内蒙古白云鄂博矿床巨量稀土的堆积及再活化历史:来自矿物微区Sm-Nd同位素的制约

摘要：

内蒙古白云鄂博矿是世界著名的超大型稀土-铌-铁矿床,但该矿床的同位素定年结果复杂,成矿时代备受争议.为限定白云鄂博矿床的形成-演化历史,本文对矿床中的富稀土矿物——独居石、氟碳铈矿及磷灰石开展了微区Sm-Nd同位素研究.结果显示,独居石、氟碳铈矿及变形磷灰石的Sm-Nd同位素组成沿着13亿年的等时线分布,其εNd(t=1300Ma)值和矿床中火成碳酸岩脉的εNd(t=1300Ma)值十分接近.因此,白云鄂博矿床的稀土矿物主要形成于中元古代,成矿和幔源碳酸岩浆活动具有密切的成因关系.矿床中还发育未变形的磷灰石.多数未变形磷灰石的Sm-Nd同位素组成沿着4.5亿年的等时线分布,说明其形成于早古生代.值得注意的是,早古生代磷灰石的εNd(t=450Ma)值和矿石中独居石及氟碳铈矿演化至4.5亿年的εNd值高度一致,说明磷灰石生长所需要的稀土主要来自中元古代矿石中的物质再活化.此外,少量未变形的磷灰石形成于晚古生代(2.7亿年),其εNd(t=270Ma)值和矿石中独居石及氟碳铈矿演化至2.7亿年的εNd值非常接近,同样说明新生磷灰石中的稀土来自此前矿石中的物质再活化.总之,该研究表明白云鄂博矿床的巨量金属堆积主要发生在13亿年左右;矿床形成后分别在早古生代和晚古生代经历了两次改造作用,矿床改造过程没有明显提升资源量,但导致成矿元素的活化及部分矿物的新生,可能改变了矿石的品位及工艺性质.

关键词：稀土矿物、Sm-Nd同位素、成矿时代、白云鄂博

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分类号：P597.3;P618.7(地球化学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目

在线出版日期：2022-11-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：2920-2932