蒙古国南部碳酸岩-碱性岩稀土成矿特征及成因研究综述

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单位西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室;桂林理工大学地球科学学院;北京大学地球与空间科学学院;
来源矿物学报
摘要
稀土(REE)是战略性关键金属,其资源主要来自于与幔源碳酸岩-碱性岩杂岩体相关的稀土矿床。蒙古国位于中亚造山带,其南部发育多个与碳酸岩-碱性岩相关的稀土矿床,形成近东西向的稀土成矿带。已有工作仅对个别稀土矿床进行独立研究,缺少对该成矿带内各矿床成岩特征及成因机制的系统性总结和对比,制约了对其岩石成因和成矿作用的深入认识。本文综述了蒙古国南部稀土成矿带内Lugiin Gol、Ulgii Khiid、Mushgai Khudag和Bayan Khoshuu碳酸岩-碱性岩杂岩体的岩相学、矿物学、矿化特征、地球化学、年代学和成因研究进展以及存在问题。这些杂岩体主要形成于晚古生代-新生代,主要产出岩性包括霞石正长岩、碱性辉长岩、碱性花岗岩、霓霞岩、响岩、正长岩、暗色霞石岩、暗辉正长岩、磁铁矿-磷灰石岩、碳酸岩和角砾岩等。杂岩体内碳酸岩主要为方解石质碳酸岩,通常以岩墙形式分布于碱性硅酸岩中,赋矿岩体主要为碳酸岩及磁铁矿-磷灰石岩。碳酸岩总体高度富集Sr和轻稀土(LREE)以及P、F和S等挥发份,亏损高场强元素(HFSE)。稀土矿物主要为富REE磷灰石、氟碳酸盐稀土矿物(氟碳铈矿、氟碳钙铈矿和菱铈钙矿)以及少量独居石等。已有工作对这些矿床中稀土的富集机制是主要源于碳酸盐-硅酸盐熔体不混溶、碳酸盐-盐类(磷酸盐、氟化物、硫酸盐等)熔体不混溶或是岩浆期后热液作用仍存在着很大的争论。此外,Sr-Nd同位素特征研究表明这些碳酸岩杂岩体的地幔源区组成存在差异,介于HIMU和EMII或EMI和EMII地幔端元之间,它们的起源是与地幔柱活动还是造山作用相关也存在分歧。未来工作应重视原位高精度年代学、多元同位素和地球化学以及熔流体包裹体研究工作,探讨碳酸岩-碱性岩的岩浆起源、演化以及REE的富集成矿机制。

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