四川冕宁牦牛坪稀土矿床熔体一流体演化

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。     

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。     

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。     

REE Geochemistry of Fluorite from the Maoniuping REE Deposit, Sichuan Province, China： Implications for the Source of Ore-forming Fluids

Fluorite is one of the main gangue minerals in the Maoniuping REE deposit,Sichuan Province,China.Fluorite with different colors occurs not only within various orebodies,but also in wallrocks of the orefield.Based on REE geochemistry,fluorite in the orefield can be classified as the LREE-rich,LREE-flat and LREE-depleted types.The three types of fluorite formed at different stages from the same hydrothermal fluid source,with the LREE-rich fluorite forming at the relatively early stage,the LREE-flat fluorite in the middle,and the LREE-depleted fluorite at the latest stage.Various lines of evidence demonstrate that the variation of the REE contents of fluorite shows no relation to the color.The mineralization of the Maoniuping REE deposit is associated spatially and temporally with carbonatite-syenite magmatism and the ore-forming fluids are mainly derived from carbonatite and syenite melts.     

四川牦牛坪稀土矿床萤石Sr、Nd同位素对地幔成矿流体的指示意义

萤石是四川牦牛坪稀土矿床主要的脉石矿物之一，其形成贯穿了整个稀土成矿过程，因此同位素的研究对探讨萤石和稀土成矿流体的来源具有重要的价值。矿区6件萤石样品的Sr、Nd同位素组成没有明显差异，结合围岩（碳酸岩－正长岩，花岗岩）同位素组成特征研究表明，不同颜色、来自不同矿石类型、具有不同REE类型的萤石为同源产物，稀土成矿流体来源于富集地幔，与区内碳酸岩－正长岩岩浆活动密切相关。     

牦牛坪稀土矿床碳酸岩Pb同位素地球化学

四川牦牛坪稀土矿床与稀土矿化时空密切共生的碳酸岩一正长岩碱性杂岩体的成岩时代为喜山期,碳酸岩呈脉状沿正长岩岩体中心侵入。两者具有相似的^206Pb／^204Pb和^208Pb／^204Pb比值,但碳酸岩^207Ph／^204Ph比值变化较大,且低于正长岩。这种差异并不能归因于地壳物质的混染作用,而是反映了地幔源区的特征。在Ph、Sr和Nd同位素图解中,矿区碳酸岩和正长岩显示低Ph,高Sr同位素的特征,部份碳酸岩Ph同位素落在MORB内,而Sr和Nd同位素明显不同于MORB,相对接近洋岛玄武岩的Ⅰ型富集地幔(EM1)。喜山期扬子板块呈楔形体插入龙门山地壳之中,受挤压的中下部地壳向前陆深处发生俯冲,并延伸至攀西裂谷顶部富集地幔体中,被交代的富集地幔经不同程度的和不连续的部份熔融作用形成碱性岩浆,整个演化过程导致了源区成份的不均一性。     

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。     

川西冕宁-德昌稀土矿带正长岩-碳酸岩杂岩体中锆石矿物学特征与矿化过程

川西冕宁-德昌稀土成矿带不同矿床中各种产状的正长岩是主要的赋矿围岩,运用各类显微图像、拉曼光谱、电子探针等测试方法分别选取其中新鲜(Ⅰ类)、重结晶(Ⅱ类)、受热液蚀变(Ⅲ类)和受成矿流体蚀变(Ⅳ类)的锆石进行矿物学研究。Ⅰ类和Ⅱ类锆石特征相似,透射图清晰,含岩浆子晶矿物包裹体,结晶程度好,拉曼光谱半高宽较小;Ⅲ类锆石透射图呈云雾状,晶体结构由于受到破坏而呈筛状,拉曼光谱半高宽较大,含少量钍石包裹体,低Zr,高U、Th、Hf、Ce含量;Ⅳ类锆石由于受到更强烈的蚀变,结构破坏最强烈,拉曼光谱半高宽最大,包裹体大量出现,锆石成分含有更多的U、Th、Hf以及La、Ce、Nd、Sm。各矿床正长岩-碳酸岩杂岩体中的锆石,Ⅰ类—Ⅲ类—Ⅳ类经历的蚀变程度逐渐加深、结构破坏增强、钍石包裹体和U、Th、Hf、Ce含量不断增加,反映了岩浆-伟晶岩-成矿过程中,锆石经历了不同的蚀变过程,同时也反映了稀土从岩浆到成矿不同阶段的蚀变矿化和富集。     

A Special Orogenic-type Rare Earth Element Deposit in Maoniuping, Sichuan, China: Geology and Geochemistry

Abstract: The Maoniuping REE deposit is the second largest light rare earth elements deposit in China, explored recently in the northern Jinpingshan Mountains, a Cenozoic intracontinental orogenic belt in southwestern China. It is a vein-type deposit hosted within, and genetically related to, carbonatite-alkalic complex. Field investigation and new geochemical data of the carbonatites from the carbonatite-alkalic complex support an igneous origin for the Maoniuping carbonatites and related REE mineralization. Carbonatite itself carries rare earth elements which were enriched by hydrothermal solution.
It is known that most of the REE deposits related to carbonatite-alkalic complexes were formed in relatively stable tectonic setting such as cratonic or rifting environment. The Maoniuping deposit, however, was formed during the processes of Cenozoic orogeny. Although the Maoniuping deposit is located in the north sector of the Panxi paleo-rift zone, the rift had been closed before early Cenozoic and evolved into an intracontinental orogenic belt, i.e., the Jinpingshan Orogen, which was formed since later Mesozoic to early Cenozoic. Geochronological and geochemical data also prove that the Maoniuping REE deposit was formed in an intracontinental orogenic belt instead of rift system or stationary block.
The Maoniuping REE deposit is similar to the Mountain Pass REE deposit in many respects such as the high contents of bastnaesite and barite, the low content of niobium, and the common occurrence of sulfides. The discovery of the Maoniuping deposit and other REE deposits during the past two decades suggest a good potential for prospecting REE deposits along the alkalic complex belt located on the eastern side of the Qinghai–Xizang–West Sichuan Plateau.     

实现找矿突破的探索

作者从事地质找矿工作实践和人类找矿历程的演化,提出522找矿模式.其中的5包括:地质工作程度和已有地质资料、地质找矿理论、探测技术方法、多元信息综合分析与预测、资金与工作量投入;第一个2是指政府政策与管理和工作区社会环境;第二个2是指科学组织管理和工作人员及团队素质及创造性的工作.共有九大找矿突破因素,九大因素分三类,...     

河南嵩县庙岭金矿矿体赋存规律及深部找矿预测

河南嵩县庙岭金矿位于华北陆块南缘熊耳山-外方山贵金属及多金属成矿带上, 是受断裂控制的中低温热液矿床。目前该矿山保有资源严重不足。为取得深部找矿预测突破, 缓解生产压力, 以成矿构造研究为切入点, 进行构造行迹分析及赋矿规律总结。研究结果表明, F8含矿构造带具右行压扭性力学性质, 构造带延伸较稳定; 构造带内矿体赋存与构造带产状变化关系密切, 沿构造带走向上矿体的有利赋存位置位于构造带的走向偏转部位、分支复合部位、构造交会部位及局部构造膨大部位, 倾向上矿体的有利赋存位置为构造带倾角由陡变缓的缓倾斜段, 且矿体空间分布具向右侧伏特征。结合靶区验证成果, 认为F8含矿构造带向深部仍有稳定的延伸, 带内仍存在明显的矿化线索, 具有进一步找矿潜力。     

川西冕宁-德昌稀土矿带霓长岩的地球化学特征及地质意义

霓长岩化作用是指碳酸岩(或碱性岩)流体对围岩的交代蚀变,它是碳酸岩型稀土(REE)矿床常见的蚀变类型,其所形成的岩石即为霓长岩。对霓长岩的深入研究可以鉴别碳酸岩体的存在,厘定碳酸岩岩浆(或流体)的地球化学性质及源区特征,这对于找寻碳酸岩相关的矿产资源(尤其是REE)以及剖析矿床成因机制有着重要的地质意义。川西冕宁-德昌稀土矿带是中国最重要的轻稀土矿带之一,包括牦牛坪超大型、大陆槽大型、木落寨和里庄中小型REE矿床以及一系列矿点。REE矿化与碳酸岩-碱性岩杂岩体密切相关,受一系列新生代走滑断裂的控制。该矿带广泛发育霓长岩化蚀变带,尤以大陆槽及里庄矿床为显著。岩相学分析表明,大陆槽和里庄霓长岩中的矿物多呈他形粒状结构,主要由长石、黑云母、霓辉石以及少量副矿物组成;主微量元素分析表明,霓长岩的碱质(K_2O+Na_2O)、MgO、Fe_2O_3T含量较高,且富集REE、Sr、Ba等微量元素;电子探针分析表明,霓长岩中的霓辉石Fe OT含量较高,长石Na_2O及K_2O含量较高,Ca O含量极低。An-Ab-Or三角图解显示长石主要为透长石和钠长石,属碱性长石系列;黑云母的地球化学成分图解表明云母的成因类型为交代型且具有相对富镁、贫铁等特征,属镁质黑云母。霓长岩化作用的交代流体含有较高的CO_2组分,且富含碱质、Mg、Fe及REE、Sr、Ba等元素。对比霓长岩与原岩的主微量元素发现:相比于正长岩原岩,在主量元素中,霓长岩的Fe、Mg、Ca等元素含量增加,Si、Al等元素含量降低;微量元素中,霓长岩的REE及Sr、Ba等元素显著增加。这意味着交代流体含有的Fe_2O_3T、MgO、CaO等组分在霓长岩化过程中被带进了围岩,而SiO_2和Al_2O_3等从围岩中被逐出。大陆槽及里庄矿区发育的角砾岩指示了矿区曾经历过频繁的角砾岩化事件,这提高了霓长岩作用的强度,并且为矿脉的穿插及REE矿物的沉淀提供了空间。在霓长岩化过程中,流体-围岩的组分交换反复发生,这削弱了REE络合物的稳定性,伴随多期次的热液活动及构造事件,最终完成REE活化→迁移→沉淀的过程。