白云鄂博铁、铌、稀土矿床:研究进展、存在问题和新认识

白云鄂博是世界第一大稀土元素矿床,其稀土元素资源量占世界目前已知稀土元素资源总量的三分之二以上,具有重要的经济和战略地位。白云鄂博自1927年发现至今已有92年,对其的开发和研究历史悠久,在赋矿碳酸岩的成因、成矿年代、稀土矿物学等方面取得了一系列重要进展,为碳酸岩型稀土元素成矿理论发展做出了突出贡献。由于矿床经历了成矿后复杂的构造变形和热液蚀变,致使其地质、地球化学特征复杂,学界对其成因和成矿过程一直存在不同认识,对成矿碳酸岩的岩浆演化、稀土元素迁移与富集机理等方面的研究也相对薄弱。笔者最新研究表明,矿区过去被认为是下白云鄂博群的H1、H2、H9岩石单元并非沉积变质岩或变质火山岩,而应为岩浆侵入成因,矿区其他岩石单元(H3～H7)的成因也值得商榷。H9岩石单元中的黑云母岩(前人称为黑云母板岩)和富含黑云母的碳酸岩(前人称为暗色板岩)为成矿碳酸岩的一部分,是碳酸岩不同岩相带的表现。黑云母岩和富黑云母碳酸岩相对于含矿碳酸岩具有相对低的稀土元素含量和轻、重稀土元素比值,表明岩浆演化可能对稀土元素的富集和分异具有重要贡献。矿区主要岩石单元成因的新认识不仅为矿床成因、成矿背景研究提供了新的依据,同时也为研究区域构造演化、正确厘定矿区构造式样和指导矿区深部和外围找矿提供了新的思路。     

青海北巴颜喀拉成矿带基于专家证据权重法锑金矿资源潜力评价

青海北巴颜喀拉成矿带虽然总体研究程度低,但显示出巨大的找矿潜力,急需寻求新的找矿突破。利用前人的地质、矿产、化探等资料,建立了青海北巴颜喀拉成矿带基于GIS的空间数据库。在此基础上重新建立了研究区锑金矿区域找矿模型,其中主要找矿标志包括金水系沉积物异常、锑水系沉积物异常、砷水系沉积物异常、重砂异常、NW－NWW向线性构造和巴颜喀拉山群。采用作者提出的专家证据权重法,对研究区首次进行了基于GIS下的专家证据权重法矿产资源评价工作。据此重新圈定找矿远景区和找矿靶区,将后验概率大于0.001的区域作为找矿远景区,将后验概率大于0.005的区域作为找矿靶区;并依据找矿靶区内预测含矿区域后验概率二重积分大小,将找矿靶区的找矿潜力级别由高到低分别划分为A 、B 、C 3级,其中A级6处,B级10处,C级13处。     

微晶丘成因新认识

微晶丘主要由灰泥组成,仅见少量生物碎屑,其成因尚无圆满解释。借鉴现代海底勘查成果,依据北京西山微晶丘、白云鄂博赋矿微晶丘、腮林忽洞微晶丘的特征,认为微晶丘是海底热水(伴CO2)的化学作用产物：现代海底勘查发现的微晶丘是形成于洋中脊、热点或弧后盆地;北京西山等地的纯灰岩微晶丘是形成于大陆内部;而白云鄂博赋矿白云岩是一个大型微晶丘,形成于被动大陆边缘。微晶丘中的生物作用仅是深海热水活动的伴生作用,并不是微晶丘形成的主导作用。     

白云鄂博稀土超大型矿床的成矿时代及其主要地质热事件

于白云鄂博矿床的主、东矿体及附近地区采集用于测定同位素年龄样品，通过镜下含稀土矿物的矿石结构构造的研究，选取了相同世代的独居石=氟碳铈矿、钠闪石等单矿物进行Th-Pb、Sm-Nd 和 40Ar/39Ar 同位素分析。其结果表明：独居石-氟碳铈矿7个点构成一条较好的Sm-Nd等时线，等时年龄 t=1313±41（2σ）Ma，143Nd/144Nd(INd)=0.210919±13(2σ),εNd（t）=-0.5±0.3(2σ).1313Ma 应为白云鄂博矿床的稀土成矿时代。主矿北和都拉哈拉的独居石分别测定了     

白云鄂博REE-Nb-Fe稀土矿赋矿岩系建造研究评述

白云鄂博特大型铌、稀土、铁矿床,由于其矿物组成的多样性、地质构造的复杂性、成矿的多期性使之成为一类典型稀土矿床,成为研究稀土矿的天然实验室。尽管已有60多年的开采及研究历史,但其含铁及稀土的矿床建造机制仍具争议。本文通过搜集、整理国内外近几年来发表的有关赋矿岩性(白云岩、富钾板岩、富钠岩石及碳酸岩脉)的研究成果,结合笔者的认识,对各种不同观点进行了对比分析和总结,最终提出了白云鄂博碱性碳酸岩-热水沉积岩系的观点,为白云鄂博稀土矿的研究提供一定的参考价值。     

新矿物丁道衡矿-（Ce）：珀硅钛铈矿的同质多象体和硅钛铈矿亚族C（1）位上的钛类似矿物

丁道衡矿-(Ce):(Ce,La)4Fe2 (Ti,Fe2 ,Mg,Fe3 )2Ti2Si4O22,理想的结构化学式Ce2Ce2Fe2 Ti2Ti2Si4O22单斜晶系,α=1.34656(15)nm,b=0.57356(6)nm,c=1.10977(12)nm,β=100.636(2)°,V=0.84239(46)nm3,空间群P21/a(假C2/m),Z=2.作为硅钛铈矿(chevkinite)族矿物的新成员,它产于举世闻名的白云鄂博铁.稀土.铌矿床镁夕卡岩中,多数单晶体长0.2～1.0 cm,最大者长大于1.5 cm.共生矿物有透辉石、透闪石、钠透闪石、褐帘石-(Ce)、磁铁矿、尖晶石、烧绿石、氟金云母、氟磷灰石、石英和萤石等.矿物具有褐色条痕和半金属一金属光泽的黑色,其褐黑色碎片半透明.性脆、具有贝壳状断口、无解理和裂开.显微硬度(VHN25g)为606.0～717.4 kg/mm/12(相当于摩氏硬度约5.9).矿物实测密度4.83(7)g/cm3,计算密度值4.88(0)g/cm3.丁道衡矿-(ce)的反射色为带灰色的浅黄色,多色性为不同色调的灰色.平均反射率(λ=589nm)为11.4%～12.5%.矿物为二轴晶负光性.作过结构精测的丁道衡矿-(Ce)晶体的电子探针测值:SiO2:19.29,TiO2:18.26,A12O3:0.04,FeO:8.49,Fe2O3,:1.67,ThO2:0.16,MgO:1.32,CaO:2.17,Nb2O5:0.47,Ta2O5:0.00,La2O3:19.53,Ce2O3:28.08,Y2O3:0.00,Na1O:0.01,总量99.46%;其中Fe3 /Fe2 的比值依穆斯堡尔谱换算.根据结构精测每个单位分子式中O=22和C(1)位上Ti优先占位,计算的矿物晶体化学式为(Ce2.13,La1.49Ca0.48Th0 01)Σ4.11Fe2 (Tin0.88Fe2 0.47Mg0.41 Fe0.0)Σ2.03(Ti1.96Nb0 04)Σ2.00(Si2O7)2O3.分别用P21/a和C2/m对丁道衡矿-(Ce)的晶体结构作了精测.结果表明,丁道衡矿-(Ce)的真空间群是P20/a.换言之,它才是真正珀硅钛铈矿[perrierite-(Ce)]的同质多象体.显而易见,硅钛铈矿族矿物既可以有P21/a空间群,又可以有C2/m空间群.     

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。     

断裂对辽河西部凹陷大洼油田油气成藏和分布的控制作用

位于辽河西部凹陷的大洼油田属于多断块油田,受大洼断裂带的影响,不同断块不同油层的原油性质和化学组成有较大差异,并且浅层原油成熟度高于深层原油的成熟度。这些差异反映断层在不同时期的活动对油气运移和分布产生的作用不同。大洼主干断裂是一个基底断裂,是一个古近纪长期活动的生长断裂,它控制着清水洼陷的沉积;在始新世形成的断层成为沙三段烃源岩向东营组地层供烃的油源断层;在东营组末以来形成的断层为控制东营组油气分布的控藏断层。断层多期活动以及烃源岩排烃动力的幕式变化导致大洼油田不同深度油层的油气成熟度垂向分布“颠倒”。不同时期烃源岩排烃动力的变化与东营组地层内不同砂体孔渗性的差异,导致油气进入储层时的动力和阻力的差异也是大洼油田油气水分布复杂的可能原因。     

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。     

用氢氧化物共沉淀法研究热液体系REE（Nb,Ti）2O6型矿物的形成机理

作者进行了稀土铌钛氢氧化物共沉淀实验,对共沉淀物及其高温灼烧产物进行了XRD、IR、DTA和Raman研究,结合前人高温高压实验结果以及野外地质事实,提出了热液体系复杂氧化物矿物易解石和黑稀金矿的络合物高温水解、氢氧化物共沉淀、脱水去羟、聚合成核和结晶的成因模式。