白云鄂博矿床物质来源等研究取得重大进展

白云鄂博是世界著名的超大型稀土-铌-铁多金属矿床，其成矿机制受到国内外地学界的广泛关注。针对长期存在争议的矿床成因、成矿时代、成矿物质来源等重大科学问题，中国地质科学院地质研究所朱祥坤研究员及其团队运用新兴的铁、镁同位素示踪技术，结合传统的钐-钕、碳、氧等同位素体系，对白云鄂博矿床进行了系统研究，取得重大进展。

自1927年发现以来，前人对白云鄂博矿床做了大量工作，但对成矿作用等一些关键问题的认识仍存在很大分歧。在矿床成因方面，存在沉积成因（包括正常沉积和热水沉积）、热液交代、岩浆成因、混合成因（铁为沉积成因，稀土为热液成因）、多成因等争论；在物质来源方面，有壳源、幔源、混合源（铁是壳源、稀土是幔源）、多来源等观点；在成矿时代方面，获得的同位素年龄覆盖了从13亿年至4亿年的区间，使人们对成矿时代和成矿期次的认识莫衷一是。

朱祥坤团队的研究取得了如下重要认识：

1.     白云鄂博主体上是个岩浆矿床，但受到了岩浆期后热液的交代。所谓的H8白云质大理岩实际上是火成碳酸岩。

2.     主成矿期（岩浆侵入时代）为1288±27 Ma，与哥伦比亚超大陆在华北克拉通的裂解时代一致。

3.     加里东期的热事件（约0.44 Ga）导致了白云鄂博矿床的晚期稀土矿脉的形成和原有矿体中部分稀土矿物的重结晶，但成矿物质主要来源于矿体内部的稀土再循环，外源物质的贡献不明显。

4.     约1.3 Ga～约0.44 Ga间的一系列中间年龄为后期热扰动的结果，并不代表成矿事件。简而言之，白云鄂博矿床只在中元古代发生过一次实质性的稀土矿化作用。

5.     成矿物质来自地幔，不存在多来源性。

    研究成果在 Ore Geology Reviews （64:543-553）, Precambrian Research（235: 88-106）， International Geology Review（65: 1720-1731）等刊物上发表。

图1 白云鄂博矿床Fe同位素组成及与其他类型矿床的对比

图2 白云鄂博矿床Mg同位素组成

图3 白云鄂博矿床火成碳酸岩侵入年龄

朱祥坤 李  津

2015.7.15