富氟钡型碳酸岩岩浆的演化机制及其成矿效应.pdf

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1、年】=5曹地质论评GEoLoGIcALREVIEwVoN1．Ov54．N2oO．068富氟钡型碳酸岩岩浆的演化机制及其成矿效应李建康，白鸽，袁忠信，应立娟，张建1)长安大学地球科学与资源学院，西安，710O54；2)中国地质科学院矿产资源研究所，北京，1OO037内容提要：碳酸岩可分为原始地幔原生碳酸岩和广义“碳酸岩”——富氟钡型碳酸岩。相对于原生碳酸岩，富氟钡型碳酸岩含有大量挥发分和碱土元素，产出了众多稀土矿床，具有较高的成矿潜力。理论和实验研究表明，在碳酸岩岩浆演化过程中，挥发分和碱土元素是岩浆发

2、生不混溶作用的关键因素，而且不混溶作用相对结晶分异作用更利于成矿元素的富集。因此，可以推断挥发分和碱土元素是富氟钡型碳酸岩的成矿的关键因素，不混溶模式是富氟钡型碳酸岩岩浆演化和成矿的主要机制。但是，这仅为理论推断的结果，而且许多实验的研究对象是未发生稀土矿化的碳酸岩，数据的说服力较弱。在我国富氟钡型碳酸岩矿床中，山东微山稀土矿床具有成矿元素高度富集，代表了富氟钡型碳酸岩成矿强度大的特点；而白云鄂博铁稀土矿床则代表了富氟钡型碳酸岩成矿规模大的特点，二者相辅相成，是研究富氟钡型碳酸岩成矿效应的理想对象。关

3、键词：富氟钡型碳酸岩；液态不混溶；成矿效应；微山稀土矿国外许多学者把碳酸岩视为地幔的地球化学广义“碳酸岩”，此处暂称之为“富氟钡型碳酸岩”。“探针”，用来研究地幔的地球化学特征和动力学背富氟钡型碳酸岩常与富钾碱性岩、与富钠碱性岩共景(Bell等，1989；wyllie，1989；Bailey，1993；生，也可以是独立产出的富REE～F碳酸岩，具有Harmer，l998)，而对碳酸岩成矿作用重视程度不富C0。、F、H。O、Ba等挥发分和碱土元素的特点。足，例如《Lithos》和《JoumalofPet

4、ro1ogy》分别在富氟钡型碳酸岩产出了许多著名的稀土矿床。如，2OO5年和1998年出版了一期碳酸岩专辑，但36篇中国的四川冕宁一德昌稀土成带中的诸多稀土矿、论文中仅有1篇研究了碳酸岩型矿床；在8月召开山东微山稀土矿、内蒙古白云鄂博稀土矿，美国的的国际地质大会上，碳酸岩专题中也仅有少量关于MountainPass、RockBoy、LittleMurun、碳酸岩型矿床的报告。我国是世界稀土王国，产有Dunkeldyksky、LochBorralan、RedCloud等诸多稀内蒙古白云鄂博、川西牦牛坪、

5、山东微山等大型碳酸土矿，以及俄罗斯、加拿大、越南等国的许多碳酸岩岩型稀土矿床，具有研究碳酸岩成矿作用得天独厚型稀土矿床(白鸽和袁忠信，1985)。与之相反，原生的优势。碳酸岩产出的稀土矿床则很少。那么，为什么富氟钡型碳酸岩具有较大的成矿潜力?1富氟钡型碳酸岩2碳酸岩岩浆的演化机制据国际地科联定义，碳酸岩是岩浆型碳酸盐矿物体积含量超过5O9，6，硅酸盐重量含量低于20的碳酸岩岩浆的形成和演化模式主要有三种：原浅色火成岩(LeMaitre，2OO2)。据此定义，碳酸岩始地幔部分熔融模式、结晶分异模式、不混

6、溶模式指与霞石岩、黄长岩、金伯利岩等幔源岩石共生的原(Wyllie和Huang，1975；Wyllie，1998；Dalton始地幔原生碳酸岩。等，1998)。不同于部分熔融和结晶分异模式，碳酸相对于原生碳酸岩，自然界还存在一种富重晶盐一硅酸盐熔体的液态不混溶作用仅发生在富碱熔石和萤石，而方解石等碳酸盐矿物较少的“碳酸岩”，体中(Leeeta1．，1994；LeeandWyIlie，1998)，且它们并不严格符合国际地科联定义的碳酸岩，属于不适宜在地幔压力下发生(wyllieandLee，1998)。

7、注：本文为中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(编号K2OO7—1—6)、国家自然科学基金资助项目(编号4O7O2O14，4O543O33)、中国地质调查局国土资源大调查项目(编号l2120l07338O3，l2l2o10634O02)的成果。收稿日期：20o8一O1一l1；改回日期：2o08—06—2O；责任编辑：章雨旭。作者简介：李建康，1976年生。博士，主要从事矿床学研究。Email：u9968@126．com。地质论评碱性岩浆在从地下迅速上升过程中，压力降低促使岩浆挥发组分相是

8、指岩浆熔体中的H0、cO、碳酸盐从熔体中分离，形成碳酸岩岩浆(邱家骧，Cl、F、B、P等挥发性阴离子元素或化合物。它们是1985)。当碳酸盐熔体分离后还可能经历熔体一流形成金属元素络合物的配位体，是硅酸盐熔体结构体不混溶作用的结果：碳酸盐熔体与气水溶液间的和粘度的主要约束，影响着岩浆的上升和侵位，同时不混溶(Rankin，1975，1977，2OO5；Roedder，也制约着流体体系地球化学行为及其成矿效应。在1984；Buhn和Rankin，1999；