江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理 The Trace Elements Geochemical Characteristics and Formation Mechanism of Xiongjiashan Molybdenum Deposit, Jinxi, Jiangxi Province

doi:10.12677/AG.2012.24036

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Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2012, 2, 233-245

http://dx.doi.org/10.12677/ag.2012.24036 Published Online December 2012 (http://www.hanspub.org/journal/ag.html)

The Trace Elements Geochemical Characteristics and

Formation Mechanism of Xiongjiashan Molybdenum Deposit,

Jinxi, Jiangxi Province

Yong Zhang1, Jiayong Pan1, Jianguang Liu2, Haozhang Wan2, Huiyun Chen2, Feng Lai2

1College of Earth Sciences, East China Institute of Technology, Fuzhou

2912 Geological Party, Jiangxi Bureau of Exploration and Developmentf or Geology and Mineral Resources, Yingtan

Email: zhangyong@ecit.cn

Received: Oct. 26th, 2012; revised: Nov. 12th, 2012; accepted: Nov. 16th, 2012

Abstract: The Xiongjiashan Molybdenum deposit are mainly in the form of molybdenite, which enriched in the rock

strata and space of the broken and fractured, and formed molybdenite ore body along the direction of trending vein and

stockwork. Preliminary studies suggest that it was the magmatic hydrothermal quartz vein-type deposits. And the con-

temporary magmatic rocks have the same source in the region, what’s more, the tectonic environments of caledonian

tectonic and Yanshan tectonic was certainly similar, anything else the tectonic evolution of this area may also be a man-

ifestation of repetitive. Trace element characteristics of wich show that the magmatic rocks are from the partial melt

mixture of lower crust and upper mantle, such as the crust-mantle mixing. And also it was under the continent-continent

collision tectonic environment. And the contents of Eu anomaly that is not the same degree, which corresponding to

different levels of the miscibility of the crust-mantle. Extremely favorable environment and complex structures, which

was in favor of forming the Molybdenum deposit by the fluid from the formation of rock. The mineralization fluid is

closely related with the multi-stage veins that corresponding to the magmatic activity, which carrying ore-forming ele-

ments as Cu, Mo and the mineralizer elements of S and so on, lately magmatic evolution ended and the Xiongjiashan

Molybdenum deposit formed.

Keywords: Jingxi; Xiongjashan Molybdenum Deposit; Geochemistry Character; Diagenesis and Mineralization

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

张勇1，潘家永 1，刘建光 2，万浩章 2，陈辉云2，赖峰2

1东华理工大学地球科学学院，抚州

2江西 912 地质大队地质勘察研究院，鹰潭

Email: zhangyong@ecit.cn

收稿日期：2012 年10 月26日；修回日期：2012年11 月12日；录用日期：2012年11 月16 日

摘要：江西金溪熊家山钼矿主要以辉钼矿的形式富集于地层和岩体的破碎及裂隙等空间处，形成了沿着构造

方向上展布的脉状、网脉状辉钼矿矿体，初步认为其为岩浆期后热液石英脉型矿床。研究显示该地区同时代的

岩浆岩具有相同的来源，加里东期的构造环境与燕山晚期的构造环境具有一定相似性，其可能是该区构造演化

的反复性的原因。稀土微量元素特征显示出源岩浆是由下地壳物质部分熔融与上地幔熔融体相互混合而形成的，

显示其结晶分异演化过程的相似性，以及形成时的相同的陆–陆同碰撞构造环境，而且铕异常程度的不相同，反

应其壳幔混溶的程度不同。其复杂构造环境，利于成矿，成矿是多期次，不同岩脉和与之相对应的多期次的岩浆

活动，携带成矿元素：Cu、Mo等和矿化剂 S，经岩浆演化形成的流体而成岩成矿。

关键词：金溪；熊家山钼矿；微量元素；成岩成矿；矿床成因

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

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1. 引言东段北西盘，东乡南部中生代陆相火山岩盆南东外

缘。基底为震旦系下统中深变质岩地层，为一套巨厚

的含火山物质的复理石、类复理石建造。盖层为侏罗

系上统火山岩。地质构造复杂，岩浆活动频繁，矿产

资源丰富。熊家山钼矿床附近出露燕山晚期黑云母钾

长花岗岩体、乌石石英闪长岩岩体和一些基性–中酸

性脉岩(花岗斑岩、闪长岩及辉长岩)。

近年来，江西地勘局 912队在该地区发现了具有

大型矿床规模远景、具有独特矿化特点的熊家山钼

矿。通过流体包裹体地球化学研究，发现其成矿流体

为中高温中等盐度的流体。成矿流体至少有两个期

次，该矿床为多期次、多来源的浅成岩浆热液型矿床。

研究区内地质构造复杂，岩浆活动频繁，成矿地质条

件优越，同时也就对于其成矿规律的研究，建立成矿

模式，更好的指导找矿，在矿藏规模或储量级别上的

突破，同时对北武夷成宽带的成矿构造环境的研究，

具有十分重要的研究意义。

该钼矿床为典型的石英脉型。矿床的形态以及成

因上受控于 F101 断裂，是最重要的导矿构造和控矿构

造(如图 1)。

3. 样品及分析方法

张德会等[1]认为元素富集成矿的过程实质上是元

素在地球不同圈层和不同相以及不同集合体之间分

配的结果；元素的富集始于地球形成的初期，对于大

多数金属成矿来说，地壳特别是上地壳是大多数矿石

和矿胎的储库，地壳元素丰度是元素富集成矿的物质

基础[1]。元素在地质体系演化、共存、相间的分配，是

元素富集成矿的关键过程。对于以侵入体为中心的热

液矿床的形成，岩浆部分熔融、结晶分异、液态分离、

挥发分分离以及气液相不混溶等过程，能够导致金属

元素最终富集到矿石级。

矿区内的成矿围岩的常量与痕量元素的特征分

析，对于研究该矿床的成矿环境，以及结合其成矿热

液来源为岩浆期后热液来源研究等成果，从而进一步

分析探索其成矿机理。在野外详细观察的基础上，分

别在钻孔岩心和采矿巷道剖面上采集研究需要的样

品，对矿区三个不同地点的9个样品送往核工业北京

地质研究院分析测试常量与痕量元素含量，利用飞利

浦PW2404X 射线荧光光谱仪，GB/T14506.28-93 硅酸

盐岩石化学分析方法X射线荧光光谱法测定主、次元

素量。样品记录(如表 1)。

2. 地质背景 4. 常量元素地球化学特征

熊家山钼矿区处于扬子板块与华南板块拼接带

南部，北武夷多金属成矿带西侧，鹰潭–安远大断裂北

江西金溪熊家山钼矿床矿区野外地质特征研究

以及室内资料分析确定，严格按照地球化学要求进行

Figure 1. The generalized geologic map of the Xiongjiashan Molybdenum deposit, Jinxi

图1. 金溪熊家山钼矿床地质简图

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

Table 1. The elemental analysis samples of Xiongjiashan Molyb-

denum deposit

表1. 熊家山钼矿床元素分析样品

样类别样号取样位置样品描述

X-9 PD1，700 m处围岩

X-11 H202，H211 往外 10 m 基性岩脉，脉宽约 50 cm

岩矿脉

X-41 ZK1301，99 m 条带状黑云母花岗岩(矿化)

X-34 ZK1301，52 m 燕山期花岗斑岩

花岗

斑岩 X-65 熊家山采石场燕山期花岗斑岩

X-58 ZK1301，256 m 花岗岩(岩筒壁？)

隐爆角

砾岩 X-67 熊家山 102 度

方向 500 m处采石场隐爆角砾岩，见流纹构造

X-25 PD1-3口加里东期黑云母花岗岩

黑云母

花岗岩 X-64 和尚桥朱家 193.3 高地

采石场加里东期黑云母花岗岩

系统取样，将样品无污染处理后送往测试中心分析测

试，其分析测试样品结果如：附表中的(附表 1)，金溪

熊家山钼矿床样品的 SiO2含量变化于 45.63%~

71.28%，平均为63.29%，由基性到酸性变化，与野外

系统取样记录(如表 1)相一致。

由图 2(a)可以清晰的看出，熊家山钼矿床矿区岩

石样品的 X-9 和X-11 样品都为玄武岩类，X-41 号样

品为粗面安山岩，X-58 和X-67号样品为英安岩，X-65

号样品为粗面岩，其余的 X-25、X-34 和X-64 三个样

品为流纹岩系列。经研究发现也可以将其简单划分成

基、中、酸性岩三类。基性岩样的 CaO 含量变化于 4.38%~

6.96%，是中酸性岩样的2~4倍。

熊家山钼矿床岩石样品的(K2O + Na2O)为3.89%~

8.76%，平均为 6.82%；K2O/Na2O变化于 0.61~14.2，

平均 2.87%，主体为钾玄岩系列(附表 1，图 2(c))，而

X-25号样品为高钾钙碱性系列以及 X-58号样为钙碱

性系列。

Al2O3含量为13.71%~15.98%，平均值为 14.73%，

通过分析计算样品的铝饱和指数A/CNK[Al2O3/(CaO

+ Na2O + K2O)的摩尔比值]介于 0.849~1.262，为过铝

质(附表 1，图 2(b))，而 X-9 和X-11 两个样品则为准铝

质。由图 2(d)显示出X-58 号样为钙碱性系列，而X-67

样由于 K2O的相对异常高 5.68%，而 K2O/Na2O值为

14.2，可能是作为隐爆角砾岩其中包体的影响，也可

能岩体形成后期的钾交代作用引起的。

除去加里东期的两个样品，总体上K2O的异常富

集，这与其他地方辉钼矿床的岩浆岩的钾玄岩性质相

(a)

(b)

(c)

(d)

Figure 2. Magmatic rocks classification graphic of Xiongjiashan

Molybdenum deposit

图2. 熊家山钼矿床岩浆岩分类图解

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

类似。样品为高钾碱性岩系列特征，所以认为熊家山

钼矿床与成矿关系密切的岩浆岩，主要为过铝质高钾

碱性岩系列，其中两个基性岩样品为准铝质高钾碱性

岩，高钾的特性具有重要的意义。



232 2

Al OCaONaOKO

AR = AlO CaO NaOKO

 

 

其中燕山期次各岩浆岩的 TFe(全铁)含量变化于

2.04%~14.44%，与 SiO2含量呈明显的负相关性(如附

表1)，TFe、MnO、P2O5、MgO、TiO2五个氧化物与

SiO2含量呈明显的负相关性，五个氧化物其背投影落

在SiO2为70%左右汇聚，并有减少为零趋势。此外

Al2O3与SiO2含量呈负相关性，只有 K2O与SiO2含量

呈正相关性，Na2O与SiO2无明显线性关系，而K2O

则趋势线陡，说明其基性到酸性钾的富集明显，而钠

含量趋于恒定，也说明岩浆源区 Na 的一致性，在演化

过程中 Na 不受部分熔融和结晶分异的影响，可视为

Na2O(2.1%~3 .5%)为其源区的重要特点。

随着 SiO2的增加，Al2O3和CaO 逐渐降低，由此

可见斜长石乃是岩浆分离结晶过程中的重要分离相

之一，斜长石的分离结晶，它造成了残余岩浆的Al2O3

和CaO 的贫化。随着岩浆结晶分离作用，随着 SiO2

的增高同时，MgO和TFe 急剧下降，由此反映，熊家

山钼矿床侵入岩体的，黑云母等铁镁质矿物的分离结

晶，而导致残余岩浆的MgO 和TFe 含量减少。

此外，岩石的 TFe/MgO 比值也是反映分离结晶

的重要标志之一，TFe/MgO 比值为 2.19~4.95的结晶

分异程度。M/F值22

Mg Ni

M/F Fe FeMn







0.35~0.79，平均 0.62；Mg*值变化于 33.45~55.88，平

均44.71，两玄武质岩石样(与成矿密切相关)的Mg*值

明显高于其他中酸性岩石，变化于 51.76~55.88，作为

熊家山钼矿岩浆岩的特征之一。

5. 微量元素地球化学特征

岩浆岩微量元素的地球化学行为受体系特点的

控制，对确定岩浆分异、演化程度和含矿潜力提供重

要的信息[2]。微量元素是了解岩浆演化的一个重要的

方面，同时为岩浆的结晶分异过程提供重要的证据。

对于研究熊家山钼矿床成矿元素的来源、运移、富集

储存，微量元素由于其独特的物理化学性质，而具有

一定的示踪作用等，对于查明所研究钼矿床的成因条

件等具有十分重要的意义。

5.1. 熊家山岩浆岩成矿金属元素特征

江西金溪熊家山钼矿床岩浆岩体的微量元素含

量(附表 2)，岩浆岩中成矿金属元素 Li、Cu、Zn、Mo、

W、Sn、Sb、Bi 含量较高。其中Mo、W、Sn、Bi 等

高温热液成矿元素显示出明显的峰值，富集系数都在

10 以上，其中 Mo 的最高含量可达 2.75 × 10–6，集中

在(3.04~27.5) × 10–6 之间，平均 8.67 × 10–6；而 W含

量可达 4.75 × 10–5，含量集中在(3.1~23.3) × 10–6 之间，

平均可达 1.038 × 10–5；岩浆中 Cu、Bi 的含量也很高，

其有长石石英脉的X-9 号样品的各成矿金属元素明显

富集，熊家山钼矿床岩浆岩微量元素中国东部大陆地

壳(鄢明才和迟清华1997，Yan and Chi 2005)[3]标准化

蛛网图(图3)，Mo的富集倍数为 10 倍左右，就显示岩

2

变化于

Figure 3. Normalized spider diagram of magmatic rocks trace elements, Xiongjiashan Molybdenum deposit

图3. 熊家山钼矿床岩浆岩微量元素标准化蛛网图

236

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

浆岩为成矿物质提供来源的可能很大。

熊家山钼矿床岩浆岩微量元素的中国花岗岩(鄢

明才和迟清华 1997，Yan and Chi 2005)标准化蛛网图

(图4)。从图中可以明显地看出元素 Li、Be、Cr、Cu、

Mo、W、Rb 、Sn、Sb、Th 较之中国花岗岩含量高，其

中Cr、Mo、W出现明显的峰值，富集程度高最高，富

集倍数都在 5以上。这与相对中国东部大陆地壳的标

准值的元素富集规律大致相同。综合图3和图4，信

息可以看出花岗岩中的Cr 元素在花岗岩中异常富集，

其富集原因值得研究。

5.2. 熊家山钼岩浆岩元素原始地幔标准特征

熊家山钼矿床微量元素值(附表3)，所有样品从基

性变化到酸性的微量元素标准化蛛网图都为曲线为

W型右倾型，都表现出大离子亲石元素富集和高场强

元素亏损，大离子亲石(LILE，如 Cs、Ba、Sr、Pb和

K)富集，其中如元素 Cs 和Rb 明显富集，富集倍数 100

以上，而 Sr、Ba具有明显的负异常，这与斜长石的晶

出导致的 Sr 贫化而Rb 的增高有关；高场强元素(HFSE，

如Nb，Ti和P)亏损，其中Ti 的亏损与锐钛矿的晶出

有关。大致相同的变化趋势，不同时代的岩浆活动，

却显示出其经历相似的演化过程，这很有可能本身就

是同源所演化而成的岩浆，也可能是加里东期岩浆演

化后期残余经沉寂，到燕山期次再次活化参与源岩浆

的演化，显示出该地区的岩浆演化的重复性，此有待

进一步的研究证实。所有样品的 Th/U、Nb/Ta 和Zr/Hf

比值变化范围分别为0.14~2.05、10.48~20.82 和32.61~

53.92。

熊家山钼矿床原始地幔(Wood 1979a, 1981)微量

元素标准化蛛网图(图5)，研究区内的岩浆岩体具都有

Figure 4. Normalized spider diagram of granite trace elements, Xiongjiashan Molybdenum deposit

图4. 熊家山钼矿床花岗岩微量元素标准化蛛网图

Figure 5. The normalized spider diagram of trace elements, Xiongjiashan Molybdenum deposit

图5.熊家山钼矿床微量元素原始地幔标准化蛛网图

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

明显的 Nb 负异常(图5)，以及变化

都暗示了一定的地壳混染存在[1]。这个可能是由于幔

源岩浆上升过程与地壳物质的混合作用导致的，但综

合信息显示，该地区岩浆演化过程中源岩浆的形成过

程中的下地壳物质熔融混源可能性更大。

大多数主要造岩矿物中，尤其是石榴石中，其中

轻稀土 La 是强不相容元素，而 Sm 的不相容性则小于

La[4]。可以利用 La-La/Sm 图解可鉴别岩石的成岩过程

[5,6]。在图 6中，各样品点在 La/Sm 值(5~7)整体呈很好

的水平趋势，反映出其结晶分异成因的特征[6]。从熊

家山岩浆岩微量元素特征，体现出研究区各岩浆演化

的成岩过程以分离结晶模式为主，这与大别山东部花

岗岩相类似[7]。

6. 稀土元素地球化学特征

稀土元素根据它们在物理化学性质上的某些差

别，可以将它们分成二组。从 La 到Eu 称为轻稀土

(LREE)，或铈族稀土[8-13]。从 Gd到Lu，包括Y称为

重稀土(HREE)或钇族稀土。稀土元素是很好的物源示

踪剂，是了解岩浆作用机理的有效途径，可为找矿提

供重要信息。尽管稀土元素具有很相近的物理化学性

质，由于电子构型的规则变化、镧系收缩等，各稀土

元素之间仍存在一些性质上的微小不同，造成稀土元

素在自然界中发生某些分离[2,10]。

对于熊家山钼矿床有关岩体的微量元素特征研

究可以研究岩浆演化过程中的特性，以及一些相关重

要参数分析，显示出熊家山地区独特的成岩特性，与

较大的的 Th/U，

Figure 6. The magmatic rocks’ La (10−6)-La/Sm graphic of Xiong-

jiashan Molybdenum deposit

图6. 熊家山钼矿床岩浆岩 La(10−6)-La/Sm 图解

成矿元素的分散富集差异等特点(附表 4，图7)。

1) 稀土总量 ΣREE 值，变化于(8.020~39.151) ×

10–5，平均2.3893 × 10–4，稀土总量变化范围大，与幔

源的原始岩浆在上移过程中和可能的地壳物质部分

熔融岩浆混合作用强弱有关；

2) LREE/HREE 值，一般情况下，基性岩类的稀土

总量应小于同系列中的酸性岩类,且LREE/HREE 值为

1.0~1.2、(La/Yb)N小于 10(多数为0.34~1.0 )[12,13]。而

熊家山钼矿床岩浆岩体的轻重稀土元素比值变化于

8.60~14.99，平均 11 .23，基性与中酸性岩差别不大，

都显示稀土元素分异程度大；

3) 轻稀土元素分馏度：(La/Sm)N值变化于3.180~

4.419，平均 3.89 值大于 1，指示分馏程度较好，比

Figure 7. The normalized spider diagram of rare earth elements, Xiongjiashan Molybdenum deposit

图7. 熊家山钼矿床稀土元素球粒陨石标准化蛛网图

238

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

值越大其分馏程度越好，轻稀土越富集。但明显低于

正常的花岗岩值，比如中国标准花岗岩值 4.9[3]，也就

预示在岩浆演化过程中发生了强烈混浆作用，混浆过

程中出元素均一化。也明显低于西秦岭发生混浆作用

花岗岩 4.7 的值[14]，说明熊家山混浆过程地壳物质的

加入

浆

1~17.42，平均1 3.173。因而稀土配

6) 岩浆分异度δEu值：岩浆分异程度愈高则δEu

值愈

本负异常，显示岩

石没

N N

化于 1.39~4.48，平均 2.86。

总体上来说，江西金溪熊家山钼矿床岩浆岩体的

稀土元素分配曲线，为右倾铕亏损型，轻稀土分馏明

显，重稀土分馏不明显型，源岩浆形成后的演化过程

中结晶分异程度高，且岩石没有受到低温蚀变作用的

影响。熊家山钼矿床地区岩浆岩是由于混浆作用形成

的复式岩体；混浆作用是幔源岩浆和壳源岩浆两种岩

浆以不同比例混合成岩，且过程中发生一定的混合和

均一化；混浆作用的成岩机制主要包括混合均一化作

用和分异过程中的类质同象与选择性富集作用等。也

与稀土元素地球化学特征与壳–幔同熔型花岗岩基本

一致[16]，成岩物质可能来源于上地幔基性物质和下部

地壳的比例混熔形成,在岩浆演化过

作用使得稀土元素出现再分馏的过程，源岩浆混浆过

程中壳–幔元素的均一化，为岩浆演化过程中，为分

离出富含 Mo、W等成矿金属元素和相关矿化剂成矿流

体提供有力的条件。

7. 成岩成矿讨论

7.1. 岩浆岩成因

熊家山钼矿床酸性岩体的 A型与 I型花岗岩判别

图(Collis 等，1982)，研究发现：SiO2与Zr、Y、Ce、

Nb 微量元素关系图(图8)，其中 Zr、Y、Ce三元素点

相对较少，地幔物质为主；

4) 重稀土元素分馏度(Gd/Lu)N值：(Gd/Lu)N值越

小显示元素分馏程度越好，重稀土越富集。熊家山岩

岩体(Gd/Lu)N值变化于 1.21~2.92，平均1.97明显高

于一般壳型花岗岩(Gd/ Lu)N ≈ 1[14]，说明其重稀土分馏

程度明显偏低，也与华南壳-幔型长花岗岩相似[13]；

5) 稀土配分曲线斜率(La/Yb)N值：研究区内(La/

Yb)N值变化于 8.6

分曲线为右倾式(图7)；

小，相应的铕亏损愈强烈。熊家山岩浆岩体 δEu

为0.24~0.92，平均 0.52，其中 X-9、X-11和X-34 δEu

为0.78~0.92，为低Eu负异常，而其余的 δEu为0.24~

0.664，平均 0.48，Eu 相对负异常明显(图7)，铕亏损

程度，可能与源自岩浆在演化过程发生壳–幔混合作用

强弱程度有关，混合作用强的元素均一化，壳源岩浆

占优势时 δEu 值偏小，而当幔源岩浆占优势则 δEu 值

偏大。

此外 δCe 为0.95~1.0，基无 Ce

有受到低温蚀变作用的影响[15]。(Ce/Yb)N值变化

于5.63~14.9，平均 10.1，说明其结晶分异程度高；(La/

值变化于 7.09~20.89，平均12.71。(Sm/Eu) 值变

Lu)

程由于结晶分异

Figure 8. The discrimination diagramf gran te’s type of Xiongji-

矿床花岗岩的 A型与 I型判别图

ashan Molybdenum deposit

图8. 熊家山钼

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

幔混合作用的结论

相一

中基性岩样品 TiO2 ≥ 1.2%。

从稀

作用的指标。Nb和Ta 具有相似的离子半径

和电

。

a-Yb 判别图解(图9)，其中的a、

都落在 I型花岗岩区域，只有四个样品的 Nb 元素偏低

出现异常，落在 A型与I型花岗岩区域之外，可能与

壳–幔作用关系密切，熊家山钼矿床酸性侵入岩应为

应为 M型(幔源)与S型(壳源)两个端元岩浆混合的产

物，可称之为H型(hybrid type)花岗岩[17]，混合(混染)

花岗岩。这与肖庆辉等[8,18]认为的壳

致。也就说明成矿流体是幔源的岩浆结晶分异过

程中，气相挥发分从源岩浆中分离出来的。同时在对

该研究区域内的岩浆岩体整体微量元素蛛网图特征分

析(附表 3，图 3)，其 Mo、Cu 和W富集明显，都指示

出成矿元素幔源的可能性。

从附表 2中可以看出花岗岩(SiO2 > 63%的酸性岩)

样品 TiO2均远少于1.2%，显示岩体具有典型的会聚边

缘幔源岩浆的特征[19,20]，而

土元素球粒陨石标准化配分图(图7)可看出，曲线

显示出比较强的右倾轻稀土富集、重稀土相对亏损的

特征，

La 为球粒陨石的50~250 倍，而 Yb 仅为球粒陨

石的 5~15 倍，指示岩浆来源于富集地幔的部分熔融[21]。

岩体大离子亲石元素 K和Rb 富集、高场强元素Nb 和

Zr 相对富集且Ti 相对亏损，低 Sm/Yb(2.14~4.44) ，也

暗示花岗岩具有幔源花岗岩的特征[22]。

Green等[23]提出Nb/Ta比值可作为指示壳-幔体系

地球化学

荷,因此它们表现出相近的地球化学行为[24,25]，

Nb/Ta 比值几乎不受分离结晶和部分熔融作用的影响，

熊家山钼矿床岩浆岩岩体的Nb/Ta 比值 10.48~20.82，

平均 14.19，与原始地幔(PM)[26,27]的Nb/Ta 比值相接近，

说明熊家山岩浆具有幔源特性

研究区内花岗岩(SiO2 > 63%的酸性岩)存在Ba、

Sr 和Eu负异常(图3，图 7)，这就指示成岩过程中存

在钾长石和斜长石的分离结晶；Ti 和P的负异常(图

5)则显示成岩过程有Ti-Fe 氧化物(金红石和钛铁矿)和

磷灰石的分离结晶，这与电子探针所得的结果相一致。

花岗岩具有明显的 Eu负异常(δEu = 0.24~0.89)，显示

花岗岩成岩过程经历了一定程度的斜长石分离结晶作

用。

7.2. 岩浆岩构造环境



R14Si11 NaK2 FeTi ；



R26Ca 2Mg Al 原子数

微量元素 Rb、Y、Nb、Ta、Yb是区分大洋花岗岩

(ORG)、板内花岗岩(WPG)、火山弧花岗岩(VAG)、同

碰撞花岗岩(Syn-COLG)最为有效的证据，从研究区域

内花岗岩的 Nb-Y 和T

(a)

(b)

(c)

(d)

大洋花岗岩(ORG)、板内花岗岩(WPG)、火山弧花岗岩(VAG)、同碰撞花岗岩

(Syn-COLG)，(据Pearce 等，1984)

图9. 熊家山钼矿图解

Figure 9. The bivariate discrimination diagram of granite’s tectonic

environment of Xiongjiashan molybdenum deposit

床花岗岩的构造环境判别双变量

240

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

c、d三，而b

图10，为同碰撞大陆构

造背

图清晰显示出其为同碰撞大地构造环境

图却显示出其为活动大陆边缘火山弧构造环境，这也

与研究区所处大地构造位置特殊反映，即是以板内陆–

陆碰撞为主，又受到太平洋板块与亚洲板块碰撞火山

弧花岗岩的构造影响，可以认为其为活动大陆边缘的

陆-陆碰撞有关的同碰撞构造花岗岩。再结合前论的岩

浆源的壳-幔混合性质，可推测岩浆源区的壳源物质可

能是火山弧地区下地壳重熔与幔源岩浆混合的形成，

所以熊家山地区是同碰撞花岗岩(Syn-COLG)为主，同

时也受到火山弧花岗岩(VAG)机制的影响。

与R1-R2 因素判别图解的结论以及 Rb/10-Hf-Ta ×

3判别图解的结论相一致，如

景下的岩浆活动作用的产物，指示挤压构造属性。

同碰撞大陆构造背景的挤压圈闭属性，以及下地壳与

幔源岩浆混合作用的为研究区内钼矿矿床的形成提供

(a)

(b)

-R

图解(Ha

(a) R12因素判别图解(据Bechelor 等, 1985)；(b) Rb/10-Hf-Ta × 3 判别

rris 等, 1986)；①地幔分异产物；②板块碰撞前；③碰撞后隆起；

④造山晚期；⑤非造山；⑥同碰撞；⑦造山后 R1 = 4Si – 11(Na + K) – 2(Fe

a + 2Mg + Al (原子数)

Figure 10. The discrimination diagram of granite’s te

ronment of Xiongjiashan molybdenum deposit

图10. 熊家山钼矿床花岗岩的构造环境判别图解

成矿流体来源和热动力等有利条件，并且构成其独特

的钼

家山地区玄武岩的 Th/Nb 值为0.86~2.15，大于 0.67，

且Nb/Zr 值为 0.05~0.06，大于 0.04，判断其属于陆陆

碰撞带的构造环境，与前结论相一致，这也就预示着

熊家山岩浆岩体所形成的时期特点有：

1) 碰撞带地壳

巨厚、山根极深，有利于地壳硅铝物质重熔，或形成再

生花岗岩岩基；

2) 还可出现中酸性、中基性火山喷发，

这与碰撞带缺乏大规模的深抵软流圈的俯冲作用有

关；3) 同时其碰撞带处的强烈的挤压应力场，张性断

裂较少，也不利于岩浆通表，但在此环境下，一

般中低温变质作用不甚发育等特征。而熊家山地区据

有相类似特征。这也就为幔源岩浆与地壳硅铝物质重

熔岩浆有足够时间的混合，元素得到一定的均一化，也

为岩浆演化过程中的分离结晶，形成研究区内的壳–幔

混合型花岗岩特征，也为在岩浆期后热液中成矿元素

的富集提供有力的条件。

7.3. 成矿机制

区内强过铝质花岗岩出现，预示着其在高温高压

的同碰撞环境，同时说明了该地区成矿流体运移热动

力作用的来源。下地壳物质的重熔与幔源岩浆混融，

形成壳幔混合型岩浆，发生壳–幔作用，使得亲陆壳元

素与地幔成矿元素一起共生，成矿元素趋于均一化，

多次挤压与伸展交替的构造变形，导致陆壳封闭与可

渗透性的交替，有利于成矿流体的萃取成矿物质并且

向上运移。强烈的岩浆–构作用，岩浆结晶分异，钼

等不相容金属成矿元素与岩浆熔体分离，与地幔去气

作用气相挥发份(H2O、H2S等)形成岩浆热液，而后在

运移到近地表时，成矿流的物理化学条件发生急剧改

变。引起这种改变的因素主要有：一是温度的降低以

及压力减少，和通过构造运动产生的断裂和裂隙下渗

的地表流体的混入，使得成矿流体在硫等矿化剂作用

下沉淀析出，储存在岩体的破碎裂隙、微裂隙以及构

造空间内而堆积成矿。

图解(如图 11) ，并形成两

+ Ti)；R2 = 6C

ctonic envi-

矿床成矿专属性。

三元素间关系和其双对数图解来判别大陆板内构

此外，孙书勤等[28]提出的大陆板内不同构造环境玄武

岩的微量元素判别法，即通过玄武岩 Th、Nb、造环镜，

熊

达地

造

研究区内的岩浆岩岩体的微量元素 Th/Tb-Th/Ta

，显示出明显的线性相关性

条相平行直线，其斜率相等，说明其具有相同源区。

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

Figure 11.

薄作用环境下形成的。由于挤压环境下，压力场的

圈闭与岩石物质封闭性，利于向上侵入的幔源岩浆热

能场的封闭，使得幔源岩浆与被加热的下地壳物质在

岩浆房中进行物质熔融混合，成矿元素与成矿流体在

此过程得到混合。其中安山质岩浆的发育是地区壳–幔

物质充分交换的重要证据[8,19]，而熊家山地区安山质岩

浆的发育，则可说明壳–幔作用的存在。安山质岩浆

常诱发大量的陆壳岩石的熔融作用[8]。原始成矿流体

在原始岩浆的混熔作用下，成矿元素得到初步的富集，

形成原始的成矿流体。在应力以及幔源岩浆的热

动力作用，在深大断裂构造通道，伴随岩浆的上侵入

到地层层面空隙、地层断裂破碎带和岩体裂隙等，有

的甚至经由火山通道溢出地表。

成矿热液以岩浆热液作用为主导，岩浆热液在上

升运移过程中，沸腾作用现象出现作为该地区成矿流

体显著特征之一[29]。引起沸腾的原因，主要有：一是

成矿流体在向上运移过程中，遇到空间压力释放，流

体内部压力和外部压力平衡，温度达沸腾点；另外也

可能是地表水在沿断裂裂隙向下运移过程中，与成矿

流体相遇，流体的物理化态达到临界态。这也是

以来强烈火山次的岩浆热

液型矿床。

，平均为 63.29%，由基性到

酸性

幔混合型花岗岩特征，

也为在岩浆期后热液中成矿元素的富集提供有力的条

环境，利于成矿，其中与成矿关系密

切的

地质, 2002, 93(16): 321-326.

[8]

The magmatic rocks’ Th/Tb-Th/Ta graphic of Xiongji-

ashan Molybdenum deposit

图11. 熊家山钼矿床岩浆岩的 Th/Tb-Th/Ta 图解

金溪熊家山钼矿床研究区内安山质岩浆岩是造山

带背景下的岩石圈–软流圈系统，挤压环境下的巨大

减

构造

学状

该矿床矿物沉淀的重要机理之一，1.07 km成矿深度，

再对比其相对较高的成矿温度，结合该地区自中生代

活动，揭示其为至少两个期

. 结论与讨论

1) 熊家山钼矿床关系密切的岩浆岩的 SiO2含量

变化于 45.625%~71.28%

变化，其中酸性岩浆岩岩体，主要为过铝质碱性钾

玄岩系列，而基性岩体，则主要为准铝质碱性钾玄岩

系列；

2) 岩浆岩的微量元素特征相类似，说明其具有相

同来源，并且成矿金属元素 Cu、Pb、Zn、Mo、W、Sb、

Bi、U等高度富集；微量元素标准化蛛网图都为 W型右

倾型，大离子亲石元素(LILE，如Cs、Ba、Sr、Pb 和

K)富集，高场强元素(HFSE，如 Nb，Ti 和P)亏损；原

始岩浆形成演化过程中存在下地壳物质与地幔物质的

混合作用；

3) 稀土元素特征显示各个岩体的分布曲线型式

基本相似，均为右倾铕亏损型，轻稀土分馏明显，重

稀土分馏不明显型，指示着其结晶分异演化具有相类

似的过程；

4) 熊家山钼矿地区属于陆陆碰撞带的构造环境，

为幔源岩浆与地壳硅铝物质重熔岩浆有足够时间的混

合，元素得到一定的均一化，也为岩浆演化过程中的分

离结晶，形成研究区内的壳–

件。其有利的构造

是多期次岩脉的发育，以及与 X-41 号样品的同期

次的岩浆活动，各期次的岩浆活动携带成矿元素 Cu、

Mo 等和矿化剂 S元素，以及岩浆演化的流体活动而成

岩成矿。

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地球化学研究

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

附表

ionTable 1. Magmatic rocks major element analysis of Xa Molbem deposit(%)

床岩浆岩主量元素分析结果(%)

X-34 X-65 X-58

gjiashnydnu

X-67 X-25 X-64

表1. 熊家山钼矿

样号 X-9 X-11 X-41

SiO2% 49.49 45.63 60.62 71.28 68.88 64.69 68.55 70.72 69.7

Ti 2 2O%.23 2.09 1.2 0.

Al2O15.98 15.8 13.83 14.

25 0.35 0.7 0.24 0.18 0.19

02 13.71 15.19 15.63 13.78 14.98

2.0 4.4

3% 4

5.38 5.98 2.12 0.

3.9 2.35 2.28

14.44 14 9.26 2.

39.58

2.14

1.07 0.85 1.12 1.09 0.97 1.20 1.26 1.02 1.15

AR 1.64 1.42 2.63 3.28 3.65 1.98 1.96 3.34 3.15

FeO% 9.6 8.63 7.35

Fe2O3%

1.8 1.3 1.95 1.85

27 1.41 1.20 0.26 0.39 0.23

0.06 0.09 0.17 0.05 0.1 0.08

0.66

MnO% 0.17 0.2 0.18

MgO% 5.78 6.13 3.55

CaO% 4.38 6.96 1.92 1

Na2O% 2.84 2.42 2.1 2.

0.68 2.39 0.7 0.55 0.68

.29 1.66 2.42 3.07 1.47 1.33

94 2.88 3.5 0.4 3.5 2.69

5.88 K2O% 2.08 1.47 4.98 5

P2O5% 0.81 1.01 0.35 0

烧失% 1.68 4.24 1.96 1

总计%

.21 2.28 5.68 4.73 5.76

.21 0.18 0.23 0.14 0.12 0.1

.99 2.03 2.9

99.88 99.62 99.95 99.

M/F 0.70 0.77 0.67

TFe%

97 99.59 99.95 99.89 99.8 99.85

0.58 0.35 0.75 0.79 0.41 0.57

04 3.27 5.48 1.53 2.3 2.06

40.24 37.04 49.19 48.97 33.45 Mg* 51.76 55.88 46.26

KO + NaO 4.92

2 23.89 7.08 8.

K2O/Na2O 0.73 0.61 2.37 1

A/(N + K + C)

15 8.76 5.78 6.08 8.23 8.45

.77 2.04 0.65 14.20 1.35

注：Mg* = 100 × Mg2+/(Mg2++Fe2+)(原子数)，TFe = FeO + 0.899 × Fe2O3

Table 2. Magmatic rocks trace elements analysis of Xiongjiashan Molybdenum deposit (μg/g)

表2. 熊家山钼矿床岩浆岩微量元素含量(μg/g)(10−6g)

样号 X-9 X-11 X-41 X-34 X-64 X-25 X-65 X-58 X-67

Li 149 122 161 37.8 34.1 25.8 56.1 78.1 116

Be 7.02 3.445 2.83 2.72 2.64 3.03 4.43 4.88 9.62

Ti 13369 12529 7194 1499 1139 1079 2098 4197 1439

V 231 238.5 154 37.1 35.3 24.9 36.4 82.4 33.5

Cr 22.9 21.5 144 30.3 22.4 34.9 23.1 66.4 21.2

Mn 1316.8 1549.2 1394.3 495.7 580.9 774.6 681.6 1316.8 410.5

Co 27 31.1 23.4 5.54 3.69 4.5 4.48 14.2 3.11

Ni 17.7 13.95 61.1 11.7 6.78 8.85 7.23 32.4 6.78

Cu 1058 587 153 21.5 6.74 13.9 57.7 16.8 8.41

Zn 458 784.5 233 47.3 69 54.8 70.4 124 45.8

Ga 32.3 27.6 27.3 15.9 17.1 17.2 25.5 20.4 27.2

Rb 298 184.5 412 250 265 250 394 257 531

Sr 416 593.5 139 263 122 154 107 208 121

Y 38.5 41.5 37.8 11.8 15.5 13 28.3 15.7 24.9

Mo 10.7 6.6 275 4.44 27.5 3.04 4.39 9.14 3.57

Sn 4.33 28.45 6.08 2.95 4.48 0.816 10.9 4.23 6.7

Sb 0.407 0.982 1.82 0.545 0.488 0.372 0.366 0.513 0.481

Ba 367 609 270 907 661 316 489 107 523

W 47.5 23.3 10.9 4.68 9.8 6.45 4.08 3.1 20.7

Pb 12.7 11.8 24.2 41.3 51.6 34.6 42.5 32.3 23.2

Bi 4.44 0.55 0.367 0.207 0.225 0.23 1.36 0.164 0.298

Th 18 43.8 67.9 28.6 33.5 20.5 43.1 11.7 43.2

244

江西金溪熊家山钼矿床微量元素地球化学特征及成矿机理

Table 3. The trace elements of n Molybdenum deposit (μg/g)

表3. 熊家山钼素含量(μg/g)

样号 X-X-25 X-64

Xiongjiasha

矿床微量元

9 X-11 -41 X-34 X-65 XX-67 X-58

Cs 13.2 12.8 28.8 10.9 10.3 16.6 11.9 14.2 14

Rb298 184 412 250 394 25

B367 609 270 907 48

T18.0 43.8 67.9 28.6 43.1 11.4

U 32.3 7.5 162 92.9 48.83

K17267 12203 41341 43250 48812 18924734

T1.55 0.98 1.81 0.41 1.85 1.15 1.0.

N21.0 20.4 33.7 6.09 22.0 12.19.4.

L86.1 83.9 54.8 28.3 58.4 16.52

C167.0 162.5 111.0 56.1 120.31.11

Sr 416 593.5 139.0 263.0 107.121

N74.5 74.3 50.50 23.8 50.514.48.2

P 3535 4408 1527.5 916.5 785.065

H7.01 7.29 2.23 2.64 5.95 2.4.

Z378.0 379.5 95.4 122.0 216.15

Sm 12.30 95 10.204.68 9.28 3.

Ti13369 12530 7194 1499 2098 4111

Tb1.48 1.46 1.39 0.46 1.07 0.0.0.

Y 38.5 41.5 37.8 11.8 28.15

0.56 0.25 0.42 0.31 0.89 0.2.

N13.55 20.82 18.62 14.7111.89 10.11

53.92 52.09 42.78 46.2136.339.34

7 531 250 265

a 9 107 523 316 661

h 7 3.2 20.5 33.5

173 .4 21.1 30.7 63.0

7 153 9266 7816

87 38 0.40

5.5

8.8

6.17

47.7

e 0 7 5.0 59.5 96.0

0 208.0 1.0 54.0 122.0

d 0 20 40 7.0 40.60

6 103.8 11.0 23.7 436.4

f 38 60 2.03 3.65

r 0 93.5 0.0 90.4 147.0

11. 12 8.72 5.70 7.41

97 439 079 1139

49 96 54 0.70

3 .7 24.9 13.0 15.5

Th/U 14 05 0.67 0.53

b/Ta 96 0.48 1.29 15.39

Zr/Hf 0 29 2.61 4.53 40.27

Table 4. The magmocks’ rrth elemof Xionan Monum de(μg/g)

矿床稀土元素分析结果(μg/g)

样号 X-25 X-64

atic rare eaents gjiashlybdeposit

表4. 熊家山钼

X-9 X-11 X-41 X-34 X-65 X-58 X-67

La 28.8 47.7 86.1 83.955.5 54.8 28.3 58.4 16.5

Ce 167.0 162.5 111.0 56.1 120.0 31.7 115.0 59.5 96.0

d 5

d 4

1 0

E 5 1

E 3 1

EE 22 30. 27. 10. 19.9 13.

LREE 40 9 6.7 14.

1 5

e 5

( b)N 2

( u)N 6 1

( b)N 6

( m)N 1

( u)N 9

( u)N 0

Pr 19.19.0 13.1 6.54 13.9 3.64 13.2 7.06 11.10

N74.74.3 50.5 23.8 50.5 14.2 48.4 27.0 40.6

Sm12.11.9510.20 4.68 9.28 3.12 8.72 5.70 7.41

Eu2.89 3.27 0.76 1.20 0.78 0.67 0.77 0.65 1.16

G10.9.95 8.89 3.66 6.90 3.06 6.84 4.10 5.560

Tb1.41.46 1.39 0.46 1.07 0.49 0.960.537 0.698

7.62 7.

1.47

1.49

7.37 2.

1.40

36 5.

0.41

1.06

2.730

0.56

5.10

0.90

2.59 3.

0.48

0.55

Er3.74.34 4.01 1.22 3.07 1.56 2.58 1.40 1.59

Tm0.590.694 0.606 0.204 0.471 0.2480.390 0.283 0.249

Yb3.34 4.17 3.73 1.36 3.07 1.46 2.53 2.26 1.67

Lu0.520.634 0.565 0.231 .544 0.261 0.383 0.422 0.237

Y38.41.5 37.8 11.80 28.3 15.7 24.9 13.0 15.5

ΣRE391.385.5 268.3 30.5 274.680.2 261.3 140.8 217.6

LRE

362.354.9

240.4 20.6 252.9 69.83

241.6 128.7204.0

R29.6969.91 21.763612.0761

EE/HR

δEu

12.

0.78

11.5

0.91

8.60 12.

0.243

0.886

11.62

0.298

73 12.

0.664

0.304

10.67

0.409

0.552

δC0.950.954 0.971 0.966 0.987 0.958 0.996 0.978 0.978

La/Y17.413.60 9.93 14.06 12.86 7.64 14.82 8.61 19.30

La/L 17.113.74 10.07 2.72 11.156.56 15.047.0920.89

Ce/Y 12.910.10 7.71 10.69 10.13 5.63 11.78 6.82 14.90

La/S 4.44.42 3.38 3.81 3.96 3.33 4.01 3.18 4.05

Gd/L 2.41.95 1.96 1.97 1.58 1.46 2.22 1.21 2.92

Sm/E 1.61.38 5.08 1.47 4.48 1.75 4.27 3.32 2.42