与碳酸岩-碱性岩有关的铌-稀土矿床成矿作用及成因机制

铌和稀土资源主要来自与碳酸岩-碱性岩相关的矿床,加强碳酸岩-碱性岩系统铌和稀土成矿作用研究,对指导我国铌和稀土资源的找矿都具有重要意义。本文对与碳酸岩-碱性岩有关的铌-稀土矿床成矿作用及成因机制进行了梳理和总结。碳酸岩-碱性岩系统中铌和稀土的初始富集一般与富集地幔的部分熔融有关,地幔源区稀土和稀有金属、碱金属和挥发分的富集是成矿的关键。橄榄石、单斜辉石等早期岩浆矿物的高度分离结晶导致残余碱性岩浆中铌和稀土的进一步富集,结晶铌和稀土矿物;碳酸岩中铌矿物结晶有堆晶岩成因和交代成因两种机制。大多数与碳酸岩-碱性岩相关的铌-稀土矿床均经历了热液蚀变,岩浆铌矿物被原地蚀变成热液铌矿物;而碳酸岩-碱性岩中矿石矿物和脉石矿物中的轻重稀土在热液过程中均可被溶解迁移再沉淀为稀土矿物。包括物理富集、化学富集和/或生物富集过程在内的地表风化过程可进一步提升碳酸岩型铌-稀土矿床的品位;在碱性硅酸岩体系中,少数矿床通过物理富集提升铌和稀土品位,而大多数矿床的风化会导致稀土矿物的分解形成一些不易被经济利用的次生稀土矿物。     

序言

<正>铌(Nb)和稀土(REE)是我国重要的战略性矿产资源,前者极度依赖于进口,而后者则是我国的优势矿产。铌和稀土矿床在全世界(包括中国)分布广泛,且类型多样,其中与碱性岩-碳酸岩杂岩相关的矿床是铌与稀土(尤其是轻稀土)资源最重要的来源。碱性岩-碳酸岩杂岩主要来自地幔,且产出于一些特殊的构造背景(如裂谷或陆内伸展、碰撞后伸展、地幔柱、火山弧等),是研究深部地幔富集与熔融过程、物质(如碳)循环和深部动力学机制的重要“岩石探针”,是当前固体地球科学研究的前沿和热点领域之一。因此,研究碱性岩-碳酸岩杂岩的形成机制及相关的Nb-REE成矿作用,不仅具有重要的岩石成因和地球动力学意义,     

成矿碳酸岩的实验岩石学研究现状与展望

火成碳酸岩及其风化产物是全球战略性关键金属稀土元素(REE)和铌(Nb)的主要来源。因此,对关键金属在火成碳酸岩中的超常富集机理研究具有重要的科学意义。研究表明成矿碳酸岩常常与碱性杂岩体存在密切的时空联系,因而母岩浆应属于碳酸盐化的硅酸盐岩浆,并以霞石岩岩浆为主。针对碳酸岩关键金属矿床的成岩成矿过程,已有实验发现母岩浆在地壳内的演化过程中,既可以通过分离结晶作用,也可以通过液态不混溶作用形成碳酸岩。然而,更加接近自然样品的多组分体系的实验均表明液态不混溶作用总是先于碳酸盐矿物分离结晶作用。因此,液态不混溶作用对关键金属成矿过程有着不可忽视的作用。尽管如此,已有不混溶实验表明当碳酸盐熔体和硅酸盐熔体发生不混溶之后,关键金属REE与Nb总是优先分配到硅酸盐熔体(碱性岩)中,但是在成矿杂岩体中,REE与Nb是高度富集在碳酸岩中。虽然不混溶实验表明REE与Nb在碳酸盐-硅酸盐熔体中的分配系数与含水量有关,即与熔体的聚合程度有关,但是绝大部分成矿碳酸岩成矿过程一般并不富水,所以碳酸岩中REE和Nb等关键金属元素超常富集的机理并不明确。因此未来的研究应重点关注在碳酸岩演化的过程中,除了水以外,其他配体对于关键金属元素在不混溶硅酸盐-碳酸盐熔体之间分配系数是否有影响,从而找到控制碳酸岩中关键金属成矿的关键。     

碳酸岩岩浆演化过程中REE富集与分异的研究进展及碳酸岩中的矿物学分带

稀土元素(REE)作为"三稀资源"之一,是中国重要的战略性矿产资源,碳酸岩型稀土矿床是世界稀土的主要来源.成矿碳酸岩的岩浆演化以及稀土元素的富集和分异机理一直是碳酸岩型稀土矿床研究的热点和难点,国内外学者对碳酸岩的岩浆起源、岩浆演化过程中稀土元素富集与分异的机理进行了大量的研究与探讨,但仍存在较多的争议,限制了碳酸岩型稀土元素成矿理论的发展及国内外碳酸岩型稀土矿床的找矿勘查工作.文章重点对稀土成矿碳酸岩的起源、岩浆演化过程及在此过程中REE的富集与分异行为进行了详细的文献调研和评述,同时,基于笔者在冕宁牦牛坪稀土矿床前期的研究工作和最新发现,认为碳酸岩中普遍存在矿物学分带,它是岩浆演化过程的最佳记录,是不同成分矿物结晶分异作用的体现.对牦牛坪稀土矿床碳酸岩的矿物学分带特征及其中的熔体、熔流体和流体包裹体进行了初步描述与探讨,以期为研究碳酸岩的岩浆演化、岩浆-流体转化过程及稀土元素的富集与分异机理提供新的思路,促使对稀土碳酸岩矿物学分带及其对REE富集与分异的研究引起更多的关注和重视.     

白云鄂博Fe-REE-Nb建造地球化学特征及成因：元素及同位素新证据

通过野外地质观察和室内镜下研究,利用XRF和ICP-MS对白云岩及其周围的板岩的主、微量元素进行分析,同时对硫化矿化的样品开展硫同位素测试。元素测试结果显示白云鄂博Fe-REE-Nb建造白云岩既具有部分火成碳酸岩的地球化学特征,也具有部分沉积碳酸岩的地球化学特征,表明白云鄂博Fe-REE-Nb建造赋矿白云岩不是典型的火成碳酸岩或沉积碳酸盐岩。硫同位素的测试结果表明,全岩的硫同位素组成不呈塔式模型分布,出现两个比较明显的峰值,一个在0‰左右,具有深源特征;另一个在+8‰左右,明显高于幔源硫,这个结果说明其来源可能有两个:地幔和海水。赋矿白云岩中Nb随着稀土的富集也发生富集作用,但是Ta的富集作用却十分微弱,显示了成矿热液强烈富REE和Nb及贫Ta的元素地球化学特征。据元素和硫同位素结果,我们认为白云鄂博赋矿白云岩是沉积碳酸盐受地幔碳酸岩岩浆及派生的流体交代的产物,而非直接源于火山碳酸岩喷发成因。地幔深部碳酸岩岩浆及其派生的富稀土流体沿区域性深大断裂上涌与沉积碳酸盐岩进行交代作用,形成了白云鄂博独特巨大的Fe-REE-Nb矿床及区域性的稀土矿床。     

内蒙古额济纳旗灰石山稀土铌多金属矿床地质特征及成因

灰石山稀土铌多金属矿床位于内蒙古阿拉善地块北缘,是近些年新发现的规模较大的稀土铌多金属矿床。通过系统的槽探钻探工程、野外地质调查及岩相学研究,探讨了该稀土铌多金属矿床的地质特征及成因。灰石山稀土铌多金属矿床与碱性正长岩密切相关,具岩浆期后热液交代型和岩浆结晶分异型2种不同成因类型。通过总结该矿床的找矿标志,建立了成矿模式: 岩浆期后热液交代型矿床受断裂控制,正长质岩浆沿断裂被动侵位,随着温度和压力的下降,流体与熔体发生溶离作用,富含Nb、REE和挥发分(F和Cl为主)的硅质流体发生水-岩反应,在有利部位形成了稀土铌矿床。矿床围岩褐铁矿化、黄铁矿化、硅化蚀变程度与稀土、铌的含量呈正相关,矿体与围岩界线不明显; 正长质岩浆主动侵位,伴随岩浆结晶分异作用,不相容元素(Nb、REE等)在残余熔体中富集成矿,形成了赋存于正长岩中的岩浆结晶分异型矿床。灰石山地区碱性正长质岩浆为稀土铌多金属矿床的形成提供了物质来源。     

伟晶岩型锂矿中矿物原位微区元素和同位素示踪与定年研究进展

锂是重要的战略性关键金属,伟晶岩型锂矿是锂资源的主要来源之一.伟晶岩的成因及锂等关键金属在花岗质岩浆-热液演化过程中是如何富集成矿的,是人们十分关注的重要科学问题.多种方法可对伟晶岩的成岩成矿年龄进行限定,除锆石外,其他副矿物和矿石矿物如磷灰石、铌铁矿族矿物、锡石等的原位微区U-Pb定年己得到广泛应用,但需根据定年矿物的共生关系、结晶学及矿物化学特征进行系统研究,合理解释所获年龄的地质意义;伟晶岩型锂矿的成岩成矿一般具有同时性,个别存在多期成矿.伟晶岩的地球化学类型主要有LCT型(富集Li-Cs-Ta)和NYF型(富集Nb-Y-F)及它们的混合类型;成因有"母体花岗岩浆的结晶分异"和"源岩直接部分熔融"两种主要模型;多种矿物学和地球化学方法可用于区分这两种成因.伟晶岩型锂矿床的成矿机制研究包括成矿元素在源区的初始富集,成矿元素在岩浆过程中的富集和沉淀,以及在岩浆-热液过程中的行为和富集作用.伟晶岩中贯通性矿物和矿石矿物的原位微区分析是研究锂等关键金属成矿过程的重要方法.     

四川木洛稀土矿床碳酸岩地球化学

木洛稀土矿床成因上与碳酸岩-碱性杂岩密切相关。碳酸岩主要由方解石组成,CaO/（CaO＋MgO＋FeO＋Fe2O3＋MnO）比值在95.7%～99.6%,为方解石碳酸岩。碳酸岩相对富集大离子亲石元素Ba、Sr、LREE,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Zr、P,高Zr/Hf和La/Nb值,低Sm/Nd和Rb/Sr值,暗示岩石来自富集地幔EMI。地质、地球化学研究表明,木洛碳酸岩是在峨眉山地幔柱地幔遗存物经喜马拉雅造山运动再次活化的产物,但碳酸岩熔浆在上侵过程中受到地壳物质混染。碳酸岩-碱性岩熔浆带来大量稀土元素,并在喜马拉雅造山期造山运动派生的局部引张部位成矿。     

钠交代作用对碱性花岗岩体系中稀土富集成矿的贡献

碱性岩是全球稀土资源的主要来源之一,特别是中-重稀土资源。针对碱性花岗岩体系中稀土(REE)和部分高场强元素(HFSE)超常富集机制及其控制因素等关键科学问题,目前尚缺乏深入系统的研究工作。本文重点关注碱性花岗岩成矿体系中的钠交代作用,对常见的钠长石化、钠铁闪石化和钠辉石化等热液交代过程中的矿物交代反应过程及其稀有稀土元素再活化-迁移过程开展分析和讨论。在碱性岩中,碱性角闪石和辉石被认为是REE和HFSE的重要载体,同时也是岩浆分异演化的有效示踪剂。以中国黑龙江碾子山碱性花岗岩为例,岩浆晚期的热液交代会导致碱性角闪石和辉石从富钙的矿物相向富钠的矿物相转变,在这个相转变过程中会导致REE和HFSE的活化和迁移。特别是岩浆晚期热液富钠霓辉石的形成过程中REE和HFSE会大规模释放到交代流体中,可能是导致这些关键金属元素在岩浆晚期超常富集和成矿的关键控制因素。因此,碱性角闪石和辉石的钠指数[Na^#=Na/(Na+Ca)摩尔比]可能是一个潜在的矿物地球化学指标,或将为碱性岩型稀土资源勘查提供新的方法。     

巴西与碱性岩- 碳酸岩杂岩体相关的关键矿产成矿作用与规律

在巴西,与碱性岩- 碳酸岩杂岩体相关成矿作用复杂,产出了世界上唯一的霞石正长岩型斜锆石矿床、全球最大的铌矿床以及巴西最大的铀矿和镍矿集区,资源储量丰富,具有重要的经济价值和战略意义,同时也是关键矿产成矿作用研究的殿堂。本文在前人研究基础之上,整理分析了35处与碱性岩- 碳酸岩相关的关键矿产地质特征。根据成矿作用特征,划分了4个成矿系列:①霞石正长岩碱性杂岩相关的U- Zr- Mo- REE 和萤石成矿系列;②碱性岩- 碳酸岩杂岩(正长岩+辉石岩+霓霞岩+碳酸岩等)相关的Nb- P- Ti- REE和蛭石成矿系列;③阿拉斯加型超基性岩- 碱性杂岩体相关的Ni成矿系列;④交代正长岩相关的U- P成矿系列。根据关键矿产资源时空分布规律,划分了5个成矿带:(Ⅰ)Lancinha- Cubato碱性岩- 碳酸岩相关REE- P- U- Zr- Ni- Mo- 蛭石成矿带;(Ⅱ)Rio de Janeiro- Rondnia碱性岩- 碳酸岩- 金伯利岩相关的Nb- REE- Ti- Zr- P- 金刚石成矿带;(Ⅲ)Ceará- Mato Grossodo Sul 超基性岩- 碱性岩- 碳酸岩相关的Ni- U- P- 蛭石成矿带;(Ⅳ)亚马逊地区碳酸岩相关Nb- REE- Th- Ti- P成矿带;(Ⅴ)巴伊亚地区与变正长岩相关的U成矿带。本文还详细介绍了典型矿床成矿地质特征和成矿条件,为走出去寻找关键矿产资源基地提供了理论支撑。     

安哥拉Bonga铌矿床成矿碳酸岩岩石地球化学和C-O同位素研究

安哥拉Bonga碳酸岩型铌矿床位于Parana'-Angola-Etendeka碱性岩-碳酸岩火成岩省东部,是一个孤立产出的中心式岩栓,侵入于元古宙花岗岩基底中。岩石地球化学研究表明,Bonga岩体由钙碳酸岩和少量的镁碳酸岩组成,岩体成分从钙碳酸岩向镁碳酸岩演化。矿物组合上,钙碳酸岩以方解石为主,副矿物有磷灰石、磁铁矿、烧绿石和少量稀土矿物;镁碳酸岩以白云石为主,烧绿石含量降低,稀土矿物含量增高。富钙碳酸岩(摩尔比值Ca O/Ca O+Mg O+Fe O+Mn O0.83)中Nb含量较高,变化于148.1×10~(-6)~8394×10~(-6),平均为2127×10~(-6),∑REE变化于1441×10~(-6)~9452×10~(-6),平均为2791×10~(-6),LREE/HREE变化于16.7~58.3,平均为25.0;富镁碳酸岩(摩尔比值Ca O/Ca O+Mg O+Fe O+Mn O0.83)Nb含量降低,变化于300.9×10~(-6)~3910×10~(-6),平均为1502×10~(-6),∑REE升高,变化于1659×10~(-6)~18849×10~(-6),平均为7111×10~(-6),轻稀土更加富集,LREE/HREE增大,变化于19.1~114,平均为57.6。铌在碳酸岩浆演化的早期富集,铌矿化主要与富钙碳酸岩有关;稀土元素的富集相对较晚,主要与富镁碳酸岩有关。对碳酸岩碳氧同位素的瑞利分馏模拟计算(RIFMS模型)结果表明,Bonga碳酸岩的铌矿化(烧绿石沉淀)主要受岩浆作用控制,其温度不低于600℃。     

Magmatic evolution and rare earth element enrichment of Saima alkaline complex,Liaoning, ChinaSCIEI北大核心CSCD

赛马碱性杂岩体位于我国辽东半岛,是一个典型的铀-铌和稀土多金属矿化杂岩体,富含重稀土,其复杂的演化过程和稀土元素富集机制仍没有得到有效约束。本文对该碱性杂岩体中角闪辉石正长岩、正长岩、黑云正长岩、云霓霞石正长岩和异霞正长岩5类岩石及锆石的元素地球化学特征进行了系统研究,并开展了特征矿物包裹体的显微岩相学研究,旨在限定杂岩体母岩浆的演化路径,揭示稀土元素的富集机制。研究结果显示,赛马碱性杂岩体的母岩浆经历了由钾质碱性(角闪辉石正长岩、正长岩和黑云正长岩),到钾质过碱性(云霓霞石正长岩),向钠质过碱性(异霞正长岩)的充分演化。在演化过程中赛马碱性杂岩体母岩浆的体系状态发生了明显变化,碱性岩浆演化受流体不饱和的纯岩浆体系的控制,而过碱性岩浆岩则形成于流体过饱和的岩浆体系,且异霞正长岩母岩浆流体的饱和程度明显高于云霓霞石正长岩的母岩浆。研究还显示,钾质碱性岩浆稀土元素的地球化学行为主要受控于磷灰石等矿物的分离结晶,而成矿的钠质过碱性岩浆稀土、锆和铌等元素的富集成矿则主要受富CO_(2)的高盐度岩浆热液的控制。     

铌钽矿床类型、特征与研究进展

铌、钽矿产分布较广。内生铌钽矿成矿类型主要为伟晶岩型、稀有金属花岗岩型、碳酸岩型和碱性岩型;外生矿床多为内生矿床经过风化和沉积等外生作用发生二次富集的风化壳型和残坡积、冲积砂矿型。从成矿时代来看,伟晶岩型矿床成矿时代跨度较大,从3.08 Ga到0.19 Ga;碱性岩型矿床主要成矿期分别在2.25~1.35 Ga和0.75~0.19 Ga;碳酸岩型矿床成矿期主要分布在0.75~0.6 Ga和0.4~0.35 Ga;花岗岩型主要分布在0.75~0.19 Ga的中晚期。碳酸岩型铌矿床和伟晶岩型钽矿床是目前勘探的主要目标。     

内蒙古东珺铅锌银矿床地质特征及成因探讨

在矿床地质、地球化学特征研究的基础上,讨论了内蒙古东珺铅锌银矿床的成因。地球化学研究表明：矿区岩浆岩属于钙碱性岩石系列,轻稀土和大离子亲石元素相对富集;矿石与岩浆岩稀土元素配分模式相似,矿石、矿化蚀变岩、火山岩和二长斑岩的K、Th、U、Rb均具有明显的正异常,Ta、Nb均显示负异常,暗示本矿区各种岩石具有相同的源区,主要来源于富集大离子亲石元素的富集地幔,可能有少量地壳物质的混染。矿石中金属硫化物Pb、S同位素研究表明,成矿物质来源于岩浆系统。通过矿床地质及地球化学研究,认为东珺铅锌银矿为一与火山-次火山岩浆作用有关、受断裂构造控制的热液脉型矿床,成矿与中生代火山-次火山岩浆作用关系密切,NW向和NE向断裂构造为控矿和容矿构造。     

稀土矿床：基本特点与全球分布规律

本文介绍了全球稀土资源供需历史、现状和对未来的展望。从矿床成因视角切入，将稀土矿床分为内生和外生两大类型，其中内生稀土矿床包括碳酸岩型、碱性岩型、碱性岩型- 碳酸岩型、氧化铁铜金型、热液脉型，外生稀土矿床包括风化壳离子吸附型、沉积岩型、沉积矿产(煤矿、铝土矿和沉积磷矿)伴生型、砂矿和现代海洋底部含稀土的锰结核、结壳和软泥型。归纳总结了主要类型矿床的基本特点和时空分布；认为内生稀土矿床产出于四类构造环境，包括裂谷环境、碰撞后伸展环境、大陆碰撞环境和后俯冲伸展环境；从构造演化入手，探讨了在外生与内生地质过程中稀土元素的迁移和富集规律，建立了涵盖主要矿床类型的构造- 成矿模型。     

内生碳酸岩型稀土矿床中磷酸盐作用研究综述

碳酸岩型稀土矿床是全球稀土最主要的来源。磷酸盐是该成矿体系中常见的组分,但对其在碳酸岩稀土成矿过程中的具体作用仍缺少系统的认识。本文综述了磷酸盐在碳酸岩岩浆形成、演化和稀土富集成矿过程中作用,并提出现存问题和研究展望。磷在碳酸盐熔体中具有很高的溶解度。磷的存在有利于稀土在地幔极低程度部分熔融过程和碳酸盐—硅酸盐液态不混溶过程中优先进入碳酸盐熔体,形成初始碳酸岩熔体中稀土的预富集。碳酸岩岩浆演化过程中,稀土将优先进入到不混溶的磷酸盐熔体或独居石和磷灰石等磷酸盐矿物中,这些熔体和矿物的行为很可能是控制体系中稀土行为和成矿潜力的关键因素。岩浆作用过程中形成的富稀土磷酸盐矿物还可为热液阶段稀土矿化提供成矿物质来源。磷酸盐还是热液过程中稀土的有效沉淀剂,有利于轻重稀土矿物在流体晚期阶段成矿。未来工作应更多关注磷酸盐在碳酸岩岩浆演化过程中的作用及其中重稀土的富集机理研究,针对具体成岩成矿过程开展实验岩石学和熔体包裹体研究。     

Spatial distribution pattern of ore forming elements in the Bayan Obo deposit and exploration implicationsSCIEI北大核心CSCD

白云鄂博矿床是全球最大的稀土-铌-铁矿床。本文对白云鄂博矿床主矿、东矿赋矿白云岩、不同类型稀土-铌-铁矿石和富钾板岩进行详细的野外地质调查和地球化学成分分析,揭示了成矿元素稀土、铌和主要蚀变元素钠、钾、氟、磷的空间分布规律。结果表明,白云鄂博主采坑比东采坑具有更高的稀土含量,矿体由外围向中心、由浅部向深部有明显的稀土元素(尤其是中-重稀土元素)富集的现象,矿体深部具有更大的中-重稀土元素找矿潜力;成矿元素铌的异常范围与重稀土的异常范围相吻合,表明二者具有密切的共生关系;蚀变元素氟的异常范围与稀土-铌-铁矿体的分布范围相一致,是重要的沉淀成矿元素;蚀变元素磷的异常要明显超过稀土-铌-铁矿体的分布范围,是重要的迁移载体元素;钠化蚀变主要出现在矿体下盘含稀土白云岩中,代表早期高温蚀变过程;钾化蚀变主要发育在矿体上盘的富钾板岩中,代表晚期低温蚀变过程;钾化、萤石化及磷的异常是碳酸岩型稀土矿床最主要的浅部和外围示矿指标。     

塔里木北缘波孜果尔碱性(花岗)岩铌-钽-锆-铷-稀土矿床钠铁闪石、霓石特征及意义

碱性造岩矿物能够记录碱性岩源区特征、岩浆演化以及晚期成矿的重要信息,是开展碱性岩成岩成矿研究的有效手段。波孜果尔碱性花岗岩型铌-钽-锆-铷-稀土矿床位于塔里木北缘-中亚南天山晚古生代造山带,是塔里木地块北缘铌成矿带中典型的碱性岩型矿床。本文通过对含矿岩体中的霓石和钠铁闪石开展矿物学研究,结合全岩成分揭示波孜果尔稀有-稀土金属矿床含矿岩体的岩石类型、演化特征、构造背景及成矿条件。研究发现,含矿碱性岩体由霓石钠铁闪石碱长花岗岩、霓石钠铁闪石石英碱长正长岩、霓石钠铁闪石碱长正长岩组成。不同岩相岩石均表现出相似的稀土和微量元素配分模式,以富集轻稀土元素和高场强元素,亏损大离子亲石元素和重稀土元素为特征,具有显著的负Eu异常,指示三种岩石类型是同源岩浆演化的产物。含矿岩体中的辉石为霓石-霓辉石,角闪石为钠铁闪石。霓石和钠铁闪石稀土和微量元素配分模式相似且含量都较低,富集重稀土、亏损轻稀土,具有显著的负Eu异常,并富集Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr等大离子亲石元素。霓石和钠铁闪石微量元素特征指示三个岩相单元的演化程度由低到高依次为霓石钠铁闪石碱长花岗岩→霓石钠铁闪石石英碱长正长岩→霓石钠铁闪石碱长正长岩,且结晶分异作用控制了岩体的形成。同时,早期霓石钠铁闪石碱长花岗岩的钠铁闪石呈现Ce正异常,晚期岩相中则无异常,指示演化的早期阶段氧逸度较高,随着磁铁矿等氧化物的结晶熔体趋于还原。波孜果尔含矿岩体成矿元素除Rb外分布并不均匀,表现为演化早期的岩相富集Nb,而演化晚期的岩相更富集稀土和Zr。进一步研究发现,塔里木北缘碱性岩带发育的铌、稀土、钽、锆、铷、铀等稀有稀土金属矿化与地幔柱引起的幔源岩浆底侵有关,其构造背景可能为地幔柱对造山带的叠置。     

富氟钡型碳酸岩岩浆的演化机制及其成矿效应

碳酸岩可分为原始地幔原生碳酸岩和广义“碳酸岩”——富氟钡型碳酸岩。相对于原生碳酸岩,富氟钡型碳酸岩含有大量挥发分和碱土元素,产出了众多稀土矿床,具有较高的成矿潜力。理论和实验研究表明,在碳酸岩岩浆演化过程中,挥发分和碱土元素是岩浆发生不混溶作用的关键因素,而且不混溶作用相对结晶分异作用更利于成矿元素的富集。因此,可以推断挥发分和碱土元素是富氟钡型碳酸岩的成矿的关键因素,不混溶模式是富氟钡型碳酸岩岩浆演化和成矿的主要机制。但是,这仅为理论推断的结果,而且许多实验的研究对象是未发生稀土矿化的碳酸岩,数据的说服力较弱。在我国富氟钡型碳酸岩矿床中,山东微山稀土矿床具有成矿元素高度富集,代表了富氟钡型碳酸岩成矿强度大的特点;而白云鄂博铁—稀土矿床则代表了富氟钡型碳酸岩成矿规模大的特点,二者相辅相成,是研究富氟钡型碳酸岩成矿效应的理想对象。     

内生碳酸岩型稀土矿床中磷酸盐作用研究综述

碳酸岩型稀土矿床是全球稀土最主要的来源。磷酸盐是该成矿体系中常见的组分,但对其在碳酸岩稀土成矿过程中的具体作用仍缺少系统的认识。笔者等综述了磷酸盐在碳酸岩岩浆形成、演化和稀土富集成矿过程中作用,并提出现存问题和研究展望。磷在碳酸盐熔体中具有很高的溶解度。磷的存在有利于稀土在地幔极低程度部分熔融过程和碳酸盐—硅酸盐液态不混溶过程中优先进入碳酸盐熔体,形成初始碳酸盐熔体中稀土的预富集。碳酸岩岩浆演化过程中,稀土将优先进入到不混溶的磷酸盐熔体或独居石和磷灰石等磷酸盐矿物中,这些熔体和矿物的行为很可能是控制体系中稀土行为和成矿潜力的关键因素。岩浆作用过程中形成的富稀土磷酸盐矿物还可为热液阶段稀土矿化提供成矿物质来源。磷酸盐还是热液过程中稀土的有效沉淀剂,有利于轻重稀土矿物在流体晚期阶段成矿。未来工作应更多关注磷酸盐在碳酸岩岩浆演化过程中的作用及其中重稀土的富集机理研究,针对具体成岩成矿过程开展实验岩石学和熔体包裹体研究。