四川牦牛坪稀土矿床成因研究——来自包裹体的证据

四川牦牛坪稀土矿床是中国的第二大轻稀土矿床。碳酸岩-正长岩杂岩体是矿区主要的围岩,萤石是主要的脉石矿物。在四川冕宁牦牛坪稀土矿床霓辉重晶石型矿体早期萤石中笔者发现了大量的流体-熔体包裹体,对萤石矿物包裹体研究结果表明,牦牛坪矿床的晚期萤石矿物中至少存在6种类型包裹体：（1）气液包裹体（V-L）;（2）含CO2三相包裹体（L-L-V）;（3）含有少量子晶的多相包裹体（L-V-D或L-L-V-D）;（4）流体-熔体包裹体或多子晶包裹体（L-L-V-MS）;（5）固体包裹体（S）和（6）已经爆裂的高压包裹体等。各种类型的包裹体代表了不同的成岩阶段,并存在成因上的内在联系。气液包裹体（V-L）初融温度为-24．5--22．0℃,冰点温度为-2．5～-6．0℃,盐度为4．2％～9．2％。均一温度集中在142-146℃。含CO2三相包裹体（L—L—V）Tm-CO2为-56．6℃,Tm-clathe为＋2．1-＋10．0℃,盐度为0．1％～13．0％;Th-CO2为＋25～＋30．3℃,均一温度为230～265℃。含子晶的多相包裹体（L—V—D或L-L—V—D）子晶溶化温度在260～285℃之间,与前两类包裹体具有明显的成因上联系。流体-熔体包裹体或多子晶包裹体（L—L—V—MS）CO2含量约为10vol％;固相成分含量30vol％到90vol％,为长板状或立方体子晶,有些子晶呈圆形,正高突起,一轴负晶,可能为稀土碳酸盐矿物;Tm-CO2为-65．0～-58．0℃,初熔温度为-55．0--52．0℃,Th-CO2为＋26．5～＋28．3℃,气体水合物溶解温度为＋26．0～＋31．0℃;CO2相在220～276℃均一到水溶液相。固体组分一般会出现4次明显的溶解过程,即200～240℃、240—300℃、270～370℃和370～720℃四个阶段。包裹体的显微测温和拉曼成分分析结果显示早期流体中富含H2O、CO2、H2S和心等挥发分,并富含大量的重晶石、氟碳铈矿的子矿物,晚期成矿流体中则以H2O和CO2为主。根据矿床地质特征和矿物包裹体的研究结果,我们认为源区地幔岩石的低程度部分熔融形成富集稀土的碱性碳酸岩岩浆,侵位过程中产生液态不混熔现象,分异出携带大量高度富集REE的富F和CO2的高温流体,并主要以气相形式迁移稀土元素,在气成热液阶段REE富集成矿。矿床的成矿作用是由碳酸岩岩浆气液流体的沸腾、充填和交代过程而实现的。萤石的形成经历了气相迁移、深部成岩、上升交代、侵位成岩的过程。萤石的形成与稀土矿化有密切的关系。     

四川冕宁稀土矿床硫同位素地球化学

分析了四川冕宁大型稀土矿床硫同位素组成.结果显示成矿期脉石矿物重晶石与矿化期后硫化物(黄铁矿和方铅矿)的硫同位素组成明显不同,前者富集34S,其δ34S为 1.8‰～ 6.7‰,后者富集32S,其δ34S在-10.9‰～-2.1‰之间,表明本区成矿流体中的硫和矿化期后富含硫化物流体中的硫具有不同的来源.矿区各种类型矿石中的重晶石均普遍遭受过风化作用,且δ34S随风化作用的增强而增加,暗示物理分馏效应是本区重晶石硫同位素组成差异的主要原因,重晶石风化过程实际上是一个贫32S、富34S过程,未风化重晶石的δ34S与典型幔源硫的δ34S(0‰左右)相近,成矿流体中硫主要来源于地幔.矿石中重晶石风化作用过程中被淋滤的32S可能是矿化期后富含硫化物流体中的硫的重要来源,但有待深入研究.     

四川冕宁稀土矿床硫同位素地球化学

分析了四川冕宁大型稀土矿床硫同位素组成。结果显示成矿期脉石矿物重晶石与矿化期后硫化物（黄铁矿和方铅矿）的硫同位素组成明显不同,前者富集^34S,其δ^34S为＋1．8‰～＋6．7‰,后者富集轮S,其δ^34S在-10．9‰～-2．1‰之间,表明本区成矿流体中的硫和矿化期后富含硫化物流体中的硫具有不同的来源。矿区各种类型矿石中的重晶石均普遍遭受过风化作用,且δ^34S随风化作用的增强而增加,暗示物理分馏效应是本区重晶石硫同位素组成差异的主要原因,重晶石风化过程实际上是一个贫弛^32、富^34S过程,未风化重晶石的δ34S与典型幔源硫的^δ34S（0‰左右）相近,成矿流体中硫主要来源于地幔。矿石中重晶石风化作用过程中被淋滤的^32S可能是矿化期后富含硫化物流体中的硫的重要来源,但有待深入研究。     

四川冕宁稀土矿床碳酸岩PGE地球化学初步研究

报道了四川冕宁稀土矿床碳酸岩7件样品的PGE和Au含量分析结果,其含量（WB／10^-9）范围分别为Ir0．5～0．78,Ru 1．61～6．75,Rh 0．08～0．14,Pt 2．62～12．15,Pd 1．11γ3．65和Au1．24～8．61。原始地幔标准化的PGE模式呈Ru、Pt、Pd相对富集和Ir、Rh相对亏损的“燕子型”。分析认为,碳酸岩具有一定携带PGE的能力;本区碳酸岩具“燕子型”PGE配分模式可能是其源区地幔PGE配分模式的反演;深源富CO2流体交代作用原始地幔可能是形成其“燕子型”PGE配分模式主要因素。     

四川冕宁稀土矿床碳酸岩PGE地球化学初步研究

报道了四川冕宁稀土矿床碳酸岩7件样品的PGE和Au含量分析结果,其含量(wB/10-9)范围分别为Ir 0.5～0.78,Ru 1.61～6.75,Rh 0.08～0.14,Pt 2.62～12.15,Pd 1.11～3.65和Au 1.24～8.61.原始地幔标准化的PGE模式呈Ru、Pt、Pd相对富集和Ir、Rh相对亏损的“燕子型“.分析认为,碳酸岩具有一定携带PGE的能力;本区碳酸岩具“燕子型“PGE配分模式可能是其源区地幔PGE配分模式的反演;深源富CO2流体交代作用原始地幔可能是形成其“燕子型“PGE配分模式主要因素.     

四川冕宁牦牛坪稀土矿床熔体-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。牦牛坪稀土矿床与喜山期岩浆碳酸岩关系密切,在岩浆碳酸岩的方解石和热液期的萤石、石英、重晶石和稀土矿物中发育大量包裹…     

四川冕宁木落稀土矿床稀土元素迁移与沉淀机制:来自稀土矿物中流体包裹体的证据

木落稀土矿床位于印度-亚洲陆陆碰撞带之东部转换带,是四川冕宁-德昌稀土矿带的重要组成部分,其成矿与喜山期岩浆碳酸岩关系密切.本文在详细的矿床地质研究基础上,通过矿床中主要稀土矿物氟碳铈矿中流体包裹体岩相学、显微测温分析、包裹体成分的LRM分析和包裹体中子矿物相的SEM/EDS分析等,对与稀土矿化有关的成矿流体的特征、演化及稀土迁移与沉淀的机制进行了讨论.结果表明,与稀土成矿有关的流体为富CO2、H2、K 、Na 和SO2-4的中高温、高压超临界流体.超临界流体对稀土的迁移起到重要作用,温度、压力降低造成的超临界流体中CO2相与水溶液相的分离是造成稀土矿物沉淀的主要机制.     

四川冕宁稀土矿床包裹体研究

在四川冕宁稀土矿霓辉重晶伟晶岩和碳酸岩矿体的早期萤石，石英中发现了大旺的流体－熔融包裹体。包裹体的捕获温度高于５００℃，说明两类矿体来典型的盐熔体结晶产物。研究还显示，在矿石矿物氟碳铈矿中，存在着大量的流体包裹体，这说明矿床的稀土矿化与热液作用有成因联系，成矿温度为１５０－２７０℃。所有研究结果均证明，四川冕宁矿床是一个与盐熔体有关的热液稀土矿床。     

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SiO₂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SiO₂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。

     

四川牦牛坪稀土矿床矿物流体包裹体研究

对矿物流体包裹体进行分析的结果表明，牦牛坪稀土矿床的矿物中存在4种类型包裹体：（1）液-所耵；（2）液-气-固相；（3）纯气相；（4）固相，矿物包裹体显微测温结果显示牦牛坪矿床成矿温度从423℃至122℃；成矿流体的盐度ω（NaCl)为11.46%-14.36%质量分数，包裹体的成分分析结果显示流体中富含CO2和其他挥发性组分，并富含大量的不同成分的矿物雏晶，根据矿床地质特征和矿物包裹体的研究结果，作者认为本矿床的成矿作用是由碳酸岩岩浆气液流体的沸腾、充填和交代过程而实现的。     

四川牦牛坪稀土矿床地幔流体成矿的碳、氢、氧、硫同位素证据

选取2种主要矿石类型--碳酸岩伟晶岩型矿石和重晶石伟晶岩型矿石进行了成矿流体的C、H、O、S同位素测试,获得δ13CV-PDB值为-3.0‰~-5.6‰,δDV-SMOW值为-57‰~-88‰,δ18OH2O-VSMOW值为8.0‰~13.3‰,δ34SV-CDT值为3.3‰~5.9‰,以及方解石的δ13CV-PDB值为-6.9‰和δ18Ov-SSMOW值为7.3‰~7.4‰.所有这些数据表明,四川牦牛坪稀土矿床在成矿过程中有大量地幔物质参与.     

四川牦牛坪外围龙家沟稀土矿体第一阶段找矿突破及启示

围绕加强国内稀土资源勘探和增储上产的迫切需求,笔者在综合研究前期地质资料的基础上,对攀西牦牛坪外围龙家沟开展了以稀土找矿为主的多学科交叉综合调查评价工作。经钻探验证,龙家沟ZK001孔深部发育厚大高品位稀土矿体,科研指导找矿取得突破性进展。161件岩芯样品电感耦合等离子体发射光谱分析结果表明：钻孔ZK001总稀土氧化物（TREO）平均含量达4.87%,见矿视厚度125.76 m,核心部位高品位矿段超过60%。牦牛坪外围龙家沟厚大隐伏稀土矿体的发现与钻探验证,扩大了牦牛坪稀土矿外围的成矿前景,是科技创新指导找矿突破的又一典型实践。随着冕宁-德昌稀土成矿带成矿机制、精准勘查理论技术难题的突破、交叉学科以及模拟技术的应用,将进一步带动该区稀土找矿工作。今后,有必要持续开展牦牛坪外围稀土矿产综合地质调查工作,大幅提升中国第二大稀土资源基地的资源保障能力,对确保中国稀土资源的绝对优势地位具有重要现实意义。     

四川冕宁木落寨稀土矿床稳定同位素研究及其意义

木落寨稀土矿床在构造上位于西南新生代陆内造山带的锦屏山北缘。文章通过对木落寨2个坑道的矿石样品的C、H、O、S同位素组成的系统研究,探讨了木落寨稀土矿床成矿流体的来源及其与深部过程的关系。研究表明,石英和萤石的δ^13Cv-PDP值为-2．5‰～-9．0‰,方解石、石英、萤石和氟碳铈矿的δDv-SMOW值为-63‰～-87‰,萤石和石英的δ^18O水V-SMOW,为10．0‰～15．5‰,重晶石和方铅矿的δ^34Sv-CDT值分别为0．1‰～2．2‰和-8．6‰～-9．3‰,方解石的δ^13Cv-PDB和δ^18OV-SMOW分别为-6．6‰～-6．8‰和8．4‰～9．1‰。所有这些数据均显示木落寨稀土矿床在成矿过程中有大量地幔流体的参与,表明其成矿作用与深部过程有关。     

四川牦牛坪轻稀土矿床地幔流体特征——铅锶钕和氦氩同位素及稀土元素证据

四川牦牛坪稀土矿床是中国第二大轻稀土矿床。笔者对该矿床进行了较系统的Pb—Sr—Nd同位素、稀有气体同位素地球化学以及稀土元素地球化学研究。稀土元素地球化学特征研究显示,矿区萤石、方解石、氟碳铈矿稀土元素分布模式与区内英碱正长岩相似,表明牦牛坪稀土矿床成矿与英碱正长岩岩浆活动有关以及石英包裹体流体REE曲线平直,Eu与Ce无明显异常,曲线规律性较强,可以认为牦牛坪轻稀土矿床成矿流体稀土元素是深源的。Pb—Sr—Nd同位素组成表明成矿物质来自富集地幔,具深源甚至幔源特征。稀有气体同位素地球化学研究也在一定程度上揭示了牦牛坪轻稀土矿化与地幔过程之间存在着成因关系。     

四川牦牛坪稀土矿床成矿流体来源与演化初探——萤石稀土地球化学的证据

萤石是四川牦牛坪稀土矿最重要的脉石矿物之一。根据稀土含量、有关参数及配分模式，矿区萤石可分为LREE富集型、KLEE平坦型和LREE亏损型3种，不同类型萤石之间以及每种类型萤石的稀土地球化学特征具有连续变化规律。分析结果表明：矿区3种类型的萤石为同源不同阶段形成的产物；矿床成矿流体主要来源于本区正长岩－碳酸岩岩浆演化分异的相对富集LREE的流体；矿床成矿过程中较少再有相对富集LREE的流体参与；成矿环境由相对氧化向相对还原变化。     

牦牛坪稀土矿床成矿模式及找矿方向探讨

本文概略介绍了牦牛坪稀土矿床特征,讨论了成矿时代,分析了成矿条件,初步总结了成矿规律,探讨了成矿物质来源、成矿过程及成矿机理,提出该矿床为上地幔部分熔融基性—超基性岩浆多期多阶段分异演化高侵位云煌岩-霓石碱性花岗岩-碱性基性伟晶岩-方解石碳酸岩型单一氟碳铈矿稀土矿床。初步建立了北北东向断裂系统加帽源碱性含矿杂岩体二元成矿模式,指出了进一步找矿远景区段。     

四川牦牛坪稀土矿床萤石REE配分模式的影响因素

四川牦牛坪稀土矿床萤石REE配分模式表现出明显变化的特征，本文从稀土离子半径和温度两个方面分析了影响矿区萤石配分模式的原因。结果表明：矿区萤石中LREE的配分模式主要受温度影响，而MREE、HREE主要受离子半径控制。     

四川德昌大陆槽稀土矿床地质特征

为查明德昌大陆槽稀土矿床的成矿地质特征和稀土元素的赋存状态,通过对大量岩石、矿石光(薄)片的观察鉴定以及对矿体形态、矿石的物质组分、结构构造的研究,表明该矿床受喜马拉雅期富稀土碱性杂岩的构造控制,成矿地质特征与牦牛坪矿床极为相似。大陆槽稀土矿床为攀西稀土成矿带上最年轻的稀土矿床,矿床类型新,稀土品位高,主要稀土矿物氟碳铈矿粒度较粗,可选冶。     

四川牦牛坪稀土矿床碳酸岩Sm—Nd等时线年龄及其地质意义

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矿床等。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。碳酸岩-碱性岩杂岩体主要侵位于元古代结晶基底岩石和古生代-中生代沉积盖层。碳酸岩主要为方解石碳酸岩,碱性正长岩以英碱正长岩为主,两者微量元素分布模式及Sr-Nd同位素组成特征相一致,表明两者为岩浆不混溶产物,因此两者的成岩时代应该基本相近。然而,前人研究成果表明,牦牛坪碳酸岩中钠铁闪石K-Ar年龄为31．7Ma,正长岩全岩K—Ar年龄为40．8Ma,两者相差10Ma。此外,研究表明,大陆槽、木落寨和里庄REE矿床碳酸岩-正长岩杂岩体成岩年龄与其相应的成矿年龄基本一致,而牦牛坪REE矿床两者相差甚远。本文利用碳酸岩中方解石进行了Sm—Nd等时线年龄测定,结合前人资料,重新厘定了牦牛坪REE矿床碳酸岩的成岩年龄和矿床的成矿年龄,分别为29．9Ma和26～27Ma,两者在误差范围内相一致。     

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。