Zircon U-PB Ages and Geochemical Characteristics Study of Syenite from Weishan REE Deposit, Western Shandong

LIANG Yuwei1, LAI Yong1,†, HU Hong2, ZHANG Feng3

ACTA Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis - - Contents - LIANG Yuwei, LAI Yong, HU Hong, et al

1. Key Laboratory of Orogenic and Crustal Evolution, School of Earth and Space Sciences, Peking University, Beijing 100871; 2. Shandong Province Bureau of Geology and Mineral Resources, Jinan 250013; 3. Lunan Geo-engineering Exploration Institute, Yanzhou 272100; † Corresponding author, E-mail: yonglai@pku.edu.cn

Abstract In order to enhance the understanding of the stage of magmatism and the relationship between Weishan alkaline complex and REE mineralization, the zircon U-PB age and geochemistry of Weishan alkaline complex are conducted. The geochemical result shows that syenite series has the same geochemical characteristics, proving that they are from the same resource, and the syenite belong to metaluminous and alkaline series. They have high ∑REE, and distinct fractionation between HREE and LREE, exhibiting depleted in HREE, Nb, Ta, Zr, but enriched in LREE, Rb, Ba, Sr, and have slight Eu abnormality, which is consistent with the characteristics of mantle-derived magmatic rocks. The element-geochemical features reflect that the magma comes from enriched mantle. LA-ICPMS zircon U-PB ages of the ore-bearing quartz syenite and the aegirine-augite syenite are separately 122.4±2.0 Ma (MSWD=5.2) and 130.1±1.4 Ma (MSWD=9), and the presence of 2536±6.1 Ma (MSWD=1.6) inherited zircon is also an evidence that crustal materials have been involved in the magmatism process. It is concluded that Weishan syenites had come into being in an extensional setting after the transformation of the tectonic regime in the NCC in the Mesozoic area, when a large-scale enriched mantle melted to cause the generation of alkaline magma and a massive upwelling of the mantle materials from the asthenosphere to form finally the REE deposit after the formation of the alkaline rock complex. Key words Luxi Block; Weishan REE deposit; syenite; zircon U-PB age

鲁西地块位于华北克拉通东南缘, 郯庐断裂带以西, 聊城 华北克拉通受燕山运动影响, 岩石圈强烈减薄, 导致大规模的岩浆活动以及区域成矿作用[111]。鲁西地区的中生代岩浆岩以及成矿作用也主要受这期构造活动控制, 区域内广泛分布金矿和铁矿, 如平邑归来庄金矿、磨房沟金矿、蒙阴埠洼金矿、莱芜铁矿等[1214],矿床类型主要为热液交代型、矽卡岩型和隐爆角砾岩型。稀土矿产是重要的金属矿产资源, 微山稀土矿位于山东省鲁西地区, 是我国三大轻稀土基地之一。近年来, 对微山稀土矿进行了一系列的研究工作, 确定微山稀土矿与碱性杂岩体之间存在密切成因关系。碱性杂岩体是微山稀土矿的成矿母岩, 因此对碱性杂岩体的深入探讨有利于研究稀土矿成矿物质来源。微山碱性杂岩体为造山期后岩浆活动的产物, 来源于富集地幔[15]。田京祥等[16]用 K-AR 法

[17]获得碱性杂岩体侵入年龄为140 Ma,阎国翰等

用锆石 U-PB 法测得其侵入年龄为 131 Ma。微山稀土矿成矿年龄为 119.5 Ma[18], 与碱性杂岩体在时间上存在继承关系[19]。

本文通过对微山稀土矿床碱性杂岩体锆石 UPB年代学测定、岩石学和岩石地球化学分析, 厘定微山碱性杂岩体的岩浆活动期次及时代, 并总结岩石的地球化学特征, 揭示含矿岩体的成岩时代、构造特征和演化规律, 是对区域动力学背景与区域成矿作用关系研究的一个重要补充, 同时对探讨稀土成矿物质来源也具有理论意义。

1 区域地质

聊城‒鲁西地块处于华北板块东南缘和秦祁昆造山系的东部, 郯庐断裂带中部沂沭断裂带以西, 1)。聊城‒兰考断裂及兰考断裂带以东, 齐河 丰沛断裂齐河‒广饶断裂将鲁西分为华北坳陷和鲁西隆起两以北, 呈近似平行四边形(图个重要的构造单元, 研究区位于鲁西隆起区的南西

部, 苏鲁超高压变质带西部[5,11]。

区域内构造活动强烈, 具有多期次的特征, 发育各种面状、线状构造及韧性剪切带, 形成多组不同方向、不同规模的断裂构造体系, 并大量分布‒泗水‒平邑‒蒙阴地区为中中、新生代断陷盆地。区域内断裂的展布具有一定规律性, 以中部的新寨心, 向外呈同心环状和放射状展布, 走向主要为NW 向、NE 向、EW 向及 NNE 向。NNW 向的主干断裂及次级 NW 向断裂控制区域内地层及岩浆岩的展布, 近 EW 向及 NW 向的次级断裂是本区的主要控矿构造。NW 向断裂在鲁西地区分布广泛,由南向北, 断裂走向由 NW向逐渐转变为 NNW 向, ‒孙祖断裂、新泰‒垛庄断裂、蒙山断裂等。构成鲁西中、新生代断陷盆地的北边界, 主要有铜冶店该组断裂对鲁西地区中生代燕山期岩浆活动及成矿有明显控制作用。NNE 向断裂主要为沂沭断裂带,是华北克拉通最大的走滑构造体系, 横切陆壳至壳幔边界, 将山东省分为鲁西及胶东两大地块[9]。区内出露地层主要为中太古代沂水岩群、新太‒ ‒古代泰山岩群、古生代寒武系至奥陶系碳酸盐岩及碎屑岩、石炭 二叠系、三叠系、侏罗 白垩系碎屑岩和火山岩以及第四系等。新太古代花岗闪长岩生代海相沉积岩、中生代陆相火山‒沉积岩、新生及古元古代二长花岗岩构成结晶基底, 其上覆盖古

[2021]代河湖相沉积岩等地层 。区内岩浆活动广泛发育, 以新太古代和中生代岩浆作用最为强烈, 主要发育辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩、正长斑岩、二长斑岩、花岗岩以及碳酸盐岩等。侵入体呈岩基、岩株及岩脉产出[2224]。

2 矿床地质

微山稀土矿位于山东省枣庄市微山县东南约17 km 处的郗山村及其西缘, 矿体赋存在正长岩类及其外接触带中(图 2)。矿区出露的地层主要为太古界泰山岩群山草峪组黑云斜长片麻岩、寒武纪和奥陶纪灰岩。除郗山小山头露头零星分布外, 其余皆被第四系覆盖。矿区内断裂构造发育, 构造活动控制矿区矿脉展布, 断裂分为 NW 向、NE 向、SN向和 EW 向, 为主要赋矿构造, NW 向与 EW 向断裂几乎同期形成, NE 向断裂为二者构造松弛后形成。稀土矿及岩浆岩主要受 NW 向及 NE 向断裂控制。矿区内岩浆活动发育, 以燕山期正长岩类(石英正长岩、霓辉石英正长岩)和碱性花岗岩为主构

NE‒成微山碱性杂岩体, 出露面积仅 0.5 km2, 呈SW 向延伸, 与太古代片麻岩的侵入接触界线清楚,接触形式为枝杈状接触, 且发育不同程度的碱性交代。另外, 发育规模较小的闪长玢岩岩脉, 分布在矿区西北部。

矿体呈透镜状或不规则长条状成群分布, 稀土矿物通常与方解石、萤石、重晶石、石英等共生。含稀土碳酸盐矿脉沿裂隙侵入片麻岩、石英正长岩、霓辉石英正长斑岩中, 呈单脉状、网脉状及浸染状。单脉状矿体是最主要的矿脉类型, 与岩体接触界限清楚, 脉幅大, 长度达 30~540 m, 宽度为10 cm 至 9.19 m, 矿化较为连续, 具有分支复合的特征。网脉状和浸染状矿体脉幅小, 由密集细脉组成的矿脉带具有工业意义。围岩蚀变与区域断层有密切成因关系, 热液蚀变作用不强, 主要是霓辉石化、碳酸盐化、重晶石化、萤石化、硫化物化和稀土矿化等[12,1519]。

石英正长岩呈灰白色至肉红色(图 3(a)), 似斑状至斑状结构(图 3(d)), 块状构造, 岩石遭受碳酸盐化、硅化以及稀土矿化。矿物成分主要为钾长石(43%~50%)、斜长石(5%~10%)、石英(10%~15%)和碳酸盐矿物(2%)。钾长石发育卡式双晶, 可见环带

构造, 部分钾长石以巨斑晶出现, 粒径为 0.5~2 cm。石英斑晶边缘可见蚀变环带, 石英常与方解石镶嵌(图 3(e))。碳酸盐矿物以方解石和白云石为主, 自形至半自形。存在少量黑云母和角闪石。副矿物主要为磷灰石、榍石和磁铁矿等。

3地球化学特征3.1样品采集与分析方法

全岩主量、微量和稀土元素分析在广州澳实实验室完成。选取较新鲜的石英正长岩和霓辉石英正长斑岩样品 7 件, 粉碎至小于 200 目。主量元素采用硼酸锂+硝酸锂熔融, 进行 X 荧光光谱分析(XRF), 分析精度优于 1%。微量元素采用硼酸锂熔 融, 进行等离子光谱定量分析, 分析精度优于 5%。稀土元素检测仪器为等离子质谱仪(ICP-MS), 分析精度优于5%。分析结果列于表 1 和 2。

3.2 岩石主量、微量元素分析结果

主量元素分析结果显示, 矿区石英正长岩的SIO2 含量为 58.00%~67.90%, 属于中酸性岩类; NA2O+K2O 含量为 9.72%~11.94%, MGO, CAO 和FE2O3 含量分别为 0.24%~0.43%, 1.59%~3.19%和1.44%~3.26%; 岩石具有低 Ti (TIO2 含量为0.15%~0.35%)、富 Al (AL2O3 含量为 13.82%~ 18.90%)特征。铝饱和指数 A/CNK 为 0.70~0.91,属于偏铝质系列, 在 A/NK-A/CNK 图解上, 绝大多数落在偏铝质区域内(图 4)。在 TAS 图解上, 石英

正长岩落在石英正长岩及花岗岩区域内, 显示酸性岩浆的特点(图 5)。霓辉石英正长斑岩与石英正长岩具有相似的主微量地球化学特征, SIO2含量为 62.41%~73.6%, 属于酸性岩类, 相对于石英正长岩更偏酸性。NA2O+ K2O 含量为 9.06%~10.51%, MGO, CAO 和 FE2O3含量分别为 0.13%~0.66%, 1.25%~5.69% 和 1.03%~ 3.53%。在 TAS 图解上, 霓辉石英正长岩主要落在正长岩及花岗岩区(图 5)。A/CNK 值大部分集中在0.59~0.88 之间, 在 A/NK-A/CNK 图中主要分布于偏铝质区(图 4)。

两个岩体的 K2O/NA2O 基本上小于 1, 里特曼指数为 2.45~9.50, 平均 4.88, 为碱性系列。在 ARSIO2图解(图 6)中, 岩石样品投影在碱性岩区域, 表明石英正长岩及霓辉石英正长斑岩属于碱性岩系列。由 TFEO/(TFEO+MGO)-SIO2 图解(图 7)可知,岩体落在铁质花岗岩区。

石英正长岩和霓辉石英正长斑岩的 TREE 值为82.02~2504.51 μg/g, 稀土配分曲线为右倾型(图 8 (a)), LREE/HREE 值(23.4~37.0)较高, (LA/YB)N 值多数在 47.7~455.7 之间, 说明岩石发生轻重稀土的强烈分异, 呈轻稀土高度富集的分布模式, 反映它们为同源岩浆演化的产物。

在原始地幔标准化微量元素蛛网图(图 8(b))上,石英正长岩和霓辉石英正长斑岩均有相似的特点:富集 Ba, Th, Nd 和 U, 亏损 Nb, Ta, Zr 和 Hf, Ce 正异常明显, Eu异常不明显。

4锆石 LA-ICP-MS 年代学研究4.1样品采集与分析方法

用于锆石激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LAICP-MS) U-PB 同位素分析的样品为含矿石英正长岩和霓辉石英正长斑岩岩体中的锆石。锆石的单矿物分选在河北省廊坊市宇能岩石矿物分选技术服务有限公司完成。锆石阴极发光(CL)图像分析和锆石U-PB 年代学测试在北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室的 EBSD 显微镜实验室和 LA-ICPMS实验室完成。

激光剥蚀使用德国相干公司(Coherent)生产的COMPEXPRO 102 型 ARF 准分子激光器, 分析系统为美国 Agilent ICP-MS 7500ce 型电感耦合等离子质谱仪。激光束斑直径为 32 m, 剥蚀频率为 5 Hz,激光能量密度为 20 J/cm2。使用高纯度 He 气作为剥蚀物质的载气, 气流量为 0.6~0.8 L/min; 辅助气 为 Ar 气, 气流量为 0.6~1 L/min。采集信号前, 首先进行 20 次激光脉冲的预剥蚀, 进行 15 s 的空白信号采集及 75 s 的样品剥蚀。使用 NIST610 玻璃标样对锆石样品元素含量进行标定, Si 为内标元素。用 Plesovice (337 Ma)锆石作为标样进行 U-PB同位素的标定, 91500 锆石[30]为监控盲样。使用

GLITTER 4.4软件进行同位素比值及元素含量的计算, 普通铅校正采用 Anderson[31]给出的程序计算。后期使用 Isoplot/ex (3.0)进行谐和年龄、加权平均值的计算及 U-PB 谐和图绘制。

4.2 锆石 U-PB 定年结果

显微镜下观察表明, 样品 WSZ-1 为片麻岩, 锆石 CL 图像显示灰白色, 部分锆石颗粒具有暗色核部和灰白色边部, 为变质增生锆石, 发育厚度不等206PB/238U‐207PB/235U的增生边和蜕晶边(图 9)。对 21 个有效数据进行

谐和曲线投影(图 10(a)), 其谐和年龄为 2536.5±6.1 Ma (MSWD=1.6), 与华北克拉通广泛分布的太古代基底岩石年龄[32]一致。

含矿霓辉石英正长斑岩(WSZ-2)中锆石呈浑圆状, CL 图像以黑色为主, 原因可能是 Th 含量较高,部分发育环带结构, 为岩浆成因锆石。石英正长岩(WSZ-3)中锆石晶体以淡棕色和灰白色为主, 自形程度较好, 多为柱状, 大小不等, 粒径约 30~100 μm。cl 图像呈内暗外亮现象, 部分发育清晰的环带结构, 部分锆石样品中可见继承锆石残余核, TH/U 值均大于 0.4, 普遍具有典型中酸性岩浆锆石的特征。样品 WSZ-2 和 WSZ-3 中锆石的有效数据如表 3所示。分别对样品 WSZ-2 中 19 个有效数据

206PB/238U‐207PB/235U和 WSZ-2 中岩浆锆石 13 个有效数据、继承锆石14 个有效数据进行 谐和曲线投影, 并对 206PB/238U 年龄进行加权平均(图 10(b)~ (d))。结果显示, 微山石英正长岩中锆石的谐和年龄为 122.4±2.0 Ma (MSWD=5.2), 霓辉石英正长斑岩中锆石的谐和年龄为 130.1±1.4 Ma (MSWD=9),继承锆石的谐和年龄为 2494±2.8 Ma (MSWD=8.7),与片麻岩年龄一致。

5 讨论5.1 成岩成矿物质来源

华北克拉通出露不少中生代正长岩[10,3335]。目前有关正长岩成因的争论很多, 主要有 3 种观点: 1) 正长岩浆形成于下地壳物质的部分熔融; 2) 正长岩浆可能是富集岩石圈地幔部分熔融、碱性玄武岩浆结晶分异的产物; 3) 正长岩形成于岩浆混合作用,即幔源基性岩浆与酸性岩浆混合后结晶分异作用,或由幔源硅不饱和碱性岩浆与壳源花岗质岩浆混合形成[36]。 微山石英正长岩及霓辉石英正长斑岩具有富碱、高钾、偏铝质以及贫 Ti, Fe, Mg, Mn 的特征,属于碱性岩系列; 具有一致的微量元素组成及相同的稀土配分模式; 空间上紧密共生, 与碱性花岗岩共同构成微山碱性杂岩体, 属于同一岩浆演化系统的产物。Harker 图解(图 11)中, 随 SIO2 含量升高,岩体中 TIO2, AL2O3, TFE2O3, MNO, MGO, CAO 和P2O5 含量逐渐降低; NA2O 和 K2O 含量变化不大,表明在岩浆演化过程中经历了较强的结晶分异作用。在岩体形成过程中, 富 Ca, Mg, Fe, P 和 Ti 的矿物(如辉石、钛铁矿、榍石、独居石、磷灰石)分离结晶, 岩浆演化至酸性增大时, 钾长石、钠长石等矿物富集。岩体中轻重稀土分异强烈, 稀土元素为右倾型配分模式, 有微弱的 Eu 正异常及负异常(δeu 为 0.90~1.05)。由于 Eu 主要富集在斜长石等矿物中, 说明岩浆源区缺少或者不含斜长石, 具有较高的岩浆起源压力条件。微量元素富集 Rb, Th, U 等大离子亲石元素(LILES), 亏损 Nb, Ta, Zr, Hf等高场强元素(HFSES), 低 Y 含量表明源区存在富重稀土元素矿物(如石榴子石、角闪石), 石榴石的存在导致岩浆熔体赋存较低的 HREE 以及高的La/yb 比值, 因此岩浆形成于石榴石相稳定区域。Nb, Ta, Ti 的含量由金红石、榍石的残留及结晶分异控制, 岩相学观察中未发现金红石, 而榍石是主要的副矿物, 所以金红石残留在源区。由于金红石是地幔岩中分布广泛的矿物, 因此说明微山碱性杂岩体岩浆源区深度较大。微山碱性杂岩体具有幔源岩浆地球化学特征, SIO2 含量高(>58%), MGO 含量低(<0.43%), Nb, Ta, P 亏损强烈, 表明岩浆演化过

程中有地壳物质参与。

岩相学观察发现, 石英正长岩和霓辉石英正长斑岩中均赋存结晶完好的方解石矿物, 并与长石相‒碳酸盐岩浆互交代, 为正长岩同期矿物。微山稀土矿赋存在碱性杂岩体中, 成矿作用与碱性硅酸盐用直接从碱性硅酸盐或者碱性岩‒碳酸盐岩浆系统的演化有关。富 REE 流体可以通过流体不混溶作分异出来[14,3739],碱性岩浆为稀土成矿提供了物质来源及热源。

5.2 成岩年代

LA-MC-ICPMS 锆石 U-PB 年代学研究表明,微山稀土矿区石英正长岩形成于 122.4±2.0 Ma, 霓辉石英正长斑岩形成于 130.1±1.4 Ma, 与前人 K-AR法测得碱性杂岩体侵入时间 140 Ma 有一定差异。由于 Ar 在地质过程中容易丢失, 或者存在过剩 Ar, 因此 K-AR 法测年的可信度较低。锆石 U-PB 体系封闭温度高(Pb 扩散封闭温度高于 900°C), 可抵抗高温地质作用, 使得利用锆石 U-PB 法确定岩浆结晶年龄更为可靠[4041]。因此, 可以认为此次获得的锆石 U-PB 年龄数据代表微山稀土矿正长岩类的成岩年龄, 这也与中国东部大规模分布的晚中生代岩浆岩年龄一致。微山正长岩类的侵入分为两期: 第一期为霓辉石英正长斑岩, 第二期为石英正长岩。蓝廷广等[18]对微山稀土矿白云母 Rb-sr 定年结果表明稀土矿形成年龄为 119±1.4 Ma, 稀土矿成矿年龄与石英正长岩成岩年龄更接近, 稀土矿化作用发生于燕山期。

微山稀土矿位于鲁西, 区域内矿床以铁矿和金矿为主, 产出部位多位于沂沭断裂带两侧[1113]。鲁西岩浆活动存在两个期次: 中侏罗世存在与归来庄

金矿有密切成因联系的铜石杂岩体, 成岩时代为175.7±3.8 Ma[9]; 早白垩世金矿的成矿与燕山期岩浆作用密切相关[11](如磨房沟金矿母岩沂南铜井闪长玢岩成岩年龄为 110~129 Ma[42], 龙宝山金矿母岩龙宝山碱性杂岩体成岩年龄为 129~132 Ma[10,43])。本文获得的微山稀土矿正长岩类形成年龄与同处早白垩世的鲁西金矿母岩在误差范围内基本上一致,表明它们可能形成于同一构造背景, 该区域存在白垩世的岩浆侵入及大规模成矿事件。

岩体中浑圆状继承锆石的年龄为 2494±2.8 Ma, 矿区围岩片麻岩年龄为 2536±6.1 Ma, 皆与鲁西地块基底年龄一致(约 2.5~2.7 Ga)[4445], 暗示基底岩石参与微山碱性杂岩体的形成和岩浆演化过程。

5.3 成岩成矿动力学背景

华北克拉通自中生代以来, 构造活动强烈, 经历了碰撞造山、岩石圈大规模减薄和构造体制转换三大地球动力学事件, 发生大量岩浆活动和成矿作形成大别‒苏鲁超高压变质带。早侏罗世(180~130用[4,6,22]。三叠纪,华北板块与扬子板块发生碰撞, Ma), 岩石圈开始减薄, 扬子板块深俯冲底侵于华

北板块之下, 幔源岩浆沿郯庐断裂带上升至壳幔边‒高钾碱性岩,界, 出现地壳增厚和地壳重熔, 形成一系列岩浆作用, 生成高钾钙碱性 岩石圈地幔转变为 EMⅡ型富集地幔[9]。早白垩世(130~90 Ma),鲁西处于扬子板块向华北板块俯冲导致的弧后拉张环境, 岩石圈巨量减薄, 出现大规模的富集地幔熔融, 同时构造应力体制由挤压向伸展环境转变, 古太平洋板块的俯冲引起郯庐断裂带左行平移运动,软流圈地幔物质大规模上侵, 并伴随大规模成岩作

‐SIO用, 形成晚中生代碱性岩体[4,10,4651]。成矿岩体的 LG[CAO/(NA2O+K2O)] 构造图

2解(图 12(a))显示岩体形成于引张型构造区域成熟度较高的构造环境, 位于比较稳定的大陆克拉通。 RB‐(Y+NB)图解(图

12(b))中, 霓辉石英正长斑岩体及石英正长岩体集中落于后碰撞岩浆区域, 成岩背景为活动大陆边缘, 与板块俯冲有着密切的关系。碱性岩形成于岩石圈拉张环境[53], 主要分布在地壳稳定区, 如克拉通或板内非造山带及碰撞后的伸展环境[5455]等。富钾富碱岩浆物质来源较深, 多来源于受交代的富集地幔, 在形成过程中下地壳物质不同程度地加入, 富钾富碱岩浆上升, 与硅铝层混染形成富碱侵入体, 当其混染较少时形成碱性岩, 混

[5657]染较多时形成碱性花岗岩 。成矿岩体为典型的碱性岩体, 主要来源于富集地幔。结合其成岩年龄, 空间分布及地球化学特征, 认为微山碱性杂岩体形成于华北克拉通从挤压向伸展转变的阶段。

6 结论

通过对微山稀土矿含矿石英正长岩及霓辉石英正长斑岩的岩石地球化学研究, 得到以下结论。

1) 成矿岩体富碱、高钾、贫镁和钙, 为碱性岩石系列。稀土元素总量高, 轻重稀土分异明显, 富集 Ba, Sr 等大离子亲石元素, 亏损 Nb, Ta, Zr 等高场强元素。石英正长岩和霓辉石英正长斑岩为同源岩浆演化产物, 岩浆源区深度较大。碱性岩浆为稀土成矿提供了物质来源及热源。

2) 通过 LA-ICP-MS 锆石 U-PB 定年, 测得石英正长岩形成年龄为 122.4±2.0 Ma (MSWD=5.2), 霓辉石英正长斑岩形成年龄为 130.1±1.4 Ma (MSWD =9), 系早白垩世岩浆作用产物, 二者与微山稀土矿成矿具有联系。石英正长岩中存在 2536±6.1 Ma (MSWD=1.6)的继承锆石, 与区内基底年龄一致,说明岩浆在上升侵位过程中混染了部分地壳物质。

3) 微山石英正长岩及霓辉石英正长斑岩形成于华北克拉通中生代构造体制转折后的伸展背景下扬子板块向华北板块俯冲导致的弧后拉张环境。

致谢 野外工作得到鲁南地质工程勘查院及山东省微山湖矿业集团公司的帮助, 研究工作得到周戈涛同学的帮助, 在此一并表示衷心感谢。

参考文献

[1] Guo Feng, Fan Weiming, Wang Yuejun, et al. Geochemistry of late Mesozoic mafic magmatism in West Shandong Province, eastern China: characterizing

63‒77 the lost lithospheric mantle beneath the North China Block. Geochemical Journal, 2003. 37(1): [2] 胡秋媛, 李理, 唐智博, 等. 鲁西隆起晚中生代以

1233‒1244来伸展断裂特征及形成机制. 中国地质, 2009, 36 (6): [3] 徐贵忠, 周瑞, 王艺芬, 等. 胶东和鲁西地区中生代成矿作用重大差异性的内在因素. 现代地质, 2002, 16(1): 9−18 [4] 毛景文, 张作衡, 余金杰, 等. 华北中生代大规模

289‒300成矿的地球动力学背景: 从金属矿床年龄精测得到的启示. 中国科学:D 辑, 2003, 33(1): [5] 李三忠, 王金铎, 刘建忠, 等. 鲁西地块中生代构487‒497造格局及其形成背景. 地质学报, 2005, 79(4): [6] Xu Yigang, Huang Xiaolong, Ma Jinlong, et al. Crustmantle interaction during the tectono-thermal reactivation of the North China Craton: constraints from SHRIMP zircon U-PB chronology and geochemistry of Mesozoic plutons from western Shandong. Contrib Mineral Petrol, 2004, 147(6): 750–767 [7] Ying Jifeng, Zhou Xinhua, Zhang Hongfu. The geochemical variations of mid-cretaceous lavas across western Shandong Province, China and their tectonic implications. International Journal of Earth Sciences, 2006, 95(1): 68–79 [8] Wang Yuejun, Zhao Guochun, Fan Weiming, et al. LA-ICP-MS U-PB zircon geochronology and geochemistry of Paleoproterozoic ma¿c dykes from western

Shandong Province: implications for back-arc basin

107‒124 magmatism in the Eastern Block, North China Craton. Precambrian Research, 2007, 154(1/2): [9] Lan Tingguang, Fan Hongrui, Santosh M, et al. Early Jurassic high-k calc-alkaline and shoshonitic rocks from the Tongshi intrusive complex, eastern North China Craton: implication for crust-mantle interaction

183‒199 and post-collisional magmatism. Lithos, 2012, 140/141(5): [10] Lan Tingguang, Fan Hongrui, Hu Fangfang, et al. Multiple crust-mantle interactions for the destruction of the North China Craton: geochemical and Sr-ndpb-hf

87‒106 isotopic evidence from the Longbaoshan alkaline complex. Lithos, 2012, 122(1): [11] 郭谱. 鲁西中生代金成矿的地球动力学背景研究[D]. 北京: 中国地质大学(北京), 2014 [12] 孔庆友, 张天祯, 于学峰, 等. 山东矿床. 济南: 山‒岩东科学技术出版社, 2006 [13] 石文杰. 山东沂沭断裂带及邻区晚中生代构造浆活动与金成矿作用[D]. 武汉: 中国地质大学(武汉), 2014 [14] 郝兴中. 鲁西地区铁矿成矿规律与预测研究[D]. 北京: 中国地质大学(北京), 2014

93‒ [15] 周伟伟, 蔡剑辉, 阎国翰. 山东郗山碱性杂岩体地球化学特征及其意义. 西北地质, 2013, 46(4): 105 [16] 田京祥, 张日田, 范跃春, 等. 山东郗山碱性杂岩

21‒25体地质特征及与稀土矿的关系. 山东地质, 2002, 18(1): [17] 阎国翰, 蔡剑辉, 任康绪, 等. 郯庐断裂带晚中生

1224‒1235代 Nd、Sr、Pb 同位素特征及源区性质探讨. 岩石学报, 2008, 24(6): [18] 蓝廷广, 范宏瑞, 胡芳芳, 等. 山东微山稀土矿矿

428‒床成因: 来自云母 Rb-sr 年龄、激光 Nd 同位素及流体包裹体的证据. 地球化学, 2011, 40(5): 442 [19] 李建康, 袁忠信, 白鸽, 等. 山东微山稀土矿床成

60‒68矿流体的演化及对成矿的制约. 矿物岩石, 2009, 29(3): [20] Zhai Mingguo. Precambrian tectonic evolution of the

235‒262 North China Craton. Geological Society, 2004, 338 (1): [21] Liu Shen, Hu Ruizhong, Gao Shan, et al. Zircon U-PB geochronology and major, trace elemental and Sr-ndpb isotopic geochemistry of mafic dykes in western Shandong Province, east China: constrains on their

329‒345 petrogenesis and geodynamic significance. Chemical Geology, 2008, 255(3): [22] Mao Jingwen, Franco P, Nigel C. Mesozoic metallogeny in East China and corresponding geodynamic

1‒7 settings: an introduction to the special issue. Ore Geology Reviews, 2011, 43(1):

18‒23 [23] 王世进, 张成基, 杨恩秀, 等. 鲁西地区中生代侵入岩期次划分. 山东国土资源, 2009, 25(2): [24] 周伟伟. 郯庐断裂晚中生代富碱侵入岩年代学、岩石地球化学及其地质意义[D]. 北京: 中国地质大学(北京), 2014 [25] Maniar P D Piccoli P M. Tectonic discrimination of

635‒643 granitoids. Geological Society of America Bulletin, 1989, 101(5): [26] Morrison G W. Characteristics and techonic setting of 97‒108 the shoshonite rock association. Lithos, 1980, 13(1): [27] Wright J B. A simple alkalinity ratio and its application

370‒384 to questions of non-orogenic granite genesis. Geological Magazine, 1969, 106(4): [28] Frost B R, Barnes C G, Collins W J, et al. A

2033‒2048 geochemical classification fro granitic rocks. Journal of Petrology, 2001, 42(11): [29] Sun S S, Mcdonough W F. Chemical and isotopic systmatics of oceanic basalt: implications for mantle

313‒345 composition and processes. Geological Society, London, Special Publicaiton, 1989, 42(1): [30] Wiedenbeck M, Alle P, Corfu F, et al. Three natural zircon standards for U-TH-PB, Lu-hf, trace element

1‒23 and REE analysis. Geostandards Newsletter, 1995, 19(1): [31] Anderson T. Correction of common lead in U-PB

59‒79 analyses that do not report 204Pb. Chemical Geology,

(2.5‒2.8 2002, 192(1): [32] Wang Andong, Liu Yican.neoarchean Ga) crustal growth of the North China Craton revealed by

147‒173 zircon Hf isotope: a synthesis. Geoscience Frontiers, 2012, 3(2): [33] 周凌, 陈斌. 南太行洪山正长岩体的成因和意义:

1357‒1365锆石 SHRIMP 年代学、化学成分和 Sr-nd 同位素特‒矿洞征. 自然科学进展, 2005, 15(11): [34] 蔡剑辉, 阎国翰, 牟保磊, 等. 辽宁盖县梁屯

349‒354沟碱性正长岩杂岩体的 U-PB 和 Sm-nd 年龄及其地质意义. 岩石学报, 2002 , 18(3): [35] Montel J M, Vielzeuf D. Partial melting of greywackes: Part Ⅱ. Composition of minerals and melts.

176‒196 ‒德昌Contrib Mineral Petrol, 1997, 128(2): [36] 田世洪, 侯增谦, 杨竹森, 等. 川西冕宁 REE

177‒187成矿带成矿年代学研究热液系统维系时限和构造控‒碱性杂岩矿模型约束. 矿床地质, 2008, 27(2): [37] 宋文磊, 许成, 王林均, 等. 与碳酸盐岩

725‒740体相关的内生稀土矿床成矿作用研究进展. 北京大学学报: 自然科学版, 2013, 49(4): [38] Hou Zengqian, Tian Shihong, Xie Yuling, et al. The Himalayan Mianning-dechang REE belt associated with carbonatitealkaline complexes, eastern Indoasian

65‒89 collision zone, SW China. Ore Geol Rev, 2009, 36(1): [39] Xie Yuling, Hou Zengqian, Yin Shuping, et al. Continuous carbonatitic melt-fluid evolution of a REE mineralization system: evidence from inclusions in

90‒105 the Maoniuping REE Deposit, Western Sichuan, China. Ore Geol Rev, 2009, 36(1): [40] Harrison T M, Aleinikoff J N, Compston W. Observations and controls on the occurrence of inherited

2549‒ zircon in concord-type granitoids, New Hampshire. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1987, 51(9): 2558 [41] 徐夕生, 邓平, O’reilly SY, 等. 华南桂东杂岩体单

1328‒1334颗粒锆石激光探针 ICP-MS U-PB 定年及其成岩意义. 科学通报, 2003, 48(12): [42] 王永, 范宏瑞, 胡芳芳, 等. 鲁西沂南铜井闪长质

553‒566岩体锆石 U-PB 年龄、元素及同位素地球化学特征.岩石矿物学杂志, 2011, 30(4): [43] 田京祥, 李秀章, 宋志勇, 等. 鲁西中生代金矿形

1530‒1537成时代、物质来源及问题讨论. 地质学报, 2015, 89 (8): [44] Wang Wei, Zhai Mingguo, Wang Shijin, et al. Crustal reworking in the North China Craton at ~2.5 Ga: evidence from zircon U-PB age, Hf isotope and whole rock geochemistry of the felsic volcanosedimentary

406‒428 rocks from the western Shandong Province. Geological Journal, 2013, 48(5): [45] Zhang Hongfu, Sun Min, Zhou Xinhua, et al. Geochemical constraints on the origin of Mesozoic alkaline intrusive complexes from the North China 297‒317 Craton and tectonic implications. Lithos, 2005, 81: [46] Dong Guochen, Santosh M, Li Shengrong, et al. Mesozoic magmatism and metallogenesis associated with the destruction of the North China Craton: evidence from U-PB geochronology and stable isotope

434‒445 geochemistry of the Mujicun porphyry Cu-mo deposit. Ore Geology Reviews, 2013, 53(3): [47] Huang Xiaolong, Zhong Junwei, Xu Yigang. Two tales of the continental lithospheric mantle prior to the destruction of the North China Craton: insights from Early Cretaceous ma¿c intrusions in western Shandong, East China. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2012, 96(11): 193–214 [48] Hu Huabin, Mao Jingwen, Niu Shuyin, et al. Geology and geochemistry of telluride-bearing Au deposits in

209‒240 the Pingyi area, western Shandong, China. Mineralogy and Petrology, 2006, 87(3/4): [49] Li Shengrong, Santosh M. Metallogeny and craton

376‒414 destruction: records from the North China Craton. Ore Geology Reviews, 2014, 56(1): [50] Li Zhengxiang. Collision between the North and South China Blocks: a Crustal-detachment model for

739‒742 the suturing in the region east of the Tan-lu fault. Geology, 1994, 22(8): [51] 陈衍景, 翟明国, 蒋少涌. 华北大陆边缘造山过程

2695‒2726与成矿研究的重要进展和问题. 岩石学报, 2009, 25(11): [52] Batuchelor R A, Bowden P. Petrogenetic interpretation

43‒55 of granitoid rock series using multicationic parameters. Chemical Geology, 1985, 48: [53] 王亚莹, 蔡剑辉, 阎国翰, 等. 山西临县紫金山碱性杂岩体 SHRIMP 锆石 U-PB 年龄、地球化学和Sr-nd-hf‒

同位素研究. 岩石矿物学杂志, 2014, 33 (6): 1052 1072 [54] Vorlkert R A, Feigenson M D, Patino L C, et al. Sr and Nd isotopic compositions, age and petrogenesis

325‒347 of A-type granitoids of Vernon Supersuite, New Jersey Highlands, USA. Lithos, 2000, 50(4): [55] Tollo R P, Aleinikoff J N, Bartholomew M J, et al. Neoproterozoic A-type granitoids of the central and southern Appalachians: intraplate magmatism associated

3‒38 with episodic rifting of the Rodinian supercontinent. Precambrian Research, 2004, 128: [56] 阎国翰, 牟保磊, 许保良, 等. 中国北方显生宙富

69‒76碱侵入岩年代学和 Nd、Pb、Sr 同位素特征及其意义.地质论评, 2002, 48(增刊 1):

1‒4 [57] 涂光炽. 关于富碱侵入岩. 矿产与地质, 1989, 13 (2):

图 1鲁西地质简图及微山稀土矿位置分布Fig. 1 Sketch geological map of Luxi Block and locations of Weishan REE deposit

Fig. 2 图 2微山稀土矿矿床地质简图Sketch geological map of Weishan REE deposit

(a) 石英正长岩; (b) 霓辉石英正长斑岩; (c) 碳酸盐岩稀土矿脉; (d) 碱性长石; (e) 石英与碳酸盐矿物镶嵌分布; (f) 霓辉石英正长斑岩中霓辉石环带; (g) 石英正长岩内发育的自形碳酸盐矿物, 交代长石, 而后又被石英交代; (h) 霓辉石英正长斑岩内发育的自形碳酸盐矿物被长石交代; (i) 主成矿期矿脉中的氟碳铈矿、方解石与重晶石, 氟碳铈矿主要为鳞片状。Or: 霓辉石; Cb: 碳酸盐矿物; Q: 石英; Ab:钠长石; Ksf: 钾长石; Bast: 氟碳铈矿; Cal: 方解石; Brt: 重晶石图 3微山稀土矿床岩石、矿脉及其显微照片Fig. 3 Rocks, vein and microphotographs of the Weishan REE deposit

AR‐SIO2图 6微山稀土矿床石英正长岩和霓辉石英正长斑岩图解(底图据文献[27]) Fig. 6 AR-SIO2 diagram of the quartz syenite and augite quartz syenite porphyry from Weishan REE deposit (after Ref. [27])

TFEO/(TFEO+MGO)‐SIO2图 7微山稀土矿床石英正长岩和霓辉石英正长斑岩图解(底图据文献[28]) Fig. 7 TFEO/(TFEO+MGO)-SIO2 diagram of the quartz syenite and augite quartz syenite porphyry from Weishan REE deposit (after Ref. [28])

A/NK‐A/CNK图 4微山稀土矿床石英正长岩和霓辉石英正长斑岩图解(底图据文献[25]) Fig. 4 A/NK-A/CNK diagram of the quartz syenite and augite quartz syenite porphyry from Weishan REE deposit (after Ref. [25])

图 5微山稀土矿床石英正长岩和霓辉石英正长斑岩 TAS图解(底图据文献[26]) Fig. 5 TAS diagram of the quartz syenite and augite quartz syenite porphyry from Weishan REE deposit (after Ref. [26])

图 8 微山稀土矿区石英正长岩和霓辉石英正长斑岩稀土配分曲线(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b) (标准化数值引自文献[29]) Fig. 8 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle normalized trace element spider diagram (b) of the and quartz syenite and augite quartz syenite porphyry from Weishan REE deposit (after Ref. [29])

图 9微山稀土矿片麻岩、霓辉石英正长斑岩和石英正长岩锆石阴极发光图Fig. 9 Cathodoluminescence images of zircons from gneiss, augite quartzsyenite porphyry and quartzsyenite from Weishan REE deposit

图 11微山稀土矿石英正长岩、霓辉石英正长斑岩 Harker 图解Fig. 11 Harker diagrams for quartz-syenite and augite quartz syenite porphyry from Weishan REE deposit

LG[CAO/(NA2O+K2O)]‐SIO2图 12 微山稀土矿石英正长岩及霓辉石英正长斑岩 判别图(a)和 Rb-(y+nb)判别图(b) (底图据文献[52]) Fig. 12 LG[CAO/(NA2O+K2O)]-SIO2 diagram (a) and discrimination diagram of tectonic setting (b) for quartz-syenite and augite quartz syenite porphyry from Weishan REE deposit (after Ref. [52])

Newspapers in Chinese (Simplified)

Newspapers from China

© PressReader. All rights reserved.