白云鄂博磷灰石的矿物化学特征及其成因意义

本文对白云鄂博地区广泛分布的磷灰石进行了系统的电子探针分析。结果表明,赋矿粗粒白云石大理岩中磷灰石的矿物化学特征与碳酸岩岩墙中的非常相似,它们均属于富含锶和稀土元素的氟磷灰石,具有典型的火成碳酸岩特征。然而,它们在稀土元素分布模式以及轻稀土元素之间的分馏作用方面却存在着差异。造成这些差异的原因是,磷灰石的寄主岩石受富含氟和稀土元素的流体影响的程度不同：粗粒白云石大理岩受流体的影响比碳酸岩岩墙要大。     

白云鄂博碳酸岩墙的稀土和微量元素地球化学及对其成因的启示

根据矿物组成白云鄂博矿区的碳酸岩岩可墙可分为白云石型、白云石－方解石共存型和方解石型三种类型。REE和微量元素地球化学表明，这三类碳酸岩岩墙为碳酸岩浆演化不同阶段的产物，白云石型和白云石－方解石共存型对应于早期岩浆阶段，其（La/Nd)n、(La/Yb)n比值随稀土总量的增加而增大，方解石型则对应于碳酸岩浆演化的晚期热液阶段，其稀土总量明显富集，但其（La/Nd)n、(La/Y)n和（La/Yb)n比值随稀土总量的增加却有减小的趋势，热液阶段也是白云鄂博稀土矿化的主要阶段。     

白云鄂博碳酸盐矿物的矿物化学成分标型特征

对白云鄂博地区不同产状的碳酸盐矿物进行了系统的电子探针分析,其结果表明白云鄂博ＲＥＥ－Ｎｂ－Ｆｅ矿床的赋矿白云岩中,无论是粗粒结构的,还是细粒结构的白云岩,其主要造岩矿物白云石或者铁白云石均具高锰（ＭｎＯ〉０．５ｗｔ％）和高锶（ＳｒＯ〉１．５ｗｔ％）的特征,与矿床北东方向０￣３．５ｋｍ范围内切割五台群花岗片麻岩－混合岩及白云鄂博群碎屑岩的火成碳酸岩岩墙中的碳酸盐矿物非常相似。它们完全不同于宽沟段裂以北典型沉积石灰岩厦白云质石灰岩中的方解石和白云(MnO<0.1wt％ ,SrO<0.1wt％ )。赋矿白云岩中自云石的锶和锰含量系统变他反映碳酸岩浆发生了分离结晶作用,其结果可以导致其余岩浆中REE高度富集．本文认为碳酸盐矿物的锶和锰含量可以作为识别其成囡的重要标型特征,其氧化物MnO>0.15wt％ 和Sr>0.15wt％为火成碳酸岩的标志。     

白云鄂博矿物岩石研究的新进展

本文论述了近年来白云鄂博矿区在旷物学、岩石学、地球化学和矿床成因研究方面的进展。在矿物学研究方面,除以往研究过的一百多种矿物外,八十年代中期以后,又相继发现并研究了含铌锐钛矿、含铌钙钛矿、锶铁钛石、水磷钙钍石、白云鄂博矿、未命名氟碳酸盐新种矿物、珀硅钛铈铁矿、硅钡镁石、带云母等矿物;发现了矿物间的共生和交代关系。在岩石学研究方面,找到了霓长岩,发现了霓长岩化作用,确定了火成碳酸岩岩石的存在。在地球化学和矿床成因方面,提出了稀土稀有金属矿化与火成碳酸岩岩浆活动有成因联系的见解。     

白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿区碳酸岩墙的侵位年龄--兼答Le Bas博士的质疑

对白云鄂博稀土-铁-铌矿矿区一号碳酸岩墙内锆石U-Pb年龄进行了测定,三颗锆石测定数据点拟合直线与谐合线的上交点年龄为1416±77 Ma,它可能表明了白云鄂博矿区火成碳酸岩墙的侵入时代,而另外1颗锆石的表面年龄(1925±8 Ma)则可能是来自围岩的捕获锆石年龄.     

白云鄂博——一个典型的碱性-碳酸岩杂岩的厘定

在内蒙古白云鄂博地区发育着一套由碱性-碳酸岩杂岩(原H_8)、碳酸岩岩墙群、沉积—火山岩系(原H_9)、矿区浅成中基性岩岩墙群和角砾橄榄岩体群等组成的独具特色的大型杂岩。 白云鄂博Nb-Fe-RE超大型矿床其赋矿碳酸岩(H_8),长期被误认为沉积白云岩。根据综合对比研究表明,赋矿H_8同本区典型的火成碳酸岩岩墙群和世界同类碳酸岩存在着高度的相似性。而与本区典型沉积岩剖面中的腮林忽洞微晶丘和白云岩却完全迥异。故白云鄂博矿床赋矿H_8实为一典型的碱性—碳酸岩杂岩。在岩石分类学上,采用CaO-MgO-(FeO十Fe_2O_3+MnO)三端元组分分类图解,将本区碳酸岩类划分为两大独立的岩石分区,即:以方解石碳酸岩为代表的钙质碳酸岩类(Ⅰ类)和以含铁白云石或铁白云石碳酸岩为代表的镁质碳酸岩类(Ⅱ类)。前者岩浆成分属Ca Fe质系列,后者属Mg Fe质系列,两者均具有富铁演化趋势。 对世界上主要火成碳酸类(不含Na质碳酸岩)进行的统计结果,同样给出了两大独立的岩石类型分区(即Ⅰ类和Ⅱ类)和两大岩浆成分系列(Ca Fe质和Mg Fe质)。这一结果则与本区碳酸岩实际有着惊人地一致。它反映一个无可争辨的事实,即全球碳酸岩所固有的成岩成矿专属性,这一属性不受产地、成岩时代和产状等的约束,而表现一致共有的普遍规律。 赋矿碳酸岩体     

白云鄂博富稀土元素碳酸岩岩墙的地球化学特征及稀土富集机制

本文重点解剖了一条距白云鄂博REE-Nb-Fe矿床东矿NE方向3 km,切割白云鄂博群H1及H2岩性段的细粒方解石碳酸岩岩墙的岩石地球化学特征。结果表明,碳酸岩的稀土元素含量变化大,最高可达20%,已构成稀土富矿石。碳酸岩的轻稀土元素高度富集,轻、重稀土元素之间发生了极度分馏,但无Eu异常的显示。形成这种岩石地球化学特征的可能机制为：碳酸岩浆直接来源于岩石圈富集地幔的低程度部分熔融作用(F<1%),残留地幔矿物组合以富含石榴石为特征;碳酸岩浆在地壳深部岩浆房中的分离结晶作用。碳酸岩的稀土元素和微量元素分布型式均与白云鄂博REE Nb-Fe旷床的赋矿细粒白云石大理岩十分相似。然而,碳酸岩的主要元素以Ca为特征,不同于赋矿细粒白云石大理岩。本文认为造成这种差异的原因在于碳酸岩岩墙没有遭受大规模的白云岩化作用的影响,而赋矿绌粒白云石大理岩则可能是碳酸岩经白云岩化作用的产物。     

白云鄂博富稀土元素碳酸岩墙的 碳和氧同位素特征

重点解剖了一条距白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿床东矿北东方向2 k m、切割白云鄂 博群H1及H3岩性段的细粒方解石碳酸岩岩墙的碳和氧同位素地球化学特征。结果表明,碳酸 岩的碳同位素组成变化范围较小(δ13C值为－6.6‰ ～ －4.6‰),与正常地幔碳δ 13C值－5±2‰一致;而氧同位素组成变化范围较大(δ18O值为11.9‰～17.7‰ ),显著高于地幔的δ18O值5.7±1.0‰,表明碳酸岩浆在结晶过程中或之后曾与 低 温热液流体发生了同位素交换。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‰,处于不平衡状态,说明该碳酸岩墙中的白云石与方解石并非同成因矿物,白云石可能 为次生成因的。     

内蒙古白云鄂博地区识别出新火成碳酸岩

【研究目的】白云鄂博超大型稀土矿床的形成与碳酸岩关系密切。在白云鄂博矿区外围,西矿区西南部中新生代沉积覆盖区,也存在一定规模的碳酸质岩石,其成因属性对白云鄂博矿床的形成具有启示意义。【研究方法】本文通过岩石学及矿物学研究发现,该碳酸质岩石实际为火成碳酸岩。【研究结果】碳酸岩总体受流体交代程度较弱,根据矿物组成,可分为白云石型和方解石型两种类型。岩石地球化学分析表明,碳酸岩样品富Sr(>4940×10^-6),Mn(>2150×10^-6)以及Ba(>106×10^-6),REE平均含量为938×10^-6,远高于本区沉积碳酸盐岩;样品全岩δ¹³C_V-PDB和δ¹⁸O_V-SMOW值范围分别为：-3.7‰～-4.2‰和6.7‰～7.7‰,为典型原始火成碳酸岩特征;岩石具有较均一的Sr同位素组成,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.702815～0.703185,表明它们为地幔...     

大箐铜矿含矿岩石包裹体研究

大箐含铜岩石等第一代白云石是火成矿物，具高温具体包裹体构成的嵌晶结构，含碳酸质和硅酸质熔融包裹体，流体包裹体及其均一温度可分为原生型的多相含子晶（〉４５０℃）及二相含子晶（４００℃￣２５０℃）和次生型的气液两相三组，主矿物与熔融包裹体化学成分相近。结合其他地质证据证明含铜岩石是火成碳酸岩，包括碳酸质熔岩和碳酸质火山碎屑岩。这套岩石还遭受后期变质改造和热液蚀变，因而复杂化。     

白云鄂博REE-Nb-Fe稀土矿赋矿岩系建造研究评述

白云鄂博特大型铌、稀土、铁矿床,由于其矿物组成的多样性、地质构造的复杂性、成矿的多期性使之成为一类典型稀土矿床,成为研究稀土矿的天然实验室。尽管已有60多年的开采及研究历史,但其含铁及稀土的矿床建造机制仍具争议。本文通过搜集、整理国内外近几年来发表的有关赋矿岩性(白云岩、富钾板岩、富钠岩石及碳酸岩脉)的研究成果,结合笔者的认识,对各种不同观点进行了对比分析和总结,最终提出了白云鄂博碱性碳酸岩-热水沉积岩系的观点,为白云鄂博稀土矿的研究提供一定的参考价值。     

Geochemical constraints on the genesis of the Bayan Obo Fe-Nb-REE deposit in Inner Mongolia, China

Trace element and isotopic compositions of carbonate from ore bodies, country rock which hosts the ore bodies (H8 dolomite), a carbonatite dyke exposed in Dulahala near Bayan Obo, and rare earth element (REE)-rich dolomite in Bayan Obo have been determined to understand the genesis of the Bayan Obo Fe-Nb-REE ore deposit, the world’s largest resource of REE. The REE and trace element distribution patterns of samples from the REE-rich carbonatite dykes are identical to those of mineralized carbonate rocks, indicating a genetic linkage between the REE-rich carbonatite and mineralization in this region. By contrast, carbon and oxygen isotopes in the mineralized carbonate varied significantly, δ¹³C = −7.98‰ to −1.12‰, δ¹⁸O = 8.60-25.69‰, which are distinctively different from those in mantle-derived carbonatite. Abnormal isotopic fractionations between dolomite and calcite suggest that these two minerals are in disequilibrium in the carbonatite dyke, ore bodies, and H8 marble from Bayan Obo. This isotopic characteristic is also found in mineralized sedimentary marine micrite from Heinaobao, ∼25 km southeast of the Bayan Obo Fe-Nb-REE ore deposit. These facts imply that the carbonate minerals in the Bayan Obo deposit have resulted from sedimentary carbonate rocks being metasomatised by mantle-derived fluids, likely derived from a REE-enriched carbonatitic magma. The initial Nd isotope values of ore bodies and carbonatite dykes are identical, indicating that ore bodies, carbonatite dykes and veins may have a similar REE source.     

白云鄂博地区碳酸岩脉侵位序列与稀土元素富集机制

白云鄂博地区发育大量的火成碳酸岩脉。按照矿物组成,碳酸岩脉可分为白云石型、白云石-方解石共存型和方解石型。野外穿插关系表明,白云石型碳酸岩脉形成得早,而方解石型碳酸岩脉形成得晚。白云鄂博地区的碳酸岩浆存在由白云石型到共存型再到方解石型的先后结晶顺序和演化趋势。碳酸岩脉的主量、稀土和微量元素组成特征表明,随着碳酸岩脉中方解石矿物组分的增加,轻稀土元素的含量呈明显富集趋势,而长期的结晶分异作用正是稀土元素,尤其是轻稀土元素在晚期岩浆中强烈富集的内在机制。     

白云鄂博碳酸岩脉的显微共聚焦激光拉曼光谱分析

白云鄂博矿区发育的脉状稀土碳酸岩，由于其结晶迅速，矿物颗粒细微，其中的微小矿物的鉴定一直是一个难题。应用显微共聚焦激光拉曼光谱仪则能较好地解决这一问题。研究表明，白云鄂博地区存在富稀土白云质岩浆碳酸岩脉，早期阶段形成碱性长石和铁白云石，无稀土矿化；铁白云石常常出溶铁质而自身则形成方解石。霓石和方解石形成略晚，常常与氟碳铈矿等稀土矿物共生，出现强烈的稀土矿化；而无解理的方解石则形成于更晚的岩浆期后热液阶段，发育大量的流体包裹体，并出现强烈的铌、稀土矿化。铌铁矿分布在氟碳铈矿中和赤铁矿边缘，为热液交代作用的产物。早期结晶的矿物如碱性长石、铁白云石稀土矿化弱，岩浆晚期分异出大量的流体相，稀土元素和Sr等进入岩浆热液中，并在热液结晶矿物中富集，甚至在非平衡结晶的石英中产生强烈的稀土矿化。结合岩相学显微观察，显微拉曼探针很好的揭示了这一地质过程。同时为白云鄂博矿床铌、稀土矿化的热液交代成因提供了依据。     

白云鄂博矿区碱性基性岩—碳酸岩岩墙岩石学研究

白云鄂博地区广泛发育碳酸岩墙 -碱性基性岩墙,通过对其岩石学、矿物学、岩石化学、稀土元素、微量元素的系统研究表明,碳酸岩墙为火成碳酸岩,部分碳酸岩墙的REE含量高达14 6 75 %,与赋矿白云石碳酸岩体的REE含量(最高达 10 % )相近,两者均为富稀土矿石。矿区基性岩墙的K2 O +Na2 O含量( >5 % )高于普通基性岩石(4 % ),表明它们属于碱性岩类,是碱性基性岩墙。碳酸岩墙 -碱性基性岩墙的REE与微量元素的分配型式近似,Sr、Nd、Pb同位素特征亦相近,表明它们形成于一个比较特殊的、近似的源区,两者有一定的成因关系。     

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987115001310

Bayan Obo ore deposit is the largest rare-earth element(REE) resource,and the second largest niobium(Nb) resource in the world.Due to the complicated element/mineral compositions and involving several geological events,the REE enrichment mechanism and genesis of this giant deposit still remains intense debated.The deposit is hosted in the massive dolomite,and nearly one hundred carbonatite dykes occur in the vicinity of the deposit.The carbonatite dykes can be divided into three types from early to late:dolomite,co-existing dolomite-calcite and calcite type,corresponding to different evolutionary stages of carbonatite magmatism based on the REE and trace element data.The latter always has higher REE content.The origin of the ore-hosting dolomite at Bayan Obo has been addressed in various models,ranging from a normal sedimentary carbonate rocks to volcano-sedimentary sequence,and a large carbonatitic intrusion.More geochemical evidences show that the coarse-grained dolomite represents a Mesoproterozoic carbonatite pluton and the fine-grained dolomite resulted from the extensive REE mineralization and modification of the coarse-grained variety.The ore bodies,distributed along an E-W striking belt,occur as large lenses and underwent more intense fluoritization and fenitization.The first episode mineralization is characterized by disseminated mineralization in the dolomite.The second or main-episode is banded and/or massive mineralization,cut by the third episode consisting of aegirinerich veins.Various dating methods gave different mineralization ages at Bayan Obo,resulting in long and hot debates.Compilation of available data suggests that the mineralization is rather variable with two peaks at~1400 and 440 Ma.The early mineralization peak closes in time to the intrusion of the carbonatite dykes.A significant thermal event at ca.440 Ma resulted in the formation of late-stage veins with coarse crystals of REE minerals.Fluids involving in the REE-Nb-Fe mineralization at Bayan Obo might be REE-F-C02-NaCI-H20 system.The presence of REE-carbonates as an abundant solid in the ores shows that the original ore-forming fluids are very rich in REE,and therefore,have the potential to produce economic REE ores at Bayan Obo.the Bayan Obo deposit is a product of mantle-derived carbonatitic magmatism at ca.1400 Ma,which was likely related to the breakup of Columbia.Some remobilization of REE occurred due to subduction of the Palaeo-Asian oceanic plate during the Silurian,forming weak vein-like mineralization.     

Geochemical characteristics of the Bayan Obo giant REE–Nb–Fe deposit: Constraints on its genesis

Geochemical characteristics of different dolomites in the Bayan Obo giant REE–Nb–Fe deposit in Inner Mongolia have been studied. Intensively REE-mineralized dolomites (total REE over 800 ppm) show similar geochemical characteristics to associated carbonatite dykes, with Ba, Th, REE enrichments and Sr, Nb, Ti, Cu depletions, which is different from those of dolomites in the deposit with low REE contents (total REE less than 800 ppm). The low REE dolomites display some transitional characteristics between carbonatite dyke and sedimentary carbonate, with La depletion and Nb enrichment. This indicates that the genesis of the REE-mineralized dolomites might be related to both carbonatite magma and sedimentary carbonates. Sulfur isotope data indicates two sulfur sources, a mantle source (δ³⁴S c.a. 0‰) and seawater (δ³⁴S c.a. +25‰). It is proposed that mineralized dolomites in the Bayan Obo giant REE–Nb–Fe deposit are the product of sedimentary carbonate hydrothermally metasomatised by carbonatite magma and/or associated fluids. These dolomites formed the large-scale rare earth mineralization in the unique Bayan Obo REE–Nb–Fe deposit.     

白云鄂博主、东矿三个剖面地球化学特征及其研究意义

近年来关于白云鄂博Nb-REE-Fe矿床H8岩体火成水成归属的争论已渐息,而矿床成矿过程以及REE富集机制仍是学术界关注的热点。文章对白云鄂博矿床白云石碳酸岩体、霓长岩化蚀变带、尖山组板岩3个典型剖面开展系统的岩石地球化学工作,发现赋矿碳酸岩、霓长岩、铁矿石微量与稀土元素配分模式具有相似性,靠近H8岩体的尖山组板岩往往有着更高的稀土元素含量,以及与成矿碳酸岩相近的微量元素配分模式。区内各类岩石单元稀土元素分馏明显,全岩La_N/Nd_N比值的变化规律显示,H8岩体内部比边缘更富La,边缘比岩体内部更富Nd。通过岩（矿）石薄片BSE图像结合矿物电子探针分析显示,H8岩体内的稀土元素矿物（主要是独居石、氟碳铈矿等）可分为2组,一组相对富La,呈半自形-他形,星点状分布;另一组相对富Nd,呈他形细粒,脉状分布。两组矿物中不同元素的富集特征可能代表了结晶过程中流体环境的改变。上述实验结合地质勘查结果表明,白云鄂博矿床初始成矿物质的起源与H8碳酸岩一致,均来源于中元古代碳酸岩岩浆活动,而不同类型的稀土元素矿物对应了白云岩成岩阶段与萤石矿化阶段两个不同的稀土矿化阶段。