川西木落寨稀土矿床年代学、地球化学与成矿特征

摘要：木落寨矿床位于川西冕宁-德昌稀土成矿带的北部,郑家梁子矿段是该矿床的主要成矿段。野外勘查发现,郑家梁子矿段主要的赋矿岩石是大理岩,其中发育的张性断裂充填大量矿脉,与矿带中其他矿床以正长岩为赋矿围岩的特征明显不同,而大理岩是否是成矿物质的主要来源尚不清楚。为进一步明确大理岩、正长岩和稀土物质来源之间的关系,文章对相关岩石和矿石进行地球化学特征对比分析。正长岩全岩稀土元素含量为1211×10^-6~2974×10^-6,稀土元素配分曲线呈轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的特征。近矿蚀变大理岩稀土元素配分曲线整体呈右倾,稀土元素总量为1131×10^-6~1935×10^-6,而远矿新鲜大理岩稀土元素总量为8.20×10^-6~8.69×10^-6,由此可见,大理岩很可能不是稀土物质的主要来源。新鲜大理岩的δ^13CV-PDB变化范围为1.3‰~1.6‰,δ^18OV-SMOW介于23.2‰~23.7‰之间,显示其是海相碳酸盐岩变质的产物,蚀变大理岩的δ^13CV-PDB变化范围为0.4‰~0.7‰,δ^18OV-SMOW介于15.7‰~16‰之间,显示其受热液蚀变影响,并经历碳酸盐的溶解作用。新鲜大理岩与蚀变大理岩的δ^13CV-PDB值变化较小(0.4‰~1.6‰),说明这2种大理岩为同源,近矿大理岩可能只是碳酸盐岩溶解蚀变的产物。矿脉中的方解石δ^13CV-PDB变化范围为-4.6‰~-4.7‰,δ^18OV-SMOW介于11.8‰~12.5‰之间,显示出碳酸岩岩浆经历低温蚀变的过程,证明矿脉与大理岩没有明显物质来源关系。矿石中氟碳铈矿的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb与208Pb/204Pb分别为18.3143~18.3629、15.6243~15.6349和38.6197~38.7309,正长岩的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别为18.3233~18.3568,15.6298~15.6360和38.6664~38.6880。正长岩和氟碳铈矿的铅同位素特征一致,显示稀土的物质来源很可能是正长岩或隐伏的碳酸岩。本次研究选取典型矿石中与氟碳铈矿密切共生的金云母进行Ar-Ar同位素定年