内蒙古赵井沟大型铌钽矿床地质特征及成因

内蒙古武川县赵井沟矿床是近年来在内蒙古中部地区找到的一处大型铌钽矿床.铌钽氧化物储量为8000余吨(钽氧化物含量大于50％),其中,ω(Nb2O5)和ω(Ta2O5)的平均含量为0.011％和0.012％.铌钽矿化主要在早二叠世碱长花岗岩类侵入杂岩体内,呈浸染状和条带状产出,并且构成似层状、脉状和透镜状矿体.研究表明,碱长花岗岩、碱长花岗细晶岩和碱长花岗伟晶岩锆石U-Pb同位素年龄值分别为(277.14±0.82) Ma、(277.0±2.1) Ma和(276.6±2.1) Ma.鉴于铌钽矿化呈浸染状在含矿侵入杂岩体内产出,推测赵井沟矿床的成矿作用与海西期构造-岩浆活动有关.古大陆块体伸展构造条件下,富钠质钙-碱性岩浆作用为铌钽矿床的形成提供了动力和物质来源,而断裂构造为成矿物质沉淀聚集创造了空间条件.赵井沟矿床属富钠的过铝质花岗岩型铌钽矿床.     

内蒙古武川县赵井沟铌钽多金属矿床白云母~(40)Ar-~(39)Ar同位素年龄及地质意义

内蒙古赵井沟铌钽多金属矿是近年来取得较大找矿进展的大型稀有金属矿床,初步探明铌钽氧化物储量超过8200吨,前人对其矿床地质特征已有初步研究,但其成矿时代尚未精确厘定。本文以赵井沟铌钽多金属矿区内天河石花岗伟晶岩脉中的白云母为研究对象,利用~(40)Ar-~(39)Ar同位素年代学方法,以确定其成矿时代。研究发现矿区内铌钽矿化主要赋存在碱长花岗岩、碱长花岗细晶岩、云英岩和天河石花岗伟晶岩中,且铌钽矿物与白云母同时形成,有重要的共生关系,故本次研究获得的白云母坪年龄123.57±0.66 Ma和等时线年龄124.0±2.0 Ma具有地质意义,可代表成矿年龄。这一成果表明赵井沟铌钽多金属矿床形成于燕山晚期(至少延续至早白垩世),与前人获得的锆石年龄有较大差异,这对分析其矿床成因有重要意义。同时,结合区域地质资料,本文认为华北地台北缘内蒙古地轴中部在燕山运动的晚期存在一次重要的稀有金属成矿事件。     

内蒙古赵井沟钽铌矿床成矿作用探讨——来自天河石化、钠长石化花岗岩年代学、岩石地球化学的证据

内蒙古武川县赵井沟钽铌多金属矿床是近年来华北板块北缘新发现的大型稀有金属矿床,然而前人对该矿床的形成时代以及构造背景存在较大争议。本文以与成矿关系密切的天河石化花岗岩和钠长石化花岗岩为研究对象,开展了岩相学、岩石地球化学、岩浆和热液锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及Lu-Hf同位素的研究,探讨了岩浆源区性质和成岩成矿的构造环境。研究结果表明,钠长石化花岗岩中热液锆石加权平均年龄为118.9 ± 1.8Ma;天河石化花岗岩岩浆锆石年龄为116±2Ma,热液锆石加权平均年龄结果为112.8±2.2Ma;热液锆石年龄略晚于岩浆锆石,说明热液锆石是在岩浆演化最后的熔体-流体相互作用阶段形成的。天河石化花岗岩和钠长石化花岗岩在主量元素上富硅、碱和铝,贫镁、钙、铁、钛和磷;在微量元素上均富集Rb、Th、U、Nb、Ta、Hf,强烈亏损Ba、Sr;其轻重稀土元素分异不明显,具有强烈的Eu负异常。岩体中发育以钠长石化,天河石化为主的蚀变,稀土元素呈现似M型"四分组"效应,Nb/Ta小于5,表明天河石化、钠长石化花岗岩经历了熔体和流体的相互作用。Lu-Hf同位素分析结果显示较负的ε_(Hf)(t)值(天河石化花岗岩:-10.91～-8.17;钠长石化花岗岩:-10.98～-9.19),其对应的两阶段模式年龄t_(DM2)分别为1689～1867Ma和1762～1871Ma,暗示富含Nb、Ta的中元古代渣尔泰山群、白云鄂博群为其岩浆源岩或提供了成岩、成矿物质。燕山晚期伸展的构造背景下,玄武质岩浆高位底侵富铌钽地壳造成减压部分熔融而形成的岩浆,岩浆在F、Cl等挥发组分的作用下发生结晶分异作用,造成铌、钽等成矿物质初步富集,并在岩浆晚期先后发生了以钠长石化、天河石化为代表的两期自交代作用及Nb、Ta的矿化作用,形成赵井沟钽铌多金属稀有矿床,该矿床为岩浆结晶分异-热液自交代作用混合成因。     

内蒙古赵井沟钾长花岗岩锆石U-Pb定年、Hf同位素和岩石地球化学特征

赵井沟铌钽矿与区内花岗岩关系非常密切,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明矿区内黑云母钾长花岗岩形成时代为125±1 Ma。岩石地球化学分析结果显示,矿区内晚中生代岩浆岩为准铝质-弱过铝质碱性岩类,属于高钾钙碱性系列,具有轻稀土元素富集、Eu强负异常、大离子亲石元素(Rb、Th、U)和高场强元素(Hf、Y)强烈富集的地球化学特征,属于A1亚类的A型花岗岩;锆石~(176)Hf/~(177)Hf值介于0. 000 5～0. 003 0之间,ε_(Hf)(t)值为-15. 42～-5. 55,对应的模式年龄t_(DM2)变化于2 247～1 640 Ma之间。花岗岩浆主要来源于地壳物质部分熔融的产物。