秦嶺造山帶不同構造單元陸續發現稀土礦,研究發現有兩期成礦事件

秦嶺造山帶是我國中央造山帶的重要組成部分。由太古代至今,該區域經歷了多期次、多階段的碰撞-擴張-聚合演化過程,發育多期構造-岩漿-變質-成礦事件,具有複雜的物質組成和結構構造,從北到南可依次劃分為華北陸塊南緣、北秦嶺、南秦嶺和揚子陸塊北緣四個構造單元。近年來,在秦嶺造山帶的不同構造單元都陸續發現了稀土礦床,如南秦嶺的廟埡和殺熊洞稀土-鈮礦床,北秦嶺的太平鎮稀土礦床以及華北陸塊南緣的黃龍鋪,黃水庵和華陽川等與稀土相關的多金屬礦床(圖1)。這些稀土礦床的稀土氧化物(REO)總儲量已經超過了200萬噸,其中僅廟埡一個礦床就達到了121萬噸。因此,秦嶺造山帶已經成為我國繼白雲鄂博、南方和川西之後的又一重要稀土成礦省。成礦時代對於研究區域成礦事件至關重要,然而秦嶺造山帶一些重要的稀土礦床目前還沒有成礦時代的相關報道,比如華北陸塊南緣的黃水庵礦床與北秦嶺的太平鎮礦床。

圖1 秦嶺造山帶構造簡圖(a,b)與重要稀土礦床礦區地質圖(c-黃水庵;d-太平鎮;e-廟埡)

針對上述問題,中國科學院地球化學研究所 陳偉 研究員團隊,在詳細的礦床地質、岩相學、礦物學工作基礎上,對秦嶺造山帶不同構造區域的典型礦床做了氟碳鈰礦以及獨居石原位LA-ICP-MS(U-Th-Pb)定年分析,取得以下認識:

1、南秦嶺廟埡稀土礦床氟碳鈰礦年齡為206 ± 4 Ma。獨居石具有兩期年齡,分別為414 ±11 Ma 和231 ± 2.3 Ma,早期年齡反映了廟埡鹼性岩-碳酸岩雜岩體侵位時的稀土成礦事件,而晚期年齡代表後期熱液流體對早期稀土礦物的改造。

2、北秦嶺太平鎮稀土礦床成礦年齡為421 ± 7 Ma,與南秦嶺稀土礦床成礦時代一致。

3、華北陸塊南緣的黃水庵Mo-Pb(REE)礦床稀土礦床成礦年齡為207 ± 4 Ma,代表了另一期稀土成礦事件。該礦床氟碳鈰礦U-Th-Pb年齡與輝鉬礦Re-Os年齡一致,REE成礦事件與Mo成礦事件同時發生。

結合前人的研究成果,他們認為秦嶺造山帶存在兩期稀土成礦事件(圖2):

圖2 秦嶺造山帶稀土礦床成礦時代

第一期成礦事件發生在440-410Ma之間,主要發生在南秦嶺和北秦嶺。南秦嶺的代表礦床為廟埡和殺熊洞礦床,形成於裂谷環境;北秦嶺的代表礦床為太平鎮礦床,形成於弧後盆地環境。

第二期成礦事件發生在220-200Ma之間,主要發生在華北陸塊南緣,代表礦床為黃龍鋪和黃水庵,形成於碰撞後的局部拉張環境。

研究成果發表在Mineralium deposita期刊上: Zhang W., Chen T. W., Gao J. F.,Chen H. K., Li J. H., (2019) Two episodes of REE mineralization in the QinlingOrogenic Belt, Central China: In-situ U-Th-Pb dating of bastnäsite andmonazite. Mineralium deposita. 連結:https://link.springer.com/article/10.1007/s00126-019-00875-7



-END-