2016年01月13日 星期三

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世界上首例在火成碳酸岩中发现接触交代成因的斜锆石

——白云鄂博火成碳酸岩中发现接触交代成因的斜锆石

来源:地调局地质力学所 作者:张拴宏 张超越 发布时间:2017-08-25

地调局地质力学所张拴宏研究员等人在开展白云鄂博矿区富稀土-Nb火成碳酸岩年代学研究过程中,成功地从白云鄂博矿区东侧靠近晚古生代花岗岩接触带附近3个富稀土-Nb火成碳酸岩样品中分选出了斜锆石。

作为硅不饱和岩浆中结晶的副矿物之一,斜锆石(ZrO2)在基性-超基性岩及碱性岩如碳酸岩、金伯利岩、辉绿岩、正长岩、辉长岩等精确定年中近十多年来发挥着越来越重要的作用。由于成因简单(一般均为岩浆结晶成因)并且普通铅含量很低,斜锆石已经成为国内外开展硅不饱和岩石U-Pb定年的首选矿物之一。

对此次发现的斜锆石离子探针(SIMS)及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)U-Pb测年结果获得的结晶年龄为310~270 Ma,这一结晶年龄与白云鄂博火成碳酸岩侵位年龄(~1300 Ma)完全不同,而与附近花岗岩体的结晶年龄相接近。电子探针分析结果表明,在这些锆石中除包含有金云母、磷灰石、磁铁矿及铈褐钇钶矿外,还见有大量硅镁石的矿物包体。背散射及电子探针分析结果显示在部分斜锆石颗粒中还存在有与其共生的锆石。由于硅镁石是典型的接触交代矿物,这些斜锆石的测年结果及包体组成表明它们不是从火成碳酸岩岩浆中结晶出来的,而是接触交代成因的,代表了火成碳酸岩中发现的一种新的斜锆石类型。通过对富稀土-Nb火成碳酸岩中矿物组合及前人发表资料的综合分析,提出了这些斜锆石形成于晚古生代花岗岩侵位过程中已有锆石与白云石的交代反应,或者是矽卡岩化中某些阶段贫硅流体结晶的产物。对于认识受到接触交代影响的火成碳酸岩中斜锆石的成因机制及白云鄂博矿床的后期改造作用具有重要科学意义。

该研究成果近期发表在国际SCI刊物Lithos上(Shuan-Hong Zhang, Yue Zhao, Qiu-Li Li, Zhao-Chu Hu, Zhen-Yu Chen, 2017. First identification of baddeleyite related/linked to contact metamorphism from carbonatites in the world's largest REE deposit, Bayan Obo in North China Craton. Lithos. 284–285, 654–665. DOI: 10.1016/j.lithos.2017.05.015)。

 

白云鄂博矿区及其外围地质图 

 

斜锆石反射光(ACE)及透射光图像(BDF 

 

斜锆石包体组成(A-D)及共存的斜锆石及锆石(EF 

 

斜锆石U-Pb谐和图 

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