将硼酸盐的再迁移和矿化作用与华北克拉通北部约18.5亿年前的构造后花岗岩岩浆活动联系起来:来自原位独居石、巴德莱石U-Pb年龄测定及钼矿Re-Os年龄测定的证据
《Precambrian Research》:Linking borate remobilization and mineralization to ~1.85 Ga post-tectonic granitic magmatism in the northern North China Craton: Constraints from in-situ monazite, baddeleyite U-Pb and molybdenite Re-Os ages
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时间:2025年08月20日
来源:Precambrian Research 3.2
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古生代硼矿床的成因与年代学制约研究基于中国北缘克拉通2.05–1.93 Ga蒸发岩变质带中的侯现玉硼矿和旺盛沟硼铁矿,通过单斜石、辉钼矿、BADDELEYITE和磷灰石的U-Pb与Re-Os年代学分析,揭示硼矿化发生在1.86–1.81 Ga,与1.85 Ga后构造花岗岩浆活动相关,否定其与1.90 Ga区域变质作用的成因联系,建立含硼-铁-铀-稀土等金属成矿带。
研究团队近期对北中国克拉通内的几个重要硼矿床进行了深入分析,其中包括位于2.05–1.93十亿年前变质蒸发岩中的 Houxianyu 硼矿和 Wengquangou 硼-铁矿。这些矿床被认为是前寒武纪时期最大的硼矿床之一,其形成过程与复杂的地质作用密切相关。在这些矿床中,发现了一些与硼矿物共生的副矿物,如独居石、辉钼矿、坏脱石和磷灰石。这些副矿物不仅能够帮助确定矿床的形成时间,还为理解其成因提供了关键线索。
在研究中,科研人员采用了多种地质年代测定方法,包括原位铀-铅(U-Pb)测年和铼-锇(Re-Os)测年技术。通过这些方法,他们获得了与硼矿物相关的多个精确年代数据,分别为1854±11百万年(U-Pb独居石年龄)、1815±4百万年(U-Pb坏脱石年龄)以及1825±22百万年(Re-Os辉钼矿年龄)。这些数据表明,硼和硼-铁矿化过程发生在1.86–1.81十亿年之间,这一时间比约1.90十亿年的区域变质作用稍晚,但与约1.85十亿年的构造后花岗岩岩浆活动时间相吻合。这一发现对理解硼矿床的形成机制具有重要意义。
此外,研究团队还对这些矿床中的磷灰石进行了主微量元素分析。他们发现,与磷灰石共生的硼矿物表现出轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)的富集,以及显著的铕(Eu)负异常。这些化学特征与约1.85十亿年的花岗岩中的磷灰石相似,而与变质岩中的磷灰石不同。这表明,这些硼矿床的形成可能与构造后花岗岩岩浆活动有关,而非区域变质作用。
研究团队还通过实地观察和岩石学分析,发现热液石英-电气石脉与变质岩中的片理相交切,这进一步支持了热液活动在硼矿床形成过程中的作用。此外,矿床中出现的副矿物组合(如独居石、坏脱石和铀矿)也表明,这些矿物可能是在同一地质事件中形成的,为理解硼矿床的成因提供了更多证据。
研究结果还表明,这些硼矿床的形成时间与构造后花岗岩岩浆活动时间相一致,因此,它们可能是在该时期热液活动的影响下形成的。这一发现对之前的理论提出了挑战,即认为硼矿床的形成与约1.90十亿年的区域变质作用有关。新的研究结果不仅纠正了这一观点,还揭示了硼、铁、铀、铌、钽、钴和镍等元素在北中国克拉通内形成的一个热液成矿带,这为未来的矿产勘探提供了新的方向和目标。
北中国克拉通的地质背景复杂,其基底由太古代至古元古代的岩石构成,覆盖层则包括中元古代至新生代的沉积物。基底被一条近南北向的中央带——中北中国克拉通——分为东块和西块,东块和西块在约1.85十亿年前发生碰撞。这一地质事件对硼矿床的形成可能起到了重要作用,因为构造活动往往伴随着热液流体的产生和迁移。
研究团队采集了九个代表性样品,包括来自Houxianyu硼矿的独居石-电气石矿石样品和五个含辉钼矿的电气石-云母-独居石矿石样品,以及来自Wengquangou硼-铁矿的磷灰石含云母-电气石矿石样品和两个含磁铁矿的电气石-磁铁矿样品。这些样品的采集和分析为研究提供了重要的数据支持。
通过这些研究,科研人员不仅确定了硼矿床的形成时间,还揭示了其与构造后花岗岩岩浆活动的密切关系。这一发现对于理解前寒武纪时期硼矿床的形成机制具有重要意义,也为未来的矿产勘探提供了新的思路。此外,研究结果还表明,这些矿床的形成过程可能受到多种地质因素的影响,包括热液活动、构造运动以及岩浆作用等。这些因素共同作用,导致了硼矿物的富集和矿床的形成。
总的来说,这项研究不仅提供了关于北中国克拉通内前寒武纪硼矿床的详细地质信息,还为理解硼矿床的成因机制提供了新的视角。通过结合多种地质年代测定方法和岩石学分析,科研人员成功地确定了硼矿床的形成时间,并揭示了其与构造后花岗岩岩浆活动的关联。这些发现对于未来的矿产勘探和地质研究具有重要的参考价值。
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