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。     

白云鄂博地区碳酸岩脉侵位序列与稀土元素富集机制

白云鄂博地区发育大量的火成碳酸岩脉。按照矿物组成,碳酸岩脉可分为白云石型、白云石-方解石共存型和方解石型。野外穿插关系表明,白云石型碳酸岩脉形成得早,而方解石型碳酸岩脉形成得晚。白云鄂博地区的碳酸岩浆存在由白云石型到共存型再到方解石型的先后结晶顺序和演化趋势。碳酸岩脉的主量、稀土和微量元素组成特征表明,随着碳酸岩脉中方解石矿物组分的增加,轻稀土元素的含量呈明显富集趋势,而长期的结晶分异作用正是稀土元素,尤其是轻稀土元素在晚期岩浆中强烈富集的内在机制。     

白云鄂博地区碳酸岩墙及岩墙旁侧石英岩中的包裹体研究

白云鄂博的碳酸岩墙中包裹体类型有多子晶包裹体、两相水溶液包裹体、含CO_2三相包裹体和含子晶三相包裹体,岩相学和显微测温结果表明,这些包裹体与国外典型的碳酸岩中的包裹体具有很大程度的一致性,反映了其岩浆成因特点;碳酸岩墙中旁侧的白云鄂博H2石英岩中含有大量的流体包裹体,主要类型为NaCl-H_2O包裹体、CO_2包裹体和H_2O±CO_2±固体的包裹体。包裹体的岩相学、显微测温、阴极发光特征、包裹体成分ICP-MS测定,激光拉曼研究等,揭示出石英岩中的包裹体捕获了来自碳酸岩墙的碳酸岩浆流体,提供了一种不可多得的直接研究碳酸岩流体的手段。     

白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿床的稀土成矿模式综述

白云鄂博矿床在矿物学、矿床学以及成矿理论等研究中有着极其重要的地位。本文旨在总结前人的研究成果,归纳现有的几种矿床成矿模式及其主要依据,并进行简要分析,以期对白云鄂博矿床成因的进一步研究起到些许作用。     

白云鄂博碳酸岩的方解石-白云石地质温度计

利用方解石-白云石地质温度计对白云鄂博地区碳酸岩的平衡温度进行了测定。出露于东矿下盘的白云岩质火山岩和出露于尖山的方解石-白云石型火山岩获得了较高的温度,分别为681℃和648℃。这些样品中的方解石呈二十微米左右晶形较完整的小片,被稍大粒度的白云石颗粒包裹,未受交代作用影响,推测这种碳酸岩在快速冷却的情况下保存下了其岩浆侵位时的成分特点,从而指示出接近碳酸岩浆侵位时的温度。但本区多数碳酸岩的平衡温度在400～500℃之间,有下列三种情况:(1)具有自形-半自形中粗粒粒状变晶结构的碳酸岩最后的平衡温度为415～496℃;(2)产自东矿的其余样品(火山岩),所测最后平衡温度为431～485℃,在测温的微区范围内可见极细粒白云石方解石与稀土等矿物共生的现象;(3)为交代重结晶结构的碳酸岩明显受到后期热液流体的交代,在流体的作用下共生方解石和白云石在成分上达到新的平衡,平衡温度为432～507℃。本文所分析的样品多数结果(371～507℃)与用白云石(方解石)和磁铁矿氧同位素温度计对白云鄂博碳酸岩的计算结果(360～546℃)十分一致。虽然有研究者对方解石-白云石温度计用于火成碳酸岩表示过质疑,但本文资料表明火成碳酸岩最后的平衡温度是可以运用方解石-白云石温度计法来计算的。     

内蒙古白云鄂博矿床碳酸岩侵位方式与三维形态及稀土潜在资源

稀土元素是关键金属的重要成员, 我国稀土资源禀赋优越, 并主要来自白云鄂博矿床, 但其巨量金属富集机理、矿体空间形态以及潜在资源等, 一直存在不同认识, 制约了稀土资源评价以及有效利用。在地质、地球化学和地球物理多学科联合攻关基础上, 本文对白云鄂博碳酸岩就位机制、演化过程和三维形态, 以及稀土超常富集机理与潜在资源等进行了探讨。白云鄂博早-中元古代沉积岩经历了区域性的挤压构造变形, 原水平地层褶皱后又被置换成陡立、近E-W走向的构造片理, 这为碳酸岩浆的上涌提供了有利通道。白云鄂博H8白云岩为火成碳酸岩, 它侵位于~13亿年, 经历了铁质-镁质-钙质的演化, 碳酸岩既为稀土成矿母岩, 也是稀土矿体; 古生代两次改造作用导致了稀土活化及新生矿物生成, 但没有外来稀土的明显加入。高磁与低阻地球物理异常体揭示出了碳酸岩体的三维形态, 碳酸岩的侵位中心位于主、东矿之间, 侵位后沿构造置换陡立面理, 往东西两侧推进。利用获得的碳酸岩体积、(最小)密度以及稀土含量, 推算出白云鄂博矿区500~1000m以浅稀土潜在资源为3.33亿t, 这远超目前公认的矿山及全球稀土资源量。建议开展新一轮以稀土为主的勘探与验证工作, 以获取白云鄂博战略矿产资源的准确家底。

     

白云鄂博独居石SHRIMP定年的思考

对主矿条带状矿石、主矿下盘白云岩和接触带白云岩中的3个独居石精矿进行了SHRIMP定年。结果表明矿区存在着无古宙和古生代两期成矿作用。推断对两期成矿等强度样品的分析，可望获得两条非谐和线（回归混合线）和两个下交点年龄。     

白云鄂博赋矿地层H8白云岩的U-Pb和Pb-Pb定年

采用U Pb和Pb Pb方法研究了内蒙古白云鄂博赋矿H8白云岩的年代。U Pb体系不能给出等时线 ,因为体系中铀显著过剩 ,显示了铀的近代加入。Pb Pb等时线 ,得到中元古约 15 0 0± 40 0Ma的Pb Pb年龄 ,并经过了约 82 0± 370Ma的后期扰动。白云鄂博赋矿H8白云岩的成岩年代在中元古代 ,在晚元古代或古生代发生了后期扰动。     

白云鄂博碳酸岩脉的显微共聚焦激光拉曼光谱分析

白云鄂博矿区发育的脉状稀土碳酸岩，由于其结晶迅速，矿物颗粒细微，其中的微小矿物的鉴定一直是一个难题。应用显微共聚焦激光拉曼光谱仪则能较好地解决这一问题。研究表明，白云鄂博地区存在富稀土白云质岩浆碳酸岩脉，早期阶段形成碱性长石和铁白云石，无稀土矿化；铁白云石常常出溶铁质而自身则形成方解石。霓石和方解石形成略晚，常常与氟碳铈矿等稀土矿物共生，出现强烈的稀土矿化；而无解理的方解石则形成于更晚的岩浆期后热液阶段，发育大量的流体包裹体，并出现强烈的铌、稀土矿化。铌铁矿分布在氟碳铈矿中和赤铁矿边缘，为热液交代作用的产物。早期结晶的矿物如碱性长石、铁白云石稀土矿化弱，岩浆晚期分异出大量的流体相，稀土元素和Sr等进入岩浆热液中，并在热液结晶矿物中富集，甚至在非平衡结晶的石英中产生强烈的稀土矿化。结合岩相学显微观察，显微拉曼探针很好的揭示了这一地质过程。同时为白云鄂博矿床铌、稀土矿化的热液交代成因提供了依据。     

白云鄂博REE—Fe—Nb矿床酸岩墙锆石U—Pb年龄及其地质意义

对白云鄂博稀土 -铁 -铌矿矿区一火成碳酸岩内锆石 U - Pb年龄进行了测定 ,五颗锆石测定数据点拟合直线与谐合线的上交点年龄为 2 0 70± 33Ma,表明白云鄂博矿区火成碳酸岩脉的侵入时代最早可以追溯到早元古代 ,该年龄与矿区内正长岩和英云闪长岩锆石年龄等接近 ,构成了形成于裂谷环境的白云鄂博早元古代碱性岩 -碳酸岩杂岩体     

白云鄂博矿区碱性基性岩—碳酸岩岩墙岩石学研究

白云鄂博地区广泛发育碳酸岩墙 -碱性基性岩墙,通过对其岩石学、矿物学、岩石化学、稀土元素、微量元素的系统研究表明,碳酸岩墙为火成碳酸岩,部分碳酸岩墙的REE含量高达14 6 75 %,与赋矿白云石碳酸岩体的REE含量(最高达 10 % )相近,两者均为富稀土矿石。矿区基性岩墙的K2 O +Na2 O含量( >5 % )高于普通基性岩石(4 % ),表明它们属于碱性岩类,是碱性基性岩墙。碳酸岩墙 -碱性基性岩墙的REE与微量元素的分配型式近似,Sr、Nd、Pb同位素特征亦相近,表明它们形成于一个比较特殊的、近似的源区,两者有一定的成因关系。     

论内蒙古白云鄂博群和白云鄂博超大型稀土-铌-铁矿床成矿的年代

白云鄂博稀土铌铁矿床具十分独特的地质、地球化学特征.所以多时代成矿是难以置信的.白云鄂博矿床成矿时间势必晚于赋矿白云岩及其下伏地层.而较多的地层古生物证据表明白云鄂博群形成于震旦纪至奥陶纪之间.基于赋矿白云岩是热水沉积形成,碳酸盐脉是同源热液交代变质岩或砂岩等形成的认识,笔者等认为,碳酸盐脉中的锆石可能是变质岩或砂岩中的锆石,它们虽被热液改造,其U-Pb年龄仍可能老于成矿年龄.已报道的白云鄂博矿床Sm-Nd等时线年龄虽然主要集中在1.2～1.6 Ga.但也有多个分别为0.4～O.5 Ga、0.8～0.9 Ga和1.O～1.1 Ga的年龄值.笔者等收集了所有已发表的98件白云鄂博矿床矿石、矿物及碳酸岩墙和上覆板岩的Sm-Nd年龄分析数据,用Isoplot程序计算,发现这些数据,除两件异常外,可以拟合成一条直线,相关系数R=0.96325,求得等时线年龄t=1125.8±32.5 Ma,εNd=-3.02.这一结果表明在1125.8±32.5 Ma白云鄂博Sm-Nd同位素时钟启动,且未再受后来的地质作用扰动,指示成矿作用应晚于或等于1.1 Ga,但地质意义尚待研究.若假定Sm-Nd同位素时钟不易被一般地质作用重置,则可以采信白云鄂博矿床辉钼矿的R.e-Os模式年龄(439±8 Ma)或黄铁矿Re-Os等时线年龄(439±86Ma)为白云鄂博的成矿年龄.这与赋矿地层的古生物化石年代相符.     

内蒙古白云鄂博超大型稀土-铌-铁矿床控矿构造特征及深部找矿方向

对白云鄂博超大型稀土-铌-铁矿田内褶皱及断层构造特征进行了剖析和总结,认为矿区内构造活动演化具有多期性,中元古代—海西期至少发育4期构造活动,包括近东西向控岩断层(F1)、近东西向逆-平移断层(F2)、近东西向褶皱和韧性剪切构造、北东向左行走滑正断层(F3),并将其对成岩成矿的影响及控制作用作了详细分析.认为:①沿白云...     

白云鄂博巨型REE-Nb-Fe矿区矽卡岩化时代：单颗粒金云母Rb-Sr法定年

内蒙古白云鄂博REE-Nb-Fe矿是目前世界上最大的稀土矿床.在白云鄂博东矿体的东南侧,分布有大面积的晚古生代花岗岩.花岗岩与赋矿白云岩（H8）呈直接的侵入接触关系,接触带发育强烈的矽卡岩化和小型铁矿化.我们在东矿采坑南侧22线1598m平台北倾探矿钻孔650～660m岩芯段,首次发现两段矽卡岩化蚀变带.对矽卡岩中的金云母进行超低本底Rb-Sr法定年,获得309±12Ma年龄.结合矽卡岩与矿体的侵入接触关系,可以认为,晚古生代花岗岩虽已深入到矿体下部,但其侵位时间应晚于矿区最后一期强烈的稀土矿化事件,它对白云鄂博矿床来说只是一次后期破矿的构造-岩浆活动.     

白云鄂博REE-Nb-Fe矿床的富钠岩石类型析及成因分

白云鄂博稀土-铌-铁矿是世界最大的稀土多金属矿床之一,主要产于中元古界富钠岩石、白云岩和富钾板岩中。富钠岩石与含矿碳酸岩、富钾板岩一起在白云鄂博广泛分布,特别是在主矿和东矿南侧分布广泛,也产在含矿围岩和底盘围岩中。富钠岩石包括富钠长石岩、含钠闪石钠长岩脉、钠闪石岩脉及钠闪石碳酸岩脉和钠闪石化蚀变白云岩。富钠岩石在一个地质单元内出现,但成分略有不同,其岩石化学分析表现出富钠特征,大部分样品的w(Na2O)在6%以上,w(Na2O+K2O)>8%,w(Na2O)>w(K2O)。富钠长石岩的里特曼指数δ为2.96~8.56,n(A l)/n(K+Na)>1,n(A l)/n(K+Na+Ca)<1,表明为弱碱性偏铝质岩石。富钠岩石以富集地壳不相容元素、亏损地幔元素为特征,其稀土总量低于矿化白云岩,但轻稀土元素高度富集,具弱负铕异常,与含矿白云质火山岩一致。根据岩石产状、组构及化学成分分析,富钠长石岩属于富钠火山岩,而其他含钠闪石岩脉则属于岩浆分异侵入的岩脉与岩浆热液充填岩脉。钠化交代以霓石化、钠铁闪石化和钠长石化出现为特征。另外,富钠流体与白云岩反应形成了钠铁闪石化白云岩,强烈的钠化蚀变作用主要出现在稀土强烈富集的主矿和东矿。比较蚀变与未蚀变岩石的化学成分,表明蚀变作用引起稀土的重新分配和弱负铕异常。钠铁闪石化白云岩的w(S iO2)、w(TiO2)、w(K2O)和w(Na2O)升高,w(P2O5)降低。钠化蚀变前的碳酸岩中稀土元素已经富集,热液蚀变引起稀土元素的活化和重新分配,但是没有提供新的稀土来源。     

内蒙古白云鄂博地区基底岩石锆石年代学及对构造背景的指示

白云鄂博地区的克拉通基底岩石主要由糜棱岩化花岗片麻岩(2588±15Ma),正长岩、花岗闪长岩(2018±15Ma)和黑云母花岗片麻岩、含石榴石蓝晶石花岗片麻岩(～1890Ma)等组成,白云鄂博超大型稀土矿床就位于华北克拉通太古代基底之上。太古代克拉通基底在早元古代中晚期(2.0Ga)又经历了一次强烈的碰撞造山运动,造成了闪长质与花岗质岩浆侵位,以及1.9Ga片麻岩相变质事件。     

白云鄂博矿床碳酸岩墙/脉和赋矿白云岩中流体包裹体研究

Fluid inclusion study has been carried out for the carbonatite dykes/veins and the ore-hosted dolostone of the Bayan Obo superlarge REE-Fe-Nb deposit in order to provide the evidence and constraint for their origin. Based on the detailed geological observation and mineralogical investigation, the heating and cooling stage and laser Raman spectroscopy were mainly used for the laboratory work of this study. Following results have been obtained： （ 1 ） The discovery of melt and melt-fluid inclusions from carbonatite dykes/veins in the Dulahara and Jianshan Mountains, combined with the fine-grained （aplitic） texture of rocks, as well as the types and features of fluid inclusions such as CO2 enrichment, higher homogenization temperature, provides a direct evidence for the magmatic origin of these dykes/veins. （2） The carbonatite dykes/veins distributed in two regions, nearby the axis of the Kuangou anticline and in the east to Bayan Obo town, mainly show coarse-grained texture. No melt inclusion was found, and the fluid inclusions possess features of less CO2, lower homogenization temperature and higher salinity. They are tentatively identified as veins formed by some carbonate-rich hydrothermal solution. （3） Bedding carbonate layers/lens within the hanging wall and foot wall of ore-hosted dolostone, previously recognized as of magmatic origin, mainly composed by dolomite. The existence of single phase pure aqueous inclusions with very low homogenization temperature indicates their sedimentary origin. （4） The ore-hosted dolostone possesses apparent bedding and laminated structures. No melt inclusion was found, but, both single phase pure aqueous inclusions and CO2 bearing muhi-phase fluid inclusions coexisted in dolostones. In the direction towards ore-bodies, the homogenization temperature and CO2 contents of fluid inclusion show an increasing tendency. It indicates the sedimentary origin of dolostone superimposed by late fluid metasomatism.