唐功建等–Geology:地殼風(fēng)化和超大陸聚合導(dǎo)致大規(guī)模偉晶巖稀有金屬成礦
偉晶巖型礦床是鋰、鈹、鈮、鉭等稀有金屬礦產(chǎn)的重要來(lái)源。但目前偉晶巖的巖石成因、稀有金屬富集機(jī)制和礦床形成的動(dòng)力學(xué)背景仍然不清楚。
針對(duì)上述科學(xué)問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所、深地科學(xué)卓越創(chuàng)新中心唐功建研究員、王強(qiáng)研究員、但衛(wèi)副研究員、馬林研究員、楊亞楠博士及合作者對(duì)亞洲大陸的西昆侖-松潘甘孜,以及中亞造山帶的阿爾泰等地的花崗偉晶巖稀有金屬礦床進(jìn)行了綜合研究。該研究發(fā)現(xiàn)這些稀有金屬礦床的花崗巖、偉晶巖和成礦時(shí)代幾乎一致,大部分在晚三疊世(220-200 Ma)(圖1)。同位素地球化學(xué)結(jié)果顯示與這些偉晶巖稀有金屬成礦的母巖漿大部分為S型花崗巖,其主要來(lái)源于先前造山作用形成的風(fēng)化沉積物。全巖元素?cái)?shù)據(jù)顯示成礦以前的花崗巖類均具有低的Li和Cs含量,與成礦相關(guān)的母巖(S型花崗巖)和其源區(qū)(沉積巖)均具有高的Li和Cs含量,但麻粒巖相變沉積巖具有極低的Li和Cs含量。鋯石Li含量顯示相同趨勢(shì)(圖2)。
該研究提出地殼物質(zhì)的化學(xué)風(fēng)化作用導(dǎo)致稀有金屬元素富集在其形成的沉積物中,而沉積物中的稀有金屬元素通過(guò)麻粒巖相變質(zhì)流體進(jìn)一步富集到部分熔融過(guò)程形成的S型花崗巖中,S型花崗質(zhì)巖漿進(jìn)一步結(jié)晶分異形成稀有金屬偉晶巖。東亞三疊紀(jì)的偉晶巖稀有金屬礦床位于Pangea超大陸的內(nèi)部,形成于Pangea超大陸內(nèi)部巖石圈伸展的動(dòng)力學(xué)背景。
該研究成果近期發(fā)表在地學(xué)著名期刊《Geology》上。該項(xiàng)研究受到新疆自治區(qū)重大科技專項(xiàng)(2020A03005-1)和青藏高原第二次科考(2019QZKK0702)等項(xiàng)目的資助。
論文信息: Tang, G.-J. (唐功建), Wyman, D. A., Wang, Q. (王強(qiáng)), Dan, W. (但衛(wèi)), Ma.L. (馬林), Yang, Y.-N.(楊亞楠). (2023). Large-scale rare-metal pegmatite deposit formation driven by supercontinent assembly. Geology. 10.1130/G51454.1

圖1:(a)東亞地區(qū)三疊紀(jì)偉晶巖型稀有金屬礦床分布圖。(b)東亞地區(qū)三疊紀(jì)偉晶巖(p)和花崗巖(g)年齡。(c)偉晶巖和花崗巖鋯石Hf同位素。

圖2:(a-b)東亞阿爾泰、松潘-甘孜和西昆侖地區(qū)巖漿巖、變質(zhì)巖和沉積巖Cs和Li含量。(c)西昆侖花崗巖和偉晶巖Li含量。

圖3:(a)Pangea超大陸在三疊紀(jì)末重建圖顯示東亞偉晶巖型稀有金屬礦床。(b-c)偉晶巖型稀有金屬成礦示意圖。

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