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...     

安哥拉Huila省Bonga碳酸岩型铌矿床烧绿石地球化学组成、演化及其与岩浆热液作用过程的关系

安哥拉Bonga碳酸岩型烧绿石矿床是一个重要的铌矿床,烧绿石是碳酸岩中主要的含Nb矿物。Bonga碳酸岩中发育了5种类型(阶段)的烧绿石(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)。其中烧绿石Ⅰ为岩浆(原生)烧绿石,其余为热液交代形成的烧绿石。烧绿石Ⅰ与氟磷灰石共生,以富Nb贫Ta、Ca、Na占A位和F占满Y位为特征,烧绿石的结晶和Nb、Ta等高场强元素的含量受碳酸岩浆中挥发分F和H2O的控制。Bonga环带烧绿石发育,多为原生的岩浆震荡环带烧绿石遭受了后期低温热液作用改造而成,具有岩浆振荡环带结构和热液烧绿石的化学特征。高温的热液过程中岩浆烧绿石被烧绿石Ⅱ交代,以F和Na含量的降低,Ca含量基本不变,A空位急剧增多为特征。而在稍低的温度下,经热液作用交代形成了烧绿石Ⅳ(A空位高,其他占位元素少)。最晚阶段富Sr的烧绿石Ⅲ(Sr含量较高)和烧绿石Ⅴ形成于相对低温的热液作用过程中,与石英、菱锶矿等热液矿物共生,Sr可能来源于对岩浆碳酸盐矿物的热液交代作用。在整个热液作用过程中,Bonga的烧绿石可能存在以下元素替换机制：3Nb5++2Ca2+→2Si4++Fe3++2(U,Th)4+;2Nb5++Na++2Ca2+→Si4++Fe3++2(U,Th)4++A□。在更低温、氧化的条件下,烧绿石蚀变形成大量的含铌金红石和少量的易解石,此过程中释放出Ce和Th等,形成独居石、氟碳钙铈矿、氟碳铈矿、Sr REE磷酸盐矿物和方钍石等。此外,还发现了含铌针铁矿,显示Bonga烧绿石中的Nb在表生条件下发生了迁移。     

碳酸岩与铂族元素地球化学

碳酸岩（carbonatite）被视为一种研究大陆地幔地球化学的“探针岩石”,通过对这类岩石的研究,在探讨地幔组成与演化、地幔交代作用与不均一性以及岩浆形成的动力学背景、岩浆来源及演化和有关矿产的成矿作用等方面,具有重要的理论意义和实际价值。铂族元素（Platinum—group elements,简称PGE）在研究核-幔分异、地幔组成与演化以及幔源岩石（主要为基性-超基性岩）形成的大地构造背景、岩浆起源及演化,以及探讨K／T界线与陨石撞击事件等方面具有重要意义。本文在概述国内外碳酸岩和PGE地球化学研究现状的基础上,结合地质事实和地球化学研究成果,认为碳酸岩熔体具有一定携带PGE的能力,可利用PGE地球化学来探讨碳酸岩的源区特征和岩浆形成与演化过程;同时指出,碳酸岩PGE地球化学研究过程中还存在许多悬而未决的科学问题。     

南秦岭杨家坝多金属矿区中的碳酸岩岩相学及成矿地球化学

秦岭造山带是我国重要的成矿区带之一。研究发现,南秦岭杨家坝多金属矿区中元古界碧口群火山沉积岩系中原以为所夹的“白云岩”在产状上具侵入接触关系,并且从岩相学、元素和同位素地球化学分析论证,确认其为源自地幔的碳酸岩;岩石总体表现为明显富集轻稀土、大离子亲石元素,尤以Sr、Ba相对富集,而过渡元素,尤以Ti、Cr、Ni相对亏损,高场强元素则表现为矿化蚀变较之弱蚀变和无蚀变相对富集,这与岩相学研究伴随硅化和硫化物蚀变而发育多金属矿化,以及同位素系列研究表现强烈相似于EMⅡ型富集地幔背景,并具碳酸岩与碳酸盐岩的过渡特征形成呼应,暗示矿区碳酸岩及相关矿化的形成,可能与秦岭造山带从中元古代到中新生代发生同生成矿,或构造体制转换并伴随后造山期强烈陆内造山作用导致的壳幔叠加改造密切相关,是重大深部地质事件的标志。碳酸岩的发现和确认,为论证本区深部地质地球化学动力学事件和过程,以及壳幔混染对成矿的贡献提供了新的岩石学证据。     

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℃。     

陕西省华阳川铀铌铅矿床碳酸岩岩石学及地球化学特征

陕西省华阳川铀铌铅矿床是小秦岭成矿带中成矿特征最为独特的矿床,碳酸岩脉的破碎带是重要的成矿空间。未矿化的碳酸岩中矿物以方解石为主,其他矿物很少;发育铀矿化的碳酸岩脉中矿物种类繁多,大部分为方解石,其次为角闪石、金云母、榍石、褐帘石、铌钛铀矿、重晶石、磷灰石、石英、磁铁矿、碱性长石等矿物。碳酸岩的LREE含量异常高,δ13CV-PDB和δ18OV-SMOW值显示典型的火成碳酸岩特征。基于碳酸岩脉的Sr、Nd、Pb同位素比值(87Sr/86Sr-206Pb/204Pb、207Pb/204Pb-206Pb/204Pb-143Nd/144Nd-87Sr/86Sr)的关系图,初步判断华阳川铀铌铅碳酸岩脉是源于EMI的碱性硅酸盐-碳酸盐熔体-溶液结晶分异的产物。     

坦桑尼亚卡塔维省姆潘达地区Songambele铌钽矿床地质特征

Songambele铌钽矿床为新发现小型规模铌钽矿床,属碳酸岩型矿床。矿体赋存于白云石碳酸岩体之中,碳酸岩体的入侵受断裂控制,后期的热液活动使铌钽矿富集成矿。分析认为该区仍具备寻找同类型矿床的潜力。     

火成碳酸岩的实验岩石学研究及对地球深部碳循环的意义

火成碳酸岩是地表出露较少的幔源岩石之一。实验岩石学研究表明碳酸盐化的橄榄岩和循环的地壳物质(如碳酸盐化榴辉岩或泥质岩)的低程度(<1%)部分熔融均可以产生碳酸岩质的熔体,其中碳酸盐化泥质岩具有最低的熔融温度且更加富碱质、CO2和不相容元素;富CO2的霞石质等硅酸盐岩浆也可以通过不混溶或分离结晶作用产生碳酸岩,用于解释碳酸岩在空间中常与碱性硅酸岩的共生关系。由于碳酸岩熔体具有极低的粘度和高的活性,形成后在上升过程中会将二辉橄榄岩转变为异剥橄榄岩,是引起地幔交代作用和地幔地球化学不均一性的重要介质之一。实验表明在俯冲作用过程中,大多数的碳酸盐在位于岛弧之下的含水熔融并不分解而是被带入到深部地幔并且稳定存在,含碳地幔的熔融又会形成碳酸岩质的熔体,这说明俯冲循环物质可能对碳酸岩的成因也起着重要的作用。然而,对于碳酸岩的初始熔体成分、岩浆演化、地幔交代作用、成矿特征以及碳从地球深部返回到地表的途径和过程等都存在着很大的争议。我国火成碳酸岩出露相对较多,分布广泛,因此,加强我国碳酸岩以及伴生硅酸岩的成因研究,同时开展与碳酸岩相关的实验岩石学工作,不仅可以检验现有的成因理论,而且有助于提高我国对火成碳酸岩的研究水平;由于其特殊的成因背景,还可为许多存在很大争议的重大地质事件提供新的科学依据。     

白云鄂博的碳锶铈矿

在对白云鄂博碳酸岩中稀土矿物的研究中,发现了锶-稀土含水复碳酸盐矿物。根据电子探针分析结果,其化学成分相当于碳锶铈矿(Ancylite-Ce)、钙碳锶铈矿(Calcioancylite),前者Sr>Ca,后者Ca>Sr。计算得到的化学式分别为:(Sr0.62,Ca0.18)0.8(Ce0.5,Nd0.36,La0.17,Pr0.02,Sm0.02)1.2(CO3)2(OH1.04,F0.14)1.2H2O、(Ca0.73,Sr0.28,Ba0.17)1.2(Ce0.46,Nd0.15,La0.15,Pr0.04,Sm0.01)0.8(CO3)2(OH0.75,F0.06)0.8H2O,简化为:(Sr,Ca)2-xCex(CO3)2.(OH,F)2-x.H2O,接近理论化学式(Sr,Ca)Ce(CO3)2(OH)H2O,但附加阴离子除OH—外,还含有少量F-。两者均为几微米至十几微米的微小晶体,呈浸染状产出,且仅见于晚期方解石或方解石—白云石交生体中。     

延边八家子镇上南沟“大理岩”地质地球化学特征及地质意义

传统观点认为,延边八家子镇上南沟"大理岩"为碳酸盐岩地层经过区域变质作用形成。通过详细的野外和镜下观察,发现该"大理岩"并不发育层理等典型沉积岩的特征,而主要呈岩株和岩墙产出,与围岩新东村岩组片岩、片麻岩呈港湾状侵入式接触;且其中发育大量围岩捕虏体,"大理岩"局部还发育有冷凝边;除上南沟"大理岩"外,在上南沟及周边地区并没有碳酸盐岩地层的发育。分析显示,上南沟"大理岩"具有与火成碳酸岩相似的微量元素和稀土元素组成特征,C、O同位素组成处于火成碳酸岩受低温蚀变的演化趋势之内。因此,初步认为延边八家子上南沟"大理岩"并不是由碳酸盐岩地层经区域变质作用形成,其成因可能存在以下2种解释:一种是上南沟"大理岩"为火成碳酸岩,很可能是华北克拉通破坏事件在北缘的响应;另一种可能是大规模富含CO2流体运移的产物,是大规模流体运移成矿的典型范例。