四川牦牛坪稀土矿床碳酸岩-正长岩成因及成矿流体来源

四川耗牛坪稀土矿床是中国仅次于白云鄂博的第二大原生轻稀土矿床。矿区碳酸岩-正长岩与REE矿化时空上密切共生。本论文系统分析了矿区碳酸岩-正长岩的主要元素、微量元素、REE、PGE和C、O、Sr、Nd、Pb同位素组成，探讨了碳酸岩-正长岩的地慢源区特征及两类岩石的成因联系；结合矿区主要脉石矿物萤石和其它岩浆岩的REE、Sl-Nd-Pb同位素、流体包裹体地球化学，探讨了REE成矿流体的来源，初步建立了REE成矿模式。取得的主要认识有：1，系统研究了耗牛坪REE矿床碳酸岩-正长岩的地球化学特征，揭示了两者的地慢源区特征和成因联系。受陆内俯冲作用的影响，具有EMZ指纹的地壳物质俯冲交代具EMI特征的岩石圈地慢，形成碳酸岩一正长岩的初始地慢，该地慢经低程度部份熔融作用形成富COZ硅酸岩熔体—碳酸岩-正长岩原始岩浆，该熔体在演化过程中发生液态不混溶作用形成碳酸岩和正长岩。2．通过对耗牛坪REE矿床碳酸岩PGE地球化学的研究，发现碳酸岩具有携带PGE的能力，其PGE配分模式与西藏大竹卡方辉橄榄岩相似。初步认为本区碳酸岩中的PGE可能主要来源于俯冲或地鳗交代的流体，除硫化物外，合金或挥发份都可能影响碳酸岩PGE的配分模式。3．萤石是耗牛坪REE矿床重要的脉石矿物之一，其形成贯穿了整个成矿过程。根据REE地球化学参数将萤石分为LREE富集型、LREE平坦埠和LREE亏损型。三种REE类型的萤石具有相似的Sr、Nd、Pb同位素组成，为同源不同阶段的产物，形成顺序为LREE富集型-LREE平坦型-LREE亏损型。4．萤石的Sr、Nd、Pb同位素组成与矿区碳酸岩-正长岩相近，明显不同于花岗岩；早期萤石的REE地球化学特征也与碳酸岩-正长岩相似，与花岗岩、流纹岩和玄武岩存在差别；在萤石中发现了流体-熔融包裹体。这些特征均表明牡牛坪REE矿床成矿流体主要来源于碳酸岩-正长岩熔体，矿床为地幔流体成矿的产物。