内蒙古巴尔哲碱性花岗岩稀有稀土矿床东矿区锆石的稀土元素、微量元素特征及其成因指示

摘要

巴尔哲稀有稀土金属矿床位于内蒙古自治区扎鲁特旗，是一个超大型稀土、铌、铍、锆矿床。矿体赋存在燕山晚期碱性花岗岩中，岩体的侵入时代为122Ma。巴尔哲碱性花岗岩主要出露有东、西两岩体，其中东岩体是矿区主要的含矿岩体。本文以巴尔哲碱性花岗岩东岩体中的浅色锆石和深色锆石为研究对象，主要采用阴极发光、电子探针、LA—ICP—MS三种分析技术综合对这两类锆石进行了主量元素、微量元素、稀土元素以及U—Pb年龄测定，并结合前人研究成果对巴尔哲碱性花岗岩岩浆演化及矿床成因进行了探讨，得到以下认识： ⑴巴尔哲碱性花岗岩中浅色锆石和深色锆石单晶的晶体形态大体相同，呈双锥状或锥柱状，锥面主要发育{101}，柱面主要发育{100}。阴极发光图像显示，部分锆石保留有岩浆锆石的生长环带，大多数锆石都表现出不同程度的受到流体的改造作用，蚀变部位阴极发光强度较亮。 ⑵浅色锆石和深色锆石均具有高含量的Nb、U、Y和REE等成矿元素，说明这两类锆石都是成矿期结晶的锆石，二者的差异在于后者Fe含量较前者高。LA—ICP—MS微量元素分析结果表明，所有锆石都有明显的Eu亏损，指示锆石结晶时花岗质岩浆经历过高度的分异结晶作用。 ⑶从浅色锆石到深色锆石，∑REE、HREE和Y、Th、U等微量元素含量呈渐变增长趋势，稀土配分模式由深“V”型过渡到“M”型显示出从熔体环境过渡到熔体.流体共存环境结晶的锆石特征，锆石的Ti温度计计算的岩浆结晶温度分布范围为1664～1088℃，显示成矿具有很高的温度，且浅色锆石的结晶温度总体上高于深色锆石的结晶温度，说明浅色锆石的结晶早于深色锆石。 ⑷锆石的U—Pb年龄测试结果表明，浅色锆石和深色钻石的结晶年龄基本相同，为122.4±1.5Ma，与前人用Rb—Sr法计算的全岩年龄相似，说明这两类锆石是和主体岩浆近于同期结晶的产物，同时也说明成岩和成矿具有同时性。 ⑸同一锆石颗粒受流体改造部分与原生结晶部分相比，LREE和Nb、Ta、Th、U等微量元素含量降低，显示出部分流体可能对早期的矿化有改造，且锆石受流体交代部位的年龄与原生结晶部位的年龄在误差范围内一致，说明主要的流体交代作用和碱性花岗岩成岩作用可能是近于同时的。 ⑹结合前人的研究成果，本文认为巴尔哲碱性花岗岩型稀有稀土金属的成矿与地幔来源的高温熔体结晶及流体的交代作用有关。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1前人研究概况及存在问题

1.2研究思路及方法

1.3完成的工作量

第二章地质概况和样品来源

2.1研究区地质背景

2.2样品来源

第三章锆石样品的选取、制备及分析方法

3.1锆石样品的选取

3.2锆石样品的制备

3.3锆石样品的分析方法

第四章锆石的稀土元素、微量元素特征和U-Pb年代学

4.1锆石的内部结构特征

4.2锆石的电子探针成分分析

4.3浅色锆石的稀土元素、微量元素特征

4.4深色锆石的稀土元素、微量元素特征

4.5两类锆石的稀土元素、微量元素特征对比研究

4.6锆石的Ti温度计应用

4.7锆石的U-Pb年龄

4.8小结

第五章锆石的成因指示

结论

致谢

参考文献