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雲南大學地質學本科生揭示特大型铌稀土礦床礦物學和元素地球化學特征

地質學報

 

風化殼離子吸附型稀土礦床是我國具有特色的優勢礦種之一,以往發現的風化殼離子吸附型稀土礦床主要産于花崗岩和酸性火山岩風化殼中,近年來雲南省核工業二〇九地質大隊通過勘查技術突破,在雲南建水堿性岩風化殼中發現一處特大型離子吸附型铌稀土礦床。雲南大學和雲南省核工業二〇九地質大隊聯合開展了該稀土礦床的綜合研究,通過産---用協同創新,在該類型稀土礦床成礦理論和勘查技術等方面取得了一系列研究成果,以毛景文院士爲組長的科技成果評價專家組一致認爲成果水平總體達到國際領先水平。

云南大學地质學本科生王敏同學(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學和元素地球化學特征研究,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號和II號礦體殘留造岩礦物主要有正長石、斜長石、霞石、雲母和磁鐵礦等,次生礦物主要爲高嶺石、三水鋁石和蒙脫石等,主要稀土礦物及含稀土礦物爲獨居石、氟碳铈礦、鉛錳铈礦和方钍石等(圖1和圖2)。稀土礦物和含稀土礦物主要呈他形粒狀、針狀和板狀等分布于高嶺石、雲母和正長石的裂隙和解理中,部分獨立分布。


1 普雄铌稀土矿床稀土矿物独居石的矿物學特征


(a)—管状独居石,背散射圖像; (b)—针状独居石,与磁铁矿共生,背散射圖像;(c)—独居石与金红石、高岭石共生,背散射圖像;(d)—独居石与金红石共生,背散射圖像;(e)—粒状独居石,背散射圖像;(f)—不規則狀獨居石分布于正長石裂隙中,背散射圖像;Mnz—獨居石;Mag—磁鐵礦;Kln—高嶺石;Rt—金紅石;Or—正長石


2 普雄铌稀土矿床其它稀土矿物的矿物學特征


(a)—条带状铅锰铈矿沿高岭石边缘矿化,背散射圖像;(b)—网脉状铅锰铈矿分布于正長石表面,背散射圖像;(c)—粒状氟碳铈矿,背散射圖像;(d)—氟碳铈矿沿白云母边缘矿化,背散射圖像;(e)—粒状方钍石沿高岭石裂隙分布,背散射圖像;(f)—不規則狀方钍石沿高嶺石邊緣礦化,背散射圖像;Mng—鉛錳铈礦;Kln—高嶺石;Or—正長石;Bsn—氟碳铈礦;Ms—白雲母;Tho—方钍石

 

ICP-MS分析結果顯示,稀土元素含量變化範圍較大,但相對球粒隕石均有不同程度富集,總體表現爲I號礦體樣品∑REE766-8942×10-6)高于II號礦體(1029-6043×10-6)。全部樣品輕稀土(∑LREE)總量(748-8841×10-6)明顯高于重稀土(∑HREE)總量(14-101×10-6),∑LREE/∑HREE=42-114(La/Yb)N=92-1001,且輕稀土內部分異((La/Sm)N=21-52)較重稀土內部分異((Gd/Yb)N=2-11)更明顯。全部樣品均具有Eu負異常特征,其δEu值介于0.44-0.72。不同類型樣品的Ce異常特征不同,I號礦體樣品具有明显的负Ce異常(δCe=0.02-0.52,僅ZK15-60-02樣品的δCe=1.34),II號礦體樣品具有弱的负Ce異常(δCe=0.41-0.85,僅ZK15-60-18樣品的δCe=1.97);全部樣品中微量元素含量也均有較大變化範圍,與上地殼元素平均含量相比,LiZnGaZrNbCdSbCsTlPbThU等有不同程度富集,ScVCrCoNiCuSn等有不同程度虧損。

綜合研究表明,內生成岩作用和外生成礦作用共同導致了滇東南建水普雄铌稀土礦床輕、重稀土的分異與富集,內生成岩作用爲礦床提供物質來源,外生成礦作用導致铌稀土元素進一步富集。

该论文是国家自然科學基金重点项目(编号 91962216)、云南大學与云南省核工业二〇九地质大队合作科研項目(编号 2019-2021)、云南大學引进人才科研启动项目(编号 YJRC4201804)和云南大學国家杰出(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學期刊《地質學報》(EI)上(DOI10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2020255)。


全文鏈接:

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



 
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