鲁中碳酸岩中磷灰石同位素地球化学研究

鲁中地区分布着100多个碳酸岩体，微量元素含量及稀土配分等均与世界典型碳酸岩相近。而碳酸岩的碳氧及斑晶磷灰石的锶、钛同位素组成与典型地幔物质有差异，与富集地幔颇为近似，从而证实在山东地区陆壳下存在富集地幔源区。     

鲁西地区中生代碳酸岩类的微量元素和锶、钕同位素组成特征

对鲁西地区早白垩纪的碳酸岩岩体的稀土、微量元素和同位素组成的研究表明 ,鲁西碳酸岩不同于任何沉积成因的灰岩和变质成因的大理岩 ,而与世界典型的幔源碳酸岩具有相似的稀土元素组成 ,说明其为幔源成因 ,碳酸岩极度富集轻稀土元素。鲁西碳酸岩的锶、钕同位素组成表明其地幔源区为具有EMI和EMII端元混合特征的富集地幔。     

四川里庄稀土矿床岩浆碳酸岩的地球化学

里庄稀土矿床位于四川冕宁县西南方向49 km，为侵位于碱性杂岩体中的碳酸岩脉状矿床。本文从稀土元素地球化学和同位素地球化学的角度探讨了碳酸岩与地幔过程之间的关系。研究表明，碳酸岩的∑REE为（9236.2~5943.6)×10-6,为LREE富集型，与典型岩浆碳酸岩特征相似；碳酸岩的C、O同位素组成非常稳定，其δ13CV-PDB和δ13OV-SMOW，分别为-3.9‰~-5.3‰和8.7‰~11.9‰,均落在“原生碳酸岩”的C、O同位素组成范围之内；碳酸岩的Pb、Sr同位素组成比较均一，其87Sr/86Sr,206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb分别为0.706305~0.706997、18.197~18.220、15.601~15.604、38.401~38.434，与EMⅠ型地幔源区的同位素组成基本一致。所有这些特征均表明岩石来自交代富集地幔源区。     

碳酸岩Sr、Nd、Pb 同位素地球化学研究评述

碳酸岩是出露相对较少的幔源岩石，其中Sr与Nd是研究地幔物质组成的主要对象之一。本文统计了世界上主要碳酸岩的锶、钕、铅同位素组成特征；研究显示，碳酸岩源区主要是洋岛玄武岩高U／Pb的HIMU端员和富集端员(EM1或EM2)的混合作用；此外大部分碳酸岩的锶、钕同位素落在大洋玄武岩范围内；这些均表明其成因与地慢柱有密切联系。碳酸岩及与之共生的硅酸岩的同源或独立源区模式部很难充分解释两者同位素组成特征，逭反映碳酸岩的演化模式涉及更复杂的过程。可能是俯冲作用使碳酸岩源区经历不同时间和程度的富集、亏损过程导致地幔源区成分不均一。     

甘肃礼县新生代火山喷发碳酸岩的发现及意义

甘肃礼县新生代钾霞橄黄长岩中有大量火山喷发碳酸岩出露，本文对该区各种碳酸岩的地质产状，岩石特征，全岩化学及稀土，微量和C、O同位素地球化学进行了研究，结果表明本区碳酸岩属于一种高CaO低碱（Na2O K2O)的火成碳酸岩，其化学成分与东非裂谷乌干达FortPortal地区的碳酸岩相似，其中碳酸岩的火山砾岩和凝灰岩具有高的SiO2和Mg/Ca比值，化学成分显示了硅酸盐和碳酸盐混合的特征，可能代表直接由地幔部分熔融形成的原生碳酸盐岩浆。其它类型碳酸岩的成因与原生碳酸盐岩浆或原生钾霞橄黄长岩浆的液态不混溶作用和／或结晶分异作用有关。碳酸岩及共生的高钾火山岩不是典型的大陆裂谷岩浆作用的产物，其起源和成因与软流圈的上涌有关。碳酸岩的发现为查明本区地幔的组成和性质提供了新的岩石学证据。     

牦牛坪稀土矿床碳酸岩Pb同位素地球化学

四川牦牛坪稀土矿床与稀土矿化时空密切共生的碳酸岩一正长岩碱性杂岩体的成岩时代为喜山期，碳酸岩呈脉状沿正长岩岩体中心侵入。两者具有相似的^206Pb／^204Pb和^208Pb／^204Pb比值，但碳酸岩^207Ph／^204Ph比值变化较大，且低于正长岩。这种差异并不能归因于地壳物质的混染作用，而是反映了地幔源区的特征。在Ph、Sr和Nd同位素图解中，矿区碳酸岩和正长岩显示低Ph，高Sr同位素的特征，部份碳酸岩Ph同位素落在MORB内，而Sr和Nd同位素明显不同于MORB，相对接近洋岛玄武岩的Ⅰ型富集地幔(EM1)。喜山期扬子板块呈楔形体插入龙门山地壳之中，受挤压的中下部地壳向前陆深处发生俯冲，并延伸至攀西裂谷顶部富集地幔体中，被交代的富集地幔经不同程度的和不连续的部份熔融作用形成碱性岩浆，整个演化过程导致了源区成份的不均一性。     

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。     

坦桑尼亚Panda山碳酸岩地球化学特征及岩石成因研究进展

Panda山碳酸岩杂岩体含大量烧绿石,构成了一个重要的碳酸岩型铌矿床,自20世纪50年代以来就引起了极大的关注,但其成矿母岩(碳酸岩)的岩石成因问题一直没有得到很好的解决。本文系统总结和分析了前人关于Panda山碳酸岩的年代学、岩石地球化学及同位素地球化学数据,结果显示Panda山碳酸岩在化学组成上以钙质碳酸岩为主,稀土元素呈现为轻稀土富集的右倾分布型式且无Ce、Eu异常;相对富集大离子亲石元素Ba、Sr,相对亏损高场强元素Zr-Hf、Ti,而Rb、Th、U元素的含量则变化较大,这些特征与世界上典型的碳酸岩类似。此外,Sr-Nd-Pb同位素结果显示碳酸岩源区应为高U/Pb地幔(HIMU)与富集地幔(EM)之间的混合,这与东非裂谷系其他碳酸岩源区特征一致。综合现有认识,推测Panda山碳酸岩由地幔橄榄岩低程度部分熔融而来,其形成过程很可能与冈瓦纳大陆裂解引发一系列古断裂重新活动有关。     

四川牦牛坪稀土矿床萤石Sr、Nd同位素对地幔成矿流体的指示意义

萤石是四川牦牛坪稀土矿床主要的脉石矿物之一，其形成贯穿了整个稀土成矿过程，因此同位素的研究对探讨萤石和稀土成矿流体的来源具有重要的价值。矿区6件萤石样品的Sr、Nd同位素组成没有明显差异，结合围岩（碳酸岩－正长岩，花岗岩）同位素组成特征研究表明，不同颜色、来自不同矿石类型、具有不同REE类型的萤石为同源产物，稀土成矿流体来源于富集地幔，与区内碳酸岩－正长岩岩浆活动密切相关。     

汉诺坝-阳原火成碳酸岩成因探讨

大多数幔源硅酸盐岩浆都含少量碳酸盐岩浆,这些少量的碳酸盐岩浆在地幔演化中起了非同寻常的作用。本文报道了发现于汉诺坝、阳原地区新生代玄武岩中鲜见的火成碳酸岩。碳酸岩脉贯穿于玄武岩及其捕虏体橄榄岩,并导致橄榄岩强烈的碳酸盐化现象。碳酸岩脉主要由方解石组成(90%以上),岩石类型为方解石碳酸岩,含少量被裹挟的地幔橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和尖晶石等矿物。碳酸岩化橄榄岩由原先的黄、绿色变为紫褐色,灰白色网状碳酸岩细脉穿插其中。碳酸岩脉和碳酸盐化橄榄岩的全岩稀土含量很低(∑REE=8.7×10-6～13.7×10-6),球粒陨石标准化REE模式呈LREE略微富集(～10×球粒陨石)分布模式,微量元素也只显示轻微富集(数倍于原始地幔),它们的δ13C均为负值(-11.2‰～-12.3‰),δ18O均为正值(22.0‰～22.6‰)。碳酸岩的Sr、Nd、Pb同位素组成均显示富集(87Sr/86Sr=0.7078～0.7079,143Nd/144Nd=0.5129,206Pb/204Pb=18.0,207Pb/204Pb=15.5,208Pb/204Pb=38.0)。由于碳酸盐岩浆喷出地表后易于风化,导致REE、微量元素和同位素组成明显偏离原生火成碳酸岩。但从张北少数新鲜碳酸岩所具有的原生火成碳酸岩的C、O同位素组成(δ13C=-5.7‰～-7.3‰,δ18O=8.5‰～10.1‰)特征,以及接沙坝碳酸岩的正εNd(5.3～5.5)为亏损地幔的特征,表明汉诺坝碳酸岩与玄武岩的同源性——它们都来自地幔。     

四川牦牛坪稀土矿床萤石稀土元素、同位素地球化学

萤石是四川牦牛坪稀土矿床最重要的脉石矿物之一，本身已具有工业价值。根据稀土元素含量、有关参数及分布模式，将矿区萤石分为LREE富集型、LREE平坦型和LREE亏损型三种。不同REE类型中的萤石稀土元素地球化学特征具有连续变化的规律。萤石与围岩REE、同位素分析对比结果表明，LREE富集型、LREE平坦型和LREE亏损型萤石为同源不同阶段形成的产物；萤石成矿流体具有地幔特征，与矿区正长岩－碳酸岩密切相关。     

东秦岭黄水庵碳酸岩型Mo–REE矿床方解石地球化学特征和氟碳铈矿U–Th–Pb年龄及其意义

黄水庵矿床位于华北克拉通南缘熊耳山矿集区，是东秦岭钼矿带典型的碳酸岩型Mo–REE矿床之一。黄水庵矿床的Mo–REE矿体主要产于碳酸岩中，碳酸岩呈脉状和隐爆角砾岩体侵入太华群。笔者通过碳酸岩方解石微量元素、C–O同位素以及氟碳铈矿U–Th–Pb年龄的研究，探讨了碳酸岩岩浆的来源、成岩成矿年龄和构造地质背景，对东秦岭地区的构造演化和成矿作用提供约束。方解石的微量元素具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征，稀土配分模式为轻稀土元素富集的右倾型(LREE/HREE=3.08～10.33)。方解石δ¹³ C_V-PDB值为-4.11‰～-5.62‰、δ¹⁸O_V-SMOW值为6.40‰～7.62‰，指示初始火成碳酸岩特征。氟碳铈矿U–Th–Pb定年的加权平均年龄为(213.5±2.9)Ma，代表了黄水庵REE矿化的时限。综合已有成岩成矿年龄和同位素研究结果，认为黄水庵矿床的成矿时代为晚三叠世，形成于秦岭造山带碰撞后的伸展背景。富Mo下地壳与富集地幔的部分熔融形成碳酸岩岩浆，其中地壳物质的再循环是形成碳酸岩...     

肯尼亚Buru区碳酸岩成因及稀土找矿意义研究

位于东非大裂谷的维多利亚湖周边(含肯尼亚Buru区)发现多处碳酸岩,富集稀土元素和其他微量元素,研究其成因及与稀土元素和其他微量元素关系具重要意义。Buru区碳酸岩原始地幔标准化分布曲线与幔源碳酸岩浆相似,显示本区碳酸岩是幔源成因。其杂岩体的性状和典型模式相似,但又有较大的不同,其侵入顺序为超基性岩(变玄武岩)→碱性岩(响岩)→碳酸岩。碳酸岩是在低温低压条件下形成的,为次火山岩相-浅成相。Buru区位于东非大裂谷东支与西支之间,拉张应力环境为幔源碳酸岩上侵创造了条件。碳酸岩是在岩浆晚期分异后形成的,经交代作用后稀土元素和其他微量元素进一步富集。稀土元素和其他微量元素易富集在火成方解石碳酸岩、白云岩等碳酸岩中,为稀土元素和其他微量元素矿床的寻找指明了方向。维多利亚湖周边碳酸岩具良好的找矿前景。     

白云鄂博赋矿白云岩与微晶丘和碳酸岩墙的碳氧同位素对比研究

本文通过方解石和白云石的碳和氧同位素分析,对比研究了白云鄂博赋矿白云岩、黑脑包微晶丘、北京西山微晶丘、宽沟北正常沉积灰岩和白云鄂博碳酸岩墙,从而探讨了赋矿白云岩的成因及其与超大型Fe-Nb-REE矿床的成因关系。结果为:①黑脑包腮林忽洞群顶部微晶丘和北京西山寒武系顶部微晶丘碳酸盐的δ~(13)C值都在0±2‰左右,δ~(18)O值为18.3‰～25.1‰,均具有典型海相沉积碳酸盐岩的特点;②白云鄂博东矿采场δ~(13)C值为-7.9‰～-1.1‰,δ~(18)O值为9.1‰～20.9‰;矿区东西两端δ~(13)C值-7.9‰～-0.6‰,δ~(18)O值8.6‰～25.7‰;均介于地幔流体与典型沉积碳酸盐岩之间。部分赋矿白云岩样品中白云石与方解石之间的碳氧同位素分馏△~(13)C和△~(18)O值均小于0‰,表明其受到过次生蚀变作用,低δ~(18)O值白云石样品所对应的负△~(18)O值反映了地幔镁质流体对沉积碳酸盐岩的强烈交代作用;③矿区—富稀土碳酸岩墙的δ~(13)C值为-7.2‰～-4.7‰,δ~(18)O价值为11.9‰～16.4‰,表明其碳酸岩岩浆并非原始地幔来源,而可能与俯冲板块携带的沉积碳酸盐岩与地幔流体在深部的高温混合熔融有关。碳酸岩墙中白云石与方解石之间的碳和氧同位素分馏均小于0‰,说明该碳酸岩墙中的白云石与方解石并非同成因矿物,至少其中之一为     

造山带碳酸岩起源与深部碳循环

碳酸岩是揭示地幔地球化学动力学的"探针岩石",迄今有关碳酸岩的研究集中在裂谷环境,而鲜见造山带地区碳酸岩研究的报道。在四川攀西喜马拉雅期造山带、秦岭造山带和华北中央造山带内均有碳酸岩产出,且蕴藏了大型稀土和钼矿床,是研究深俯冲、壳-幔作用和深部碳循环的理想实验室。传统观念认为碳酸岩形成于裂谷环境与地幔柱活动相关,而造山带碳酸岩很可能是陆源富碳沉积物俯冲至地幔低程度熔融的产物。中国造山带内碳酸岩地球化学研究均显示了地壳物质对碳酸岩地幔源区的贡献,这暗示地表碳俯冲至深部地幔,交代地幔发生熔融,这不仅为较还原的地幔源区提供富氧成分,还可以使碳酸岩的母体岩浆更富集稀土,形成稀土矿床。     

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。     

华北克拉通火成碳酸岩时空分布和锶钕同位素特征及其地质意义

已有的研究得出：华北克拉通火成碳酸岩在时间上主要形成于古元代末—中元古代初、早中生代和晚中生代3个时段,反映了华北克拉通演化历史上3个拉张阶段。在空间上,前两个拉张阶段形成的火成碳酸岩分布在华北克拉通的北缘和南缘;后一个拉张阶段形成的火成碳酸岩分布在克拉通的中部和东部。华北克拉通火成碳酸岩的钕同位素主要特征是εNd(t )全为负值,而且随时间由老到新负值趋于降低。在εNd(t )-I Sr图解上,其投影点都落到了第3和第4象限,除莱芜—淄博地区火成碳酸岩外,其它都在富集地幔演化线附近,而且从老到新富集程度越来越高。推测华北克拉通火成碳酸岩形成的深部动力学机制可能是：在热地幔柱活动或周边板块向华北板块俯冲之后华北克拉通构造环境转变为伸展拉张环境,因压力减小而引起地幔部分熔融形成的碱性基性—超基性岩浆或碱性中性岩浆沿区域深断裂上侵,又经分异作用冷凝结晶形成杂岩体,火成碳酸岩是这些碱性岩浆演化晚阶段的主要产物。部分火成碳酸岩可能是从上地幔低程度部分熔融形成的碳酸岩浆直接上侵冷凝结晶而成。     

地幔的碳同位素

近年来对金刚石、金伯利岩、碳酸岩、大洋玄武岩、地幔包体等地幔样品的碳同位素越来越多的研究发现，地幔碳的同位素主要集中分布一５‰附近，而在－１５‰￣－２５‰区段有另一较弱的分布。目前的地幔碳的物相转变、沉积碳的俯冲和地幔去气等假说都很难解释这种碳同位素分布，原始地幔可能是碳同位素不均一的。     

四川牦牛坪碳酸岩的同位素地球化学及其成矿动力学

世界上绝大多数与碱性岩浆岩（包括碳酸岩）有关的稀土矿床产于裂谷化环境中，但四川牦牛坪稀土矿床却形成于新生代造山过程中。牦牛坪是一个与碱性杂岩体密切有关的稀土矿床，矿化与岩浆碳酸岩直接有关。碳酸岩的同位素地球化学组成变化很小，^206Pb/^204Pb=18.162-18.194,^207Pb/^204Pb=15.536-15.567,^208Pb/^204Pb=38.283-38.390,^87Sr/^86Sr=0.70605-0.70691,^143Nd/^144Nd=0.512327=0.512436,与EMI型地幔源区的同位素组成基本一致，表明牦牛坪稀土元素的成矿作用与深部动力学过程有关。在强烈的挤压造山过程中能够有EMI型地幔物质上侵，表明进入新生代以来，龙门山造山带乃至整个青藏高原及周边地区的地球动力学背景不仅限于板块的水平挤压与俯冲，还应考虑到地幔物质及其活动过程的显著贡献。     

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。