川西冕宁-德昌喜马拉雅期稀土元素成矿带:矿床地质特征与区域成矿模型

川西冕宁-德昌喜马拉雅期稀土元素成矿带长约270 km,宽15 km,包括牦牛坪超大型、大陆槽大型、木落寨中型和里庄小型REE矿床以及一系列矿点和矿化点.该矿带在空间上位于攀西二叠纪古裂谷中,但岩体和矿体均形成于喜马拉雅期,年龄为40～10 Ma.REE成矿作用与喜马拉雅期碳酸岩-碱性杂岩体有关,受印度-亚洲大陆碰撞带东部一系列新生代走滑断裂系统控制.碳酸岩-碱性杂岩体主要侵位于元古代结晶基底和古生代-中生代沉积盖层内.矿区蚀变以霓长岩化为特征,在杂岩体和矿体中形成规模不等的霓长岩蚀变晕.REE成矿作用主要有3种样式,即大陆槽式、牦牛坪式和里庄式.大陆槽式以爆破角砾岩筒矿化为特征,牦牛坪式以典型的脉状矿化系统为标志,里庄式则以浸染状矿化为特色.主要矿石类型有伟晶岩型、碳酸岩型、角砾状和网脉状,矿物组合主要为重晶石 萤石 霓辉石 方解石 氟碳铈矿.流体包裹体和稳定同位素研究表明,成矿流体来源于碳酸岩-正长岩不混溶岩浆系统,但在流体演化的晚期阶段有外部流体的加入.根据综合分析研究,笔者提出了一个可能的REE成矿作用模式.该模式强调,成矿热液流体系统经历了一个复杂的演化过程:从不混溶碳酸岩-正长岩岩浆系统分离出高温、含硫酸盐富RISE的NaCl-KCl卤水,到流体沸腾导致REE-氟碳酸盐和硫酸盐有效沉淀,最后与雨水混合导致少量硫化物沉积.在空间上形成了一个"三层楼"式的REE成矿系统:在深部层位,形成细脉-浸染状矿体(如里庄式矿床);在中部层位,形成脉状矿体(如牦牛坪式矿床);在上部层位,形成角砾岩筒矿体(如大陆槽式矿床).成矿系统发生于喜马拉雅期大陆碰撞带从压扭向张扭转变过渡的构造背景下,新生代大规模走滑断裂及其派生的拉分构造和张性裂隙带促进了含REE岩浆-热液系统的形成.     

冈底斯斑岩铜矿带冲江铜矿含矿流体的形成和演化：来自流体包裹体的证据

对冲江斑岩铜矿含矿斑岩中石英斑晶和含矿石英脉中包裹体进行岩相学、显微测温分析、包裹体中气液相成分的激光拉曼显微探针（LRM）分析和子矿物的扫描电镜/能谱（SEM/EDS）分析.研究表明含矿流体来自富含挥发分的岩浆的出溶作用,最初从岩浆中出溶的流体为近饱和的超临界流体,其最低捕获温度在362～389℃左右,盐度在17.7%～18.9%NaCleq左右.随着出溶流体温度压力的下降,超临界流体发生相分离,并分离出低盐度的气相和高盐度的液相.在石英绢云母化阶段进一步发生高盐度液相包裹体的沸腾作用,形成子矿物溶化温度高于气液相均一温度的高盐度包裹体和富气相包裹体.与粘土化有关的流体为流体演化的晚期产物,属低温、低盐度流体.     

四川冕宁牦牛坪稀土矿床熔体一流体演化

四川冕宁-德昌稀土矿带是中国一条重要的喜山期稀土矿带。大地构造位置处于印度-亚洲大陆主碰撞带西侧，扬子地台西缘。带内已发现稀土矿床5个：牦牛坪稀土矿床，大陆槽稀土矿床，里庄稀土矿床，麦地稀土矿床和木洛稀土矿床。其中，牦牛坪矿床规模最大，仅次于美国的Mountain Pass和中国的白云鄂博，是世界上第三大稀土矿床，亦是中国最大的独立稀土矿床。因其具有独特的成矿构造背景和矿床地质特征，而吸引了不少学者的注意。     

华北-西伯利亚板块对接带早白垩纪的裂解: 来自西拉木伦断裂带中性岩墙群的锆石U-Pb年龄及地球化学证据

在内蒙古林西县西拉木伦断裂带内发育规模较大的中性岩墙群, 岩墙多呈NE3°~5°近直立侵入.对岩石进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和详细的岩石地球化学特征研究.锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为132.2±2.2Ma, 岩石侵位于早白垩世.岩石地球化学特征显示岩石具有高钾钙碱性系列-钾玄岩系列的过渡特征, 形成于板内拉张环境, 岩浆源区具有壳幔混源的特征, 是早期俯冲洋壳遭受幔源岩浆底侵作用的结果.岩墙的产状受左旋剪切机制控制, 该机制可能主要与太平洋板块相对亚洲板块的向北运动有关.      

古亚洲构造域和西太平洋构造域在索伦缝合带东段的叠加: 来自内蒙古林西县西拉木伦断裂带内变形闪长岩的岩石学、地球化学和年代学证据

在内蒙古林西县西拉木伦断裂带内发育岩株状产出并具有不同程度变形特征的闪长岩体, 岩体侵入到双井片岩中.对该闪长岩进行了岩石学、地球化学、锆石LA-ICPMS U-Pb年龄和角闪石40Ar-39Ar年龄的研究.结果表明内蒙古林西县西拉木伦断裂带内的变形闪长岩侵位于早二叠世, 其锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为286±1 Ma.岩浆来源于俯冲带流体/熔体交代作用而形成的富集地幔.岩石遭受了早侏罗世绿帘角闪岩相变质作用, 角闪石40Ar-39Ar年龄为188.7±1.4 Ma.结合研究区及邻区近年来的新成果认为索伦缝合带早古生代以来的镁铁质岩石均显示来源于相对富集LILE、LREE的地幔, 与俯冲流体或熔体的改造作用相关, 并且随着时代的更新改造程度显示增强的趋势.索伦缝合带在晚石炭世(~310 Ma)之前发生过闭合碰撞, 晚石炭世-早二叠世(~310~276 Ma)处于后造山伸展的背景, 在伸展环境下形成了华北北缘该时期广泛分布的闪长岩-花岗闪长岩带, 报道的闪长岩即为该时期的产物.晚二叠世缝合带局部区域存在洋盆, 洋盆的闭合导致了晚二叠世-中三叠世(~272~230 Ma)索伦缝合带的最终碰撞缝合, 最终碰撞缝合在空间上的不均一性形成了缝合带内该时期大量并存的同碰撞花岗岩和后碰撞花岗岩.索伦缝合带的缝合导致华北板块与其北部各微陆块的拼合, 此时蒙古-鄂霍次克海作为古太平洋的一个分支北东向展布于西伯利亚板块和拼合后的华北板块之间.早侏罗世蒙古-鄂霍次克海在蒙古东北部发生闭合, 本文报道的角闪石40Ar-39Ar年龄记录了洋壳闭合后陆-陆碰撞的变质时间, 之后研究区进入后造山伸展的环境.此时在古太平洋板块向华北板块俯冲应力的共同作用下, 华北东部在侏罗纪出现挤压机制与拉张机制的多次转换.晚侏罗世古太平洋板块俯冲方向转变后, 中国东部进入持续的拉张背景, 并转入西太平洋构造域的范畴.      

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。     

川西冕宁-德昌REE成矿带成矿年代学研究:热液系统维系时限和构造控矿模型约束

川西冕宁-德昌REE成矿带是中国最重要的REE成矿带之一,包括牦牛坪超大型REE矿床、大陆槽大型REE矿床、木落寨中型REE矿床和里庄小型REE矿床以及一系列矿点和矿化点.REE成矿作用与碳酸岩-碱性杂岩体有关,受印度-亚洲大陆碰撞带的一系列新生代走滑断裂系统控制,岩体主要侵位于元古代结晶基底岩石和古生代一中生代沉积盖层中.40Ar/39Ar快中子活化分析表明,大陆槽白云母、里庄黑云母和木落寨金云母的40Ar/99Ar坪年龄分别为13.2 Ma、30.6 Ma和35.5 Ma,结合前人成岩成矿年龄资料,牦牛坪矿床岩浆-热液活动时限约12 Ma.大陆槽矿床约5Ma,而里庄矿床则为2Ma,热液活动持续时间与矿床的REE储量存在正相关关系.研究发现,冕宁-德昌REE矿带从北到南,成岩成矿年龄逐渐变新,时间跨度长达27 Ma;碳酸岩-正长岩岩浆初始活动时间与雅砻江左旋走滑断裂开始活动时间相一致,成岩成矿年龄的系统变化,有可能是由于雅砻江左旋走滑断裂右侧板片在相对固定的幔源岩浆"热点"上从南至北滑移造成的(相对于左侧板片).     

成因矿物学研究在宝石学中的应用

成因矿物学的许多理论,如矿物的物理性质标型、矿物化学成分标型、矿物包裹体成分标型等都已经渗透到了宝石学研究的各项工作中,这些理论为鉴定天然宝石与人工宝石、鉴定宝石是否经过处理以及进一步鉴定天然宝石的成因和产地提供了重要的思路和依据,并且对宝石的优化与合成有着重要的指导作用.本文在总结与分析前人研究成果的基础上,根据某些常见宝石的鉴定特征(如钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿以及其他一些常见宝玉石等),归纳和阐述成因矿物学研究在宝石学中的实际应用.     

四川冕宁包子山稀土矿床富Sr碳酸岩的发现及意义

全球范围内出露的碳酸岩大多为钙质、镁质、铁质碳酸岩,少量为钠质和硅质碳酸岩,极少有富Sr碳酸岩的报道,其岩石成因、资源意义及对碳酸岩岩浆演化的指示意义尚不清楚。本次在四川省牦牛坪稀土矿区南部包子山稀土矿床的露天采坑中发现了超级富Sr的碳酸岩,其呈不规则的脉状侵入到构造角砾岩中。岩石呈紫色-淡紫色,微晶-斑状结构,斑晶主要为萤石,基质主要为菱锶矿、方解石、氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、金云母、重晶石并含少量的金属硫化物和氧化物。全岩的微量元素分析表明,其稀土元素总量(∑REE)达3.5%～6.1%,Sr含量达19.0%～27.7%,已超过稀土矿床和锶矿床的工业品位要求。岩石中的中、重稀土元素含量占稀土元素总量的1.14%～1.77%,一些高价值稀土元素含量较高,如Pr(939×10~(-6)～1399×10~(-6))、Nd(2783×10~(-6)～3937×10~(-6))、Gd(237×10~(-6)～320×10~(-6)),因此除轻稀土元素外,中、重稀土和锶元素也具有重要的资源意义。岩石强烈富集REE、Sr、Ba,而明显亏损P、Nb、Ta、Zr、Hf元素,可能与岩浆演化过程中锆石和其它基性矿物的结晶分离有关。全岩的Sr-Nd同位素组成与牦牛坪、里庄稀土矿床的碳酸岩相似,表明它们为同源岩浆产物。笔者认为,富Sr的碳酸岩代表了碳酸岩岩浆演化晚期的产物,REE、Sr、Ba、F和S元素均在岩浆演化晚期的碳酸岩中高度富集。碳酸岩岩浆超浅成侵位至构造角砾岩中,并与下渗的大气水相遇导致岩浆的淬冷和微晶-斑状结构的形成。早期基性矿物(如霓辉石、黑云母)及碳酸盐矿物(如方解石、白云石等)的结晶分离是造成晚期碳酸岩中稀土元素富集的重要原因。富Sr碳酸岩中石英斑晶的发现和其较低的SiO_2含量表明碳酸岩岩浆演化晚期可能是硅饱和的,且这种岩浆具有很低的SiO_2溶解能力。以菱锶矿(体积分数 50%)为主要碳酸盐矿物的稀土碳酸岩可能代表了一种新的碳酸岩类型,明显不同于已知的钙质、镁质、铁质和钠质碳酸岩。     

碳酸岩研究进展

碳酸岩(carbonatite)一词自首次被提出至今已有一百多年的历史,它是一种神秘而颇具争议的岩石类型。碳酸岩富含碳酸盐矿物,通常与基性、超基性或碱性硅酸盐岩伴生形成碳酸岩-硅酸盐岩杂岩体,具有独特的化学成分和矿物学特征并具有承载重要经济矿床的能力。在过去的几十年里,碳酸岩的研究在岩石成因及岩浆起源、地球化学与地质年代学、高温高压实验、与碳酸岩相关的经济矿产、碳酸岩型稀土矿床中稀土元素的富集分异及成矿机理等领域取得了巨大进步。本文从碳酸岩的定义与分类、成岩背景与时空分布、岩石学特征及矿物组成、岩浆起源及演化过程以及与碳酸岩相关的矿产资源等方面对碳酸岩的研究进展进行了综述与评论,提出从成因角度探索碳酸岩分类方案的必要性,总结和梳理了我国目前发现的碳酸岩的产地和分布特征,并认为碳酸岩岩浆与硅酸盐岩浆演化具有差异性,应重视对碳酸岩岩浆演化过程中熔体-流体过渡阶段的研究。最后从文献计量学角度利用大数据和可视化手段对来自Scopus数据库的近十年以“carbonatite”为检索词的近千篇文献进行了可视化分析,总结归纳了碳酸岩现阶段的研究热点,并对未来碳酸岩的研究趋势进行了展望。