四川冕宁木落寨稀土矿床成岩成矿的^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究

杞落寨稀土矿床位于四川省冕宁县境内,雅砻江西侧。矿体产于英碱正长岩与变质辉绿岩和大理岩接触的构造破碎带中此前,英碱正长岩被认为形成于燕山期,但没有任何同位素年龄资料的报道本文通过^(40)Ar/^(39)Ar 快中子活化分析,得出英碱正长岩微斜长石的^(40)At/^(39)Ar 坪年龄为31.2±0.56Ma,等时线年龄为30.6±2.6Ma。矿石金云母的^(40)Ar/^(39)Ar 坪年龄为35.5±0.5Ma,等时线年龄为35±1Ma。微斜长石的年龄比金云母年龄偏小,是因为两者的 Ar 同位素封闭温度不同,前者约为170℃,而后者为350℃。两者年龄差较大表明在35.5～31.2Ma 之间,矿体和岩体均进入了较慢冷却阶段,冷却速率约为41.9℃/Ma。因此,木落寨矿床的矿石与英碱正长岩的形成年龄接近,均属新生代喜马拉雅期木落寨矿床成岩成矿年龄的确定,对于进一步了解该区域偏碱性火成岩的形成时代及拓宽区域稀土找矿远景,具有很大意义。

四川木落寨稀土矿床与成矿有关的花岗岩问题及其意义

通过对四川木落寨稀土矿床及与成矿有关的花岗岩的岩石特征、岩石化学以及稀土元素地球化学研究表明,与成矿有关的岩石是英碱正长岩,而不是前人认为的黑云母花岗岩。岩石 Pb-Sr-Nd 同位素研究说明矿区英碱正长岩及矿石具深源、甚至幔源特征,不同于通常具壳源特征的黑云母花岗岩。木落寨矿床与邻近的冕宁牦牛坪大型稀土矿床的成矿岩石相同,都为英碱正长岩,它们的矿床特征也相似。木落寨英碱正长岩的厘定对研究区域岩浆活动、寻找同类型的稀土金属矿产有重要意义。

四川冕宁木落寨稀土矿床稀土矿化与围岩特征

木落寨矿床是冕宁—德昌稀土元素(REE)矿带内的主要稀土矿床,位于矿带北段,雅砻江断裂以西。该稀土矿床的形成与正长岩-碳酸岩杂岩体密切相关。与冕宁—德昌REE矿带中其它矿床例如牦牛坪、大陆槽矿床不同的是,牦牛坪和大陆槽矿床的围岩主要是石英闪长岩,而木落寨REE矿床中围岩较复杂,主要有大理岩、绿片岩、碱性花岗岩等。已有研究表明石英闪长岩并不是牦牛坪和大陆槽矿床稀土元素的主要来源,对木落寨矿床来说,围岩对成矿的作用还需进一步研究。采用ICP-MS与XRF,对大理岩和绿片岩这两种主要的围岩进行主微量元素分析,全岩稀土配分曲线显示轻稀土亏损(大理岩3×10^(–6)~20×10^(–6),绿片岩62×10^(–6)~74×10^(–6)),重稀土平坦,总稀土含量低(大理岩4×10^(–6)~21×10^(–6),绿片岩86×10^(–6)~97×10^(–6)),与本次研究的木落寨正长岩中稀土含量(592×10^(–6)~2 026×10^(–6))和以往研究的冕宁—德昌成矿带其他三个矿床的碳酸岩-正长岩杂岩体中稀土含量(碳酸岩2 470×10^(–6)~40 807×10^(–6),正长岩630×10^(–6)~3 233×10^(–6))相比,大理岩和绿片岩中稀土元素含量过低,显示在稀土物质来源上,这两种围岩可能对成矿贡献不大,根据剖面展示,矿体大部分出现在正长岩裂隙中,极少部分出现在正长岩和大理岩接触面中,大理岩可能提供碳酸根离子,促进交代和成矿作用的进行。木落寨矿石类型主要是细脉浸染型,少量为条带型。通过手标本、镜下和BSE图像观察,脉石矿物主要有萤石+方解石+重晶石+石膏+黄铁矿+方铅矿+石英+金云母等,矿石矿物为氟碳铈矿,氟碳铈矿叠加在已形成的脉石矿物之上,显示矿床主要形成于热液阶段最晚期。