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Lithos-白云鄂博REE-Nb-Fe矿床成因:与碳酸岩相关的多阶段岩浆-交代过程研究

文章来源: | 发布时间:2020-02-26 | 【打印】 【关闭】 浏览:

近三十年来,赋矿白云岩的成因一直是白云鄂博REE-Nb-Fe矿床成因研究的焦点和难点。多期次、多阶段的岩浆-热液过程叠加在一起,重塑了该赋矿围岩的岩石学、矿物学和地球化学特征。与此同时,研究程度较高的主东矿中的赋矿白云岩普遍遭受强烈的矿化和热液蚀变,难以保存赋矿围岩的初始信息,使得从头开始研究该白云岩的演化历史变得异常困难。近几年来,野外勘探和地球化学分析技术的进展有助于克服上述困难、进一步研究白云鄂博赋矿白云岩的成因问题。西矿的广泛采掘、基于岩相学的原位地球化学分析技术成为本研究的基础条件。

实验室的刘尚博士和范宏瑞研究员对区内具有明确成因的碳酸岩脉、沉积灰岩和白云岩地层进行采样,并对西矿、主东矿内部的弱蚀变、弱矿化白云岩进行甄选。通过光性观察、电镜BSE观察、彩色阴极发光(CL)观察等多种手段对铁白云石、方解石等碳酸盐矿物进行细致的岩相学研究。并对典型的碳酸盐矿物进行电子探针和原位微量元素分析(LA-ICPMS)。结合前人的碳氧同位素分析数据,对该赋矿白云岩的演化过程形成以下认识:

1)白云鄂博赋矿白云岩的形成和演化历经岩浆阶段、碳酸岩岩浆热液阶段和热液阶段,随后受到古生代的一次热液蚀变和构造变形作用(图一)。该白云岩体最早为中元古代的白云石质碳酸岩侵入白云鄂博群冷却固结而成(岩浆阶段)。随后,侵入浅表的和深部的碳酸岩残余流体演变为方解石质的岩浆热液(carbothermal fluids),对近固结的白云岩进行交代作用,形成细粒化的白云岩和高稀土含量的粒间方解石(碳酸岩岩浆热液阶段)。深部岩浆房和通道内岩浆热液的持续降温,使得大量低CO2的水盐热液成为交代作用的主体,已形成的赋矿白云岩遭受广泛而强烈的萤石化和霓长岩化,同时伴随广泛的稀土矿化(热液阶段)。受区域内古生代的俯冲作用影响,赋矿白云岩内部发生张性破碎和韧性变形,脉状矿石在张性断裂中形成,地壳物质可能加入并覆盖前述的地球化学信息。

2)尽管白云鄂博稀土的直接来源是碳酸岩熔体,但白云石质碳酸岩对稀土矿化的富集作用被高估,碳酸岩的岩浆热液及热液过程对稀土最终富集成矿至关重要。

上述研究成果对建立与碳酸岩岩浆-热液演化过程相关的元素富集成矿系统,具有重要的参考意义。该研究发表在如下链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0024493719305195

 

图一 白云鄂博赋矿白云岩的形成与演化过程(详见文字描述)

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