四川德昌县大陆槽稀土矿Ⅰ号矿体地质特征及矿石质量研究

四川冕宁-德昌稀土成矿带是中国最重要的稀土成矿带之一,其中,冕宁牦牛坪稀土矿和德昌大陆槽稀土矿为该成矿带上矿床规模最大的开发矿山。德昌大陆槽稀土矿位于德昌县城221°方向,平距31.6 km的大陆槽乡。区内大面积出露石英闪长岩,其中多期次侵入了正长岩株(脉)。区内查明有Ⅰ号矿体、Ⅲ号矿体,Ⅰ号矿体为正在开发的主矿体,主要赋存于碱性正长岩和方解石碳酸岩内,呈扁柱状,大型规模。矿石主要为半自形细-中粒结构、碎裂结构,角砾状构造、浸染状构造。有益组分主要为铈和镧,呈氟碳铈矿相产出,伴生有Sr、Ba、F、Pb,有害组分ThO2和U含量微少。REO矿床平均含量3.64%。矿区水文地质条件、工程地质条件、地质环境质量中等。该矿床属隐爆角砾岩型稀土矿床。

青藏高原东部碳酸岩-正长岩杂岩体型REE矿床成矿模式--以大陆槽REE矿床为例

冕宁-德昌稀土(REE)矿带位于青藏高原东部,受川西一系列走滑断裂控制,大陆槽矿床是矿带中唯一位于南部的大型REE矿床。在前人研究基础上,结合近年来对整个稀土矿带地质填图和室内研究,重点对大陆槽矿床的成矿特征、赋矿围岩及其蚀变、矿石类型、成矿流体来源和流体包裹体演化等方面与同一矿带内的其它矿床进行了详细对比,进一步总结了碳酸岩型(含碳酸岩-正长岩杂岩体)REE矿床的成矿过程。大陆槽矿床的No.1号和No.3号矿体均位于碳酸岩-正长岩杂岩体内,分别由不同隐爆角砾岩筒所控制。以往研究认为两个矿体的碳酸岩-正长岩杂岩体侵位的年龄都在12Ma左右,本次研究发现在26.49±0.63Ma已经存在碳酸岩-正长岩杂岩体岩浆活动。大陆槽REE矿床受隐爆角砾岩构造活动和风化作用的影响,矿石类型以角砾岩型和风化型为主,脉石矿物和矿石矿物在手标本尺度和镜下很难辨认。通过野外观察、镜下矿物共生组合、包裹体显微测温等研究发现,大陆槽矿化过程和牦牛坪矿床相似,只是矿化规模较小,矿化阶段分为岩浆岩阶段-伟晶岩阶段(>600℃)-高温热液阶段(450~350℃)-低温热液阶段(<350℃),氟碳铈矿形成于热液阶段的晚期。根据伟晶岩阶段至热液阶段氟碳铈矿中流体包裹体的特征,发现多期次隐爆角砾活动导致大气降水和碳酸岩中脱出的CO_2的加入,使得成矿流体的密度(0.732~0.631g/cm^3)、压力(2436~101bar)逐渐降低,直至成矿。此外,岩相学观察和拉曼测试分析也表明包裹体从熔融包裹体过渡到含重晶石、萤石、天青石子晶的富CO_2包裹体、气液两相包裹体,显示了成矿流体由岩浆至热液的转化过程。大陆槽矿床中的包裹体阴离子以SO_4^(2-)为主,气体以CO_2为主,成矿流体中阳离子主要为K^+、Na^+、Ca^(2+)、Sr^(2+)、Ba^(2+)和稀土元素阳离子,表明流体属于SO_4^(2-)-CO_2-H_2O体系,与矿带中其它矿床的成矿流体体系一致。成矿流体的主要成分是岩浆水、大气水和碳酸岩脱碳作用形成的CO_2,后者导致热液方解石和氟碳铈矿的O同位素(氟碳铈矿和方解石:δ^(18)O=5.8‰~12.5‰)值升高。已有研究显示矿带中不同矿床的脉石矿物如重晶石、天青石的Sr-Nd-Pb同位素与碳酸岩-正长岩杂岩体的相关数值基本一致,表明这些脉石矿物来源于碳酸岩-正长岩杂岩体。多期次隐爆角砾岩化作用及大陆槽断裂相关的构造活动促进了成矿流体的循环,直接或间接导致了大陆槽隐爆角砾岩型和风化型矿石的形成。尽管在大陆槽和牦牛坪矿床可以识别出表生氧化阶段,但这一过程并不伴随稀土矿化,热液阶段才是稀土沉淀的主要阶段。研究还强调了碳酸岩发育的大陆槽No.3矿体和里庄矿床主要出现的霓长岩化与矿化无关,而牦牛坪矿床地表并无霓长岩化蚀变。在以往和本次研究的基础上,建立了川西碳酸岩-正长岩型稀土矿床的成矿模式。

四川大陆槽稀土矿床碳酸岩-英碱正长岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素性质及其地质意义

川西冕宁-德昌稀土成矿带是中国最重要的稀土成矿带之一,所有稀土矿床均与碳酸岩-正长岩杂岩体有关。前人研究表明,牦牛坪、木落寨和里庄碳酸岩-碱性杂岩体成岩年龄与其相应矿床的成矿年龄基本一致,而大陆槽正长岩年龄与REE 矿床的成矿年龄相差甚远。本文对大陆槽碳酸岩、英碱正长岩进行了 SHRIMP U-Pb 锆石年代学和 LA-MC-ICPMS 锆石Hf 同位索原位测量,它们的形成年龄分别为12.99±0.94Ma、14.53±0.31Ma,表明两者是同时形成的,且与其成矿年龄基本一致。碳酸岩和正长岩的ε_(Hf)(t)值、Hf 模式年龄与它们的ε_(Nd)(t)值、Nd 模式年龄所展现出来的特征一致,说明在其形成过程中有地壳物质的加入。

攀西大陆槽稀土矿床深源成矿流体的稳定同位素证据

通过对大陆槽矿床的成矿流体稳定同位素研究表明 ,矿体石英中流体包裹体的δD、δ18O和δ13 C值分别为 - 87‰、+6 .0‰和 - 8.4‰ ,矿石 (氟碳铈矿 )的δ13 C为 - 8.0‰ ,矿体萤石中流体包裹体的δD和δ18O分别为 - 99‰和 - 11.6‰。研究表明 ,矿床的成矿流体应为少量大气降水混合的深源成矿流体 ,流体包体中和矿石中的碳则可能源自较深的壳幔混熔源区。

四川德昌大陆槽稀土矿床地质特征

为查明德昌大陆槽稀土矿床的成矿地质特征和稀土元素的赋存状态,通过对大量岩石、矿石光(薄)片的观察鉴定以及对矿体形态、矿石的物质组分、结构构造的研究,表明该矿床受喜马拉雅期富稀土碱性杂岩的构造控制,成矿地质特征与牦牛坪矿床极为相似。大陆槽稀土矿床为攀西稀土成矿带上最年轻的稀土矿床,矿床类型新,稀土品位高,主要稀土矿物氟碳铈矿粒度较粗,可选冶。

德昌大陆槽稀土矿床的发现及其意义

着重阐述德昌大陆槽稀土矿床的发现经过，矿床基本地质特征和发现的重大意义．