应用电感耦合等离子体质谱技术研究牦牛坪矿床霓长岩化蚀变矿物微量元素特征
发布时间：2021-06-27 21:05
近年来全岩电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和原位激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）微量元素地球化学测试在地球科学领域的应用越来越广泛。霓长岩化是碳酸岩型稀土矿常见的蚀变类型,但其中的蚀变矿物微量元素特征与稀土矿化关系并不清楚。本文对川西牦牛坪矿床两期霓长岩化脉（无矿脉和含矿脉）中的霓辉石、钠铁闪石同时开展ICP-MS和LA-ICP-MS微量元素测试。结果表明:同期次的霓长岩化脉中,霓辉石、钠铁闪石全岩ΣREE含量远高于单矿物原位ΣREE含量,背散射图像显示霓辉石、钠铁闪石矿物中叠加了一些氟碳铈矿、重晶石微矿物。不同期次霓长岩化脉中霓辉石原位微量对比,含矿脉中的霓辉石具有更高的La/Nd值（0.19～0.23）、LREE/HREE值（6.58～7.79）、Ce/Nd值（0.95～1.11）、LaN/YbN值（2.07～2.33）。对比全岩微量组成,含矿脉中高含量的La、Ce、LREE、ΣREE,强烈的轻重稀土分异,可能代表了高稀土通量的霓长岩化流体。霓长岩化脉的出现以及脉体中霓辉石、钠铁闪石这些全岩微量、原位微量地球化学指标...
【文章来源】：岩矿测试. 2020,39(06)北大核心CSCD
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牦牛坪矿床不同期次的霓长岩化脉
表2 牦牛坪矿床不同期次的霓长岩化脉体中霓辉石、钠铁闪石原位微量元素组成Table 2 In situ trace elements compositions of aegirine-augite and arfvedsonite in different period fenitization veins from the Maoniuping deposit, analyzed by LA-ICP-MS 元素 霓辉石(×10-6) 钠铁闪石(×10-6) 霓辉石(×10-6) 钠铁闪石(×10-6) La-BAgt1 La-BAgt2 La-BAgt3 La-BAgt4 La-BArf1 La-BArf2 La-BArf3 La-BArf4 La-HAgt1 La-HAgt2 La-HAgt3 La-HAgt4 La-HArf1 La-HArf2 La-HArf3 La-HArf4 Ti 292 298 305 313 400 420 507 255 692 488 658 653 484 312 438 249 Rb 0.04 0.06 0 0 6.9 7.58 5.79 8.17 0 0 0.05 0 6.01 7.85 7.03 8.10 Sr 194 181 187 194 97.1 105 104 105 182 167 169 158 54.9 98 96.3 94.1 Ba 0.03 0 0.14 0.05 1.09 0.85 0.86 0.79 0.26 0.44 0.01 0.38 7.15 3.07 4.96 4.99 Zr 167 164 128 133 13.7 10.0 14.8 9.70 144 124 141 155 31.9 12.2 11.5 11.1 Nb 0.16 0.15 0.29 0.16 2.60 1.04 2.23 0.37 0.34 0.2 0.41 0.36 3.96 0.63 1.42 0.51 La 10.2 9.16 8.88 9.32 2.60 2.62 2.48 2.32 9.52 8.94 9.42 11.7 1.95 2.49 2.50 2.49 Ce 49.3 44.4 44.9 46.4 10.5 10.3 9.52 9.03 47.5 43.9 45.7 56.9 9.22 9.86 9.73 9.68 Pr 9.20 8.75 8.55 8.61 1.67 1.54 1.63 1.44 8.48 8.1 7.85 11.1 1.61 1.49 1.54 1.49 Nd 50.6 48.0 45.8 48.4 7.90 6.77 6.86 6.57 45.7 42.1 41.1 60.1 7.70 7.04 7.39 6.78 Sm 11.2 11.6 10.4 11.2 1.37 1.25 1.24 1.32 9.33 8.42 8.42 12.7 1.61 1.63 1.44 1.07 Eu 2.86 2.73 2.73 2.69 0.37 0.31 0.31 0.27 2.28 2.16 2.01 3.35 0.50 0.29 0.39 0.29 Gd 7.91 7.11 7.05 7.23 0.71 0.83 0.63 0.81 5.64 5.80 5.07 9.23 1.11 0.71 0.85 0.75 Tb 0.87 0.91 0.80 0.80 0.11 0.07 0.10 0.08 0.60 0.64 0.55 1.05 0.13 0.09 0.10 0.06 Dy 4.61 4.34 4.08 4.06 0.55 0.37 0.49 0.37 3.26 3.24 3.12 5.62 0.73 0.50 0.43 0.36 Y 13.4 13.2 12.5 12.6 1.65 1.65 1.56 1.70 10.6 9.71 9.76 14.8 2.97 1.74 1.96 1.73 Ho 0.65 0.68 0.66 0.55 0.08 0.08 0.08 0.06 0.48 0.49 0.48 0.88 0.11 0.08 0.08 0.07 Er 1.68 1.95 1.45 1.60 0.27 0.20 0.20 0.31 1.55 1.30 1.15 2.11 0.31 0.21 0.33 0.39 Tm 0.37 0.35 0.30 0.35 0.08 0.09 0.08 0.08 0.27 0.25 0.24 0.36 0.08 0.08 0.09 0.09 Yb 4.29 4.04 3.65 3.6 0.99 1.24 1.37 1.35 3.22 3.08 3.27 3.61 0.84 1.35 1.14 1.11 Lu 1.23 1.10 0.91 0.97 0.30 0.35 0.36 0.31 0.82 0.69 0.81 0.84 0.20 0.36 0.34 0.32 Hf 12.2 12.2 9.67 9.88 1.02 0.90 1.10 0.49 11.2 12.0 10.9 11.1 8.02 1.08 1.25 0.68 Ta 0 0 0 0 0 0 0.02 0 0.02 0.02 0.03 0.01 0.11 0.01 0.04 0.02 Pb 2.62 2.37 2.21 2.37 3.92 3.11 4.04 3.30 2.23 2.11 1.98 1.95 3.56 3.38 3.94 5.94 Th 0.01 0.01 0.02 0.01 0 0 0 0 0.01 0.01 0.01 0.04 0.03 0 0 0 U 0 0 0.01 0.03 0 0 0 0 0 0 0 0.01 0.03 0.01 0.01 0.01 ΣREE 155 145 140 146 27.5 26.0 25.3 24.3 139 129 129 180 26.1 26.2 26.3 24.9 LREE 133 125 121 127 24.4 22.8 22.0 20.9 123 114 114 156 22.6 22.8 23.0 21.8 HREE 21.6 20.5 18.9 19.2 3.09 3.22 3.31 3.36 15.8 15.5 14.7 23.7 3.51 3.37 3.36 3.14 LREE/HREE 6.17 6.08 6.42 6.60 7.91 7.07 6.65 6.23 7.75 7.34 7.79 6.58 6.44 6.77 6.85 6.93 LaN/YbN 1.70 1.63 1.75 1.86 1.88 1.52 1.30 1.23 2.12 2.08 2.07 2.33 1.67 1.32 1.57 1.61 注:LREE/HREE、LaN/YbN无单位。含矿脉中霓辉石的原位微量元素组成特点:La含量为8.94×10-6～11.7×10-6,Ce含量为43.9×10-6～56.9×10-6,?SymbolSA@REE为129×10-6～180×10-6,LREE为114×10-6～156×10-6,LREE/HREE为6.58～7.79,LaN/YbN为2.07～2.23。含矿脉中钠铁闪石的原位微量元素组成特点:La 含量为1.95×10-6～2.50×10-6,Ce含量为9.22×10-6～9.86×10-6,ΣREE为24.9×10-6～26.3×10-6,LREE为21.8×10-6～23.0×10-6,LREE/HREE为6.44～6.93,LaN/YbN为1.32～1.67(表2)。
3.3.2 全岩和原位微量元素出现差别的原因通过背散射(BSE)图像,可以清晰地观察到矿物的微观结构。在霓辉石中,有大量的其他矿物小颗粒(氟碳铈矿、重晶石等)(图3),这些矿物小颗粒杂质,一般粒度在5μm以下,肉眼根本看不到,在全岩微量测试时,无法避免这些杂质矿物对主矿物的影响。这就是同脉体、同矿物中的全岩微量和原位微量元素测试结果具有显著差异的原因。在霓长岩化过程中,这些氟碳铈矿、重晶石等微矿物是如何成功潜入到霓辉石、钠铁闪石之中呢?这里给出几种情况来解释这种现象:①微型的氟碳铈矿、重晶石早先形成,后期霓长岩化形成的霓辉石、钠铁闪石大颗粒包住了这些微型的氟碳铈矿和重晶石;②先形成的霓辉石、钠铁闪石,可以形成氟碳铈矿、重晶石的组分在后期流体演化和运移过程中叠加到早先形成的霓辉石、钠铁闪石之中,并结晶形成微矿物;③霓长岩化流体包含有大量的可以形成氟碳铈矿、重晶石的组分,大颗粒的霓辉石、钠铁闪石在结晶过程中,有极少量的氟碳铈矿、重晶石的组分来不及随流体运移离开,而被包含在霓辉石、钠铁闪石之中,随温度降低,这些组分结晶形成微矿物。针对这些可能性进行逐一分析,根据矿物生成顺序,重晶石和氟碳铈矿的形成一般晚于霓辉石、钠铁闪石矿物[12,19,34],从野外热液脉体的矿物分带来看,霓辉石、钠铁闪石在紧邻正长岩的位置,而重晶石和氟碳铈矿则位于矿脉的中心位置,因此第①条假设不成立。如果第③条的假设成立,那么,形成的重晶石、氟碳铈矿微矿物会呈星点状广泛分布于整个霓辉石、钠铁闪石矿物之中,但从背散射图像看,只有很少一部分或位于裂隙处,或分布在空洞中。因此第③条中假设不成立,第②条中假设能够更好地解释这种现象。
【参考文献】：
期刊论文
[1]川西冕宁-德昌稀土矿带霓长岩的地球化学特征及地质意义[J]. 舒小超,刘琰,李德良,贾玉衡. 岩石学报. 2019(05)
[2]白云鄂博矿床成因——矿体内霓长岩化成矿作用与赋矿白云岩的联系[J]. 王凯怡,张继恩,方爱民,董策,胡辅佑. 岩石学报. 2018(03)
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[7]四川德昌大陆槽稀土矿床地质特征[J]. 李小渝. 矿床地质. 2005(02)
[8]霓长岩岩石学特征及其地质意义评述[J]. 杨学明,杨晓勇,范宏瑞,郭范,张兆峰,郑永飞. 地质论评. 2000(05)
本文编号：3253603
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牦牛坪矿床不同期次的霓长岩化脉
表2 牦牛坪矿床不同期次的霓长岩化脉体中霓辉石、钠铁闪石原位微量元素组成Table 2 In situ trace elements compositions of aegirine-augite and arfvedsonite in different period fenitization veins from the Maoniuping deposit, analyzed by LA-ICP-MS 元素 霓辉石(×10-6) 钠铁闪石(×10-6) 霓辉石(×10-6) 钠铁闪石(×10-6) La-BAgt1 La-BAgt2 La-BAgt3 La-BAgt4 La-BArf1 La-BArf2 La-BArf3 La-BArf4 La-HAgt1 La-HAgt2 La-HAgt3 La-HAgt4 La-HArf1 La-HArf2 La-HArf3 La-HArf4 Ti 292 298 305 313 400 420 507 255 692 488 658 653 484 312 438 249 Rb 0.04 0.06 0 0 6.9 7.58 5.79 8.17 0 0 0.05 0 6.01 7.85 7.03 8.10 Sr 194 181 187 194 97.1 105 104 105 182 167 169 158 54.9 98 96.3 94.1 Ba 0.03 0 0.14 0.05 1.09 0.85 0.86 0.79 0.26 0.44 0.01 0.38 7.15 3.07 4.96 4.99 Zr 167 164 128 133 13.7 10.0 14.8 9.70 144 124 141 155 31.9 12.2 11.5 11.1 Nb 0.16 0.15 0.29 0.16 2.60 1.04 2.23 0.37 0.34 0.2 0.41 0.36 3.96 0.63 1.42 0.51 La 10.2 9.16 8.88 9.32 2.60 2.62 2.48 2.32 9.52 8.94 9.42 11.7 1.95 2.49 2.50 2.49 Ce 49.3 44.4 44.9 46.4 10.5 10.3 9.52 9.03 47.5 43.9 45.7 56.9 9.22 9.86 9.73 9.68 Pr 9.20 8.75 8.55 8.61 1.67 1.54 1.63 1.44 8.48 8.1 7.85 11.1 1.61 1.49 1.54 1.49 Nd 50.6 48.0 45.8 48.4 7.90 6.77 6.86 6.57 45.7 42.1 41.1 60.1 7.70 7.04 7.39 6.78 Sm 11.2 11.6 10.4 11.2 1.37 1.25 1.24 1.32 9.33 8.42 8.42 12.7 1.61 1.63 1.44 1.07 Eu 2.86 2.73 2.73 2.69 0.37 0.31 0.31 0.27 2.28 2.16 2.01 3.35 0.50 0.29 0.39 0.29 Gd 7.91 7.11 7.05 7.23 0.71 0.83 0.63 0.81 5.64 5.80 5.07 9.23 1.11 0.71 0.85 0.75 Tb 0.87 0.91 0.80 0.80 0.11 0.07 0.10 0.08 0.60 0.64 0.55 1.05 0.13 0.09 0.10 0.06 Dy 4.61 4.34 4.08 4.06 0.55 0.37 0.49 0.37 3.26 3.24 3.12 5.62 0.73 0.50 0.43 0.36 Y 13.4 13.2 12.5 12.6 1.65 1.65 1.56 1.70 10.6 9.71 9.76 14.8 2.97 1.74 1.96 1.73 Ho 0.65 0.68 0.66 0.55 0.08 0.08 0.08 0.06 0.48 0.49 0.48 0.88 0.11 0.08 0.08 0.07 Er 1.68 1.95 1.45 1.60 0.27 0.20 0.20 0.31 1.55 1.30 1.15 2.11 0.31 0.21 0.33 0.39 Tm 0.37 0.35 0.30 0.35 0.08 0.09 0.08 0.08 0.27 0.25 0.24 0.36 0.08 0.08 0.09 0.09 Yb 4.29 4.04 3.65 3.6 0.99 1.24 1.37 1.35 3.22 3.08 3.27 3.61 0.84 1.35 1.14 1.11 Lu 1.23 1.10 0.91 0.97 0.30 0.35 0.36 0.31 0.82 0.69 0.81 0.84 0.20 0.36 0.34 0.32 Hf 12.2 12.2 9.67 9.88 1.02 0.90 1.10 0.49 11.2 12.0 10.9 11.1 8.02 1.08 1.25 0.68 Ta 0 0 0 0 0 0 0.02 0 0.02 0.02 0.03 0.01 0.11 0.01 0.04 0.02 Pb 2.62 2.37 2.21 2.37 3.92 3.11 4.04 3.30 2.23 2.11 1.98 1.95 3.56 3.38 3.94 5.94 Th 0.01 0.01 0.02 0.01 0 0 0 0 0.01 0.01 0.01 0.04 0.03 0 0 0 U 0 0 0.01 0.03 0 0 0 0 0 0 0 0.01 0.03 0.01 0.01 0.01 ΣREE 155 145 140 146 27.5 26.0 25.3 24.3 139 129 129 180 26.1 26.2 26.3 24.9 LREE 133 125 121 127 24.4 22.8 22.0 20.9 123 114 114 156 22.6 22.8 23.0 21.8 HREE 21.6 20.5 18.9 19.2 3.09 3.22 3.31 3.36 15.8 15.5 14.7 23.7 3.51 3.37 3.36 3.14 LREE/HREE 6.17 6.08 6.42 6.60 7.91 7.07 6.65 6.23 7.75 7.34 7.79 6.58 6.44 6.77 6.85 6.93 LaN/YbN 1.70 1.63 1.75 1.86 1.88 1.52 1.30 1.23 2.12 2.08 2.07 2.33 1.67 1.32 1.57 1.61 注:LREE/HREE、LaN/YbN无单位。含矿脉中霓辉石的原位微量元素组成特点:La含量为8.94×10-6～11.7×10-6,Ce含量为43.9×10-6～56.9×10-6,?SymbolSA@REE为129×10-6～180×10-6,LREE为114×10-6～156×10-6,LREE/HREE为6.58～7.79,LaN/YbN为2.07～2.23。含矿脉中钠铁闪石的原位微量元素组成特点:La 含量为1.95×10-6～2.50×10-6,Ce含量为9.22×10-6～9.86×10-6,ΣREE为24.9×10-6～26.3×10-6,LREE为21.8×10-6～23.0×10-6,LREE/HREE为6.44～6.93,LaN/YbN为1.32～1.67(表2)。
3.3.2 全岩和原位微量元素出现差别的原因通过背散射(BSE)图像,可以清晰地观察到矿物的微观结构。在霓辉石中,有大量的其他矿物小颗粒(氟碳铈矿、重晶石等)(图3),这些矿物小颗粒杂质,一般粒度在5μm以下,肉眼根本看不到,在全岩微量测试时,无法避免这些杂质矿物对主矿物的影响。这就是同脉体、同矿物中的全岩微量和原位微量元素测试结果具有显著差异的原因。在霓长岩化过程中,这些氟碳铈矿、重晶石等微矿物是如何成功潜入到霓辉石、钠铁闪石之中呢?这里给出几种情况来解释这种现象:①微型的氟碳铈矿、重晶石早先形成,后期霓长岩化形成的霓辉石、钠铁闪石大颗粒包住了这些微型的氟碳铈矿和重晶石;②先形成的霓辉石、钠铁闪石,可以形成氟碳铈矿、重晶石的组分在后期流体演化和运移过程中叠加到早先形成的霓辉石、钠铁闪石之中,并结晶形成微矿物;③霓长岩化流体包含有大量的可以形成氟碳铈矿、重晶石的组分,大颗粒的霓辉石、钠铁闪石在结晶过程中,有极少量的氟碳铈矿、重晶石的组分来不及随流体运移离开,而被包含在霓辉石、钠铁闪石之中,随温度降低,这些组分结晶形成微矿物。针对这些可能性进行逐一分析,根据矿物生成顺序,重晶石和氟碳铈矿的形成一般晚于霓辉石、钠铁闪石矿物[12,19,34],从野外热液脉体的矿物分带来看,霓辉石、钠铁闪石在紧邻正长岩的位置,而重晶石和氟碳铈矿则位于矿脉的中心位置,因此第①条假设不成立。如果第③条的假设成立,那么,形成的重晶石、氟碳铈矿微矿物会呈星点状广泛分布于整个霓辉石、钠铁闪石矿物之中,但从背散射图像看,只有很少一部分或位于裂隙处,或分布在空洞中。因此第③条中假设不成立,第②条中假设能够更好地解释这种现象。
【参考文献】：
期刊论文
[1]川西冕宁-德昌稀土矿带霓长岩的地球化学特征及地质意义[J]. 舒小超,刘琰,李德良,贾玉衡. 岩石学报. 2019(05)
[2]白云鄂博矿床成因——矿体内霓长岩化成矿作用与赋矿白云岩的联系[J]. 王凯怡,张继恩,方爱民,董策,胡辅佑. 岩石学报. 2018(03)
[3]青藏高原东部碳酸岩-正长岩杂岩体型REE矿床成矿模式——以大陆槽REE矿床为例[J]. 刘琰,陈超,舒小超,郭东旭,李自静,赵海璇,贾玉衡. 岩石学报. 2017(07)
[4]川西冕宁-德昌稀土矿带正长岩-碳酸岩杂岩体中锆石矿物学特征与矿化过程[J]. 郭东旭,刘琰,陈超,姜恒,李自静,李德良,马旺. 岩石矿物学杂志. 2017(03)
[5]与碳酸岩共生的霓长岩[J]. 王凯怡. 地质科学. 2015(01)
[6]川西冕宁-德昌喜马拉雅期稀土元素成矿带:矿床地质特征与区域成矿模型[J]. 侯增谦,田世洪,谢玉玲,袁忠信,杨竹森,尹淑苹,费红彩,邹天人,李小渝,杨志明. 矿床地质. 2008(02)
[7]四川德昌大陆槽稀土矿床地质特征[J]. 李小渝. 矿床地质. 2005(02)
[8]霓长岩岩石学特征及其地质意义评述[J]. 杨学明,杨晓勇,范宏瑞,郭范,张兆峰,郑永飞. 地质论评. 2000(05)
本文编号：3253603
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