鲁西地区龙宝山碱性杂岩体岩石成因与稀土元素富集机制

刘传朋; 马钊; 安茂国; 支成龙; 杨泽宇; 吴鸣谦; 尚振; 陈怀鑫; 韩宗瑞; 姜腾飞; 高文白

doi:10.13745/j.esf.sf.2025.1.31

地学前缘 ›› 2026, Vol. 33 ›› Issue (2) : 265 -289. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.1.31

鲁西地区龙宝山碱性杂岩体岩石成因与稀土元素富集机制

刘传朋, 马钊, 安茂国, 支成龙, 杨泽宇, 吴鸣谦, 尚振, 陈怀鑫, 韩宗瑞, 姜腾飞, 高文白

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摘要

龙宝山碱性杂岩体位于华北克拉通鲁西地区东南缘，是新发现的龙宝山稀土矿的赋矿岩体，但其岩石成因和稀土富集机制仍没有得到很好的解释。本文对该碱性杂岩体中的正长斑岩、石英正长斑岩、含角闪正长斑岩的岩石地球化学特征进行了系统的研究，旨在限定该岩体的成因机制，揭示稀土元素的富集机制。研究结果显示，龙宝山碱性杂岩体形成于早白垩世（130～128 Ma）,所分析样品具有较高的SiO₂、Na₂O、K₂O和Al₂O₃含量以及较低的MgO、FeO和CaO含量，属于准铝质岩、过碱性岩、高钾钙碱性岩和钾玄岩。样品都表现出富集的Sr-Nd同位素特征，富集大离子亲石元素（large-ion lithophile element, LILE）和轻稀土元素（light rare earth element, LREE）,亏损Nb、Ta和Ti重稀土元素（heavy rare earth element, HREE）,且具较高的Nb/Y、Th/Yb、La/Sm和较低的Ba/Th值，这些均指示俯冲沉积物熔体交代了地幔源区并为源区提供了稀土元素的初始富集。在岩浆演化早期，角闪石和黑云母的分离结晶促进了稀土元素的进一步富集。钠长石交代是热液作用的结果，岩浆晚期的热液交代作用导致了稀土元素的富集成矿。因此，龙宝山碱性杂岩体起源于富集岩石圈地幔的部分熔融，俯冲海洋沉积物再循环诱发的稀土元素（rare earth elements, REE）初始富集对龙宝山碱性岩型稀土矿床的形成具有重要制约，岩浆-热液作用过程是稀土元素富集成矿的关键过程。