云南麻栗坡南秧田白钨矿床痕量稀土元素的测定及分布特征研究

摘要

我国是世界稀土资源最丰富的国家,其工业储量约占全世界储量的60％以上。随着稀土资源的大量开发,稀土元素不可避免的通过各种途径进入环境、食物链及生物体。稀土元素的在线(On line)分析一直受到研究工作者们的关注,现代工业自动化生产中的质量控制对稀土元素分析的测定灵敏度要求愈来愈高,如动物、植物及生物试样中的稀土含量一般在μg/g-ng/g(10-6-10-9)级,海水中的稀土浓度则在pg/g(10-12)级,而高技术材料已经提出8个“9”超高纯稀土材料的要求,其中痕量稀土测定的检出限要求达到10-10-10-12级水平。
　　 由于不同的稀土元素其物理化学性质或多或少存在一定的差异,特别是在不同的地质条件下常常会导致不同的分布,稀土元素的准确分析可用于追踪和研究各种地质体的形成和演化。因此,稀土元素作为“示踪剂”广泛地用于岩石、矿物地球化学的研究。
　　 本文建立了稀土元素的高分辨等离子体质谱(ELEMENT2)测试方法,并以云南省麻栗坡南秧田白钨矿床为研究对象,讨论了该区域中稀土元素的地球化学特征,分析了矿石和围岩中稀土元素的分布分异机制,探讨了稀土元素的示踪作用以及稀土元素和主要成矿元素之间的共生关系。主要获得以下几点认识:
　　 1、ICP-MS因其灵敏度高、质谱图相对简单、动态线性范围宽、分析速度快、多元素及同位素分析能力等优良特性,是目前无机元素检测最理想的分析技术之一。本研究在高分辨等离子体质谱(ELEMENT2)上建立的稀土元素分析方法准确可靠,方法的灵敏度高、检出限低、精密度和准确度均令人满意。
　　 2、南秧田钨矿床围岩大部分属于轻稀土元素富集型,稀土元素分布模式向右倾斜,反映出岩石成岩过程中轻稀土发生了较为强烈的分馏作用,而重稀土分馏作用微弱。在Eu部位出现明显的低谷,表明具有较为明显的负铕异常,反映了造岩过程中岩浆母体经历过分异作用,也可能是继承了原岩(基底的浅变质岩系)的特征,推测南秧田钨矿床围岩属于壳源型。矿石总体也属于轻稀土富集型,但根据其种类不同分布特征也不尽相同。
　　 3、通过对矿区不同类型白钨矿石稀土元素分布模式特征的对比研究判断可能存在两种不同成因的白钨矿石,一为与围岩同时沉积形成的白钨矿,在后期变质作用条件下形成了矽卡岩型白钨矿；二为后期热液携带来的具有较高稀土含量的石英脉型白钨矿,使矿化更加富集。
　　 4、通过对南秧田钨矿电气石岩稀土分布模式与大厂锡多金属矿、加拿大沙利文铅锌矿矿石稀土模式对比得出该地区存在两种不同产状的(石英)电气石岩,一为与层状白钨矿化关系密切的层状(石英)电气石岩,二为与地层斜交的电气石石英脉,通过对比分析,该地区的层状石英电气石岩为喷流沉积成因,间接说明初始白钨矿层为喷流沉积成因；与地层斜交的电气石石英脉初步推测可能是与岩浆热液为主体的混合热液有关,与地层斜交的电气石石英脉中常含有团块状、斑点状白钨矿,该类型白钨矿特征不同于层状产出的白钨矿,推测可能来源与岩浆热液为主体的后期热液作用形成的。从而可知南秧田白钨矿床的钨存在两种不同来源,一为与喷流电气石岩相伴随的钨；二为与后期以花岗岩热液为主体,伴随变质热液、地层水的热液携带而来的钨。
　　 5、通过对矿区微量元素的聚类分析看出与钨矿化极其密切的元素组合W-Zn-Hf-Be,而与稀土元素的共生关系不明显。