江西相山下家岭稀土矿风化壳剖面地球化学特征及矿床成因探讨

发布时间：2020-06-25 15:42

【摘要】：下家岭稀土矿位于江西相山火山岩盆地内,其风化壳较为发育。本文在详细野外地质考察的基础上,将其风化壳剖面自上而下划分为黄壤层、铁盘层、红壤层、球形风化层、母岩层。首先,为探明相山下家岭稀土矿原岩岩性及其特征,借助显微镜、XRF、ICP-MS、LA-ICP-MS、MC-ICP-MS等研究手段对原岩样品开展岩相学、元素地球化学、年代学以及Hf同位素地球化学研究,将得到的研究结果与相山碎斑熔岩对比。结果显示:相山下家岭稀土矿原岩与相山碎斑熔岩在主量元素、微量及稀土元素特征方面高度一致。原岩中锆石~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为133.64±0.84 Ma(MSWD=1.20)与相山碎斑熔岩形成时代早白垩世在误差范围内相一致以及其锆石的Hf同位素初始比值ε_(Hf)(t)变化范围(-7.88~-9.79)跟相山碎斑熔岩变化范围高度一致,表明该原岩为流纹质碎斑熔岩。其次,通过显微镜、XRD、ICP-MS等研究手段对风化壳剖面各层样品进行矿物学和元素地球化学分析研究,以查明各元素在该风化壳剖面上的分布特征并且探讨其分布成因。结果表明:(1)相山下家岭风化壳剖面上不同的层位具有不同的地质地球化学特征。岩石风化程度至上而下逐渐减弱,斜长石、钾长石、黑云母含量呈增加趋势,在风化过程中这些矿物先形成伊利石,再分解形成高岭石。(2)相山下家岭稀土矿为轻稀土选择配分型,主要富集稀土元素La、Ce、Nd以及Y。在风化壳剖面上,稀土元素含量自黄壤层到球形风化层依次增加,主要富集于球形风化层中,分析认为由于黄壤层、铁盘层、红壤层中粘土矿物与Fe(OH)_3胶体结合,使粘土矿物对稀土元素吸附量大大降低从而导致稀土元素在球形风化层中富集。但稀土元素Ce主要在风化壳上部富集,Ce在黄壤层、铁盘层、红壤层中富集明显,而在球形风化层中则表现为亏损,母岩层中异常并不明显,可能因为风化壳上层风化过程中形成方铈石等矿物固定了Ce。最后,为了研究稀土元素在球形风化层中富集机制,利用扫描电镜以及电子探针等研究方法,对球形风化层稀土矿物开展精细矿物学研究。其富集机制为:风化壳上部的稀土元素沿裂隙往球形风化层迁移时,其中大部分Ce元素已被固定,而形成富La,相对贫Ce以及含F的流体。流体进入褐帘石矿物中,其中稀土元素被固定下来,使得褐帘石蚀变为羟碳铈矿以及羟碳镧矿,而形成稀土矿物环带,导致稀土元素含量增加。随风化程度加深,稀土矿物破碎且被熔蚀,随流体再次迁移,而使得稀土元素含量减少。
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P618.7

【参考文献】