木落寨矿床是冕宁—德昌 REE成矿带中的重要稀土矿床, 该成矿带主要包括牦牛坪、大陆槽、木落寨和里庄稀土矿床。迄今为止, 前人对木落寨稀土矿床进行了成矿年龄、流体包裹体等研究(田世洪等, 2005, 2006, 2008; 周家云等, 2006; 谢玉玲等2008; Hou et al., 2009, 2015; Yang et al., 2014; Liu et al., 2015a; Ling et al., 2016; Liu and Hou, 2017), 但是至今为止, 对木落寨矿床的控矿构造、矿石特征、围岩与成矿的关系等尚不清楚。

为了做好食品药品监管工作，确保百姓饮食用药安全，多年来，韩宇始终坚定理想信念，不断提高自身修养，认真落实党风廉政建设“两个责任”，不断提高队伍监管水平和保障能力，确保近年来辖区内未发生重大食品药品安全事故。在他的积极推动下，机构改革各项工作进展顺利，独立设置食品药品监管机构，增设11个乡街监管站、1个稽查队和1个检测中心，编制从12人增加到147人。招录50名村级专职安全协管员，初步形成区局、乡街监管站、村委会（社区）统一、权威、高效的三级监管体系。

大陆槽稀土矿床的形成与上地幔混熔物质上侵以及与碱性杂岩有关(万德芳和田世洪, 2004), 牦牛坪稀土矿床的形成有大量的地幔物质的参与(田世洪等, 2003)。大陆槽、牦牛坪矿区矿体主要赋存在正长岩里, 并侵位到石英闪长岩中。已有研究认为, 大陆槽、牦牛坪矿区稀土物质来源于新生代的碳酸岩-正长岩杂岩体, 而与石英闪长岩无关(Liu and Hou, 2017)。对木落寨矿床来说, 大理岩和绿片岩这两种围岩是否对成矿有所贡献也值得研究; 其次由于川西稀土矿带中只有木落寨矿床中存在大量的大理岩围岩, 其矿物成分中含碳酸根离子, 这与氟碳铈矿之间是否有联系也是疑惑之一。

本次在两年的 1: 5000矿区岩性-构造-矿化-蚀变野外地质调查基础上, 对木落寨两种主要的含矿围岩——大理岩和绿片岩进行全岩地球化学特征分析, 并与该矿区正长岩和冕宁—德昌REE矿带上其他三个主要矿床的正长岩-碳酸岩的地球化学特征进行了对比, 对稀土矿化与围岩的关系进行了研究。在木落寨矿洞地质现象观察和剖面测量的基础上, 对矿区控矿构造和矿体特征进行了探讨。通过矿石手标本观察, 矿石中矿物的电子探针(EPMA)和背散射图像(BSE)分析, 对矿石的岩相学特征、各矿物之间的穿插关系进行了探讨, 并大致确定了矿物的生成顺序。

1 区域地质

冕宁—德昌 REE矿带位于扬子地台康滇台隆西缘, 青藏高原东部。已有资料表明, 世界上多数大型内生稀土矿床主要赋存于大陆裂谷带, 如美国芒廷帕斯稀土矿位于美国西部盆地-山脉裂谷带,加拿大奥卡稀土铌矿位于北美圣劳伦斯—蒙特利坚裂谷带、东非肯尼亚、扎伊尔和坦桑尼亚的一系列稀土矿位于东非裂谷带。中国亦不例外, 如内蒙古白云鄂博稀土矿床产于内蒙地台北缘狼山—白云鄂博裂谷带, 辽宁赛马的稀土-铀矿赋存于华北地台北缘辽东裂谷带等, 这些矿床的存在表明张裂构造是世界上大型内生轻稀土矿的共同构造特征(胡泽松等, 2008; Wu et al., 2016)。

《点绛唇·蹴罢秋千》是笺注中收录的第一首词，也是我最为喜爱的一首。“和羞走，倚门回首，却把青梅嗅”，将一个遇见心上人、害羞的少女形象跃然于纸，害羞、好奇、爱恋的女儿情态展露无遗。读了笺注方知，李清照此时尚未十八，能写出这样的词作，实在是太令人拜服。想我十八时，尽是些胡言乱语，不知所云，真真惭愧。李清照的文华与笔墨，在此时逐渐显现出来，少年便有诗名。

根据野外和矿段剖面观察, 发现正长岩侵入灰白色大理岩中, 矿化主要发生在正长岩中, 少部分蚀变发生在正长岩和大理岩的接触面中, 控矿岩体主要是新生代正长岩, 围岩主要是大理岩和绿片岩。剖面显示围岩矿化不明显, 蚀变较少, 显示成矿主要为充填作用, 交代作用次之。由于矿区的控矿断裂为张性断裂, 矿体延长和延深的规模均小,长度在100～300 m之间, 深度在70～100 m之间。从剖面(图3)可以看出, 矿脉规模大多数为1～2 m, 少部分位置可达5 m左右, 与牦牛坪的张扭性断裂控矿和与大陆槽断层及其次级断层和由稀土矿化作用所控制的隐爆角砾岩事件而成矿相比, 木落寨矿床矿体的规模较小, 延伸较短, 该矿床规模较小可能与其缺少伟晶岩阶段, 并且矿化期次较少有关。

与上述内生轻稀土矿床不同的是, 冕宁—德昌REE矿带中的矿床是产于攀西裂谷碰撞环境中的REE矿床(Yin and Mark, 2000; Hou et al., 2003), 攀西裂谷是随着地幔柱的活动, 在扬子地台康滇台隆西缘的早古生代地台盖层及其基底基础上以近南北向形式发展起来的陆缘裂谷(图1B), 该裂谷作用发育于晚古生代。雅砻江断裂带和锦屏山断裂带之间的北北东向狭长地带的地层, 除缺失寒武系、奥陶系、侏罗系、白垩系外, 自晚震旦世至晚三叠世各时代地层均有出露, 总厚大于两万米, 裂谷带侵入或喷出了大量的富含碱质超镁铁质岩、基性岩和中酸性岩, 并随之带来了大量的稀土元素, 冕宁—德昌REE矿带内的主要断裂方向为北北东向, 在安宁河断裂以西(胡泽松等, 2008), 带内由西向东依次分布有雅砻江断裂、安宁河断裂、小江断裂、甘洛断裂等(图1B)。印亚大陆碰撞带的东部边缘发育了许多新生代的走滑断裂(图1A), 吸收并且调节了印度—亚洲大陆碰撞所产生的应力应变(侯增谦等,2008), 冕宁—德昌 REE矿带稀土成矿与这一系列新生代走滑断裂系统有关, 并与碳酸岩-正长岩碱性杂岩体有关, 从而形成了川西冕宁—德昌REE矿带。这条稀土矿带在复杂的走滑断裂活动中分两次形成(11 Ma和25—27 Ma)(Yang et al., 2014; Liu et al.,2015a; Ling et al., 2016; Liu and Hou, 2017), 并受区域构造活动的控制分别形成隐爆角砾岩型(大陆槽)、大脉型(牦牛坪)、细脉浸染型(里庄)等不同矿化类型和矿化模式的稀土矿床。相比之下, 由于木落寨的交通、气候和开采现场条件所限, 而且是唯一采用洞采的方式进行开采的矿床, 目前该稀土矿床研究程度较低。

忽然有一天，超市逢月底结账，杨力生见当月收入特别高，心里高兴极了。到了晚上，他特意到饭店订了几个好菜，把菜取回家和媳妇共同吃。他一边吃菜一边喝啤酒，连喝了三瓶，还是半点醉意都没有。饭后，孩子早早便睡了，杨秋香从衣柜里取出一件新衣服，转身对着一边墙壁上的大镜子试穿。这时，杨力生兴奋地凑到她的身边说：

图1 西藏东部新生代构造图(A)(Wang et al., 2001)及川西新生代受活化断层控制的碳酸岩-碱性杂岩体分布范围的构造简图(B)(据袁忠信等, 1995修改) Fig.1 Cenozoic tectonic map of eastern Tibet (A) (after Wang et al., 2001) and simplified tectonic map showing the distribution of Himalayan carbonatite-alkalic complexes controlled by reactivated faults in western Sichuan (B)(modified after YUAN et al., 1995)

图2 木落寨矿区地质图(据胡泽松等, 2008修改) Fig.2 Geological map of the Muluozhai ore district(modified after HU et al., 2008)

2 矿床地质

木落寨稀土矿床分为碉楼山、方家堡和郑家梁子三个矿段。碉楼山矿段分布在矿区北部, 规模较小, 方家堡矿段分布在矿区中部, 目前已不再开采,郑家梁子矿段分布在矿区东南部, 地势较高, 延伸较远(图2)。矿床位于冕宁—德昌REE矿带的北部区域, 受雅砻江走滑断裂控制, 与鲜水河北段相连,矿区主要包含四个主要岩性单位: (1)正长岩为稀土矿化的母岩, 在矿区的三个矿段中都有发现, 长度和宽度小于 700 m; (2)形成于新生代的花岗岩;(3)位于玄武岩和二叠系石灰岩中的变辉绿岩, 被新生代正长岩侵入, 在断裂接触中可以发现包含稀土矿物的细脉和小细脉; (4)在新生代正长岩围绕的东南部发现的碱性花岗岩(Liu and Hou, 2017)。

通过对木落寨矿床碉楼山矿段的剖面(图3, 图4A, B)观察, 发现正长岩侵入灰白色大理岩中, 由于矿区条件限制, 本次的剖面观测长度有限, 无法揭露所有的地质信息, 在局部的正长岩和大理岩的接触面中未发现矿体大量出现, 但在接触面中可见和稀土矿化有关的萤石化和碳酸盐化等围岩蚀变,矿体主要赋存在正长岩中, 控矿岩体主要是正长岩,围岩主要是大理岩和绿片岩。本次根据野外矿区地质调查及图2矿区地质图, 发现矿区北部和西南部出露二叠纪灰绿色变质玄武岩, 靠近断层和矿带附近, 多变质为绿片岩, 片理构造发育。绿片岩具定向构造, 基质主要有斜长石, 含量占比 50%～55%,新生矿物有 35%～40%的阳起石和5%～10%的绿泥石, 白云母较少。中二叠统阳新组大理岩分布在矿区中东部, 呈北东走向延伸长＞3 400 m, 宽200～900 m。根据岩性特征将阳新组地层划分为三段: 下段(P2y1)为白云石大理岩, 为近矿围岩之一,中粗粒, 糖粒状构造, 厚度＞130 m; 中段(P2y2)为块状大理岩夹黑色条带, 厚度＞100 m; 上段(P2y3)薄层状大理岩, 厚度＞50 m。大理岩主要成分为方解石, 大理岩表面覆盖黄铁矿、萤石和石膏等矿物,黄铁矿和石膏含量较多, 萤石粒径最大可达 1 cm,与正长岩的接触带位置出现大量的萤石和重晶石,大理岩延伸较好, 层面较平直, 少许部位弯曲, 产状大致为195°∠15°。正长岩分为灰白色正长岩和红褐色正长岩两种, 前者主要由正长石、钾长石、石英和少量的霓辉石组成, 副矿物为黄铁矿、紫色萤石等, 含量较少, 岩石呈中-细粒结构, 块状构造;后者岩石中黑色矿物为霓辉石, 肉红色矿物为钾长石, 含约5%的黄铁矿, 粒度较小, 1 mm左右。矿区内的控矿构造, 被茶铺子断裂带形成的入字型分枝断层控制, 主要有三组: 以北北东向和北东向(30°～40°)断裂为主, 次为东西走向断裂构造控矿,矿区出露的岩浆岩有英碱正长岩、碱性花岗岩、二长花岗岩和花岗斑岩等。剖面中可见矿脉清晰, 矿脉形状不一, 有的呈倾斜宽脉状, 有的呈规则或不规则的波浪状, 厚 1～5 m 不等, 围岩矿化不明显,蚀变较少, 指示木落寨的成矿作用主要是充填作用,且矿脉及其周围均有萤石伴生, 肉眼可见矿脉中含有氟碳铈矿+石膏+方解石+石英+重晶石+黄铁矿等矿物, 剖面的54～56 m位置有厚度超过2 m的绿色萤石, 分布在矿脉周围。

3 矿物学与矿相学特征

木落寨矿床围岩主微量测试分析显示, 大理岩的总稀土含量较低, 为4×10–6～21×10–6, 其中轻稀土含量(2.65×10–6～1 9.5×10–6)高于重稀土(0.21×10–6～0.37×10–6), LREE/HREE 比值为9.14～52.7, 轻重稀土均呈亏损状态; 绿片岩总稀土含量也较低, 为86×10–6～97×10–6, 其中轻稀土含量(6 2.0×1 0–6～7 4.3×1 0–6)也高于重稀土(4.40×10–6～5.04×10–6), LREE/HREE 比值为12.3～16.89, 轻重稀土也均呈亏损状态; 正长岩的总体稀土含量为592×10–6～2 026×10–6, 其中轻稀土含量为554×10–6～1 880×10–6, 重稀土含量为3.72×10–6～22.0×10–6。与大理岩和绿片岩相比, 木落寨正长岩的总稀土含量非常高。且图6(E, F)显示,Hou等(2006)研究的冕宁—德昌 REE矿带中牦牛坪、大陆槽和里庄三个稀土矿床的碳酸岩-正长岩杂岩体的总稀土含量非常高(碳酸岩 2 470×10–6～40 807×10–6; 正长岩 630×10–6～3 233×10–6), 稀土含量中轻稀土含量远高于重稀土, 碳酸岩LREE/HREE比值为79.1～1 427, 正长岩LREE/HREE比值为7.47～753(表3), 正长岩与碳酸岩的稀土含量以及轻重稀土比值特征都更为相似。与本次研究的木落寨正长岩和前人研究的冕宁—德昌 REE矿带中其他三个稀土矿床的正长岩和碳酸岩相比, 大理岩和绿片岩围岩的总稀土含量和轻重稀土比值都非常低, 因此在稀土元素上, 这两种围岩可能对成矿贡献不大。冕宁—德昌稀土矿带的断裂构造活动在新生代, 该成矿带中的牦牛坪、大陆槽、里庄矿床中的萤石、重晶石、方解石和天青石脉石矿物中的Sr-Nd-Pb同位素组成差异较小, 这几种脉石矿物的 Sr-Nd-Pb同位素组成与碳酸岩和正长岩非常相似, 这三者的一致性指示它们具有共同的来源, 因此该稀土成矿带中矿床的成矿物质可能来源于碳酸岩-正长岩杂岩体(Liu and Hou, 2017),结合本次对木落寨中正长岩、大理岩和绿片岩的主微量测试分析, 并根据剖面展示, 矿体大部分出现在正长岩裂隙中, 极少部分出现在正长岩和大理岩接触面中, 因此笔者认为木落寨矿床的成矿也与正长岩密切相关, 大理岩和绿片岩这两种围岩可能都不是成矿物质的主要来源, 大理岩可能提供 CO2– 3,促进交代和成矿作用的进行。

矿石矿物主要为氟碳铈矿, 脉石矿物为萤石+方解石+重晶石+石膏+黄铁矿+方铅矿+石英+金云母等,根据剖面和BSE图观察, 石膏分布非常广泛。手标本下, 氟碳铈矿为黄色-深黄色, 半自形-自形, 玻璃光泽, 呈不规则长条板状, 长 0.5～3 cm, 宽 0.2～0.6 cm, 以颗粒状和细脉状分布在脉石矿物中(图4A,B, C, D), 主要形成于热液阶段晚期。萤石, 紫色到紫黑色, 以半自形角砾状和致密集合体状分布在矿石中, 粒径0.5～1 cm(图4B, C)。方解石, 乳白色, 解理较好, 解理面光滑, 呈半自形-他形块状, 粒度0.2～0.5 cm(图4A, B, C)。石膏为浅黄色到白色, 解理面光滑, 半自形-他形板状, 厚0.2～0.3 cm, 颜色易与氟碳铈矿相混淆(图4A, B, D), 在碉楼山矿段中大面积出露。黄铁矿, 铜黄色或金色, 金属光泽, 风化较弱, 半自形-自形立方体状, 大多数呈团块状的集合体出现(图4A, C, D)。方铅矿, 铅灰色, 金属光泽, 呈团块状出现在石膏中, 常与黄铁矿夹杂在一起, 与黄铁矿密切共生(图4A, D)。

图3 木落寨矿床碉楼山矿段9号矿洞实测地质剖面图 Fig.3 Measured geological section along No.9 mine of Diaoloushan ore block in the Muluozhai deposit

图4 木落寨剖面、典型矿石及BSE图 Fig.4 Geological section, typical ore and BSE images of Muluozhai

A-正长岩裂隙中充填矿脉, 矿脉主要由氟碳铈矿、石膏、少量的黄铁矿、方铅矿和方解石组成; B-条带型碳酸岩矿石, 萤石、氟碳铈矿和方解石呈条带状平行分布, 萤石和方解石被氟碳铈矿切穿; C-浸染型碳酸岩矿石, 氟碳铈矿呈细脉状与萤石、黄铁矿和方解石共生, 萤石和方解石被氟碳铈矿切穿, 黄铁矿呈浸染状出现在矿石中; D-浸染型碳酸岩矿石, 左侧氟碳铈矿较多, 氟碳铈矿呈块状与石膏、方铅矿和黄铁矿共生, 黄铁矿和方铅矿呈浸染状出现在矿石中; E-BSE图像下, 氟碳铈矿呈零散的小颗粒状叠加在早期的萤石+石膏+方铅矿之上, 方铅矿颗粒较小, 一部分叠加在石膏上, 一部分叠加在天青石之上; F-BSE图像下, 氟碳铈矿呈板状、柱状, 叠加在早期的石英+石膏+天青石之上; G-BSE图像下, 氟碳铈矿呈柱状叠加在金云母之上, 黄铁矿也叠加在金云母之上; H-氟碳铈矿裂隙发育, 金云母与氟碳铈矿相互穿插, 同时萤石呈浸染状出现在基质之上; Cal-方解石; Py-黄铁矿; Fl-萤石; Bsn-氟碳铈矿; Gn-方铅矿; Gp-石膏; Cls-天青石; Qtz-石英; Phl-金云母 A-syenite fissure filled with veins, which are mainly composed of bastnaesite, gypsum, a small amount of pyrite, galena and calcite;B-band-type carbonatite ore, fluorite, bastnaesite and calcite in striped parallel distribution, fluorite and calcite cut off by bastnaesite;C-disseminated carbonate ore, bastnaesite, as a small vein, intergrowing with fluorite, pyrite and calcite, fluorite and calcite cut off by bastnaesite, pyrite exhibiting dissemination in the ore; D-disseminated carbonate ore, a large area of bastnaesite on the left side, bastnaesite,with lump shape intergrowing with gypsum, galena and pyrite, galena and pyrite exhibiting dissemination in the ore; E-BSE images showing bastnaesite as scattered small grains overlying the early fluorite, gypsum, galena; galena particles are small, with one part overlying the gypsum, the other overlying the celestite; F-BSE images showing bastnaesite overlying the early quartz, gypsum and celestite with plate and columnar shape; G-BSE image showing bastnaesite overlying the phlogopite with columnar shape, and the pyrite overlying the phlogopite;H-bastnaesite fissure well developed, phlogopite and bastnaesite interspersed with each other,and fluorite appearing as disseminations in the matrix; Cal-calcite; Py-pyrite; Fl-fluorite; Bsn-bastnaesite; Gn-galena; Gp-gypsum; Cls-celestite; Qtz-quartz; Phl-phlogopite

图5 木落寨稀土矿床矿物生成顺序表 Fig.5 Mineral generation sequence of the Muluozhai REE deposit

In this interpretation,there is no prison,no cell,no police,but two wrestlers fighting each other.

4 样品测试方法

矿石样品的电子探针测试工作在中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成。仪器型号为JXA-8230, 硫化物使用20 kV加速电压, 硅酸盐和氧化物使用15 kV加速电压, 电流为20 nA, 根据矿物颗粒大小, 束斑直径选择5 μm或1 μm。标样采用天然矿物或合成化合物, 分析精度约为0.01%。

在中国地质科学院国家地质测试中心对5个正长岩、5个大理岩和2个绿片岩样品进行主微量元素特征分析。Axios波长色散 X射线荧光光谱仪(XRF)对两种围岩和正长岩的主量元素进行分析,分析精度达 5%; 高分辨率等离子质谱仪(ICP-MS)对正长岩、大理岩和绿片岩的微量元素进行分析,分析精度达10%。然后在25 mL瓷坩埚中, 将粉末样品与5.3 g Li2B4O7, 0.4 g LiF和0.3 g NH4NO3混合。然后将粉末混合物转移到铂合金坩埚中, 在样品干燥之前, 加入1 mL LiBr溶液。然后样品在自动火焰熔融机中熔化, 冷却的玻璃用于XRF主量元素分析。分析误差<2%, FeO含量通过化学滴定法测定。这个过程Liu等(2015b, c)也有描述。

式中：为0-1变量，k=1时，一定需要对刀，则时，若k子批量与k-1子批量在机床Mm加工的工序Ojils、所选刀具集相同时，机床Mm加工第k子批量前不需要对刀，即否则

5 测试结果

5.1 电子探针测试结果

对矿石样品进行了电子探针实验测试, 测试结果见表1。矿石中金云母相对富集 MgO (18.42%～22.83%), 相对贫 FeOT (4.15%～11.36%), 富F (2.36%～3.22%), 原子数比 Mg/Fe介于 2.92～9.91之间, 表明该云母为金云母。7个测点具有较高的CaO (26.32%～32.55%)和MgO (9.65%～19.30%)(表1), CO2含量在实验中无法进行测量, 根据实验测试结果可知, 所测试的矿物为富镁方解石, 菱镁矿含量相对较低, 两种矿物同属碳酸盐类, 菱镁矿与方解石类质同象。重晶石的测试结果较好, 总体含量接近100%, 具有较高的BaO (34.51%～56.41%)、SrO(12.48%～27.47%)和SO3 (30.57%～37.24%)(表1), 所测试的矿物为富锶重晶石, 天青石占比相对较少,两种矿物同属硫酸盐类, 天青石与重晶石类质同象。

5.2 围岩主微量元素特征

正长岩的主量元素数据(表2)显示, 其Al2O3的含量为6.77%～14.48%, SiO2含量为1.62%～68.77%。正长岩的 Ba (472×10–6～22 120×10–6), Sr (189×10–6～187 200×10–6), Nb (9.68×10–6～182×10–6), Ta 为0.37×10–6～1.88×10–6; 微量元素配分模式(图6B)显示, 正长岩的大离子亲石元素(Ba、U、La、Sr和Pb)含量较高, 高场强元素(Nb、Ta、P、Zr和Ti)含量较低, 前者显示为相对的正异常, 后者表现为明显的负异常。正长岩稀土配分曲线呈右倾的下降趋势,正长岩的 LREE 为554×10–6～1 880×10–6, HREE 为3.72×10–6～16.0×10–6, 总体 REE 含量为592×10–6～2 026×10–6(图6A), 与大理岩和绿片岩相比, 木落寨正长岩总稀土含量较高。

大理岩和绿片岩的主量元素数据(表2)显示,大理岩中CaO的含量为55.2%～55.4%, CO2含量为39.9%～41.7%, 指示大理岩的主要矿物成分为方 解 石 。 大 理 岩 中 Ba (61.4×10–6～293×10–6),Sr (98.3×10–6～158×10–6), Nb (0.05×10–6～0.24×10–6),Ta为0.05×10–6; 绿片岩的Ba (22.0×10–6～54.3×10–6),Sr (73.4×10–6～173×10–6), Nb (9.7×10–6～15.0×10–6),Ta 为0.55×10–6～0.89×10–6, 微量元素配分曲线(图6D)显示, 两种围岩大离子亲石元素(Ba、U、La、Sr和Pb)和高场强元素(Nb、Ta、P、Zr和Ti)都比较低, 但前者显示为相对的正异常, 后者表现为明显的负异常。围岩全岩稀土配分曲线显示, 大理岩的 LREE(La-Nd)亏损(3×10–6～20×10–6), 从 La 到 Nd呈下降趋势, HREE (Er-Lu)平坦(图6C), 含量为0.21×10–6～0.37×10–6, 其中 Er和Yb 相对负异常(Er含 量 0.06×10–6～0.15×10–6, Yb 含 量 0.05×10–6～0.13×10–6), 总稀土含量低, 为4×10–6～21×10–6(平均∑REE=10.6×10–6), LREE/HREE 比值为9.14～52.7;绿 片岩 LREE 也呈亏 损 状态(62×10–6～74×10–6),HREE平坦(图6C), 含量为4.40×10–6～5.04×10–6, 总稀土含量较大理岩高, 为86×10–6～97×10–6(平均∑REE=91.5×10–6), 稀土配分曲线整体呈较平缓的下降趋势, LREE/HREE比值为12.3～16.89(表2)。

表1 木落寨稀土矿床矿石中主要矿物电子探针结果(wt%, 质量分数) Table 1 The results of EPMA of ore major minerals in the Muluozhai REE deposit (wt%, mass fraction)

注: “—“代表未测试项。

tal 3 1 3 To 95.0.4.4 96 98 0.82 2 10 99 0.33.9.9.1.1.5.8.9.3 10 10 59 0.03 5 3 5 1 8 0 1 57 57 60 55 56 58 F 3.22 2.36 2.70———————————SrO 0.00 0.00 0.00 7 8 7 8 27.4.4.4.4 12 27 12———————BaO 0.00 0.01 0.04 1.5 1 1 1 34.4.5.4 56 34 56———————0.00 4 7 5 8 SO3 0.01 0.03.2.5.7.6 37 30 36 30———————V2O3 0.00 0.15 0.15 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.53 0.06 0.00 0.06 Cr2O3 0.02 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 0.01 0.000.00 0.02 0.04 0.05 0.00 0.01 0.03 NiO 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.01 K2O.32 10 9.77 9.82 0.05 0.03 0.05 0.03 0.07 0.02 0.03 0.02 0.00 0.00 0.00 Na2O 0.15 0.26 0.16 0.07 0.05 0.07 0.15 0.10 0.02 0.04 0.01 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 1.360.05 0.08 1.36 0.08 8 1 7 5 2 8 6.7.3.3.5.3.8.2 CaO 31 31 30 32 26 28 29 O.8.4.4 0.01 3 2 3 0.00 0.01 7 6 0 0.5.7.4.3.2.9 Mg 22 18 19 0.00 17 16 15 19 9.65 0 5 12 11 O Mn 0.12 0.07 0.26 0.03 0.01 0.03 0.01 1.53 1.65 2.31 3.08 8.98 6.42 5.80 FeOT 4.15 6 5 11.3.011 0.00 0.03 0.00 0.03 8.82 7.25 8.92 4.47 0.810 9.38 8.111 9.8.4 Al2O3 7.75 10 80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 11 0.07 0.15 0.07 0.15 0.00 0.00 0.00 0.13 0.01 0.00 0.01 TiO2 0.14 0.75 0.88 0.00 0.06 0.00 0.06 0.00 0.00 0.00 0.02 0.05 0.00 0.00 SiO2 9 1 4 46.2.4.4 42 42 0.04 0.02 0.04 0.02 0.02 0.00 0.05 0.32 0.00 0.01 0.01称名母母母石石石石石石石石石石石物云云云晶晶晶晶解解解解解解解矿金金金重重重重方方方方方方方-1-1-3号-2-3-4编-1-1-1 DL S1 S2 7-2-q3 7-2-q6 8-1-q3 8-1-7-3 S1 8-1-7-4 S1 8-1-7-3 S1 8-1-7-4 S1 8-1-7-1 S5品S5 DL DL S21-1-2 4-1-3-1 4-1-3-2 ZJLZ ZJLZ ZJLZ样DL DL DL DL DLS5 DL DL S2 DL

表2 正长岩、大理岩和绿片岩的主量元素(ωB/%)及微量元素(ωB/10–6)分析 Table 2 Analyses of major elements (ωB/%) and trace elements (ωB/10–6) from syenite, marble and green schist

样品编号 P2L2-5-2b P2L2-5-3b P2L2-6-1 P2L3-7-3 P2L3-9-4 ZJLZ 01-1 ZJLZ 01-2 ZJLZ 01-3 ZJLZ 01-4 ZJLZ 01-5 ZJLZ 03 DLS 02样品名称 正长岩 正长岩 正长岩 正长岩 正长岩 大理岩 大理岩 大理岩 大理岩 大理岩 绿片岩 绿片岩SiO2 68.80 68.70 68.20 67.90 34.70 0.80 0.25 0.12 0.83 0.23 44.30 49.30 TiO2 0.24 0.24 0.27 0.31 0.88 0.01 0.02 0.01 0.00 0.01 1.90 1.78 Al2O3 13.50 13.90 13.50 13.10 7.59 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 11.10 12.00 Fe2O3 0.76 0.57 0.20 0.03 3.12 0.01 0.02 0.03 0.00 0.00 4.86 6.44 FeO 0.90 0.93 1.33 1.79 6.75 0.02 0.01 0.02 0.02 0.01 8.86 4.99 MnO 0.06 0.05 0.06 0.06 0.68 0.04 0.07 0.09 0.06 0.03 0.18 0.14 MgO 0.64 0.45 0.59 0.68 15.40 0.22 0.31 0.31 0.27 0.28 11.70 12.60 CaO 2.10 1.82 2.01 2.83 7.63 55.50 55.20 55.30 55.40 55.20 7.58 4.62 Na2O 4.74 4.24 4.26 4.69 0.81 0.01 0.08 0.01 0.00 0.00 2.82 3.66 K2O 5.59 6.30 6.53 4.78 6.32 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.05 0.03 P2O5 0.05 0.04 0.11 0.10 0.03 0.01 0.03 0.00 0.01 0.01 0.17 0.12 H2O+ 0.61 0.53 0.50 0.60 1.59 1.19 0.77 1.10 0.81 0.76 4.47 4.54 CO2 1.46 1.40 1.93 3.75 12.60 39.90 40.50 41.50 41.20 41.70 2.71 0.17 LOI 2.09 2.28 2.84 4.09 13.10 43.40 43.50 43.30 42.60 43.20 6.18 4.48 Total 101.50 101.50 102.30 104.70 111.20 97.80 97.30 98.60 98.70 98.30 100.70 100.40 Li 20.80 25.20 11.10 6.26 205.00 0.32 0.41 2.53 0.35 0.13 26.90 3.58 Be 7.55 4.42 3.45 2.03 40.80 0.05 0.05 0.12 0.06 0.05 1.88 0.75 Cr 6.96 4.20 4.38 6.03 1 413 16.40 19.30 26.70 24.30 13.80 1 080 791.00 Mn 448.00 329.00 409.00 458.00 5 849 32.80 47.90 41.20 48.80 24.30 1 498 1183 Ga 21.70 18.80 18.50 18.80 14.60 0.07 0.09 0.10 0.05 0.05 21.20 17.40 Rb 106.00 131.00 149.00 97.90 522.00 0.56 0.31 0.72 0.46 0.09 2.74 0.30 Sr 1 912.00 1 734.00 2 622.00 1 905.00 1 311.00 119.00 128.00 158.00 154.00 98.30 173.00 73.40 Cd 0.09 <0.05 0.09 0.06 0.31 0.10 1.98 0.11 0.11 0.07 0.19 0.08 Ba 4 743 6 129 9 280 3 922 3 188 293.00 61.40 237.00 223.00 154.00 54.30 22.00 Tl 0.76 0.80 1.01 0.68 4.69 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 Pb 82.40 33.20 113.00 26.30 34.20 10.10 22.30 3.30 2.08 0.67 4.59 1.22 Bi 0.22 0.16 0.44 0.17 <0.05 0.05 0.09 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 Th 67.40 55.30 55.60 78.40 8.43 0.46 0.34 0.28 0.20 0.18 1.68 0.89 U 19.00 4.93 5.34 6.38 29.60 0.18 0.28 0.26 0.37 0.23 0.60 0.16 Nb 38.10 29.70 20.20 16.10 15.80 0.14 0.24 0.11 0.07 0.05 15.00 9.70 Ta 0.88 0.75 0.75 0.75 0.37 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.89 0.55 Zr 507.00 275.00 214.00 340.00 43.50 0.98 1.39 0.41 0.85 0.26 131.00 114.00 Hf 10.20 6.71 6.46 8.36 1.60 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 3.98 3.59 Sn 1.54 1.31 1.27 1.88 1.15 0.07 0.05 0.05 0.05 0.05 1.28 1.38 Sb 0.18 0.25 0.48 0.95 0.27 0.06 0.05 0.14 0.07 0.05 0.59 0.24 Ti 1 500.00 1 388.00 1 490.00 1 876.00 5 873.00 12.70 24.40 16.20 8.37 5.74 12 965.00 11 329.00 As 2.28 1.56 1.26 1.43 2.96 0.19 0.28 0.30 0.22 0.43 1.11 0.72 V 34.30 24.80 23.40 43.10 179.00 3.42 7.43 5.95 4.86 3.67 363.00 326.00 La 610.00 138.00 148.00 160.00 521.00 2.70 2.11 6.45 2.66 1.03 14.70 12.60 Ce 839.00 274.00 273.00 307.00 890.00 4.80 3.32 8.93 2.74 0.95 34.10 26.60 Pr 76.70 32.20 29.50 34.90 100.00 0.54 0.40 0.98 0.35 0.14 4.70 4.01 Nd 216.00 124.00 103.00 123.00 369.00 1.92 1.47 3.18 1.23 0.53 20.80 18.80 Sm 23.60 19.70 14.30 18.00 59.40 0.39 0.28 0.52 0.26 0.14 5.10 4.79 Eu 4.95 5.03 3.44 4.49 13.60 0.12 0.08 0.15 0.08 0.05 1.79 1.74 Gd 13.60 12.00 9.93 11.00 33.50 0.23 0.31 0.45 0.23 0.15 5.35 5.44 Tb 1.43 1.44 1.11 1.28 3.96 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.80 0.84 Dy 5.88 6.07 5.08 5.43 16.90 0.12 0.25 0.27 0.20 0.14 4.41 4.89 Ho 0.85 0.90 0.75 0.82 2.74 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.78 0.89 Er 2.23 2.03 1.76 1.85 6.80 0.06 0.14 0.15 0.14 0.10 2.04 2.33 Tm 0.35 0.28 0.26 0.27 1.14 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.30 0.34 Yb 2.28 1.65 1.50 1.61 7.09 0.05 0.13 0.12 0.11 0.09 1.80 2.09 Lu 0.33 0.21 0.20 0.23 0.95 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.26 0.28 Sc 3.37 2.93 3.23 3.82 20.30 0.44 0.39 0.37 0.25 0.35 41.50 30.50 Y 25.60 23.30 19.90 22.00 76.60 1.10 2.26 2.87 2.84 2.39 20.60 21.80∑REE 1 797.20 617.51 591.83 669.88 2 026.08 11.13 8.69 21.40 8.20 3.52 96.93 85.64 LREE 1 741.70 568.20 553.50 624.90 1 880.00 9.96 7.30 19.54 6.98 2.65 74.30 62.01 HREE 5.19 4.17 3.72 3.96 15.98 0.21 0.37 0.37 0.35 0.29 4.40 5.04 LREE/HREE 335.59 136.26 148.79 157.80 117.65 47.43 19.73 52.81 19.94 9.14 16.89 12.30

Hou等(2006)研究的冕宁—德昌REE矿带中其他三个矿床的碳酸岩-正长岩杂岩体的总稀土含量非常高(碳酸岩 2 470×10–6～40 807×10–6; 正长岩630×10–6～3 233×10–6)(表3), 碳酸岩 LREE/HREE 比值为79.1～1 427, 正长岩 LREE/HREE比值为7.47～753(图6E, F), 正长岩与碳酸岩的稀土含量以及轻重稀土比值特征都非常相似。

6 讨论

6.1 围岩与成矿关系

通过对矿体剖面(图4A, B)、矿石手标本(图4C,D)和BSE图观察(图4E, F, G, H), 笔者总结了矿石中各矿物的特征和矿物生成顺序(图5)。

图6 木落寨矿区正长岩(A、B)、大理岩和绿片岩(C、D)以及冕宁—德昌稀土矿带牦牛坪、大陆槽、里庄矿床碳酸岩和正长岩稀土元素和微量元素球粒陨石标准化曲线图(E、F)(据Hou et al., 2006修改) Fig.6 Chondrite-normalized patterns of REE and trace elements of syenite (A, B), marble and green schist (C, D)in the Muluozhai mining area and carbonatite and syenite in Maoniuping, Dalucao, Lizhuang deposits of the Mianning–Dechang REE metallogenic belt (E, F) (modified after Hou et al., 2006)

表3 冕宁—德昌 REE 矿带矿床中碳酸岩和正长岩中稀土元素含量(ωB/10–6)(数据引自Hou et al., 2006) Table 3 The content of REE (ωB/10–6) from carbonatite and syenite in the Mianning–Dechang REE belt deposit (the data after Hou et al., 2006)

?

6.2 矿体特征

根据矿洞剖面观察测量和野外地质调查发现,木落寨矿区内褶皱被断裂所破坏, 断裂总体呈向西倾的单斜构造。断裂对稀土成矿起着重要的控制作用。矿区内的控矿构造, 为茶铺子断裂带形成的入字型分枝断层控制, 主要有三组: 以北北东向和北东向(30°～40°)断裂为主, 次为东西走向断裂构造控矿, 矿体在延长和延深方面都扩大了远景。茶铺子—巴折区域性断裂是新发现的槽台边界断层, 从南部(里庄幅)延伸至本矿区。该断裂带呈南北向, 倾向西, 在其两盘常有长100～600 m, 宽100～300 m的片理化带相伴, 玄武岩均变质为绿泥石片岩。矿区内的次级控矿容矿断层与茶铺子—巴折区域性断裂呈“入字型”相交, 这些分枝断层为直接的储矿构造, 有其成生关系。张性断裂控矿, 矿体延长和延深的规模均小。而张扭性断裂控矿, 矿体延长和延深的规模都较大。

2)台风暴雨主要分布在夏秋季,夏季的台风暴雨主要是由于台风环流直接影响所致,而秋季的台风暴雨主要是台风环流和冷空气相互作用导致,且此种系统配置产生的暴雨强度更强。

背散射(BSE)图像显示, 氟碳铈矿具有两种显然不同的形状, 一种为小颗粒状, 另一种为长条状,显示氟碳铈矿可能有2个世代; 零散小颗粒状的氟碳铈矿叠加在早期的萤石、石膏和方铅矿之上(图4E), 板状、柱状的氟碳铈矿叠加在早期的萤石、石英、石膏、黄铁矿、金云母和天青石之上(图4F, G, H),有的氟碳铈矿裂隙发育, 与金云母相互穿插, 两种矿物密切共生(图4H); 黄铁矿叠加在金云母之上(图4G); 方铅矿颗粒较小, 一部分叠加在石膏上,一部分叠加在天青石上(图4E)。电子探针数据(表1)显示, 菱镁矿与方解石类质同象, 天青石与重晶石类质同象。根据各种矿物的叠加关系, 可见氟碳铈矿叠加在已有的脉石矿物之上, 据此判断氟碳铈矿形成于热液阶段晚期。根据剖面观测、手标本和电子探针探测大致确认了木落寨矿床存在的矿物种类。在牦牛坪和大陆槽矿床中, 重晶石和芒硝中都发现有石膏的熔融包裹体; 其次木落寨矿洞剖面显示, 石膏在矿体中呈片状出现, 无固定的沉积层位,因此本次推断石膏是火成的, 在岩浆阶段出现。根据前人对冕宁—德昌稀土矿带的研究(Liu and Hou,2017), 四个矿床均属于碳酸岩型稀土矿床, 有着相似的矿物生成顺序。通过野外观察和实验并与牦牛坪和大陆槽矿床进行深入对比, 推测出木落寨矿床中矿物的生成顺序(图5)。

6.3 矿石特征

根据矿体特征和手标本观察, 本次认为木落寨矿石类型主要为细脉浸染型, 少量为条带型。细脉浸染型矿石为浸染状构造, 主要脉石矿物有萤石+方解石+重晶石+石膏+黄铁矿+方铅矿+石英+金云母等, 矿石矿物为氟碳铈矿。已有研究认为, 木落寨的矿石类型可划分为3种: 块状萤石-氟碳铈矿矿石、浸染状和条带状矿石(侯增谦等, 2008), 本次研究与前人研究的木落寨矿石类型基本一致, 而与牦牛坪矿床的大脉型和大陆槽的隐爆角砾岩型相比差异较大。

根据宏观的矿物共生和穿插关系、背散射图像下反映出来的矿物特征和叠加关系以及野外观察,发现脉石矿物和稀土矿物主要生成在热液阶段(图5), 菱镁矿与方解石类质同象, 天青石与重晶石类质同象; 萤石被石膏、方解石、菱镁矿叠加, 同时又叠加在这3种矿物之上; 方铅矿叠加在石膏和天青石之上; 金云母与氟碳铈矿密切共生; 氟碳铈矿主要呈细颗粒状和板柱状, 叠加在萤石+方解石+重晶石+石膏+黄铁矿+方铅矿+石英+金云母等脉石矿物之上, 表明氟碳铈矿形成于成矿流体结晶的热液阶段最晚期。通过野外观察和实验并与牦牛坪和大陆槽矿床矿物生成顺序(Liu and Hou, 2017)进行深入对比, 大致推测出木落寨矿床中矿物的生成顺序。

7 结论

(1)木落寨矿床围岩全岩地球化学特征分析显示, 大理岩稀土含量为4×10–6～21×10–6, 绿片岩稀土含量为86×10–6～97×10–6, 与本次研究的木落寨正长岩稀土含量(592×10–6～2 026×10–6)和已研究的冕宁—德昌REE矿带牦牛坪、大陆槽、里庄的碳酸岩、正长岩的总稀土含量(碳酸岩 2 470×10–6～40 807×10–6; 正长岩630×10–6～3 233×10–6)相比都非常低; 表明大理岩和绿片岩可能都不是木落寨矿床成矿物质的主要来源, 大理岩可能提供促进交代和成矿作用的进行。

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(2)与张扭性断裂控矿的牦牛坪和隐爆角砾事件成矿的大陆槽不同的是, 木落寨为张性断裂控矿,稀土矿体赋存在被断层控制的裂隙内, 断裂对稀土成矿起着重要的控制作用, 矿化主要发生在正长岩中, 少部分发生在正长岩和大理岩的接触面中, 围岩矿化不明显, 蚀变较少, 显示成矿作用以充填作用为主, 交代作用为次。

(3)野外地质观察、矿物手标本观察、电子探针测试分析表明, 木落寨矿石类型主要为细脉浸染型,少量为条带型。木落寨矿床缺少伟晶岩阶段, 矿石中矿物主要形成在热液阶段, 矿物宏观和微观研究指示氟碳铈矿形成于热液阶段的最晚期。

Acknowledgements:This study was supported by National Natural Science Foundation of China (No.41772044), Central Public-interest Scientific Institution Basal Research Fund (Nos.YYWF201509 and YYWF201704), and China Geological Survey (No.1212011020000150011-03).

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