據(jù)報(bào)導(dǎo)，在近日舉行的第十六屆中國(guó)包頭·稀土產(chǎn)業(yè)論壇上，中國(guó)稀土學(xué)會(huì)發(fā)佈稀土學(xué)術(shù)研究年度報(bào)告，由中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物流研究所、包頭稀土研究院申報(bào)的《白雲(yún)鄂博巨量稀土富集機(jī)理及資源潛力》被評(píng)為2023年度稀土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。
稀土礦圖片
雲(yún)鄂博稀土-鈮-鐵礦床的稀土資源儲(chǔ)量在全球位居榜首，其獨(dú)特的地質(zhì)特徵備受關(guān)注。該地區(qū)廣泛發(fā)育著多種類型的巖漿碳酸巖脈，尤其是晚期形成的鈣質(zhì)碳酸巖脈，其中的稀土氧化物含量異常豐富，超過20%。因此，深入探究碳酸巖漿在強(qiáng)烈分異演化過程中稀土元素的富集機(jī)制，被視為解開白雲(yún)鄂博地質(zhì)之謎的重要線索。
白雲(yún)鄂博地區(qū)的巖漿碳酸巖主要可分為鐵質(zhì)、鎂質(zhì)和鈣質(zhì)三大類。通過觀察不同類型碳酸巖脈之間的穿插關(guān)係、碳酸巖脈的似斑狀結(jié)構(gòu)，以及碳酸巖脈中白雲(yún)石、方解石礦物的核邊結(jié)構(gòu)特徵，我們可以推斷出碳酸巖經(jīng)歷了一個(gè)從鐵質(zhì)到鎂質(zhì)，再到鈣質(zhì)的逐步演化過程。在這個(gè)過程中，隨著碳酸巖漿由早期的鐵質(zhì)逐步向晚期的鈣質(zhì)轉(zhuǎn)變，稀土元素的含量，尤其是輕稀土元素的含量，呈現(xiàn)出顯著的富集趨勢(shì)。同時(shí)，碳酸巖脈中的全鐵含量與稀土含量之間呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)係，即碳酸巖脈中白雲(yún)石和方解石礦物的核部富含鐵元素，而邊部則更富集稀土元素。這表明，鐵質(zhì)在碳酸巖漿分異演化過程中的逐步分離，可能是導(dǎo)致稀土元素在晚期巖漿中富集的重要因素。
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那麼，是什麼因素驅(qū)動(dòng)了碳酸巖漿發(fā)生如此強(qiáng)烈的分異演化呢？
通過對(duì)細(xì)粒白雲(yún)石中早期共生的大量球形赤鐵礦和初始碳酸鹽巖捕擄體的深入研究，我們發(fā)現(xiàn)鐵礦漿與碳酸巖漿之間的不混熔作用，可能是推動(dòng)鐵質(zhì)碳酸巖向鎂質(zhì)碳酸巖演化的重要機(jī)制。此外，鐵質(zhì)碳酸巖中磁鐵礦的分離結(jié)晶作用，也進(jìn)一步促進(jìn)了碳酸巖漿向富鎂方向的演化。值得注意的是，赤鐵礦與磁鐵礦均含有較低的稀土元素含量，因此赤鐵礦的不混熔以及磁鐵礦的分離結(jié)晶作用，共同促使了殘餘碳酸巖漿中的稀土元素發(fā)生初步富集。同時(shí)，早期熔離的鐵礦漿也為白雲(yún)鄂博的鐵礦化提供了豐富的物質(zhì)來源。隨後，富鎂白雲(yún)石的分離結(jié)晶作用又進(jìn)一步推動(dòng)了鎂質(zhì)碳酸巖漿向鈣質(zhì)碳酸巖漿的演化。在這個(gè)過程中，方解石通常出現(xiàn)在似斑狀鎂質(zhì)碳酸巖的基質(zhì)中，充填於白雲(yún)石晶體間隙生長(zhǎng)。而且，晚期結(jié)晶的方解石礦物具有更高的鍶和稀土含量，這均是分離結(jié)晶作用的結(jié)果。最後，殘餘碳酸巖漿與圍巖之間發(fā)生的強(qiáng)烈霓長(zhǎng)巖化作用，進(jìn)一步消耗了碳酸巖中的鐵、鎂元素，從而推動(dòng)了鎂質(zhì)碳酸巖最終向鈣質(zhì)碳酸巖的演化，並導(dǎo)致了稀土元素的強(qiáng)烈富集。
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