（二）Sr、Nd同位素特征

Sr-Nd同位素特征~

表3-4为拾金坡岩体寄主花岗岩和二长质包体代表性样品的Sr-Nd同位素组成结果。从中可看出，寄主花岗岩和二长质包体的Sr、Nd同位素组成十分接近，二者的（87Sr/86Sr）i和εNd（t）值分别为0.70753～0.70898、-2.427～-1.761和0.70651～0.70917，-2.199～-0.004，表现出壳幔混源花岗岩类岩石的Sr、Nd同位素特征。为了消除结晶分异导致的147Sm/144Nd值变化对单阶段Nd模式年龄的影响（Depaolo et al.，1992），对Nd模式年龄的计算采用了两阶段模式，结果表明，寄主
表3-4 拾金坡岩体寄主花岗岩和二长质包体代表性样品的Sr-Nd同位素组成


花岗岩和包体的T2DM非常接近，分别为1292～1346 Ma和1149～1327 Ma，平均值为1295 Ma，代表了本区地壳的平均存留年龄（陈江峰等，1999）。在εNd（t）-t图解中（图3-14），寄主花岗岩和包体的投影点都位于早—中元古代地壳的上方，表明成岩过程中有幔源组分的参与。在Sr-Nd同位素演化图解上（图3-15），寄主花岗岩和二长质包体样品落入上地幔、上地壳和下地壳组成的三角区域内，亦表明上地幔部分熔融形成的原始岩浆与地壳物质之间发生过混合作用，而寄主花岗岩与二长质包体的组成比较接近，表明岩浆混合作用过程中同位素交换较为充分。

图3-14 拾金坡岩体寄主花岗岩和包体εNd （t）-t关系图


图3-15 拾金坡岩体寄主花岗岩和包体εNd （t）-（87Sr/86Sr）i关系图

表4-3 中亚造山带含矿岩石的Sr、Nd 同位素


续表


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资料来源：1.李华芹等，1998；2.周刚等，1998；3.陈富文等，1999；4.张前锋等，1994；5.王中刚等，1998；6.贺伯初等，1994；7.王登红等，2002；8.周刚等，1999；9.毕承思等，1993；10.洪大卫等，未发表的资料；11.陈富文等，1999；12.芮宗瑶等，2002；13.杜琦，1988；14.吴福元等，1999；15.赵元艺等，1997；16.秦克章，1998；17.陈德潜等，1995；18.盛继福和付先政，1999；19.赵一鸣，张德全，1997；20.王国政，1997；21.张德全，1993；22.盛继福等，1993；23.王一 先 等，1997；24.Zhu Yongfeng 等，2001；25.Sotnikov 等，1995；26.Kovalenko等，1999；27.Kovalenko 等，1997；28.Kozlov 等，1995；29.Kovalenko 等，1992；30.Lykhin 等，2001；31.Vladimirov等，1998；32.Vladimirov等，1997；33.Heinhorst等，2000。
从表4-3可见：
1）含矿岩石的Sr初始值ISr绝大多数都小于0.706，εNd值绝大多数为正值（图4-4），同前述花岗岩的总体同位素特点完全一致，说明它们都来源于地幔物质。甚至矿石流体包裹体的Sr同位素也反映了上述特点，说明成矿流体也继承了岩浆来源于地幔物质的性质。某些与钨、锡、稀有金属矿化有关的花岗岩，即便是ISr值较高（0.711～0.728），但是它们的εNd值仍然较高，甚至仍为正值，或在零值附近摆动，仍然表明了地幔来源物质的强烈影响。只有一些出露在微陆块上的含矿岩石，如内蒙古白乃庙、俄罗斯外贝加尔和山区阿尔泰的某些稀有金属、钨锡矿床的含矿岩石才显出εNd为负值的特点，这同上述区域花岗岩的特点也是完全一致的。

图4-4 中亚造山带（CAOB）含矿岩石的ε Nd -I Sr 图解

CAOB据表4-3，DM，MORB，EMⅠ和EMⅡ据Zindler and Hart，1986
2）含矿岩石，尤其是与钨、锡、稀有金属矿化有关的岩石，一般都是岩浆演化晚期分异比较充分的岩石，但是它们的同位素特点却同区域花岗岩一致，没有受到岩浆结晶分异和矿化作用的影响。
3）尽管本区矿床的成矿时代跨度较大，但是它们的Sr，Rb同位素系统却是稳定的，变化范围狭窄，说明从早古生代直至中生代，含矿岩石的来源基本类似。同区域花岗岩一样，含矿岩石的εNd值从早古生代到中生代逐渐降低，尤其是200 Ma以后的中生代含矿岩石，εNd值都趋近于零，说明本区的含矿岩石同区域花岗岩一样，是中生代对流地幔输入改造显生宙地壳的结果。

表6-13列出了富钾板岩、黑云母岩、暗色板岩、变质基性火山岩样品Sm-Nd、Rb-Sr年龄测定结果和相应I_Nd的ε_Nd（t）值。可以看出，H₉板岩形成于同一时期，各类板岩的Sm-Nd等时年龄在误差范围内一致。I_Nd值随着年龄t值线性变化（图6-23）。这表明，它们是同一源区不同时间部分熔融分异结晶产物。Nd同位素所得出的结论与前面稀土元素、大离子不相容微量元素得出的结论一致。

图6-21　白云鄂博矿床富钾板岩、黑云母岩、暗色板岩、变质基性火山岩（黑云母板岩）样品Al₂O₃-TiO₂、Zr-TiO₂、Rb-K、La-Ce关系图（据表6-1，表6-4，表6-7，表6-10数据绘制）

■-富钾板岩样品；○-变质基性火山岩（黑云母板岩）样品；●-黑云母岩样品；□-暗色板岩样品

Fig　6-21　Al₂O₃vs TiO₂,Zr vs TiO₂,Rb vs K and La vs Ce diagrams of potassium-rich slates（■）,bi-otite rock（●）,dark-colored slates（□）and metamorphic basic volcanic rocks（biotite slates）（○） from the Bayan Obo ore deposit

（data from Table 6-1,Table 6-4,Table 6-7 and Table 6-10）

图6-22　白云鄂博矿床富钾板岩、暗色板岩、黑云母岩、变质基性火山岩（黑云母板岩）样品¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd-Sm图（据表6-2，表6-5，表6-8，表6-1l数据绘制）

¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd比值随Sm的增加而降低，表明富钾板岩、暗色板岩、黑云母岩，变质基性火山岩形成时发生过强烈分异作用

Fig.6-22　¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd vs Sm diagrams of potassium-rich slates,biotite rocks,dark-colored slates and metamorphic basic volcanic rocks（biotite slates）from the Bayan Obo ore deposit.

（data from Table 6-2,Table 6-5,Table 6-8 and Table 6-1l）

The¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd ratios descend with the Sm increasing.It indicates that the intense fractional crystallization were underwent when the potassium-rich slates,biotite rocks,dark-colored slates and metamorphic basic volcanjc rocks formed

表6-13　白云鄂博矿床H₉板岩样品Sm-Nd、Rb-Sr年龄测定结果

①95%置信度水平。

图6-23　白云鄂博矿床H₉板岩（¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd）i-t关系图（据表6-13数据绘制）

1—富钾板岩样品；2—暗色板岩样品；3—变质基性火山岩样品；4—黑云母岩样品

Fig.6-23　（¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd）i vstdiagram of H₉slates from the Bayan Obo ore deposit（Data from Table 6-13）

1—Potassium-rich slate;2—Dark-colored slate;3—Metamorphic basic volcanic rock（biotite slate）;4—biotite rock

Rb-Sr年龄均为400Ma左右，这反映，H₉板岩在加里东期遭受过强烈变质改造。I_Sr值，由于加里东期强烈地质作用，Sr同位素系统被完全再置，表6-13给出的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）i值比岩石形成时的真正I_Sr值高。特别Rb含量高的富钾板岩、黑云母岩更是如此！若用全岩Sm-Nd等时年龄作为岩石形成年龄进行计算，由于富钾板岩、黑云母岩Rb含量高，Sr同位素系统在400Ma左右遭受过改造——放射成因⁸⁷Sr丢失，或Rb得到——使得计算的I_Sr值一般小于0.699，仅黑云母岩样品B2043的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）i值为0.70298,B2044的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）i值为0.70279。暗色板岩样品为1235Ma时，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.69934～0.70959，平均值为0.7043±32（σ）。变质基性火山岩样品1333Ma时，⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.70199～0.70811，平均值为0.7045±19（σ）。

由上面主元素、微量元素含量和Sr、Nd同位素特征及各类板岩间的成因关系可以看出，把H₉板岩作为正常沉积岩不一定符合实际情况。与矿区正常沉积岩长石石英砂岩、石英岩、炭质板岩的主元素、微量元素和同位素系统也不能比较，其K、Rb高、Nb普遍呈现负异常（详见第七章）。

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