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。     

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     

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。     

白云鄂博地区构造格局与古板块构造演化

通过对白云鄂博及周边地区地质和构造形迹的系统调研,综合分析了白云鄂博地区的古板块构造单元、白云鄂博群的沉积构造背景以及白云鄂博地区的构造组合特征。白云鄂博群可以划分为三个沉积组合,它们分别代表中元古代、晚元古代和早古生代白云鄂博地区由陆内裂谷向陆缘裂谷转化到活动大陆边缘裂谷的沉积过程。白云鄂博地区以白银角拉克－宽沟断裂为界,南北两侧存在重大地质差异。断裂南侧的该群岩石不整合覆盖在相当于五台群的巴尔腾山群之上,是在华北陆壳基底上发展起来的陆缘沉积。局部碳酸盐岩和页岩层位在加里东期遭受了强烈的地幔流体改造,形成大规模稀土矿化;在海西期又遭受了强烈的区域变质改造。断裂北侧的白云鄂博群以发育蛇绿混杂岩－叠瓦状况断层－紧闭同斜褶皱为特征,具有古板块俯冲形成的加积杂岩特征。在此基础上,对白云鄂博地区的古板块构造演化动力学过程进行了初步总结。     

白云鄂博矿田碳酸岩墙年代学再研究

白云鄂博地区发育侵入于白云鄂博群的碳酸岩墙。碳酸岩墙(00BYC19)中锆石的SHRIMPU-Pb下交点年龄为1984±180Ma,其ID-TIMS上交点年龄为2085±330Ma。碳酸岩墙(02BY80)中锆石SHRIMP的上交点年龄为2035±51Ma;02BY81中锆石的ID-TIMS上交点年龄为1934±64Ma。主矿北碳酸岩墙(00BYC21)的全岩Pb-Pb等时线年龄为1236±300Ma。本文及前人对白云鄂博地区的碳酸岩墙的定年结果表明该地区碳酸岩墙至少有两个阶段的侵入事件,第一阶段在2.0Ga左右,第二阶段在1.2Ga左右。前者是白云鄂博地区以至阴山地块北缘的一次主要的构造—岩浆事件,标志白云鄂博裂谷和白云鄂博群地层的形成。第二阶段的碳酸岩墙,代表白云鄂博裂谷在中元古代的活化,且与成矿有密切关系。     

白云鄂博矿床东矿段深部及白云向斜核部探矿的可行性探讨

白云鄂博东矿（铁矿石）已属于轻度危机矿山,解决白云鄂博东矿的资源接续问题已迫在眉睫。依据老地质资料和生产过程中的新发现,参考多位矿床成因研究专家的成果,笔者等认为在白云鄂博东矿体深部及白云向斜核部探矿是可行的。     

Scandium-Bearing Minerals in the Bayan Obo Nb-REE-Fe Deposit, Inner Mongolia, China

Aegirine, “perrierite‐(Ce)”, and ferrocolumbite, occurring in the Bayan Obo Nb‐REE‐Fe deposit in Inner Mongolia, China, contain appreciable amounts of scandium. The Sc₂O₃ content in aegirine (sample TS‐15) was 0.34–1.81 wt% (with one exceptionally high value of 3.45%) with an average value of 1.19%. The Sc₂O₃ content of “perrierite‐(Ce)” (TS‐20) was 2.82–3.64% with an average value of 3.26%. In the ferrocolumbite samples (TS‐16, TS‐23), the Sc₂O₃ content was 0.20–0.25% with an average value of 0.22% in sample TS‐16, and 0.56–1.04% with an average value of 0.67% in sample TS‐23. These data provide the basic information for future possible recovery of scandium as a by‐product from the deposit.     

新矿物丁道衡矿-（Ce）：珀硅钛铈矿的同质多象体和硅钛铈矿亚族C（1）位上的钛类似矿物

丁道衡矿-(Ce):(Ce,La)4Fe2 (Ti,Fe2 ,Mg,Fe3 )2Ti2Si4O22,理想的结构化学式Ce2Ce2Fe2 Ti2Ti2Si4O22单斜晶系,α=1.34656(15)nm,b=0.57356(6)nm,c=1.10977(12)nm,β=100.636(2)°,V=0.84239(46)nm3,空间群P21/a(假C2/m),Z=2.作为硅钛铈矿(chevkinite)族矿物的新成员,它产于举世闻名的白云鄂博铁.稀土.铌矿床镁夕卡岩中,多数单晶体长0.2～1.0 cm,最大者长大于1.5 cm.共生矿物有透辉石、透闪石、钠透闪石、褐帘石-(Ce)、磁铁矿、尖晶石、烧绿石、氟金云母、氟磷灰石、石英和萤石等.矿物具有褐色条痕和半金属一金属光泽的黑色,其褐黑色碎片半透明.性脆、具有贝壳状断口、无解理和裂开.显微硬度(VHN25g)为606.0～717.4 kg/mm/12(相当于摩氏硬度约5.9).矿物实测密度4.83(7)g/cm3,计算密度值4.88(0)g/cm3.丁道衡矿-(ce)的反射色为带灰色的浅黄色,多色性为不同色调的灰色.平均反射率(λ=589nm)为11.4%～12.5%.矿物为二轴晶负光性.作过结构精测的丁道衡矿-(Ce)晶体的电子探针测值:SiO2:19.29,TiO2:18.26,A12O3:0.04,FeO:8.49,Fe2O3,:1.67,ThO2:0.16,MgO:1.32,CaO:2.17,Nb2O5:0.47,Ta2O5:0.00,La2O3:19.53,Ce2O3:28.08,Y2O3:0.00,Na1O:0.01,总量99.46%;其中Fe3 /Fe2 的比值依穆斯堡尔谱换算.根据结构精测每个单位分子式中O=22和C(1)位上Ti优先占位,计算的矿物晶体化学式为(Ce2.13,La1.49Ca0.48Th0 01)Σ4.11Fe2 (Tin0.88Fe2 0.47Mg0.41 Fe0.0)Σ2.03(Ti1.96Nb0 04)Σ2.00(Si2O7)2O3.分别用P21/a和C2/m对丁道衡矿-(Ce)的晶体结构作了精测.结果表明,丁道衡矿-(Ce)的真空间群是P20/a.换言之,它才是真正珀硅钛铈矿[perrierite-(Ce)]的同质多象体.显而易见,硅钛铈矿族矿物既可以有P21/a空间群,又可以有C2/m空间群.     

中国内蒙古白云鄂博Fe-Nb-REE矿床地质特征与陨石撞击成因

中国内蒙古白云鄂博Ｆｅ－Ｎｂ－ＲＥＥ矿床由于其独特的矿床地质与矿物地球化学特征而明显有别于世界上其它绝大多数的Ｆｅ、Ｎｂ、ＲＥＥ矿床。本文提出该矿床是约１５００Ｍａ前一块富含ＲＥＥ、Ｎｂ的铁陨石撞击在华北地台北缘碳酸盐沉积陆架上形成的。现在矿床矿体中心的块状铁矿石更多地代表了陨石的成分,矿体外侧富含ＲＥＥ、Ｎｂ的环状白云岩是陨石撞击浅海碳酸盐沉积陆架释放的巨大能量使海水（含Ｍｇ）迅速受热溶解陨石中的ＲＥＥ、Ｎｂ等形成的含金属热液蚀变沉积成因方解石质碳酸盐沉积物的结果。块状铁矿石和环状白云岩之间矿物成分异常复杂、结晶颗粒十分细小的条带状、侵染状Ｆｅ－Ｎｂ－ＲＥＥ矿石组成的矿体则是撞击瞬间导致的由陨石（Ｆｅ、Ｎｂ、ＲＥＥ）、海水（Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ等）和碳酸盐（含少量硅质夹层）（Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ等）组成的超高温、多组分、富水体系在快速冷却条件下反应生成的产物。撞击释放的巨大热能,在撞击体（陨石）下部相对不易释放,导致部分碳酸盐沉积物在富含ＲＥＥ、Ｎｂ、Ｍｇ等的热液参与下融熔,然后侵入到周围岩石裂隙形成矿区内众多的富含ＲＥＥ、Ｎｂ的白云岩脉。撞击的瞬间导致大量岩石、矿物碎屑、海水、蒸汽弥漫天空,同时引发巨大的海啸,然     

Haoqin-North Jianshan Thrust Fault and its constraints on the extension of ore-bearing carbonatite in the Bayan Obo areaSCIEI北大核心CSCD

白云鄂博是世界上最大的稀土矿,其资源储量影响着全球稀土资源配置的格局。稀土矿赋存于碳酸岩中,因钻孔深度所限,碳酸岩深部的延伸情况存在争议,是可以延伸较深的岩浆通道,还是根据三维剪切波速度结构研究结果显示的有限深度(约2.5km)。本文在地表展开矿区及周边岩性-构造填图和所卷入岩石的变形特征研究,将剖面上与平面上的构造样式进行对比,将有利于解决上述争议问题。本次研究在好沁、尖山北部、西矿北部一带发现大型逆冲断层,并将其命名为“好沁-尖山北逆冲断层”。该逆冲断层下盘为互层状的(粗)砂岩、灰岩和泥岩,粗砂岩的碎屑磷灰石下交点最年轻群组为1284±104Ma,砂岩的碎屑锆石最年轻组为1179±8Ma,均比白云鄂博碳酸岩的年龄(约1.3Ga)年轻;结合寒武-奥陶纪化石,厘定下盘地层为下古生界。断层上盘为变砾岩、变石英砂岩、板岩和赋矿碳酸岩,变石英砂岩的碎屑锆石存在1.94Ga和2.55Ga的2个峰值,认为其沉积于古元古代。好沁-尖山北逆冲断层将元古代变沉积岩及赋矿碳酸岩推覆于古生代地层之上,断层面上广泛发育断层泥和断层角砾,厚度自20cm至7m不等,沿断层面有含铁质流体灌入而形成赤铁矿,断层面倾角变化大,从水平到直立产状,可能是受后期褶皱影响的结果;结合卷入断层活动的最年轻地质体为二叠纪花岗岩、以及区域内白垩纪不整合沉积在断层及下伏地层之上,限定好沁-尖山北逆冲断层的活动时代发生于二叠纪之后、白垩纪之前。水源头出露有变石英砂岩飞来峰,白云鄂博矿区与南部约30km处发育相似的、4条NE-SW走向的雁列式排列的航磁异常带,它们限定逆冲推覆距离为8~30km。白云鄂博碳酸岩属于推覆体上盘地质体,好沁-尖山北逆冲断层将其与根部错开,白云鄂博地区的碳酸岩未延伸到断层下盘,下盘岩石可能是古生代岩石,因此,矿区深部的剪切波速度突变可能与该断层的发育相关。