四川冕宁木落稀土矿床稀土矿物中富CO2和H2流体包裹体研究

木落稀土矿床位于四川省冕宁县境内，其成矿与喜山期岩浆碳酸岩有关。通过对矿床中主要稀土矿物氟碳铈矿中流体包裹体的岩相学、包裹体显微测温分析和包裹体成分的LRM分析等，对成矿流体的特征、演化及稀土矿化过程进行了讨论，结果表明与稀土成矿有关的流体为富CO₂和SO₂ 的中高温、高压超临界流体。温度、压力降低和流体不混溶是造成稀土矿物沉淀的主要机制。     

碳酸岩型稀土矿床成矿流体演化机制研究现状及展望

与碱性岩有关的碳酸岩型内生稀土矿床在中国乃至世界上轻稀土资源储量中占有极为重要的地位,诸如我国内蒙古的白云鄂博稀土矿床、川西冕宁—德昌稀土成矿带中的牦牛坪、大陆槽等稀土矿床、山东微山县郗山稀土矿床以及美国的Mountain Pass稀土矿床等都属于这种类型的稀土矿床。当前,对于这类稀土矿床的成矿流体演化机制,学界主要存在结晶分异作用、不混溶作用(熔体-熔体不混溶、熔体-流体不混溶以及流体-流体不混溶)以及热液交代蚀变作用之间的分歧。结晶分异作用可以使具有不相容性的稀土元素在残余熔体相中逐渐富集,直至形成稀土矿物。不混溶作用能够使稀土元素在不混溶后形成的两相或多相中的某一相中发生选择性富集,形成稀土矿化。成矿流体演化晚阶段的热液流体对早期生成的矿物或围岩进行交代蚀变,使其释放出能与稀土元素在热液中形成络合物的F-、(CO_3)~(2-)以及(SO_4)~(2-)等阴离子(团),并最终在合适的构造控矿部位和外界环境条件下,重结晶或沉淀出稀土矿物。上述3种观点各有其理论依据,但是在解释一些碳酸岩型稀土矿床地质现象或实验地球化学模拟结果的时候都或多或少存在一定程度上的不足。前人的研究结果表明,碳酸岩型稀土矿床中发育了大量的熔体包裹体、熔体-流体包裹体以及富CO_2的流体包裹体,以往在利用Linkam TS1400XY以及Linkam THMS600等这类常规高温热台,在101325 Pa条件下对其进行热力学测温时,这些包裹体大多在尚未达到完全均一状态前就已发生爆裂或泄露,极大制约了人们对这类稀土矿床在高温岩浆阶段和中高温岩浆-热液阶段成矿流体演化过程的认知。另外,对于稀土元素在成矿流体演化过程中的含量变化特征及其地球化学行为的研究,目前主要是通过包裹体成分组成的拉曼光谱分析,以及对矿体和围岩进行的全岩地球化学分析,尚缺乏单个包裹体中元素含量的原位微区分析方面的数据。未来,对碳酸岩型稀土矿床中发育的熔体包裹体、熔体-流体包裹体和富CO_2的流体包裹体,利用热液金刚石压腔开展高温高压原位均一实验模拟研究,以及对单个包裹体中微量元素的含量利用LA-ICP-MS进行原位微区分析,将是揭示该类稀土矿床成矿流体演化机制的关键。     

山东微山稀土矿床成矿流体的演化及对成矿的制约

山东微山稀土矿是我国三大轻稀土基地之一,产出有大量金属硫化物.本文在金属硫化物中富含银,且达到工业品位.流体包裹体研究表明,矿床内存在四类包裹体:含子矿物包裹体、含CO2包裹体、含SO42-包裹体,以及盐水溶液包裹体.盐水溶液包裹体与舍CO2包裹体的热力学特征存在较大差异,激光拉曼分析表明包襄体中的子矿物主要为硅酸盐,硫酸盐和碳酸盐矿物,重晶石产出含SO42-溶液包裹体,盐水溶液包裹体含有H2S,少量盐水溶液包裹体同时存在SO42-,HS-.硫同位素表明金属硫化物成矿流体属于碳酸盐热液分异流体同其他来源流体混合的产物.以上资料表明,微山矿床成矿流体经历了硅酸盐岩浆期、碳酸岩岩浆一热液过渡期、碳酸岩热液期、金属硫化物低温热液期,在不同期次内挥发分的富集和存在形式不同,导致碳酸岩岩浆-热液过渡期发生稀土矿化,低温热液期发生银矿化.因此,微山矿床属于与碱性岩有关的稀土-金(银)矿床.     

四川牦牛坪稀土矿床成因研究——来自包裹体的证据

四川牦牛坪稀土矿床是中国的第二大轻稀土矿床。碳酸岩-正长岩杂岩体是矿区主要的围岩,萤石是主要的脉石矿物。在四川冕宁牦牛坪稀土矿床霓辉重晶石型矿体早期萤石中笔者发现了大量的流体-熔体包裹体,对萤石矿物包裹体研究结果表明,牦牛坪矿床的晚期萤石矿物中至少存在6种类型包裹体：（1）气液包裹体（V-L）;（2）含CO2三相包裹体（L-L-V）;（3）含有少量子晶的多相包裹体（L-V-D或L-L-V-D）;（4）流体-熔体包裹体或多子晶包裹体（L-L-V-MS）;（5）固体包裹体（S）和（6）已经爆裂的高压包裹体等。各种类型的包裹体代表了不同的成岩阶段,并存在成因上的内在联系。气液包裹体（V-L）初融温度为-24．5--22．0℃,冰点温度为-2．5～-6．0℃,盐度为4．2％～9．2％。均一温度集中在142-146℃。含CO2三相包裹体（L—L—V）Tm-CO2为-56．6℃,Tm-clathe为＋2．1-＋10．0℃,盐度为0．1％～13．0％;Th-CO2为＋25～＋30．3℃,均一温度为230～265℃。含子晶的多相包裹体（L—V—D或L-L—V—D）子晶溶化温度在260～285℃之间,与前两类包裹体具有明显的成因上联系。流体-熔体包裹体或多子晶包裹体（L—L—V—MS）CO2含量约为10vol％;固相成分含量30vol％到90vol％,为长板状或立方体子晶,有些子晶呈圆形,正高突起,一轴负晶,可能为稀土碳酸盐矿物;Tm-CO2为-65．0～-58．0℃,初熔温度为-55．0--52．0℃,Th-CO2为＋26．5～＋28．3℃,气体水合物溶解温度为＋26．0～＋31．0℃;CO2相在220～276℃均一到水溶液相。固体组分一般会出现4次明显的溶解过程,即200～240℃、240—300℃、270～370℃和370～720℃四个阶段。包裹体的显微测温和拉曼成分分析结果显示早期流体中富含H2O、CO2、H2S和心等挥发分,并富含大量的重晶石、氟碳铈矿的子矿物,晚期成矿流体中则以H2O和CO2为主。根据矿床地质特征和矿物包裹体的研究结果,我们认为源区地幔岩石的低程度部分熔融形成富集稀土的碱性碳酸岩岩浆,侵位过程中产生液态不混熔现象,分异出携带大量高度富集REE的富F和CO2的高温流体,并主要以气相形式迁移稀土元素,在气成热液阶段REE富集成矿。矿床的成矿作用是由碳酸岩岩浆气液流体的沸腾、充填和交代过程而实现的。萤石的形成经历了气相迁移、深部成岩、上升交代、侵位成岩的过程。萤石的形成与稀土矿化有密切的关系。     

冕宁-德昌稀土成矿带碳酸岩流体研究

通过对四川冕宁-德昌稀土矿带主要矿物中包裹体岩相学、显微测温分析与包裹体成分分析,指出由岩浆碳酸岩分异出的成矿流体为富含高密度CO2、K、Na、SO42-和多种成矿元素的超临界流体,流体以高温、高压、超高盐度、富CO2为特征,从早期到晚期流体中CO2含量增加。结合前人对碳酸岩流体、稀土矿带周边新生代盆地中无机成因CO2气藏、富钾卤水、稳定同位素和隋性气体同位素研究成果,从碳酸岩流体的性质、流体体系、碳、氦同位素组成,初步探讨了碳酸岩流体与周边新生代盆地中CO2气藏、富钾卤水的成因联系。     

四川牦牛坪稀土矿床矿物流体包裹体研究

对矿物流体包裹体进行分析的结果表明，牦牛坪稀土矿床的矿物中存在4种类型包裹体：（1）液-所耵；（2）液-气-固相；（3）纯气相；（4）固相，矿物包裹体显微测温结果显示牦牛坪矿床成矿温度从423℃至122℃；成矿流体的盐度ω（NaCl)为11.46%-14.36%质量分数，包裹体的成分分析结果显示流体中富含CO2和其他挥发性组分，并富含大量的不同成分的矿物雏晶，根据矿床地质特征和矿物包裹体的研究结果，作者认为本矿床的成矿作用是由碳酸岩岩浆气液流体的沸腾、充填和交代过程而实现的。     

碳酸岩流体及其稀土成矿作用

火成碳酸岩熔浆可侵入到大陆和洋壳构造环境 ,多数大陆构造环境下的碳酸岩在时间和空间上与地壳减薄事件有关 ,高温下它具有极强的搬运碱金属、大离子亲石元素和高场强元素的能力。碳酸岩中可能出现的原生包裹体有两相水溶液 (气 +液 )包裹体、含子矿物多相水溶液包裹体、含CO2 包裹体和CO2 +盐水溶液混合多相包裹体以及硅酸盐玻璃质熔融包裹体等。碳酸岩型稀土矿床中赋存的流体包裹体类型也可分为气液相、含碳水溶液相和气液固多相包裹体 ,包裹体中稀土子矿物的出现是该类矿床最显著的特征。富碱碳酸岩流体中REE ,Sr ,Th和Fe等都具有极高的溶解度 ,水岩反应和流体不混溶是造成成矿热液中REE及Fe等沉淀成矿的关键因素 ,REE的迁移沉淀可延续到低温、低盐度的成矿晚阶段     

西藏马攸木金矿富CO2 超临界流体特征及矿床成因探讨

马攸木金矿床是产于西藏雅鲁藏布江缝合带西段重要的独立岩金矿床。本文通过显微测温分析首次发现该矿床的富CO2流体包裹体具有临界均一的特征,成矿流体属于超临界流体。研究结果表明:成矿流体主要为低盐度的CO2-H2O超临界流体。超临界流体可能是从岩浆出溶的,这种流体萃取了围岩中的金等成矿元素。流体经历了相分离-不均一捕获-跨越临界点-大气降水加入的过程,正是由于成矿流体在跨越临界点时析出部分成矿物质,形成早期矿化体;成矿后期流体与大气降水混合最终导致矿质大量沉淀。     

藏南马扎拉金-锑矿床:成矿流体性质和成矿物质来源

马扎拉金-锑矿床是藏南巨型金-锑成矿带的重要组成部分,其矿床成因目前仍存在不同认识.通过主要矿石和蚀变围岩的岩相学、矿相学、流体包裹体和稳定同位素分析,探讨了马扎拉金-锑矿床的成矿流体性质、矿质迁移和沉淀机制.结果表明,马扎拉金-锑矿床成矿流体主要来自岩浆水,主成矿期流体为中温(约255℃)、低盐度(2.8%~3.5%NaCleqv)、富CO2流体,成矿压力约150 MPa,流体演化过程中的CO2与水的不混溶是造成矿质沉淀的主要原因,成矿金属主要来源于地层,特别是区域广泛分布的海相火山岩地层.     

甘肃白银厂铜多金属矿田折腰山矿床下盘脉状矿体流体包裹体特征及其意义

甘肃白银厂矿田位于祁连山块状硫化物矿床成矿省东部,矿体主要赋存于早-中寒武世石英角斑岩-细碧岩组合中。本文主要对折腰山矿床下盘脉状矿体成矿流体进行研究,分析成矿流体性质及成矿流体来源,探讨其成矿机制。含矿石英中流体包裹体的岩相学和显微测温结果表明,包裹体类型主要有液体包裹体、气体包裹体、纯气体包裹体、含CO2三相包裹体、纯CO2包裹体。第Ⅰ阶段包裹体的均一温度为201~413℃,盐度为1.43%~13.40%;第Ⅱ阶段包裹体的均一温度为217~428℃,盐度为1.91%~11.93%(NaCl,wt)。包裹体成分研究表明,成矿流体气相成分主要为H2O,次为CH4和CO2,阳离子主要为Na+,阴离子主要为Cl-,说明成矿流体为H2O-NaCl-CO2-CH4体系。该矿床下盘脉状矿体的流体为岩浆流体与加热海水的混合流体,引起矿质沉淀的机制为混合作用。     

A Special Orogenic-type Rare Earth Element Deposit in Maoniuping, Sichuan, China: Geology and Geochemistry

Abstract: The Maoniuping REE deposit is the second largest light rare earth elements deposit in China, explored recently in the northern Jinpingshan Mountains, a Cenozoic intracontinental orogenic belt in southwestern China. It is a vein-type deposit hosted within, and genetically related to, carbonatite-alkalic complex. Field investigation and new geochemical data of the carbonatites from the carbonatite-alkalic complex support an igneous origin for the Maoniuping carbonatites and related REE mineralization. Carbonatite itself carries rare earth elements which were enriched by hydrothermal solution.
It is known that most of the REE deposits related to carbonatite-alkalic complexes were formed in relatively stable tectonic setting such as cratonic or rifting environment. The Maoniuping deposit, however, was formed during the processes of Cenozoic orogeny. Although the Maoniuping deposit is located in the north sector of the Panxi paleo-rift zone, the rift had been closed before early Cenozoic and evolved into an intracontinental orogenic belt, i.e., the Jinpingshan Orogen, which was formed since later Mesozoic to early Cenozoic. Geochronological and geochemical data also prove that the Maoniuping REE deposit was formed in an intracontinental orogenic belt instead of rift system or stationary block.
The Maoniuping REE deposit is similar to the Mountain Pass REE deposit in many respects such as the high contents of bastnaesite and barite, the low content of niobium, and the common occurrence of sulfides. The discovery of the Maoniuping deposit and other REE deposits during the past two decades suggest a good potential for prospecting REE deposits along the alkalic complex belt located on the eastern side of the Qinghai–Xizang–West Sichuan Plateau.     

Zircon U‐Pb age,Trace Element,and Hf Isotopic Compositions of Nordmarkite in the Lizhuang Rare Earth Element Deposit in the Western Margin of the Yangtze Block

The Mianning–Dechang(MD) rare earth element(REE) belt, located in the northern Kangdian axis(KDA) in the western margin of the Yangtze platform, is one of the most economically significant REE mineral belts in China. REE mineralization is associated with Himalayan carbonatite–alkaline complexes. The Lizhuang nordmarkite occurred in the northern part of the MD REE belt. The majority of zircons from the Lizhuang nordmarkite are characterized by pronounced positive Ce yet slightly negative Eu anomalies and high U/Yb. Moreover, all zircons have stable Hf isotopic compositions with initial ~(176) Hf/(~(177)Hf) ratios ranging from 0.282739 to 0.282808 and an average value of 0.282773. The negative Lu/Hf and positive ε_(Hf)(t) range from-0.98 to-0.94(average value of-0.96) and from-0.56 to 1.89(the majority is positive, with an average of 0.66), respectively. These characteristics indicate that the rock is derived from an enriched mantle and subducted material. LA-ICP-MS analysis of the zircons from the intrusion yields a weighted mean ~(206)Pb/(~(238)U) age of 28.57±0.61 Ma. During this period, the tectonic activity in the KDA is not plate subduction but an intraplate tectonic exhibiting fold–thrust and strike–slip behaviors in the western marginal zone of the Yangtze platform(WMYB). We suggest the possibility of an existing eastward old slab subduction under WMYB combined with a regional tectonic evolution. The Lizhuang nordmarkite may be derived from an enriched mantle beneath the western part of the Yangtze craton, which originated from the remelting of the Tethys subducting slab, because of the Himalayan strike–slip that formed a special type of REE deposit called strike–slip-type REE deposits.     

辽宁北票二道沟金矿床地球化学特征及意义

针对金矿床的矿石和岩石稀土元素、矿物的微量元素、金矿物成色、硫同位素和石英包裹体测温等方面阐述了二道沟金矿床的地球化学特征,对其成矿物质来源及矿床成因进行了探讨.二道沟金矿床岩石和金矿石具有轻稀土富集、重稀土亏损、稀土元素分布模式总体呈向右倾斜的特征.金矿石稀土模式曲线与早白垩世岩石稀土模式曲线近似,表明金矿成矿与早白垩世岩浆活动密切相关,同时稀土元素参数也反映出成岩成矿物源的一致性.黄铁矿具有含As高及As/Sb和Co/Ni比值高的特点.金矿物成色为630~948,多数金矿物成色值大于800;δ³⁴S值大多数在-2‰~+3‰之间,变化区向狭窄,显示出岩浆成因的热液硫化物之特征.石英包裹体成矿温度为210~322℃.研究表明,二道沟金矿床金矿石和岩石是地幔岩浆同熔地壳经分异作用而形成,成岩成矿系同源演化系列的产物,成矿物质来源具有上地幔或下地壳的特征,反映该金矿床是中深成中温岩浆热液金矿床.     

朝鲜半岛北部定州与铁山稀土矿相关碱性岩和花岗岩的岩石学和SIMS锆石U-Pb年代学特征研究

朝鲜半岛北侧的狼林地块是中朝克拉通的重要组成部分,狼林地块具有与辽南地块以及辽吉活动带类似的早前寒武纪岩石组成、变质和变形特征。我们在分布有稀土矿的朝鲜定州-铁山一带(狼林地块西北部),采集了与稀土矿密切相关的碱性岩(粗粒正长岩和萤石化霓辉正长岩)和花岗岩(似斑状花岗岩)样品。岩石样品的岩相学观察表明,定州与铁山地区的碱性岩和花岗岩并不显示明显的岩浆期之后的热液蚀变特征。SIMS锆石U-Pb定年结果显示粗粒正长岩的岩浆结晶年龄为1865±6Ma,萤石化霓辉正长岩的岩浆结晶年龄为1868±8Ma,铁山地区的四件似斑状花岗岩的年龄结果分别为1871±13 Ma、1866±8 Ma、1872±6 Ma和1873±7 Ma,这些年龄值一方面代表了岩浆活动时代,另一方面可能也代表了朝鲜定州和铁山稀土矿的成矿时代。狼林地块的这些碱性岩与花岗岩的时代与华北克拉通辽吉活动带以及狼林地块其它地区的高级变质作用同期,并且在辽南地块,也有类似碱性岩的报道。综合现有的证据表明,辽吉活动带、辽南地块以及狼林地块在古元古代可能属于同一个大型构造带,并且这个构造带(或者构造带的一部分)当时处于伸展的构造背景。通过全面对比野外观测结果、岩石的岩相结构、岩浆结晶时代可知,朝鲜定州和铁山一带的稀土矿与中朝克拉通的世界级稀土矿——白云鄂博,在岩石组合、稀土矿物组成、岩石蚀变特征、成矿时代等方面存在较大的区别。关于这一稀土矿的具体稀土矿物组成、矿床成因以及储量等众多问题,未来还需要进行大量的工作。     

西藏加多捕勒铁铜矿床晚白垩世岩浆活动成因

加多捕勒铁铜矿床位于冈底斯Pb-Zn-Ag-Cu-Fe成矿带西段。矿区出露的复式岩体由黑云二长花岗岩(50.9±1.8Ma)和石英二长闪长岩组成。本文以石英二长闪长岩为研究对象,分析了岩体地球化学特征、SHRIMP锆石U-Pb年龄以及原位锆石Hf同位素与稀土元素。分析结果显示石英二长闪长岩具岛弧岩浆活动特征,锆石U-Pb年龄84.3±1.4Ma,为晚白垩世岩浆活动产物,锆石Hf同位素与稀土元素指示岩浆源区具壳幔混源特征,且以古老地壳物质的部分熔融为主。综合分析已有研究成果及本文数据,笔者认为矿区晚白垩世岩浆活动可能与低缓角度俯冲的新特提斯洋壳有关。     

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.     

Mineralization by mantle fluids in the Miaoniuping REE deposit, Sichuan Province, China

The Miaoniuping REE deposit, Sichuan Province, China is the second largest primary LREE deposit which is a little smaller than the world's largest Bayan Obo REE deposit, Inner Mongolia, China. The REE mineralization is spatially and temporally associated with carbonatites and syenites. This deposit is characterized by its tectonic setting of deep faults, the accompanying mantle-derived magmatic activity, the multiple of wall-rock alteration, the moderately high temperature of formation, H₂O and CO₂ being the important components of the ore-forming fluids, and the mantle source for the ore-forming materials and fluids. These features evidenced that this deposit is the product of the mineralization by mantle fluids.     

四川德昌大陆槽稀土矿床地质特征

为查明德昌大陆槽稀土矿床的成矿地质特征和稀土元素的赋存状态,通过对大量岩石、矿石光(薄)片的观察鉴定以及对矿体形态、矿石的物质组分、结构构造的研究,表明该矿床受喜马拉雅期富稀土碱性杂岩的构造控制,成矿地质特征与牦牛坪矿床极为相似。大陆槽稀土矿床为攀西稀土成矿带上最年轻的稀土矿床,矿床类型新,稀土品位高,主要稀土矿物氟碳铈矿粒度较粗,可选冶。     

白云鄂博超大型稀土矿床成因评述

稀土元素(Y+Sc+La-Lu)作为现代工业的“维生素”,是当今社会重要的战略资源。白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿床位于中国内蒙古,是世界上最大的稀土矿床。因此,该矿床的成岩成矿模式受到全球地质工作者的强烈关注,并对此进行了大量的分析研究工作。以往的工作主要集中在对H8赋矿白云岩全岩年代学和地球化学的研究上,但由于白云鄂博稀土矿床经历了后期复杂的变形变质作用,矿石的结构构造非常复杂,全岩的研究结果造成了对该矿床成岩成矿模式不同的认识和争论。近些年,随着现代地球化学分析技术的快速发展,人们可以直接对白云石和稀土矿物(如独居石、磷灰石、氟碳铈矿等)进行高精度的微区原位同位素组成和原位U-Th-Pb定年分析,从而获得能够明确指示矿物时代、成矿流体和成矿物质来源的重要证据。结合近年来的研究成果,本文总结了目前关于白云鄂博超大型稀土矿床成岩成矿模式的不同认识,提出白云鄂博矿床初始稀土成矿源于中元古代(1.3 Ga)的碳酸岩岩浆活动,后期经历了早古生代的大规模流体作用,矿床中稀土元素发生再活化、富集和沉淀,稀土矿物巨量堆积成矿的新认识。     

八卦庙大型金矿床稀土元素地球化学研究

八卦庙大型金矿床是秦岭造山带中的一种与碳酸盐岩有关的中温热液矿床。本系统总结了该矿床的稀土元素地球化学特征，对矿石、围岩、含金石英脉、酸性岩脉、铁的硫化物中的稀土元素组成、关系及成因进行了分析研究，论证了这个金矿床的形成与围岩、酸性岩脉、地壳深部金的矿源层有关。在此基础上应用简化了的Ｇｒｅｓｅｎｓ方程－Ｇｒａｎｔ方法讨论了热液蚀变过程中稀土元素地球化学行为，并分析了样品中出现Ｃｅ和Ｅｕ异常的原因，