石U-Pb 測年工作，獲得橄欖輝長巖和輝長巖的結晶年齡分別為（452.9±2.4）Ma 和（457.7±2.1）Ma，屬晚奧陶世，與區域上花牛山群玄武巖為同時代產物，結合北山地區構造演化認識，銘楊巖體可能形成于早古生代陸緣裂谷伸展環境下。其形成時代不同于天山-北山地區以往已發現的大多數巖漿型銅鎳硫化物礦床，早古生代含銅鎳鎂鐵-超鎂鐵巖體的發現對進一步深入認識北山地區構造演化具有重要意義，在今后的銅鎳找礦工作中值得關注。

6.3 成礦潛力

近年來，甘肅北山地區勘查評價或新發現的含銅鎳鎂鐵-超鎂鐵巖體，主要位于大山頭-黑山一帶，巖體侵位于布特-黃草灘微地塊及其南北兩側的裂谷裂陷帶中，多受廟廟井-西雙鷹山及其次級斷裂控制，由西至東依次出露有紅柳溝、三個井、黑山、怪石山、拾金灘等巖體。銘楊巖體位于南側的明舒井-低山頭微陸塊內，產出位置不同于區內其他已知含銅鎳礦巖體。

大山頭-黑山一帶鎂鐵-超鎂鐵巖體主要由橄欖巖、輝石巖、橄長巖、輝長巖等組成，巖類組合復雜多樣，巖相十分發育，具有明顯的分異特征，巖體具多期次侵位特點，超基性巖相和輝長巖相之間呈明顯的侵人接觸關系。巖石中常見輝長結構、包橄結構等，成礦巖體巖石普遍發生了不同程度的蛇紋石化、纖閃石化、綠泥石化等蝕變作用；各類巖石以斜長石為特征，普遍含有較多的褐色普通角閃石、金云母等富水礦物。巖體整體都具有高Mg、低堿、低Ca、低Ti 特征，大離子親石元素相對富集，高場強元素（Nb、Zr、Hf）的相對虧損（謝燮，2013，2016）。

銘楊巖體與區內含礦巖體在地質特征、巖相特征、巖石地球化學特征等方面均具有相似性。巖體巖石類型豐富，從輝長巖相到橄欖輝長巖相，再到橄欖巖相均有出現，且分離結晶在巖漿演化過程中占主導地位，說明巖漿分異充分，有利于成礦物質的富集。巖石中大量的橄欖石具有輝石反應邊，Ce/Pb-Th/Zr、Ta/Yb-Th/Yb、Nb/Y-Th/Y、K2O/P2O5-Nb/Ta 具有較好的相關性，巖體Ce/Pb、Nb/U 值更接近于地殼值，大離子親石元素具不同程度的富集，顯著虧損Nb，并具有弱的Zr、Hf 負異常等特征，均證明巖漿經歷了一定程度的同化混染作用。地殼混染作用會導致巖漿中SiO2濃度的增加、溫度的降低以及氧逸度的升高，從而有利于硫的溶解，其是形成Cu-Ni-PGE 礦床的必要因素（Zhang et al.，2009；Naldrett，2010）。

1∶5 萬水系沉積物測量顯示，銘揚巖體出露區域具有Ni、Cu、Co、V 綜合異常，其中有6 個單元素異常，Ni 為主要成礦元素，異常強度極大值為238×10-6，具2 級濃度分帶；Cu、Co、V3 元素均為低緩異常，Ni、Cu、Co、V4 種元素套合較好。異常區內發育有3 個近等軸狀1∶5 萬航磁異常，磁異常強度100～200 nT，磁異常中心對應有斑塊狀羥基蝕變異常，具一、二、三級分帶。1∶1 萬激電中梯測量和磁法測量顯示巖體不僅具有磁場強度值高達1 200 nT 的明顯磁異常，而且磁異常與1∶1 萬重力異常相套合，地表銅鎳礦化巖體表現出高極化率、中-低電阻率的異常組合特征；激電測深剖面顯示深部具有低阻高極化異常。通過地表槽探揭露和鉆探深部驗證初步圈定鎳礦（化）體12 條（圖10），Cu 平均品位為0.16%，Ni 平均品位為0.29%。該含礦巖體不僅地表已有強的銅鎳礦化，而且淺深部磁異常、重力異常和激電異常特征十分明顯，是個有可能形成工業礦床的靶區巖體。

圖10 銘楊44 勘探線剖面簡圖Fig.10 Geological section map of 44 in Mingyang

甘肅北山地區的找礦實踐證明，該地區是東天山銅鎳成礦帶向東尋求突破的重要銅鎳找礦靶區，區域內已發現的銅鎳礦化巖體，無論從構造地質背景，還是地、物、化、遙特征方面均顯示出了較好的銅鎳成礦條件，巖體整體剝蝕較淺，深部具有進一步找礦潛力。區域上沿紅柳園-大奇山-天倉，廣泛發育有基性-超基性巖，是甘肅北山南部地區一條重要的基性-超基性巖漿巖帶（楊建國，2012a）。中等強度航磁和地磁異常（200～1 000 nT）為尋找基性-超基性巖體提供了主要信息依據，巖體通常在地表已經強烈蝕變，常具有羥基或鐵染遙感蝕變異常，Cr、Ni、Cu、Co 等高值區、綜合地球化學異?；驖饧瘏^是含礦巖體可能存在的間接標志，高極化、中低電阻率激電異常區反映出含礦巖體的地球物理場信息，通過“構造背景+雜巖體+蝕變+異?！钡恼业V思路可有效地指導區內巖漿型銅鎳礦找礦工作。

7 結論

（1）銘楊鎂鐵-超鎂鐵巖體主要由輝橄巖、二輝橄欖巖、橄欖輝長巖、輝長巖等組成。巖體屬于鐵質基性-超基性巖，具多期侵位、分異較好的特點。全巖成分以低堿、低鈦為特征，巖漿演化過程中發生了橄欖石、輝石和斜長石的分離結晶作用，經歷了一定程度的地殼混染。

（2）通過LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 測年，首次獲得銘楊巖體中橄欖輝長巖形成年齡為（452.9±2.4）Ma，輝長巖形成時間為（457.7±2.1）Ma。巖體地質、巖相學、巖石地球化學等特征，與區域含礦巖體具有較強的相似性，但成巖時代具有明顯的差異性。該巖體具有較好的銅鎳成礦潛力，其發現進一步證明甘肅北山地區具有較大的銅鎳找礦空間。