白云鄂博陆缘裂谷系沉积物源与超大型稀土矿床含矿白云岩的成因探讨

白云鄂博群尖山组H4岩性段石英砂岩中的碎屑锆石年龄纪录了华北克拉通北缘两期重要的构造岩浆事件,一组年龄集中在新太古代—古元古代初期(2379～2596Ma),另一组年龄集中在古元古代晚期(1761～1946Ma),该结果与白云鄂博地区基底岩石的锆石年龄相吻合。白云鄂博群沉积碳酸盐岩的全岩207Pb-206Pb等时线年龄1649±45Ma,代表了白云鄂博群的沉积时代。白云鄂博地区沉积灰岩、白云岩与含矿白云岩的Pb同位素组成存在非常大的差异,在Pb同位素组成和构造图解中,含矿白云岩都集中在地幔演化线附近,靠近亏损地幔端元[(206Pb/204Pb)i=15.04～16.49,(207Pb/204Pb)i=15.17～15.28,(208Pb/204Pb)i=31.20～36.40],而白云鄂博群中的灰岩、白云岩则位于造山带演化线附近,靠近深海沉积物端元[(206Pb/204Pb)i=17.28～19.35,(207Pb/204Pb)i=15.47～15.69,(208Pb/204Pb)i=36.62～37.12]。     

白云鄂博赋矿白云岩的稀土地球化学及对稀土矿化的制约

东矿西缘的A-A’剖面延伸约500 m,从下盘白云岩一直到上盘板岩为连续剖面。在白云岩与板岩接触处出现一个过渡带,其矿物组成和结构不同于白云岩和其上覆的板岩,为富含稀土,铁和萤石的条带状矿石,与主东矿的条带状矿石相似,其间还有富铁的薄的夹层。A-A’剖面的白云岩与主东矿下盘的白云岩是相似的,除其含有稍高的铁之外。推测,该剖面的白云岩来自于含大量碱金属,REE和铁的碳酸岩浆,并有高含量的挥发分。在碳酸岩浆侵位和结晶分异的过程中,这些组分会富集在残余岩浆之中,最终聚集在白云岩的顶部与板岩接触处,从而形成了该剖面过渡带中富稀土、铁、铌和萤石的条带状矿石以及富铁的薄的夹层。这些矿石类型分割开了白云岩和上覆的板岩。但是,该剖面未出现主东矿强烈而广泛的钠交代现象,即未形成钠质霓长岩。但是,该剖面的板岩中则钾钡交代广泛发育,形成了富钾和钡的板岩,可定义为钾质霓长岩。通过对A-A’剖面的系统研究及与主东矿的对比表明,白云鄂博地区的稀土、铁和微量元素的高度富集,主要出现在白云鄂博碳酸岩与围岩的接触处。但是形成一定规模的矿体还是需要具备一定的条件。首先要有来自深部规模宏大可聚集大量挥发分、稀土、铁和其它微...     

白云鄂博矿床赋矿白云岩成因新认识

在白云鄂博矿区,主赋矿层为(H_5~2)灰褐、黄褐色中厚层状至块状白云岩、含铁白云岩,富含稀有、稀土元素,厚81.2m。下伏(H_5~1)灰黑色磷质白云母片岩、硅质板岩、含磷黑云母板岩、泥板岩夹灰绿色绿帘绿泥板岩和少量白云岩,厚385.1。上覆(H_5~3)灰黑色钠闪斜长片岩、硅质岩、淡绿色条带状硅质岩、暗绿色富钾板岩、富钾粗玄岩,厚度大于27.1m(张鹏远,李双庆等,1993)(注:其他作者多数称赋矿层为H_8,上覆岩层为H_9)。赋矿白云岩东西长达18km,南北宽约2km,矿区白云岩中部厚500～700m,向四周渐薄,东端仅厚50m,西端厚100m,南端厚100～200m(白鸽等,1996)。铁矿体主要在中东部,有东矿和主矿两个大矿体,而在西部     

白云鄂博赋矿白云岩成因研究历史,问题及新进展

前人对白云鄂博矿床赋矿白云岩的成因主要有４种认识（１）正常沉积;（２）岩浆侵入;（３）海底火山溢沉积;（４）与深源热卤水有关。笔者综合评述了这些认识的主要论据,阐述了笔者等的新发现－武放白云云岩为大型微晶丘－它可以较好地解释这些看起来极为矛盾的地质事实。     

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.     

内蒙古白云鄂博REE-Nb-Fe矿床成因问题研究

白云鄂博REE-Nb-Fe矿床是世界上已知的最大的稀土矿床,稀土储量48 Mt（6wt% RE2O3）,该矿床的成因和成矿年龄至今存在较大争议。本文观察白云鄂博矿床岩相学、矿物学特征,通过激光拉曼等技术鉴定重要的稀土矿物,电子探针测出白云鄂博矿床单矿物化学成分,结合前人同位素年代学数据,进一步探讨白云鄂博矿床的成因机制。     

白云鄂博矿床成因的Mg同位素制约

白云鄂博Fe-REE-Nb矿床是世界著名的巨型多金属矿床,它的成因一直是个激烈争论的问题。近年来Mg同位素研究快速发展,在示踪幔源火成碳酸岩和沉积碳酸盐岩方面显示出一定的潜力,为白云鄂博矿床成因问题的究提供了新的途径。对白云鄂博矿床H8白云岩、碳酸岩墙白云岩,以及中元古代沉积白云岩,腮林忽洞微晶丘白云岩的Mg同位素进行了对比研究。研究结果表明:碳酸岩墙样品的δ26Mg-DSM3变化范围为-0.34‰～-0.14‰,平均值-0.24‰,落在地幔岩端元;中元古代沉积白云岩的δ26MgDSM3为-1.81‰～-1.53‰;H8白云岩的δ26MgDSM3变化范围为-1.13‰～-0.10‰,平均值-0.53‰,部分落在地幔岩范围,部分落在地幔岩和沉积白云岩之间;而腮林忽洞微晶丘白云岩的δ26MgDSM3最轻,为-1.99‰～-1.93‰。白云鄂博矿床赋矿白云岩的Mg同位素组成特征不支持正常白云岩沉积成因和微晶丘成因观点,更倾向于火成碳酸浆成因观点。     

白云鄂博矿床成因——矿体内霓长岩化成矿作用与赋矿白云岩的联系

通过对组成赋矿白云岩的白云石矿物系统的显微结构和化学成分的研究表明,赋矿白云岩是碳酸岩质次火山岩,因此白云鄂博矿床是与火成碳酸岩有关的矿床。赋矿白云岩属于镁质碳酸岩(MgOFeO+MnO)和铁质碳酸岩(MgOFeO+MnO)系列,FeO、MnO和SrO含量高,这与FeO、MnO和SrO含量很低的沉积碳酸岩完全不同。赋矿白云岩的这一特点还表明它来自经历过分异结晶后的白云质碳酸岩浆而不是初始白云质碳酸岩浆。赋矿白云岩复杂的矿物组合表明,其母岩浆是富含F、Cl、P和S这些挥发分以及REE,Na、K和Fe这些元素的。在碳酸岩浆上升和侵位的过程中由于温度压力的降低,碳酸岩浆释放的含上述组分的流体会向上部地壳集中并对其接触的围岩进行交代,这就形成了矿体内呈不对称带状分布的霓长岩化矿石带。在大量的萤石和稀土氟碳酸盐矿物形成以后(其对应于萤石-稀土条带状矿石),流体的成分仍相对富钠和CO_2,钠可以和围岩中的硅结合形成钠辉石,流体较高的比值,有利于稀土的富集,此时形成的钠辉石型矿石的稀土含量是相当高的,仅次于条带状矿石。随着流体继续迁移和交代,流体中CO_2浓度下降而H_2O含量增加,温度也有所下降,但是流体中的钠依然活跃,所以出现了含有结构水的钠闪石,形成了钠闪石型矿石。流体中H_2O的增加,比值的下降,不利于稀土的大量富集,因此,钠闪石型矿石的稀土含量明显低于钠辉石型矿石。这说明,从碳酸岩浆中外逸的流体,在迁移交代围岩的过程中其成分、温度和氧逸度都是有变化的。从初期富CO_2,温度和氧逸度较高,到后期富H_2O,温度和氧逸度都有所降低。不同矿石类型的形成与这种变化有直接的关系。不同矿石类型中的磁铁矿的生成方式虽然不同于白云岩中的磁铁矿,但前者的氧同位素继承了后者的特点,表明了它们的亲缘关系和成因上的联系。稀土分布型式表明,不同矿石类型的稀土分布型式与赋矿白云岩的大体一致,有明显的LREE富集和明显的HREE亏损,且总稀土含量越高,轻重稀土分离程度越高。但是,不同矿石类型在轻稀土含量上有一定程度的差别,表明在霓长岩化过程中轻稀土活动性更强。总之,氟、钠和铁的交代作用在主东矿最强,稀土、铌和铁资源也最为富集,这里的白云岩厚度也最大,表明白云鄂博矿的霓长岩化成矿作用与赋矿白云岩衍生的流体的大量聚集以及流体对围岩广泛强烈的交代作用直接相关。     

白云鄂博矿床成矿构造环境分析

白云鄂博矿床是世界著名的超大型铁铌稀土矿床,很多学者对之进行了长期的研究,积累了十分丰富的资料。但由于证据的多样和复杂,研究者们对其赋矿白云岩成因、成矿时代及赋矿地层白云鄂博群的年代有多种不同认识。刘淑春等(1999)、章雨旭等(2009)曾对已有的赋矿白云岩成因进行了综合评述,归纳起来主要可分为     

牟定郝家河铜矿含矿浅色层及矿床成因

牟定郝家河铜矿含矿浅色层明显受构造控制，常见与紫色层穿层接触关系，二者在物质成分和粒度成分上大致相似，说明含矿浅色层和矿床为沉积─改造成因。     

试论大箐亚式含铜白云岩的水下火山成因

中元古代昆阳裂谷构造性质与东非裂谷相似,其中段武定海盆西缘的观天厂区段有一条ＮＥ向深大断裂通过,是碳酸质岩浆活动的有利地带。区内的大箐亚式含铜白云岩,除含有火山碎屑外,还含有钠长石、更长石、黑云母、金云母等火成矿物,原生白去石也是火成的,成岩物质组分来自幔源碳酸盐岩浆,具有火山岩结构构造。因此,是碳权质火山岩,包括溶岩和火山碎屑岩。该岩石赋存于因民组（Ｐｔ２ｙ）上部至落雪组（Ｐｔ２ｌ）下部,上、下     

白云鄂博“白云岩”地质地球化学特征及成因讨论

白云鄂博"白云岩"位于华北板块的北缘,宽沟背斜的南翼。蕴藏着世界最大的稀土矿床,还是大型—超大型铌、铁和钍等矿床赋存母岩。"白云岩"不是层状岩石,无明显的层理和固定的层位,而是一套大小不等,串珠状的"白云岩"带。"白云岩"与围岩呈明显的侵入关系。表现在"白云岩"切割H4石英砂岩、H5板岩和花岗岩脉,并有许多分枝脉插入到H4石英砂岩和H5板岩中。"白云岩"中存在H4石英砂岩的残留顶盖相,捕获了H4石英砂岩和H5板岩的捕掳体,并引起围岩的强烈蚀变。板岩的黑云化,石英砂岩的钠闪石化,花岗岩的碱交代。"白云岩"含有大量铌、稀土、钍等岩浆岩中常见的矿物晶体。硫、碳、氧、锶和铁等同位素组成都具有深源特征。说明白云鄂博"白云岩"不是沉积岩,而是岩浆碳酸岩。     

白云鄂博矿的晶体结构

在矿物学研究的基础上,对白云鄂博矿进行了X射线晶体结构测定。经四圆衍射仪精测了该矿物的晶胞参数,收集和处理其衍射强度数据。用帕特逊函数法给出Ba、Ce原子的粗略位置,在对其精修后,用差值电子密度函数法求得Na、F及CO_3的坐标,最终R=0.049。本文对其晶体结构特征作了详细研究,依此满意地解释了该矿物的主要物性、光性和红外光谱特征。     

论白云鄂博铁矿含矿围岩——白云岩的沉积成因及其沉积环境分析

多年来,许多中外地质学家对白云鄂博铁矿含矿围岩——白云岩进行过研究。多数认为白云岩是沉积岩;少数则认为是岩浆碳酸岩。作者自1978—1980年在矿区从事地层岩相研究工作,通过野外和室     

白云鄂博矿床白云岩的Sm—Nd、Rb—Sr同位素体系

白云鄂博矿床的年龄和成因长期争论.本文报道了白云鄂博矿床白云岩及其组成矿物的Sm-Nd、Rb-Sr同位素分析结果.采自该矿床主、东矿等地的15个白云岩样品的Sm-Nd同位素分析结果呈现一条等时线,等时年龄1273±100(2σ)Ma,INd=0.510919士36(2d),MSWD1.01.全岩Rb-Sr同位素分析结果分散,不构成等时线.87Rb/86Sr0～2.092×100-2,87Sr/86Sr0.70341～0.70541.白云岩矿物的Sm-Nd同位素分析结果给予了与全岩类似的Sm-Nd等时年龄,t=1250士210(2σ)Ma,1Nd=0.510914±77(2σ),MSWD 0.56.白云鄂博矿床可能是中元古代末期大离子亲石微量元素略为富集地幔源区部分熔融岩浆活动产物.     

海底含矿热液流体的成因

对采自南太平洋底的绳状或枕状熔岩样品薄片所做的显微镜下观察表明，不仅在淬火熔岩中，而且在与其接触的沉积物中均发现了充气孔洞及充填绿泥石和沸石的小杏仁体，并且两者均与硫化物微滴密切相关。观察结果表明，硫化物与作为不混溶液体（或超临界流体）的一部分的硅盐是在岩浆期，而不是岩期后发生分离的；这一现象对了解各类深海金属矿床的成因具有重要意义。