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碳酸岩(carbonatite)一词自首次被提出至今已有一百多年的历史,它是一种神秘而颇具争议的岩石类型。碳酸岩富含碳酸盐矿物,通常与基性、超基性或碱性硅酸盐岩伴生形成碳酸岩-硅酸盐岩杂岩体,具有独特的化学成分和矿物学特征并具有承载重要经济矿床的能力。在过去的几十年里,碳酸岩的研究在岩石成因及岩浆起源、地球化学与地质年代学、高温高压实验、与碳酸岩相关的经济矿产、碳酸岩型稀土矿床中稀土元素的富集分异及成矿机理等领域取得了巨大进步。本文从碳酸岩的定义与分类、成岩背景与时空分布、岩石学特征及矿物组成、岩浆起源及演化过程以及与碳酸岩相关的矿产资源等方面对碳酸岩的研究进展进行了综述与评论,提出从成因角度探索碳酸岩分类方案的必要性,总结和梳理了我国目前发现的碳酸岩的产地和分布特征,并认为碳酸岩岩浆与硅酸盐岩浆演化具有差异性,应重视对碳酸岩岩浆演化过程中熔体-流体过渡阶段的研究。最后从文献计量学角度利用大数据和可视化手段对来自Scopus数据库的近十年以“carbonatite”为检索词的近千篇文献进行了可视化分析,总结归纳了碳酸岩现阶段的研究热点,并对未来碳酸岩的研究趋势进行了展望。 相似文献
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稀土、铌是对战略性新兴产业至关重要的关键金属。碳酸岩-碱性岩型是极为重要的稀土、铌成矿类型,其成矿机制一直存在争议,主要在于碳酸岩-碱性岩体系中REE、Nb元素的地球化学性质和行为尚不清楚。本文系统综述了全球碳酸岩-碱性岩型稀土、铌资源的基本情况和分布格局、碳酸岩-碱性岩的成因与成矿机制、REE和Nb元素在碳酸岩-碱性岩体系中的地球化学行为等研究进展,并对碳酸岩-碱性岩成因不明、REE和Nb元素富集沉淀机制不清、元素分配行为不明确、络合物结构和稳定性缺乏实验研究等目前存在的问题进行了梳理。本文旨在通过系统总结碳酸岩-碱性岩体系REE、Nb的超常富集机制和碳酸岩-碱性岩体系稀土、铌成矿理论,为强化我国稀土资源优势,缓解铌资源被“卡脖子”困局提供理论支撑。 相似文献
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碳酸岩作为一种岩浆成因的岩石类型,是铀、稀土等矿产的重要含矿母岩。陕西小秦岭地区广泛分布着碳酸岩,呈大脉状、群脉状、网脉状沿断裂构造侵入太古代变质基底、长城系熊耳群火山沉积岩及蓟县系高山河群碎屑岩中。基于野外穿插关系,结合碳酸岩主要矿物组合特征,将小秦岭碳酸岩划分为5个阶段,由老到新分别为：霓辉石正长岩阶段、霓辉石碳酸岩阶段、钾长石碳酸岩阶段、石英碳酸岩阶段和含沸石碳酸岩阶段,碳酸岩由早期铁碳酸岩向晚期钙碳酸岩演化。在空间上碳酸岩大致以近东西向小河断裂为界,南北部碳酸岩脉的主要类型存在明显的差异;在时间上碳酸岩总体形成于晚三叠世,但不同地段不同类型碳酸岩存在较为明显的时间差异性。碳酸岩地球化学特征显示高硅、富碱、低镁、高钡锶-稀土元素的特征,以及异常高的钾钠比值;CaO含量、TiO2含量、Al2O3含量、铁镁质含量、全碱含量、稀土元素总量及分馏程度均有自早期碳酸岩到晚期碳酸岩逐渐降低的趋势;MnO含量与重稀土元素含量变化相反,且两者呈线性相关特征;与国内其他地区碳酸岩地球化学特征具有明显的差异性。不同类型碳酸岩具有显著的... 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2017,(2)
碳酸岩是揭示地幔地球化学动力学的"探针岩石",迄今有关碳酸岩的研究集中在裂谷环境,而鲜见造山带地区碳酸岩研究的报道。在四川攀西喜马拉雅期造山带、秦岭造山带和华北中央造山带内均有碳酸岩产出,且蕴藏了大型稀土和钼矿床,是研究深俯冲、壳-幔作用和深部碳循环的理想实验室。传统观念认为碳酸岩形成于裂谷环境与地幔柱活动相关,而造山带碳酸岩很可能是陆源富碳沉积物俯冲至地幔低程度熔融的产物。中国造山带内碳酸岩地球化学研究均显示了地壳物质对碳酸岩地幔源区的贡献,这暗示地表碳俯冲至深部地幔,交代地幔发生熔融,这不仅为较还原的地幔源区提供富氧成分,还可以使碳酸岩的母体岩浆更富集稀土,形成稀土矿床。 相似文献
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碳酸岩可分为原始地幔原生碳酸岩和广义“碳酸岩”——富氟钡型碳酸岩。相对于原生碳酸岩,富氟钡型碳酸岩含有大量挥发分和碱土元素,产出了众多稀土矿床,具有较高的成矿潜力。理论和实验研究表明,在碳酸岩岩浆演化过程中,挥发分和碱土元素是岩浆发生不混溶作用的关键因素,而且不混溶作用相对结晶分异作用更利于成矿元素的富集。因此,可以推断挥发分和碱土元素是富氟钡型碳酸岩的成矿的关键因素,不混溶模式是富氟钡型碳酸岩岩浆演化和成矿的主要机制。但是,这仅为理论推断的结果,而且许多实验的研究对象是未发生稀土矿化的碳酸岩,数据的说服力较弱。在我国富氟钡型碳酸岩矿床中,山东微山稀土矿床具有成矿元素高度富集,代表了富氟钡型碳酸岩成矿强度大的特点;而白云鄂博铁—稀土矿床则代表了富氟钡型碳酸岩成矿规模大的特点,二者相辅相成,是研究富氟钡型碳酸岩成矿效应的理想对象。 相似文献
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将全球不同时代的碳酸岩体经过Arcgis软件进行坐标投点,得到了世界主要的碳酸岩体和碳酸岩有关矿产的分布特征图,结合全球主要构造,本文探讨了不同时代碳酸岩的产出和分布与深大断裂的关系。碳酸岩的空间分布主要与板块内部环境和造山带伸展环境中的拉张岩石圈构造背景有关,这种背景下的深大断裂容易切割到地球深处,为碳酸岩岩浆上涌提供通道,从而控制着碳酸岩的形成和分布。碳酸岩从太古代至新生代均有分布,年代越新出现的频率越高。碳酸岩的岩石学特征标志是其岩浆通过的上部地壳围岩中发生霓长岩化作用,形成一套含有霓石、钠(铁)闪石、钠长石、金云母、钾长石等为特征的霓长岩。碳酸岩体在平面和剖面上的分布,与其共生的碱性岩和超基性岩分布亦具有一定的规律性。碳酸岩的主量元素主要包括CO_2、CaO、MgO、FeO、Fe_2O_3、MnO以及SiO_2等,根据碳酸岩中的CaO、MgO和(FeO+Fe_2O_3+MnO)以及碱质之间的重量百分比可将碳酸岩划分为钙质碳酸岩、镁质碳酸岩和铁质碳酸岩以及碱质碳酸岩四大类。碳酸岩的微量元素主要是F、P、Nb-Ta、REE(LREE)、Zr(Hf)、碱金属(K、Na、Rb、Cs、Li)、碱土金属(Sr、Ba)以及衍生的Fe等强不相容的大离子亲石元素(LIPLE),通常是张性深大断裂导致的深部地幔低度部分熔融的产物,易在碳酸岩中富集成矿,形成一系列具有重要价值的金属和非金属矿床。碳酸岩中同位素及包裹体的研究,均不同程度反映了碳酸岩浆的深部来源及其演化特征。因此,碳酸岩特殊的产出背景、特有的矿物共生组合、围岩蚀变、岩石学特征以及地球化学特征等研究资料,还可以为人们了解深成岩浆的演化和探索地球深部信息提供证据。最近十几年的研究中,人们发现可能存在一种新的壳源成因的碳酸岩。 相似文献
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白云鄂博矿区“白云岩”成因的初步研究 总被引：4，自引：0，他引：4
白云鄂博矿区“白云岩”可以划分成“层状”磷灰石白云石碳酸岩，“层状”细粒稀土白云石碳酸岩、高硅白云石碳酸岩、低硅白云石碳酸岩、方解石碳酸岩等多种类型。它们是同一岩浆源不同演化阶段的产物。这些不同类型碳酸岩所携带的成矿物质，造就了白云鄂博矿床。 相似文献
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位于东非大裂谷的维多利亚湖周边(含肯尼亚Buru区)发现多处碳酸岩,富集稀土元素和其他微量元素,研究其成因及与稀土元素和其他微量元素关系具重要意义。Buru区碳酸岩原始地幔标准化分布曲线与幔源碳酸岩浆相似,显示本区碳酸岩是幔源成因。其杂岩体的性状和典型模式相似,但又有较大的不同,其侵入顺序为超基性岩(变玄武岩)→碱性岩(响岩)→碳酸岩。碳酸岩是在低温低压条件下形成的,为次火山岩相-浅成相。Buru区位于东非大裂谷东支与西支之间,拉张应力环境为幔源碳酸岩上侵创造了条件。碳酸岩是在岩浆晚期分异后形成的,经交代作用后稀土元素和其他微量元素进一步富集。稀土元素和其他微量元素易富集在火成方解石碳酸岩、白云岩等碳酸岩中,为稀土元素和其他微量元素矿床的寻找指明了方向。维多利亚湖周边碳酸岩具良好的找矿前景。 相似文献
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Panda山碳酸岩杂岩体含大量烧绿石,构成了一个重要的碳酸岩型铌矿床,自20世纪50年代以来就引起了极大的关注,但其成矿母岩(碳酸岩)的岩石成因问题一直没有得到很好的解决。本文系统总结和分析了前人关于Panda山碳酸岩的年代学、岩石地球化学及同位素地球化学数据,结果显示Panda山碳酸岩在化学组成上以钙质碳酸岩为主,稀土元素呈现为轻稀土富集的右倾分布型式且无Ce、Eu异常;相对富集大离子亲石元素Ba、Sr,相对亏损高场强元素Zr-Hf、Ti,而Rb、Th、U元素的含量则变化较大,这些特征与世界上典型的碳酸岩类似。此外,Sr-Nd-Pb同位素结果显示碳酸岩源区应为高U/Pb地幔(HIMU)与富集地幔(EM)之间的混合,这与东非裂谷系其他碳酸岩源区特征一致。综合现有认识,推测Panda山碳酸岩由地幔橄榄岩低程度部分熔融而来,其形成过程很可能与冈瓦纳大陆裂解引发一系列古断裂重新活动有关。 相似文献
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稀土元素(REE)作为"三稀资源"之一,是中国重要的战略性矿产资源,碳酸岩型稀土矿床是世界稀土的主要来源.成矿碳酸岩的岩浆演化以及稀土元素的富集和分异机理一直是碳酸岩型稀土矿床研究的热点和难点,国内外学者对碳酸岩的岩浆起源、岩浆演化过程中稀土元素富集与分异的机理进行了大量的研究与探讨,但仍存在较多的争议,限制了碳酸岩型稀土元素成矿理论的发展及国内外碳酸岩型稀土矿床的找矿勘查工作.文章重点对稀土成矿碳酸岩的起源、岩浆演化过程及在此过程中REE的富集与分异行为进行了详细的文献调研和评述,同时,基于笔者在冕宁牦牛坪稀土矿床前期的研究工作和最新发现,认为碳酸岩中普遍存在矿物学分带,它是岩浆演化过程的最佳记录,是不同成分矿物结晶分异作用的体现.对牦牛坪稀土矿床碳酸岩的矿物学分带特征及其中的熔体、熔流体和流体包裹体进行了初步描述与探讨,以期为研究碳酸岩的岩浆演化、岩浆-流体转化过程及稀土元素的富集与分异机理提供新的思路,促使对稀土碳酸岩矿物学分带及其对REE富集与分异的研究引起更多的关注和重视. 相似文献
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甘肃礼县新生代火山喷发碳酸岩的发现及意义 总被引：7，自引：8，他引：7
甘肃礼县新生代钾霞橄黄长岩中有大量火山喷发碳酸岩出露，本文对该区各种碳酸岩的地质产状，岩石特征，全岩化学及稀土，微量和C、O同位素地球化学进行了研究，结果表明本区碳酸岩属于一种高CaO低碱（Na2O K2O)的火成碳酸岩，其化学成分与东非裂谷乌干达FortPortal地区的碳酸岩相似，其中碳酸岩的火山砾岩和凝灰岩具有高的SiO2和Mg/Ca比值，化学成分显示了硅酸盐和碳酸盐混合的特征，可能代表直接由地幔部分熔融形成的原生碳酸盐岩浆。其它类型碳酸岩的成因与原生碳酸盐岩浆或原生钾霞橄黄长岩浆的液态不混溶作用和／或结晶分异作用有关。碳酸岩及共生的高钾火山岩不是典型的大陆裂谷岩浆作用的产物，其起源和成因与软流圈的上涌有关。碳酸岩的发现为查明本区地幔的组成和性质提供了新的岩石学证据。 相似文献
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碳酸岩是一类稀少但具有重要地质意义的一种岩石类型,且碳酸岩也往往构成大火成岩省岩石序列中的重要组成部分。我国西南地区晚二叠世峨眉山大火成岩省举世闻名,但此前尚未有同期的火成碳酸岩报道。本项目组在四川攀枝花地区开展的地质填图过程中,识别出大规模的碳酸岩,其沿北东—南西向延伸约20千米,可能是我国最大的岩浆型碳酸岩。大量的暗色纯橄榄岩、二辉橄榄岩及煌斑岩地幔捕虏体是认定岩浆型碳酸岩最直接、最重要的野外证据。碳酸岩主体为侵入岩,其次为少量的喷出岩、火山角砾岩及潜火山岩,空间上与侵入碳酸岩紧邻。碳酸岩侵入岩主要由方解石、白云石、橄榄石、斜方辉石及其蚀变而成的蛇纹石组成,并可根据矿物粒度、含量、结构、构造及颜色,划分出不同的碳酸岩类型。碳酸岩喷出岩由方解石、白云石、暗色矿物及气孔构成; 潜火山岩由火山角砾、火山岩玻璃及方解石胶结物构成,方解石胶结物的形成可能与岩浆晚期的少量气液活动有关。拉纳箐矿区粗粒白云石碳酸岩中斜锆石以及与碳酸岩共生的石英二长岩中锆石的加权平均年龄分别为263. 5±3. 2 Ma (MSWD=0. 41, n=20)和260. 2±1. 7 Ma (WSWD=0. 30,n=20)。大规模碳酸岩的识别完善了峨眉山大火成岩省岩浆岩序列。碳酸岩的δ13CPDB(-9. 6‰~+1. 3‰)及δ18OSMOW (+12. 9‰~+21. 3‰)值与其它典型碳酸岩的同位素值接近。攀枝花铁矿区碳酸岩与冕宁—德昌新生代稀土矿化碳酸岩的岩性组合、矿物组合及蚀变类型差异显著,反映了二者具有不同的成因。前者与喜马拉雅造山运动有关,后者形成于与峨眉地幔柱有关陆内裂谷环境,可能为深部地幔低部分熔融的产物,是真正意义上“干的”岩浆成因的碳酸岩。 相似文献
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《华南地质与矿产》2017,(3)
对湖北省庙垭铌-稀土矿床火成碳酸岩全岩进行了碳-氧同位素分析结果显示,庙垭碳酸岩δ13C值为-5.84‰~-3.46‰,与正常地幔和初始火成碳酸岩值基本一致,δ18O值为11.3‰~13.4‰,明显高于正常地幔和初始碳酸岩值,与富CO2-H2O流体交代后的碳酸盐岩的C-O同位素结果相似。结合矿物学、岩石学和流体包裹体观察和研究结果,初步判断庙垭碳酸岩可能经历了后期热液蚀变作用改造过程。应用水-岩交换模型计算进一步获得热液蚀变温度为约400~600°C,水/岩比为10~200。通过与区域上杀熊洞碱性-碳酸岩杂岩体和内蒙古白云鄂博Nb-Fe-REE矿床中碳酸岩的C-O同位素组成进行对比,初步认为后期热液流体交代蚀变作用过程对与火成碳酸岩相关的超大型Nb-REE矿床形成可能具有重要意义。 相似文献
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鲁西地区中生代碳酸岩类的微量元素和锶、钕同位素组成特征 总被引：9，自引：0，他引：9
对鲁西地区早白垩纪的碳酸岩岩体的稀土、微量元素和同位素组成的研究表明 ,鲁西碳酸岩不同于任何沉积成因的灰岩和变质成因的大理岩 ,而与世界典型的幔源碳酸岩具有相似的稀土元素组成 ,说明其为幔源成因 ,碳酸岩极度富集轻稀土元素。鲁西碳酸岩的锶、钕同位素组成表明其地幔源区为具有EMI和EMII端元混合特征的富集地幔。 相似文献
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经过陕西省地矿局第六地质队广大地质职工多年工作,现已查明一个特大型碳酸岩型铀铝矿床,并肯定了其工业价值。 该矿床位于华北地台南缘、汾渭裂谷南侧,太行新华夏隆起带与秦岭纬向构造带北亚带的交汇部位,与铁岔沟碳酸岩型铁矿,黄龙铺碳酸岩型钼、铅矿,驾鹿碳酸岩型稀土矿同处于一个碳酸岩带上。 相似文献
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四川里庄稀土矿床岩浆碳酸岩的地球化学 总被引：3，自引：0，他引：3
里庄稀土矿床位于四川冕宁县西南方向49 km，为侵位于碱性杂岩体中的碳酸岩脉状矿床。本文从稀土元素地球化学和同位素地球化学的角度探讨了碳酸岩与地幔过程之间的关系。研究表明，碳酸岩的∑REE为（9236.2~5943.6)×10-6,为LREE富集型，与典型岩浆碳酸岩特征相似；碳酸岩的C、O同位素组成非常稳定，其δ13CV-PDB和δ13OV-SMOW，分别为-3.9‰~-5.3‰和8.7‰~11.9‰,均落在“原生碳酸岩”的C、O同位素组成范围之内；碳酸岩的Pb、Sr同位素组成比较均一，其87Sr/86Sr,206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb分别为0.706305~0.706997、18.197~18.220、15.601~15.604、38.401~38.434，与EMⅠ型地幔源区的同位素组成基本一致。所有这些特征均表明岩石来自交代富集地幔源区。 相似文献
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木洛稀土矿床成因上与碳酸岩-碱性杂岩密切相关。碳酸岩主要由方解石组成,CaO/（CaO＋MgO＋FeO＋Fe2O3＋MnO）比值在95.7%～99.6%,为方解石碳酸岩。碳酸岩相对富集大离子亲石元素Ba、Sr、LREE,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Zr、P,高Zr/Hf和La/Nb值,低Sm/Nd和Rb/Sr值,暗示岩石来自富集地幔EMI。地质、地球化学研究表明,木洛碳酸岩是在峨眉山地幔柱地幔遗存物经喜马拉雅造山运动再次活化的产物,但碳酸岩熔浆在上侵过程中受到地壳物质混染。碳酸岩-碱性岩熔浆带来大量稀土元素,并在喜马拉雅造山期造山运动派生的局部引张部位成矿。 相似文献
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全球范围内出露的碳酸岩大多为钙质、镁质、铁质碳酸岩,少量为钠质和硅质碳酸岩,极少有富Sr碳酸岩的报道,其岩石成因、资源意义及对碳酸岩岩浆演化的指示意义尚不清楚。本次在四川省牦牛坪稀土矿区南部包子山稀土矿床的露天采坑中发现了超级富Sr的碳酸岩,其呈不规则的脉状侵入到构造角砾岩中。岩石呈紫色-淡紫色,微晶-斑状结构,斑晶主要为萤石,基质主要为菱锶矿、方解石、氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、金云母、重晶石并含少量的金属硫化物和氧化物。全岩的微量元素分析表明,其稀土元素总量(∑REE)达3.5%～6.1%,Sr含量达19.0%～27.7%,已超过稀土矿床和锶矿床的工业品位要求。岩石中的中、重稀土元素含量占稀土元素总量的1.14%～1.77%,一些高价值稀土元素含量较高,如Pr(939×10~(-6)～1399×10~(-6))、Nd(2783×10~(-6)～3937×10~(-6))、Gd(237×10~(-6)～320×10~(-6)),因此除轻稀土元素外,中、重稀土和锶元素也具有重要的资源意义。岩石强烈富集REE、Sr、Ba,而明显亏损P、Nb、Ta、Zr、Hf元素,可能与岩浆演化过程中锆石和其它基性矿物的结晶分离有关。全岩的Sr-Nd同位素组成与牦牛坪、里庄稀土矿床的碳酸岩相似,表明它们为同源岩浆产物。笔者认为,富Sr的碳酸岩代表了碳酸岩岩浆演化晚期的产物,REE、Sr、Ba、F和S元素均在岩浆演化晚期的碳酸岩中高度富集。碳酸岩岩浆超浅成侵位至构造角砾岩中,并与下渗的大气水相遇导致岩浆的淬冷和微晶-斑状结构的形成。早期基性矿物(如霓辉石、黑云母)及碳酸盐矿物(如方解石、白云石等)的结晶分离是造成晚期碳酸岩中稀土元素富集的重要原因。富Sr碳酸岩中石英斑晶的发现和其较低的SiO_2含量表明碳酸岩岩浆演化晚期可能是硅饱和的,且这种岩浆具有很低的SiO_2溶解能力。以菱锶矿(体积分数 50%)为主要碳酸盐矿物的稀土碳酸岩可能代表了一种新的碳酸岩类型,明显不同于已知的钙质、镁质、铁质和钠质碳酸岩。 相似文献