内蒙古白云鄂博稀土-铌-铁矿床中黑云母原位化学成分与Rb-Sr年龄对热液叠加改造成因的约束

　　本研究针对白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿床中热液叠加改造时代不明的关键问题，通过黑云母片岩的矿物学、地球化学及原位Rb-Sr年代学分析，揭示其形成温度为672–773°C，获得310±11 Ma的精确年龄，证实海西期Nb-F富集热液活动对矿床的改造作用，为理解多期次成矿过程提供了重要年代学约束。

　　

白云鄂博矿床作为全球最大的稀土资源基地，其巨量REE-Nb-Fe的富集机制长期存在争议。尽管前人已识别出1.4–1.2 Ga和0.5–0.3 Ga两期主要成矿事件，但后期热液叠加改造对矿床的时空影响始终缺乏精确约束。尤其值得注意的是，赋存于H9段的白云母黑云母片岩普遍发育弯曲条带和绿泥石化现象，这些变形结构与矿物组合暗示着强烈的流体-岩石相互作用，却鲜有研究系统揭示其与成矿的关联。

针对这一科学难题，中国科学院地球化学研究所的研究团队选取西矿体黑云母片岩（BY2041、BY2057）开展多尺度分析。通过电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术，首次揭示黑云母具有21.2–83.5 ppm的高Nb含量和2.03–3.52 wt%的F异常，结合672–773°C的结晶温度，指示其可能源自镁铁质岩浆并经Nb-F热液改造。更关键的是，原位Rb-Sr定年获得309.4±9.3 Ma的精确年龄，初始⁸⁷
Sr/⁸⁶
Sr比值0.7011–0.7054与地幔储库一致，为华北克拉通北缘海西期热液事件提供了直接证据。

研究结果可分为三部分：

1. 矿物学特征：TIMA（Tescan矿物分析仪）显示样品发育钙质脉体和黄铁矿定向排列，黑云母普遍被绿泥石/白云母交代，反映韧性变形与热液蚀变的叠加。
2. 地球化学示踪：黑云母Mg#值(0.52–0.58)和TiO₂
   含量(1.23–2.45 wt%)指示其岩浆成因，而Nb/Ta比值(5.8–12.3)异常则指向碳质热液的叠加富集。
3. 年代学框架：两个样品Rb-Sr等时线年龄在误差范围内一致，将热液活动精确限定在晚石炭世，与区域造山事件同步。

该研究的意义在于：首次通过黑云母微区分析串联起矿物演化-元素迁移-年代格架的全链条证据，证实海西期热液活动不仅改造了早前寒武纪矿体，更可能独立贡献了铌矿化。这一认识为理解多期复合成矿系统提供了新范式，对华北克拉通资源勘探具有重要指导价值。论文发表于《Journal of Asian Earth Sciences》，技术方法上主要依托TIMA矿物表征、EPMA主量元素分析和LA-ICP-MS微区定年技术，样本来自矿床西矿体新鲜露头。