南秦岭中段宁陕地区绿柱石-铌铁矿型伟晶岩中磷灰石和铌铁矿族矿物的矿物地球化学研究

摘要

宁陕伟晶岩区分布于宁陕花岗岩基南侧的外接触带,是秦岭造山带内三大伟晶岩区之一,并分布有伟晶岩型铷-铍-铌-钽矿床。本研究利用扫描电镜和电子探针对宁陕地区的绿柱石-铌铁矿型伟晶岩进行了矿物学研究,同时对铌铁矿族矿物和晶质铀矿进行了定年工作。矿物成分和结构特征显示伟晶岩内的磷灰石和铌铁矿族矿物均可分为两类。第一类磷灰石和第二类磷灰石分别具有相对低Mn、低Cl(MnO含量为0.41%~2.27%;Cl含量为0~0.06%)和高Mn、高Cl(MnO含量为14.51%~19.12%;Cl含量为0.12%~0.16%)的特征;第一类铌铁矿族矿物在分类图上集中在铌铁矿区域,第二类铌铁矿族矿物则分散于铌铁矿和钽铁矿区域。结合矿物组成和矿物相互交代关系,本研究认为第一类磷灰石和铌铁矿族矿物为岩浆分离结晶作用的产物,而第二类磷灰石和铌铁矿族矿物的形成则均与流体活动关系密切。第一类铌铁矿族矿物的U-Pb年龄((206.3±1.5) Ma)代表伟晶岩的侵位年龄,第一类磷灰石的原位Nd同位素结果(ε_(Nd)值的范围为-4.3~-2.5)与宁陕岩基内晚三叠世二长花岗岩的ε_(Nd)值基本一致,指示了其同源性。综合两类磷灰石和铌钽铁矿族矿物的成分和结构特征,本研究认为伟晶岩内流体活动具有多阶段性,次生晶质铀矿U-Pb年龄((199.2±1.5) Ma)与岩浆铌铁矿U-Pb年龄((206.3±1.5) Ma)相接近,暗示了早阶段流体活动与岩浆演化关系密切,属于岩浆-热液过渡阶段形成的残余流体;第二类铌铁矿族矿物中局部残留的高Mn含量和第二类磷灰石中较高的Mn、Cl含量共同指示了晚阶段流体中混合了来自围岩的外来流体。