白云鄂博地区中元古代碳酸岩浆活动和超大型REE-Nb-Fe矿床成因.pdfVIP

第九届全国矿床会议论文集 白云鄂博地区中元古代碳酸岩浆活动与超大型 REE—Nb—Fe矿床成因 杨奎锋 范宏瑞 胡芳芳 刘 爽 王凯怡 (中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室，北京 100029) 位于华北克拉通北缘的白云鄂博超大型REE．Nb．Fe矿床，以其丰富的稀土资源闻名于世。自从1927 年主铁矿体被发现以来，已经有80年的研究历史，在矿床的物质组成、矿床年代学、矿床的地球化学特 征等方面取得了大量重要的研究成果。但是到目前为止，在矿床的成因、矿化时代、成矿物质来源等问题 上仍然存在巨大分歧，尤其是何种机制造成了如此巨量的稀土元素富集，仍然是个未解之谜。近期的研究 结果表明，碳酸岩浆的活动与白云鄂博矿床的形成存在密切的成因联系，是能够引起稀土元素富集的最有 et et Bas 利的因素(Yangal。，2003、2004；Lea1．，2007)。本文在初步探讨了白云鄂博裂谷系形成演化 历史的基础上，详细分析了中元古代大量碱性一基性岩浆活动，尤其是碳酸岩浆活动的形成环境、侵位时 代和深部来源，为研究白云鄂博超大型REE—Nb—Fe矿床的成因、成矿物质来源和矿化期次等问题提供 依据。 在古元古代晚期超大陆裂解的背景下，华北克拉通内部及边缘形成了多条大陆裂谷系，其中就包括位 于克拉通北缘的狼山一白云鄂博裂谷系(王楫等，1992)，强烈变质、变形的基底岩系被大幅度隆升至地 表，并遭受剥蚀，沉积在随之发育的陆缘裂谷系内，形成中元古界白云鄂博群陆缘裂谷沉积。通过对渣尔 et 泰群下部的火山岩夹层进行锆石U—Pb定年，初步确定裂谷沉积的下限年龄为1．75Ga(Lia1．，2007)， 而通过对侵位于白云鄂博群中的火成碳酸岩脉进行锆石u—Pb定年，又确定了白云鄂博地区裂谷沉积的 4- 280Ma)，也基本上代表了白云鄂博群的沉积时代。 在白云鄂博裂谷系活动晚期，伴随裂解程度的逐渐增强，在裂谷系深部形成了大量碱性一基性岩浆， 岩浆在向上运移过程中由于温度和压力的降低发生熔体不混溶作用，分离出的碳酸岩浆和基性岩浆先后以 岩脉和岩墙的形式侵入到白云鄂博群中。碳酸岩脉与基性岩墙非常相近的侵位时代(碳酸岩脉全岩Sm— 碳酸岩脉按照矿物组成主要有白云石型、白云石一方解石共存型和方解石型这三种类型(王凯怡等， 2002)，野外穿插关系表明，方解石型脉体的形成要晚于白云石型。随着岩脉中方解石矿物组分的增加， 稀土元素的含量也明显增高。而且主量和微量元素组成也显示三种类型岩脉之间具备继承演化的特点，由 白云石型到方解石型岩脉，其中的FeO—SrO的含量是呈负相关变化的，这很有可能与碳酸岩浆的结晶分 异过程有关，早期从碳酸岩浆中分离出的白云石岩脉富含Fe、Mn等亲铁元素，伴随岩浆的不断分异， 近期的研究结果表明，矿体的直接围岩赋矿白云岩(以往被定义为白云鄂博群组成部分的H8白云 Baset 岩)很有可能就是与碳酸岩脉同时侵位的碳酸岩体(Le a1．，2007)。赋矿白云岩按照内部结构又可 分为粗粒白云岩和细粒白云岩两种类型，其中粗粒白云岩相主要分布在白云岩体的最外围，而且它与围岩 白云鄂博群之间，在很多地方表现出一种侵入接触关系，白云岩中还发现有H9板岩的捕虏体。在岩石地 球化学特征上，粗粒白云岩也与碳酸岩脉非常相似，推测它应该是与碳酸岩脉同时侵位的白云岩小岩株， 而矿区内大量的细粒白云岩很有可能是粗粒白云岩被后期成矿热液交代所形成的。 ·792· 杨奎锋等：自云鄂博地区中元古代碳酸岩浆活动与超大型REE—Nb—Fe矿床成因 是方解石型碳酸岩脉中的大量稀土矿物的结晶年龄为1275±87Ma，二者在误差范围内一致，说明碳酸岩 浆在侵位的同时就已经携带了大量的稀土元素，形成了白云鄂博矿床最初的稀土矿化。而矿床的主要围 岩，赋矿白云岩的平均年龄为1353 岩与碳酸岩脉的形成时代一致，而且二者还具有非常相