北祁连干沙鄂博矿区碱性岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及岩石地球化学特征

干沙鄂博稀土矿床位于北祁连造山带中段,是祁连成矿带内最大的稀土矿床。矿体产于早泥盆世碱性岩体及其围岩接触带内。为了查明含矿碱性岩体侵位时代、岩石成因和源区性质,本文开展了岩石学、锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素及岩石地球化学研究。结果表明碱性岩体由霓辉正长岩、霓辉正长斑岩、石英正长斑岩和花岗斑岩组成,侵入于毛藏寺花岗闪长岩中。该岩体LA-ICPMS锆石U-Pb年龄为409.7±5.8Ma,εHf(t)值变化于-0.15～+2.34之间,平均1.03,tDM2(Hf)为1.2～1.1Ga。岩石主量元素SiO2介于59.1%～68.5%之间,具高钾(Na_2O/K_2O=0.35～0.85),富碱质(K_2O+Na_2O=7.91%～11.09%)、贫CaO(2.90%～8.17%)、MgO(0.21%～1.30%)的特征,属钾玄质系列碱性岩;岩石强烈富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如Rb、Ba、Sr、U和Pb等),亏损重稀土元素和高场强元素(如Nb、Ta和Ti),弱负Eu异常(δEu为0.7～0.8),以及轻稀土富集的右倾型稀土元素配分模式,具A型花岗岩岩石地球化学特征。结合区域构造演化,认为干沙鄂博矿区碱性岩形成于造山后伸展环境,为晚奥陶世北祁连洋闭合后,于早泥盆世发生区域性拉张作用,诱发碱性岩浆侵入和与其共生稀土矿体的形成。

甘肃干沙鄂博稀土矿床成矿介质演化过程:来自包裹体的信息

在矿床地质研究基础上,通过对石英、萤石、方解石中流体包裹体岩相学、显微测温分析,对甘肃省干沙鄂博稀土矿床成矿流体的特征、演化及成矿机理进行了讨论。结果表明:矿床中发育大量包裹体,按室温下的成分相态特征,将其分为熔体包裹体、流体-熔体包裹体、气液H_2O包裹体、气液CO_2包裹体、CO_2-H_2O包裹体和含子矿物的气液H_2O包裹体、含子矿物的CO_2-H_2O包裹体等7种类型。在成矿过程中,包裹体组合从熔体包裹体→流体-熔体包裹体+流体包裹体→流体包裹体的变化,反映了成矿介质经历了从岩浆→岩浆+热液→热液的演化过程。在岩浆-热液成矿期,流体-熔体包裹体大量存在,以及富H_2O相CO_2-H_2O包裹体与富CO_2相CO_2-H_2O包裹体密切共生,表明成矿时曾经发生两次不混溶作用,早期岩浆-热液不混溶作用导致萤石和REE-氟碳酸盐的晶出,而CO_2-H_2O不混溶作用引起了硫化物的沉淀。