维拉斯托稀有金属-锡多金属矿床铌铁矿族矿物特征及其对岩浆-热液演化的指示

大兴安岭南段维拉斯托大型稀有金属-锡多金属矿床的成矿岩体从深部的中粒花岗岩向上逐渐过渡为斑状细粒碱长花岗岩,记录了岩浆演化的不同阶段。为查明铌铁矿族矿物成分、结构变化及其与岩浆演化过程的耦合关系,文章对采自不同深度的3种类型花岗岩(中粒花岗岩、石英斑晶不具雪球结构的斑状细粒富云母碱长花岗岩和具雪球结构的斑状细粒碱长花岗岩)中的铌铁矿族矿物进行了详细的电子探针成分分析和元素面扫工作。维拉斯托矿床铌铁矿族矿物主要为铌铁矿,发育渐变环带结构,从核部到边部Ta含量增加,且斑状细粒富云母碱长花岗岩和斑状细粒碱长花岗岩铌铁矿族矿物边部的铌铁矿、铌锰矿相较于幔部和核部的铌铁矿,其Ta含量具有明显的组分间隔;铌铁矿族矿物Mn/(Fe+Mn)原子比具有多种演化趋势,与分离结晶的矿物相和流体交代作用有关。中粒花岗岩和斑状细粒富云母碱长花岗岩中的铌铁矿结晶于岩浆阶段,斑状细粒碱长花岗岩中的铌铁矿族矿物结晶于岩浆-热液过渡阶段。其中,斑状细粒富云母碱长花岗岩铌铁矿边部Ta含量增加与铁锂云母的分离结晶作用有关,斑状细粒碱长花岗斑岩铌铁矿族矿物边部Ta含量的突变与岩浆-热液过渡阶段的水硅酸盐液体中Ta溶解度的增加有关。斑状细粒碱长花岗岩石英斑晶中共生的熔体包裹体和流体包裹体表明,石英斑晶的雪球结构形成于熔-流体共存的岩浆-热液过渡阶段,出溶的富钨流体交代铌铁矿族矿物在其边部形成富铌钽的黑钨矿,并导致边部铌铁矿族矿物中的Mn含量增加。铌铁矿族矿物结构和成分的连续变化可以用来示踪岩浆-热液演化过程。

内蒙古维拉斯托稀有金属-锡多金属矿床的成矿作用:来自花岗质岩浆结晶分异的启示

内蒙古维拉斯托稀有金属-锡多金属矿床位于大兴安岭南段西坡,是一个以锡为主,共伴生锌、钨、铜、钼、铌、钽、锂和铷的大型矿床。该矿床以发育铌、钽、铷、锂矿化有别于大兴安岭南段的其他锡多金属矿床。本文对维拉斯托地区的北大山岩体和维拉斯托岩体开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、全岩地球化学研究和锆石Lu-Hf同位素分析。北大山岩体和维拉斯托岩体的结晶年龄分别为140±2Ma和137±1Ma~138±1Ma。2个岩体均具有高硅、富碱、贫铁镁钙特征,主体为高钾钙碱性的弱过铝质碱长花岗岩,轻重稀土分馏不明显,呈现出显著的负铕异常。2个岩体均富集Rb、Th、U、K、Ta、Hf和轻稀土元素,强烈亏损Ba、Sr、P、Eu和Ti等元素。与北大山岩体相比,维拉斯托岩体有更低的稀土总量,更明显的Eu负异常,展示了明显的稀土元素四分组效应;Ba、Sr、Eu、Ti和Y亏损更强烈。二者的时空关系和地球化学特征表明2个岩体为同一期岩浆活动不同演化阶段的产物,岩浆演化过程经历了钾长石、斜长石、黑云母、独居石、榍石、褐帘石、磷灰石、磷钇矿、锆石和钛铁矿的分离结晶,维拉斯托岩体还发生了熔体-流体相互作用。北大山岩体和维拉斯托岩体锆石的εHf(t)值分别为5.4~8.6和4.2~9.9,两阶段Hf同位素模式年龄分别为643~847Ma和556~921Ma,表明它们的岩浆源区为起源于亏损地幔的新元古代新生地壳物质。北大山岩体属于高分异I型花岗岩,维拉斯托岩体发育钠长石、天河石、黄玉、锂云母和萤石,属于超分异的Li-F花岗岩。花岗质岩浆的高程度分离结晶和熔体-流体相互作用是形成维拉斯托超分异花岗岩并发生稀有金属-锡多金属成矿作用的重要控制因素。维拉斯托稀有金属-锡多金属矿床属于岩浆-热液矿床。维拉斯托地区的早白垩世花岗质岩石形成于伸展环境。

大兴安岭南段维拉斯托高分异花岗岩体的成因与演化及其对Sn-(Li-Rb-Nb-Ta)多金属成矿作用的制约

近年来,大兴安岭南段维拉斯托矿区深部Sn-Li找矿取得重大突破,但人们目前对与成矿作用密切相关的深部花岗岩体成因与演化及其对稀有金属矿化存在怎样的制约尚不清楚.为此,针对该岩体开展了年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成研究,获得的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为130.7±0.5Ma(MSWD=0.53),属早白垩世岩浆活动产物.化学组成上表现为高硅、富碱(高钠),贫钙、镁、铁和极低P2O5(<0.01%)含量特征,铝饱和指数(A/CNK)集中于1.02～1.08,全岩Rb/Sr、Nb/Ta比值高,Zr/Hf比值低(<4).岩体富Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta以及Li、F等元素,亏损Ba、Sr、Ti和稀土元素,轻重稀土比值小,并具显著的四分组效应和Eu负异常(δEu=0.02～0.15),锆石饱和温度(691～727℃)和Zr+Nb+Ce+Y含量均低于A型花岗岩,以上综合特征反映其应属准铝-弱过铝质高分异I型花岗岩类.岩体具正的εNd(t)(+1.10～+3.75)值和相对均一的εHf(t)(+4.2～+8.7)以及年轻的二阶段模式年龄(T(Nd)DMC=607～829Ma;T(Hf)DMC=627～914Ma),说明成矿岩体的岩浆源区可能来自于含大量幔源组分新生下地壳的部分熔融.Sn-(稀有)成矿受岩浆后期的高度分异演化和晚期流体-熔体相互作用共同影响,并与外围的脉状矿体共同构成岩浆-热液成矿系统.