塔里木大火成岩省碱性岩浆活动与稀有金属成矿作用

摘要

地幔柱活动导致大火成岩省的形成,并伴随大规模岩浆作用和成矿事件。碱性岩型稀有金属矿床是地幔柱成矿作用中非常重要的一类,但目前对该类矿床形成过程中稀有金属元素超常富集机制仍缺少系统性研究。本文搜集了塔里木大火成岩省两大构造域(塔里木克拉通及边缘地区和中亚造山带)碱性岩浆岩的年代学和岩石地球化学数据,分析其岩浆活动和成矿作用的基本特点,探讨地幔柱与不同类型大陆岩石圈相互作用导致稀有金属元素富集的差异性。塔里木克拉通及边缘地区碱性岩浆岩主要为碱性正长岩‒花岗岩和碳酸岩,形成于291~268 Ma,峰期年龄为~278 Ma,主要属于塔里木大火成岩省最晚阶段的岩浆活动;其中碱性正长岩‒花岗岩富碱、Th、REE、Nb、Zr,高Ga/Al、Nb/Ta值,多数显示典型A1型花岗岩的地球化学特征。中亚造山带碱性岩浆岩为碱性正长岩‒花岗岩,形成于325~255 Ma,大部分与塔里木大火成岩省岩浆活动时代一致,其碱、Th、REE、Nb、Zr含量和Ga/Al、Nb/Ta值明显低于塔里木克拉通及边缘地区的碱性正长岩‒花岗岩,并且多数显示典型A2型花岗岩的地球化学特征。塔里木克拉通及边缘地区的碱性正长岩‒花岗岩和碳酸岩赋存Nb-Zr-REE矿床,而中亚造山带的碱性正长岩‒花岗岩则赋存Li-Be-Ta-Nb-W-Sn-Mo矿床。地幔柱和再循环洋壳物质加入地幔源区导致塔里木克拉通及边缘地区的碱性岩浆岩富集Nb、Zr、REE;中亚造山带碱性岩浆岩的源区因近期俯冲交代影响的岩石圈地幔和新生地壳物质的参与而显著富集Li、Be、W、Sn、Mo等流体活动元素。塔里木克拉通及边缘地区碱性正长岩‒花岗岩贫硅、钠质、过碱性的特征有利于熔体中Nb、Zr、REE的富集;而中亚造山带碱性正长岩‒花岗岩富硅、钾质、过铝质的特征有利于Ta、Li、W、Sn的富集。塔里木克拉通和中亚造山带具有不同的地幔柱‒岩石圈相互作用,其碱性岩浆岩的岩浆源区不同,并经历了不同的岩浆演化过程,导致塔里木大火成岩省两大构造域具有不同的稀有金属成矿作用。