白云鄂博ree-fe-nb矿床碳氧同位素地球化学研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文白云鄂博REE-Fe-Nb矿床碳氧同位素地球化学研究姓名：舒勇申请学位级别：硕士专业：地球化学指导教师：郑永飞2001.8.1摘要白云鄂博REE．Fe．Nb矿床的成因一直是国内外地质地球化学界关心的话题，尤其对矿区及周围碳酸岩墙和赋矿白云岩地成因争议较大。本文全面地分析了白云鄂博地区岩浆碳酸岩墙、含矿白云岩、矿石中微量碳酸盐以及沉积灰岩中白云石和方解石的碳和氧同位素组成，并应用开放体系水一岩交换模型，系统地解释了所分析样品的原岩特征、原岩受交代流体的程度以及交代流体自身的地球化学特征，为研究矿床成因提供了碳氧同位

2、素制约。l对碳酸岩墙的研究表明，碳酸岩墙有I、II和III型三种类型，其蚀变程度依次加深，6180值依次升高，蚀变温度依次降低，与之交代的流体分别是地幔流体、岩浆热液和大气降水。发生蚀变的原岩是具有正常地幔碳和氧同位素比值的碳酸岩。模型计算显示，这个区域至少存在两次流体蚀变事件，两次流体的成分分别为：6180=7．0‰和613C=一6．0‰的地幔流体；6180=10．O‰和613C=一8．0‰的岩浆热液。对主矿采坑以及围岩含矿白云岩的碳和氧同位素数据进行模型拟合表明，从主矿采坑一主矿西北一主矿北，地幔流体交代典型海相沉积灰岩(6”C=1．O

3、‰和6”0=30．0‰)的温度依次降低，这意味着白云岩与流体之间的同位素组成差别差逐渐增大，也即向沉积灰岩方向靠近，这解释了白云岩中自云石和方解石的6”C和6”0值是递增这一现象。东矿采坑实测的方解石和白云石碳和氧同位素比值呈线性变化，反映了流体交代过程中温度与水／岩比同步下降的趋势，这一趋势与地幔流体上升过程中蚀变沉积灰岩所引起的温度和水／岩比值变化趋势相吻合。采自主矿采坑的矿石中微量碳酸盐的6"c和6协O值都较低，尤其是613C值。这时两阶段迭加蚀变可以比较完满地解释实测的数据。第一阶段是地幔流体(6”c=--6．0‰和6”0=6．0‰

4、)交代沉积灰岩(6”C=1．O‰和6”0=30．O‰)，第二阶段是岩浆热液交代第一阶段蚀变的产物。宽沟北灰岩的碳氧同位素特征与典型的海相沉积碳酸盐岩不符，而用岩浆热液(6“C=一8．O‰和6”0=10．0‰)交代典型海相沉积灰岩(6“c=1．0‰和6”0：30．0‰1可以给出比较满意解释。综上所述，白云鄂博I-IS含矿仨坛岩的原岩为海相沉积灰岩，REE．Fe-Nb矿化是由地幔流体交代这些灰岩形成的。I／y关键词：碳同位素氧同位素流体蚀变方解石白云石白云鄂博内蒙古AbstractArgumentsforgenesisofREE··Fe—Nbo

5、redepositinBayanObohavebeenkeptamonggeologistsandgeochemists，speciallyforgenesisofcarbonatitedykesandore·bearingdolostoneattheoredistrictandsurroundings．Inordertoresolvethedebate，carbonandoxygenisotopecompositionsofcoexistingcalciteanddolomiteweremeasuredforcarbonatitedyke

6、s，orebearingdolostone，micro—carbonatewithintheores，andsedimentarylimestonefromtheBayanObodistrict．Combinedwithwater-rockexchangemodeling，thispapersystematicallyshowspropertiesofinitialrocks，alterationdegreeandgeochemicalcharacters，andputscarbonandoxygenisotopicconstraintso

7、nthegenesisoftheoredeposit．ThepresentstudyshowsthatcarbonatitedykesCallbeclassifiedintothreegroups．FromgroupItogroupIIItemperaturesofalterationlowerwithincreasingalterationdegreeand180values．Thecorrespondingfluidsofalterationaremantle—derived，magmaticandmeteoricwaterorigin

8、s，respectively．ThemodelingresultsindicatethatthereareatleasttwiceaIterationevenls．Oneflui