《Journal of South American Earth Sciences》：U–Pb Geochronology of REE–Nb–Ta–U–Th Minerals in the NW Amazonian Craton: Evidence for Two Mesoproterozoic Mineralization Events
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本文通过LA-ICP-MS U-Pb测年法对哥伦比亚和委内瑞拉的重矿物中xenotime、monazite和ilmenorutile进行定年，发现两个中元古代矿化事件（约1.39-1.35 Ga），与Parguaza花岗岩体的岩浆活动相关，揭示了克拉通内持续性无火-anorogenic岩浆作用及HFSE-REE富集过程，为区域成矿模型和非法矿物追踪提供依据。
José Alejandro Franco Victoria | Amed Bonilla | Marc Poujol | Thomas Cramer | Carlos Alfonso Zafra Mejía
哥伦比亚国立大学，地球科学系，波哥大，哥伦比亚
摘要
亚马逊西北克拉通中的关键金属矿化作用在年龄方面仍然知之甚少，这限制了我们对中元古代金属成矿过程的时间和构造-岩浆背景的理解。为了解决这一空白，我们对来自哥伦比亚东部和委内瑞拉南部的含有REE–Nb–Ta–U–Th的副矿物进行了直接的LA–ICP–MS U–Pb地质年代测定。来自Espina Hills（哥伦比亚Guainía）和El Burro–Aguamena地区（委内瑞拉）的重矿物浓缩物中含有ilmenorutile、monazite和xenotime，这些矿物与石英–白云母伟晶岩碎屑有关。U–Pb数据表明，ilmenorutile的结晶年龄为1394 ± 19 Ma，monazite为1395 ± 12 Ma，而ilmenorutile和monazite的结晶年龄为1345 ± 12至1348 ± 15 Ma，这些数据定义了两个不同的中元古代矿化事件，这些事件由在结构和成分上一致的矿物群所记录。这些年龄与Parguaza和Matraca rapakivi花岗岩同期发生的晚期碱性至伟晶岩岩浆作用相对应，表明在约14亿至13.4亿年前存在持续的非造山地壳熔融和HFSE–REE富集现象。
除了其地质年代学意义外，这些矿物学、化学和同位素特征还提供了一个坚实的来源框架，将碎屑重矿物组合与亚马逊北部的隐匿长英质–伟晶岩来源联系起来，从而为区域金属成矿模型和矿物可追溯性研究做出了贡献。
引言
亚马逊克拉通从安第斯山脉东麓延伸至委内瑞拉、巴西、厄瓜多尔、秘鲁、圭亚那、苏里南和玻利维亚，是南美洲最大的前寒武纪地壳核之一。其西北部分属于Ventuari-Tapajós（VT）和Río Negro–Juruena（RNJ）地质年代学省（图1，Tassinari和Macambira，1999）。VT代表了亚马逊克拉通的古元古代至早中元古代地壳区域（约19.5–18.0亿年前）。相比之下，RNJ对应于一个火成–变质基底，其中锆石的U–Pb年龄在18.5–15.0亿年前（Cordani等人，2016；Bonilla等人，2019, 2021, 2025）。这些地区含有多个中元古代岩浆体，最著名的是Parguaza花岗岩（约15.0–14.0亿年前；Gaudette等人，1978；Barrios等人，1985；Bonilla等人，2013, 2016）。
该地区的前寒武纪演化是多阶段的且持续时间较长，包括地壳生长、角闪岩–花岗岩相变质以及后来的非造山岩浆作用（Tassinari和Macambira，1999；Santos等人，2000）。尽管这些过程发生在较长的时间跨度内，但它们共同促进了肥沃地壳源的形成以及中元古代岩浆活动期间不相容元素和高场强元素的重新分配。因此，该地区含有各种关键金属系统——特别是REE、Nb、Ta、Sn、U和Th——这些元素保存在诸如铌铁矿–钽铁矿、锡矿、monazite、xenotime、富Nb–Ta的rutile、钨铁矿以及局部的钍铁矿或铀铁矿等矿物相中（Amaya-Perea等人，2012；Bonilla等人，2013, 2016, 2019；Cordani等人，2016；Cramer等人，2010a,b, 2011；Franco-Victoria等人，2021a,b；López-Isaza和Cramer，2012）。
尽管亚马逊西北克拉通具有金属成矿潜力（例如Amaya-Perea等人，2012；Bonilla等人，2023；Cramer等人，2010a,b, 2011；Franco-Victoria等人，2021a,b；López-Isaza和Cramer，2012），但其关键金属矿化的时间和岩浆成因背景仍不明确，主要是由于与矿石相关的矿物直接地质年代数据的有限。这一知识空白阻碍了建立矿化过程与特定岩浆事件之间坚实的时间联系。尽管区域地质证据表明，中元古代的非造山岩浆作用，特别是14亿至13.4亿年前的Parguaza–Matraca岩浆系列，促进了地壳分化和HFSE富集岩浆的形成，但如果没有直接的矿物年龄数据，其在中期矿化作用中的确切作用仍无法确定。
近年来，沿着哥伦比亚–委内瑞拉边境非法开采含有REE–Nb–Ta–U–Th的矿物现象显著增加，这凸显了迫切需要能够追踪这些材料来源的地质和地球化学工具。对造矿副矿物进行精确的U–Pb地质年代测定为金属成矿演化提供了基本见解，并提供了一种潜在的方法来区分非法交易浓缩物的天然来源。在这里，我们展示了从Espina Hills（位于哥伦比亚Guainía省Chorro Bocón社区以东约10公里处）的碎屑沉积物中回收的rutile、monazite和xenotime颗粒的新的原位LA–ICP–MS U–Pb年龄和物理化学数据，以及来自委内瑞拉南部El Burro–Aguamena地区的monazite样本（图1）。这些次生聚集物很可能来源于原位或附近的伟晶岩花岗岩。这些矿物相对较高的U和Th含量使得年龄测定更加准确，有助于确定重矿物的来源，其中一些矿物将其与中元古代伟晶岩和rapakivi花岗岩侵入体联系起来（Franco-Victoria等人，2021a,b），并明确了区域金属成矿事件的时间。通过将矿物年代学与区域金属成因背景相结合，这项工作也有助于更好地理解关键矿物的起源和分布，这些矿物具有日益重要的全球经济价值（Ercit等人，1995；Selway等人，2005；Linnen等人，2014；Massari和Ruberti，2013；Melcher等人，2015；Simandl和Neetz，2015）。
地质背景
地质环境
亚马逊西北克拉通出露的岩石可以根据国家进行区分。在委内瑞拉西南部，结晶基底被局部称为Cuchivero组（表1），它是VT的一部分（Tassinari和Macambira，1999；Mendoza，2012）。该单元主要由岩浆岩组成，伴有次生的变火山岩和变沉积岩序列，并被Parguaza花岗岩侵入——这是全球最著名的非造山花岗岩之一——其分布范围较广
采样和实验室分析准备
使用便携式盖革计数器在Espina山麓识别出放射性异常，并在13个站点通过淘洗收集了重矿物浓缩物（图4，表2）。目标副矿物（rutile、monazite和xenotime）被浓缩、手工挑选，并使用光学显微镜和便携式XRF进行了初步鉴定以支持矿物识别。选定的颗粒被安装在环氧树脂中，经过抛光后，使用SEM、EPMA和U–Pb LA-ICP-MS进行了分析
矿床特征
Espina山脚下的碎屑沉积物与相邻的山麓沉积物在侧向上连续。这些沉积物由含有rutile的石英脉块和白色及含铁石英、钾长石和白云母的岩脉组成。一些石英块中含有大小可达2厘米的保存完好的空洞或腔体，表明曾经存在现已风化或释放的矿物相。在沉积物的细粒至粗粒部分中
讨论
尽管从碎屑沉积物中回收到了monazite、xenotime和rutile，但多项独立证据表明，这些测年的颗粒代表了相关的基因群，而不是混合的碎屑组合。这些矿物呈角状至亚角状，通常保留了发育良好的晶面，表明它们在接近源岩的地方经历了最小的搬运和快速沉积。它们出现在直接来源于含伟晶岩的花岗岩体的碎屑物质中，这进一步证实了
结论
哥伦比亚东部和委内瑞拉南部的强烈热带风化作用促进了耐蚀副矿物的保存，并在亚马逊西北克拉通中形成了来自长英质至伟晶岩系统的次生砂矿集中体。
U–Pb地质年代数据揭示了两次时间上不同的中元古代富集事件，分别发生在约13.8亿年和约13.5亿年前。这些年龄与亚马逊克拉通中的岩浆和成矿事件相吻合——特别是与非造山A型岩浆作用相关的事件
CRediT作者贡献声明
Jose Alejandro Franco Victoria：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，项目管理，方法学，调查，概念化。
Amed Bonilla Perez：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，方法学，调查，概念化。
Poujol Marc：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，方法学，形式分析，数据管理。
Thomas Cramer：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，监督，项目管理。
未引用的参考文献
Aarden和Davidson，1977；Bonilla-Pérez等人，2013；Brooks和Gray，1993；Buenaventura和Rosas，1988；Carrasco和Pe?a，2006；Cristancho，1989；Elsner，2010；Franco-Victoria等人，2021；Galvis Vergara等人，1979；Galvis Vergara，2001；Gansser，1954；Gómez Tapias等人，2015；Goodenough等人，2016；Hanaor和Sorrell，2011；Herrera-Bangerter，1989；Iba?ez–Mejia，2014；Kroonenberg，2019；Laznicka，2006；Linnen，2006；Linnen，2014；London，2008；López Isaza等人，2007；Meinhold等人
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
我们衷心感谢Chorro Bocón的原住民社区允许我们进入研究区域并在野外工作中提供宝贵的指导。J.A.F.V.感谢哥伦比亚国立大学的支持，该大学还通过Hermes基金35441和48060提供了财政援助。我们感谢Zeze Amaya在野外工作方面的支持，以及Heinrich Adolf Horn和Alexandre Chaves（米纳斯吉拉斯联邦大学）在SEM–EDS和电子探针方面的帮助
