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云南大学地质学本科生揭示特大型铌稀土矿床矿物学和元素地球化学特征

地质学报

 

风化壳离子吸附型稀土矿床是我国具有特色的优势矿种之一,以往发现的风化壳离子吸附型稀土矿床主要产于花岗岩和酸性火山岩风化壳中,近年来云南省核工业二〇九地质大队通过勘查技术突破,在云南建水碱性岩风化壳中发现一处特大型离子吸附型铌稀土矿床。云南大学和云南省核工业二〇九地质大队联合开展了该稀土矿床的综合研究,通过产---用协同创新,在该类型稀土矿床成矿理论和勘查技术等方面取得了一系列研究成果,以毛景文院士为组长的科技成果评价专家组一致认为成果水平总体达到国际领先水平。

云南大学地质学本科生王敏同学(指导老师周家喜研究员)在消化吸收以往研究成果基础上,针对滇东南建水普雄铌稀土矿床综合研究薄弱环节,开展了系统深入的矿物学和元素地球化学特征研究,显微镜下鉴定、粉晶衍射和扫描电镜分析结果显示,该矿床I号和II号矿体残留造岩矿物主要有正长石、斜长石、霞石、云母和磁铁矿等,次生矿物主要为高岭石、三水铝石和蒙脱石等,主要稀土矿物及含稀土矿物为独居石、氟碳铈矿、铅锰铈矿和方钍石等(图1和图2)。稀土矿物和含稀土矿物主要呈他形粒状、针状和板状等分布于高岭石、云母和正长石的裂隙和解理中,部分独立分布。


1 普雄铌稀土矿床稀土矿物独居石的矿物学特征


(a)—管状独居石,背散射图像; (b)—针状独居石,与磁铁矿共生,背散射图像;(c)—独居石与金红石、高岭石共生,背散射图像;(d)—独居石与金红石共生,背散射图像;(e)—粒状独居石,背散射图像;(f)—不规则状独居石分布于正长石裂隙中,背散射图像;Mnz—独居石;Mag—磁铁矿;Kln—高岭石;Rt—金红石;Or—正长石


2 普雄铌稀土矿床其它稀土矿物的矿物学特征


(a)—条带状铅锰铈矿沿高岭石边缘矿化,背散射图像;(b)—网脉状铅锰铈矿分布于正长石表面,背散射图像;(c)—粒状氟碳铈矿,背散射图像;(d)—氟碳铈矿沿白云母边缘矿化,背散射图像;(e)—粒状方钍石沿高岭石裂隙分布,背散射图像;(f)—不规则状方钍石沿高岭石边缘矿化,背散射图像;Mng—铅锰铈矿;Kln—高岭石;Or—正长石;Bsn—氟碳铈矿;Ms—白云母;Tho—方钍石

 

ICP-MS分析结果显示,稀土元素含量变化范围较大,但相对球粒陨石均有不同程度富集,总体表现为I号矿体样品∑REE766-8942×10-6)高于II号矿体(1029-6043×10-6)。全部样品轻稀土(∑LREE)总量(748-8841×10-6)明显高于重稀土(∑HREE)总量(14-101×10-6),∑LREE/∑HREE=42-114(La/Yb)N=92-1001,且轻稀土内部分异((La/Sm)N=21-52)较重稀土内部分异((Gd/Yb)N=2-11)更明显。全部样品均具有Eu负异常特征,其δEu值介于0.44-0.72。不同类型样品的Ce异常特征不同,I号矿体样品具有明显的负Ce异常(δCe=0.02-0.52,仅ZK15-60-02样品的δCe=1.34),II号矿体样品具有弱的负Ce异常(δCe=0.41-0.85,仅ZK15-60-18样品的δCe=1.97);全部样品中微量元素含量也均有较大变化范围,与上地壳元素平均含量相比,LiZnGaZrNbCdSbCsTlPbThU等有不同程度富集,ScVCrCoNiCuSn等有不同程度亏损。

综合研究表明,内生成岩作用和外生成矿作用共同导致了滇东南建水普雄铌稀土矿床轻、重稀土的分异与富集,内生成岩作用为矿床提供物质来源,外生成矿作用导致铌稀土元素进一步富集。

该论文是国家自然科学基金重点项目(编号 91962216)、云南大学与云南省核工业二〇九地质大队合作科研项目(编号 2019-2021)、云南大学引进人才科研启动项目(编号 YJRC4201804)和云南大学国家杰出(优秀)青年培育项目(编号 2018YDJQ009)联合资助成果,优先出版于高水平地学期刊《地质学报》(EI)上(DOI10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2020255)。


全文链接:

http://www.geojournals.cn/dzxb/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=202001130000001&edit_id=20200921084249001&flag=2)。



 
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