塔里木北缘与碱性岩有关的稀有—稀土矿床成矿作用研究

塔里木克拉通北缘是我国重要的稀有—稀土金属成矿带,近年来稀有—稀土矿床勘查工作不断取得重大进展,相继勘查和发现了瓦吉里塔格、波孜果儿、依兰里克、阔格塔格、且干布拉克和上户等多个稀有—稀土矿床,使该地区成为我国重要的大型稀有—稀土矿床后备基地。这些稀有—稀土矿床普遍赋存于碱性岩或碱性碳酸岩中,规模多数达到大中型,品位较高。然而,对该区的稀有—稀土矿床的研究程度普遍很低,成矿环境和成矿规律认识不清,缺乏综合性的总体研究。文章在已有的研究成果基础上,结合笔者研究小组近3年的大量野外调研和室内的综合研究,综述了塔里木克拉通北缘主要稀有—稀土矿床的地质特征、分布规律和矿化类型。根据碱性岩形成的不同构造环境将与碱性岩有关的稀有—稀土矿床划分为3种构造类型,即活动陆缘型、板边型和板内型;根据矿化类型将该区矿床进一步划分为与超基性—碱性杂岩有关的稀土矿床、碱性正长岩型稀土—铌-钽-锆矿床、碱性花岗岩型稀土—铌-钽-锆矿床和碱性伟晶岩型稀土—铌-钽-锆矿床4个亚类。在对典型矿床研究的基础之上,初步讨论了研究区碱性岩有关的稀有—稀土矿床的成矿动力学背景、地球化学特征和成矿动力学过程,认为该碱性岩带形成于造山拉张性的构造环境。     

与碱性花岗岩有关的稀有稀土矿床

概述了含矿碱性花岗岩产出的地质背景，含矿岩体的主要特征。根据岩石中暗色矿物与主要成矿元素的关系，将碱性花岗岩矿床划分为３种矿化类型：含Ｎｂ（Ｓｎ）黑云母花岗岩；含Ｎｂ（Ｓｎ）、ＨＲＥＥ钠铁闪石－钠闪石花岗岩；含ＬＲＥＥ霓石花岗岩，并指出，碱性花岗岩矿床在我国北部边区和攀西裂谷带具有良好的成矿前景。     

新疆塔里木盆地北缘碱性岩及有关的成矿作用

塔里木盆地北缘碱性岩受深断裂带控制,呈近EW向展布。形成于多个时期,岩石类型齐全,碱性岩浆来自富集地幔。受地质构造环境制约,形成了板内型、板边型和活动陆缘型碱性岩。板内型孩性岩与国内外典型碱性岩一致,为只有极少陆壳物质混合的幔源岩。而板边型和活动陆缘型碱性岩则属于壳馒混合的碱性岩。与矽性岩有关的矿产丰富。     

与碳酸岩-碱性岩有关的铌-稀土矿床成矿作用及成因机制

铌和稀土资源主要来自与碳酸岩-碱性岩相关的矿床,加强碳酸岩-碱性岩系统铌和稀土成矿作用研究,对指导我国铌和稀土资源的找矿都具有重要意义。本文对与碳酸岩-碱性岩有关的铌-稀土矿床成矿作用及成因机制进行了梳理和总结。碳酸岩-碱性岩系统中铌和稀土的初始富集一般与富集地幔的部分熔融有关,地幔源区稀土和稀有金属、碱金属和挥发分的富集是成矿的关键。橄榄石、单斜辉石等早期岩浆矿物的高度分离结晶导致残余碱性岩浆中铌和稀土的进一步富集,结晶铌和稀土矿物;碳酸岩中铌矿物结晶有堆晶岩成因和交代成因两种机制。大多数与碳酸岩-碱性岩相关的铌-稀土矿床均经历了热液蚀变,岩浆铌矿物被原地蚀变成热液铌矿物;而碳酸岩-碱性岩中矿石矿物和脉石矿物中的轻重稀土在热液过程中均可被溶解迁移再沉淀为稀土矿物。包括物理富集、化学富集和/或生物富集过程在内的地表风化过程可进一步提升碳酸岩型铌-稀土矿床的品位;在碱性硅酸岩体系中,少数矿床通过物理富集提升铌和稀土品位,而大多数矿床的风化会导致稀土矿物的分解形成一些不易被经济利用的次生稀土矿物。     

风化壳稀土矿床的成矿作用

综述了近年来对风化壳稀土矿床中稀土元素的赋存状态、迁移形式和富集作用等方面的研究,指出稀土的微生物成矿作用的研究是本类矿床研究的重要动向。     

超大型稀有稀土矿床的某些特征

稀有稀土超大型矿床的储量为大型矿床储量的５倍以上（ＲＥＥ、Ｂｅ）或１０倍以上（Ｌｉ、Ｃｓ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ）。这类矿床大多与碱性岩类岩石有关，主要分布在地台区，成岩成矿时代以前寒武纪为主，其次为中生代。成矿作用具有多期次性，矿化往往发生在更为还原条件下。超大型富矿与深部成矿源有着直接联系     

塔里木北缘及邻区海西期碱性岩岩石化学特征及其大地构造意义

塔里木地台北缘及邻区发育一套以正长岩、石英正长岩、霓辉正长岩、霓霞正长岩、碱性花岗岩类为代表，包括碱性辉长岩、碱长花岗岩、霓辉花岗岩、角闪正长岩、碱性辉石闪长岩、煌斑岩等类岩石在内的碱性侵入岩体．它们具有近东西向的带状分布特征．主体形成于海西期．相当于泥盆-二叠纪．钾钠含量较高，具有碱性岩类的岩石化学特征．构成一条碱性侵入岩带．其时空分布与北山-阿拉善地区的碱性岩带基本一致．该碱性岩带反映出在泥盆-二叠纪期间．塔里木地台北缘及邻区处于造山期后的拉张构造环境．     

北祁连中段与碱性岩有关的金、稀土矿床地质特征及控矿因素

对产于北祁连中段冷龙岭一带的青分岭金矿和干沙河稀土矿地质特征和控矿因素进行了概述，并将其与国内典型的河北东坪金矿和四川牦牛坪稀土矿进行对比研究，认为它们的成因与碱性岩有关，且干沙河稀土矿具有斑岩型矿床的特征。两矿的成矿期为海西中晚期（青分岭二长岩成矿年龄为290－308Ma，干沙河霓辉正长斑岩为256Ma）。     

巴尔哲超大型稀有稀土矿床成矿机制研究

巴尔哲矿床中的矿化和非矿化碱性花岗岩主要造岩矿物均为微斜长石、石英、钠闪石和钠长石,但其相对含量及颗粒大小明显不同,且两类岩石中包裹体的组成特征及锆石的结晶习性也有显著差异.主量元素分析显示,矿化与非矿化碱性花岗岩均以富硅、富碱、贫镁和钙为特征,为较典型的非造山A型花岗岩.尽管矿化碱性花岗岩中K_2O和Na_2O的含量均没有明显的增加,但其Na+K/Al、Na_2O+K_2O/CaO、FeO~*/MgO及K_2O/MgO等岩石化学参数与非矿化碱性花岗岩明显不同.在矿化碱性花岗岩中除了矿化的稀土元素及Nb、Zr强烈富集外,U、Th及Y也明显富集,而Ba、Sr、P、Eu和Ti表现为强烈的亏损.在非矿化碱性花岗岩中除了大离子亲石元素Rb略有富集外,稀土元素、Nb、Zr、U、Th、Ta及Y并无明显富集,虽然Sr、P、Eu和Ti也表现为亏损,但与矿化碱性花岗岩相比其亏损程度明显降低.岩相学、岩石化学及微量元素地球化学特征显示,矿化碱性花岗岩不可能是非矿化碱性花岗岩硅化和钠长石化作用的产物,二者应是同一岩浆体系不同演化阶段熔体固结的产物.K/Rb、Rb/Sr及δEu等地球化学参数显示,矿化碱性花岗岩是高演化A型花岗质熔体固结的产物;而岩石学、包裹体及地球化学特征则显示,这种高演化的A型花岗质熔体已经进入了岩浆一热液过渡阶段.巴尔哲矿床稀有稀土元素的超常富集和成矿与A型花岗岩的高演化过程密切相关.     

中国内生稀有稀土矿床的时空分布

内生稀有稀土矿床在我国广泛分布，矿床的形成时代从太古宙到喜马拉雅期。矿床类型主要有碱性岩型、花岗岩型及花岗伟晶岩型三大类型。碱性岩型矿床的形成时代从元古宙到喜马拉雅期，主要集中在中元古代及华力西－印支期。这类矿床多分布在地台稳定区的边缘，常沿深断裂或裂谷带延展方向呈群分布。花岗岩型矿床绝大多数形成于燕山期，主要见于南岭及其邻区。成矿花岗岩常是花岗岩复式岩体的晚期侵入体，沿大岩体周边或隐伏岩体上方作定向分布。花岗伟晶岩型矿床主要形成于华力西－印支期，大多数分布在地槽褶皱带内。褶皱带内的复背斜及更次一级背斜的轴部及倾没端常是矿化伟晶岩的赋存场所。以攀西裂谷带内的牦牛坪、茨达等碱性岩型矿床，赣南加里东褶皱带内的西华山、荡坪等花岗岩型矿床，闽西北加里东褶皱带内的溪源头、西坑等花岗伟晶岩型矿床为例具体地描述了三类矿床在空间上的定向分布。西部地区是找寻大型内生稀有稀土矿床极有潜力的地区。     

塔里木盆地库车坳陷北部边缘构造特征

塔里木盆地库车坳陷北部边缘与南天山过渡带结构复杂,是了解塔里木盆地-南天山盆山关系的关键。利用 2D、3D 地震资料和钻井资料,分析塔里木盆地库车坳陷北部边缘的结构特征、构造样式,对比研究不同区段变形的差异和影响构造样式的主要因素。研究结果表明：①根据基底断裂的发育情况,库车坳陷北部边缘自北向南可划分为三区五带,自浅至深可划分为4个变形层。其中,山前克拉苏构造带以克拉苏断裂为界可细化为高角度基底卷入变形区、低角度基底卷入变形区和盖层滑脱变形区。②库车坳陷盆山过渡带主要发育收缩构造、盐构造和走滑构造,根据其表现形式可划分为15种样式。③库车坳陷北部克拉苏构造带可划分为6个主要的构造段,受先存基底断裂、膏盐岩分布和南天山差异推覆作用的影响,各构造段表现出差异变形的特征。④现今构造主要形成于新生代中晚期,经历了晚二叠世—三叠纪古前陆盆地、侏罗纪—白垩纪坳陷盆地、古近纪—中新世弱收缩挠曲盆地和上新世—第四纪陆内前陆盆地4个演化阶段。     

塔里木盆地库车坳陷北部边缘构造特征

塔里木盆地库车坳陷北部边缘与南天山过渡带结构复杂,是了解塔里木盆地-南天山盆山关系的关键。利用2D、3D地震资料和钻井资料,分析塔里木盆地库车坳陷北部边缘的结构特征、构造样式,对比研究不同区段变形的差异和影响构造样式的主要因素。研究结果表明:①根据基底断裂的发育情况,库车坳陷北部边缘自北向南可划分为三区五带,自浅至深可划分为4个变形层。其中,山前克拉苏构造带以克拉苏断裂为界可细化为高角度基底卷入变形区、低角度基底卷入变形区和盖层滑脱变形区。②库车坳陷盆山过渡带主要发育收缩构造、盐构造和走滑构造,根据其表现形式可划分为15种样式。③库车坳陷北部克拉苏构造带可划分为6个主要的构造段,受先存基底断裂、膏盐岩分布和南天山差异推覆作用的影响,各构造段表现出差异变形的特征。④现今构造主要形成于新生代中晚期,经历了晚二叠世—三叠纪古前陆盆地、侏罗纪—白垩纪坳陷盆地、古近纪—中新世弱收缩挠曲盆地和上新世—第四纪陆内前陆盆地4个演化阶段。     

澳大利亚稀土矿床主要类型及其成矿特征

澳大利亚稀土矿资源丰富,类型多样。通过对澳大利亚170余处稀土矿床地质特征的总结,将澳大利亚稀土矿床划分为4个主要类型和13个亚类。主要类型为与岩浆活动有关的稀土矿床、与沉积盆地有关的稀土矿床、与近代河流和滨海砂矿有关的稀土矿床和与表生风化作用有关的稀土矿床,并对每个亚类型矿床的分布特征、成矿时代和地质特征进行了总结。在此基础上,根据澳大利亚稀土矿床的地质背景、成矿特征等因素,初步划分出9个主要的稀土矿床矿集区,并从商业价值和资源潜力角度分别对矿集区的找矿潜力进行分析,综合认为H和E区是下一步进行矿业投资的良好对象。     

澳大利亚稀土矿床主要类型及其成矿特征

澳大利亚稀土矿资源丰富,类型多样。通过对澳大利亚170余处稀土矿床地质特征的总结,将澳大利亚稀土矿床划分为4个主要类型和13个亚类。主要类型为与岩浆活动有关的稀土矿床、与沉积盆地有关的稀土矿床、与近代河流和滨海砂矿有关的稀土矿床和与表生风化作用有关的稀土矿床,并对每个亚类型矿床的分布特征、成矿时代和地质特征进行了总结。在此基础上,根据澳大利亚稀土矿床的地质背景、成矿特征等因素,初步划分出9个主要的稀土矿床矿集区,并从商业价值和资源潜力角度分别对矿集区的找矿潜力进行分析,综合认为H和E区是下一步进行矿业投资的良好对象。     

新疆拜城波孜果尔碱性岩中副矿物的特征

在野外地质调查的基础上,结合室内显微镜观察及电子探针分析测试,对新疆拜城波孜果尔碱性岩中的副矿物的矿物学特征和化学成分进行了研究.发现这些副矿物常以共生组合的形式产在碱性岩中,主要分布在石英二长闪长岩和石英二长岩中.烧绿石中U、Th和REE替代Ca、Na.独居石富含LREE,Th和LREE相互替代;根据独居石中w(La+ Ce) ＞40％和La/Nd比值在1.6～4.5,推断独居石为热液成因.磷钇矿中富含REE,且以HREE为主;w(Th)＞w(U).锆石中Zr/Hf比值在60％以上,符合碱性岩特征;其Th/U比值为0.6,属于岩浆锆石.星叶石中w(Rb2O)、w(Cs2O)较高.萤石中Y、Ce替代Ca.锆石中的钍石w(U)明显高于磁铁矿中钍石w(U).在石英二长岩中,烧绿石的w(CaO)、w(TiO2)、w(ZrO2)、w(U3O8),磷钇矿的w(Y2O3),星叶石的w(TiO2),萤石的w(Ca),氟碳铈镧矿的w(CaO)较丰富;而在石英二长闪长岩中,烧绿石的w(Ce2O3),磷钇矿的REE含量,星叶石的w(Nb2O5)、w(Rb2O),萤石w(Ce)、w(Y)和氟碳铈镧矿的w(La2O3)较高.     

State of rare earth elements in the rare earth deposits of Northwest Guizhou,China

We studied the states of rare earth elements in ore of the Xianglushan rare earth deposit. Rare earth ore samples were tested and examined by scanning electron microscope, electron probe, and chemical leaching. No independent rare earth minerals were detected by scanning electron microscope. Elements detected by the electronic probe for the in situ micro-zone of the sample included: O, Al, Si, Ca, Mg, Fe, Ti, K, Na, S, Cl, C, Cu, Cr, V, and Pt. Rare earth elements were not detected by electron probe. (NH4)₂SO₄, (NH₄)Cl, NaCl, and H₂SO₄ were used as reagents in chemical leaching experiments that easily leached out rare earth elements under the action of 10% reagent, indicating that the rare earth elements in ore are mainly in the ionic state rather than present as rare earth minerals.     

Lead isotope geochemical characteristics of Pb-Zn-Cu deposits on the southwestern margin of Tarim, and their significance

The polymetallic(Pb,Zn,Cu,etc) ore belt on the southwestern margin of Tarim is one of the major regions with the greatest prospecting potential in Xinjiang.Reported in this paper are the lead isotope data for 66 sulfide samples(including 50 galena samples,15 chalcopyrite samples and 1 pyrite sample) collected from such representative deposits as Tamu,Tiekelike,Kalangu,Abalieke,etc.in this ore belt.The Pb isotopic ratios of 206 Pb/204 Pb,207 Pb/204 Pb and 208 Pb/204 Pb in the galena samples range from 17.931 to 18.176,15.609 to 15.818 and 38.197 to 38.944,with the average values of 18.017,15.684 and 38.462,respectively.Those in the chalcopyrite samples range from 17.926 to 18.144,15.598 to 15.628 and 38.171 to 38.583,with the average values of 18.020,15.606 and 38.262,respectively.The pyrite sample has the Pb isotopic ratios of 206 Pb/204 Pb,207 Pb/204 Pb and 208 Pb/204 Pb to be 17.980,15.604 and 38.145,respectively.In combination with the previous Pb isotope data for sulfides,it is found that there is only a slight variation in the Pb isotopic composition of galena,chalcopyrite,sphalerite and pyrite in the ore belt.However,there is some difference in Pb isotopic characteristics between galena and chalcopyrite,especially the Pb isotopic composition of galena shows an obvious linear correlation with some other relevant parameters(e.g.β and γ).The comprehensive analysis suggested that lead in galena(maybe including sphalerite and pyrite) was derived principally from wall rocks and underlying basement,and that in chalcopyrite only originated from the basement.The single-stage model ages of these sulfides couldn’t indicate the time limit of metallogenesis(Pb,Zn,Cu,etc.),and the positive linear correlations for the Pb isotopic composition of galena are of no single-stage and two-stage Pb-Pb isochron significance.Furthermore,there are significant differences in Pb isotopic composition characteristics between the genetic type of deposits in this polymetallic ore belt and the Mississippi Valley type(MVT).In addition,the authors also pointed out that there is a phenomenon of differentiation(not paragenesis) for lead and copper elements during the process of metallogenesis in this ore belt.     

新疆准噶尔北缘北塔山组火山岩年龄及岩石成因

对准噶尔北缘北塔山组辉石玄武岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb 年龄测定, 获得了玄武岩的喷发年龄380.5±2.2Ma,表明北塔山组火山岩形成于中泥盆世。该地层火山岩中辉石玄武岩和无斑玄武岩的SiO₂含量为47.55%~52.97%、Al₂O₃的含量为8.44%~20.00%、TiO₂为0.5%~1.2%,MgO含量为2.8%~15.35%、CaO为3.98%~14.83%、FeO^T为9.46%~19.23%,具有亚碱性拉斑玄武岩的特征。其微量元素显示富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),亏损Nb、Ta和Ti,Eu异常不明显。它们具有极低的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值(0.703835~0.704337)和高的ε_Nd(381Ma)值(+6.84~+12.3,t=381Ma)的亏损地幔源区特征。结合区域地质背景,北塔山组火山岩形成于与俯冲作用相关的构造环境,是准噶尔古洋盆于泥盆世时发生的俯冲-消减所引发的岛弧岩浆作用的地质记录。岩浆源区为被流体或沉积物熔体交代改造的地幔楔和软流圈地幔,不同类型的岩石系不同成分的原始岩浆经不同演化过程的产物。     

铝土矿中伴生三稀元素研究进展

近年来国内外铝土矿中伴生三稀元素的研究表明,众多铝土矿及赤泥中的三稀元素具有巨大的综合利用潜力,部分矿床甚至已到达了工业生产的要求.三稀元素通常以类质同相形式进入矿物晶格和离子态吸附于矿物表面两种形式产出,但在很多铝土矿中均发现有少量稀土独立矿物的存在.影响铝土矿床中三稀元素富集因素复杂,包括成矿原岩、pH值、氧化还原环境和赋存矿物等.目前,电解铝的尾矿-赤泥中三稀元素的回收工艺也日渐成熟,酸浸-萃取(离子交换)是主要提取方法.由于铝土矿中矿物组成细小且复杂,其中三稀元素种类众多,含量相对较低,因此,未来分辨率和精度更高的显微测试技术的应用将推动三稀元素在铝土矿分布、赋存形式和富集机理研究深入.