第七届青年地学论坛

火成碳酸岩及其相关的碱性岩是全世界稀土资源的主要来源。磷酸盐矿物，如磷灰石和独居石，通常是碳酸岩中稀土元素的主要载体，并已被用于示踪岩浆演化和热液成矿过程。研究表明许多碳酸岩体侵位后会经历变质作用，然而这些变质事件对于稀土元素富集的影响是有争议的。其争论点主要在于后期变质事件是主要的稀土成矿期还是仅仅造成了局部稀土活化。本研究选取南秦岭庙垭和杀熊洞碳酸岩-碱性岩杂岩体为研究对象，揭示了该地区碳酸岩型稀土矿床的成矿和热液再活化历史。该地区不同碳酸岩体均伴有铌-稀土矿化，且以磷灰石和独居石为主要稀土载体。本次研究以这些磷酸盐矿物为研究对象，进行了年代学、微量元素地球化学、Nd同位素地球化学等方面的研究。
两个岩体中的磷灰石颗粒通常具有与溶解再沉淀过程有关的流体交代结构。蚀变磷灰石的稀土元素平均含量低于原生磷灰石，且蚀变磷灰石含有独居石矿物包裹体，或局部被细粒独居石包围。这些独居石包裹体和细粒独居石颗粒可能是在流体交代过程中从原生磷灰石颗粒中淋滤出的稀土元素沉淀而成。除此之外，样品中大部分独居石与磷灰石没有空间联系，且这些独居石在BSE成像下显示多孔结构和复杂环带。这些独居石颗粒具有变化极大的U-Th-Pb年龄（210 ~ 410 Ma），峰值年龄为230 Ma，明显小于前人通过锆石定年确定的岩体侵位年龄 (440 ~ 430 Ma)，但大致与三叠纪区域变质事件同步。而LA-MC-ICP-MS分析表明，独居石Nd同位素与岩浆磷灰石和全岩的Nd同位素相同。因此这些独居石颗粒在早志留纪碳酸岩侵位时已经形成，后在三叠纪变质事件中经历了部分或全部变质改造，造成了其U-Th-Pb年龄的改变。此外，简单的质量平衡计算表明磷灰石蚀变形成的独居石比例很低，且远远小于早志留纪形成的独居石数量。因此，三叠纪变质事件虽然在很大程度上重置了南秦岭碳酸岩-碱性岩杂岩体中原生独居石和磷灰石的U-Th-Pb同位素体系，但对稀土元素的活化再富集作用只有有限或局部的影响。上述研究结论可能广泛适用于世界上其他碳酸岩和热液系统。
 

火成碳酸岩；稀土矿床；磷酸盐；原位分析；稀土活化