唐功建等–Geology:地殼風化和超大陸聚合導致大規(guī)模偉晶巖稀有金屬成礦
偉晶巖型礦床是鋰、鈹、鈮、鉭等稀有金屬礦產的重要來源。但目前偉晶巖的巖石成因、稀有金屬富集機制和礦床形成的動力學背景仍然不清楚。
針對上述科學問題,中國科學院廣州地球化學研究所、深地科學卓越創(chuàng)新中心唐功建研究員、王強研究員、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行了綜合研究。該研究發(fā)現這些稀有金屬礦床的花崗巖、偉晶巖和成礦時代幾乎一致,大部分在晚三疊世(220-200 Ma)(圖1)。同位素地球化學結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,其主要來源于先前造山作用形成的風化沉積物。全巖元素數據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(圖2)。
該研究提出地殼物質的化學風化作用導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麻粒巖相變質流體進一步富集到部分熔融過程形成的S型花崗巖中,S型花崗質巖漿進一步結晶分異形成稀有金屬偉晶巖。東亞三疊紀的偉晶巖稀有金屬礦床位于Pangea超大陸的內部,形成于Pangea超大陸內部巖石圈伸展的動力學背景。
該研究成果近期發(fā)表在地學著名期刊《Geology》上。該項研究受到新疆自治區(qū)重大科技專項(2020A03005-1)和青藏高原第二次科考(2019QZKK0702)等項目的資助。
論文信息: Tang, G.-J. (唐功建), Wyman, D. A., Wang, Q. (王強), 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)三疊紀偉晶巖型稀有金屬礦床分布圖。(b)東亞地區(qū)三疊紀偉晶巖(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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