云南邦棍尖山花岗岩的岩石学、地球化学和年代学特征对离子吸附型稀土成矿的制约

云南陇川龙安稀土矿是云南境内唯一开采的离子吸附型稀土(iREE)矿床,其成矿母岩为邦棍尖山花岗岩。近年来该花岗岩风化壳中相继发现了一系列iREE矿化点甚至矿床,其中不乏重稀土(HREE)矿。本文选取邦棍尖山南段的花岗岩进行岩石学、矿物学、地球化学和年代学等研究工作,并探讨其对iREE(甚至离子吸附型重稀土(iHREE))成矿的制约。邦棍尖山岩体的主要岩性为黑云母二长花岗岩,本研究测得花岗岩锆石U-Pb年龄为50.33 Ma(50.33±0.30 Ma,MSWD=0.15),形成于喜山期(古近纪),是目前发现的成矿母岩最年轻的iREE矿床。花岗岩具有以下地球化学特征:高硅高碱、低铁低镁,A/CNK>1.1,高钾-强过铝质,S型。岩体轻稀土(LREE)相对富集,轻重稀土分异较强烈(LREE/HREE为2.54~8.98),Eu负异常(δEu=0.06~0.17);微量元素显示出高Rb、Th,低Ba、Nb、Sr、Zr、Hf、Ti的特征,岩浆岩高度分异。邦棍尖山花岗岩中的(含)稀土矿物主要是榍石(∑REE=14506.24×10^(-6),LREE/HREE=1.14,n=6)、褐帘石(∑REE=232860.82×10^(-6),n=2)、褐钇铌矿和锆石,其次为少量独居石、磷钇矿、钍石、含稀土萤石和氟碳酸盐矿物等。此外,黑云母(∑REE=168.60×10^(-6),LREE/HREE=1.41,n=10)和斜长石(∑REE=123.60×10^(-6),LREE/HREE=2.77,n=8)中少量的REE对原岩也有贡献。(含)稀土矿物是基岩中REE含量的主要贡献者,这些矿物在自然风化作用下风化-解离后吸附于黏土矿物之上即有可能形成iREE矿床。通过本次研究得出以下认识:(1)花岗岩的演化主要影响REE的迁移、分馏和再富集,与REE含量变化关系不大;(2)花岗岩演化过程中产生的热液使REE从原矿物中迁出并形成新的(含)稀土矿物,是iREE(甚至iHREE)成矿的关键;(3)龙安iREE矿床基岩中,榍石、褐帘石、钍石、含稀土萤石和氟碳酸盐矿物是iREE成矿的主要来源,其次为斜长石和黑云母,这些矿物总体显示出LREE含量相对较高,从而使矿床LREE相对富集。