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摘要:通过1∶5万矿产地质调查,在攀枝花红格钒钛磁铁矿区首次发现二叠纪(262.4~258.9Ma)火成碳酸岩-氟碳铈矿化碱性杂岩,呈脉状、网脉状或岩枝/株状侵位于钒钛磁铁矿体或矿化铁镁质岩体中,初步分析稀土矿品位达0.3%~0.4%,Nb2O5达0.14%,显示较好的综合利用前景。该发现既具有区域找矿指示意义,又具有深入研究峨眉山大火成岩省岩浆-成矿作用与演化过程的重要意义,同时还具有地球深部碳循环过程的指示意义。

1.项目概况

攀枝花和红格铁矿位于上扬子陆块西缘攀西裂谷带,带内以产出大规模的钒钛磁铁矿和晶质石墨矿等矿产而闻名。2017年,自然资源部中国地质调查局部署实施了“四川攀西钒钛铁石墨矿资源基地综合地质调查”项目,归属于“东特提斯成矿带大型资源基地调查”工程,由自然资源部中国地质调查局成都地质调查中心承担。项目周期为2017—2018年。主要目标任务是以石墨矿和钒钛磁铁矿共伴生资源为重点,在区内开展1∶5万矿产地质调查和专项环境地质、水文地质测量,查明晶质石墨矿和钒钛磁铁矿共伴生钪、镓、镉、锗、铟、铼等稀有稀散元素禀赋特征、资源潜力和环境地质条件,探索建立环境承载力地质评价方法体系,助推国家级绿色k8彩票登录试点,支撑服务攀枝花市国家级战略资源创新研发基地建设。

2.成果简介

(1)通过攀枝花与红格钒钛磁铁矿区1∶5万矿产地质调查和1∶2000、1∶500岩体-蚀变-矿化剖面实测工作,结合岩石学、矿物学方面的观察和研究,在攀枝花地区的攀矿-那拉箐一带,以及红格—新九一带新发现大量的稀土矿(化)和火成碳酸岩体/脉群,而区内至今尚无这方面的报道。

空间上,火成碳酸岩与钒钛磁铁矿体或矿化铁镁质岩体、正长岩体紧密共/伴生,总体呈近S—N向的带状分布,受控于区域构造明显。火成碳酸岩主要呈岩脉/墙、岩枝、大岩株状产出,侵入老地层或二叠纪钒钛磁铁矿体、矿化铁镁质岩体中,或是“顺层”侵入层状堆晶辉长岩中(图1-A~G),岩石可见粗粒、中粒及细粒结构(图1-H~I)。镜下薄片初步鉴定出主要矿物有方解石、白云石和橄榄石(图1-J~L),部分橄榄石已局部或完全蛇纹石化,副矿物可见自形晶斜锆石;依据碳酸盐矿物,可进一步细分为白云石碳酸岩、方解石碳酸岩及复合型碳酸岩。

A~E—碳酸岩呈岩墙/脉状侵入磁铁矿或矿化辉长岩中;F~G—接触带可见碳酸岩“顺层”侵入或切割矿化堆晶辉长岩;H~I—粗粒、中—细粒碳酸岩手标本;J~L—橄榄石或无、或部分、或完全蛇纹石化。矿物代号:Cal—方解石;Dol—白云石;Srp—蛇纹石;Ol—橄榄石;PT—方解石双晶

稀土矿化碱性杂岩主要由粗粒正长岩、正长伟晶岩(图2-B)和中—细粒角闪正长岩、霓辉正长岩等岩石类型组成,并伴随出现一些石英-萤石脉(图2-C)矿区内尤其以矿化粗粒正长岩-正长伟晶岩最为醒目、大量出现;主要呈脉状、网脉状或岩枝状侵位于钒钛磁铁矿体或矿化铁镁质岩体中,其宽度常从几厘米至几十厘米不等,宽者可达数米,密度大(图2-A),成群产出,脉体群延伸从数百米至数千米不等。矿化碱性杂岩的矿物成分较复杂,主要矿物有钾长石(正长石、微斜长石)、黑云母、角闪石、辉石(霓石、霓辉石),少量斜长石、石英、萤石、锆石、榍石等矿物。稀土矿物主要为氟碳(钙)铈矿,多呈稀疏浸染状或星点状,矿物新鲜面呈蜡黄色至淡红棕色,具有玻璃光泽到油脂光泽,结晶程度较好,主要呈片状、板状,局部可见自形晶的六方晶形(图2-D~F)。

A—矿化碱性杂岩脉群矿区露头产状;B—矿化正长伟晶岩手标本;C—石英–萤石脉中淡红棕色氟碳铈矿;D—细粒氟碳铈矿;E—蜡黄色片状氟碳铈矿;F—黄色板柱状氟碳铈矿

(2)矿化正长伟晶岩和火成碳酸岩形成于二叠纪末期(262.4~258.9Ma)。获得正长伟晶岩206Pb/238U加权平均年龄为258.9±1.6Ma(n=27,2σ,MSWD=0.51;图3-A);火成碳酸岩的斜锆石U-Pb测年结果为262.4±1.7Ma(n=12,95% conf.,MSWD=0.13;图3-B)。这些年龄与峨眉山大火成岩省及相关钒钛磁铁矿的形成时代(~260Ma)一致。

(3)矿化正长伟晶岩具有综合利用稀土、铌矿的经济前景。9件脉状—网脉状矿化正长伟晶岩样品含矿性测试结果显示REE含量为0.142%~0.333%,略低于稀土矿的边界品位(0.5%);Nb2O5含量为0.013%~0.142%,已达到铌矿的边界品位(0.012%~0.015%)。同时,还采取红格矿区尾矿样品进行对比分析,4件样品测试REE含量为0.031%~0.045%,Nb2O5含量为0.009%~0.019%。

3.成果意义

攀枝花二叠纪氟碳铈矿化碱性杂岩的首次发现,不同于北部的冕宁-德昌新生代稀土矿带,不仅拓宽了攀西钒钛铁石墨矿资源基地稀土矿的找矿思路和范围,而且以氟碳铈矿化粗粒正长岩-正长伟晶岩为主的碱性杂岩脉群广泛发育于钒钛磁铁矿(化)体中,显示出攀枝花钒钛磁铁矿区丰富的稀土和铌矿资源潜力,将扩大攀枝花钒钛磁铁矿的综合利用前景;同时对于上扬子陆块西缘攀西裂谷环境下的稀土成矿作用研究也具有重要的科学意义。

攀枝花二叠纪火成碳酸岩的首次发现,完善了峨眉山大火成岩省与碱性超基性岩有关碳酸岩的记录,对深化峨眉山地幔柱认识、揭示峨眉山大火成岩省岩浆演化过程有重要研究意义。作为当今国内外研究深部碳循环与全球气候变化的热点及前缘,火成碳酸岩“岩石探针”具有地球深部碳循环和古气候变化过程的指示意义。

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