新聞動(dòng)態(tài)廣州地化所揭示層狀巖體氟磷灰石的生長(zhǎng)過程以及晚期流體交代對(duì)其結(jié)構(gòu)和成分的強(qiáng)烈改造
層狀巖體上部常發(fā)育巖漿分異晚期結(jié)晶的磷灰石堆晶，由于其不僅富集F和Cl，而且富含稀土（REE）、Sr、Th和U等元素，被認(rèn)為是制約巖漿晚期分異過程的理想對(duì)象之一。一般認(rèn)為，自形的巖漿磷灰石是在平衡條件下結(jié)晶的，且環(huán)帶結(jié)構(gòu)不發(fā)育。層狀巖體中堆晶磷灰石的成分變化，被認(rèn)為是在短時(shí)間內(nèi)大量結(jié)晶造成的，但很少有研究關(guān)注磷灰石本身的生長(zhǎng)過程。
廣州地球化學(xué)研究所巖漿作用與成礦學(xué)科組的邢長(zhǎng)明助理研究員和王焰研究員，采用巖相學(xué)觀察、陰極發(fā)光技術(shù)、電子探針和激光ICP-MS技術(shù)對(duì)我國攀西地區(qū)紅格巖體上部帶中的磷灰石進(jìn)行了系統(tǒng)研究，結(jié)果顯示，不同類型巖石和礦石中的磷灰石粒度變化較大，在背散射圖像中無環(huán)帶發(fā)育，但其陰極發(fā)光圖像卻表現(xiàn)出復(fù)雜的環(huán)帶特征。
粗粒（>200 μm）磷灰石顆粒具有簡(jiǎn)單和復(fù)雜的兩種陰極發(fā)光圖像：簡(jiǎn)單的陰極發(fā)光圖像表現(xiàn)為磷灰石邊部具不連續(xù)的暗色邊（圖1a），而復(fù)雜的陰極發(fā)光圖像顯示不規(guī)則的亮色細(xì)脈貫穿整個(gè)顆粒（圖1b）。
圖1 紅格巖體含磁鐵礦輝長(zhǎng)巖中粗粒磷灰石簡(jiǎn)單和復(fù)雜的陰極發(fā)光圖像
細(xì)粒（<200 μm）磷灰石的陰極發(fā)光圖像更加復(fù)雜，包括同心環(huán)狀（圖2a）、混沌狀（圖2b, c, d）、帶狀（圖2e）以及全黑狀（圖2a）。其中，單顆粒磷灰石中暗色區(qū)域相對(duì)明亮區(qū)域具有較低的REE含量，表明磷灰石復(fù)雜的陰極發(fā)光圖像是由REE含量的差異造成的。在薄片尺度上，明亮區(qū)域的REE含量差異達(dá)2倍以上，磷灰石中角閃石包裹體的結(jié)晶溫度變化于660-995 oC之間，表明不同粒度的磷灰石顆粒經(jīng)歷了持續(xù)的分異過程，而非一次性結(jié)晶、堆積形成。
磷灰石復(fù)雜的陰極發(fā)光圖像與磷灰石形成后的晚期流體交代作用有關(guān)，流體交代先期形成的磷灰石造成磷灰石中的REE被不同程度的淋濾，形成陰極發(fā)光圖像中的暗色區(qū)域，同時(shí)在粗粒磷灰石裂隙中再沉淀，形成明亮的細(xì)脈。這項(xiàng)工作的啟示在于，即使在薄片尺度上，磷灰石的結(jié)晶也可能持續(xù)了很長(zhǎng)時(shí)間，且?guī)r漿磷灰石的結(jié)構(gòu)和成分并不穩(wěn)定，很容易受到流體的改造，利用磷灰石成分反演熔體組成時(shí)應(yīng)慎重。
圖2 紅格巖體含磁鐵礦輝長(zhǎng)巖和磁鐵礦礦石中細(xì)粒磷灰石復(fù)雜的極發(fā)光圖像
相關(guān)成果已發(fā)表在American Mineralogist上，該項(xiàng)研究受到中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）（XDB18000000）、國家杰出青年基金（41325006）、國家面上基金（41473037）和國家青年基金（41502048）聯(lián)合資助。
Xing C.-M., Wang C.Y. 2017. Cathodoluminescence images and trace element compositions of fluorapatite from the Hongge layered intrusion in SW China: A record of prolonged crystallization and overprinted fluid metasomatism. American Mineralogist, 102: 1390-1401.
論文鏈接：http://ammin.geoscienceworld.org/content/102/7/1390
（中國科學(xué)院礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 & 所綜合辦公室 供稿）
