《秦嶺造山帶碳酸岩稀土成礦機理研究》是依託北京大學，由許成擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：秦嶺造山帶碳酸岩稀土成礦機理研究
- 項目負責人：許成
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
稀土是重要的戰略資源，我國稀土資源豐富，礦床類型多樣且獨特，為世界礦床學界所矚目。秦嶺造山帶內碳酸岩型稀土礦床（點）最為典型，包括了岩漿和熱液兩種類型。岩體內富含磷酸鹽和氟碳酸鹽稀土礦物，特別是罕見的磷釔礦；碳酸岩岩漿分離的熱液流體交代圍岩也形成了大量的細網礦脈。南、北秦嶺兩地碳酸岩的地球化學和稀土礦物組成各有特色，它們是對比研究碳酸岩稀土成礦流體演化和輕、重稀土分異的天然實驗室。本申請擬對南秦嶺廟埡和秦嶺北端小秦嶺華陽川、垣頭和黃龍鋪四處礦床（點）進行系統的地質、地球化學對比分析，高溫高壓實驗模擬稀土在富揮發份碳酸岩岩漿-熱液體系中的配分行為，研究碳酸岩源區物質組成、演化與稀土成礦的聯繫以及稀土在碳酸岩岩漿和熱液體系的分異、富集過程，揭示兩種類型成礦流體的共性和差異，探討輕、重稀土元素分異的內在因素。對比攀西稀土成礦的研究成果，完善我國重要且具特色的碳酸岩型稀土礦床的成礦模式。
結題摘要
稀土元素是現代工業的“維生素”，也是各國目前競相爭奪的戰略資源。相對於輕稀土，重稀土是未來新能源技術更為重要的原材料，並且面臨著嚴重的資源短缺風險。目前，全球幾乎所有的重稀土來自我國南嶺地區的花崗岩風化殼型稀土礦床，研究其它類型的重稀土礦床迫在眉睫。本項目針對我國秦嶺造山帶南北兩地碳酸岩稀土成礦作用進行對比研究。兩地碳酸岩的稀土富集程度明顯不同，南秦嶺碳酸岩富集輕稀土，是大型輕稀土礦床，北方小秦嶺碳酸岩富集重稀土。同時，開展了內蒙古白雲鄂博和新疆巴楚碳酸岩型稀土礦床的對比研究，豐富了碳酸岩稀土成礦理論。首次在小秦嶺碳酸岩內發現原生的重稀土礦物，包括磷釔礦、富重稀土矽酸鹽礦物、富重稀土氟碳酸鹽礦物和富Y燒綠石和褐釔鈮礦，說明小秦嶺碳酸質流體富含重稀土；在相鄰草灘發現白雲石與方解石-橄欖石共生的碳酸岩，兩者顯示C-Sr同位素解耦，前者顯示高的δ13CVPDB（–3.09至–3.58 ‰）和低的Sr同位素（0.70368-0.70560），方解石碳酸岩則具有更低的δ13CVPDB（–6.11至–7.19 ‰）和更高的Sr同位素（0.70560-0.70619），後者與小秦嶺其它方解石碳酸岩相似。根據草灘岩石學和地球化學證據，我們提出小秦嶺方解石碳酸岩是初始白雲質岩漿交代地殼富鈣物質的產物，導致方解石碳酸岩富集重稀土。對南秦嶺廟埡正長岩和碳酸岩內鋯石和獨居石原位定年分析，確定碳酸岩內鋯石是捕獲的產物，與正長岩內鋯石U-Pb年齡相似約為440 Ma，碳酸岩內原生獨居石和正長岩內次生交代獨居石均有相似Th-Pb年齡約為220 Ma，限定廟埡碳酸岩與正長岩並無成因聯繫，成岩成礦年齡為三疊紀，與勉略洋俯衝有關。在白雲鄂博富稀土白雲岩內識別三種類型的磷灰石和四種獨居石。三類磷灰石具有不同的稀土元素和配分模式，都具有高的Sr含量（5461-6892 ppm），與秦嶺碳酸岩內磷灰石相似，指示火成碳酸岩起源；識別裂谷型巴楚富稀土碳酸岩具有低的初始Sr同位素比值（0.7037-0.7041）和高的εNd(i) (1.2-4) 以及沉積的Mg同位素組成（-0.99至-0.65‰），指示裂谷型碳酸岩地幔源區混合俯衝循環地殼物質是稀土富集的關鍵因素。
