南天山拜城县波孜果尔A型花岗岩类锆石U-Pb定年及其Lu-Hf同位素组成

新疆拜城县波孜果尔A型花岗岩类岩体位于塔里木地台北缘及邻区的近东西向碱性侵入岩带上,主要岩石类型为霓石钠闪石英碱长正长岩、霓石钠闪碱长花岗岩、黑云母碱长正长岩。全岩SiO₂=68.97%~74.14%,Na₂O+K₂O=9.67%~11.19%,Al₂O₃=13.72%~15.26%,Fe₂O₃=0.18%~1.41%,FeO=0.91%~1.51%,CaO=0.35%~0.63%。稀土元素总量较高,ΣREE=298×10^-6~1286×10^-6,平均706×10^-6,轻稀土富集,重稀土亏损,强烈的Eu负异常,呈“右倾海鸥型”的稀土元素配分模式。富Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、K、Sr等大离子亲石元素,Zr+Nb+Ce+Y=936×10^-6~3684×10^-6,平均1813×10^-6。为A1型花岗岩。岩体形成于早二叠纪。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为287.7~291.6Ma,平均289.8Ma,岩体形成后,在279.1~282Ma左右经历了后期热液流体的改造。锆石ε_Hf（t）值为-6.3~9.0,两阶段模式年龄（t_DM2）跨越古元古代晚期-新元古代中期,主要集中在中元古代。岩浆平均温度832~839℃,形成于非造山的板内构造环境,且具高温、无水、低氧逸度的成岩特点。该岩体具有壳幔混源的特点。     

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.     

The Geochemical and Zircon Trace Elements Characteristics of A-type Granitoids in Boziguoer,Baicheng County,Xinjiang

The Boziguoer A-type granitoids in Baicheng County,Xinjiang,belong to the northern margin of the Tarim platform as well as the neighboring EW-oriented alkaline intrusive rocks.The rocks comprise an aegirine or arfvedsonite quartz alkali feldspar syenite,an aegirine or arfvedsonite alkali feldspar granite,and a biotite alkali feldspar syenite.The major rock-forming minerals are albite,K-feldspar,quartz,arfvedsonite,aegirine,and siderophyllite.The accessory minerals are mainly zircon,pyrochlore,thorite,fluorite,monazite,bastnaesite,xenotime,and astrophyllite.The chemical composition of the alkaline granitoids show that SiO2 varies from 64.55％ to 72.29％ with a mean value of 67.32％,Na2O＋K2O is high （9.85％-11.87％） with a mean of 11.14％,K2O is 2.39％-5.47％ （mean =4.73％）,the K2O/Na2O ratios are 0.31-0.96,Al2O3 ranges from 12.58％ to 15.44％,and total FeOT is between 2.35％ and 5.65％.CaO,MgO,MnO,and TiO2 are low.The REE content is high and the total SREE is （263-1219） ppm （mean =776 ppm）,showing LREE enrichment and HREE depletion with strong negative Eu anomalies.In addition,the chondrite-normalized REE patterns of the alkaline granitoids belong to the ＂seagull＂ pattern of the right-type.The Zr content is （113-1246） ppm （mean =594 ppm）,Zr＋Nb＋Ce＋Y is between （478-2203） ppm with a mean of 1362 ppm.Furthermore,the alkaline granitoids have high HFSE （Ga,Nb,Ta,Zr,and Hf） content and low LILE （Ba,K,and Sr） content.The Nb/Ta ratio varies from 7.23 to 32.59 （mean =16.59） and the Zr/Hf ratio is 16.69-58.04 （mean =36.80）.The zircons are depleted in LREE and enriched in HREE.The chondrite-normalized REE patterns of the zircons are of the ＂seagull＂ pattern of the left-inclined type with strong negative Eu anomaly and without a Ce anomaly.The Boziguoer A-type granitoids share similar features with A1-type granites.The average temperature of the granitic magma was estimated at 832-839℃.The Boziguoer A-type granitoids show crust-mantle mixing and may have formed in an anorogenic intraplate tectonic setting under high-temperature,anhydrous,and low oxygen fugacity conditions.     

新疆拜城县波孜果尔A型花岗岩类矿物学特征及岩浆形成的温度条件

新疆拜城县波孜果尔A型花岗岩类为富含铌、钽、锆等有用元素的含矿岩体。通过偏光显微镜、电子探针(EPMA)化学成分分析、电子探针背散射(BSE)对波孜果尔A型花岗岩类的矿物学特征进行了研究,并对岩浆形成的温度条件与构造背景进行了讨论。结果表明,波孜果尔A型花岗岩类包括霓石钠闪石英碱性长石正长岩、霓石钠闪碱性长石花岗岩、黑云母碱性长石正长岩3种岩石类型。主要造岩矿物包括石英、钠长石、钾长石、霓石、钠铁闪石和铁叶云母。副矿物包括锆石、烧绿石、钍石、萤石、独居石、氟碳铈镧矿、磷钇矿等。岩浆平均温度832~839℃,形成于非造山的板内构造环境,且具高温、无水、低氧逸度的成岩特点。     

Metallogenic age and metallogenic dynamic setting of the Boziguoer super-large rare-rare earth metal deposit in Xinjiang: Insights from monazite U-Th-Pb dating and graphite Laser Raman spectroscopySCIEI北大核心CSCD

波孜果尔碱性岩型Nb-Ta-Rb-Zr-REE矿床位于塔里木克拉通北缘与南天山造山带的接合地段,是近年来在塔里木北缘碱性岩带中发现的规模最大的稀有-稀土综合性矿床。本文通过对含矿岩体中的独居石和晶质石墨包体开展成矿年代学和岩浆形成条件研究,结合含矿碱性岩全岩成分,揭示波孜果尔碱性岩型稀有-稀土金属矿床的岩石地球化学特征、晶质石墨对成岩/成矿的指示、稀土成矿时代和成矿动力学背景,并进一步总结区域成矿指示意义。研究发现,波孜果尔碱性岩以富含碱性暗色矿物(钠铁闪石和霓石)为特征,岩性以正长岩为主,有较高的稀土总量,富集轻稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Th、U等),亏损重稀土元素和Ba、Sr等大离子亲石元素,显示强烈的负Eu异常。通过对晶质石墨的研究发现,不同岩相组中石墨的拉曼谱峰相似,显示具有较高的结晶程度,岩浆演化从细晶到伟晶阶段,石墨的无序度增大,可能与烧绿石和锆石等含放射性元素矿物增多使得辐射加强的影响有关。估算石墨的结晶温度介于700~800℃之间,其形成早于碱性岩浆,指示碱性岩浆早期为还原环境,晚期趋于氧化。独居石LA-ICP-MS U-Th-Pb结果显示波孜果尔稀土矿化时代约为280Ma,结合前人已获得的锆石U-Pb年龄,表明波孜果尔碱性岩浆活动时间从~290Ma到280Ma,持续了至少10Myr。进一步研究发现,从时间和空间上,波孜果尔含矿碱性岩所在的碱性岩带形成与塔里木地幔柱有关。地幔柱就位诱发被先前俯冲物质交代富集稀有-稀土元素和挥发性成分的岩石圈地幔低程度部分熔融形成富成矿元素的碱性岩母岩浆,随后在岩浆演化晚期富集成矿。     

塔里木北缘波孜果尔碱性(花岗)岩铌-钽-锆-铷-稀土矿床钠铁闪石、霓石特征及意义

碱性造岩矿物能够记录碱性岩源区特征、岩浆演化以及晚期成矿的重要信息,是开展碱性岩成岩成矿研究的有效手段。波孜果尔碱性花岗岩型铌-钽-锆-铷-稀土矿床位于塔里木北缘-中亚南天山晚古生代造山带,是塔里木地块北缘铌成矿带中典型的碱性岩型矿床。本文通过对含矿岩体中的霓石和钠铁闪石开展矿物学研究,结合全岩成分揭示波孜果尔稀有-稀土金属矿床含矿岩体的岩石类型、演化特征、构造背景及成矿条件。研究发现,含矿碱性岩体由霓石钠铁闪石碱长花岗岩、霓石钠铁闪石石英碱长正长岩、霓石钠铁闪石碱长正长岩组成。不同岩相岩石均表现出相似的稀土和微量元素配分模式,以富集轻稀土元素和高场强元素,亏损大离子亲石元素和重稀土元素为特征,具有显著的负Eu异常,指示三种岩石类型是同源岩浆演化的产物。含矿岩体中的辉石为霓石-霓辉石,角闪石为钠铁闪石。霓石和钠铁闪石稀土和微量元素配分模式相似且含量都较低,富集重稀土、亏损轻稀土,具有显著的负Eu异常,并富集Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr等大离子亲石元素。霓石和钠铁闪石微量元素特征指示三个岩相单元的演化程度由低到高依次为霓石钠铁闪石碱长花岗岩→霓石钠铁闪石石英碱长正长岩→霓石钠铁闪石碱长正长岩,且结晶分异作用控制了岩体的形成。同时,早期霓石钠铁闪石碱长花岗岩的钠铁闪石呈现Ce正异常,晚期岩相中则无异常,指示演化的早期阶段氧逸度较高,随着磁铁矿等氧化物的结晶熔体趋于还原。波孜果尔含矿岩体成矿元素除Rb外分布并不均匀,表现为演化早期的岩相富集Nb,而演化晚期的岩相更富集稀土和Zr。进一步研究发现,塔里木北缘碱性岩带发育的铌、稀土、钽、锆、铷、铀等稀有稀土金属矿化与地幔柱引起的幔源岩浆底侵有关,其构造背景可能为地幔柱对造山带的叠置。