中文摘要：

位于华北克拉通北缘的白云鄂博超大型稀土-铌-铁矿床，以其丰富的稀土资源闻名于世，然而是何种机制促成如此巨量的稀土元素富集，目前仍是个未解之谜。近期的研究表明，碳酸岩浆活动与白云鄂博矿床的形成存在密切的成因联系，是能够引起稀土元素富集的最有利因素。白云鄂博所处的华北克拉通北缘是成矿作用最为活跃的地带之一，尤其是发生在中元古代的大规模陆缘裂解事件，以及由此引发的深源构造-岩浆活动，为巨量稀土元素富集创造了十分有利的条件。本项目拟对白云鄂博地区发现的大量碳酸岩脉和基性岩墙（大陆裂解事件的产物）进行详细的年代学和岩石地球化学研究，揭示碳酸岩浆演化过程中稀土元素的迁移富集机理。通过对含矿白云岩的成因分析，明确白云鄂博矿床巨量稀土元素的来源和矿化期次。结合中元古代全球性的裂解事件，分析发生在白云鄂博地区的大规模矿化过程与构造-岩浆活动的耦合关系，为深入理解大陆边缘演化历程及成矿规律提供新的科学依据。

结论摘要：

本项目以华北克拉通北缘中元古代以来的构造演化历史作为研究的起点，着重探讨了白云鄂博裂谷系的形成背景，同时以发生在中元古代的岩浆活动，尤其是碳酸岩浆活动为研究的主要突破口，详细分析了碳酸岩浆的形成环境、侵位时代和深部来源，提出白云鄂博超大型REE-Nb-Fe矿床的成矿背景及巨量稀土成矿物质的聚集机理。 研究者通过详细的野外调查发现，白云鄂博地区中元古代的碳酸岩浆活动，有着由白云石型→共存型→方解石型演化的趋势。随着碳酸岩脉由白云石型过渡到方解石型，其FeO-SrO的含量是呈负相关变化的，这种亲铁元素与亲石元素的负相关性，很有可能代表了碳酸岩浆演化过程中主量元素组成的变化趋势。随着岩脉中方解石矿物组分的增加，轻稀土元素呈明显的富集趋势，即伴随着碳酸岩浆的演化，稀土元素也表现出与方解石矿物组分之间的正相关现象。白云鄂博地区含矿白云岩和碳酸岩脉的Sr、Nd同位素组成非常一致。也暗示含矿白云岩很有可能是大规模的碳酸岩侵入体，由它派生出的碳酸岩脉，由于规模较小，在侵位过程中容易受围岩混染，而具有向富集地幔端元过渡的特征。白云鄂博地区中元古代中期（1.4～1.2Ga）发生大规模的碳酸岩浆、基性岩浆活动。对碳酸岩脉进行全岩Sm-Nd等时线定年，获得结果为t=1354±59Ma(2σ)，MSWD=6.50。对基性岩墙进行全岩Sm-Nd等时线定年，获得结果为t=1227±60Ma，MSWD=1.16。上述岩浆活动对应华北克拉通北缘又一期强烈的裂解事件，是白云鄂博裂谷系长期发展演化的结果，也是整个哥伦比亚超大陆中元古代中期裂解事件中的产物。正是在白云鄂博陆缘裂谷系长期、缓慢的拉张背景下，华北克拉特北缘轻度富集的岩石圈地幔始终处于低程度部分熔融状态，从而保证了碳酸岩熔浆的出现。所形成的碳酸岩浆在上升侵位到早期白云鄂博群陆缘裂谷沉积的过程中，先后分异出了白云石型、共存型和方解石型碳酸岩脉。白云石型碳酸岩脉携带大量Fe、Mn等亲铁元素最早从岩浆中结晶而出，造成碳酸岩浆中方解石矿物组分的含量逐渐增加，Sr、Ba、Th、Nb和LREE等不相容元素也在晚期岩浆中逐渐富集，形成具有极高LREE含量的方解石型碳酸岩脉。同时这种晚期方解石型碳酸岩浆叠加在早期侵位的白云石型碳酸岩体之上，形成现如今的白云鄂博超大型REE矿床。