【摘 要】
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川西牦牛坪矿床是世界第三大碳酸岩型稀土矿床,其矿床成因与碳酸岩-碱性杂岩体密切相关。前人对该矿床的研究主要侧重于碳酸岩成因或碳酸岩与正长岩成因关系,并取得了重要的研究成果,但在源区交代物质组成及岩石成因方面仍存在争议。研究表明,煌斑岩与金成矿关系密切,作为碳酸岩型稀土矿床,牦牛坪碳酸岩与煌斑岩以及煌斑岩与稀土成矿之间的成因关系鲜有报道。据此,本文以碳酸岩和煌斑岩之间的成因关系为切入点,通过Li、C
【基金项目】
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江西省“双千计划”创新领军人才长期项目（2020101003）; 国家自然科学基金（41773014）; 东华理工大学高层次人才引进配套经费（1410000874）
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川西牦牛坪矿床是世界第三大碳酸岩型稀土矿床,其矿床成因与碳酸岩-碱性杂岩体密切相关。前人对该矿床的研究主要侧重于碳酸岩成因或碳酸岩与正长岩成因关系,并取得了重要的研究成果,但在源区交代物质组成及岩石成因方面仍存在争议。研究表明,煌斑岩与金成矿关系密切,作为碳酸岩型稀土矿床,牦牛坪碳酸岩与煌斑岩以及煌斑岩与稀土成矿之间的成因关系鲜有报道。据此,本文以碳酸岩和煌斑岩之间的成因关系为切入点,通过Li、Ca同位素组成,结合主微量元素、Pb-Sr-Nd同位素分析,对其源区特征、岩石成因关系以及与稀土成矿之间的关系进行了详细的研究和探讨。牦牛坪碳酸岩、正长岩、煌斑岩均富集大离子亲石元素、轻稀土元素,亏损高场强元素,具有俯冲环境的地球化学特征。此外,三类岩石的Pb-Sr-Nd同位素位于EMⅠ-EMⅡ之间,具有高(87Sr/86Sr)i低εNd（t）的特征,表明其源于交代富集地幔。相关研究表明,Li、Ca同位素可以很好地示踪岩石的源区特征,而幔源岩石中的Ca同位素更具有示踪循环碳酸盐的潜力。牦牛坪碳酸岩、正长岩、煌斑岩具有与新鲜MORB相似的Li同位素组成,其平均δ~7Li值分别为3.0‰、2.3‰、2.1‰。其中,碳酸岩、煌斑岩同时还具有较低的Ca同位素组成,其δ44/42Ca平均值分别为0.30±0.01‰、0.31±0.01‰。三类岩石的Pb-Sr-Li同位素模拟显示,其源区的交代作用可能与海洋沉积物、蚀变洋壳密切相关。而碳酸岩、煌斑岩的Sr-Nd-Ca同位素进一步显示其源区具有约10%的富碳酸盐海洋沉积物的加入。三类岩石的稀土配分形式、Pb-Sr-Nd同位素组成以及成岩时代差异不大,表明其源于同一母岩浆。较高的La/Yb比值及较低的La含量、右倾型的稀土元素配分模式,表明三类岩石均由地幔部分熔融产生。与碳酸岩、正长岩相比,煌斑岩具有明显高的Mg O、Ni、Cr含量,更接近地幔原始岩浆的特征,暗示岩浆发生了分离结晶。而碳酸岩、正长岩与碳酸岩-硅酸盐液态不混溶模式一致的稀土、微量元素特征,表明其后期还受到液态不混溶作用的影响。在稀土成矿过程中,三类岩石的岩浆活动在提供成矿流体与成矿物质方面都起着重要的作用。并且,其地幔源区、分离结晶和岩浆不混溶作用有可能均对矿床的稀土富集具有重要影响。
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