山东微山稀土矿矿床成因:来自云母Rb-Sr年龄、激光Nd同位素及流体包裹体的证据

微山稀土矿位于华北克拉通东南缘的鲁西地块,为与碱性岩相关的伟晶岩型稀土矿床。根据单颗粒云母Rb-Sr定年,其形成于119.5 Ma,属于华北克拉通早白垩世大规模成矿事件的一部分。稀土矿物氟碳铈矿和独居石的激光Nd同位素研究表明,稀土矿的成矿物质与其围岩碱性岩一样,来源于富集地幔。对稀土矿脉中的石英、萤石和重晶石的流体包裹体研究显示,流体包裹体主要分为以下4类:(1)H2O包裹体(H类),(2)纯CO2包裹体(C类),(3)H2O+CO2包裹体(HC类)和(4)H2O+CO2+子矿物包裹体(HCD类),其中H类包裹体为次生包裹体,其余为原生包裹体,HCD包裹体中的子矿物为无水芒硝、重晶石、天青石、方解石、钾芒硝和钙芒硝等。HC和HCD类包裹体的完全均一温度变化于205～433℃之间,捕获压力在120～200 MPa之间,结合子矿物大量发育,成矿流体应为中压环境下的中高温、高浓度流体。这种流体富含CO 32?、SO 42?、F-阴离子以及Na+、K+、Ca2+、Sr2+和Ba2+等阳离子,并且其中的S同位素组成具有岩浆硫的特征,因此,其可能来自碱性岩浆的分异,通过岩浆-流体不混溶作用形成。C类、HC类和HCD类包裹体的密切共生以及不同充填度包裹体的均一温度的相似表明流体可能发生不混溶作用。稀土元素主要以[REEF]2+形式运移,运移过程中的流体不混溶作用可能是稀土矿物沉淀的决定因素。成矿晚期可能发生流体混合作用,但对稀土矿的沉淀贡献不大。