关键词:
碳酸岩
磷灰石
矿物学
结晶分异
稀土地球化学
摘要:
稀土(REE)在碳酸岩岩浆演化中的行为对碳酸岩成岩成矿作用至关重要。由于目前地表观测到的碳酸岩岩石多为岩浆演化过程中的堆晶体或受到强烈的岩浆期后热液蚀变,研究其岩浆过程十分困难。内蒙古丰镇碳酸岩发育且保存了较为完整的碳酸岩岩浆演化序列,且磷灰石结晶贯穿于整个岩浆-热液阶段并记录了熔体组成的演变过程。本文通过对丰镇碳酸岩不同结晶阶段磷灰石的矿物学、主微量元素地球化学特征研究,以期示踪REE的分异和富集行为。磷灰石主要形成于岩浆和热液阶段,前者依据结晶顺序早晚可划分为橄榄石阶段(Ap-1)、辉石阶段(Ap-2)、长石阶段(Ap-3)和石英阶段(Ap-4)。其中,(Ap-1)相对于其它磷灰石具有高的Na和S但较低的Si含量,与碳酸岩初始熔体组成富碱贫硅的特征相符。从橄榄石阶段到石英阶段,磷灰石的REE(尤其HREE)总量逐渐升高(REE:Ap-1 4589×10–6~6262×10–6、Ap-2 9905×10–6~10 791×10–6、Ap-3 11 854×10–6~13 975×10–6、Ap-4 19 490×10–6~25 672×10–6),但轻重稀土分异程度(La/Yb)N逐渐降低(Ap-1:226~284、Ap-2:132~146、Ap-3:111~126、Ap-4:27~33)。热液阶段磷磷灰石(Ap-5)具有最低的REE含量(REE:94.1×10–6~111×10–6),表明其从残余贫REE的热液中沉淀形成。上述研究表明在碳酸岩岩浆演化过程中随着贫REE方解石和硅酸盐矿物的结晶分异作用,REE在残余岩浆中逐渐富集。因此,强烈的结晶分异作用很可能是REE在碳酸岩岩浆演化过程中富集的主要机制之一。